高三物理总复习九电磁感应.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第一课时电磁感应现象楞次定律,一电磁感应现象,1,、产生感应电流的条件：,穿过闭合电路的,磁通量,发生变化,2,、引起磁通量变化的常见情况,闭合电路的部分导体做,切割磁感线,运动,线圈在磁场中,转动,磁感应强度,B,变化,v,A,B,4,、电磁感应现象的实质,是产生,感应电动势,，如果回路闭合则产生,感应电流,；如果回路不闭合，则只有,感应电动势,而无,感应电流,3,、产生感应电动势的条件,无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的,磁通量,发生变化，线路中就有感应电动势,E,r,v,A,B,B,E,r,产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。,【,例与练,】,如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外。若要使线框中产生感应电流，下列办法中可行的是,(),A.,将线框向左拉出磁场,B.,以,ab,边为轴转动,(,小于,90,),C.,以,ad,边为轴转动,(,小于,60,),D.,以,bc,边为轴转动,(,小于,60,),ABC,【,例与练,】,如图 所示，在通电直导线的正下方有矩形导线框，导线框在下列运动中能产生感应电流的是（）,A,导线框在水平方向向右匀速运动,B,导线框在水平方向向右加速运动,C,导线框以直导线为轴旋转,D,导线框向直导线靠近,D,【,例与练,】,下图中能产生感应电流的是,(,),B,内容,:,感应电流的磁场,总是,阻碍,引起感应电流的,磁通量的变化,。,1,、楞次定律,适用范围：各种电磁感应现象,2,、对楞次定律的理解：,回路磁通量的变化,产生,阻碍,感应电流（磁场）,谁起阻碍作用,阻碍什么,如何阻碍,阻碍效果,感应电流的磁场,原磁场的磁通量,变化,“,增反减同,”,二楞次定律和右手定则,减缓原磁场的磁通量的变化,阻碍不能阻止，该怎么变化还怎么变化,从实际问题上来理解,阻碍原磁通量的变化：,增“反”减“同”,阻碍相对运动的：,来“拒”去“留”,使线圈面积有扩大或缩小的趋势：,增“缩”减“扩”,从能量观点看：由于“阻碍”，为了维持原磁场的变化，必须有外力克服这一“阻碍”而做功，从而导致其他形式的能转化为电能。所以楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现。,阻碍原电流的变化,(,自感现象,),：,增“反”减“同”,3,楞次定律的使用步骤,【,例与练,】,如图所示，两个相同的闭合铝环套在一根无限长的光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环,(,未穿出,),的过程中，两环的运动情况是：,(),A,、同时向左运动，距离增大；,B,、同时向左运动，距离不变；,C,、同时向左运动，距离变小；,D,、同时向右运动，距离增大。,S,N,v,C,【,例与练,】,某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是,(),A,aGb,B,先,aGb,，后,bGa,C,bGa,D,先,bGa,，后,aGb,D,【,例与练,】,如图，一水平放置的圆形通电线圈,1,固定，电流强度为,I,，方向如图所示另一个较小的圆形线圈,2,从,1,的正上方下落，在下落的过程中两线圈平面始终保持平行且共轴，则线圈,2,从,1,的正上方下落至,1,的正下方的过程中，从上向下看线圈,2,，应是,(),A,无感应电流产生,B,有顺时针方向的感应电流,C,有先顺时针后逆时针方向的感应电流,D,有先逆时针后顺时针方向的感应电流,C,【,例与练,】,(2010,海南卷,),一金属圆环水平固定放置现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环,(,),A,始终相互吸引,B,始终相互排斥,C,先相互吸引，后相互排斥,D,先相互排斥，后相互吸引,D,【,例与练,】,在图所示装置中，是一个绕垂直于纸面的轴转动的闭合导线框，当滑线变阻器的滑片自左向右滑动时，线框的运动情况是：（）,A,、保持静止不动,B,、逆时针转动,C,、顺时针转动,D,、转动方向由电源极性决定,C,【,例与练,】,如图所示，在一蹄形磁铁两极之间放一个矩形线框,abcd.,磁铁和线框都可以绕竖直轴,OO,自由转动若使蹄形磁铁以某角速度转动时，线框的情况将是,(,),A,静止,B,随磁铁同方向转动,C,沿与磁铁相反方向转动,D,要由磁铁具体转动方向来决定,B,A,R,B,P,K,突然闭合开关,【,例与练,】,如图所示，进行以下操作，请判断,R,中的电流方向,突然断开开关,开关闭合后，,P,向左或向右滑动时。,AB,BA,P,左移：,AB,P,右移：,BA,【,例与练,】,如图所示，通电螺线管置于闭合金属环,a,的轴线上，当螺线管中电流,I,减小时,(),A.,环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小,B.,环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小,C.,环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的增大,D.,环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的增大,A,【,例与练,】,(,2010,上海单科,),如图所示，金属环,A,用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧若变阻器滑片,P,向左移动，则金属环,A,将向,_(,填“左”或“右”,),运动，并有,_(,填“收缩”或“扩张”,),趋势,左,收缩,【,例与练,】,如下图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度,H,处同时释放,(,各线框下落过程中不翻转,),，则以下说法正确的是,(,),A,三者同时落地,B,甲、乙同时落地，丙后落地,C,甲、丙同时落地，乙后落地,D,乙、丙同时落地，甲后落地,D,【,例与练,】,如图所示，在光滑水平桌面上有两个金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁，当条形磁铁自由下落时，将会出现的情况是,(,),A,两金属环将相互靠拢,B,两金属环将相互分开,C,磁铁的加速度会大于,g,D,磁铁的加速度会小于,g,BD,4,、右手定则,伸开右手，让拇指与其余四指在同一个平面内，使拇指与并拢的四指垂直；让磁感线垂直穿入手心，使拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向。,a,c,d,b,v,B,如图：,ab,如何运动？,ab,的速度能大于,v,吗,?,【,例与练,】,如右图所示，当导线,ab,在电阻不计的金属导轨上滑动时，线圈,C,向右摆动则,ab,的运动情况是,(,),A,向左或向右做匀速运动,B,向左或向右做减速运动,C,向左或向右做加速运动,D,只能向右做匀加速运动,B,【,例与练,】,如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大导线圈,M,相连接要使小导线圈,N,获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨中的裸金属棒,ab,的运动情况是,(,两导线圈共面放置,)(,),A,向右匀速运动,B,向左加速运动,C,向右减速运动,D,向右加速运动,BC,【,例与练,】,如右图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒,PQ,、,MN,，,MN,的左边有一闭合电路，当,PQ,在外力的作用下运动时，,MN,向右运动则,PQ,所做的运动可能是,(,),A,向右加速运动,B,向左加速运动,C,向右减速运动,D,向左减速运动,BC,【,例与练,】,如图所示，闭合的矩形金属框,abcd,的平面与匀强磁场垂直，现金属框固定不动而磁场运动，发现,ab,边所受安培力的方向为竖直向上，则此时磁场的运动可能是,(,),A,水平向右平动,B,水平向左平动,C,竖直向上平动,D,竖直向下平动,A,第二课时法拉第电磁感应定律自感、涡流,4,、与感应电流的关系：遵守,闭合电路欧姆,定律，即：,一感应电动势,1,、概念：在,电磁感应现象,中产生的电动势,2,、条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的,磁通量,发生变化，电路中就一定有感应电动势,3,、方向：产生感应电动势的那部分导体就相当于,电源,导体的电阻相当于,电源内阻,，其中,电流方向由低电势指向高电势,B,减小,B,减小,+,-,二法拉第电磁感应定律,1,、法拉第电磁感应定律,内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的,磁通量变化率,成正比,公式：,(n,为线圈的匝数,),特别提醒：,感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率 和线圈的匝数,n,共同决定，而与磁通量,、磁通量的变化量,的大小没有必然联系,用公式 求感应电动势时，,S,为线圈在磁场范围内的,有效面积,通过回路截面的电荷量,q,仅与,n,、,和回路电阻,R,有关，与时间长短无关,【,例与练,】,穿过闭合回路的磁通量,随时间,t,变化的图象分别如下图所示下列关于回路中产生的感应电动势的论述中正确的是,(,),A,图中，回路产生的感应电动势恒定不变,B,图中，回路产生的感应电动势一直在变大,C,图中，回路在,0,t,1,时间内产生的感应电动势小,于在,t,1,t,2,时间内产生的感应电动势,D,图中，回路产生的感应电动势先变小再变大,D,【,例与练,】,如下图所示，三个相同的金属圆环内存在不同的有界匀强磁场，虚线表示环的某条直径已知所有磁场的磁感应强度随时间变化的关系都满足,B,kt,，方向如图所示测得,A,环中感应电流强度为,I,，则,B,环和,C,环内感应电流强度分别为,(,),A,I,B,I,，,I,C,0,B,I,B,I,，,I,C,2I,C,I,B,2I,，,I,C,2I,D,I,B,2I,，,I,C,0,D,【,例与练,】,如图所示是高频焊接原理示意图线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少以下说法正确的是,(,),A,电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高得越快,B,电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高得越快,C,工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小,D,工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大,AD,【,例与练,】,一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在匀强磁场中，如图所示，线圈平面与磁场方向成,60,角，磁感应强度随时间均匀变化，用下列哪种方法可使感应电流增加一倍,(,),A,把线圈匝数增加一倍,B,把线圈面积增加一倍,C,把线圈半径增加一倍,D,改变线圈与磁场方向的夹角,解析,：设导线的电阻率为,，横截面积为,S,0,，线圈的半径为,r,，则,:,C,【,例与练,】,(09,年全国卷,）如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率,k,为负的常量用电阻率为,、横截面积为,S,的硬导线做成一边长为,l,的方框将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中求：,(1),导线中感应电流的大小；,(2),磁场对方框作用力的大小随时间,的变化率,解析：,(1),线框中产生的感应电动势：,(2),导线框所受磁场力的大小为,F=BIl,，它随时间的变化率为：,运动方向和磁感线方向垂直：,E,Blv,.,2,、导体切割磁感线产生的感应电动势,运动方向和磁感线不垂直,E,Blvsin,；,为导线运动方向跟,磁感线,方向的夹角,本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场外，还需,B,、,l,、,v,三者相互垂直实际问题中当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算,导体平动切割磁感线时，若,v,为平均速度，则,E,为平均感应电动势；若,v,为瞬时速度，则,E,为相应的瞬时感应电动势,应用公式,E=Blv,时应注意：,E,Blv,中的速度,v,是相对于磁场的速度，若磁场也运动时，应注意速度间的相对关系,公式中的,l,为有效切割长度,如图，棒的有效长度为,ab,的弦长,甲：,l,cdsin,(,容易错认为,l,absin,),乙：沿,v,1,方向运动时，,l,MN,；沿,v,2,方向运动时，,l,0,.,丙：,a,、,b,、,c,、,d,四种情况的,l,相同。,v,v,v,v,a,b,c,d,丙,导体棒,以棒上某点为轴,在垂直磁场平面内匀速转动切割磁感线产生感应电动势：,导体棒,以端点为轴,匀速转动：,导体棒,以棒中点为轴,匀速转动：,E=0,导体棒,以棒中任意点为轴,匀速转动：,O,A,B,O,A,B,（,AO,或,BO,两点的电势差不为零。）,提示：,往往用来求,t,时间内的平均感应电动势；而,E,Blvsin,常用来求瞬时感应电动势但两公式又是统一的，一般来说，公式 适用于磁场变化求感应电动势，,E,Blv,适用于切割磁感线求感应电动势,拓展：,若一个金属圆盘绕圆心匀速转动，边缘与圆心之间存在电势差：,O,A,特别提醒：,求通过回路的电量时必须求平均电动势，再求平均电流，然后求电量。,R,【,例与练,】,(2010,全国,卷,),某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为,4.510,5,T,。一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽,100 m,，该河段涨潮和落潮时有海水,(,视为导体,),流过。设落潮时，海水自西向东流，流速为,2 m/s,。下列说法正确的是,(,),A,电压表记录的电压为,5 mV,B,电压表记录的电压为,9 mV,C,河南岸的电势较高,D,河北岸的电势较高,BD,【,例与练,】,如图所示，长为,6 m,的导体,AB,在磁感应强度,B,0.1 T,的匀强磁场中，以,AB,上的一点,O,为轴，沿着顺时针方向旋转角速度,5 rad/s,，,O,点距,A,端为,2 m,，求,AB,的电势差,解析,：,BO,段切割磁感线产生的感应电动势：,同理可得：,【,例与练,】,放在绝缘水平面上的两条平行导轨,MN,和,PQ,之间宽度为,L,，在,MNQP,间存在磁感应强度为,B,的匀强磁场，,B,的方向垂直于导轨平面，导轨左端接有阻值为,R,的电阻，其他部分电阻不计导轨右端接一电容为,C,的电容器，长为,2L,的金属棒放在导轨上与导轨垂直且接触良好，其,a,端放在导轨,PQ,上现将金属棒以,a,端为轴，以角速度,沿导轨平面顺时针旋转,90,角，如图所示，解答下列问题,(,设导轨长度比,2L,长得多,),(1),电阻,R,中流过的最大感应电流；,(2),通过电阻,R,的总电量,解析：,(1),从,ab,棒以,a,端为轴旋，直到,b,端脱离导轨的过程中，其感应电动势不断增大，对,C,不断充电，同时又与,R,构成回路，如图所示,R,上的最大电压：,通过,R,的最大电流：,（,2,）,ab,脱离导轨前通过,R,的电量：,ab,棒转动到,d,点时，电容哭器的带电量：,三自感和涡流,1,、自感现象：由于通过导体,自身的,电流变化,而产生的电磁感应现象,2,、自感电动势,定义：由导体自身电流变化所产生的感应电动势,表达式：,自感系数,L,相关因素：与线圈的,长短,、横截面积、形状、,匝数,以及是否有铁芯等有关,单位：亨利,(H),，,1mH,10,3,H,，,1H,10,6,H.,由楞次定律知，自感电动势总是阻碍原来导体中电流的变化当回路中的,电流增加,时，自感电动势和原来电流的方向,相反,；当回路中的,电流减小,时，自感电动势和原来电流的方向,相同,自感对电路中的电流变化有,延迟,作用，使电流不能,突变,3,、涡流：放在变化磁场中的金属块，由于穿过金属块的,磁通量,发生变化，在其内部产生像旋涡一样的,感应电流,，这种电流叫做涡电流简称涡流,自感电动势的方向：,【,例与练,】,在如图所示的电路中，,A,、,B,是相同的两个灯泡，,L,是一个带铁芯的线圈，直流电阻可不计。调节,R,，电路稳定时两灯都正常发光，则在开关合上和断开时,()A.,两灯同时点亮，同时熄灭,B.,合上,S,时，,B,比,A,先达到正常发光状态,C.,断开,S,时，,A,、,B,两灯都不会立即熄灭，通过,A,、,B,两灯的电流方向都与原来电流的方向相同,D.,断开,S,时，,A,灯会突然闪亮一下后再熄灭,B,第三课时电磁感应中的电路与图象问题,方法归纳图,【,例与练,】,如图所示，两个互相连接的金属环用同样规格的导线制成，大环半径是小环半径的,4,倍，若穿过大环的磁场不变，小环中磁场变化率为,k,时，其路端电压为,U,；若小环中磁场不变，而大环中磁场变化率也为,k,时，其路端电压为多大？,解析：,根据题意设小环电阻为,R,，则大环电阻为,4R,，小环的面积为,S,，大环的面积为,16S,，且,B/,t=k,。,【,例与练,】,如图所示，匀强磁场的磁感应强度,B=0.8 T,，竖直向下穿过水平放置的矩形线框,MNQP,，,MN=PQ=2 m,，,MP=NQ=1 m,，,ab,是用与线框相同的导线制成，它们单位长度的电阻,R,0,=0.1,/m,，不计摩擦。,ab,杆从,MP,处开始以,v=5 m/s,的速度向右匀速滑动。,(1),关于,ab,杆两端的电势差的讨论：,某同学认为：,ab,杆两端的电势差,U,ab,就是路端电压，,ab,杆匀速切割磁感线时，感应电动势大小恒定，且内电阻,r,大小不变。当,ab,杆滑至线框正中间时，外电路电阻最大，此时，,U,ab,有最大值，也即,U,ab,的值是先变大后变小。你认为该同学的判断是否正确？若他判断错误，你重新分析，并确定,U,ab,的大小。若他,的判断正确，请算出,U,ab,的最大值。,(1),正确,U,ab,最大值,2.4 V,【,例与练,】,如图所示，匀强磁场的磁感应强度,B=0.8 T,，竖直向下穿过水平放置的矩形线框,MNQP,，,MN=PQ=2 m,，,MP=NQ=1 m,，,ab,是用与线框相同的导线制成，它们单位长度的电阻,R,0,=0.1,/m,，不计摩擦。,ab,杆从,MP,处开始以,v=5 m/s,的速度向右匀速滑动。,(2),关于线框,MNQP,的电功率,P,的讨论：,某同学认为：既然,ab,杆滑至线框正中间时，路端电压最大，此时线框,MNQP,的电功率,P,也最大，所以,P,的值是先变大后变小。你认为该同学的判断是否正确？请作出评价，并说明理由。,(,不需要定量计算,),(2),错误。线框,MNQP,的电功率,P,就是,电源输出功率，当,R=r,时，,P,最大，,而,ab,杆在正中间位置的两侧某处，,均有,R=r,。所以，线框,MNQP,的电功,率,P,先变大、后变小、再变大、再变小。,【,例与练,】,如图矩形导线框,abcd,固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度,B,随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流,i,的正方向，下列各图中正确的是,(),D,【,例与练,】,如图,1,所示，虚线上方空间有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴,O,以角速度,匀速逆时针转动。设线框中感应电流的方向以逆时针为正，线框处于图示位置时为时间零点。那么，在图,2,中能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是（）,0,i,t,0,i,t,0,i,t,0,i,t,B,A,C,D,图,2,A,图,1,O,B,【,例与练,】,如图,(,甲,),，,MN,和,PQ,是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计,ab,是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆开始，将开关,S,断开，让杆,ab,由静止开始自由下落，过段时间后，再将,S,闭合，若从,S,闭合开始计时，则金属杆,ab,的速度,v,随时间,t,变化的图象不可能是图,(,乙,),中的,(,),B,【,例与练,】,如图所示，在坐标系,xOy,中，有边长为,a,的正方形金属线框,abcd,，其一条对角线,ac,和,y,轴重合、顶点,a,位于坐标原点,O,处在,y,轴的右侧的,、,象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的,ab,边刚好完全重合，左边界与,y,轴重合，右边界与,y,轴平行,t,0,时刻，线圈以恒定的速度,v,沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域取沿,abcda,的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流,i,随时间,t,变化的图线是下图中的,(,),A,【,例与练,】,(07,年全国卷,),如图所示，在,PQ,、,QR,区域存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，,bc,边与磁场的边界,P,重合。导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从,t,0,时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域。以,abcdef,为线框中电动势的正方向。以下四个,E-t,关系示意图中正确的是（）,P,Q,R,a,f,2,l,2,l,l,l,b,l,l,c,d,e,B.,E,t,0,1,2,3,4,C.,E,t,0,1,2,3,4,D.,t,E,0,1,2,3,4,A,.,E,t,0,1,2,3,4,C,【,例与练,】,如图,(,甲,),所示，圆形金属框与一个平行金属导轨相连接，并置于水平桌面上圆形金属框面积为,S,，内有垂直于线框平面的磁场，磁感应强度,B,1,随时间,t,的变化关系如图,(,乙,),所示，,0,1s,内磁场方向垂直线框平面向里长为,L,，电阻为,R,的导体棒置于平行金属导轨上，且与导轨接触良好导轨和导体棒处于另一匀强磁场中，其磁感应强度恒定为,B,2,，方向垂直导轨平面向里若不计其余各处的电阻，当导体棒始终保持静止时，其所受的静摩擦力,f(,设向右为力的正方向,),随时间变化的图象为,(),答案：,A,【,例与练,】,半径为,r,带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为,d,，如图所示。有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图所示。在,t=0,时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为,q,的静止微粒。则以下说法正确的是,(),A.,第,2,秒内上极板为正极,B.,第,3,秒内上极板为负极,C.,第,2,秒末微粒回到了原来位置,D.,第,2,秒末两极板之间的电场强度大小为,0.2,r,2,/d,A,第四课时电磁感应中的动力学与能量问题,导体处于平衡态,静止或匀速直线运动状态,处理方法：根据平衡条件合外力等于零列式分析,一、电磁感应中的动力学问题分析,导体处于非平衡态,加速度不为零,处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析,1,两种状态处理,2,电磁感应问题中两大研究对象及其相互制约关系,3,电磁感应中的动力学临界问题,解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度取最大值或最小值的条件,基本思路是：,感应电流,导体受安培力,合力变化,加速度变化,速度变化,临界状态,感应电动势,导体受外力运动,二、电磁感应中的能量转化问题,1,运动的动态分析,2,能量转化特点,3,电能求解思路主要有三种,利用克服安培力求解：,电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功,利用能量守恒求解：其他形式的能的减少量等于产生的电能,利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算,【,例与练,】,(09,福建卷,),如图所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为,d,，其右端接有阻值为,R,的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为,B,的匀强磁场中一质量为,m(,质量分布均匀,),的导体杆,ab,垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为,.,现杆在水平向左、垂直于杆的恒力,F,作用下从静止开始沿导轨运动距离,l,时，速度恰好达到最大,(,运动过程中杆始终与导轨保持垂直,),设杆接入电路的电阻为,r,，导轨电阻不计，重力加速度大小为,g,则此过程,(,),A,杆的速度最大值为,B,流过电阻,R,的电量为,C,恒力,F,做的功与摩擦力做的功之和,等于杆动能的变化量,D,恒力,F,做的功与安培力做的功之和,大于杆动能的变化量,BD,【,例与练,】,(2011,年广州一模,),如图，金属棒,ab,、,cd,与足够长的水平光滑金属导轨垂直且接触良好，匀强磁场垂直导轨所在的平面,ab,棒在恒力,F,作用下向右运动，则,(),A.,安培力对,ab,棒做正功,B.,安培力对,cd,棒做正功,C.abdca,回路的磁通量先增加后减少,D.F,做的功等于回路产生的总热量和系统动能增量之和,BD,【,例与练,】,如图所示，有两根和水平面成,角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻,R,，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为,B,。一质量为,m,的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋于一个最大速度,v,m,，则,(,),A,如果,B,增大，,v,m,将变大,B,如果,增大，,v,m,将变大,C,如果,R,增大，,v,m,将变大,D,如果,m,变小，,v,m,将变大,BC,【,例与练,】,如图所示，平行且足够长的两条光滑金属导轨，相距,0.5 m,，与水平面夹角为,30,，不计电阻，广阔的匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度,B,0.4 T,，垂直导轨放置两金属棒,ab,和,cd,，长度均为,0.5 m,，电阻均为,0.1,，质量分别为,0.1 kg,和,0.2 kg,，两金属棒与金属导轨接触良好且可沿导轨自由滑动现,ab,棒在外力作用下，以恒定速度,v,1.5 m/s,沿着导轨向上滑动，,cd,棒则由静止释放，试求：,(g,取,10 m/s,2,),(1),金属棒,ab,产生的感应电动势；,(2),闭合回路中的最小电流和最大电流；,(3),金属棒,cd,的最终速度,解析：,E,ab,=Blv,=0.40.51.5V=0.3V,刚释放,cd,棒时：,cd,棒受到安培力为：,cd,棒受到重力沿导轨方向的分力为：,F,1,2r),圆环的一半进入磁场历时,t,秒，这时圆环上产生的焦耳热为,Q,，则,t,秒末圆环中感应电流的瞬时功率为,(,),B,【,例与练,】,如图所示，线圈由,A,位置开始下落，在磁场中受到的磁场力如果总小于它的重力，则它在,A,、,B,、,C,、,D,四个位置,(B,、,D,位置恰好线圈有一半在磁场中,),时，加速度关系为,()A.a,A,a,B,a,C,a,D,B.a,A,=a,C,a,B,a,D,C.a,A,=a,C,a,D,a,B,D.a,A,=a,C,a,B,=a,D,B,【,例与练,】,如图所示，匀强磁场方向垂直于线圈平面,先后两次将线框从同一位置匀速地拉出有界磁场，第一次速度,v,1,=,v,，第二次速度,v,2,=2,v,，在先、后两次过程中，错误的是,()A.,线框中感应电流之比为,1:2B.,线框中产生热量之比为,1:2C.,沿运动方向作用在线框上的外力的功率之比为,1:2D.,流过任一截面积电荷量之比为,1:1,C,【,例与练,】,如图所示，平行金属导轨与水平面成,角，导轨与固定电阻,R,1,和,R,2,相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，有一导体棒,ab,，质量为,m,，导体棒的电阻与固定电阻,R,1,和,R,2,的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为,，导体棒,ab,沿导轨向上滑动，当上滑的速度为,v,时，受到安培力的大小为,F,，此时,(,),A,电阻,R,1,消耗的热功率为,Fv,/3,B,电阻,R,2,消耗的热功率为,Fv,/6,C,整个装置因摩擦而消耗的热功率为,mgvcos,D,整个装置消耗的机械功率为,(F,mgcos)v,BCD,【,例与练,】,在下图的甲、乙、丙中除导体棒,ab,可动外,其余部分均固定不动。甲图中的电容器,C,原来不带电,设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计。图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面,(,即纸面,),向下的匀强磁场中，导轨足够长，今给导体棒,ab,一个向右的初速度,v,0,，导体棒的最终运动状态是,(),A.,三种情况下，导体棒,ab,最终都是匀速运动,B.,图甲、丙中,ab,棒最终将以不同的速度做匀速运动；图乙中,ab,棒最终静止,C.,图甲、丙中，,ab,棒最终将,以相同的速度做匀速运动,D.,三种情况下，导体棒,ab,最终均静止,B,解析,：图甲中，,ab,棒以,v,0,向右运动的过程中，电容器开始充电，充电中,ab,棒就减速，,ab,棒上的感应电动势减小，当,ab,棒上的感应电动势与电容器两端电压相等时，,ab,棒上无电流,从而做匀速运动；图乙中，由于,R,消耗能量，所以,ab,棒做减速运动，直至停止；图丙中,当,ab,棒向右运动时，产生的感应电动势与原电动势同向，因此作用在,ab,棒上的安培力使,ab,棒做减速运动，速度减为零后，在安培力作用下将向左加速运动，向左加速过程中，,ab,棒产生的感应电动势与原电动势反向，当,ab,棒产生的感应电动势与原电动势大小相等时，,ab,棒上无电流，从而向左匀速运动，所以,B,正确。,