高三物理暑假 ——电磁感应
电路中产生感应电流的条件
只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。这就是说产生感应电流的条件有两个： 和 。若电路不闭合，则电路中就只产生 。
（多选）如图所示，在一固定圆柱形磁铁的N极附近置一平面线圈abcd，磁铁轴线与线圈水平中心线xx′轴重合。下列说法正确的是（ ）
（A）当线圈刚沿xx′轴向右平移时，线圈中有感应电流
（B）当线圈刚绕xx′轴转动时（ad向外，bc向里），线圈中有感应电流
（C）当线圈刚沿垂直纸面方向向外平移时，线圈中有感应电流
（D）当线圈刚绕yy′轴转动时（ab向里，cd向外），线圈中有感应电流
如图所示，一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速通过宽为d（d＜L）的匀强磁场，在此过程中线框中有感应电流的时间是（ ）
（A）2d/v （B）2L/v （C）（L－d）/v （D）（L－2d）/v
楞次定律及其应用
楞次定律的内容：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律不仅给出了感应电流的方向，而且指明了电磁感应现象是完全符合能的转化和守恒定律的。
1．理解楞次定律时要注意
（1）“阻碍”的含义是：Φ增大时：B原与B感反向；Φ减小时：B原与B感同向
2．应用楞次定律判断感生电流方向的步骤是
（1）确定原磁场的方向
（2）确定原磁场磁通量的变化情况
（3）电流磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化
（4）右手螺旋定则确定感应电流的方向
（多选）两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则（ ）
（A）A可能带正电且转速减小 （B）A可能带正电且转速增大
（C）A可能带负电且转速减小 （D）A可能带负电且转速增大
3．要判断导体切割磁感线而产生的感生电流方向，用右手定则比较简便。右手定则是楞次定律的特殊情况。
如图所示，闭合铁芯的左边线圈L，连接一电阻R，右边线圈L2连接两根平行导电导轨，导轨平面与匀强磁场的磁感线垂直。当导体棒MN向右匀速运动时，L2中磁通量方向是 ，电阻R中的感应电流方向是 。当导体棒MN向右加速运动时，L1中磁通量方向是 ，电阻R中的感应电流方向是 。
如图所示，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向向上。今将一矩形金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘。当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为（ ）
（A）受力向右 （B）受力向左 （C）受力向上 （D）受力为零
法拉第电磁感应定律及其应用
如图所示，边长为20cm的正方形单匝线圈abcd靠墙根斜放，线圈平面与地面间夹角为30°，该区域有B＝0.2T，方向水平向右的匀强磁场。现将cd边向右拉，ab边经0.1s着地，那么该过程中线框里产生的平均感应电动势的大小为 V。
如图所示，金属棒ab长为0.5m，电阻为r＝0.05Ω，以v＝4m／s的速度向右匀速运动，金属框架左端连有一个阻值为R＝0.15Ω的电阻，框架本身电阻不计，匀强磁场的磁感应强度B＝0.4T，则ab上感应电动势的大小为 V，方向是 ，ab两端的电压Uab＝ V，金属棒向右滑行1.6m的过程中，电阻R上产生的热量为 J。
通过导线横截面的感应电量 q＝IΔt＝NRΔt(ΔΦ)Δt＝NR(ΔΦ)
如图所示，由一根绝缘导线绕成半径相同的两个小圆，水平放置，匀强磁场垂直通过线圈平面。若将磁场的磁感强度由B增大到2B过程中，通过线圈的电量为Q，保持磁场的磁感强度B不变，则将线圈平面翻转90°，线圈中通过的电量为 ，若将线圈中的一个小圈翻转180°，通过线圈的电量为 。
如图所示是测磁感应强度的一种装置。把一个很小的测量线圈放在待测处，测量线圈平面与该处磁场方向垂直，将线圈跟冲击电流计G串联（冲击电流计是一种测量电量的仪器）。当用反向开关K使螺线管里的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，从而有电流流过G。该测量线圈的匝数为N，线圈面积为S，测量线圈电阻为R，其余电阻不计。
（1）若已知开关K反向后，冲击电流计G测得的电量大小为q，则此时穿过每匝测量线圈的磁通量的变化量为△φ＝ （用已知量的符号表示）。
（2）待测处的磁感应强度的大小为B＝ 。
电磁感应中的图像
在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图1所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图2变化时，下图中正确表示线圈中感应电动势E变化的是（ ）
2．电磁感应中的等效电路
如图所示，匀强磁场垂直穿过框架平面，B＝1T。金属杆ab长0.5m，其电阻Rab＝0.5Ω，电压表为理想电压表，电流表为理想电流表，电阻R＝1.5Ω。杆ab以速度v＝4m／s向右匀速运动，则（1）当S接A时，电压表的读数为 ，电流表的读数为 。（2）当S接B时，电压表的读数为 ，电流表的读数为 。（3）当S接C时，电压表的读数为 ，电流表的读数为 。
粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行，现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移动过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是（ ）
（多选）如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场有理想界面，用力将矩形线圈从磁场中匀速拉出磁场，在其他条件不变的情况下( )
（A）速度越大时，拉力做功越多 （B）线圈长L1越大时，拉力做功越多
（C）线圈宽L2越大时，拉力做功越多（D）线圈电阻越大时，拉力做功越多
空间存在以ab、cd为边界的匀强磁场区域，磁感强度大小为B，方向垂直纸面向外，区域宽为l1。现有一矩框处在图中纸面内，它的短边与ab重合，长度为l2，长边的长度为2l1，如图所示，某时刻线框以初速v沿与ab垂直的方向进入磁场区域，同时某人对线框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不变。设该线框的电阻为R。从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框作用力所做的功等于 。
如图所示，线圈由A位置开始下落，在磁场中受到的磁场力如果总小于它的重力。它在A、B、C、D四个位置中的B、D位置，线圈恰好有一半在磁场中，则加速度关系为（ ）
（A）aA＞aB＞aC＞aD （B）aA＝aC＞aB＞aD
（C）aA＝aC＞aD＞aB （D）aA＝aC＞aB＝aD
（多选）如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F。此时（ ）
（A）电阻R1消耗的热功率为Fv/3
（B）电阻R2消耗的热功率为 Fv/6
（C）整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ
（D）整个装置消耗的机械功率为（F＋μmgcosθ）v
如图所示，I、III为匀强磁场区域，两磁场的磁感强度大小均为B，方向相反，两区域中间为一宽为S的无磁场区域II。有一边长为l（l＞S）、电阻为R的正方形金属框处于磁场区I中，且框面与磁场方向垂直。现用力把金属框以速度v匀速向右完全拉入区域II，求此过程中拉力所做的功。
如图所示，有两根和竖直方向成α角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感强度为B。一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下。经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度vmax，则（ ）
（A）如果B增大，vmax将变大 （B）如果α变大，vmax将变大
（C）如果R变大，vmax将变大 （D）如果m变小，vmax将变大
（多选）如图所示，两根平行光滑导轨竖直放置，处于垂直轨道平面的匀强磁场中，金属棒ab跨接在两导轨之间，其电阻为R.在开关S断开时，让ab棒自由下落，ab棒在下落过程中始终保持与导轨垂直并与之接触良好，设导轨足够长，电阻不计，从开关S闭合时开始计时，ab棒的下滑速度v随时间t变化的图像可能是图中的（ ）
如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成θ＝37°角，下端连接阻值为R的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25。
（1）求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；
（2）当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度的大小；
（3）在上问中，若R＝2Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向。
水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接；导轨上放一质量为m的金属杆（见右上图），金属杆与导轨的电阻不计；均匀磁场竖直向下。用与导轨平行的恒定力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动。当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会改变，v和F的关系如右下图。（取重力加速度g＝10m/s2）
（1）金属杆在匀速运动之前做作什么运动？
（2） 若m＝0.5kg，L＝0.5m，R＝0.5Ω，磁感应强度B为多大？
（3） 由v－F图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？
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