應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流問題：首先應(yīng)先判斷原磁場方向及變化趨勢,即通電直導(dǎo)線周圍的磁感線分布情況及穿過檢測線圈的磁通量的變化情況；再由楞次定律判斷感應(yīng)電流磁場的方向,也就是檢測線圈中的感應(yīng)電流磁場方向；最后由安培定則判斷檢測線圈中感應(yīng)電流的方向．
【例1】如圖1所示,磁場垂直于紙面,磁感應(yīng)強度在豎直方向均勻分布,水平方向非均勻分布．一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點,將圓環(huán)拉至位置a后無初速度釋放,在圓環(huán)從a擺向b的過程中(　　)．A．感應(yīng)電流方向先逆時針后順時針再逆時針B．感應(yīng)電流方向一直是逆時針C．安培力方向始終與速度方向相反D．安培力方向始終沿水平方向
解析　線圈由左向右擺動過程中,在左半部分磁場的運動過程中,向里的磁場越來越強,感應(yīng)電流的磁場向外,由安培定則知感應(yīng)電流逆時針,安培力水平向左；通過磁場邊界時,向里的磁場減小,由楞次定律知感應(yīng)磁場方向向里,由安培定則知感應(yīng)電流順時針方向,安培力水平向右；在右半部分磁場中的運動過程中,向外的磁場越來越弱,感應(yīng)磁場向外,由安培定則知感應(yīng)電流逆時針,安培力水平向左．A、D對．答案　AD
【例2】 為判斷線圈繞向,可將靈敏電流計G與線圈L連接,如圖2所示．已知線圈由a端開始繞至b端；當電流從電流計G左端流入時,指針向左偏轉(zhuǎn)．圖2(1)將磁鐵N極向下從線圈上方豎直插入L時,發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn)．俯視線圈,其繞向為________(填“順時針”或“逆時針”)．(2)當條形磁鐵從圖中虛線位置向右遠離L時,指針向右偏轉(zhuǎn)．俯視線圈,其繞向為________(填“順時針”或“逆時針”)．
解析　(1)磁鐵N極向下從線圈上方豎直插入L時,線圈的磁場向下且增強,感應(yīng)磁場向上,且電流流入電流計左端,根據(jù)安培定則可知線圈順時針繞向．(2)條形磁鐵從圖中虛線位置向右遠離L時,線圈的磁場向上且減弱,感應(yīng)電流從電流計右端流入,根據(jù)安培定則可知線圈逆時針繞向．答案　(1)順時針　(2)逆時針
【例1】 半徑為a右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為2a的導(dǎo)體直桿,單位長度電阻均為R0.圓環(huán)水平固定放置,整個內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B.桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運動,桿始終有兩點與圓環(huán)良好接觸,從圓環(huán)中心O開始,桿的位置由θ確定,如圖3所示,則(　　)．
結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律考查電流、電壓隨時間變化的規(guī)律或與安培力有關(guān)的運動參量隨時間變化的關(guān)系圖像．
常見以下兩種類型：①由Φ－t圖像、B－t圖像等確定相應(yīng)的I－t圖像、E－t圖像等,求解時要注意分清“圖像段”,依照規(guī)律逐段分析,同時也要用好斜率的物理意義,以快速判斷．②由導(dǎo)體運動情況確定I－t圖像、E－t圖像、U－t圖像等,求解時要注意分清“過程段”,對每個階段導(dǎo)體的切割情況或回路中Φ的變化情況都要仔細分析,并進一步確定E、I等物理量的變化規(guī)律,有的甚至要對線框進行受力分析、運動狀態(tài)分析．
【例1】 如圖5所示,一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落,穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵,銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸線始終保持重合,若取磁鐵中心O為坐標原點,建立豎直向下為正方向的x軸,則下圖中最能正確反映環(huán)中感應(yīng)電流i隨環(huán)心位置坐標x變化的關(guān)系圖像是(　　)．
解析　條形磁鐵的磁感線分布示意圖如圖所示,銅環(huán)由靜止開始下落過程中磁通量的變化率是非均勻變化的,故環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢、環(huán)中的感應(yīng)電流也是非均勻變化的,A錯誤．在關(guān)于O點對稱的位置上磁場分布對稱,但環(huán)的速率是增大的,則環(huán)在O點下方的電流最大值大于在O點上方電流的最大值,故C錯誤．由于磁通量在O點上方是向上增大而在O點下方是向上減小的,故環(huán)中電流方向在經(jīng)過O點是要改變的,D錯誤．可知B選項正確．答案　B
【例2】如圖6所示,正方形區(qū)域MNPQ內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場．在外力作用下,一正方形閉合剛性導(dǎo)線框沿QN方向勻速運動,t＝0時刻,其四個頂點M′、N′、P′、Q′恰好在磁場邊界中點．下列圖像中能反映線框所受安培力f的大小隨時間t變化規(guī)律的是(　　)．
考查應(yīng)用電磁感應(yīng)規(guī)律研究通電自感和斷電自感．
在通電自感現(xiàn)象中,線圈L相當于阻值逐漸減小的“電阻”；在斷電自感現(xiàn)象中,線圈L相當于電動勢逐漸減小的“電源”．在斷電自感中要判斷某一個小燈泡是否會閃亮一下再熄滅,一是看是否能組成臨時回路,二是看此時通過小燈泡的電流比斷開前大,還是?。?br/>【例1】自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈,原、副線圈都只取該線圈的某部分．一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖7所示,其副線圈匝數(shù)可調(diào)．已知變壓器線圈總匝數(shù)為1 900匝；原線圈為1 100匝,接在有效值為220 V的交流電源上．當變壓器輸出電壓調(diào)至最大時,負載R上的功率為2.0 kW.設(shè)此時原線圈中電流有效值為I1,負載兩端電壓的有效值為U2,且變壓器是理想的,則U2和I1分別約為(　　)．A．380 V和5.3 A B．380 V和9.1 AC．240 V和5.3 A D．240 V和9.1 A
【例2】如圖8所示,在鐵芯P上繞著兩個線圈a和b,則(　　)．A．線圈a輸入正弦交變電流,線圈b可輸出恒定電流B．線圈a輸入恒定電流,穿過線圈b的磁通量一定為零C．線圈b輸出的交變電流不對線圈a的磁場造成影響D．線圈a的磁場變化時,線圈b中一定有電場
①考查電磁感應(yīng)與物體的運動分析、能量轉(zhuǎn)化問題,②考查電磁感應(yīng)與電路的問題．
電磁感應(yīng)中切割磁感線的導(dǎo)體要運動,產(chǎn)生的感應(yīng)電流又要受到安培力的作用．在安培力作用下,導(dǎo)體的運動狀態(tài)發(fā)生變化,這就可能需要應(yīng)用牛頓運動定律．電磁感應(yīng)的過程也是能量相互轉(zhuǎn)化的過程,所以在分析解決電磁感應(yīng)問題時,經(jīng)常要用到動能定理、能量守恒定律．在利用能量的轉(zhuǎn)化和守恒解決電磁感應(yīng)問題時,要分析安培力的做功情況,安培力在導(dǎo)體運動過程中是做正功還是做負功,進而判斷安培力是動力還是阻力．另外,參與能量轉(zhuǎn)化的形式要考慮周全,要準確判斷哪些能量增加、哪些能量減少．
【例1】 如圖9所示,質(zhì)量為M的足夠長金屬導(dǎo)軌abcd放在光滑的絕緣水平面上．一電阻不計,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ放置在導(dǎo)軌上,始終與導(dǎo)軌接觸良好,PQbc構(gòu)成矩形．棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ,棒左側(cè)有兩個固定于水平面的立柱．導(dǎo)軌bc段長為L,開始時PQ左側(cè)導(dǎo)軌的總電阻為R,右側(cè)導(dǎo)軌單位長度的電阻為R0.以ef為界,其左側(cè)勻強磁場方向豎直向上,右側(cè)勻強磁場水平向左,磁感應(yīng)強度大小均為B.在t＝0時,一水平向左的拉力F垂直作用于導(dǎo)軌的bc邊上,使導(dǎo)軌由靜止開始做勻加速直線運動,加速度為a.
(1)求回路中感應(yīng)電動勢及感應(yīng)電流隨時間變化的表達式；(2)經(jīng)過多少時間拉力F達到最大值,拉力F的最大值為多少？(3)某一過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q,導(dǎo)軌克服摩擦力做功為W,求導(dǎo)軌動能的增加量．解析　(1)感應(yīng)電動勢為E＝BLv,導(dǎo)軌做初速為零的勻加速運動,v＝at,E＝BLat,s＝at2/2,感應(yīng)電流的表達式為I＝BLv/R總＝BLat/(R＋2R0×at2/2)＝BLat/(R＋R0at2)．
【例2】 為了提高自行車夜間行駛的安全性,小明同學(xué)設(shè)計了一種“閃爍”裝置,如圖10所示,自行車后輪由半徑r1＝5.0×10－2m的金屬內(nèi)圈、半徑r2＝0.04 m的金屬外圈和絕緣輻條構(gòu)成．后輪的內(nèi)、外圈之間等間隔地接有4根金屬條,每根金屬條的中間均串聯(lián)有一電阻值為R的小燈泡.在支架上裝有磁鐵,形成了磁感應(yīng)強度B＝0.10T、方向垂直紙面向外的“扇形”勻強磁場,其內(nèi)半徑為r1、外半徑為r2、張角θ＝π/6.后輪以角速度ω＝2π rad/s相對于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動．若不計其它電阻,忽略磁場的邊緣效應(yīng)．
(1)當金屬條ab進入“扇形”磁場時,求感應(yīng)電動勢E,并指出ab上的電流方向；(2)當金屬條ab進入“扇形”磁場時,畫出“閃爍”裝置的電路圖；(3)從金屬條ab進入“扇形”磁場開始,經(jīng)計算畫出輪子轉(zhuǎn)一圈過程中,內(nèi)圈與外圈之間電勢差Uab隨時間t變化的Uab－t圖像；(4)若選擇的是“1.5 V、0.3 A”的小燈泡,該“閃爍”裝置能否正常工作？有同學(xué)提出,通過改變磁感應(yīng)強度B、后輪外圈半徑r2、角速度ω和張角θ等物理量的大小,優(yōu)化前同學(xué)的設(shè)計方案,請給出你的評價．
(2)通過分析,可得電路圖為
(4)“閃爍”裝置不能正常工作．(金屬條的感應(yīng)電動勢只有4.9×10－2V,遠小于小燈泡的額定電壓,因此無法正常工作．)B增大,E增大,但有限度；r2增大,E增大,但有限度；ω增大,E增大,但有限度；θ增大,E不變．答案　(1)4.9×10－2 V　電流方向為b→a　(2)見解析　(3)見解析　(4)見解析
①通過交流電的圖像考查交流電的產(chǎn)生過程及基本參量．②考查交流電的有效值的計算．
【例】 圖11是交流發(fā)電機模型示意圖．在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸OO′轉(zhuǎn)動,由線圈引出的導(dǎo)線ae和df分別與兩個跟線圈一起繞OO′轉(zhuǎn)動的金屬圓環(huán)相連接,金屬圓環(huán)又分別與兩個固定的電刷保持滑動接觸,這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路．圖12是線圈的主視圖,導(dǎo)線ab和cd分別用它們的橫截面來表示．已知ab長度為L1,bc長度為L2,線圈以恒定角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動．(只考慮單匝線圈)
(1)線圈平面處于中性面位置時開始計時,試推導(dǎo)t時刻整個線圈中的感應(yīng)電動勢e1的表達式；(2)線圈平面處于與中性面成φ0夾角位置時開始計時,如圖13所示,試寫出t時刻整個線圈中的感應(yīng)電動勢e2的表達式；(3)若線圈電阻為r,求線圈每轉(zhuǎn)動一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．(其它電阻均不計)
考查變壓器的原理和參量關(guān)系．考查遠距離輸電過程中的電流、電壓及其功率的損失計算．
③遠距離輸電的電路如圖12所示,解決問題的基本思路是：“發(fā)電機→升壓變壓器→輸電線→降壓變壓器→用戶”,也可以倒過來．在計算線路損失時,用好參量．
【例1】如圖15所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為20∶1,兩個標有“12 V,6 W”的小燈泡并聯(lián)在副線圈的兩端．當兩燈泡都正常工作時,原線圈電路中電壓表和電流表(可視為理想的)的示數(shù)分別是(　　)．圖15A．120 V,10 A B．240 V,0.025 AC．120 V,0.05 A D．240 V,0.05 A
結(jié)合電學(xué)實驗考查傳感器的性質(zhì)．根據(jù)力學(xué)傳感器、熱敏電阻、光敏電阻等性質(zhì),設(shè)計相應(yīng)的實驗,驗證其性質(zhì)．
【例】 某同學(xué)設(shè)計的家庭電路保護裝置如圖16所示,鐵芯左側(cè)線圈L1由火線和零線并行繞成．當右側(cè)線圈L2中產(chǎn)生電流時,電流經(jīng)放大器放大后,使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)K,從而切斷家庭電路．僅考慮L1在鐵芯中產(chǎn)生的磁場,下列說法正確的有(　　)．圖16

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