【正文】 天津高考 )如圖 9－ 3－ 3所示， 豎直放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌之間 接有定值電阻 R，質(zhì)量不能忽略的 金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良 好接觸且無摩擦，棒與導(dǎo)軌的電阻 均不計，整個裝置放在勻強磁場中， 磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，棒在豎直向上的 恒力 F作用下加速上升的一段時間內(nèi)，力 F做的功與 安培力做的功的代數(shù)和等于 ( ) 圖 9－ 3－ 3 A．棒的機械能增加量 B．棒的動能增加量 C．棒的重力勢能增加量 D．電阻 R上放出的熱量 解析： 棒加速上升時受到重力、拉力 F及安培力．根據(jù)功能原理可知力 F與安培力做的功的代數(shù)和等于棒的機械能的增加量， A正確． 答案： A 1．圖象問題可以綜合法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律或右手 定則、安培定則和左手定則，還有與之相關(guān)的電路知識和 力學(xué)知識等． 2．圖象問題的特點：考查方式比較靈活，有時根據(jù)電磁感應(yīng) 現(xiàn)象發(fā)生的過程，確定圖象的正確與否，有時依據(jù)不同的 圖象進行綜合計算． 3．解題關(guān)鍵：弄清初始條件，正、負方向的對應(yīng)，變化范 圍，所研究物理量的函數(shù)表達式，進出磁場的轉(zhuǎn)折點是 解決問題的關(guān)鍵． 4．解決圖象問題的一般步驟 (1)明確圖象的種類，即是 B－ t圖還是 Φ－ t圖，或者 E－ t圖、 I－ t圖等． (2)分析電磁感應(yīng)的具體過程． 在 B－ t圖象中，其斜率 k＝ 表示磁感應(yīng)強度的變化快慢；在 Φ－ t圖象中，其斜率 k＝ 表示磁通量的變化快慢，也表示單匝線圈上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢． 4．單匝線圈在勻強磁 場中繞垂直于磁場的軸勻 速轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通 量 Φ隨時間 t變化的關(guān)系如 圖 9－ 3－ 4所示，則 ( ) 圖 9－ 3－ 4 A．在 t＝ 0時刻，線圈中磁通量最大，感應(yīng)電動勢也最大 B．在 t＝ 1 10－ 2 s時刻，感應(yīng)電動勢最大 C．在 t＝ 2 10－ 2 s時刻，感應(yīng)電動勢為零 D．在 0～ 2 10－ 2 s時間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動勢的平均值為零 解析： 在 t＝ 0與 t＝ 2 10－ 2 s時刻磁通量最大，但磁通量的變化率為零， t＝ 1 10－ 2 s時，磁通量為零，但磁通量的變化率最大，所以 B、 C正確， A錯．而在 0～ 2 10－ 2 s內(nèi)磁通量的變化量為 2 10－ 3 Wb，故感應(yīng)電動勢不為零，所以 D錯． 答案： BC 如圖 9－ 3－ 5甲所示，矩形導(dǎo)線框 abcd固定在勻強磁場中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直．規(guī)定磁場的正方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強度 B隨時間變化的規(guī)律如圖 9－ 3－ 5乙所示，若規(guī)定順時針方向為感應(yīng)電流 i的正方向，圖 9－ 3－ 6所示的 i－ t圖中正確的是 ( ) 圖 9－ 3－ 5 圖 9－ 3－ 5 [思路點撥 ] 分析本題時應(yīng)抓住以下關(guān)鍵點： (1)利用楞次定律確定各時間段感應(yīng)電流的方向； (2)借助法拉第電磁感應(yīng)定律確定感應(yīng)電動勢的大小； (3)利用閉合電路歐姆定律確定各時間段電流的大?。? [課堂筆記 ] 由楞次定律可判斷出在前 4 s每秒內(nèi)感應(yīng)電流的方向分別為負方向、正方向、正方向、負方向．由圖 9－ 3－ 5乙可知：在每一秒內(nèi)，磁感應(yīng)強度的變化率 的大小相同，導(dǎo)線框中磁通量的變化率 山東高考 )如圖 9－ 2－ 2所示， 一導(dǎo)線彎成半徑為 a的半圓形閉合回路． 虛線 MN右側(cè)有磁感 應(yīng)強度為 B的勻強磁 場，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度 v向 右勻速進入磁場，直徑 CD始終與 MN垂直．從 D點 到達邊界開始到 C點進入磁場為止，下列結(jié)論正確 的是 ( ) 圖 9－ 2－ 2 A．感應(yīng)電流方向不變 B． CD段直導(dǎo)線始終不受安培力 C．感應(yīng)電動勢最大值 Em＝ Bav D．感應(yīng)電動勢平均值 πBav 解析： 導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生電動勢，由右手定則可知，感應(yīng)電流方向不變， A正確． 感應(yīng)電動勢最大值即切割磁感線等效長度最大時的電動勢，故 Em＝ Bav， C正確． ① ΔΦ＝ B一、感應(yīng)電動勢 1．定義： 在 現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢．產(chǎn)生電動勢 的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源，其電阻相當(dāng)于電源的內(nèi)阻． 2．產(chǎn)生條件： 無論電路是否閉合，只要穿過電路的 發(fā) 生變化，電路中就一定產(chǎn)生感應(yīng)電動勢． 磁通量 電磁感應(yīng) 3．感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的關(guān)系 (1)在等效電源內(nèi)部電流由 極流向 極． (2)遵守 定律，即 I＝ . 二、法拉第電磁感應(yīng)定律 1．法拉第電磁感應(yīng)定律 (1)內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的 成正比． (2)公式： . 負 正 閉合電路歐姆 磁通量的變化率 E＝ n 2．導(dǎo)體切割磁感線的情形 (1)一般情況：運動速度 v和磁感線方向夾角為 θ，則 E＝ . (2)常見情況：運動速度 v和磁感線方向垂直，則 E＝ . (3)導(dǎo)體棒在磁場中轉(zhuǎn)動：導(dǎo)體棒以端點為軸，在勻強磁場 中垂直于磁感線方向勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 E＝ Bl ＝ (平均速度取中點位置線速度 lω)． BLvsinθ BLv Bl2ω E＝ n 往往用來求 Δt時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動 勢，而 E＝ Blvsinθ常用來求瞬時電動勢，但兩公式又是 統(tǒng)一的． 三、自感現(xiàn)象 1．概念： 由于線圈本身的電流發(fā)生 而產(chǎn)生的電磁感應(yīng) 現(xiàn)象． 變化 2．自感電流： 在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電流．總是 原 電流的變化． 阻礙 3．自感電動勢： 在 現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢． (1)大小表達式： E＝ .(其中 為電流變化率， L為自感 系數(shù) ) (2)自感系數(shù) ① 影響因素： 、 、 ． ② 單位：亨利 (H)； 1 H＝ mH＝ μH. 自感 L 線圈匝數(shù) 橫截面積 有無鐵芯 103 106 四、渦流 1．概念： 發(fā)生電磁感應(yīng)時，導(dǎo)體中產(chǎn)生的像水的旋渦樣的 ． 感應(yīng)電流 2．產(chǎn)生原因： 變化的電流產(chǎn)生 ，激發(fā)出 ， 形成感應(yīng)電流． 變化的磁場 感生電場 1．感應(yīng)電動勢的大小決定于穿過回路的磁通量的變化率 ， 而與磁通量 Φ、磁通量的變化量 ΔΦ的大小沒有必然聯(lián) 系． 2．磁通量的變化率 是 Φ－ t圖象上某點切線的斜率． 3．若 恒定，則 E不變．用 E＝ n 所求的感應(yīng)電動勢為整 個回路