《高中物理9.3《电磁感应规律的综合应用》(一)课件（教科版必修1）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理9.3《电磁感应规律的综合应用》(一)课件（教科版必修1）（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3讲 电磁感应规律的综合应用(一) (电路和图像)考点考点1 1 电磁感应中的电路问题电磁感应中的电路问题1.1.内电路和外电路内电路和外电路(1)(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于_._.(2)(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的_，其余，其余部分是部分是_._.电源电源内阻内阻外电路外电路2.2.电源电动势和路端电压电源电动势和路端电压(1)(1)电动势：电动势：E=_E=_或或E=_.E=_.(2)(2)路端电压：路端电压：U=IR=_.U=IR=_.B Blv v
2、E-IrE-Ir1.1.对电磁感应电源的理解对电磁感应电源的理解(1)(1)电源的正、负极可用右手定则或楞次定律判定电源的正、负极可用右手定则或楞次定律判定. .(2)(2)电源电动势的大小可由电源电动势的大小可由E=BE=Blv v或或 求得求得. .2.2.对电磁感应电路的理解对电磁感应电路的理解(1)(1)在电磁感应电路中，相当于电源的部分把其他形式的能通过在电磁感应电路中，相当于电源的部分把其他形式的能通过电流做功转化为电能电流做功转化为电能. .(2)(2)“电源电源”两端的电压为路端电压，而不是感应电动势两端的电压为路端电压，而不是感应电动势. .(2012(2012汕头模拟汕头模
3、拟) )用均匀导线做成的正方形线圈边长为用均匀导线做成的正方形线圈边长为l, ,正方正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中, ,如图所示如图所示, ,当磁场当磁场以以 的变化率增强时的变化率增强时, ,则则( )( )A.A.线圈中感应电流方向为线圈中感应电流方向为acbdaacbdaB.B.线圈中产生的电动势线圈中产生的电动势C.C.线圈中线圈中a a点电势高于点电势高于b b点电势点电势D.D.线圈中线圈中a a、b b两点间的电势差为两点间的电势差为【解析解析】选选A A、B.B.由楞次定律可知由楞次定律可知A A对对; ;由法拉第电磁感应定律由
4、法拉第电磁感应定律得得: ,B: ,B对对;acb;acb部分等效为电源部分等效为电源, ,其等效电路其等效电路如图所示如图所示, ,故故C C错错; ;而而 ,D,D错错. .电磁感应现象中的图像及应用电磁感应现象中的图像及应用考点考点2 2 电磁感应图像问题电磁感应图像问题(1)(1)随随 变化的图像如变化的图像如B-tB-t图像，图像，-t-t图像、图像、E-tE-t图像和图像和I-tI-t图像图像(2)(2)随随 变化的图像如变化的图像如E-xE-x图像和图像和I-xI-x图图像像图像图像类型类型问题问题类型类型应用应用知识知识(1)(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确由给定的电磁
5、感应过程判断或画出正确的图像的图像(2)(2)由给定的有关图像分析电磁感应过程，由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量（用图像）求解相应的物理量（用图像）左手定则、安培定则、右手定则、左手定则、安培定则、右手定则、 、 、 欧姆定律、牛顿定律、函数图像等知识欧姆定律、牛顿定律、函数图像等知识. 时间时间t t位移位移x x楞次定律楞次定律法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律关于电磁感应图像问题的关于电磁感应图像问题的“四明确一理解四明确一理解”1.1.四个明确四个明确(1)(1)明确图像所描述的物理意义明确图像所描述的物理意义. .(2)(2)明确图像中各种正、负号的含义明确图像中
6、各种正、负号的含义. .(3)(3)明确图像斜率的含义明确图像斜率的含义. .(4)(4)明确图像和电磁感应过程之间的对应关系明确图像和电磁感应过程之间的对应关系. .2.2.一个理解一个理解理解三个相似关系及各自的物理意义理解三个相似关系及各自的物理意义其中其中 分别反映了分别反映了v v、B B、变化的快慢变化的快慢. .vvBB(1)(1)v v(2)B(2)B(3)(3)圆形导线框固定在匀强磁场中圆形导线框固定在匀强磁场中, ,磁感线的方向与导线框所在平面磁感线的方向与导线框所在平面垂直垂直. .规定磁场的正方向垂直纸面向里规定磁场的正方向垂直纸面向里, ,磁感应强度磁感应强度B B随
7、时间变化随时间变化的规律如图所示的规律如图所示. .若规定顺时针方向为感应电流若规定顺时针方向为感应电流i i的正方向的正方向, ,下列下列各图中正确的是各图中正确的是( )( )【解析解析】选选C.C.据法拉第电磁感应定律据法拉第电磁感应定律: ,: ,由由B-tB-t图图象知象知,1,13 s,B3 s,B的变化率相同的变化率相同,0,01 s1 s、3 34 s,B4 s,B的变化率相同的变化率相同, ,再结合楞次定律再结合楞次定律,0,01 s1 s、3 34 s 4 s 内感应电流的方向为顺时针内感应电流的方向为顺时针方向方向,1,13 s3 s内感应电流的方向为逆时针方向，可知内感
8、应电流的方向为逆时针方向，可知C C正确正确. . “等效法等效法”处理电磁感应问题处理电磁感应问题【例证例证1 1】在同一水平面中的光滑平行导轨在同一水平面中的光滑平行导轨P P、Q Q相距相距l=1 m=1 m，导，导轨左端接有如图所示的电路轨左端接有如图所示的电路. .其中水平放置的两平行板电容器两其中水平放置的两平行板电容器两极板极板M M、N N间距间距d=10 mmd=10 mm，定值电阻，定值电阻R R1 1=R=R2 2=12 =12 ，R R3 3=2 =2 ，金属，金属棒棒abab的电阻的电阻r=2 ,r=2 ,其他电阻不计，磁感应强度其他电阻不计，磁感应强度B=0.5 T
9、B=0.5 T的匀强的匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒abab沿导轨向右匀速运动时，沿导轨向右匀速运动时，悬浮于电容器两极板之间，质量悬浮于电容器两极板之间，质量m=1m=11010-14-14 kg kg，电荷量，电荷量q=-1q=-11010-14-14 C C的微粒恰好静止不动的微粒恰好静止不动. .已知已知g=10 m/sg=10 m/s2 2, ,在整个运动在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好，且运动速度保持恒定过程中金属棒与导轨接触良好，且运动速度保持恒定. .试求：试求：(1)(1)匀强磁场的方向匀强磁场的方向; ;(2)ab(2)ab两端的电压两
10、端的电压; ;(3)(3)金属棒金属棒abab运动的速度运动的速度. .【解题指南解题指南】解答本题应从以下两点重点把握：解答本题应从以下两点重点把握：(1)(1)以微粒的受力情况为突破口，确定电场的大小和方向以微粒的受力情况为突破口，确定电场的大小和方向. .(2)(2)确定确定“等效电源等效电源”，画出等效电路，结合闭合电路欧姆定律，画出等效电路，结合闭合电路欧姆定律进行分析计算进行分析计算. .【自主解答自主解答】(1)(1)微粒受到重力和电场力而静止，因重力竖直向微粒受到重力和电场力而静止，因重力竖直向下，则电场力竖直向上，故下，则电场力竖直向上，故M M板带正电板带正电.ab.ab棒
11、向右切割磁感线产棒向右切割磁感线产生感应电动势，生感应电动势，abab棒等效于电源，其棒等效于电源，其a a端为电源的正极，等效电端为电源的正极，等效电路如图所示：路如图所示：由右手定则可判断，匀强磁场方向竖直向下由右手定则可判断，匀强磁场方向竖直向下. .(2)(2)微粒受到重力和电场力而静止，微粒受到重力和电场力而静止，则有则有mg=Eqmg=Eq，所以所以R R3 3两端电压与电容器两端电压相等，由欧姆定律得通过两端电压与电容器两端电压相等，由欧姆定律得通过R R3 3的电的电流流abab棒两端的电压为棒两端的电压为(3)(3)由法拉第电磁感应定律得感应电动势由法拉第电磁感应定律得感应电
12、动势E=BE=Blv v，由闭合电路欧姆定律得：由闭合电路欧姆定律得：E=UE=Uabab+Ir=0.5 V+Ir=0.5 V，联立可得联立可得答案：答案：(1)(1)竖直向下竖直向下 (2)0.4 V (3)1 m/s(2)0.4 V (3)1 m/s【总结提升总结提升】应用应用“等效法等效法”解题时应注意的问题解题时应注意的问题“等效法等效法”是从事物间的等同效果出发来研究问题的科学思维是从事物间的等同效果出发来研究问题的科学思维方法方法. .运用等效法，可以在某种物理意义效果相同的前提下，把运用等效法，可以在某种物理意义效果相同的前提下，把实际的、复杂的物理现象、物理过程转化为理想的、简
13、单的、实际的、复杂的物理现象、物理过程转化为理想的、简单的、等效的物理现象、物理过程来处理等效的物理现象、物理过程来处理. .在使用等效法处理问题时应在使用等效法处理问题时应注意以下两点：注意以下两点：(1)(1)等效前和等效后的物理现象和物理过程应遵守相同的物理规等效前和等效后的物理现象和物理过程应遵守相同的物理规律律. .(2)(2)等效法的实质是等效法的实质是“等同性等同性”，常见的等效法有，常见的等效法有三种：模型的等效、过程的等效、作用的等效三种：模型的等效、过程的等效、作用的等效. . 电磁感应图像问题的规范求解电磁感应图像问题的规范求解【例证例证2 2】(2011(2011海南高
14、考海南高考) )如图，如图，EOFEOF和和EOFEOF为空间一匀为空间一匀强磁场的边界，其中强磁场的边界，其中EOEOEOEO，FOFOFOFO，且，且EOOF,OOEOOF,OO为为EOFEOF的角平分线，的角平分线，OOOO间的距离为间的距离为l, ,磁场方向垂直于纸面向磁场方向垂直于纸面向里里. .一边长为一边长为l的正方形导线框沿的正方形导线框沿OOOO方向匀速通过磁场，方向匀速通过磁场，t=0t=0时时刻恰好位于图示位置刻恰好位于图示位置. .规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流正，则感应电流i i与时间与时间t t的关系图线可能正
15、确的是的关系图线可能正确的是( )( )【解题指南解题指南】解答本题应注意以下两点：解答本题应注意以下两点：(1)(1)根据楞次定律确定线圈开始进入磁场时产生的感应电流的方根据楞次定律确定线圈开始进入磁场时产生的感应电流的方向向. .(2)(2)根据根据E=BE=Blv v确定感应电动势的变化趋势确定感应电动势的变化趋势. .【规范解答规范解答】选选B.B.线框刚进入磁场时，磁通量增加，根据楞次线框刚进入磁场时，磁通量增加，根据楞次定律，可以判断感应电流的磁场垂直纸面向外，根据安培定则定律，可以判断感应电流的磁场垂直纸面向外，根据安培定则可知，感应电流为逆时针方向可知，感应电流为逆时针方向,
16、,故故C C、D D错误错误; ;由由E=BE=Blv,v,线框通过线框通过磁场的过程中，导体切割磁感线的有效长度发生变化，感应电磁场的过程中，导体切割磁感线的有效长度发生变化，感应电动势先增大，后不变，再减小，然后再反向增大，后不变，再动势先增大，后不变，再减小，然后再反向增大，后不变，再减小，故减小，故A A错误，错误，B B正确正确. .【总结提升总结提升】电磁感应图像问题的规范求解电磁感应图像问题的规范求解1.1.六步解题六步解题(1)(1)明确图像的种类，即是明确图像的种类，即是B-tB-t图还是图还是 -t -t图，或者是图，或者是E-tE-t图、图、I-tI-t图等图等. .(2
17、)(2)分析电磁感应的具体过程判断对应的图像是否分段，共分几分析电磁感应的具体过程判断对应的图像是否分段，共分几段段. .(3)(3)用右手定则或楞次定律确定感应电流的方向用右手定则或楞次定律确定感应电流的方向. .(4)(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律等规律写出结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律等规律写出函数关系式函数关系式. .(5)(5)根据函数关系式，进行数学分析根据函数关系式，进行数学分析. .(6)(6)画图像或判断图像画图像或判断图像. .2.2.两点注意两点注意(1)(1)弄清初始条件，正、负方向的对应，变化范围，所研究物理弄清初始条件，正、负方向的对应
18、，变化范围，所研究物理量的函数表达式，进出磁场的转折点是解题的关键量的函数表达式，进出磁场的转折点是解题的关键. .(2)(2)图像问题可以综合法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定图像问题可以综合法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则、安培定则和左手定则，还有与之相关的电路知识和力学知则、安培定则和左手定则，还有与之相关的电路知识和力学知识等识等. .考查内容考查内容电路、图像结合问题电路、图像结合问题【例证例证】(2011(2011浙江高考浙江高考) )如图甲所示，在水平面上固定有长如图甲所示，在水平面上固定有长为为L=2 mL=2 m、宽为、宽为d=1 md=1 m的金属的金属“U U”型
19、导轨，在型导轨，在“U U”型导轨右侧型导轨右侧l=0.5 m=0.5 m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示时间变化规律如图乙所示. .在在t=0t=0时刻，质量为时刻，质量为m=0.1 kgm=0.1 kg的导体的导体棒以棒以v v0 0=1 m/s =1 m/s 的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为导轨之间的动摩擦因数为=0.1,=0.1,导轨与导体棒单位长度的电阻导轨与导体棒单位长度的电阻均为均为=0.1 /m,=0.1 /m,不计导体
20、棒与导轨之间的接触电阻及地球磁不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响场的影响( (取取g=10 m/sg=10 m/s2 2).).(1)(1)通过计算分析通过计算分析4 s4 s内导体棒的运动情况；内导体棒的运动情况；(2)(2)计算计算4 s4 s内回路中电流的大小，并判断电流方向；内回路中电流的大小，并判断电流方向；(3)(3)计算计算4 s4 s内回路产生的焦耳热内回路产生的焦耳热. .【规范解答规范解答】(1)(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有-mg=ma-mg=ma，v vt t=v=v0 0+at+at，代入数据解得：代入数据解
21、得：t=1 st=1 s时，时，v vt t=0=0，x=0.5 m,x=0.5 m,所以导体棒没有进入磁场区域所以导体棒没有进入磁场区域. .导体棒在导体棒在1 s1 s末已停止运动，以后一直保持静止，静止时离左端末已停止运动，以后一直保持静止，静止时离左端位置为位置为x=0.5 mx=0.5 m(2)(2)由图乙可知：由图乙可知：前前2 s2 s磁通量不变，回路电动势和电流分别为磁通量不变，回路电动势和电流分别为E=0E=0，I=0I=0后后2 s2 s回路产生的电动势为回路产生的电动势为此时回路的总长度为此时回路的总长度为5 m5 m，因此回路的总电阻为，因此回路的总电阻为R=5=0.5
22、 R=5=0.5 电流为电流为根据楞次定律，在回路中的电流方向是顺时针方向根据楞次定律，在回路中的电流方向是顺时针方向. .(3)(3)前前2 s2 s电流为零，后电流为零，后2 s2 s有恒定电流，焦耳热为有恒定电流，焦耳热为Q=IQ=I2 2Rt=0.04 JRt=0.04 J答案：答案：(1)(1)前前1 s1 s：匀减速直线运动；后：匀减速直线运动；后3 s3 s：静止在离左端：静止在离左端0.5 m0.5 m的位置的位置(2)(2)前前2 s2 s：I=0I=0；后；后2 s2 s：I=0.2 A I=0.2 A 电流方向是顺时针方向电流方向是顺时针方向(3) 0.04 J(3) 0
23、.04 J等效电路在电磁感应现象中的应用等效电路在电磁感应现象中的应用 1.1.题型特点题型特点 闭合电路中磁通量发生变化或有部分导体在做切割磁感线闭合电路中磁通量发生变化或有部分导体在做切割磁感线运动，在回路中将产生感应电动势，回路中将有感应电流运动，在回路中将产生感应电动势，回路中将有感应电流. .从而从而涉及到电流、电压、电功等计算涉及到电流、电压、电功等计算. . 2. 2.解题基本思路解题基本思路 (1) (1) 确定电源确定电源: :明确哪一部分电路产生电磁感应，则这部分明确哪一部分电路产生电磁感应，则这部分电路就是等效电源电路就是等效电源 (2)(2)用右手定则或楞次定律确定感应
24、电流的方向用右手定则或楞次定律确定感应电流的方向. .在电源在电源( (导导体体) )内部，电流由负极内部，电流由负极( (低电势低电势) )流向电源的正极流向电源的正极( (高电势高电势) )，在外，在外部由正极流向负极部由正极流向负极. . (3) (3)正确分析电路的结构，画出等效电路图正确分析电路的结构，画出等效电路图. . (4) (4)结合运用闭合电路欧姆定律、串并联电路的性质等有关结合运用闭合电路欧姆定律、串并联电路的性质等有关知识解决相关问题知识解决相关问题. .【典题例证典题例证】如图所示，直角三角形导如图所示，直角三角形导线框线框abcabc固定在匀强磁场中，固定在匀强磁场
25、中，abab是一段长是一段长为为L L、电阻为、电阻为R R的均匀导线，的均匀导线，acac和和bcbc的电的电阻可不计，阻可不计，acac长度为长度为 . .磁场的磁感应强磁场的磁感应强度为度为B B，方向垂直纸面向里，方向垂直纸面向里. .现有一段长度现有一段长度为为 ，电阻为，电阻为 的均匀导体棒的均匀导体棒MNMN架在导线框上，开始时紧靠架在导线框上，开始时紧靠acac，然后沿然后沿abab方向以恒定速度方向以恒定速度v v向向b b端滑动，滑动中始终与端滑动，滑动中始终与acac平行并平行并与导线框保持良好接触，当与导线框保持良好接触，当MNMN滑过的距离为滑过的距离为 时，导线时，
26、导线acac中的中的电流为多大？方向如何？电流为多大？方向如何？【命题探究命题探究】本题属于典型的电磁感应与等效电路的综合问题本题属于典型的电磁感应与等效电路的综合问题. .处理此类问题的关键在于：处理此类问题的关键在于：明确切割磁感线的导体相当于电明确切割磁感线的导体相当于电源，其电阻是电源的内阻，其他部分为外电路，电源的正负极源，其电阻是电源的内阻，其他部分为外电路，电源的正负极由右手定则来判定；由右手定则来判定；画出等效电路图，并结合闭合电路欧姆画出等效电路图，并结合闭合电路欧姆定律等有关知识解决相关问题定律等有关知识解决相关问题. .【深度剖析深度剖析】MNMN滑过的距离为滑过的距离为
27、 时，它与时，它与bcbc的接触点为的接触点为P P，等效电路图如图等效电路图如图由几何关系可知由几何关系可知MPMP长度为长度为 ，MPMP中的感应电动势中的感应电动势MPMP段的电阻段的电阻MacPMacP和和MbPMbP两电路的并联电阻为两电路的并联电阻为由欧姆定律，由欧姆定律，PMPM中的电流中的电流acac中的电流中的电流解得解得根据右手定则，根据右手定则，MPMP中的感应电流的方向由中的感应电流的方向由P P流向流向M M，所以电流，所以电流I Iacac的方向由的方向由a a流向流向c.c.1.(20121.(2012青岛模拟青岛模拟) )某闭合回路的磁通量某闭合回路的磁通量随时
28、间随时间t t变化的图像变化的图像分别如图甲、乙、丙、丁所示，关于回路中产生的感应电动势，分别如图甲、乙、丙、丁所示，关于回路中产生的感应电动势，下列判断正确的是下列判断正确的是( )( )A.A.图甲回路中，感应电动势不断增大图甲回路中，感应电动势不断增大B.B.图乙回路中，感应电动势恒定不变图乙回路中，感应电动势恒定不变C.C.图丙回路中，图丙回路中，0 0t t1 1时间内的感应电动势小于时间内的感应电动势小于t t1 1t t2 2时间内的时间内的感应电动势感应电动势D.D.图丁回路中，感应电动势先变小图丁回路中，感应电动势先变小, ,再变大再变大【解析解析】选选B B、D.D.由由
29、知，知，-t-t图像的斜率的绝对值表示图像的斜率的绝对值表示电动势电动势E E的大小，图甲中斜率为的大小，图甲中斜率为0,0,图乙中斜率不变，图丙中图乙中斜率不变，图丙中0 0t t1 1时间内图像的斜率大于时间内图像的斜率大于t t1 1t t2 2时间内图像的斜率，图丁中斜率时间内图像的斜率，图丁中斜率先变小后变大，故先变小后变大，故B B、D D正确，正确，A A、C C错误错误. .2.(20122.(2012深圳模拟深圳模拟) )一环形线圈放在匀强磁场中，设第一环形线圈放在匀强磁场中，设第1 s1 s内磁内磁感线垂直线圈平面感线垂直线圈平面( (即垂直于纸面即垂直于纸面) )向里向里
30、, ,如图甲所示如图甲所示. .若磁感应若磁感应强度强度B B随时间随时间t t变化的关系如图乙所示，那么第变化的关系如图乙所示，那么第3 s3 s内线圈中感应内线圈中感应电流的大小与其各处所受安培力的方向是电流的大小与其各处所受安培力的方向是( )( )A.A.大小恒定，沿顺时针方向与圆相切大小恒定，沿顺时针方向与圆相切B.B.大小恒定，沿着圆半径指向圆心大小恒定，沿着圆半径指向圆心C.C.逐渐增加，沿着圆半径离开圆心逐渐增加，沿着圆半径离开圆心D.D.逐渐增加，沿逆时针方向与圆相切逐渐增加，沿逆时针方向与圆相切【解析解析】选选B.B.由题图乙知，第由题图乙知，第3 s3 s内磁感应强度内磁
31、感应强度B B逐渐增大，变逐渐增大，变化率恒定，故感应电流的大小恒定化率恒定，故感应电流的大小恒定. .再由楞次定律，线圈各处受再由楞次定律，线圈各处受安培力的方向都使线圈面积有缩小的趋势，故沿着圆半径指向安培力的方向都使线圈面积有缩小的趋势，故沿着圆半径指向圆心圆心,B,B项正确项正确. .3.3.如图所示如图所示, ,平行于平行于y y轴的导体棒以速度轴的导体棒以速度v v向右做匀速直线运动，向右做匀速直线运动，经过半径为经过半径为R R、磁感应强度为、磁感应强度为B B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势的感应电动势E E与导体棒位置与导体棒位置x x关系
32、的图像是图中的关系的图像是图中的( )( )【解析解析】选选A.A.如图所示，当导体棒运动如图所示，当导体棒运动到如图位置时，其坐标值为到如图位置时，其坐标值为x x，则导体，则导体棒切割磁感线的有效长度为棒切割磁感线的有效长度为 则感应电动势为：则感应电动势为： 对照上述图像，只有对照上述图像，只有A A正确正确. .4.4.在水平桌面上，一个圆形金属框置于匀强磁场在水平桌面上，一个圆形金属框置于匀强磁场B B1 1中，线框平中，线框平面与磁场垂直，圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，面与磁场垂直，圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒导轨上放置一根导体棒aba
33、b，导体棒与导轨接触良好，导体棒处，导体棒与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场于另一匀强磁场B B2 2中，该磁场的磁感应强度恒定，方向垂直导中，该磁场的磁感应强度恒定，方向垂直导轨平面向下，如图甲所示轨平面向下，如图甲所示. .磁感应强度磁感应强度B B1 1随时间随时间t t的变化关系如的变化关系如图乙所示，图乙所示，0 01.0 s1.0 s内磁场方向垂直线框平面向下内磁场方向垂直线框平面向下. .若导体棒始若导体棒始终保持静止，并设向右为静摩擦力的正方向，则导体棒所受的终保持静止，并设向右为静摩擦力的正方向，则导体棒所受的摩擦力摩擦力F Ff f随时间变化的图像是随时间变化的图像是(
34、 )( )【解析解析】选选D.0D.01 s1 s，根据楞次定律可得，棒中电流由，根据楞次定律可得，棒中电流由b b到到a a，由于磁场均匀变化，感应电动势大小恒定，感应电流的大小不由于磁场均匀变化，感应电动势大小恒定，感应电流的大小不变变. .对棒由左手定则可知，其受到的安培力向左，大小不变，故对棒由左手定则可知，其受到的安培力向左，大小不变，故摩擦力向右，且大小不变摩擦力向右，且大小不变;1;12 s2 s内，无感应电流内，无感应电流; ;同理可知同理可知2 23 s3 s内，棒所受安培力向右，大小不变，故摩擦力向左，且大小内，棒所受安培力向右，大小不变，故摩擦力向左，且大小不变不变. .
35、故故D D正确正确. .5.(20115.(2011大纲版全国卷大纲版全国卷) )如图，两根足够长如图，两根足够长的金属导轨的金属导轨abab、cdcd竖直放置，导轨间距离为竖直放置，导轨间距离为L L，电阻不计，电阻不计. .在导轨上端并接两个额定功率在导轨上端并接两个额定功率均为均为P P、电阻均为、电阻均为R R的小灯泡的小灯泡. .整个系统置于整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直面垂直. .现将一质量为现将一质量为m m、电阻可以忽略的金属棒、电阻可以忽略的金属棒MNMN从图示位置从图示位置由静止开始释放由静止开始释放. .金属
36、棒下落过程中保持水平，金属棒下落过程中保持水平， 且与导轨接触且与导轨接触良好良好. .已知某时刻后两灯泡保持正常发光已知某时刻后两灯泡保持正常发光, ,重力加速度为重力加速度为g.g.求：求：(1)(1)磁感应强度的大小磁感应强度的大小; ;(2)(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率灯泡正常发光时导体棒的运动速率. .【解析解析】(1)(1)设灯泡额定电流为设灯泡额定电流为I I0 0，有，有P=IP=I0 02 2R R 灯泡正常发光时，流经灯泡正常发光时，流经MNMN的电流的电流I=2II=2I0 0 金属棒速度最大时，重力等于安培力金属棒速度最大时，重力等于安培力mg=BIL mg=BIL 由由解得解得 (2)(2)灯泡正常发光时灯泡正常发光时E=BLv E=BLv E=IE=I0 0R R 联立联立得得答案：答案：同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
