高中物理知識點總結：電磁感應一.本周教學內容:電磁感應(1)楞次定律:感應電流具有這樣的方向，就是感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量變化。阻礙:磁通量增加時(感應電流磁場要削弱磁通量增加)，B感與B原反向。磁通量減少時(感應電流磁場要補充磁通量)，B感與B原同向。簡單記憶:增反減同。(2)判斷步驟:(4)符合能量守恒:3.感應電動勢:4.電磁感應中的能量轉化:作用在桿上的安培力例2.如圖2所示，MN、PQ是兩根足夠長的固定平行金屬導軌，兩導軌間的距離為L，導軌平面與水平面的夾角為α，在整個導軌平面內都有垂直于導軌平面斜向上方向的勻強磁場，磁感應強度為B。在導軌的M、P端連接一個阻值為R的電阻，一根垂直于導軌放置的金屬棒ab，質量為m，從靜止釋放沿導軌下滑。金屬棒ab下滑過程中的最大速度是多少,ab與導軌間的動摩擦因數為μ，導軌和金屬棒的電阻不計。圖2解析:ab下滑做切割磁感線的運動，產生的感應電流方向及受力如圖3所示。圖3例3.(2001年春季高考)兩根足夠長的固定的平行金屬導軌位于同一水平面內，兩導軌間的距離為l。導軌上面橫放著兩根導體棒ab和cd，構成矩形回路，如圖4所示。兩根導體棒的質量皆為m，電阻皆為R，回路中其余部分的電阻可不計。在整個導軌平面內都有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度為B。設兩導體棒均可沿導軌無摩擦地滑行。開始時，棒cd靜止，棒ab有指向棒cd的初速度v0(見圖)。若兩導體棒在運動中始終不接觸，求:圖4(1)運動中產生的焦耳熱最多是多少,此時cd棒所受的安培力F=IBl圖5(1)微粒帶何種電荷,電量是多少,(2)外力的機械功率和電路中的電功率各是多少,解析:MN右滑時，(2)MN和IP兩導線所受安培力均為圖6圖7解析:穿過螺線管磁通量均勻增加，螺線管中感應電流磁場方向向左，感應電流從b流向a，a端電勢高于b端電勢。把螺線管視為電源，由閉合電路歐姆定律可求出通過螺線管回路電流，從而求出R2消耗電功率及a、b兩點電勢。由圖，螺線管中磁感強度B均勻增加，通過螺線管回路的電流強度電阻R2上消耗功率:例6.如圖8所示，邊長為L、質量為m、總電阻為R的正方形閉合導線框abcd，用細繩系住ba邊的中點，繩的另一端跨過滑輪與一質量為M(M>m)的重物相連，有一磁感應強度為B的水平方向的勻強磁場，磁場在豎直方向有明顯的上、下邊界，讓重物帶動線框上升，使abcd平面垂直于B，線框在穿過磁場的過程中，恰好做勻速運動，若摩擦阻力不計，求:(1)磁場在豎直方向上的寬度。(2)線框在磁場中運動的速度。(3)線框中產生的電能。圖8解析:線框在勻速通過磁場區的過程中，受重力、安培力和繩的拉力，根據平衡條件，可以求出線框的運動速度。取重物、線框為物體系統，在線框穿過磁場的整個過程中，通過克服安培力做功，將機械能轉化為電能，從能量轉化和守恒定律求解線框所產生的電能。(1)磁場在豎直方向的寬度應和正方形線框的邊長相等。(3)線框穿過磁場上升2L，重物M下降2L，系統機械能的減少量:例7.如圖9所示，電路(a)、(b)中，電阻R和自感線圈的電阻都很小而且電阻的大小也相近。接通開關K，使電路達到穩定，燈泡S發光。則()圖9A.在電路(a)中，斷開K，燈泡S將逐漸變暗B.在電路(a)中，斷開K，燈泡S將先閃亮一下，再漸漸變暗C.在電路(b)中，斷開K，燈泡S將漸漸變暗D.在電路(b)中，斷開K，燈泡S將先閃亮，然后漸漸變暗解析:接通K后，由于電阻R與線圈電阻都很小且接近，根據并聯的分流作用可知，電路(a)中通過線圈L的電流I1小于通過R的電流I2，而電路(b)中通過線圈L的電流I’1遠大于通過燈S的電流I’2。斷開K時，電路(a)中線圈L產生自感電動勢，與電阻R和燈S組成回路，使回路中電流I1逐漸減小至零。所以燈S是漸漸變暗的。電路(b)中，K斷開時，線圈L中產生的自感電動勢要阻礙原來的電流I’1減小，它與燈S和電阻組成閉合回路，回路中電流方向是順時針的，電流從I’1漸漸減小為零。可見，斷開K后，電路(b)中原來通過燈S的電流I’2立刻消失，而由自感電動勢提供的電流I’1從右至左流過燈S，然后再逐漸減小為零，所以燈S是先變亮(閃亮)，后變暗。答案:A、D。【模擬試題1.(全國II?云甘貴渝川理綜，16)如圖，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的N極朝下。當磁鐵向下運動時(但未插入線圈內部)A.線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互吸引B.線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互排斥C.線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互吸引D.線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互排斥2.(海淀)如圖甲所示，長直導線與閉合金屬線框位于同一平面內，長直導線中的電流i隨時間t的變化關系如圖乙所示。在0-T/2時間內，直導線中電流向上，則在T/2-T時間內，線框中感應電流的方向與所受安培力情況是()4.(遼寧綜合，34)如圖所示，兩根相距為l的平行直導軌ab、cd、b、d間連有一固定電阻R，導軌電阻可忽略不計。MN為放在ab和cd上的一導體桿，與ab垂直，其電阻也為R。整個裝置處于勻強磁場中，磁感應強度的大小為B，磁場方向垂直于導軌所在平面(指向圖中紙面內)。現對MN施力使它沿導軌方向以速度v(如圖)做勻速運動。令U表示MN兩端電壓的大小，則()A.，流過固定電阻R的感應電流由d到bC.，流過固定電阻R的感應電流由d到b5.如圖所示，金屬圓環的半徑為L、總電阻為r，勻強磁場垂直穿過圓環所在的平面，磁感應強度為B。今使長為2L的金屬棒ab沿圓環的表面以速度v勻速向左滑動。設棒單位長度的電阻為勢差為()，當棒滑至圓環正中央時，棒兩端的電A.C.6.(’02粵豫大綜合30)如圖所示，在一均勻磁場中有一U形導線框abcd，線框處于水平面內，磁場與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導體桿，它可在ab、cd上無摩擦地滑動。桿ef及線框中導線的電阻都可不計。開始時，給ef一個向右的初速度，則()A.ef將減速向右運動，但不是勻減速B.ef將勻減速向右運動，最后停止C.ef將勻速向右運動D.ef將往返運動7.(江蘇)如圖所示，ABCD是固定的水平放置的足夠長的U形導軌，整個導軌處于豎直向上的勻強磁場中，在導軌上架著一根金屬棒ab，在極短時間內給棒ab一個水平向右的速度，ab棒開始運動，最后又靜止在導軌上，則ab在運動過程中，就導軌是光滑和粗糙兩種情況相比較()A.整個回路產生的總熱量相等B.安培力對ab棒做的功相等C.安培力對ab棒的沖量相等D.電流通過整個回路所做的功相等8.(’01上海，5)如圖所示，有兩根和水平方向成α角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強磁場，磁感強度為B，一根質量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下。經過足夠長的時間后，金屬桿的速度會趨近于一個最大速度vm，則()A.如果B增大，vm將變大B.如果α變大，vm將變大C.如果R變大，vm將變大D.如果m變小，vm將變大9.(浙江)一質量為m的金屬桿ab，以一定的初速度從一光滑平行金屬導軌底端向上滑行，導軌平面與水平面成30?角，兩導軌上端用一電阻R相連，如圖所示，磁場垂直斜面向上，導軌與桿的電阻不計，金屬桿向上滑行到某一高度之后又返回到底端，則在此全過程中()A.向上滑行的時間大于向下滑行的時間B.電阻R上產生的熱量向上滑行時大于向下滑行時C.通過電阻R的電量向上滑行時大于向下滑行時D.桿a、b受到的磁場力的沖量向上滑行時大于向下滑行時10.如圖所示，在邊長為a的等邊三角形區域內有勻強磁場B，其方向垂直紙面向外，一個邊長也為a的等邊三角形導體框EFG正好與上述磁場區域重合，爾后以周期T繞其幾何中心O點在紙面內勻速轉動，于是框架EFG中產生感應電動勢，經線框轉到圖中虛線位置。則在時間內()A.平均感應電動勢的大小等于C.順時針方向轉動時，感應電流方向為EFGED.逆時針方向轉動時，感應電流方向為EGFE11.(上海)平面上的光滑平行導軌MN、PQ上放著光滑導體棒ab、cd，兩棒用細線系住，勻強磁場的正方向如圖所示，而磁感應強度隨時間t的變化圖線如圖乙所示，不計ab、cd間電流的相互作用，則細線的張力()A.由0到時間內逐漸增大B.由0到時間內逐漸減小C.由0到時間內不變D.由到t時間內逐漸增大12.(石家莊)如圖甲所示，abcd為導體做成的框架，其平面與水平面成θ角。質量為m的導體棒PQ與ad、bc接觸良好，回路的總電阻為R，整個裝置放在垂直于框架平面的變化磁場中，磁場的磁感強度B隨時間t變化情況如圖乙所示(設圖甲中B的方向為正方向)。若PQ始終靜止，關于PQ與框架間的摩擦力在0,t1時間內的變化情況，有如下判斷?一直增大?一直減小?先減小后增大?先增大后減小以上對摩擦力變化情況的判斷可能的是()A.??B.??C.??D.??13.(汕頭)在北半球的地磁場可分解為水平分量BX和豎直分量BY，已知豎直分量BY的方向向下，一根沿南北方向水平放置的金屬棒，從地面附近某高處被水平向東拋出，不計空氣阻力，金屬棒被拋出之后棒上各點的運動都可看作相同的平拋運動，所在區域的地磁場為勻強磁場，則棒拋出后()A.棒南端的電勢比北端低B.棒南端的電勢比北端高C.棒兩端的電勢差越來越大D.棒兩端的電勢差保持不變’04兩湖理綜19)一直升飛機停在南半球的地磁極上空。該處地磁場的14.(方向豎直向上，磁感應強度為B，直升飛機螺旋槳葉片的長為，螺旋槳轉動的頻率為f，順著地磁場的方向看螺旋槳，螺旋槳順時針方向轉動。螺旋槳葉片的近軸端為a，遠軸端為b，如圖所示。如果忽略a到轉軸中心線的距離，用ε表示每個葉片中的感應電動勢，則()A.，且a點電勢低于b點電勢B.，且a點電勢低于b點電勢C.，且a點電勢高于b點電勢D.，且a點電勢高于b點電勢15.(天津理綜，16)將硬導線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長為，它在磁感應強度為B、方向如圖的勻強磁場中勻速轉動，轉速為n，導線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，外電路接有額定功率為P的小燈泡并正常發光，電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計，燈泡的電阻應為()A.B.C.16.(全國III?豫冀皖閩浙等十省理綜，19)圖中兩條平行虛線之間存在勻強磁場，虛線間的距離為l，磁場方向垂直紙面向里。abcd是位于紙面內的梯形線圈，ad與bc間的距離也為。t=0時刻，bc邊與磁場區域邊界重合(如圖)。現令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場區域邊界的方向穿過磁場區域。取沿a?b?c?d?a的感應電流為正，則在線圈穿越磁場區域的過程中，感應電流I隨時間t變化的圖線可能是17.(黃岡)如下圖所示是一臺發電機的結構示意圖，其中N、S是永久磁鐵的兩個磁極，它們的表面呈半圓柱面形狀。M是圓柱形鐵芯，它與磁極的柱面共軸，鐵芯上有一矩形線框，可繞與鐵芯M共軸的固定轉軸旋轉。磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑、大小近似均勻的磁場。若從圖示位置開始計時，當線框繞固定轉軸勻速轉動時，下列圖象中能正確反映線框中感應電動勢e隨時間t變化規律的是()18.(海淀)如下圖所示，兩根相互平行、間距為L的金屬軌道MN和PQ固定在水平面內，軌道所在空間存在豎直向上的勻強磁場，磁感強度為B，在該軌道上垂直軌道方向放置兩根金屬桿ab和cd，它們的電阻分別為R1和R2，質量分別為m1和m2。開始時兩金屬桿靜止在軌道上。某一時刻ab桿受到瞬間水平向右沖量作用，以初速度v0沿軌道滑動，這個瞬間cd桿的速度仍可視為零。已知金屬桿ab和cd在軌道上滑動時所受到的摩擦力可忽略不計，金屬軌道足夠長且電阻不計，金屬桿與軌道接觸良好。以下說法中正確的是()A.當ab桿以水平初速度v0開始在軌道上滑動瞬間，cd桿兩端電勢差為BLv0B.當ab桿以水平初速度v0開始在軌道上滑動瞬間，cd桿所受到的磁場力方向與初速度v0方向相同，大小為C.在兩桿都滑動的過程中，金屬桿ab和cd總動量不變，大小總是m1v0D.在兩桿都滑動的過程中，金屬桿ab動量減小，cd動量增大，ab和cd的總動量減小19.(’02天津理綜20)圖中MN、GH為平行導軌，AB、CD為跨在導軌上的兩根橫桿，導軌和橫桿均為導體。有勻強磁場垂直于導軌所在的平面，方向如圖。用I表示回路中的電流()A.當AB不動而CD向右滑動時，I?0且沿順時針方向B.當AB向左、CD向右滑動且速度大小相等時，I=0C.當AB、CD都向右滑動且速度大小相等時，I=0D.當AB、CD都向右滑動，且AB速度大于CD時，I?0且沿逆時針方向20.(廣東物理，6)如圖所示，兩根足夠長的固定平行金屬光滑導軌位于同一水平面上，導軌上橫放著兩根相同的導體棒ab、cd與導軌構成矩形回路。導體棒的兩端連接著處于壓縮狀態的兩根輕質彈簧，兩棒的中間用細線綁住，它們的電阻均為R，回路上其余部分的電阻不計。在導軌平面，方向垂直于水，拉力F=0.2N，電阻R=4Ω，其余電阻和(1)導體棒ab做勻速運動的速度大小。(2)當ab棒做勻速運動時，電阻R上消耗的功率。25.(天津理綜，23)圖中MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導軌，間距為0.40m，電阻不計，導軌所在平面與磁感應強度B為0.50T的勻強磁場垂直。質量m為、電阻為1.0Ω的金屬桿ab始終垂直于導軌，并與其保持光滑接觸。導軌兩端分別接有滑動變阻器和阻值為3.0Ω的電阻R1。當桿ab達到穩定狀態時以速度v勻速下滑，整個電路消耗的電功率P為0.27W，重力加速度取10m/s2，試求速率v和滑動變阻器接入電路部分的阻值R2。)如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的26.(上海物理，22平行金屬導軌相距1m，導軌平面與水平面成θ=3