物理選修四電磁感應知識點匯總.docx

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E=BLvsinθ 區(qū) 別 研究對象 整個閉合電路 回路中做切割磁感線運動的那部分導體 適用范圍 各種電磁感應現象 只適用于導體切割磁感線運動的情況 計算結果 一般情況下，求得的是Δt內的平均感應電動勢 一般情況下，求得的是某一時刻的瞬時感應電動勢 適用情形 常用于磁感應強度B變化所產生的電磁感應現象（磁場變化型） 常用于導體切割磁感線所產生的電磁感應現象（切割型） 聯系 E=Blvsinθ是由在一定條件下推導出來的，該公式可看作法拉第電磁感應定律的一個推論或者特殊應用。 （2）兩個公式的選用 . ① 求解導體做切割磁感線運動產生感應電動勢的問題時，兩個公式都可以用。 ② 求解某一過程（或某一段時間）內的感應電動勢、平均電流、通過導體橫截面的電荷量（q=IΔt）等問題，應選用 . ③ 求解某一位置（或某一時刻）的感應電動勢，計算瞬時電流、電功率及某段時間內的電功、電熱等問題，應選用E=BLvsinθ 。 小結：感應電動勢的大小計算公式 1) E＝BLV (垂直平動切割，動生電動勢) 2) (普適公式) ε∝(法拉第電磁感應定律) 3) E= nBSωsin（ωt+Φ）；Em＝nBSω (線圈轉動切割) 4) E＝BL2ω/2 (直導體繞一端轉動切割) 感應電量的計算 N 感應電量 知識點五、電磁感應規(guī)律的應用 . 1、法拉第電機 . （1）電機模型 . （2）原理：應用導體棒在磁場中切割磁感線而產生感應電動勢。. ① 銅盤可以看作由無數根長度等于銅盤半徑的導體棒組成，導體棒在轉動過程中要切割磁感線。 ② 大小： （其中L為棒的長度，ω為角速度） ③ 方向：在內電路中，感應電動勢的方向是由電源的負極指向電源的正極，跟內電路的電流方向一致。產生感應電動勢的那部分電路就是電源，用右手定則或楞次定律所判斷出的感應電動勢的方向，就是電源內部的電流方向。 2、電磁感應中的電路問題 . （1）解決與電路相聯系的電磁感應問題的基本步驟和方法： ① 明確哪部分導體或電路產生感應電動勢，該導體或電路就是電源，其他部分是外電路。 ② 用法拉第電磁感應定律確定感應電動勢的大小，用楞次定律確定感應電動勢的方向。 ③ 畫出等效電路圖。分清內外電路，畫出等效電路圖是解決此類問題的關鍵。 ④ 運用閉合電路歐姆定律、串并聯電路特點、電功率、電熱等公式聯立求解。 （2）.在電磁感應中對電源的理解 ①電源的正、負極可用右手定則或楞次定律判定,電源中電流從負極流向正極。 ②電源電動勢的大小可由E=BLv或求得。 （3）.對電磁感應電路的理解 ①在電磁感應電路中,相當于電源的部分把其他形式的能轉化為電能。 ②電源兩端的電壓為路端電壓,而不是感應電動勢。 （考慮電源內阻） 3、電磁感應中的能量轉換 . 電磁感應過程實質是不同形式的能量轉化的過程。電磁感應過程中產生的感應電流在磁場中必定受到安培力作用，因此要維持感應電流的存在，必須有“外力”克服安培力做功。此過程中，其他形式的能轉化為電能?！巴饬Α笨朔才嗔ψ龆嗌俟?，就有多少其他形式的能轉化為電能。當感應電流通過用電器時，電能又轉化為其他形式的能。同理，安培力做功的過程是電能?轉化為其他形式的能的過程。 安培力做多少功，就有多少電能?轉化為其他形式的能。 4、電磁感應中的電容問題 . 在電路中含有電容器的情況下，導體切割磁感線產生感應電動勢，使電容器充電或放電。因此，搞清電容器兩極板間的電壓及極板上電荷量的多少、正負和如何變化是解題的關鍵。 知識點六、自感現象及其應用 . 1、自感現象 . （1）自感現象與自感電動勢的定義： 當導體中的電流發(fā)生變化時，導體本身就產生感應電動勢，這個電動勢總是阻礙導體中原來電流的變化。這種由于導體本身的電流發(fā)生變化而產生的電磁感應現象，叫做自感現象。這種現象中產生的感應電動勢，叫做自感電動勢。 （2）自感現象的原理： 當導體線圈中的電流發(fā)生變化時，電流產生的磁場也隨之發(fā)生變化。由法拉第電磁感應定律可知，線圈自身會產生阻礙自身電流變化的自感電動勢。 （3）自感電動勢的作用. 自感電動勢阻礙自身電流的變化， “阻礙”不是“阻止”。 “阻礙”電流變化實質是使電流不發(fā)生“突變”，使其變化過程有所延慢。但它不能使過程停止，更不能使過程反向. （4）自感現象的三個要點： ① 要點一：自感線圈產生感應電動勢的原因。 是通過線圈本身的電流變化引起穿過自身的磁通量變化。 ② 要點二：自感電流的方向。 自感電流總是阻礙線圈中原電流的變化，當自感電流是由原電流的增強引起時（如通電瞬間），自感電流的方向與原電流方向相反；當自感電流時由原電流的減少引起時（如斷電瞬間），自感電流的方向與原電流方向相同。 ③ 要點三：對自感系數的理解。 自感系數L的單位是亨特（H），常用的較小單位還有毫亨（mH）和微亨（μH）。 自感系數L的大小是由線圈本身的特性決定的：線圈越粗、越長、匝數越密，它的自感系數就越大。 此外，有鐵芯的線圈的自感系數比沒有鐵芯的大得多。 （5）通電自感和斷電自感的比較 電路 現象 自感電動勢的作用 通電自感 接通電源的瞬間，燈泡L2馬上變亮，而燈泡L1是逐漸變亮 . 阻礙電流的增加 斷電自感 斷開開關的瞬間，燈泡L1逐漸變暗，有時燈泡會閃亮一下，然后逐漸變暗 . 阻礙電流的減小 通電瞬間線圈產生的自感電動勢阻礙電流的增加且與電流方向相反，此時含線圈L的支路相當于斷路；當電路穩(wěn)定，自感線圈相當于定值電阻，如果線圈沒有電阻，則自感線圈相當于導線（短路）；斷開瞬間線圈產生的自感電動勢與原電流方向相同，在與線圈串聯的回路中，線圈相當于電源，它提供的電流從原來的IL逐漸變小.但流過燈A的電流方向與原來相反 〖針對性訓練題〗 圖1 一、選擇題 1．如右圖所示，在垂直于紙面的范圍足夠大的勻強磁場中，有一個矩形線圈abcd，線圈平面與磁場垂直，O1O2與O3O4都是線圈的對稱軸，應使線圈怎樣運動才能使其中產生感應電流？（ ） A．向左或向右平動 B．向上或向下平動 C．繞O1O2轉動 D．繞O3O4轉動 2．下列哪些做法能使線圈中產生感應電流？（ ） 圖2 A．磁鐵靠近或遠離線圈 B．線圈遠離或靠近通電導線 D．勻強磁場中，周長一定的閉合線圈由矩形變?yōu)閳A形 C．下邊電路中通有恒定電流。 3．我國已經制定了登月計劃。假如宇航員登月后想探測一下月球表面是否有磁場，他手邊有一個靈敏電流表和一個線圈，則下列推斷正確的是（ ） A．直接將靈敏電流表放在月球表面，看是否有電流來判斷是否有磁場 B．將靈敏電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，如無電流，則可判斷月球表面無磁場 C．將靈敏電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，如有電流，則月球表面可能有磁場 D．將靈敏電流表與線圈組成閉合回路，使線圈在某一平面內沿各方向運動，如無電流，則可判斷月球表面無磁場 圖3 4．在磁感應強度為B、方向如圖3所示的勻強磁場中，金屬桿PQ在寬為l的平行金屬導軌上以速度v向右勻速滑動，PQ中產生的感應電動勢為E1；若磁感應強度增為2B，其它條件不變，所產生的感應電動勢大小變?yōu)镋2，則E1與E2之比及通過電阻R的感應電流方向為（ ） A．2∶1，b→a B．1∶2，b→a C．2∶1，a→b D．1∶2，a→b 5. 如圖4所示，繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動變阻器和電鍵組成閉合回路，在鐵芯的右端套有一個表面絕緣的銅環(huán)A，下列各種情況中銅環(huán)A中有感應電流的是（　 　 ） 圖4 A．線圈中通以恒定的電流 B．通電過程中，使變阻器的滑片P作勻速移動 C．通電過程中，使變阻器的滑片P作加速移動 D．將電鍵突然斷開的瞬間 圖5 6．如圖5所示，abcd為一勻強磁場區(qū)域，現在給豎直放置的環(huán)以某種約束，以保持它不轉動地勻速下落，在下落過程中，它的左半部通過磁場，圓環(huán)用均勻電阻絲做成，F、O、E為環(huán)的上、中、下三點，下列說法中正確的是（ ） A. 當E和d重合時，環(huán)中電流最大 B. 當O和d重合時，環(huán)中電流最大 C. 當F和d重合時，環(huán)中電流最大 D. 以上說法都不對 圖6 7．如圖6所示，A、B兩閉合圓形線圈用同樣導線且均繞成10匝，半徑RA＝2RB，內有以B線圈作為理想邊界的勻強磁場，若磁場均勻減小，則A、B環(huán)中感應電動勢EA∶EB與產生的感應電流IA∶IB分別是（ ） A．EA∶EB＝1∶1；IA∶IB＝1∶2 B．EA∶EB＝1∶2；IA∶IB＝1∶2 C．EA∶EB＝1∶4；IA∶IB＝2∶1 D．EA∶EB＝1∶2；IA∶IB＝1∶4 圖7 8. 如圖7所示，一寬40 cm的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里。一邊長為20 cm的正方形導線框位于紙面內，以垂直于磁場邊界的恒定速度v＝20 cm/s通過磁場區(qū)域，在運動過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行，取它剛進入磁場的時刻為t＝0，下面所示圖線中，正確反映感應電流隨時間變化規(guī)律的是（ ） 圖8 9．如圖8所示，在一個左右延伸很遠的上、下有界的勻強磁場上方有一閉合線圈，當閉合線圈從上方下落穿過磁場的過程中（ ） A．進入磁場時加速度可能小于g，離開磁場時加速度可能大于g，也可能小于g B．進入磁場時加速度大于g，離開時小于g C．進入磁場和離開磁場，加速度都大于g D．進入磁場和離開磁場，加速度都小于g 圖9 a b 10．一個環(huán)形線圈放在磁場中，如圖9-a所示，以磁感線垂直于線圈平面向外的方向為正方向，若磁感強度B隨時間t的變化的關系如圖9-b，那么在第2秒內線圈中的感應電流的大小和方向是（ ） A. 大小恒定，順時針方向 B. 逐漸減小，順時針方向 C. 大小恒定，逆時針方向 D. 逐漸增加，逆時針方向 11．如圖10所示，A是長直密繞通電螺線管。小線圈B與電流表連接，并沿A的軸線Ox從O點自左向右勻速穿過螺線管A。能正確反映通過電流表中電流I隨x變化規(guī)律的是（ ） 圖10 圖11 12．如圖11所示，虛線框和實線框在同一水平面內。虛線框內有矩形勻強磁場區(qū)，矩形的長是寬的2倍。磁場方向垂直于紙面向里。實線框abcd是一個正方形導線框。若將導線框以相同的速率勻速拉離磁場區(qū)域，第一次沿ab方向拉出，第二次沿ad方向拉出，兩次外力做的功分別為W1、W2，則（ ） A．W1＝W2 B．W1＝2W2 C．W2＝2W1 D．W2＝4W1 圖12 13．現代汽車中有一種先進的制動系統——防抱死（ABS）系統，它有一個自動控制剎車系統的裝置，原理如圖12。鐵質齒輪P與車輪同步轉動。右端有一個繞有線圈的磁體，M是一個電流檢測器。當車輪帶動齒輪轉動時，線圈中會產生感應電流。這是由于齒靠近線圈時被磁化，使穿過線圈的磁通量增大，齒離開線圈時又使磁通量減小，從而能使線圈中產生感應電流。這個電流經電子裝置放大后能控制制動機構。齒輪P從圖示位置按順時針方向轉過α角的過程中，通過M的感應電流的方向是（ ） A．總是從左向右 B．總是從右向左 C．先從左向右，然后從右向左 D．先從右向左，然后從左向右 圖13 14．北半球地磁場的豎直分量向下。如圖13所示，在北京某中學實驗室的水平桌面上，放置邊長為L的正方形閉合導體線圈abcd，線圈的ab邊沿南北方向，ad邊沿東西方向。下列說法中正確的是（ ） A．若使線圈向東平動，則a點的電勢比b點的電勢低 B．若使線圈向北平動，則a點的電勢比b點的電勢低 C．若以ab為軸將線圈向上翻轉，則線圈中感應電流方向為a→b→c→d→a D．若以ab為軸將線圈向上翻轉，則線圈中感應電流方向為a→d→c→b→a 圖14-a 15．圖14-a是用電流傳感器（相當于電流表，其電阻可以忽略不計）研究自感現象的實驗電路，圖中兩個電阻的阻值均為R，L是一個自感系數足夠大的自感線圈，其直流電阻值也為R。圖14-b是某同學畫出的在t0時刻開關S切換前后，通過傳感器的電流隨時間變化的圖像。關于這些圖像，下列說法中正確的是（ ） 圖14-b A．甲圖是開關S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時間變化的情況 B．乙圖是開關S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時間變化的情況 C．丙圖是開關S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時間變化的情況 D．丁圖是開關S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時間變化的情況 圖15 二、填空題 16．閉合線圈abcd在磁場中向左運動，如圖15所示，則ab邊受到的磁場力方向_______。 17．由于地磁場的存在，飛機在一定高度水平飛行時，其機翼就會切割磁感線，機翼的兩端之間會有一定的電勢差。若飛機在我國東北上空水平飛行，則從飛行員的角度看，機翼左端的電勢比右端的電勢_______。 圖16 18．如圖16所示，矩形線圈abcd 的一半放在B＝0.1T的勻強磁場中，ab邊長10 cm，bc邊長20 cm，若線圈繞ab邊以角速度w＝100 p rad/s勻速旋轉，由圖示位置轉過90°的時刻，線圈中瞬時感應電動勢大小為 ，線圈轉過90°過程中平均感應電動勢大小為 。 圖17 19．如圖17所示，a、b燈是兩個完全相同的電燈，電路導通時，調節(jié)R，使a、b都正常發(fā)光。先斷開開關，再閉合電鍵瞬間看到兩燈沒有同時發(fā)光，請判斷_______燈比______燈先發(fā)光，原因是： ___________________________________。 20．現將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關如下圖18連接。在開關閉合、線圈A放在線圈B中的情況下，某同學發(fā)現當他將滑動變阻器的滑動端P向左加速滑動時，電流計指針向右偏轉。 圖18 若將線圈A中鐵芯向上拔出，則能引起電流計的指針向____偏轉；若斷開開關，能引起電流計指針_______偏轉; 若滑動變阻器的滑動端P勻速向右滑動，能使電流計指針______偏轉。 三、解答題 21．如圖19所示，處于光滑水平面上的矩形線圈邊長分別為L1和L2，電阻為R，處于磁感應強度為B的勻強磁場邊緣，線圈與磁感線垂直。將線圈以向右的速度v勻速拉出磁場的過程。求： （1）拉力大小F； （2）拉力的功率P； （3）拉力做的功W； 圖19 （4）線圈中產生的電熱Q； （5）通過線圈某一截面的電荷量q。 22．圖20中MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導軌，間距l(xiāng)為0.40 m，電阻不計。導軌所在平面與磁感應強度B為0.50 T的勻強磁場垂直。質量m為6.0×10-3 kg、電阻為1.0 Ω的金屬桿ab始終垂直于導軌，并與其保持光滑接觸。導軌兩端分別接有滑動變阻器和阻值為3.0 Ω的電阻R1。當桿ab達到穩(wěn)定狀態(tài)時以速率v勻速下滑，整個電路消耗的電功率P為0.27 W，重力加速度取10 m/s2，圖20 試求速率v和滑動變阻器接入電路部分的阻值R2。 23．一個半徑r＝0.10 m的閉合導體圓環(huán)，圓環(huán)單位長度的電阻R0＝1.0×10-2 W/m。如圖21-a所示，圓環(huán)所在區(qū)域存在著勻強磁場，磁場方向垂直圓環(huán)所在平面向外，磁感應強度大小隨時間變化情況如圖21-b所示。 （1）分別求在0～0.3 s和0.3 s～0.5s 時間內圓環(huán)中感應電動勢的大小； （2）分別求在0～0.3 s和0.3 s～0.5s 時間內圓環(huán)中感應電流的大小，并在圖21-c中畫出圓環(huán)中感應電流隨時間變化的i-t圖象（以線圈中逆時針電流為正，至少畫出兩個周期）； 圖21 24．單位時間內流過管道橫截面的液體體積叫做液體的體積流量（以下簡稱流量）。有一種利用電磁原理測量非磁性導電液體（如自來水、啤酒等）流量的裝置，稱為電磁流量計。它主要由將流量轉換為電壓信號的傳感器和顯示儀表兩部分組成。傳感器的結構如圖22所示，圓筒形測量管內壁絕緣，其上裝有一對電極a和c，a、c間的距離等于測量管內徑D，測量管的軸線與a、c的連線方向以及通電線圈產生的磁場方向三者相互垂直。當導電液體流過測量管時，在電極a、c間出現感應電動勢E，并通過與電極連接的儀表顯示出液體的流量Q。設磁場均勻恒定，磁感應強度為B。 （1）已知D＝0.40 m，B＝2.5×10-3T，Q＝0.12 m3/s。試求E的大?。╬ 取3.0）； （2）顯示儀表相當于傳感器的負載電阻，其阻值記為R。a、c間導電液體的電阻r隨液體電阻率的變化而變化，從而會影響顯示儀表的示數。試以E、R、r為參量，給出電極a、c間輸出電壓U的表達式，并說明怎樣可以降低液體電阻率變化對顯示儀表示數的影響。 圖22 參考答案 一、選擇題 1．CD 2．A、B、D 解析：當周長一定的線圈由矩形變成圓形時，面積將變大，所以穿過閉合線圈的磁通量增大，能產生感應現象。 3．C 解析：靈敏電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，若有電流，說明回路中有磁通量的變化，線圈所在處一定有磁場；若無電流，只說明線圈回路中沒有磁通量的變化，但不一定沒有磁場，可能磁場方向與線圈平面平行。 4．D 5．BCD 解析：滑片P不論勻速運動還是變速運動，線圈中的電流都會變化，都會使鐵芯中的磁場變化。 6．B 解析：當O和d重合時，環(huán)切割磁感線的有效長度等于環(huán)的半徑，產生的電動勢最大。 7．A 解析：兩環(huán)的磁通量變化率總是相同的，根據法拉第電磁感應定律，兩線圈的電動勢相同。 8．C 解析：線圈進入磁場時，穿過線圈磁通量增加產生逆時針方向電流，線圈完全進入磁場后的運動過程，穿過線圈的磁通量不變，沒有感應電流，線圈穿出磁場過程，穿過線圈的磁通量減小，產生順時針方向電流。 9．A 解析：線圈進入磁場過程，穿過線圈的磁通量增加，產生的感應電流沿逆時針方向，下邊受到的安培力向上，如圖所示。根據牛頓第二定律，線圈的加速度mg－F＝ma，其中F＝Bil＝Bl，則a＝g－，由此式可知，當線圈進入磁場時的速度較小時，加速度向下，且小于g，當線圈進入磁場的速度合適時，加速度可以為0，當線圈進入磁場時的速度很大時，可能使得a＝－g，即安培力等于重力的2倍，這樣加速度向上，且等于g。出磁場時，同樣可以分析出，線圈的加速度大小可以等于、小于或大于g。 10．A 解析：根據圖像可知，在第2秒內磁場方向垂直紙面向外，穿過線圈的磁場增強，由楞次定律得出，線圈中的感應電流方向為順時針方向。根據電磁感應定律，E＝N＝NS，由于B隨時間均勻增加，因此恒定，E也恒定。 11．C 解析：小線圈B在進入通電螺線管和穿出螺線管過程中，穿過B的磁通量一個是增加的，一個是減小的，因此感應電流的方向相反，所以選項A、D是錯誤的。已知螺線管是長直密繞的，說明其內部一段距離內可以認為是勻強磁場，那么小線圈在螺線管內部通過時就不會有磁通量的變化，感應電流為零，所以B錯誤。 12．C 解析：沿ab方向拉出線框時，由于線框勻速運動，因此外力做功等于安培力做功的絕對值，設矩形磁場長為2l，寬為l。有安培力過程中線框運動距離為2l，拉力做功W1＝F2l＝。同樣方法可得出沿ad方向拉出過程，W2＝Fl＝。 13．D 解析：開始時，齒正對著線圈，由于齒被磁化，磁場最強，穿過線圈的磁通量最大，當齒輪轉過角時，磁場最弱，齒輪轉過a 角時，磁場又達最強，這樣穿過線圈的磁通量先減弱，再增強，根據楞次定律，線圈中的感應電流產生的磁場先向左，后向右。所以流過M的電流方向是先向左后向右。 14．AC 解析：北半球地球磁場是向北且斜向下的，可以分解為水平和豎直分量，沿東西方向的分量較小我們忽略不計，在實驗室范圍內，地磁場可看作是勻強磁場，下圖中畫出了地磁場的水平分量和豎直分量。 線圈向東平動時，ab、cd邊切割地磁場的豎直分量，產生電動勢，使得a點電勢低于b點電勢；若使線圈向北平動，bc、ad邊切割地磁場的豎直分量，產生電動勢，則c點的電勢比b點的電勢低，但是a、b電勢相等；若以ab為軸將線圈向上翻轉，穿過線圈的磁通量減小，根據楞次定律，線圈中產生的感應電流方向為a→b→c→d→a。 15．BC 解析：從電路圖看，自感線圈與電阻并聯，傳感器1測量干路電流，傳感器2測量電阻這一支路的電流。當開關閉合時，自感線圈具有阻礙電流增加的作用，從而產生自感電動勢，而電阻可以認為沒有這個作用，因此流過電阻的電流能夠瞬間達到穩(wěn)定電流，流過線圈的電流要延遲一段時間達到穩(wěn)定電流，所以傳感器1測出的電流應該是圖乙所示。當開關斷開時，自感線圈又阻礙電流的減小，電流要延遲一段時間，電流要通過電阻這一支路構成回路，因此電阻通過的自感電流從右向左，與原來方向相反，電流在t0時刻最大，大小等于線圈中的穩(wěn)定電流，然后逐漸減小到0。電流隨時間變化的圖象就是丙圖形狀。 二、填空題 16．向上 解析：根據右手定則判斷出感應電流方向為順時針方向，再根據左手定則判斷ab邊受到的安培力方向。 17．高 　 解析：在我國東北地區(qū)，地磁場的磁感線方向是向北偏下的，豎直分量向下，飛機在水平面內不論向哪個方向飛行，都會切割磁感線的豎直分量，從而產生感應電動勢，根據右手定則可以得出機翼左端的電勢比右端電勢高。 18．0.628 V；0.2 V 解析：由圖示位置轉過90°的時刻，cd邊線速度的大小v＝wlad，方向垂直于磁感線方向，產生的瞬時感應電動勢大小e＝Blcdv＝0.1×0.1×100p×0.2＝0.628（V）； 線圈轉過90°過程中磁通量的變化量ΔF＝B，所用時間Δt＝，產生的平均感應 電動勢大?。剑剑剑?.2 V 19．b，a。閉合開關瞬間，線圈電流瞬間增加，產生自感電動勢，阻礙電流增加，因此a燈這一支路的電流就會延遲一段時間達到穩(wěn)定值，而b燈與電阻相連，理想情況下不會產生自感電動勢，電流瞬間就會達到穩(wěn)定值，所以b燈會比a燈先亮。 20．右偏；右偏；左偏 解析：滑動變阻器的滑動端P向左加速滑動時，線圈A中的電流減小，其激發(fā)的磁場減小，使得穿過線圈B的磁通量減小，這時電流計指針向右偏轉，概括為“F 減，右偏”。若將線圈A中鐵芯向上拔出，同樣有F 減，且磁場方向沒有變化，因此仍有右偏；斷開開關，同樣是F 減，右偏；若滑動變阻器的滑動端P勻速向右滑動，線圈A所在回路中的電流會增加，B線圈磁通量F 增加，因此指針左偏。 三、解答題 21．（1）E＝BL2v，I＝，F＝BIL2，∴F＝ （2）拉力的功率P＝Fv＝ （3）拉力做功W＝FL1＝ （4）根據功能關系Q＝W （5）通過導體橫截面的電量q＝I·t＝t＝ 解析：線圈被勻速拉出過程中，拉力與線圈受到的安培力等值反向。從功能關系分析，拉力和安培力做功之和為零，所以拉力做功等于線圈克服安培力做功，通過拉力做功將外界能量轉化為電能，電能再通過電流做功轉化為內能。 22．解析：整個電路消耗的電能來源于重力勢能的減少，導體棒勻速下落，通過重力克服安培力做功，將重力勢能轉化為電能。電路的結構是導體棒為電源，導體棒的電阻為電源內阻，電阻R1與R2并聯接在電源兩端，等效電路如圖所示。 根據P＝mgv得 v＝＝m/s＝4.5 m/s 導體棒產生的電動勢E＝Blv 導體棒中的電流I＝ 導體棒勻速運動有 mg＝BIl 將I代入上式得＝mg 將已知B＝0.50T，l＝0.40 m，m＝6.0×10-3 kg，r＝1.0 Ω，R1＝3.0Ω，v＝4.5 m/s代入 式得R2＝6.0 Ω。 23．解析：（1）在0～0.3 s時間內感應電動勢E1＝πr2＝6.28×10-3 V 在0.3 s～0.5 s時間內感應電動勢E2＝πr2＝9.42×10-3 V （2）在0～0.3 s時間內 I1＝＝1.0 A 在0.3 s～0.5 s時間內 I2＝＝1.5 A i－t圖象如圖所示。 24．解析：（1）電極a、c間的感應電動勢E是由a、c間長度為直徑D的導體垂直切割磁感線產生的，根據流量的定義有Q＝v·S＝·v，故得流體的運動速度為v＝，再由導線垂直切割的感應電動勢計算公式E＝Blv得E＝BDv＝＝1.0×10-3 V。 （2）U＝IR＝，增大R使R＞＞ r，則U≈E，可以降低液體電阻率變化對流量示數的影響。 - 23 - .