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答 案
D
解析
解:A、由图示可知,磁铁极在下方,穿过圆环的磁场方向向上,在磁铁远离圆环时,穿过圆环
的磁通量变小,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流沿逆时针方向,故A错误;
B、由图示可知,磁铁极在下方,穿过圆环的磁场方向向上,在磁铁靠近圆环时,穿过圆环的磁通
量变大,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流沿顺时针方向,故B错误;
C、由图示可知,磁铁
极在下方,穿过圆环的磁场方向向下,在磁铁远离圆环时,穿过圆环的磁
第一讲知识引航
年的一天,日内瓦年轻的物理学家德拉里夫的助手科拉顿正在实验室里做“磁生电”的实验,他用导线绕
成一个线圈,再用一只转动灵活的磁针来检查跟线圈相接的导线中是否有电流存在。他想,当用磁铁插进线圈的时
候,可能会在线圈中产生电流,为了避免磁铁对磁针的直接影响,他把磁针放到另外一个房间里,并用导线跨过磁
针跟隔壁房间里的线圈连接起来。
实验时,科拉顿将一块磁铁插进线圈里,然后迅速奔向另一个房间,观察磁针的偏转情况,可是他并没有看到
所期望的磁针的偏转。
他再回到放着磁铁和线圈的房间里,把磁铁从线圈中抽了出来,又跑到检验电流的磁针面前,还是没有看到磁
针的偏转。
为什么科拉顿看不到磁针的偏转呢?怎样才能观察到磁针偏转呢?
模块1:感
:感应电
应电流方向判断方法
流方向判断方法
1 64%
知识引航
引航
1825
例题1
S
S
N
通量变小,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流沿顺时针方向,故C错误;
D、由图示可知,磁铁
极在下方,穿过圆环的磁场方向向下,在磁铁靠近圆环时,穿过圆环的磁
通量变大,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流沿逆时针方向,故D正确。
故选:D。
答 案
D
解析
A.图中为
穿过回路的磁通量减小,由楞次定律知,回路中感应电流方向由
,则导
体
上的感应电流方向为
,故A错误;
B.图中
向纸外运动,运用右手定则时,磁感线穿过手心,拇指指向纸外,则知导体
上的感应电
流方向为
,故B错误;
C.图中
棒沿导轨向下运动,由右手定则判断知导体
上的感应电流方向为
,故C错误。
D.图中
棒顺时针转动,运用右手定则:磁感线穿过手心,拇指指向顺时针方向,则导体
上的感
应电流方向为
,故D正确。
故选D。
答 案
A C
解析
解:磁场方向向下,导体棒
的运动方向向右,由右手定则知,感应电流方向是
,再
由左手定则知,安培力水平向左,所以A、C正确。
答 案
D
解析
解:图线斜率的绝对值越小,表明磁通量的变化率越小,感应电动势也就越小。
1
1
模块2:法拉第
:法拉第电磁感
磁感应定律
定律
1
N
例题2
△abc
b →a →c
ab
b →a
ab
ab
b →a
ab
ab
b →a
ab
ab
a →b
达标检测1
MN
N →M
达标检测2
例题3
答 案
A D
解析
解:感应电动势的大小与磁通量的大小无关,而是与磁通量的变化率成正比,导体框的磁通量为零
的瞬间,导体框中感应电动势可能很大,选项A、D正确。
答 案
D
解析
解:
中产生的感应电动势为
,若磁感应强度增为
,其他条件不变时,
与
成
正比,则有
,由楞次定律判断可知通过电阻
的感应电流方向为
。
故选D。
答 案
A
解析
线框向右匀速穿越磁场区域的过程可分为三个阶段:第一阶段(进入过程),
是电源,外电阻
,路端电压
;第二阶段(线框整体在磁场中平动过程),
及
都是电源,并且
是完全相同的电源,回路中虽无感应电流,但路端电压
;第三阶段(离开过程),
是电
源,虽然仍有外电阻
,但路端电压却是
,因此
仅为路端电压
的
,即
,选项A正确。
答 案
B D
解析
解:AB、因在
时间内导体棒做匀加速直线运动,故在
时刻
大于导体棒所受的安培力,
在
以后,外力保持
不变,安培力逐渐变大,导体棒做加速度越来越小的加速运动,当加速度
1
1
模块3:电
:电路与力学
路与力学综合问题
问题
1
1
例题4
PQ
E = BLv
2B
E
B
E
:
1
E
=
2
1 : 2
R
a →b
例题5
ab
R = 3r
U
=
1
E
4
3
ab
dc
U
=
2
E
dc
R = 3r
U
=
dc
E
4
3
U
ab
U
dc
3
1
U
=
3
E
4
1
达标检测3
0 ∼t
0
t
0
F
2
t0
F
2
,即导体棒所受安培力与外力
相等后,导体棒做匀速直线运动,故A错误,B正确。
CD、设在
时间内导体棒的加速度为,导体棒的质量为
,
时刻导体棒的速度为,通过
导体棒横截面的电荷量为,则有:
①
②
③
④
⑤
由①②③式解得:
,故C错误;
由②③④⑤式解得:
,故D正确。
故选:BD。
答 案
A B
解析
解:A、
棒产生的感应电动势
,根据闭合电路欧姆定律知
,由图像得
,其中为比例系数,
所以得
,
,
图像是一条过原点的倾斜直线,故A正确;
B、由闭合电路欧姆定律可得:
,
由法拉第电磁感应定律有
,所以有:
,则知
图像是一条过
原点的倾斜直线,故B正确;
C、对导体棒在沿导轨方向列出动力学方程
,而
,
得到
,可见
图像是一条倾斜的不过原点的直线,
故C错误;
D、流过
的电荷量
,
图像是一条开口向上的抛物线,故D错误。
故选:AB。
答 案
金属棒
达到匀速运动时的速度大小为
。
1
1
a = 0
F
2
0 ∼t
0
a
m
t
0
v
q
a =
t
0
v
F
−
2
=
R
B L v
2
2
ma
F
=
1
ma
q =
R
ΔΦ
ΔΦ = BΔS = BL
t
2
v
0
a =
B L t
2
2 0
F
−F
R
(
2
1)
q =
2BL
F
−F
t
(
2
1) 0
例题6
ab
E = BLv
E = I R + r
(
)
I = kt
k
v =
t
BL
k R + r
(
)
v ∝t
v −t
E = I R + r =
(
)
kt R + r
(
)
E =
Δt
ΔΦ
=
Δt
ΔΦ
kt R + r
(
)
−
Δt
ΔΦ
t
F −ILB −mg sinθ = ma
I =
R + r
BLv
v = at
F =
t +
R + r
B L a
2
2
ma + mg sinθ
F −t
R
q =
Δt =
Iˉ
Δt =
R + r
Eˉ
=
R + r
ΔΦ
=
R + r
BL ⋅
at
2
1
2
t
2 R + r
(
)
BLa
2
q −t
例题7
ab
3m/s
解析
当金属棒匀速运动时,由力的平衡条件可得:
,解得:
;
感应电动势
,
再根据闭合电路欧姆定律可知:
,
联立解得:金属棒匀速运动时的速度
。
答 案
金属棒
从静止开始到匀速运动的过程中通过电阻
的电荷量为
。
解析
解:当金属棒匀速运动时,电容器两端的电压
;
电容器极板上的电荷量
。
答 案
B
解析
解:图中,导体棒
向右运动切割磁感线产生感应电流,通过电阻
转化为内能,导体棒
速度
减小,当导体棒
的动能全部转化为内能时,导体棒
静止,最终速度变为零;
图中,导体棒
向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电,当电容器
极板间电压与导
体棒
产生的感应电动势相等时,电路中没有电流,导体棒
不受安培力,向右做匀速运动;
图中,导体棒
先受到向左的安培力作用向右做减速运动,速度减为零后再在安培力作用下向左
做加速运动,当导体棒
产生的感应电动势与电源的电动势相等时,电路中没有电流,导体棒
向
左做匀速运动,即导体棒
先做减速运动,速度减为零后,反向做加速运动,最后做匀速运动;
由以上分析可知,图乙所示图像是图中导体棒
的
图像,故B正确;
故选B。
2
模块4:春季你会遇
:春季你会遇见
1 56%
模块5:随堂
:随堂测
1 92%
F = mg sin30 +
∘
ILB
I = 1.5A
E = BLv
I =
R + r
E
v = 3m/s
ab
R
1
9 × 10
C
−8
U = IR = 1.5 × 3V = 4.5V
Q = UC = 4.5 × 2 × 10
C =
−8
9 × 10
C
−8
例题8
1
ab
R
ab
ab
ab
2
ab
C
ab
ab
3
ab
ab
ab
ab
2
ab
v −t
随堂
随堂测
随堂测1
答案
C
解析
解:根据法拉第电磁感应定律我们知道感应电动势与磁通量的变化率成正比,即
。 结
合数学知识我们知道:穿过闭合回路的磁通量
随时间变化的图象的斜率
。图甲中磁通
量
不变,无感应电动势,故A错误;
图乙中磁通量
随时间均匀增大,图象的斜率不变,也就是说产生的感应电动势不变,故B错
误;
图丙中回路在
时间内磁通量
随时间变化的图象的斜率为
,在
时间内磁通量
随时间变化的图象的斜率为
,从图象中发现:
大于
的绝对值。所以在
时间内产生的
感应电动势大于在
时间内产生的感应电动势,故C正确;
图丁中磁通量
随时间变化的图象的斜率先变小后变大,所以感应电动势先变小后变大,故D错
误;
故选
。
答案
D
解析
解:感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,本题中穿过
、
电路的磁通量的变化可以比
较,但所用的时间不确定,选项D正确。
答案
D
解析
解:通过线框横截面的电荷量
,全过程中
为零,所以
,A错;
根据楞次定律,感应电流方向先逆时针,然后无电流,最后顺时针,B错;
边进入磁场前瞬间,线框的速度为
,
边切割磁感线产生的电动势为
,
此时
间电势差为路端电压,即
,C错;
边离开磁场前瞬间,线框的速度为
,
边切割磁感线产生的电动势为
,
间的电势差为
,D对。
1 59%
1 60%
E = n
Δt
ΔΦ
Φ
t
k = Δt
ΔΦ
Φ
Φ
t
k
0 ∼t
0
Φ
t
k
1
t
∼
0
2t
0
Φ
t
k
2
k
1
k
2
0 ∼t
0
t
∼
0
2t
0
Φ
t
C
随堂测2
A
B
随堂测3
q =
R
ΔΦ
ΔΦ
q = 0
ad
2a
L
0
bc
2BL
2a
L
0
bc
BL
3
4
2a
L
0
ad
2
2a
L
0
ad
4BL
2a
L
0
bc
BL
3
4
2a
L
0