2017-2018學(xué)年高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 4 法拉第電磁感應(yīng)定律學(xué)案 新人教版選修3-2

《2017-2018學(xué)年高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 4 法拉第電磁感應(yīng)定律學(xué)案 新人教版選修3-2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2017-2018學(xué)年高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 4 法拉第電磁感應(yīng)定律學(xué)案 新人教版選修3-2（13頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 4 法拉第電磁感應(yīng)定律 [目標(biāo)定位]　1.理解法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式.2.會(huì)用E＝Blvsin θ和E＝n解決問(wèn)題. 一、法拉第電磁感應(yīng)定律 1.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源，導(dǎo)體本身的電阻相當(dāng)于電源內(nèi)阻.當(dāng)電路斷開(kāi)時(shí)，無(wú)(“有”或“無(wú)”)感應(yīng)電流，但有(“有”或“無(wú)”)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì). 2.法拉第電磁感應(yīng)定律 (1)內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比. (2)表達(dá)式：E＝n. 3.對(duì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的理解 (1)磁通量的變化常由B的變化或S的變化引起. ①當(dāng)ΔΦ

2、僅由B的變化引起時(shí)，E＝nS. ②當(dāng)ΔΦ僅由S的變化引起時(shí)，E＝nB. (2)E＝n計(jì)算的是Δt時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)Δt→0時(shí)，E＝n的值才等于瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì). 深度思考 (1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與Φ或ΔΦ的大小有沒(méi)有關(guān)系？ (2)Φ、ΔΦ、與線圈匝數(shù)有關(guān)嗎？感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與線圈匝數(shù)有關(guān)嗎？ 答案　(1)E的大小與Φ或ΔΦ的大小沒(méi)有關(guān)系. (2)Φ、ΔΦ、均與某一面積相聯(lián)系，與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān)，n匝線圈時(shí)相當(dāng)于n個(gè)單匝線圈的串聯(lián)，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與線圈匝數(shù)有關(guān). 例1　下列幾種說(shuō)法中正確的是(　　) A.線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 B.線圈中磁通量

3、越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 C.線圈放在磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 D.線圈中磁通量變化越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 解析　感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和磁通量的大小、磁通量變化量的大小以及磁場(chǎng)的強(qiáng)弱均無(wú)關(guān)，它由磁通量的變化率決定，故選D. 答案　D 例2　如圖1甲所示的螺線管，匝數(shù)n＝1 500匝，橫截面積S＝20 cm2，方向向右穿過(guò)螺線管的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化， 圖1 (1)2 s內(nèi)穿過(guò)線圈的磁通量的變化量是多少？ (2)磁通量的變化率多大？ (3)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為多少？ 解析　(1)磁通量的變化量是由磁感應(yīng)強(qiáng)度

4、的變化引起的，則Φ1＝B1S Φ2＝B2S　ΔΦ＝Φ2－Φ1，所以ΔΦ＝ΔBS＝(6－2)×20×10－4 Wb＝8×10－3 Wb (2)磁通量的變化率為 ＝ Wb/s＝4×10－3 Wb/s (3)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 E＝n＝1 500×4×10－3 V＝6 V 答案　(1)8×10－3 Wb　(2)4×10－3 Wb/s　(3)6 V 應(yīng)用E＝n時(shí)應(yīng)注意的三個(gè)問(wèn)題： (1)此公式適用于求平均電動(dòng)勢(shì). (2)計(jì)算電動(dòng)勢(shì)大小時(shí)，ΔΦ取絕對(duì)值不涉及正、負(fù). (3)＝·S，為Φ－t圖象的斜率，為B－t圖象的斜率. 二、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

5、 1.垂直切割：導(dǎo)體棒垂直于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，B、l、v兩兩垂直時(shí)，如圖2甲所示，E＝Blv. 圖2 2.不垂直切割：導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)體本身垂直，但與磁感線方向夾角為θ時(shí)，如圖乙所示，則E＝Blv1＝Blvsin θ. 3.公式E＝Blvsin θ的理解： (1)該公式可看成法拉第電磁感應(yīng)定律的一個(gè)推論，通常用來(lái)求導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì). (2)式中l(wèi)應(yīng)理解為導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的有效長(zhǎng)度，即導(dǎo)體在與v垂直方向上的投影長(zhǎng)度.如圖3甲中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Blv＝2Brv≠Bπrv(半圓弧形導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng)).在圖乙中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Blvsin θ≠Blv. (3)公式中

6、的v應(yīng)理解為導(dǎo)體和磁場(chǎng)間的相對(duì)速度，當(dāng)導(dǎo)體不動(dòng)而磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，同樣有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生. 圖3 深度思考 導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速度越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大嗎？ 答案　導(dǎo)體棒切割磁感線時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與垂直磁感線的速度有關(guān)，而速度大，垂直磁感線方向的速度不一定大.所以，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定越大. 例3　如圖4所示，一金屬?gòu)潡U處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，已知ab＝bc＝L，當(dāng)它以速度v向右平動(dòng)時(shí)，a、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為(　　) 圖4 A.BLv　　　　　　　　　 B.BLvsin θ C.BLvcos θ D.BLv(1

7、＋sin θ) 解析　導(dǎo)體桿切割磁感線的有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)sin θ，故B正確. 答案　B 在公式E＝BLv中，L是指導(dǎo)體棒的有效切割長(zhǎng)度，即導(dǎo)體棒在垂直于速度v方向上的投影長(zhǎng)度. 三、公式E＝n與E＝Blvsin θ的區(qū)別 1.研究對(duì)象不同 E＝n研究整個(gè)閉合回路，適用于各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象；E＝Blvsin θ研究的是閉合回路的一部分，即做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體. 2.實(shí)際應(yīng)用不同 E＝n應(yīng)用于磁感應(yīng)強(qiáng)度變化所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)較方便；E＝Blvsin θ應(yīng)用于導(dǎo)體切割磁感線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)較方便. 3.E的意義不同 E＝n求的一般是平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E＝Blv一般求的是瞬時(shí)

8、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì). 例4　如圖5所示，導(dǎo)軌OM和ON都在紙面內(nèi)，導(dǎo)體AB可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦滑動(dòng)，若AB以5 m/s的速度從O點(diǎn)開(kāi)始沿導(dǎo)軌勻速右滑，導(dǎo)體與導(dǎo)軌都足夠長(zhǎng)，它們每米長(zhǎng)度的電阻都是0.2 Ω，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2 T.問(wèn)： 圖5 (1)3 s末夾在導(dǎo)軌間的導(dǎo)體長(zhǎng)度是多少？此時(shí)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大？回路中的電流為多少？ (2)3 s內(nèi)回路中的磁通量變化了多少？此過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少？ 解析　(1)夾在導(dǎo)軌間的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)才是電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì). 3 s末時(shí)刻，夾在導(dǎo)軌間導(dǎo)體的長(zhǎng)度為： l＝vt·tan 30°＝5×3×tan 30

9、° m＝5 m 此時(shí)：E＝Blv＝0.2×5 ×5 V＝5 V 電路電阻為R＝(15＋5 ＋10 )×0.2 Ω≈8.196 Ω 所以I＝≈1.06 A (2)3 s內(nèi)回路中磁通量的變化量ΔΦ＝BS－0＝0.2××15×5 Wb＝ Wb 3 s內(nèi)電路產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E＝＝ V≈4.33 V. 答案　(1)5 m　5 V　1.06 A　(2) Wb　4.33 V E＝Blv和E＝n本質(zhì)上是統(tǒng)一的.前者是后者的一種特殊情況.但是，當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，用E＝Blv求E比較方便；當(dāng)穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，用E＝n求E比較方便. 1.(對(duì)法拉第電磁感應(yīng)

10、定律的理解)關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.穿過(guò)閉合電路的磁通量最大時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定最大 B.穿過(guò)閉合電路的磁通量為零時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為零 C.穿過(guò)閉合電路的磁通量由不為零變?yōu)榱銜r(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為零 D.穿過(guò)閉合電路的磁通量由不為零變?yōu)榱銜r(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定不為零 答案　D 解析　磁通量的大小與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小不存在內(nèi)在的聯(lián)系，故A、B錯(cuò)誤；當(dāng)磁通量由不為零變?yōu)榱銜r(shí)，閉合電路的磁通量一定改變，一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生，有感應(yīng)電流就一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故C錯(cuò)，D對(duì). 2.(公式E＝n的應(yīng)用)(多選)如圖6甲所示，線圈的匝數(shù)n＝100匝，橫截面積S＝50 cm

11、2，線圈總電阻r＝10 Ω，沿軸向有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，設(shè)圖示磁場(chǎng)方向?yàn)檎?，磁?chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間做如圖乙所示規(guī)律變化，則在開(kāi)始的0.1 s內(nèi)(　　) 圖6 A.磁通量的變化量為0.25 Wb B.磁通量的變化率為2.5×10－2 Wb/s C.a、b間電壓為0 D.在a、b間接一個(gè)理想電流表時(shí)，電流表的示數(shù)為0.25 A 答案　BD 解析　通過(guò)線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)，若設(shè)Φ2＝B2S為正，則線圈中磁通量的變化量為ΔΦ＝B2S－(－B1S)，代入數(shù)據(jù)得ΔΦ＝(0.1＋0.4)×50×10－4 Wb＝2.5×10－3 Wb，A錯(cuò)；磁通量的變化率＝Wb/s＝2.5×10－2 Wb/s

12、，B正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，當(dāng)a、b間斷開(kāi)時(shí)，其間電壓等于線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E＝n＝2.5 V且恒定，C錯(cuò)；在a、b間接一個(gè)理想電流表時(shí)相當(dāng)于a、b間接通而形成回路，回路總電阻即為線圈的總電阻，故感應(yīng)電流大小I＝＝ A＝0.25 A，D項(xiàng)正確. 3.(公式E＝n的應(yīng)用)(多選)單匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖7所示，則(　　) 圖7 A.在t＝0時(shí)刻，線圈中磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也最大 B.在t＝1×10－2 s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 C.在t＝2×10－2 s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零 D.在0～2×

13、10－2 s時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為零 答案　BC 解析　由法拉第電磁感應(yīng)定律知E∝，故t＝0及t＝2×10－2 s時(shí)刻，E＝0，A錯(cuò)，C對(duì)；t＝1×10－2 s時(shí)E最大，B對(duì)；0～2×10－2 s時(shí)間內(nèi)，ΔΦ≠0，E≠0，D錯(cuò). 4.(公式E＝Blv的應(yīng)用)(多選)某地的地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下，大小為4.5×10－5 T.一靈敏電壓表連接在當(dāng)?shù)厝牒：佣蔚膬砂叮訉?00 m，該河段漲潮和落潮時(shí)有海水(視為導(dǎo)體)流過(guò)，設(shè)落潮時(shí)，海水自西向東流，流速為2 m/s.下列說(shuō)法正確的是(　　) A.電壓表記錄的電壓為5 mV B.電壓表記錄的電壓為9 mV C.河南岸

14、的電勢(shì)較高 D.河北岸的電勢(shì)較高 答案　BD 解析　海水在落潮時(shí)自西向東流，該過(guò)程可以理解為：自西向東運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體在切割豎直向下的磁感線，根據(jù)右手定則可判斷，北岸是正極，電勢(shì)高，南岸電勢(shì)低，所以C錯(cuò)誤，D正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝Blv＝4.5×10－5×100×2 V＝9×10－3 V，所以A錯(cuò)誤，B正確. 題組一　對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解 1.(多選)如圖1所示，閉合開(kāi)關(guān)S，將條形磁鐵插入閉合線圈，第一次用時(shí)0.2 s，第二次用時(shí)0.4 s，并且兩次磁鐵的起始和終止位置相同，則(　　) 圖1 A.第一次線圈中的磁通量變化較快 B.第一次電流表G的最大偏轉(zhuǎn)角較大

15、 C.第二次電流表G的最大偏轉(zhuǎn)角較大 D.若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，電流表G均不偏轉(zhuǎn)，故兩次線圈兩端均無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 答案　AB 解析　磁通量變化相同，第一次時(shí)間短，則第一次線圈中磁通量變化較快，故A正確；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比，磁通量的變化率大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流大，故B正確，C錯(cuò)誤；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，電流表不偏轉(zhuǎn)，知感應(yīng)電流為零，但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不為零，故D錯(cuò)誤.故選A、B. 2.穿過(guò)某單匝閉合回路的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的圖象分別如圖2中的①～④所示，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖2 A.圖①有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，且大小恒定不變 B.圖②產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一直在變大 C.圖③在0

16、～t1時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是t1～t2時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的2倍 D.圖④產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變大再變小 答案　C 解析　感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝n，而對(duì)應(yīng)Φ－t圖象中圖線的斜率，根據(jù)圖線斜率的變化情況可得：①中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；②中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變；③中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)0～t1時(shí)間內(nèi)的大小是t1～t2時(shí)間內(nèi)大小的2倍；④中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變小再變大. 題組二　公式E＝n的應(yīng)用 3.穿過(guò)一個(gè)單匝閉合線圈的磁通量始終為每秒均勻增加2 Wb，則(　　) A.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒增加2 V B.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒減少2 V C.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)始終為2 V D.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)始終為一個(gè)確定值，但由于線圈有電

17、阻，電動(dòng)勢(shì)小于2 V 答案　C 解析　由E＝n知：恒定，n＝1，所以E＝2 V. 4.一矩形線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直.先保持線框的面積不變，將磁感應(yīng)強(qiáng)度在1 s時(shí)間內(nèi)均勻地增大到原來(lái)的兩倍.接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，在1 s時(shí)間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減小到原來(lái)的一半.先后兩個(gè)過(guò)程中，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的比值為(　　) A. B.1 C.2 D.4 答案　B 解析　設(shè)原磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，線框面積是S.第1 s內(nèi)ΔΦ1＝2BS－BS＝BS，第2 s內(nèi)ΔΦ2＝2B·－2B·S＝－BS.因?yàn)镋＝n，所以?xún)纱胃袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等，B正確. 5.如圖3所示，一正

18、方形線圈的匝數(shù)為n，邊長(zhǎng)為a，線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，且一半處在磁場(chǎng)中.在Δt時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變，大小由B均勻地增大到2B.在此過(guò)程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為(　　) 圖3 A.　　　　　　　 B. C. D. 答案　B 解析　線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝n＝n··S＝n··＝，選項(xiàng)B正確. 6.如圖4所示，A、B兩單匝閉合圓形導(dǎo)線環(huán)用相同規(guī)格的導(dǎo)線制成，它們的半徑之比rA∶rB＝2∶1，在兩導(dǎo)線環(huán)包圍的空間內(nèi)存在一正方形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于兩導(dǎo)線環(huán)所在的平面.在磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大的過(guò)程中，流過(guò)兩導(dǎo)線環(huán)的感應(yīng)電流大小之比為(　　)

19、圖4 A.＝1 B.＝2 C.＝ D.＝ 答案　D 解析　A、B兩導(dǎo)線環(huán)的半徑不同，它們所包圍的面積不同，但某一時(shí)刻穿過(guò)它們的磁通量相等，所以?xún)蓪?dǎo)線環(huán)上的磁通量變化率是相等的，E＝＝S相同，得＝1，I＝，R＝ρ(S1為導(dǎo)線的橫截面積)，l＝2πr，所以＝，代入數(shù)值得＝＝. 題組三　公式E＝Blv的應(yīng)用 7.如圖5所示的情況中，金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Blv的是(　　) 圖5 A.乙和丁 B.甲、乙、丁 C.甲、乙、丙、丁 D.只有乙 答案　B 8.如圖6所示，一根導(dǎo)體棒ab在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中自由下落，并始終保持水平方向且與磁場(chǎng)方向垂直.則

20、有(　　) 圖6 A.Uab＝0 B.φa＞φb，Uab保持不變 C.φa＞φb，Uab越來(lái)越大 D.φa＜φb，Uab越來(lái)越大 答案　D 解析　ab棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，可由右手定則判斷，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向?yàn)閍→b，所以φb＞φa，由Uab＝E＝Blv及棒自由下落時(shí)v越來(lái)越大，可知Uab越來(lái)越大，故D選項(xiàng)正確. 9.如圖7所示，MN、PQ是間距為L(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直導(dǎo)軌所在平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，M、P間接有一阻值為R的電阻.一根與導(dǎo)軌接觸良好、有效阻值為R的金屬導(dǎo)線ab垂直導(dǎo)軌放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，則(不計(jì)導(dǎo)軌電阻)(　　)

21、 圖7 A.通過(guò)電阻R的電流方向?yàn)镻→R→M B.a、b兩點(diǎn)間的電壓為BLv C.a端電勢(shì)比b端高 D.a端電勢(shì)比b端低 答案　C 解析　由右手定則可知，通過(guò)電阻R的電流方向?yàn)镸→R→P，a端電勢(shì)比b端高，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，C正確；ab產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為：E＝BLv，則a、b兩點(diǎn)間的電壓為Uab＝E＝BLv，選項(xiàng)B錯(cuò)誤.故選C. 10.如圖8所示，平行導(dǎo)軌間距為d，其左端接一個(gè)電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于平行金屬導(dǎo)軌所在平面，一根金屬棒與導(dǎo)軌成θ角放置，金屬棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì).當(dāng)金屬棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在導(dǎo)軌上滑行時(shí)，通過(guò)電阻R的電流大小是(　　)

22、圖8 A. B. C. D. 答案　D 解析　金屬棒MN垂直于磁場(chǎng)放置，運(yùn)動(dòng)速度v與棒垂直，且v⊥B，即已構(gòu)成兩兩互相垂直關(guān)系，MN接入導(dǎo)軌間的有效長(zhǎng)度為l＝，所以E＝Blv＝，I＝＝，故選項(xiàng)D正確. 題組四　綜合應(yīng)用 11.在范圍足夠大、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B＝0.2 T，有一水平放置的光滑框架，寬度為l＝0.4 m，如圖9所示，框架上放置一質(zhì)量為0.05 kg、電阻為1 Ω的金屬桿cd，框架電阻不計(jì).若cd桿以恒定加速度a＝2 m/s2，由靜止開(kāi)始做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則： 圖9 (1)在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少？ (2)第5 s末，回路中的電流多大？

23、 (3)第5 s末，作用在cd桿上的水平外力多大？ 答案　(1)0.4 V　(2)0.8 A　(3)0.164 N 解析　(1)5 s內(nèi)的位移：x＝at2＝25 m， 5 s內(nèi)的平均速度v＝＝5 m/s (也可用v＝ m/s＝5 m/s求解) 故平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Blv＝0.4 V. (2)第5 s末：v′＝at＝10 m/s， 此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E′＝Blv′ 則回路中的電流為： I＝＝＝ A＝0.8 A. (3)桿做勻加速運(yùn)動(dòng)，則F－F安＝ma， 即F＝BIl＋ma＝0.164 N. 12.如圖10甲所示，平行導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌間距d＝10 cm

24、，導(dǎo)體棒ab、cd放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直.每根棒在導(dǎo)軌間的部分，電阻均為R＝1.0 Ω.用長(zhǎng)為l＝20 cm的絕緣絲線(絲線不可伸長(zhǎng))將兩棒系住，整個(gè)裝置處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.t＝0時(shí)刻，磁場(chǎng)方向豎直向下，絲線剛好處于未被拉伸的自然狀態(tài).此后， 磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示.不計(jì)感應(yīng)電流磁場(chǎng)的影響，整個(gè)過(guò)程中絲線未被拉斷.求： (1)0～2.0 s時(shí)間內(nèi)，電路中感應(yīng)電流的大小與方向； (2)t＝1.0 s時(shí)刻絲線的拉力大小. 圖10 答案　(1)1.0×10－3 A　順時(shí)針　(2)1.0×10－5 N 解析　(1)由題圖乙可知＝0.1 T/s 由法拉第電磁感應(yīng)定律有E＝＝S＝2.0×10－3 V 則I＝＝1.0×10－3 A 由楞次定律可知電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较? (2)導(dǎo)體棒在水平方向上受絲線拉力和安培力平衡 由圖乙可知t＝1.0 s時(shí)B＝0.1 T 則FT＝F安＝BId＝1.0×10－5 N 13