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1、高三总复习 物理 阶段升华微专题 ( 十一 ) 感应电流的方向和大小 高三总复习 物理 专题归纳 专题一 感应电流方向的判定 1. 高三总复习 物理 2. 高三总复习 物理 【例 1 】 光滑的水 平平行金属导轨， 跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过 图 1 所示，则 ( ) 图 1 高三总复习 物理 A 若固定 使 右滑动，则 路有电流，电流方向由 a 到 b 到 d 到 c B 若 相同的速度一起向右滑动，则 路有电流，电流方向由 c 到 d 到 b 到 a C 若 左、 右同时运动，则 路电流为零 D 若 向右运动，且两棒速度 流方向由 c 到 d 到 b 到 a 高三总复习 物理
2、 【解析】 若固定 使 右滑动，由右手定则知，应产生顺时针方向的电流，故选项 A 错；若 向运动且速度大小相同， 围的面积不变，磁通量不变，故不产生感应电流，故选项 B 错误；若 左、 右同时运动，则 有顺时针方向的电流，故选项 C 错误；若 右运动，且 围的面积发生变化，磁通量也发生变化，故由楞次定律可判断出产生由 c到 d 到 b 到 a 的电流，故选项 D 正确 【答案】 D 高三总复习 物理 专题二 感应电动势、感应电流的大小计算 1 求解感应电动势常有如下几种方法 表达式 E Bl v E 12E t 0) 情景图 高三总复习 物理 研究对象 回路 ( 不一定闭合 ) 一段直导线 (
3、 或等效成直导线 ) 绕一端转动的一段导体棒 绕与 B 垂直的轴转动的导线框 意义 一般求平均感应电动势，当 t 0 时，求的是瞬时感应电动势 一般求瞬时感应电动势，当 的是平均感应电动势 用平均值法求瞬时感应电动势 求瞬时感应电动势 高三总复习 物理 适用条件 所有磁场 ( 匀强磁场定量计算、非匀强磁场定性分析 ) 匀强磁场 匀强磁场 匀强磁场 高三总复习 物理 2. 与上述问题相关的几个知识点 (1) 电源电动势 E Bl v 或 E t. (2) 闭合电路欧姆定律 I 内电压 电源的路端电压 U E (3) 通过导体的电荷量 q I t R r. 高三总复习 物理 【例 2 】 如图 2
4、 所示，匀强磁场 B ，金属棒 .4 m ，与框架宽度相同，电阻为13 ，框架电阻不计，电阻 2 ， 1 ，当金属棒以 5 m/ s 的速度匀速向左运动时，求： (1) 流过金属棒的感应电流多大？ 图 2 (2) 若图中电容器 C 为 F ，则所充电荷量多少？ 高三总复习 物理 【解析】 ( 1) 由 E Bl v 得 E 5 V R 12 1 23 I r3A (2) 路端电压 U 23V Q 0. 3 10 6 4 10 8C 高三总复习 物理 【答案】 (1)A ( 2)4 10 8 C 高三总复习 物理 学以致用 1 如图 3 所示， a 、 b 是平行的金属导轨，匀强磁场垂直导轨平面
5、， c 、 d 是分别串有电压表和电流表的金属棒，它们与导轨接触良好，当 c 、 d 以相同的速度向右运动时，下列说法正确的是 ( ) 图 3 高三总复习 物理 A 两表均无读数 B 两表均有读数 C 电流表有读数，电压表无读数 D 电流表无读数，电压表有读数 高三总复习 物理 【解析】 当 c 、 d 以相同的速度向右运动时，穿过回路的磁通量没变，故无感应电流产生，所以电流表和电压表中的电流均为零 【答案】 A 高三总复习 物理 2. 某实验小组用如图 4 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 ( 俯视 ) 是 ( ) 图 4 高三总复习
6、物理 A a G b B 先 a G b ，后 b G a C b G a D 先 b G a ，后 a G b 高三总复习 物理 【解析】 确定原磁场的方向：条形磁铁在穿入线圈的过程中，磁场方向向下 明确回路中磁通量变化的情况：向下的磁通量增加 由楞次定律的 “ 增反减同 ” 可知：线圈中感应电流产生的磁场方向向上 高三总复习 物理 应用安培定则可以判断感应电流的方向 为逆时针 ( 俯视 ) ，即从 b G a . 同理可以判断出条形磁铁穿出线圈过程中，向下的磁通量减小，由楞次定律可得：线圈中将产生顺时针的感应电流( 俯视 ) ，即从 a G b . 故 D 正确 高三总复习 物理 【答案】
7、 D 高三总复习 物理 3 楞次定律的理解 如图 5 所示， 当磁场的磁感应强度B 增强时，内、外金属环上的感应电流的方向应为 ( ) 图 5 高三总复习 物理 A 内环顺时针，外环逆时针 B 内环逆时针，外环顺时针 C 内、外环均为顺时针 D 内、外环均为逆时针 高三总复习 物理 【解析】 磁场增强，则穿过回路的磁通量增大， 故感应电流的磁场向外，由安培定则知电流对整个电路而言应沿逆时针方向，即外环逆时针，内环顺时针，选项 A 正确 【答案】 A 高三总复习 物理 4. 如图 6 所示，均匀带正电的绝缘圆环 a 与金属圆环 a 绕 O 点在其所在平面内旋转时， b 中产生顺时针方向的感应电流
8、，且具有收缩趋势，由此可知，圆环 a ( ) 图 6 高三总复习 物理 A 顺时针加速旋转 B 顺时针减速旋转 C 逆时针加速旋转 D 逆时针减速旋转 高三总复习 物理 【解析】 由楞次定律知，欲使 b 中产生顺时针电流，则 a 环内磁场应向里减弱 或向外增强， a 环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速，由于 b 环又有收缩趋势，说明a 环外部磁场向外，内部向里，故选项 B 正确 【答案】 B 高三总复习 物理 5 ( 多选 ) 将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处，不发生变化的物理量有 ( ) A 磁通量的变化率 B 感应电流的大小 C 磁通量的变化量 D 流过导体横截面的电荷
9、量 高三总复习 物理 【解析】 插到闭合线圈中同样位置，磁通量的变化量相同，磁通量的变化率不同，由 I 感 R I 感 不同，流过导体横截面的电荷量 q I t t R t t R，因 、 R 不变，所以 q 与磁铁插入线圈的快慢无关，故选项 C 、D 正确 【答案】 高三总复习 物理 6. 在如图 7 所示的电路中，两个灵敏电流表 和 的零点都在刻度盘中央，当电流从 “ ” 接线柱流入时，指针向右摆；电流从 “ ” 接线柱流入时，指针向左摆在电路接通后再断开的瞬间，下列说法中符合实际情况的是 ( ) 图 7 高三总复习 物理 A 表指针向 左摆， 表指针向右摆 B 表指针向右摆， 表指针向左
10、摆 C 、 表的指针都向左摆 D 、 表的指针都向右摆 高三总复习 物理 【解析】 电路接通后线圈中电流方向向右，当电路断开时，线圈中电流减小，线圈中产生与原方向相同的自感电动势，线圈与 、 和电阻组成闭合电路，所以 中电流方向向右， 中电流方向向左，即 表指针向右摆，表指针向左摆，故选项 B 正确，选项 A 、 C 、 D 错误 【答案 】 B 高三总复习 物理 7 在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环规定导体环中电流的正方向如图 8 甲所示，磁场向上为正当磁感应强度 B 随时间 t 按图 8 乙变化时，下列能正确表示导体环中感应电流变化情况的是 ( ) 甲 乙 高三总复习 物理 高
11、三总复习 物理 【解析】 0 2 s ， B t 0 ，且为定值，即产生的感应电流的大小不变，排除 A 、 B 两个选项； 2 4 s ， B t 0 ，也为定值，也产生不变的感应电流，根据题目所给定的正方向，很容易得到正确选项 C. 【答案】 C 高三总复习 物理 8 如图 9 所示，导线全部为裸导线，半径为 r 的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，磁感应强度为 B ，一根长度大于2 r 的导线 速度 v 在圆环上无摩擦地自左端匀速滑到右端电路的固定电阻为 R ，其余电阻不计，求 圆环的左端滑到右端的过程中电阻 R 上的电流的平均值和通过电阻R 的电荷量 图 9 高三总复习 物理 【解析】 切割磁感线运动，有效切割长度在不断地变化，用 E Bl v 难以求得平均感应电动势，从另一角度看，回路中的磁通量在不断地变化，可利用法拉第电磁感应定律求平均感应电动势 从左端到右端磁通量的变化量 B S B t 2 均感应电动势 E tB v 物理 所以，电路中平均感应电流 I ERB v 通过 R 的电荷量 q I t B v 2 案】 B v B
