(共120张PPT)
第四章 电磁感应
第4节 法拉第电磁感应定律
01课前新知预习
02课堂师生共研
[答案] ABD
[答案] C
[答案] ACD
[答案] B
03课后提升考能
谢谢观看！
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导线的横截面
U
B×
甲
ZHENGHEDIANBO
整合点拨
磁通量的
磁通量的
磁通量φ
变化量△
变化率
在某一过程中
某时刻穿过磁
物理
穿过某个面的穿过某个面的磁
场中某个面的
意义
磁通量的变通量变化的快慢
磁感线条数
Φ2-φ1
中2-中
△
大小
①=BS
△Φ=B·△S
算
△=)B△t
△S
S·△B
△B
S
穿过某个面有开始和转过
方向相反的磁180时平面都既不表示磁通量
场,则不能直接与磁场垂直,的大小也不表示
用Φ=B·S。但穿过平面的变化的多少。在
注意
应考虑相反方磁通量是不同一t图象中,可
向的磁通量或的,一正一负,用图线的斜率
抵消以后所剩△=2B·S表示
余的磁通量
而不是零
B
O
Φ×103/Wb
2
0ABD0.01
A B/T
R, R
642
b
2
(b)
d
O t1
B
C
×
U
6
U
B
××
××
×a×
/×:×
×;×
×\×:×Ⅹ
××
××
×b×
R
ut
M
××
E
S
45°
Q R
N
比较内容
研究对
在磁场中运动的
个回路
象不同
段导体
适用具有普遍性,无论什只适用于一段导
围不同么方式引起φ的变线切割磁感线的
化都适用
情况
不一定是匀强磁场匀强磁场(常见情
E
B
区条件不同
l、U、B应取两两
B
互相垂直的分量
采用投影的
决定
办法
求的是瞬时感应
求的是△t时间内的电动势,E与某个
物理意平均感应电动势,E时刻或某个位置
义不同与某段时间或某个过相对应(代入平均
程相对应
速度时也可计算
平均感应电动势)
(1)E=Bl是由E=,4
在一定条件下
推导出来的
联系
(2)B、l、v三者均不变时,在△t时间内的
平均感应电动势才和它的瞬时感应电动
势相同
M
××
C
D:×××
B
×××
b:×××
××××
N
++
O
ND
明确哪一部分导体或电路产生感应电动势,该导体或
电路就是电源,其他部分是外电路
用法拉第电磁感应定律或导体切割磁感线公式计算感
应电动势大小
将发生电磁感应现象的导体看做电源,与电路整合,作
出等效电路
运用闭合回路欧姆定律,部分电路欧姆定律,串、并联
电路的性质及电压、电功率分配等公式进行求解(共77张PPT)
第四章 电磁感应
第1、2节 划时代的发现 探究感应电流的产生条件
01课前新知预习
02课堂师生共研
[答案] A
[答案] D
[答案] A
03课后提升考能
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实验现象
实验操作
分析论证
(有无电流)
导体棒静
无
闭合电路包围的磁场
的面积变化时,电路
导体棒平行
无
中有电流产生;包围
磁感线运动
的磁场的面积不变
导体棒切割
时,电路中无电流
有
磁感线运动
产生
1//
实验现象
实验操作
分析论证
(有无电流)
N极插入线圈
N极停在线圈中
线圈中的磁场变化
N极从线圈中抽出
S极插入线圈
有一无有有无有
,线圈中有感应电
流;线圈中的磁场不
变时,线圈中无感应
电流
S极停在线圈中
S极从线圈中抽出
3.模仿法拉第的实验(如图所示
实验现象(线圈
实验操作
分析论证
B中有无电流)
开关闭合瞬间
线圈B中磁场变
开关断开瞬间
化时,线圈B中
开关保持闭合,滑动
有感应电流;磁场
变阻器滑片不动
有有无有
不变时,线圈B
开关保持闭合,迅速移
中无感应电流
动滑动变阻器的滑片
ZHENGHEDIANBO
整合点拨
S
B
B
图2
图3
图4
图5
图6
B
B
乙
丙
×××
×x
×U×x
×
×××××
××
×x
×x××××
丙
JILEJIETIJINENG
积累·解题技能
Da b
N
×××
×××
×××
x××
x××
TUOZHANKEWAISHIYE
拓展·课外视野
「电源
b
0
B
N
C
D
B
通入增大的电流
B
U2
A
B
S
E
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第四章 电磁感应
章末复习总结
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系统构建
奥斯特梦圆“电生磁
划时代的发现
法拉第心系“磁生电
B变(磁场强弱发生变化)
产生条件:穿过闭合
穿过闭合导体回路的φ发生变化S变(回路面积变化)
导体回路的磁通量
S都变
Φ发生变化
导体做切割磁感线运动,不管电路闭合与否总有E感,只有电路闭合才有Ⅰ感
楞次定律:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
感应电流方向的判断
右手定则:磁感线穿过手心,大拇指指向导体运动方向,四指指向则为感应电流的方向
△S
S变化
E
路总电动势,一般用于计算感应电动势的平均值
磁感应电动势大小
B变化
的计算
为有效切割长度
E=B
般用于计算与υ对应的感应电动势的瞬时值
为有效切割速度
互感现象:彼此绝缘的电路间的电磁感应
产生条件:线圈自身电流发生变化
自感现象
互感和自感
自感系数:由线圈自身的构造决定
自感电动势E=r4/
应用与防止
产生原理
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
防止和利用
速查基础清单
电磁感应
闭合电路电流磁效应
E
阻碍变化
楞次定律
易错警示
学科素养培优
电源
E
B
K
××××
++
×
xb
十十
×
××
B
b
C03课后提升考能
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1. (多选)许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献。下列表述中正确的是( )
A. 卡文迪许测出引力常数
B. 法拉第发现电磁感应现象
C. 安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式
D. 库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律
解析：解答本题的关键在于了解物理学家及其相关成就。
解答本题时可按以下流程分析：
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答案：ABD
2. 关于磁通量，下列说法中正确的是( )
A. 磁通量不仅有大小，而且有方向，所以是矢量
B. 磁通量越大，磁感应强度越大
C. 通过某一面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零
D. 磁通量就是磁感应强度
解析：磁通量是标量，故A不对；由Φ＝BS ( http: / / www.21cnjy.com )⊥可知Φ由B和S⊥两个因素决定，Φ较大，有可能是由于S⊥较大造成的，所以磁通量越大，磁感应强度越大是错误的，故B不对；由Φ＝BS⊥可知，当线圈平面与磁场方向平行时，S⊥＝0，Φ＝0，但磁感应强度B不为零，故C对；磁通量和磁感应强度是两个不同的物理量，故D不对。
答案：C
3. 某学生做观察电磁感应现象的实验，将灵 ( http: / / www.21cnjy.com )敏电流计、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路，当它接通、断开开关时，电流计的指针都没有偏转，其原因是( )
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A．开关位置接错
B．电流表的正、负极接反
C．线圈B的接头3、4接反
D．蓄电池的正、负极接反
解析：图中所示开关的连接不能控制含有电源的 ( http: / / www.21cnjy.com )电路中电流的通断。而本实验的内容之一就是用来研究在开关通断瞬间电流的有无导致磁场变化，进而观察产生感应电流的情况，但图中的接法却达不到目的。
答案：A
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4. [2014·济南高二 ( http: / / www.21cnjy.com )检测]如图所示，a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈a中有电流I通过时，它们的磁通量分别为Φa、Φb、Φc，下列说法中正确的是( )
A. Φa<Φb<Φc B. Φa>Φb>Φc
C. Φa<Φc<Φb D. Φa>Φc>Φb
解析：当a中有电流通过时，穿过a、b、 ( http: / / www.21cnjy.com )c三个闭合线圈向里的磁感线条数一样多，向外的磁感线条数c最多，其次是b，a中无向外的磁感线。因此，据合磁通量的计算，应该是Φa>Φb>Φc。
答案：B
5. [2014·株洲高二检测]闭 ( http: / / www.21cnjy.com )合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中，如图所示，各情况下导线都在纸面内运动，那么下列判断中正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. 都会产生感应电流
B. 都不会产生感应电流
C. 甲、丙会产生感应电流，乙、丁不会产生感应电流
D. 甲、乙不会产生感应电流，丙、丁会产生感应电流
解析：甲、丙两图中导线ab都在垂直切割磁感线，又因电路闭合，故产生感应电流；乙、丁两图中导体不切割磁感线，不会产生感应电流。故C项正确。
答案：C
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6. [2014·焦作高二检测]如 ( http: / / www.21cnjy.com )图所示，AB是水平面上一个圆的直径，在过AB的竖直面内有一根通电直导线CD，已知CD∥AB。当CD竖直向上平移时，电流的磁场穿过圆面积的磁通量将( )
A. 逐渐增大 B. 逐渐减小
C. 始终为零 D. 不为零，但保持不变
解析：通电直导线周围的磁场是以导线上各点为圆 ( http: / / www.21cnjy.com )心的一系列同心圆，故穿过圆面积向下的磁通量和穿过圆面积向上的磁通量数值相同，净磁通量为零，C正确。
答案：C
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7. [2013·台州高二检测]如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是( )
A．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动
B．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动
C．线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动
D．线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动
解析：四种情况中初始位置线 ( http: / / www.21cnjy.com )框均与磁感线平行，磁通量为零，线圈按A、B、D三种情况移动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持为零不变，线框中不产生感应电流。C中线圈转动后，穿过线框的磁通量不断发生变化，所以产生感应电流，C项正确。
答案：C
8. [2014·南京高二检测]如图所示，三角形线圈abc放在范围足够大的匀强磁场中并做下列运动，能产生感应电流的是( )
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A. 向上平移 B. 向右平移
C. 向左平移 D. 以ab为轴转动
解析：线圈平移时，穿过线 ( http: / / www.21cnjy.com )圈的磁通量不变，线圈中不产生感应电流，A、B、C错误；线圈以ab为轴转动时，线圈与磁场的夹角变化而使穿过线圈的磁通量变化，从而产生电流，D正确。
答案：D
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9. [2014·延安高二检测](多选 ( http: / / www.21cnjy.com ))如图所示，在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ，导轨间距离为l，匀强磁场垂直于导轨所在的平面(纸面)向里，磁感应强度的大小为B，两根金属杆1、2摆在导轨上，与导轨垂直，它们分别以速度v1、v2做匀速直线运动，下列哪种情形回路中有电流通过( )
A. v1＝v2 B. v1>v2
C. v1解析：题中磁感应强度不变，结合运动情况 ( http: / / www.21cnjy.com )研究面积是否发生改变。只要两杆速度不同，穿过闭合回路的磁通量就会变化，回路中就有感应电流产生。选项A中v1＝v2时，闭合回路的面积不变，在匀强磁场中磁通量也不会变，所以回路中没有感应电流产生；选项B中v1>v2，两金属杆1、2间距离减小，回路面积减小，使磁通量减小，会在回路中产生感应电流；同理选项C会使回路中磁通量变大，也会产生感应电流，所以选项B、C正确。
答案：BC
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10. (多选)如图所示，在同一平 ( http: / / www.21cnjy.com )面上有两条相互垂直且彼此绝缘的长通电直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个象限中完全对称放置，两条长直导线中电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图所示，当两条导线中的电流都开始增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是( )
A．线圈a中无感应电流 B．线圈b中有感应电流
C．线圈c中有感应电流 D．线圈d中无感应电流
解析：根据安培定则可判断出两通电直导线的 ( http: / / www.21cnjy.com )磁场方向，线圈a中磁场方向均垂直于纸面向里，线圈c中磁场方向均垂直于纸面向外，线圈b、d中合磁通量为零，当导线中电流增大时，线圈a、c中合磁通量增大，有感应电流产生，线圈b、d中合磁通量为零，无感应电流产生，故选项A、B错误，C、D正确。
答案：CD
11. (多选)如图所示，用导线做成 ( http: / / www.21cnjy.com )圆形或正方形回路，这些回路与一直导线构成几种位置组合(彼此绝缘)，下列组合中切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生的是( )
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解析：利用安培定则判断直线电流产生的磁 ( http: / / www.21cnjy.com )场，其磁感线是一些以直导线为轴的无数组同心圆，即磁感线所在平面均垂直于导线，且直线电流产生的磁场分布情况是：靠近直导线处磁场强，远离直导线处磁场弱。所以，A中穿过圆形线圈的磁场如图甲所示，其有效磁通量为ΦA＝Φ出－Φ进＝0，且始终为0，即使切断导线中的电流，ΦA也始终为0，A中不可能产生感应电流；B中线圈平面与导线的磁场平行，穿过B的磁通量也始终为0，B中也不能产生感应电流；C中穿过线圈的磁通量如图乙所示，Φ进>Φ出，即ΦC≠0，当切断导线中电流后，经过一定时间，穿过线圈的磁通量ΦC减小为0，所以C中有感应电流产生；D中线圈的磁通量ΦD不为0，当电流切断后，ΦD最终也减小为0，所以D中也有感应电流产生。
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答案：CD
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12. [2014·聊城高二检 ( http: / / www.21cnjy.com )测]如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，B＝0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1 cm。现于纸面内先后放上与磁场垂直的圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1 cm,10匝；B线圈半径为2 cm,1 匝；C线圈半
径为0.5 cm,1匝。问：
(1)在B减为0.4 T的过程中，A和B中磁通量改变多少？
(2)当磁场转过30°角的过程中，C中磁通量改变多少？
解析：(1)对A线圈，ΦA1＝B1πr，ΦA2＝B2πr
磁通量改变量
ΔΦA＝|ΦA2－ΦA1|＝(0.8－0.4)×3.14×10－4 Wb＝1.256×10－4 Wb
对B线圈，ΦB1＝B1πr，ΦB2＝B2πr，磁通量改变量
ΔΦB＝|ΦB2－ΦB1|＝(0.8－0.4)×3.14×10－4 Wb
＝1.256×10－4 Wb。
(2)对C线圈：ΦC1＝Bπr，磁场转过30°，线圈仍全部处于磁场中，线圈面积在垂直磁场方向的投影为πrcos30°，则ΦC2＝Bπrcos30°
磁通量改变量ΔΦC＝|ΦC2－ΦC1|＝B ( http: / / www.21cnjy.com )πr(1－cos30°)＝0.8×3.14×(5×10－3)2×(1－0.866) Wb＝8.4×10－6 Wb。
答案：(1)A、B磁通量均改变1.256×10－4 Wb
(2)8.4×10－6 Wb03课后提升考能
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1. [2014·杭州高二检测 ( http: / / www.21cnjy.com )]如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一带正电小球质量为m，电荷量为q，在槽内沿顺时针做匀速圆周运动，现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场，且B逐渐增加，则( )
A．小球速度变大 B．小球速度变小
C．小球速度不变 D．以上三种情况都有可能
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解析：在此空间中，没有闭合导体 ( http: / / www.21cnjy.com )，但磁场的变化，使空间产生感应电场。据楞次定律得出如图所示感应电场，又因小球带正电荷，电场力与小球速度同向，电场力对小球做正功，小球速度变大。A选项正确。
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答案：A
2. 一直升机停在南半球的地磁极上 ( http: / / www.21cnjy.com )空，该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B。直升机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动，螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示。如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则( )
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A. E＝πfl2B，且a点电势低于b点电势
B. E＝2πfl2B，且a点电势低于b点电势
C. E＝πfl2B，且a点电势高于b点电势
D. E＝2πfl2B，且a点电势高于b点电势
解析：螺旋桨是叶片围绕着O点转动，产生的 ( http: / / www.21cnjy.com )感应电动势为E＝Blv＝Blvb＝Bl(ωl)＝B(2πf)l2＝πfl2B，由右手定则判断出b点电势比a点电势高。
答案：A
3. 在如图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是( )
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解析：据麦克斯韦电磁理论，恒定的感生电场，必须由均匀变化的磁场产生，C对。
答案：C
4. 在竖直向上的匀强磁场中，水 ( http: / / www.21cnjy.com )平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图乙所示变化时，正确表示线圈中感应电动势E变化的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
解析：由法拉第电磁感应定律，有：
E＝n＝n，
在t＝0到t＝1 s，B均匀增大，则为一恒量，则E为一恒量，再由楞次定律，可判断感应电动势为顺时针方向，则电动势为正值。在t＝1 s到t＝3 s，B不变化，则感应电动势为零，在t＝3 s到t＝5 s，B均匀减小，则为一恒量，但B变化得较慢，则E为一恒量，但比t＝0到t＝1 s 小，再由楞次定律，可判断感应电动势为逆时针方向，则电动势为负值。综上所述，所以A选项正确。
答案：A
5. 在匀强磁场中，有一个接有电容器的导 ( http: / / www.21cnjy.com )线回路，如图所示。已知电容C＝30 μF，回路的长和宽分别为l1＝8 cm，l2＝5 cm，磁感应强度以变化率5×10－2 T/s增大，则( )
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A. 电容器的上极板带正电，电荷量为2×10－9 C
B. 电容器的上极板带负电，电荷量为6×10－9 C
C. 电容器的上极板带正电，电荷量为6×10－9 C
D. 电容器的上极板带负电，电荷量为8×10－9 C
解析：由于E＝＝＝5×10－2×8×10－2×5×10－2 V＝2×10－4 V，
Q＝CE＝30×10－6×2×10－4 C＝6×10－9 C，
又由楞次定律可知上极板带正电，C正确。
答案：C
6. 如图所示，用铝板制成“ ( http: / / www.21cnjy.com )U”形框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在此框的上方，让整体在垂直于水平方向的匀强磁场中向左以速度v匀速运动，悬线拉力为FT。则( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．悬线竖直，FT＝mg
B．悬线竖直，FT＜mg
C．v选择合适的大小，可使FT＝0
D．因条件不足，FT与mg的大小关系无法确定
解析：设上、下两板之间距 ( http: / / www.21cnjy.com )离为d，当框架向左切割磁感线时，由右手定则可知下板电势比上板高，由动生电动势公式可知U＝Bdv，故在两板间产生从下向上的电场，E＝＝Bv，假若小球带正电，则受到向下的洛伦兹力qvB，向上的电场力qE＝qvB，故绳的拉力FT＝mg，同理，若小球带负电，故可得到同样的结论。
答案：A
7. [2014·杭州高二检测]三角形导 ( http: / / www.21cnjy.com )线框abc放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图所示。t＝0时磁感应强度方向垂直纸面向里，则在0～4 s时间内，线框的ab边所受安培力随时间变化的图象如图所示(力的方向规定向右为正)( )
( http: / / www.21cnjy.com )
解析：0～1 s，根据楞次定律和左手定则，ab边受力方向向左，大小F＝B，同理可判断之后3 s时间内ab受力变化规律，可得B项正确。
答案：B
8. 如图甲所示，固定在水平桌面上的光 ( http: / / www.21cnjy.com )滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好。在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计。现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架。图乙为一段时间内金属杆受到的安培力F安随时间t的变化关系，则图中可以表示外力F随时间t变化关系的图象是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
解析：ab切割磁感线产生感应电动势E＝ ( http: / / www.21cnjy.com )Blv，感应电流为I＝，安培力F安＝，所以v∝F安，v∝t，金属杆的加速度为定值，又由牛顿第二定律F－F安＝ma，即F＝F安＋ma，故D项正确。
答案：D
9. 如图所示，L1＝0.5 m ( http: / / www.21cnjy.com )，L2＝0.8 m，回路总电阻为R＝0.2 Ω，物块M的质量m＝0.04 kg，导轨光滑，开始时磁场B0＝1 T。现使磁感应强度以＝0.2 T/s的变化率均匀地增大，试求：当t为多少时，M刚好离开地面？(g取10 m/s2)
( http: / / www.21cnjy.com )
解析：回路中原磁场方向向下 ( http: / / www.21cnjy.com )，且磁通量增加，由楞次定律可以判知，感应电流的磁场方向向上，根据安培定则可以判知，ab中的感应电流的方向是a→b，由左手定则可知，ab所受安培力的方向水平向左，从而向上拉起重物。
设ab中电流为I时M刚好离开地面，此时有
FB＝BIL1＝mg
I＝
E＝＝L1L2·
B＝B0＋t
解得：FB＝0.4 N，I＝0.4 A，B＝2 T，t＝5 s。
答案：5 s
10. [2014·北京高二检测] ( http: / / www.21cnjy.com )如图所示，三角形金属框架MON平面与匀强磁场B垂直，导体ab能紧贴金属框架运动，且始终与导轨ON垂直。当导体ab从O点开始匀速向右平动时，速度为v0，试求bOc回路中某时刻的感应电动势随时间变化的函数关系式。
( http: / / www.21cnjy.com )
解析：导体ab在切割磁感线的 ( http: / / www.21cnjy.com )运动过程中，在回路中的有效切割长度bc随时间做线性变化，由于题中要求的是感应电动势瞬时表达式，故可用公式E＝Blv求解。
设导体ab从O点出发时开始计时，则经过时间t后，棒ab匀速运动的距离为s，
则有s＝v0t
在△bOc中，由tan30°＝，有＝v0t×tan30°
则金属棒ab接入回路的bc部分切割磁感线产生的感应电动势为：
E＝Bv0＝Bvttan30°
在回路bOc中，回路总感应电动势具体由导体bc部分产生，因此，回路内总的感应电动势为：
E总＝E＝Bvt/3。
答案：E＝Bvt
11. 如图甲所示，截面积为0.2 m ( http: / / www.21cnjy.com )2的100匝圆形线圈A处在变化的磁场中。磁场方向垂直纸面，其磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，设向外为B的正方向。R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，C＝30 μF，线圈的内阻不计，求电容器上极板所带电荷量并说明正负。
( http: / / www.21cnjy.com )
解析：E＝nS＝100××0.2 V＝0.4 V
电路中的电流I＝＝ A＝0.04 A
所以UC＝U2＝IR2＝0.04×6 V＝0.24 V
Q＝CUC＝30×10－6×0.24 C＝7.2×10－6 C
由楞次定律和安培定则可知，电容器的上极板带正电。
答案：7.2×10－6 C 上极板带正电
12．[2014·安徽高考]如图1所示，匀 ( http: / / www.21cnjy.com )强磁场的磁感应强度B为0.5 T，其方向垂直于倾角θ为30°的斜面向上。绝缘斜面上固定有“Λ”形状的光滑金属导轨MPN(电阻忽略不计)，MP和NP长度均为2.5 m，MN连线水平，长为3 m。以MN中点O为原点、OP为x轴建立一维坐标系Ox。一根粗细均匀的金属杆CD，长度d为3 m、质量m为1 kg、电阻R为0.3 Ω，在拉力F的作用下，从MN处以恒定速度v＝1 m/s在导轨上沿x轴正向运动(金属杆与导轨接触良好)。g取10 m/s2。
(1)求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x＝0.8 m处电势差UCD；
(2)推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式，并在图2中画出F－x关系图象；
(3)求金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热。
( http: / / www.21cnjy.com )
解析：(1)金属杆CD在匀速运动中产生的感应电动势
E＝Blv(l＝d)
E＝1.5 V (D点电势高)
当x＝0.8 m时，金属杆在导轨间的电势差为零。设此时杆在导轨外的长度为l外，则l外＝d－d
OP＝
得l外＝1.2 m
由楞次定律判断D点电势高，故CD两端电势差
UCD＝－Bl外v
UCD＝－0.6 V
(2)杆在导轨间的长度l的位置x关系是l＝d＝3－x
对应的电阻Rl为Rl＝R
电流I＝
杆受的安培力F安＝BIl＝7.5－3.75x
根据平衡条件得F＝F安＋mgsinθ
F＝12.5－3.75x(0≤x≤2)
画出的F－x图象如图所示。
( http: / / www.21cnjy.com )
(3)外力F所做的功WF等于F－x图线下所围的面积，即WF＝×2 J＝17.5 J
而杆的重力势能增加量ΔEp＝mgsinθ
故全过程产生的焦耳热Q＝WF－ΔEp＝7.5 J。
答案：(1)－0.6 V (2)F＝12.5－3.75x(0≤x≤2)
图见解析 (3)7.5 J03课后提升考能
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1. (多选)如图所示是电表中的指针和电磁阻尼器，下列说法中正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. 2是磁铁，在1中产生涡流
B. 1是磁铁，在2中产生涡流
C. 该装置的作用是使指针能够转动
D. 该装置的作用是使指针能很快地稳定
解析：这是涡流的典型应用之一。当指针摆 ( http: / / www.21cnjy.com )动时，1随之转动，2是磁铁，那么在1中产生涡流，2对1的安培力将阻碍1的转动。总之不管1向哪个方向转动，2对1的效果总起到阻尼作用。所以它能使指针很快地稳定下来。
答案：AD
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2. [2014·吉安高二检测]( ( http: / / www.21cnjy.com )多选)如图所示，在水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑弧形轨道，一导体圆环自轨道右侧的P点无初速度滑下，下列判断正确的是( )
A．圆环中将有感应电流产生
B．圆环能滑到轨道左侧与P点等高处
C．圆环最终停到轨道最低点
D．圆环将会在轨道上永远滑动下去
解析：水平通电导线下方存在非匀强磁场，所 ( http: / / www.21cnjy.com )以导体圆环在其中运动时，穿过圆环的磁通量不断变化，环中产生感应电流，A正确。由于涡流的存在，机械能不断损失最终转化为内能，所以圆环既到达不了左侧与P点等高处，也不会永远运动下去。最终要停在轨道的最低点，C对，B、D错。
答案：AC
3. 如图所示，使一个铜盘绕其竖直的轴OO′转动，且假设摩擦等阻力不计，转动是匀速的。现把一个蹄形磁铁移近铜盘，则( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. 铜盘转动将变慢
B. 铜盘转动将变快
C. 铜盘仍以原来的转速转动
D. 铜盘的转动速度是否变化，要根据磁铁的上下两端的极性来决定
解析：当一个蹄形磁铁移近铜 ( http: / / www.21cnjy.com )盘时，铜盘转动切割磁感线，产生感应电流，由楞次定律可知感应电流受的安培力阻碍其相对运动，所以铜盘的转动将变慢，本题也可以从能量守恒的角度去分析，因为铜盘转动切割磁感线，产生感应电流，铜盘的机械能不断转化成电能，铜盘转动会逐渐变慢，故正确选项为A。
答案：A
4. (多选)如图所示是用涡流金属探测器探测地下金属物的示意图，下列说法中正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. 探测器内的探测线圈会产生变化磁场
B. 只有有磁性的金属物才会被探测器探测到
C. 探测到地下的金属物是因为探头中产生了涡流
D. 探测到地下的金属物是因为金属物中产生了涡流
解析：探测器内线圈通有变化电流产生变化磁场，若有金属，则金属中会产生涡流，涡流磁场反过来影响线圈中电流，使仪器报警。
答案：AD
5. [2014·大纲全国卷] ( http: / / www.21cnjy.com )很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率( )
A．均匀增大
B．先增大，后减小
C．逐渐增大，趋于不变
D．先增大，再减小，最后不变
解析：条形磁铁在下落过程 ( http: / / www.21cnjy.com )中受到向上的排斥力，绝缘铜环内产生感应电流，导致条形磁铁做加速度逐渐减小的加速运动，故其速率逐渐增大，最后趋于不变，选项C正确，选项ABD错误。
答案：C
6. 如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁 ( http: / / www.21cnjy.com )芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水。给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．恒定直流、小铁锅 B．恒定直流、玻璃杯
C．变化的电流、小铁锅 D．变化的电流、玻璃杯
解析：通入恒定电流时，所产生的磁 ( http: / / www.21cnjy.com )场不变，不会产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高。涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温，故C正确。
答案：C
7. 一个半径为r、质量为m、电阻为R ( http: / / www.21cnjy.com )的金属圆环，用一根长为L的绝缘细绳悬挂于O点，离O点下方处有一宽度为、垂直纸面向里的匀强磁场区域，如图所示。现使圆环从与悬点O等高位置A处由静止释放(细绳伸直，忽略空气阻力)，摆动过程中金属环所在平面始终垂直磁场，则在达到稳定摆动的整个过程中金属环产生的热量是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. mgL B. mg(＋r)
C. mg(L＋r) D. mg(L＋2r)
解析：线圈在进入磁场和离开磁场时 ( http: / / www.21cnjy.com )，磁通量发生变化，产生感应电流，机械能减少；最后线圈在磁场下面摆动，机械能守恒。在整个过程中减少的机械能转变为焦耳热，在达到稳定摆动的整个过程中，金属环减少的机械能为mg(L＋r)，C项正确。
答案：C
8. [2014·黄冈高二检测]( ( http: / / www.21cnjy.com )多选)地球是一个巨大的磁体，具有金属外壳的人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动，若不能忽略所经之处地磁场的强弱差别，则( )
A．运行速率将越来越小 B．运行周期将越来越小
C．轨道半径将越来越小 D．向心加速度将越来越小
解析：卫星运动时，穿过卫星的磁通量发生 ( http: / / www.21cnjy.com )变化，使卫星中产生感应电流，地磁场对卫星产生电磁阻尼作用，速率减小，而做向心运动，轨道半径越来越小，而轨道半径一旦减小，由G＝m可得速率将增大；由G＝mr可得周期将减小；由an＝G，可得向心加速度将增大，B、C项正确。
答案：BC
9. 如图，空间某区域中有一匀强磁场 ( http: / / www.21cnjy.com )，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平。在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。线圈从水平面a开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离。若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为Fb、Fc和Fd，则( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. Fd>Fc>Fb B. FcC. Fc>Fb>Fd D. Fc解析：金属线圈进入与离开磁场的 ( http: / / www.21cnjy.com )过程中，产生感应电流，线圈受到向上的磁场力即安培力，根据F＝IlB，E＝Blv，I＝可得：F＝，由此可知线圈所受到的磁场力大小与速度大小成正比。当线圈完全进入磁场时，没有安培力，故Fc＝0；通过水平面b时，有v＝2ghab，则vb＝；通过水平面d时设线圈刚完全进入时的速度为v′b，有v－v′＝2ghbd，则vd＝，而hbd>hab，故vd>vb，则Fd>Fb，所以本题答案为D。
答案：D
10. 在现代家庭的厨房中， ( http: / / www.21cnjy.com )电磁炉(如图甲)是家庭主妇非常青睐的炊具，它具有热效率高、温控准确、安全性好、清洁卫生等特点。利用以下材料并结合已学习的电磁学知识分析、讨论相关问题。
( http: / / www.21cnjy.com )
如图乙所示是描述电磁炉工作原理的示意图。电 ( http: / / www.21cnjy.com )磁炉的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是随电流不断变化的，这个变化的磁场又会使放在电磁炉上面的铁质(或钢质)锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便能起到加热物体的作用。
因为电磁炉是由电磁感应产生电流，利用电流的 ( http: / / www.21cnjy.com )热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用。适合放在电磁炉上烹饪的器具有不锈钢锅、不锈钢壶、平底铁锅；不适用的有陶瓷锅、耐热玻璃锅、铝锅、铜锅等。
综合以上材料分析下列问题：
(1)在电磁炉加热食物的过程中涉及的物理原理有(回答三个即可)：
①___________________________________________________；
②___________________________________________________；
③___________________________________________________。
(2)电磁炉的锅不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅 ( http: / / www.21cnjy.com )的原因是____________________；电磁炉所用的锅不能用铝锅、铜锅的原因是___________________________________________________。
(3)在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉还能起到加热作用吗？为什么？
解析：(1)①电流的磁效应(或电生磁)；②电磁感应现象(或磁生电)；③电流的热效应(或焦耳定律)。
(2)陶瓷和玻璃是绝缘体，不能产生电磁感应现象 铝、铜的导磁性太差，效率低
(3)能起到加热作用，因为线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应起到加热作用。
答案：见解析
11. 如图所示，在光滑的水 ( http: / / www.21cnjy.com )平面上的有一半径r＝10 cm、电阻R＝1 Ω、质量m＝1 kg的金属环，以速度v＝10 m/s向一有界磁场滑去。匀强磁场方向垂直于纸面向里，B＝0.5 T，从环刚进入磁场算起，到刚好有一半进入磁场时，圆环一共释放了32 J的热量，求：
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)此时圆环中电流的瞬时功率；
(2)此时圆环运动的加速度。
解析：(1)设刚好有一半进入磁场时，圆环的速度为v′，由能量守恒mv2＝Q＋mv′2
此时圆环切割磁感线的有效长度为2r，圆环的感应电动势
E＝B·2r·v′
而圆环此时的瞬时功率
P＝＝
两式联立代入数据可得
v′＝6 m/s，P＝0.36 W
(2)此时圆环在水平方向受向左的安培力F＝ILB，
圆环的加速度为
a＝＝＝6×10－2 m/s2，
方向向左。
答案：(1)0.36 W (2)6×10－2 m/s2 向左
12. 如图所示，质量m ( http: / / www.21cnjy.com )＝100 g的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面高度h＝0.8 m，有一质量M＝200 g的小磁铁(长度可忽略)，以10 m/s的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原位置的水平距离为3.6 m，则磁铁与铝环发生相互作用时(小磁铁穿过铝环后的运动看作平抛运动)：
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)铝环向哪边偏斜？
(2)若铝环在磁铁穿过后速度为2 m/s，在磁铁穿过铝环的整个过程中，环中产生了多少电能？(g取10 m/s2)
解析：(1)由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右偏斜(阻碍相对运动)。
(2)由能量守恒可得：由磁铁穿过铝环飞行的水平距离可求出磁铁穿过后的速度
v＝ m/s＝9 m/s
E电＝Mv－Mv2－mv′2＝1.7 J。
答案：(1)铝环向右偏 (2)1.7 J03课后提升考能
( http: / / www.21cnjy.com )
1. 闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面，则( )
A. 环中产生的感应电动势均匀变化
B. 环中产生的感应电流均匀变化
C. 环中产生的感应电动势保持不变
D. 环上某一小段导体所受的安培力保持不变
解析：磁场均匀变化，也就是说＝k，根据感应电动势的定义式，E＝＝＝kS，其中k是一个常量，所以圆环中产生的感应电动势的数值是一个常量，故A、B错误，C正确；由F＝BIL知，I不变，B增大，故安培力增大，故D错误。
答案：C
2. [2014·盐城高二检测](多选)一个 ( http: / / www.21cnjy.com )面积S＝4×10－2 m2的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则下列判断正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率大小等于0.08 Wb/s
B．在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零
C．在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势大小等于0.08 V
D．在第3 s末线圈中的感应电动势等于零
解析：0～2 s内，ΔB＝4 ( http: / / www.21cnjy.com )T，ΔΦ＝ΔB·S＝1.6×10－1 Wb，所以E＝＝0.08 V，故A、C正确，B错误。3 s末线圈的磁通量为零，但其变化率不为零，所以感应电动势不等于零，故D错误。
答案：AC
3. (多选)某地的地磁场磁感应强 ( http: / / www.21cnjy.com )度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10－5 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
解析：海水在落潮时自西向东流 ( http: / / www.21cnjy.com )，该过程可以理解为：自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁感线。根据右手定则可判断出北岸是正极，电势高，南岸电势低，所以D正确C错。根据法拉第电磁感应定律得E＝Blv＝4.5×10－5×100×2 V＝9×10－3 V，所以B正确，A错。
答案：BD
( http: / / www.21cnjy.com )
4. 如图所示，MN、PQ为两条平行的水平放 ( http: / / www.21cnjy.com )置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒ab斜放在两导轨之间，与导轨接触良好。磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面。设金属棒与两导轨接触点之间的距离为L，金属棒与导轨间夹角为60°，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒中的电流为( )
A. I＝ B. I＝
C. I＝ D. I＝
解析：解答本题可按以下思路分析：
( http: / / www.21cnjy.com )
公式E＝BLv适用于B、L、v三者互相垂直 ( http: / / www.21cnjy.com )的情况，本题B与L，B与v是相互垂直的，但L与v不垂直，故取L垂直于v的长度Lsinθ，即有效切割长度，所以E＝BLvsin60°＝BLv，由欧姆定律I＝得I＝，故B正确。
答案：B
5. 一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁 ( http: / / www.21cnjy.com )场方向垂直。先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍。接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半。先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为( )
A. B. 1
C. 2 D. 4
解析：线框位于匀强磁场中，磁通量发生均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可得出感应电动势的大小。
根据法拉第电磁感应定律E＝n，设线框匝数为n，面积为S0，初始时刻磁感应强度为B0，则第一种情况下的感应电动势为E1＝n＝nB0S0；第二种情况下的感应电动势为E2＝n＝nB0S0，所以两种情况下线框中的感应电动势相等，比值为1，故选项B正确。
答案：B
6. 如图所示，一个半径为L的半圆形硬导体A ( http: / / www.21cnjy.com )B以速度v，在水平U型框架上匀速滑动，匀强磁场的磁感应强度为B，回路电阻为R0，半圆形硬导体AB的电阻为r，其余电阻不计，则半圆形导体AB切割磁感线产生感应电动势的大小及AB之间的电势差分别为( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．BLv； B．2BLv；BLv
C．2BLv； D．BLv；2BLv
解析：半圆形导体AB切割磁感线的有效长度为2L，对应的电动势为E＝2BLv，AB间的电势差UAB＝R0＝，故C正确。
答案：C
7. (多选)如图所示，垂 ( http: / / www.21cnjy.com )直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. 导体框中产生的感应电流方向相同
B. 导体框中产生的焦耳热相同
C. 导体框ad边两端电势差相同
D. 通过导体框截面的电量相同
解析：由楞次定律，从两个方 ( http: / / www.21cnjy.com )向移出磁场过程中感应电流方向都是a→d→c→b→a，A项正确；以v拉出磁场时，cd边等效为电源E1＝Blv，I1＝＝，t＝，
所以产生的焦耳热Q1＝IRt＝，
ad边电势差Uad＝I1×＝
通过的电量q1＝I1t＝
以3v拉出磁场时，ad边等效为电源
Q2＝，
Uad＝，q2＝，
故B、C错，D对。
答案：AD
8. 如图中半径为r的金属圆盘在垂直 ( http: / / www.21cnjy.com )于盘面的匀强磁场B中，绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. 由c到d，I＝Br2ω/R
B. 由d到c，I＝Br2ω/R
C. 由c到d，I＝Br2ω/(2R)
D. 由d到c，I＝Br2ω/(2R)
解析：金属圆盘在匀强磁场中匀速转动，可以 ( http: / / www.21cnjy.com )等效为无数根长为r的导体棒绕O点做匀速圆周运动，其产生的感应电动势大小为E＝Br2ω/2，由右手定则可知其方向由外指向圆心，故通过电阻R的电流I＝Br2ω/(2R)，方向由d到c，故选D项。
答案：D
9. (多选)如图所示，两水平放置 ( http: / / www.21cnjy.com )的平行金属板M、N放在匀强磁场中，导线ab贴着M、N边缘以速度v向右匀速滑动，当一带电粒子以水平速度v0射入两板间后，能保持匀速直线运动，该带电粒子可能( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. 带正电，速度方向向左
B. 带负电，速度方向向左
C. 带正电，速度方向向右
D. 带负电，速度方向向右
解析：导线ab向右匀速运动，根据右 ( http: / / www.21cnjy.com )手定则a点电势高，M板带上正电，N板带上负电，M、N板间电场方向向下，电荷在电场中，正电荷受电场力方向向下，负电荷受电场力方向向上，带电粒子要做匀速直线运动，正电荷受洛伦兹力方向必须向上，而负电荷受洛伦兹力方向必须向下，根据左手定则，正电荷速度方向必须向右，负电荷速度方向也必须向右，才符合题意。
答案：CD
( http: / / www.21cnjy.com )
10. [2014·德州高二 ( http: / / www.21cnjy.com )检测](多选)如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连，要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)( )
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
解析：欲使N产生顺时针方向的感应 ( http: / / www.21cnjy.com )电流，则感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里，由楞次定律可知有两种情况：一是M中有顺时针方向逐渐减小的电流，使其在N中的磁场方向向里，且磁通量在减小；二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流，使其在N中的磁场方向向外，且磁通量在增大。因此，对于前者，应使ab减速向右运动；对于后者，则应使ab加速向左运动，故应选B、C。(注意匀速运动只能产生恒定电流；匀变速运动产生均匀变化的电流)。
答案：BC
11. [2014·青岛高二检测]有 ( http: / / www.21cnjy.com )一个100匝的线圈，横截面是边长为L＝0.2 m的正方形，其左半部分放在初始磁感应强度B＝1 T的匀强磁场中如图1，线圈平面与磁场垂直，若磁感应强度的变化如图2所示，则在前5 s内穿过线圈的磁通量改变了多少？磁通量的变化率是多少？线圈的感应电动势是多少？
( http: / / www.21cnjy.com )
解析：线框的有效面积为
S0＝＝ m2＝0.02 m2
ΔΦ＝ΔB·S＝0.5×0.02 Wb＝0.01 Wb
由磁通量的变化率＝＝0.002 Wb/s。
由E＝n＝100×0.002 V＝0.2 V
答案：0.01 Wb 0.002 Wb/s 0.2 V
12. [2014·杭州高二检测]在 ( http: / / www.21cnjy.com )如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1500匝，横截面积S＝20 cm2。螺线管导线电阻r＝1.0 Ω，R1＝4.0 Ω，R2＝5.0 Ω，C＝30 μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)求螺线管中产生的感应电动势；
(2)闭合S，电路中的电流稳定后，求电阻R1的电功率；
(3)S断开后，求流经R2的电荷量。
解析：(1)根据法拉第电磁感应定律E＝＝n·S得E＝1500×20×10－4× V＝1.2 V。
(2)根据闭合电路欧姆定律
I＝＝0.12 A，
由P＝I2R1得P＝5.76×10－2 W。
(3)S断开后，流经R2的电量即为S闭合时C板上所带的电量Q，电容器两端的电压U＝IR2＝0.6 V，
流经R2的电荷量Q＝CU＝1.8×10－5 C。
答案：(1)1.2 V (2)5.76×10－2 W (3)1.8×10－5 C(共96张PPT)
第四章 电磁感应
第5节 电磁感应现象的两类情况
01课前新知预习
02课堂师生共研
[答案] A
03课后提升考能
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整合点拨
弦
感生电动势
动生电动势
导体做切割磁感线
产生原因
磁场的变化
动
导体中自由电荷所
移动电荷的感生电场对自由电
受洛伦兹力沿导体
非静电力荷的电场力
方向的分力
回路中相当于处于变化磁场中的做切割磁感线运动
电源的部分线圈部分
的导体
通常由右手定则判
方向判断方法由楞次定律判断
断,也可由楞次定律
判断
通常由E= Busin0
大小计算方法由E=n计算
计算,也可由E=
计算
动生电动势和感生电动势的划分,在某些情
况下只有相对意义。将条形磁铁插入线圈
中,如果在相对于磁铁静止的参考系内观
动生电动势察,磁铁不动,空间中各点的磁场也没有发
生变化,而线圈在运动,线圈中产生的是动
和感生电动
势的相对性生电动势。如果在相对线圈静止的参考系
内观察,则看到磁铁在运动,引起空间磁场
发生变化。因而,线圈中产生的是感生电动
势。把电动势看作动生电动势还是感生电
动势,决定于观察者所在的参考系。
磁场变化
感生电
小球受
小球运
场方向
力方向
动情况
B
q
磁场激发感感生电场驱动自产生感生
变化鬥生电场由电荷定向移动鬥廴电动势
以实际存在
回路中磁
或假设存在
场方向
的垂直磁场
楞次定律感应电流凵感生电场
的环形回路回路中磁通
安培定则1的方向的方向
为研究对象量变化情况
A
B
明确感生假想的感应假想的感应电确定磁场
电场方向电流方向丿流磁场方向变化情况
F长
自由电荷电荷受到向上「自由电荷同时合运动沿
随棒运动」的洛伦兹力沿棒向上运动右上方
洛伦兹力洛伦兹力的分力棒两端出现棒中出现
沿左上方驱动电荷定向移动「过剩电荷静电场
自由电荷受到电场
力和洛伦兹力作用
C
洛
F\U合
+0
左
+
右
A.E1>E2,端为正
B.E1>E2,b端为正
C.E1D.E1做功情况
能量变化特点
滑动摩擦力做功
有内能产生
重力做功
重力势能必然发生变化
必然有其他形式的能转化为电能,并
克服安培力做功且克服安培力做多少功,就产生多少
电能
安培力做正功
电能转化为其他形式的能(共72张PPT)
第四章 电磁感应
第7节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
01课前新知预习
02课堂师生共研
03课后提升考能
谢谢观看！
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ZHENGHEDIANBO
整合点拨
A
B
烹饪锅
灶台台板
感应加热线圈
铁球a
铝球
甲
木球
焊缝处
接高频电源
待焊接工作
线圈导线
电流(磁通量变感应电凵「产生热
频率」化快慢
流大小(量多少
O
S
O
电磁阻尼
电磁驱动
由于导体在磁场中运由于磁场运动引起磁通
动而产生感应电流,量的变化而产生感应电
成因
从而使导体受到安流,从而使导体受到安
培力
培力
安培力的方向与导体导体受安培力的方向与
不效果|运动方向相反,阻碍导体运动方向相同,推动
导体运动
导体运动
同点
导体克服安培力做由于电磁感应,磁场能转
能量|功,其他形式的能转化为电能,通过安培力做
转化化为电能,最终转化功,电能转化为导体的机
为内能
械能,从而对外做功
安安培力方向与导体运安培力方向与导体运动
培
力|动方向相反,为阻力方向相同,为动力
两者都是电磁感应现象,都遵循楞次定律,都是
相同点安培力阻碍引起感应电流的导体与磁场间的相
对运动
4
2
A
3B
JILEJIETIJINENG
积累·解题技能
/m
B
ng
B
mU ng
b
ng
(b-a)
D
mg(b-a)
TUOZHANKEWAISHIYE
拓展·课外视野
焊接处
电源
线圈导线待焊接工件
×××
点击进入WORD文稿03课后提升考能
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1. 关于电磁感应现象，下列说法中正确的是( )
A．感应电流的磁场总是与原磁场方向相反
B．闭合线圈放在变化的磁场中就一定能产生感应电流
C．闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动时，一定能产生感应电流
D．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的磁通量的变化
解析：电磁感应现象中，若磁通量减小，则 ( http: / / www.21cnjy.com )感应电流的磁场与原磁场方向相同，选项A错误。若闭合线圈平面与磁场方向平行，则无论磁场强弱如何变化，穿过线圈的磁通量始终为零，不产生感应电流，选项B错误。若线圈切割磁感线时，穿过线圈的磁通量不发生变化，则不能产生感应电流，选项C错误。只有选项D正确。
答案：D
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2. [2014·牡丹江高二检测](多选)如图所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流由A经R到B，则磁铁的运动可能是( )
A．向下运动 B．向上运动
C．向左平移 D．以上都不可能
解析：此题可通过逆向思维应用 ( http: / / www.21cnjy.com )楞次定律来判定。由感应电流方向A→R→B，应用安培定则知感应电流在线圈内产生的磁场方向应是从上指向下，由楞次定律判得线圈内磁通量的变化应是向下减小或向上增加，由条形磁铁的磁感线分布知线圈内原磁场是向下的，故应是磁通量减小，即磁铁向上运动或向左、右平移，所以正确的答案是B、C。
答案：BC
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3. [2014·宿州高二检测]某磁场磁感线如图，有一铜线圈自A处落至B处，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应电流方向是( )
A．始终顺时针
B．先顺时针再逆时针
C．始终逆时针
D．先逆时针再顺时针
解析：由题图可知，磁场方向 ( http: / / www.21cnjy.com )向上，线圈下落过程中，穿过线圈的磁通量先增加后减小，由楞次定律知，感应电流的磁场方向先向下后向上，所以线圈中感应电流的方向先沿顺时针再沿逆时针，B正确。
答案：B
4. 如图所示，金属环所在区域存在着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。当磁感应强度逐渐增大时，内、外金属环中感应电流的方向为 ( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．外环顺时针、内环逆时针
B．外环逆时针，内环顺时针
C．内、外环均为逆时针
D．内、外环均为顺时针
解析：首先明确研究的回路由外环和内环共同组 ( http: / / www.21cnjy.com )成，回路中包围的磁场方向垂直纸面向里且磁通量增加。由楞次定律可知两环之间的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，垂直于纸面向外，再由安培定则判断出感应电流的方向是在外环沿逆时针方向，在内环沿顺时针方向，故选项B正确。
答案：B
5. [2014·大同高二检测]如图所示，直 ( http: / / www.21cnjy.com )角导体滑轨MON固定在竖直平面内，该平面内有水平方向的匀强磁场，方向垂直于纸面向里。导体棒两端被限制在滑轨上，可无摩擦地滑动。导体棒由图示位置(Oa＝Ob)释放，在下滑到水平位置的过程中，通过ab的感应电流方向是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. 始终由a→b B. 始终由b→a
C. 先由a→b，后由b→a D. 先由b→a，后由a→b
解析：ab棒由图示位置下滑到水平位置的过程中，穿过闭合回路aOb的磁通量逐渐减小到零。由楞次定律可知，ab中电流方向为a→b。选A。
答案：A
6. [2014·邢台高二检测]如图所示，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流减小时( )
( http: / / www.21cnjy.com )
①环A有缩小的趋势 ②环A有扩张的趋势 ③螺线管B有缩短的趋势 ④螺线管B有伸长的趋势
A．①③ B．②④
C．①④ D．②③
解析：若电流I不变，要使A环中的磁通量增加， ( http: / / www.21cnjy.com )需使A环的面积减小。现在B中的电流I减小，穿过A环的磁通量减小，A环中产生的感应电流要起到“补偿”原磁通量的减小，环A的面积减小一些，即环A有缩小的趋势，故①正确。螺丝管B中每匝的电流方向相同，由于同向平行电流有相互吸引的作用力，而电流减小吸引力则减小，所以B有伸长的趋势，故④正确。
答案：C
7. [2014·长春高二检 ( http: / / www.21cnjy.com )测]绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连，如图所示。线圈上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起。若保持电键闭合，则( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．铝环不断升高
B．铝环停留在某一高度
C．铝环跳起到某一高度后将回落
D．如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变
解析：电键闭合的瞬间，回路中电流 ( http: / / www.21cnjy.com )增大，穿过铝环的磁通量增大，根据楞次定律的广义表述，铝环受到向上的安培力以致向上跳起，从而阻碍磁通量的增加，这一现象与线圈中电流方向无关，D项正确。电键保持闭合时，线圈中电流不变，穿过铝环的磁通量不变，无上述现象发生，铝环停在原位置，A、B、C错误。
答案：D
8. [2014·常州高二检测]如图所示，两个相同的铝环套在一根光滑绝缘杆上，将一条形磁铁向左插入铝环的过程中，两环的运动情况是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．同时向左运动，间距增大
B．同时向左运动，间距不变
C．同时向左运动，间距变小
D．同时向右运动，间距增大
解析：当将一条形磁铁向左插入铝环的过程中， ( http: / / www.21cnjy.com )依据楞次定律可得：两个圆环皆阻碍条形磁铁的运动，对条形磁铁施加一个向右的作用力。依据牛顿第三定律可得：条形磁铁对两个圆环皆有一个反作用力，使两个圆环皆向左运动。依据磁场力的大小可知，右边的圆环受到的反作用力较大，运动的平均速度较大，而左边的圆环受到的反作用力较小，运动的平均速度较小，因此它们间的间距逐渐减小。另外，两个圆环产生的感应电流的方向相同，依据安培定则和左手定则可以判断，两个圆环之间是相互吸引的。
答案：C
9. [2014·宁波高二检测]如图甲 ( http: / / www.21cnjy.com )所示，长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中固定不动，长直导线中通以大小和方向随时间作周期性变化的电流i，i－t图象如图乙所示，规定图中箭头所指的方向为电流正方向，则在～时间内，矩形线框中感应电流的方向，下列判断正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．始终沿逆时针方向
B．始终沿顺时针方向
C．先沿逆时针方向然后沿顺时针方向
D．先沿顺时针方向然后沿逆时针方向
解析：在～时间内，穿过线框的磁通量先向里减小后向外增加，由楞次定律可知感应电流的磁通量向里，故感应电流的方向始终沿顺时针方向，选B。
答案：B
10. 如图甲所示，竖直放置的螺线 ( http: / / www.21cnjy.com )管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按图乙中的哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环对桌面的压力增大( )
( http: / / www.21cnjy.com )
解析：由“导体圆环对桌面的压力增 ( http: / / www.21cnjy.com )大”分析可知螺线管对圆环有斥力作用。故螺线管中的电流应该增加(等效磁铁的磁性增强)，则要求磁通量的变化率逐渐增加，结合B－t图象分析，B对。
答案：B
11. 某同学在学习了法拉第电磁感应定 ( http: / / www.21cnjy.com )律之后，自己制作了一个手动手电筒。图是手电筒的简单结构示意图，左右两端是两块完全相同的条形磁铁，中间是一根绝缘直杆，由绝缘细铜丝绕制的多匝环形线圈只可在直杆上自由滑动，线圈两端接一灯泡，晃动手电筒时线圈也来回滑动，灯泡就会发光，其中O点是两磁极连线的中点，a、b两点关于O点对称。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)试分析其工作原理。
(2)灯泡中的电流方向是否变化。
解析：(1)线圈来回滑动时，穿过线圈的磁通量不断变化，线圈中产生感应电流，灯泡发光。
(2)线圈由a滑至b过程中，磁场方向向左，穿过线圈的磁通量先减小后增加，根据楞次定律，灯泡中电流方向先由右向左，后由左向右。
同样可判断线圈由b滑至a过程中，灯泡中电流方向先由右向左，后由左向右。所以线圈中电流方向不断变化。
答案：(1)见解析 (2)变化
12. 在“研究电磁感应现象”的实 ( http: / / www.21cnjy.com )验中，首先按图甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；当闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央。然后按图乙所示，将电流表与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)S闭合后，将螺线管A(原线圈)插入螺线管B(副线圈)的过程中，电流表的指针将如何偏转？
(2)线圈A放在B中不动时，指针如何偏转？
(3)线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表指针将如何偏转？
(4)线圈A放在B中不动，突然断开S，电流表指针又将如何偏转？
解析：由图甲可知当电流从电表的正接线 ( http: / / www.21cnjy.com )柱进入时，电流表指针左偏，即电流从哪一个接线柱进入电流表，其指针就会向哪个方向偏转。由图乙可知，当开关S闭合时，原线圈A中磁场的方向向上。(1)将螺线管A插入螺线管B的过程中，B中磁场方向向上且磁通量增加，由楞次定律知，B线圈中产生的感应电流的磁场方向应该向下，所以产生的感应电流从电流表负接线柱流入电表，故电流表的指针将向右偏转。(2)线圈A放在B中不动时，磁场不变，磁通量不变，无感应电流产生，电流表指针不偏转。(3)将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，A中电流增强，B中磁场方向向上且增强，情况同(1)。(4)突然断开S，B中磁场方向向上减弱，磁通量减少，由楞次定律知，B线圈中产生的感应电流的磁场方向应向上，所以产生的感应电流从电流表正接线柱流入电表，故电流表的指针将向左偏转。
答案：(1)向右偏转 (2)不偏转 (3)向右偏转 (4)向左偏转(共95张PPT)
第四章 电磁感应
第3节 楞次定律
01课前新知预习
02课堂师生共研
[答案] B
答案：D
03课后提升考能
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\lI//
S
实验装置
丙
磁场感应电流方向感应电流的
图序
归纳总结
方向
(俯视)
磁场方向
甲向下
逆时针
向上
感应电流的磁场
阻碍磁通量的
乙向上顺时针
向下
增加
丙向下顺时针
向下
感应电流的磁场
阻碍磁通量的
丁向上逆时针
向上
减少
根据
明确研→该电路磁通根据
安培
究对象量如何变化楞次
定则
是哪
律
判定感应电
个闭合
判定感应
电路
流所产生的
电流方向
该电路磁场
磁场方
方向如何
ZHENGHEDIANBO
整合点拨
①谁阻碍谁:感应电流
②阻碍什么:阻碍的
的磁场阻碍引起感应
是磁通量的变化
电流的磁场(原磁场)
而不是磁通量本身
的磁通量的变化
阻碍
③如何阻碍:磁通
量增加时,感应电流
④结果如何:阻碍只是
的磁场与原磁场的方
延缓了磁通量的变化,
向相反;磁通量减少
而不是阻止它的变化,
时,感应电流的磁场
变化将继续进行,结
与原磁场的方向相同
果不受影响
Aald)
b(c)
P
E
R
B
线圈摆动过
电
程可分为几
各阶段原磁场方向楞次定律、感应电安培定则飞
及穿过回路的磁通
流磁场
个阶段
量的变化情
的方向
该电路磁通{楞次定律
右手螺旋定则
明确研究「量如何变化
的对象是
判定感应电
判定感应
哪一个闭该电路磁场
流磁场方向
电流方向
合电路
的方向如何
引起感应感应电流
如何“阻碍
口诀
电流的原因产生的效果
产生的磁场方向在磁
原磁通量
产生磁场通量增加时与原磁场增反减同
变化
方向相反,反之相同
导体相对
产生的磁场力总是阻
产生磁场力
来拒去留
运动
碍相对运动
产生安培
原磁通量
线圈面积在磁通量增
力使线圈
增缩减扩
变化
加时收缩,反之扩大
面积变化
原电流变
阻碍电流的变化(自
化引起磁产生磁场
增反减同
感现象)
通量变化
楞次
左手
定律感应电流定则「电路各部分「分析回路、/分析回路
的方向(分段所受安培力1运动情况哎面积变化
法
方向
N
S
F安
N S
>U S
N
乙
MP
RQ
Q
规律
楞次定律
右手定则
比较内容
闭合回路的一部分,
研究
整个闭合回路
即做切割磁感线运
对象
动的导体
回路中磁通量变化产导体切割磁感线:速
适用生感应电流时,原磁场度方向、磁场方向
范围方向、感应电流磁场方感应电流方向三者
向互判
互判
别因果
因磁而生电
因动而生电
关系
(△B→Is)
(v、B→1动)
应用
变压器
发电机
实例
用于磁感应强度B随用于导体切割磁感
应用时间变化而产生的电线产生的电磁感应
磁感应现象较方便
现象较方便
联系
右手定则是楞次定律的特例03课后提升考能
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1. 关于线圈的自感系数，下面说法正确的是( )
A. 线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大
B. 线圈中的电流等于零时，自感系数也等于零
C. 线圈中电流变化越快，自感系数越大
D. 线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定
解析：线圈的自感系数是由线圈本身的因素及有 ( http: / / www.21cnjy.com )无铁芯决定的，与有无电流、电流变化情况都没有关系，故B、C错误，D正确；自感电动势的大小除了与自感系数有关，还与电流的变化率有关，故A错误。
答案：D
2. 关于自感现象，下列说法中正确的是( )
A. 自感现象是线圈自身的电流变化而引起的电磁感应现象
B. 自感电动势总是阻止原电流的变化
C. 自感电动势的方向总与原电流方向相反
D. 自感电动势的方向总与原电流方向相同
解析：自感现象是线圈自身的电流变化 ( http: / / www.21cnjy.com )而引起的电磁感应现象，在自感现象中自感电动势总是阻碍原电流的变化，不是阻止，所以选项B错。当原电流减小时，自感电动势与原电流的方向相同，当原电流增加时，自感电动势与原电流方向相反，所以选项C、D错。
答案：A
3. 如图甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流iA随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是( )
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A. t1时刻，两环作用力最大
B. t2和t3时刻，两环相互吸引
C. t2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥
D. t3和t4时刻，两环相互吸引
解析：t1时刻感应电流为零，故两环作用 ( http: / / www.21cnjy.com )力为零，则A错误；t2时刻A环中电流在减小，则B环中产生与A环中同向的电流，故相互吸引，B正确；t3时刻同理也应相互吸引，故C也错；t4时刻A中电流为零，两环无相互作用。D错。
答案：B
4. [2014·荆州高二检测] ( http: / / www.21cnjy.com )(多选)用电流传感器可以清楚地演示通电自感对电路中电流的影响，不一定要用两个灯泡作对比。电流传感器的作用相当于一个电流表，实验就用电流表的符号表示。它与电流表的一个重要区别在于，传感器与计算机相结合能够即时反映电流的迅速变化，并能在屏幕上显示电流随时间变化的图象。先按图甲连接电路，测一次后，可以拆掉线圈，按图乙再测一次，得到(a)、(b)图象。则下列说法正确的是( )
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A．(a)图象是对应甲测得的
B．(a)图象是对应乙测得的
C．(b)图象是对应甲测得的
D．(b)图象是对应乙测得的
解析：电路甲中电流在开关闭合后，由于自感电动势作用，逐渐增加至最大；电路乙中电流在开关闭合后，立即增至最大，所以A、D项正确。
答案：AD
5. [2014·长安高二检测](多选)如图所示，A、B是完全相同的两个小灯泡，L为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈，则( )
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A．在S刚闭合时，A灯逐渐变亮，B灯立即变亮
B．在S刚闭合时，两灯同时亮，然后A灯熄灭，B灯更亮
C．S闭合一段时间后，再将S断开，A、B两灯同时熄灭
D．S闭合一段时间后，再将S断开，A灯亮一会熄灭，B灯立即熄灭
解析：
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
答案：BD
6. [2014·济宁高二检测]带铁芯的电感线圈，电阻与电阻器R的阻值相同，将它们组成如图所示电路，则下列说法中正确的是( )
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A. 闭合S的瞬间，电流表A1的示数小于A2，偏转方向与A2相同
B. 闭合S的瞬间，电流表A1的示数等于A2，偏转方向与A2相反
C. 断开S的瞬间，电流表A1的示数大于A2，偏转方向与A2相反
D. 断开S的瞬间，电流表A1的示数等于A2，偏转方向与A2相同
解析：闭合S的瞬间，L阻碍电流增大， ( http: / / www.21cnjy.com )所以A1示数小于A2示数，A正确；断开S瞬间，L产生感应电动势，对A1、A2、R供电，即A1示数与A2示数相同，方向相反。
答案：A
7. (多选)如图所示电路 ( http: / / www.21cnjy.com )中，L为自感系数很大的电感线圈，N为试电笔中的氖管(启辉电压约70 V)，电源电动势约为10 V。已知直流电使氖管启辉时辉光只产生在负极周围，则( )
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A．S接通后，氖管不会亮
B．S接通时启辉，辉光在a端
C．S接通后迅速切断时启辉，辉光在a端
D．条件同C，辉光在b端
解析：接通时电压不足以使氖管发光，迅速切断S时，L中产生很高的自感电动势，会使氖管发光，b为负极，辉光在b端。故A、D项正确。
答案：AD
8. 在生产实际中，有些高压直流电路中含有自 ( http: / / www.21cnjy.com )感系数很大的线圈，当电路中的开关S由闭合到断开时，线圈会产生很高的自感电动势，使开关S处产生电弧，危及操作人员的人身安全。为了避免电弧的产生，可在线圈处并联一个元件，下图所示方案可行的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
解析：开关断开时，线圈L内由于产生自感电动势有阻碍原电流减小的作用，利用二极管的单向导电性使线圈短路即可避免电弧的产生。
答案：D
( http: / / www.21cnjy.com )
9. 如图所示电路，L是自感系数较大的 ( http: / / www.21cnjy.com )线圈，在滑动变阻器的滑动片P从A端迅速滑向B端的过程中，经过AB中点C时通过线圈的电流为I1；P从B端迅速滑向A端的过程中，经过C点时通过线圈的电流为I2；P固定在C点不动，达到稳定时通过线圈的电流为I0，则( )
A. I1＝I2＝I0 B. I1>I0>I2
C. I1＝I2>I0 D. I1解析：当滑动片从A端迅速滑向B端时，总电阻 ( http: / / www.21cnjy.com )减小，总电流增大，L产生自感电动势阻碍电流增大，自感电流方向与原电流方向相反，故I1比P稳定在C点的电流I0小；当P从B端迅速滑向A端时，总电流减小，L自感电动势阻碍电流减小，自感电流方向与原电流方向相同，故I2大于P稳定在C点时的电流I0。故D正确。
答案：D
10. 在无线电仪器中，常需要在距离较近处安 ( http: / / www.21cnjy.com )装两个线圈，并要求当一个线圈中电流有变化时，对另一个线圈中的电流的影响尽量小。如图所示两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是( )
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解析：两个相距较近的线圈，当其中的一个 ( http: / / www.21cnjy.com )线圈中电流发生变化时，就在周围空间产生变化的磁场。这个变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，即发生互感现象。要使这种影响尽量小，应采用D所示的安装位置才符合要求。因为通电线圈的磁场分布与条形磁铁的类似，采用D所示的安装位置时，变化的磁场穿过另一线圈的磁通量最小。
答案：D
11. 在如图所示的电路 ( http: / / www.21cnjy.com )中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I。然后，断开S。若t′时刻再闭合S，则在t′前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图象是( )
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解析：电路图如图所示。t′时刻闭合S， ( http: / / www.21cnjy.com )则由于线圈L的自感作用，通过电灯L1的电流i1从零逐渐增加，直到达到稳定值I，故灯L1的电流变化为B图象所示；而灯L2所在支路没有上述现象，S一闭合，电流i2就为稳定值I。故图象C、D均错。
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答案：B
12. 如图所示是一种触电保 ( http: / / www.21cnjy.com )安器，变压器A处用双股相线(火线和零线)平行绕制成线圈，然后接到用电器上，B处有一个输出线圈，一旦有电流，经放大后便能立即推动继电器J切断电源，下列情况下能起保护作用的是哪一种？说明理由。
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(1)增加开灯的盏数，能否切断电源？
(2)双手分别接触火线和零线，能否切断电源？
(3)单手接触相线，脚与地相接触而触电，能否切断电源？
解析：解答本题时应按以下思路分析：
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(1)不能。因A处线圈是 ( http: / / www.21cnjy.com )采用的双线绕法，增加开灯的盏数只会使电路中电流增大，但A中两线中电流始终大小相等方向相反，磁通量相互抵消，B中磁通量始终为零不发生改变，B中没有感应电流，故不能推动J切断电源。
(2)不能，理由同(1)。提示：双手分别接触火线和零线相当于将一个电阻并联接入电路。
(3)能。因为有电流通过人体而流入地下，使A中火线与零线的电流不同从而产生磁场，B中磁通量发生改变，B中产生感应电流，从而推动J切断电源。
答案：(1)不能 (2)不能 (3)能(共104张PPT)
第四章 电磁感应
第6节 互感和自感
01课前新知预习
02课堂师生共研
[答案] A
[答案] C
03课后提升考能
谢谢观看！
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自感电动势
电路
现象
的作用
接通电源的瞬间,
通电自感
阻碍电流
灯泡L1较慢地亮
的增加
起来
断开开关的瞬间,灯
断电自感
泡L逐渐变暗。有阻碍电流
时灯泡L会闪亮一的减小
下,然后逐渐变暗
ZHENGHEDIANBO
整合点拨
刘伟
李辉
L
自
D
R
R
甲
乙
明确通过自感线圈的电流的变化情况(增大还是减小)
根据“增反减同”,判断自感电动势的方向
分析阻碍的结果:电流增强时,由于自感电动势的作
用,线圈中电流逐渐增大,与线圈串联的元件中的电流
也逐渐增大;电流减小时,由于自感电动势的作用,线
圈中电流逐渐减小,与线圈串联的元件中的电流也逐
渐减小
R
2
E
R
L
S
s
通电自感
断电自感
电路图
R
L1、L2同规格,R=L很大(有铁芯),R
器材要求
R1,L较大
在开关S断开瞬间,LA
在S闭合瞬间,L灯灯突然闪亮一下后再渐
渐熄灭(当抽掉铁芯后,
现象立即亮起来,L1灯逐
重做实验,断开开关S
渐变亮,最终一样亮
时,会看到L灯马上熄
灭)
断开开关S时,流过线圈
L的电流减小,产生自感
由于开关闭合时,流电动势,阻碍电流的减
过电感线圈的电流迅小,使电流继续存在一段
速增大,使线圈产生时间;在S断开后,通过
原因自感电动势,阻碍电L的电流反向通过灯
流的增大,使流过L1LA,且由于R灯的电流比流过L2得流过L灯的电流在开
灯的电流增加得慢关断开瞬间突然增大,从
而使LA灯的发光功率突
然变大
能量转
化情况电能转化为磁场能磁场能转化为电能
A
2
L
R
S
L
b
A
0
L
L
B
D
JILEJIETIJINENG
积累·解题技能
L
2
A
L
A
B
E
易错选项
错误原因
搞不清灯泡突然亮一下的原因,把自感现象的延
迟作用误认为能使灯泡突然亮一下
误认为有自感电流就能亮一下;而对于灯泡L,只
B
考虑电源的电流,没考虑自感电流对L3的影响
不能正确分析电路,认为只有LA灯所在电路有
阻碍,对ⅠB灯所在电路无影响;实际上当开关S
断开后,LA、L灯构成了同一回路,电流变化相
同,应同时熄灭
