高中物理電磁感應教案

電磁感應規(guī)律的應用。

作為杰出的教學工作者，能夠保證教課的順利開展，作為高中教師就要好好準備好一份教案課件。教案可以讓學生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容，幫助高中教師能夠更輕松的上課教學。關于好的高中教案要怎么樣去寫呢？下面是小編為大家整理的“電磁感應規(guī)律的應用”，僅供參考，希望能為您提供參考！

選修3-2第四章第5節(jié)《電磁感應規(guī)律的應用》
一、教材分析
由感生電場產(chǎn)生的感應電動勢—感生電動勢，由導體運動而產(chǎn)生的感應電動勢—動生電動勢。這是按照引起磁通量變化的原因不同來區(qū)分的。感生電動勢與動生電動勢的提出，涉及到電磁感應的本質(zhì)問題，但教材對此要求不高。教學中要讓學生認識到變化的磁場可以產(chǎn)生電場，即使沒有電路，感生電場依然存在，這是對電磁感應現(xiàn)象認識上的飛躍。

二、教學目標
1．知識目標：
（1）．知道感生電場。
（2）．知道感生電動勢和動生電動勢及其區(qū)別與聯(lián)系。
2．能力目標：
理解感生電動勢與動生電動勢的概念
3．情感、態(tài)度和價值觀目標：
（1）。通過同學們之間的討論、研究增強對兩種電動勢的認知深度，同時提高學習物理的興趣。
（2）。通過對相應物理學史的了解，培養(yǎng)熱愛科學、尊重知識的良好品德。

三、教學重點難點
重點：感生電動勢與動生電動勢的概念。
難點：對感生電動勢與動生電動勢實質(zhì)的理解。

四、學情分析
學生學習了《楞次定律》、《法拉第電磁感應定律》內(nèi)容之后，本節(jié)重點是使學生理解感生電動勢和動生電動勢的概念，因此要想方設法引導學生通過課前預習和課堂上的探究性學習來達到這個目的。

五、教學方法
1．分組探究討論法，講練結合法
2．學案導學：見后面的學案。
3．新授課教學基本環(huán)節(jié)：預習檢查、總結疑惑→情境導入、展示目標→合作探究、精講點撥→反思總結、當堂檢測→發(fā)導學案、布置預習

六、課前準備
1．學生的學習準備：結合本節(jié)學案來預習本節(jié)課本內(nèi)容。
2．教師的教學準備：多媒體課件制作，課前預習學案，課內(nèi)探究學案，課后延伸拓展學案。
3．教學環(huán)境的設計和布置：以學習小組為單位課前預習討論兩個重要概念及其實質(zhì)。
七、課時安排：1課時
八、教學過程
(一)預習檢查、總結疑惑
檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。www.lvshijia.net

（二）情景導入、展示目標。
什么是電源？什么是電動勢？
電源是通過非靜電力做功把其他形式能轉化為電能的裝置。
如果電源移送電荷q時非靜電力所做的功為W，那么W與q的比值，叫做電源的電動勢。用E表示電動勢，則：
在電磁感應現(xiàn)象中，要產(chǎn)生電流，必須有感應電動勢。這種情況下，哪一種作用扮演了非靜電力的角色呢？下面我們就來學習相關的知識。
設計意圖：步步導入，吸引學生的注意力，明確學習目標。
（三）合作探究、精講點撥。
1、感應電場與感生電動勢
投影教材圖4.5-1，穿過閉會回路的磁場增強，在回路中產(chǎn)生感應電流。是什么力充當非靜電力使得自由電荷發(fā)生定向運動呢？英國物理學家麥克斯韋認為，磁場變化時在空間激發(fā)出一種電場，這種電場對自由電荷產(chǎn)生了力的作用，使自由電荷運動起來，形成了電流，或者說產(chǎn)生了電動勢。這種由于磁場的變化而激發(fā)的電場叫感生電場。感生電場對自由電荷的作用力充當了非靜電力。由感生電場產(chǎn)生的感應電動勢，叫做感生電動勢。
2、洛倫茲力與動生電動勢
（投影）思考與討論。
1．導體中自由電荷（正電荷）具有水平方向的速度，由左手定則可判斷受到沿棒向上的洛倫茲力作用，其合運動是斜向上的。
2．自由電荷不會一直運動下去。因為C、D兩端聚集電荷越來越多，在CD棒間產(chǎn)生的電場越來越強，當電場力等于洛倫茲力時，自由電荷不再定向運動。
3．C端電勢高。
4．導體棒中電流是由D指向C的。
一段導體切割磁感線運動時相當于一個電源，這時非靜電力與洛倫茲力有關。由于導體運動而產(chǎn)生的電動勢叫動生電動勢。
如圖所示，導體棒運動過程中產(chǎn)生感應電流，試分析電路中的能量轉化情況。
導體棒中的電流受到安培力作用，安培力的方向與運動方向相反，阻礙導體棒的運動，導體棒要克服安培力做功，將機械能轉化為電能。
（四）實例探究
感生電場與感生電動勢
【例1】如圖所示，一個閉合電路靜止于磁場中，由于磁場強弱的變化，而使電路中產(chǎn)生了感應電動勢，下列說法中正確的是（）
A．磁場變化時，會在在空間中激發(fā)一種電場
B．使電荷定向移動形成電流的力是磁場力
C．使電荷定向移動形成電流的力是電場力
D．以上說法都不對
洛侖茲力與動生電動勢
【例2】如圖所示，導體AB在做切割磁感線運動時，將產(chǎn)生一個電動勢，因而在電路中有電流通過，下列說法中正確的是（）
A．因?qū)w運動而產(chǎn)生的感應電動勢稱為動生電動勢
B．動生電動勢的產(chǎn)生與洛侖茲力有關
C．動生電動勢的產(chǎn)生與電場力有關
D．動生電動勢和感生電動勢產(chǎn)生的原因是一樣的
解析：如圖所示，當導體向右運動時，其內(nèi)部的自由電子因受向下的洛侖茲力作用向下運動，于是在棒的B端出現(xiàn)負電荷，而在棒的A端顯示出正電荷，所以A端電勢比B端高．棒AB就相當于一個電源，正極在A端。
綜合應用
【例3】如圖所示，兩根相距為L的豎直平行金屬導軌位于磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，導軌電阻不計，另外兩根與上述光滑導軌保持良好接觸的金屬桿ab、cd質(zhì)量均為m，電阻均為R，若要使cd靜止不動，則ab桿應向_________運動，速度大小為_______，作用于ab桿上的外力大小為____________
答案：1.AC2.AB3.向上2mg

（四）反思總結，當堂檢測。
教師組織學生反思總結本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進行當堂檢測。
設計意圖：引導學生構建知識網(wǎng)絡并對所學內(nèi)容進行簡單的反饋糾正。（課堂實錄）

（五）發(fā)導學案、布置預習。
結合學案進一步加深對相關概念的理解和記憶，練習學案習題，并完成本節(jié)的課后練習及課后延伸拓展作業(yè)。
設計意圖：布置下節(jié)課的預習作業(yè)，并對本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時批閱本節(jié)的延伸拓展訓練。

九、板書設計
一、感應電場與感生電動勢
磁場的變化而激發(fā)的電場叫感生電場。感生電場對自由電荷的作用力充當了非靜電力。由感生電場產(chǎn)生的感應電動勢，叫做感生電動勢。
二、洛倫茲力與動生電動勢
一段導體切割磁感線運動時相當于一個電源，這時非靜電力與洛倫茲力有關。由于導體運動而產(chǎn)生的電動勢叫動生電動勢。

十、教學反思

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電磁感應

一名優(yōu)秀的教師就要對每一課堂負責，高中教師要準備好教案，這是教師工作中的一部分。教案可以讓學生們有一個良好的課堂環(huán)境，使高中教師有一個簡單易懂的教學思路。關于好的高中教案要怎么樣去寫呢？下面的內(nèi)容是小編為大家整理的電磁感應，希望能為您提供更多的參考。

課題運動電荷在磁場中受到的力課型
1．演示實驗：觀察陰極射線在磁場中的偏轉
沒有磁場存在，電子束呈直線
有磁場存在，電子束偏轉，改變磁場方向，電子束偏轉方向改變
2．洛倫茲力
運動電荷在磁場中受到的力叫洛倫茲力。安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。從這個角度分析洛倫茲力的方向和大小。
方向：左手定則（注意：四指為正電荷運動的方向，如果是負電荷，四指指向其反方向）F⊥V且F⊥B
大?。河砂才嗔=BIL和電流的微觀表達式I=nqsv推導。
F＝qvB
⑴在一般情況下，當電荷運動的方向與磁場的方向有夾角θ時，電荷所受的洛倫茲力為F＝qvBsinθ
⑵由左手定則判斷，洛倫茲力的方向總與電荷速度方向垂直，因此洛倫茲力只改變速度方向不改變速度大小。對電荷不做功。
⑶要格外注意，洛倫茲力是一種與運動狀態(tài)（即速度）有關的力，這一點與其它力不同。電荷的速度變化了（大小或方向）洛倫茲力一定發(fā)生變化。

下列說法正確的是（D）
A、運動電荷在磁感應不為零的地方，一定受洛倫茲力的作用
B、運動電荷在某處不受洛倫茲力作用，則該處的磁感應強度一定為零
C、洛倫茲力既不能改變帶電粒子的動能，也不能改變帶電粒子的速度
D、洛倫茲力對帶電粒子不做功

如圖，沒有磁場時，顯像管內(nèi)電子束打在熒光屏正中的O點，加磁場后電子束打在熒光屏O點上方的P點，則所加磁場的方向可能是()
A．垂直于紙面向內(nèi)
B．垂直于紙面向外
C．平行于紙面向上
D．平行于紙面向下

電磁感應現(xiàn)象

經(jīng)驗告訴我們，成功是留給有準備的人。高中教師要準備好教案，這是高中教師需要精心準備的。教案可以讓上課時的教學氛圍非?；钴S，減輕高中教師們在教學時的教學壓力。您知道高中教案應該要怎么下筆嗎？以下是小編為大家收集的“電磁感應現(xiàn)象”歡迎您閱讀和收藏，并分享給身邊的朋友！

教學目標
知識目標
1、知道磁通量的定義，公式的適用條件，會用這一公式進行簡單的計算．
2、知道什么是電磁感應現(xiàn)象．
3、理解“不論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生”．
4、知道能量守恒定律依然適用于電磁感應現(xiàn)象．

能力目標
1、通過實驗的觀察和分析，培養(yǎng)學生運用所學知識，分析問題的能力．

情感目標
1、學生認識“從個性中發(fā)現(xiàn)共性，再從共性中理解個性，從現(xiàn)象認識本質(zhì)以及事物有普遍聯(lián)系的辨證唯物主義觀點．

教學建議

關于電磁感應現(xiàn)象的教學分析
1．電磁感應現(xiàn)象
利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應產(chǎn)生的電流叫做感應電流。
2．產(chǎn)生感應電流的條件
①當閉合電路的一部分導體在磁場里做切割磁感線的運動時，電路中產(chǎn)生了感應電流。
②當磁體相對靜止的閉合電路運動時，電路中產(chǎn)生了感應電流．
③當磁體和閉合電路都保持靜止，而使穿過閉合電路的磁通量發(fā)生改變時，電路中產(chǎn)生了感應電流．
其實上述①、②兩種情況均可歸結為穿過閉合電路的磁通量發(fā)生改變，所以，不論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生．
3．電磁感應現(xiàn)象中的能量守恒
電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電能不是憑空產(chǎn)生的，它們或者是其他形式的能轉化為電能，或者是電能在不同電路中的轉移，電磁感應現(xiàn)象遵循能量守恒定律．

教法建議
1、課本中得出結論后的思考與討論，是一個進一步啟發(fā)學生手腦并用、獨立思考，全面認識電磁感應現(xiàn)象的題目，教師可根據(jù)學生實際情況引導學生思考和討論．
2、本節(jié)課文的最后分析了兩種情況下電磁感應現(xiàn)象中的能量轉化，這不但能從能量的觀點讓學生對電磁感應有明確的認識，而且進一步強化了能量守恒定律的普遍意義．有條件的，可以由教師引導學生自行分析，以培養(yǎng)學生運用所學知識獨立分析問題的能力．

教學重點和教學難點
教學重點：感應電流的產(chǎn)生條件是本節(jié)的教學重點，而正確理解感應電流的產(chǎn)生條件是本節(jié)教學的難點．由于學生在初中時已經(jīng)接觸過相關的電磁感應現(xiàn)象，因此在講解電流的產(chǎn)生時可以讓學生通過實驗加深對現(xiàn)象的認識，如果條件允許可以讓學生自己動手實驗，并在教師引導下進行分組討論，教師可以通過問題的設計來引導實驗的進行，例如：對實驗數(shù)據(jù)表格的設計以及相關問題的探討，讓學生明白感應電流產(chǎn)生的條件．正確理解感應電流產(chǎn)生的條件．

電磁感應現(xiàn)象教學設計方案

教學目的：

1、知道磁通量的定義，知道磁通量的國際單位，知道公式的適用條件，會用公式計算．

2、啟發(fā)學生觀察實驗現(xiàn)象，從中分析歸納通過磁場產(chǎn)生電流的條件．

3、通過實驗的觀察和分析，培養(yǎng)學生運用所學知識，分析問題的能力．

教學重點：感應電流的產(chǎn)生條件

教學難點：正確理解感應電流的產(chǎn)生條件．

教學儀器：電池組，電鍵，導線，大磁針，矩形線圈，碲形磁鐵，條形磁鐵，原副線圈，演示用電流表等．

教學過程：

一、教學引入：

在磁可否生電這個問題上，英國物理學家法拉第堅信，電與磁決不孤立，有著密切的聯(lián)系．為此，他做了許多實驗，把導線放在各種磁場中想得到電流需要一定的條件，他以堅韌不拔的意志歷時10年，終于找到了這個條件，從而開辟了物理學又一嶄新天地．

電磁感應現(xiàn)象：

二、教學內(nèi)容

1、磁通量（）

復習：磁感應強度的概念

引入：教師：我們知道，磁場的強弱（即磁感應強度）可以用磁感線的疏密來表示．如果一個面積為的面垂直一個磁感應強度為的勻強磁場放置，則穿過這個面的磁感線的條數(shù)就是確定的．我們把與的乘積叫做穿過這個面的磁通量．

（1）定義：面積為，垂直勻強磁場放置，則與乘積,叫做穿過這個面的磁通量，用Φ表示．

（2）公式：

（3）單位：韋伯（Wb）1Wb=1T·m2

磁通量就是表示穿過這個面的磁感線條數(shù)．

注意強調(diào)：

①只要知道勻強磁場的磁感應強度和所討論面的面積，在面與磁場方向垂直的條件下（不垂直可將面積做垂直磁場方向上的投影．）磁通量是表示穿過討論面的磁感線條數(shù)的多少．在今后的應用中往往根據(jù)穿過面的凈磁感線條數(shù)的多少定性判斷穿過該面的磁通量的大?。绻霉絹碛嬎愦磐?，但是只適合于勻強磁場．

②磁通量是標量，但是有正負之分，磁感線穿過某一個平面，要注意是從哪一面穿入，哪一面穿出．

2、電磁感應現(xiàn)象：

內(nèi)容引入：奧斯特實驗架起了一座連通電和磁的橋梁，此后人們對電能生磁已深信不疑，但磁能否生電呢？

在磁可否生電這個問題上，英國物理學家法拉第堅信，電與磁決不孤立，有著密切的聯(lián)系．為此，他做了許多實驗，把導線放在各種磁場中想得到電流需要一定的條件，他以堅韌不拔的意志歷時10年，終于找到了這個條件，從而開辟了物理學又一嶄新天地．

3、實驗演示

實驗1：學生實驗——導體在磁場中切割磁力線的運動

觀察現(xiàn)象：AB做切割磁感線運動，可見電流表指針偏轉．

學生得到初步結論：當閉合回路中的部分導體做切割磁感線的運動時，電路中有了電流．

現(xiàn)象分析：如圖1導體不切割磁力線時，電路中沒有電流；而切割磁力線時閉合電路中有電流．回憶磁通量定義（師生討論）對閉合回路而言，所處磁場未變，僅因為AB的運動使回路在磁場中部分面積變了，使穿過回路的磁通變化，故回路中產(chǎn)生了電流．

設問：那么在其它情況下磁通變化是否也會產(chǎn)生感應電流呢？

實驗2：演示實驗——條形磁鐵插入線圈

觀察提問：

A、條形磁鐵插入或取出時，可見電流表的指針偏轉．

B、磁鐵與線圈相對靜止時，可見電流表指針不偏轉．

現(xiàn)象分析：（師生討論）對線圈回路，當線圈與磁鐵有沿軸線的相對運動時，所處磁場因磁鐵的遠離和靠近而變化，而未變，故穿過線圈的磁通變化，產(chǎn)生感應電流，而當磁鐵不動時，線圈處，不變，故無感應電流．

實驗3：演示實驗——關于原副線圈的實驗演示

實驗觀察：移動變阻器滑片（或通斷開關），電流表指針偏轉．當A中電流穩(wěn)定時，電流表指針不偏轉．

現(xiàn)象分析：對線圈，滑片移動或開關通斷，引起A中電流變，則磁場變，穿過B的磁通變，故B中產(chǎn)生感應電流．當A中電流穩(wěn)定時，磁場不變，磁通不變，則B中無感應電流．

教師總結：不同的實驗，其共同處在于：只要穿過閉合回路的磁通量的變化，不管引起磁通量變化的原因是什么，閉合電路中都有感應電流產(chǎn)生．

結論：

無論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路就有電流產(chǎn)生，這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應，產(chǎn)生的電流叫感應電流．

電磁感應現(xiàn)象中的能量轉化：

引導學生討論分析上述三個實驗中能量的轉化情況．

3、例題講解

4、教師總結：

能量守恒定律是一個普遍定律，同樣適合于電磁感應現(xiàn)象．電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電能不是憑空產(chǎn)生的，它們或者是其它形式的能轉化為電能，或者是電能在不同電路中的轉移．

5、布置作業(yè)

《電磁感應》教學設計

《電磁感應》教學設計

一、教學目標

1、知識與技能

⑴知道電磁感應現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件。

⑵知道感應電流的方向與哪些因素有關。

2、過程與方法

⑴經(jīng)歷實驗探研過程，體驗磁生電的過程

⑵通過探究磁生電的條件，進一步體會電和磁之間的聯(lián)系

3、情感態(tài)度和價值觀

⑴認識到自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的

⑵培養(yǎng)學生觀察實驗的能力和從實驗事實中歸納、概括物理概念與規(guī)律的能力

三、重點、難點

重點：電磁感應現(xiàn)象，感應電流的方向跟哪些因素有關，電磁感應中能量的轉化

難點：電磁感應現(xiàn)象

四、教學過程

㈠引入新課

前面我們學習過了電流的磁場，我們知道奧斯特實驗揭示了電和磁之間的聯(lián)系，說明電可以生磁。那么，我們可不可以反過來進行逆向思索：磁場能否產(chǎn)生電流呢？怎樣才能使磁生電呢？下面我們來共同設計實驗進行探究。

㈡新課教學

1．通過實驗探究電磁感應現(xiàn)象

向?qū)W生交待實驗設計思想，明確實驗目的，師生共同討論要達到此目的需要選擇哪些實驗器材？為什么？如何組裝成實驗電路？

2．教師展示以上實驗器材，注意讓學生連接電路，嘗試如何能產(chǎn)生電流長

教師啟發(fā)學生：電流能產(chǎn)生磁場，把導體放在磁場中會不會產(chǎn)生電流？磁場的強弱對實驗是否有影響？導體在磁場中是靜止的還是運動的，請學生將觀察結果填寫在上面表格里。

次序

實驗條件

電流表的偏轉情況

1

2

3

4

5

實驗完畢，提出問題讓學生思考：

上述實驗說明磁能生電嗎？（能）

在什么條件下才能產(chǎn)生這種現(xiàn)象？是否導體在磁場中運動就夠了？該怎樣運動呢？

師生共同討論分析上述問題，最后由學生歸納，概括得出結論，并由教師板書：

實驗表明：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象叫做電磁感應，產(chǎn)生的電流叫做感應電流。

講述：電磁感應現(xiàn)象是英國的物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)的。這一現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)進一步揭示了電和磁之間的聯(lián)系，導致了發(fā)電機的發(fā)明，開辟了電的時代。

4．探究感應電流的方向

提問：我們知道，電流是有方向的，那么感應電流的方向是怎樣的呢？它的方向與哪些因素有關？請同學們觀察下面的實驗。

演示實驗：保持上述實驗裝置不變，反復改變磁場方向或改變導體在磁場中的運動方向，請同學們仔細觀察電流表的偏轉方向。

師：在上述實驗中，當導體在磁場中左右運動時，你們發(fā)現(xiàn)電流表的指針方向偏轉有什么變化？這個現(xiàn)象說明了什么？

生：感應電流有方向

師：那感應電流方向跟哪些因素有關呢？

讓學生猜想感應電流方向可能跟什么有關：是跟導體運動方向有關還是跟磁場方向有關？

學生進行實驗進行探究，讓學生討論、思考、歸納、概括。

教師板書：導體中感應電流的方向，跟導體運動方向和磁感線方向有關。

5．探究電磁感應現(xiàn)象中能的轉化

師：在電磁感應現(xiàn)象中，當導體做切割磁感線運動時是什么力做功？它消耗了什么能？（機械能）得到了什么能？（電能）

在電磁感應現(xiàn)象中實現(xiàn)了什么能與什么能之間的轉化？（機械能與電能的轉化）

五、小結：學生總結

20xx高考物理考點解析：電磁感應規(guī)律的綜合應用

20xx高三物理考點解析：電磁感應規(guī)律的綜合應用

考點37電磁感應規(guī)律的綜合應用
考點名片
考點細研究：(1)電磁感應的圖象；(2)電磁感應與電路；(3)電磁感應與動力學和能量等。其中考查到的如：20xx年四川高考第7題、20xx年上海高考第33題、20xx年天津高考第12題、20xx年浙江高考第24題、20xx年福建高考第18題、20xx年安徽高考第19題、20xx年天津高考第11題、20xx年四川高考第11題、20xx年廣東高考第35題、20xx年天津高考第11題、20xx年江蘇高考第13題、20xx年北京高考第29題、20xx年福建高考第22題等。
備考正能量：電磁感應的計算題必定與電路、動力學、能量相結合，以單棒、雙棒、線圈的電磁感應過程為模型，考查分析推理與計算能力，預計今后高考試題將會重點考查基本知識點。

一、基礎與經(jīng)典

1．一矩形線圈位于一個方向垂直線圈平面向里的磁場中，如圖甲所示，磁感應強度B隨t的變化規(guī)律如圖乙所示。以I表示線圈中的感應電流，以圖甲線圈上箭頭所示方向的電流為正，則以下的it圖中正確的是()

答案A
解析在0～1s內(nèi)，據(jù)E＝S可知感應電動勢恒定，感應電流恒定，由楞次定律可得電流為逆時針方向，在圖象中方向為負；1～2s內(nèi)，B不變，i＝0；2～3s內(nèi)，同理，由E＝S知i恒定，方向為正。綜合分析可知A正確。
2．如圖，MN、PQ是間距為L的平行光滑金屬導軌，置于磁感應強度為B，方向垂直導軌所在平面向里的勻強磁場中，M、P間接有一阻值為R的電阻。一根與導軌接觸良好、有效阻值為的金屬棒ab垂直導軌放置，并在水平外力F作用下以速度v向右勻速運動，不計導軌電阻，則()

A．通過電阻R的電流方向為P→R→M
B．a(chǎn)b兩點間的電壓為BLv
C．a(chǎn)端電勢比b端高
D．外力F做的功等于電阻R產(chǎn)生的焦耳熱
答案C
解析由右手定則或楞次定律可判斷出通過回路的電流方向為逆時針，即M→R→P，選項A錯誤。ab中產(chǎn)生的感應電動勢為E＝BLv，感應電流I＝E/(1.5R)，ab兩點間的電壓為U＝IR＝BLv，選項B錯誤。導體棒為電源，a端電勢比b端高，選項C正確。由能量守恒定律，外力F做的功等于整個回路(即電阻R和金屬棒電阻)產(chǎn)生的焦耳熱，選項D錯誤。
3．磁卡的磁條中有用于存儲信息的磁極方向不同的磁化區(qū)，刷卡器中有檢測線圈。當以速度v0刷卡時，在線圈中產(chǎn)生感應電動勢，其Et關系如圖所示。如果只將刷卡速度改為，線圈中的Et關系圖可能是()

答案D
解析若將刷卡速度改為，線圈切割磁感線運動時產(chǎn)生的感應電動勢大小將會減半，周期將會加倍，故D項正確，其他選項錯誤。

4．如圖，足夠長的U形光滑金屬導軌平面與水平面成θ角(0θ90°)，其中MN與PQ平行且間距為l，導軌平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直，導軌電阻不計。金屬棒ab由靜止開始沿導軌下滑，并與兩導軌始終保持垂直且良好接觸，ab棒接入電路的電阻為R，當流過ab棒某一橫截面的電荷量為q時，棒的速度大小為v，則金屬棒ab在這一過程中()

A．運動的平均速度大小為v
B．下滑的位移大小為
C．產(chǎn)生的焦耳熱為qBlv
D．受到的最大安培力大小為sinθ
答案B
解析金屬棒開始做加速度減小的變加速直線運動，A項錯誤；由q＝Δt及＝＝＝得位移x＝，B項正確；此過程中由能量守恒知產(chǎn)生的熱量Q＝mgsinθ·x－mv2得Q＝sinθ－mv2，選項C錯誤；當速度為v時，所受安培力為，選項D錯誤。
5．如圖甲所示，一個匝數(shù)n＝100的圓形導體線圈，面積S1＝0.4m2，電阻r＝1Ω。在線圈中存在面積S2＝0.3m2的垂直線圈平面向外的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度B隨時間t變化的關系如圖乙所示。有一個R＝2Ω的電阻，將其兩端a、b分別與圖甲中的圓形線圈相連接，b端接地，則下列說法正確的是()

A．圓形線圈中產(chǎn)生的感應電動勢E＝6V
B．在0～4s時間內(nèi)通過電阻R的電荷量q＝8C
C．設b端電勢為零，則a端的電勢φa＝3V
D．在0～4s時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q＝18J
答案D
解析由法拉第電磁感應定律可得E＝n，由圖乙結合數(shù)學知識可得k＝＝T/s＝0.15T/s，將其代入可求E＝4.5V，A錯誤。設平均電流強度為，由q＝Δt＝Δt＝nΔt＝n，在0～4s穿過圓形導體線圈的磁通量的變化量為ΔΦ＝0.6×0.3Wb－0＝0.18Wb，代入可解得q＝6C，B錯誤。0～4s內(nèi)磁感應強度增大，圓形線圈內(nèi)磁通量增加，由楞次定律可得b點電勢高，a點電勢低為負，故C錯誤。由于磁感應強度均勻變化產(chǎn)生的電動勢與電流均恒定，可得I＝＝1.5A，由焦耳定律可得Q＝I2Rt＝18J，D正確。
6.(多選)兩根相距為L且足夠長的金屬直角導軌如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面。質(zhì)量均為m的金屬細桿ab、cd與導軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)均為μ，導軌電阻不計，回路總電阻為2R。整個裝置處于磁感應強度大小為B，方向水平向右的勻強磁場中。當ab桿在平行于水平導軌的拉力F作用下以速度v沿導軌勻速運動時，cd桿也正好以某一速度向下勻速運動。重力加速度為g。以下說法正確的是()

A．a(chǎn)b桿所受拉力F的大小為μmg＋
B．cd桿所受摩擦力為零
C．cd桿向下勻速運動的速度為
D．a(chǎn)b桿所受摩擦力為2μmg
答案BCD

解析ab桿的速度方向與磁感應強度的方向平行，只有cd桿運動切割磁感線。設cd桿向下運動的速度為v1，根據(jù)閉合電路的歐姆定律及法拉第電磁感應定律有I＝，E＝BLv1，cd桿只受到豎直向下的重力mg和豎直向上的安培力作用，因為cd桿與導軌間沒有正壓力，所以摩擦力為零。由平衡條件得mg＝BIL＝，解得cd桿向下勻速運動的速度為。ab桿的受力如圖所示，根據(jù)平衡條件可得FN＝F安＋mg＝BIL＋mg＝2mg，F(xiàn)＝f＝μFN＝2μmg。綜上所述，選項B、C、D正確。
7．(多選)如圖所示，邊長為L、電阻不計的n匝正方形金屬線框位于豎直平面內(nèi)，連接的小燈泡的額定功率、額定電壓分別為P、U，線框及小燈泡的總質(zhì)量為m，在線框的下方有一勻強磁場區(qū)域，區(qū)域?qū)挾葹閘，磁感應強度方向與線框平面垂直，其上、下邊界與線框底邊均水平。線框從圖示位置開始靜止下落，穿越磁場的過程中，小燈泡始終正常發(fā)光。則()

A．有界磁場寬度l，則加速度與速度成線性關系，且隨著速度增大，加速度越來越大，即金屬棒運動的vt圖象的切線斜率越來越大，由于FA＝，F(xiàn)At圖象的切線斜率也越來越大，感應電流、電阻兩端的電壓及感應電流的功率也會隨時間變化得越來越快，B項正確；如果k＝，則金屬棒做勻加速直線運動，電動勢隨時間均勻增大，感應電流、電阻兩端的電壓、安培力均隨時間均勻增大，感應電流的功率與時間的二次方成正比，沒有選項符合；如果k，則金屬棒做加速度越來越小的加速運動，感應電流、電阻兩端的電壓、安培力均增加得越來越慢，最后恒定，感應電流的功率最后也恒定，C項正確。
9．20xx·福建高考]如圖所示，由某種粗細均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd，固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強磁場B中。一接入電路電阻為R的導體棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動，滑動過程PQ始終與ab垂直，且與線框接觸良好，不計摩擦。在PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中()

A．PQ中電流先增大后減小
B．PQ兩端電壓先減小后增大
C．PQ上拉力的功率先減小后增大
D．線框消耗的電功率先減小后增大
答案C

解析導體棒產(chǎn)生的電動勢為E＝BLv，其等效電路如圖所示，總電阻為R總＝R＋＝R＋，在PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中，總電阻先增大后減小，總電流先減小后增大，所以A項錯誤；PQ兩端電壓為路端電壓U＝E－IR，即先增大后減小，所以B項錯誤；拉力的功率等于克服安培力做功的功率，有P安＝IE，先減小后增大，所以C項正確；根據(jù)功率曲線可知當外電阻＝R時輸出功率最大，而外電阻先由小于R開始增加到R，再減小到小于R的某值，所以線框消耗的功率先增大后減小，所以D項錯誤。
10．20xx·安徽高考]英國物理學家麥克斯韋認為，磁場變化時會在空間激發(fā)感生電場。如圖所示，一個半徑為r的絕緣細圓環(huán)水平放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強磁場B，環(huán)上套一帶電荷量為＋q的小球。已知磁感應強度B隨時間均勻增加，其變化率為k，若小球在環(huán)上運動一周，則感生電場對小球的作用力所做功的大小是()

A．0B.r2qkC．2πr2qkD．πr2qk
答案D
解析變化的磁場使回路中產(chǎn)生的感生電動勢E＝＝·S＝kπr2，則感生電場對小球的作用力所做的功W＝qU＝qE＝qkπr2，選項D正確。
11.20xx·銀川質(zhì)檢](多選)如圖，光滑斜面的傾角為θ，斜面上放置一矩形導體線框abcd，ab邊的邊長為l1，bc邊的邊長為l2，線框的質(zhì)量為m，電阻為R。線框通過細棉線繞過光滑的滑輪與重物相連，重物質(zhì)量為M，斜面上ef線(ef平行于底邊)的右方有垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應強度為B，如果線框從靜止開始運動，進入磁場的最初一段時間是做勻速運動的，且線框ab邊始終平行于底邊，則下列說法正確的是()

A．線框進入磁場前運動的加速度為
B．線框進入磁場時勻速運動的速度為
C．線框做勻速運動的總時間為
D．該勻速運動過程中產(chǎn)生的焦耳熱為(Mg－mgsinθ)l2
答案CD
解析線框進入磁場前，由整體法結合牛頓第二定律可知Mg－mgsinθ＝(M＋m)a，得a＝，選項A錯誤；根據(jù)題意，在線框勻速進入磁場的過程中，根據(jù)平衡狀態(tài)知Mg＝mgsinθ＋FA＝mgsinθ＋，得v1＝，選項B錯誤；線框勻速進入磁場的時間t＝＝，選項C正確；勻速進入磁場過程中，線框動能不變，產(chǎn)生焦耳熱Q，由能量守恒定律知Q＝(Mg－mgsinθ)l2，選項D正確。
12．20xx·云南統(tǒng)一檢測](多選)如圖所示，邊長為L、不可形變的正方形導線框內(nèi)有半徑為r的圓形磁場區(qū)域，其磁感應強度B隨時間t的變化關系為B＝kt(常量k0)?；芈分谢瑒幼冏杵鱎的最大阻值為R0，滑動片P位于滑動變阻器中央，定值電阻R1＝R0、R2＝。閉合開關S，電壓表的示數(shù)為U，不考慮虛線MN右側導體的感應電動勢，則()

A．R2兩端的電壓為
B．電容器的a極板帶正電
C．滑動變阻器R的熱功率為電阻R2的5倍
D．正方形導線框中的感應電動勢為kL2
答案AC
解析由法拉第電磁感應定律E＝n＝nS有E＝kπr2，D錯誤；因k0，由楞次定律知線框內(nèi)感應電流沿逆時針方向，故電容器b極板帶正電，B錯誤；由題圖知外電路結構為R2與R的右半部并聯(lián)，再與R的左半部、R1相串聯(lián)，故R2兩端電壓U2＝U＝，A正確；設R2消耗的功率為P＝IU2，則R消耗的功率P′＝P左＋P右＝2I×2U2＋IU2＝5P，故C正確。
13．20xx·湖北黃岡質(zhì)檢]如圖，虛線P、Q、R間存在著磁感應強度大小相等，方向相反的勻強磁場，磁場方向均垂直于紙面，磁場寬度均為L。一等腰直角三角形導線框abc，ab邊與bc邊長度均為L，bc邊與虛線邊界垂直?，F(xiàn)讓線框沿bc方向勻速穿過磁場區(qū)域，從c點經(jīng)過虛線P開始計時，以逆時針方向為導線框中感應電流i的正方向，則下列四個圖象中能正確表示it圖象的是()

答案A
解析由右手定則可知導線框從左側進入磁場時，電流方向為逆時針方向，即沿正方向，且切割的有效長度逐漸增大，所以電流逐漸增大，導線框剛好完全進入P、Q之間的瞬間，電流由正向最大值變?yōu)榱悖缓箅娏鞣较蜃優(yōu)轫槙r針且逐漸增加，當導線框剛好完全進入Q、R之間的瞬間，電流由負向最大值變?yōu)榱?。然后在出磁場過程中電流方向又變?yōu)槟鏁r針且逐漸增大。故A正確。
14．20xx·山東濰坊段考]如圖所示，兩根間距為l的光滑平行金屬導軌與水平面夾角為α，圖中虛線下方區(qū)域內(nèi)存在磁感應強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直于斜面向上。兩金屬桿質(zhì)量均為m，電阻均為R，垂直于導軌放置。開始時金屬桿ab處在距磁場上邊界一定距離處，金屬桿cd處在導軌的最下端，被與導軌垂直的兩根小柱擋住?，F(xiàn)將金屬桿ab由靜止釋放，金屬桿ab剛進入磁場便開始做勻速直線運動。已知重力加速度為g，則()

A．金屬桿ab進入磁場時感應電流的方向為由a到b
B．金屬桿ab進入磁場時速度大小為
C．金屬桿ab進入磁場后產(chǎn)生的感應電動勢為
D．金屬桿ab進入磁場后，金屬桿cd對兩根小柱的壓力大小為零
答案B
解析由右手定則可知，金屬桿ab進入磁場時產(chǎn)生的感應電流的方向為由b到a，故A錯誤；因金屬桿ab剛進入磁場便開始做勻速直線運動，則有mgsinα＝FA＝BIl＝B××l＝，解得v＝，故B正確；金屬桿ab進入磁場后產(chǎn)生的感應電動勢E＝Blv，解得E＝，故C錯誤；由左手定則可知，金屬桿cd受到的安培力與斜面平行且向下，則金屬桿cd對兩根小柱的壓力不為零，故D錯誤。
15．20xx·蘇州模擬]如圖所示，水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，兩個閉合線圈、分別用同種導線繞制而成，其中為邊長為L的正方形，是長2L、寬為L的矩形，將兩個線圈同時從圖示位置由靜止釋放。線圈下邊進入磁場時，立即做了一段時間的勻速運動，已知兩線圈在整個下落過程中，下邊始終平行于磁場上邊界，不計空氣阻力，則()

A．下邊進入磁場時，也立即做勻速運動
B．從下邊進入磁場開始的一段時間內(nèi)，線圈做加速度不斷減小的加速運動
C．從下邊進入磁場開始的一段時間內(nèi)，線圈做加速度不斷減小的減速運動
D．線圈先到達地面
答案C
解析線圈的電阻是的倍，線圈進入磁場時產(chǎn)生的感應電動勢是的2倍。即R＝R，E＝2E。由I＝得，I＝I；由F安＝BIL，F(xiàn)＝BI·2L，F(xiàn)＝BI·L，則F＝F，但G＝G。由于進入磁場做勻速運動，即F＝G，則FGⅡ，所以進入磁場立即做加速度不斷減小的減速運動，A、B錯誤，C正確；因線圈、進入磁場時速度相同，但此后勻速，減速，故后到達地面，D錯誤。
16．20xx·四川聯(lián)考](多選)如圖所示，固定的豎直光滑U形金屬導軌，間距為L，上端接有阻值為R的電阻，處在方向水平且垂直于導軌平面、磁感應強度為B的勻強磁場中，質(zhì)量為m、電阻為r的導體棒與勁度系數(shù)為k的固定輕彈簧相連放在導軌上，導軌的電阻忽略不計。初始時刻，彈簧處于伸長狀態(tài)，其伸長量為x1＝，此時導體棒具有豎直向上的初速度v0。在沿導軌往復運動的過程中，導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸。則下列說法正確的是()

A．初始時刻導體棒受到的安培力大小F＝
B．初始時刻導體棒加速度的大小a＝2g＋
C．導體棒往復運動，最終將靜止時彈簧處于壓縮狀態(tài)
D．導體棒開始運動直到最終靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q＝mv＋
答案BC
解析由法拉第電磁感應定律得：E＝Blv0，由閉合電路的歐姆定律得：I＝，由安培力公式得：F＝，故A錯誤；初始時刻，F(xiàn)＋mg＋kx1＝ma，得a＝2g＋，故B正確；因為導體棒靜止時沒有安培力，只有重力和彈簧的彈力，故彈簧處于壓縮狀態(tài)，而且mg＝kx2，所以壓縮量為x2＝＝x1，故C正確；因x2＝x1，分析可得彈性勢能不變，根據(jù)能量守恒，減小的動能和重力勢能全都轉化為焦耳熱Q總＝mv2＋mg(x1＋x2)＝mv2＋，但R上的焦耳熱只是一部分，故D錯誤。
17．20xx·唐山統(tǒng)考](多選)如圖所示，在傾角為θ的光滑斜面上，存在著兩個磁感應強度大小均為B的勻強磁場區(qū)域。區(qū)域的磁場方向垂直斜面向上，區(qū)域的磁場方向垂直斜面向下，磁場邊界MN、PQ、GH均平行于斜面底邊，MP、PG均為L。一個質(zhì)量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導線框，由靜止開始沿斜面下滑，下滑過程中ab邊始終與斜面底邊平行。t1時刻ab邊剛越過GH進入磁場區(qū)域，此時導線框恰好以速度v1做勻速直線運動；t2時刻ab邊下滑到PQ與MN的中間位置，此時導線框又恰好以速度v2做勻速直線運動。重力加速度為g，下列說法中正確的是()

A．當ab邊剛越過PQ時，導線框的加速度大小為a＝gsinθ
B．導線框兩次做勻速直線運動的速度之比v1v2＝41
C．從t1到t2的過程中，導線框克服安培力做的功等于機械能的減少量
D．從t1到t2的過程中，有機械能轉化為電能
答案BC
解析線框在區(qū)域內(nèi)做勻速直線運動，其合力為零，則mgsinθ－＝0；線框的ab邊剛越過PQ時，兩邊都在切割磁感線，都受到沿斜面向上的安培力，則mgsinθ－4＝ma，a＝－3gsinθ，選項A錯誤；線框再次勻速時，其合力也為零，則mgsinθ－4＝0，則＝，選項B正確；從t1到t2的過程中，安培力做負功，重力做正功，根據(jù)能量守恒定律，可得WG－WF＝mv－mv，則克服安培力所做的功等于線框機械能的減少量，減少的動能和重力勢能轉化為電能，選項C正確，選項D錯誤。

一、基礎與經(jīng)典
18.勻強磁場磁感應強度B＝0.2T，磁場寬度L＝3m，一正方形金屬框邊長ab＝l＝1m，每邊電阻R＝0.2Ω，金屬框以v＝10m/s的速度勻速穿過磁場區(qū)，其平面始終保持與磁感線方向垂直，如圖所示。

(1)畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中，金屬框內(nèi)感應電流I隨時間t的變化圖線；(規(guī)定電流方向逆時針為正)
(2)畫出ab兩端電壓Ut的變化圖線。(要求寫出作圖的依據(jù))
答案見解析
解析本題考查電磁感應過程中的電路問題。
(1)金屬框進入磁場區(qū)域時E1＝Blv＝2V，I1＝＝2.5A，方向沿逆時針，感應電流持續(xù)的時間t1＝＝0.1s。
金屬框完全進入磁場中運動時：E2＝0，I2＝0，無電流持續(xù)的時間t2＝＝0.2s。
金屬框穿出磁場區(qū)時：E3＝Blv＝2V，I3＝＝2.5A，方向沿順時針，感應電流持續(xù)的時間t3＝＝0.1s，得到It圖線如圖甲所示。

(2)cd邊進入磁場區(qū)時，ab兩端電壓U1＝I1R＝2.5×0.2V＝0.5V。
金屬框完全在磁場中運動時，ab兩端電壓等于感應電動勢U2＝Blv＝2V。
金屬框出磁場時，ab兩端電壓：U3＝E3－I3R＝1.5V，
由此得Ut圖線如圖乙所示。
二、真題與模擬
19．20xx·上海高考]如圖，一關于y軸對稱的導體軌道位于水平面內(nèi)，磁感應強度為B的勻強磁場與平面垂直。一足夠長，質(zhì)量為m的直導體棒沿x方向置于軌道上，在外力F作用下從原點由靜止開始沿y軸正方向做加速度為a的勻加速直線運動，運動時棒與x軸始終平行。棒單位長度的電阻為ρ，與電阻不計的軌道接觸良好，運動中產(chǎn)生的熱功率隨棒位置的變化規(guī)律為P＝ky(SI)。求：

(1)導體軌道的軌道方程y＝f(x)；
(2)棒在運動過程中受到的安培力Fm隨y的變化關系；
(3)棒從y＝0運動到y(tǒng)＝L過程中外力F的功。
答案(1)y＝2x2(2)Fm＝y(tǒng)
(3)L2＋maL
解析(1)設棒運動到某一位置時與軌道接觸點的坐標為(±x，y)，安培力F＝BIl＝B··l＝＝，
安培力的功率P＝Fv＝＝ky，
棒做勻加速運動，所以v2＝2ay，R＝2ρx，
聯(lián)立得y＝2x2。軌道形狀為拋物線。
(2)安培力Fm＝v＝，
將軌道方程代入得：Fm＝y(tǒng)。
(3)由動能定理有W＝Wm＋mv2，
克服安培力做功
Wm＝m·L＝·L＝L2，
棒在y＝L處的動能為mv2＝maL，
外力做功W＝L2＋maL。
20.20xx·浙江高考]小明設計的電磁健身器的簡化裝置如圖所示，兩根平行金屬導軌相距l(xiāng)＝0.50m，傾角θ＝53°，導軌上端串接一個R＝0.05Ω的電阻。在導軌間長d＝0.56m的區(qū)域內(nèi)，存在方向垂直導軌平面向下的勻強磁場，磁感應強度B＝2.0T。質(zhì)量m＝4.0kg的金屬棒CD水平置于導軌上，用絕緣繩索通過定滑輪與拉桿GH相連。CD棒的初始位置與磁場區(qū)域的下邊界相距s＝0.24m。一位健身者用恒力F＝80N拉動GH桿，CD棒由靜止開始運動，上升過程中CD棒始終保持與導軌垂直。當CD棒到達磁場上邊界時健身者松手，觸發(fā)恢復裝置使CD棒回到初始位置(重力加速度g＝10m/s2，sin53°＝0.8，不計其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質(zhì)量)。求：

(1)CD棒進入磁場時速度v的大??；
(2)CD棒進入磁場時所受的安培力FA的大??；
(3)在拉升CD棒的過程中，健身者所做的功W和電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q。
答案(1)2.4m/s(2)48N(3)64J26.88J
解析(1)由牛頓定律a＝＝12m/s2，
進入磁場時的速度v＝＝2.4m/s。
(2)感應電動勢E＝Blv，
感應電流I＝，
安培力FA＝IBl，
代入得FA＝＝48N。
(3)健身者做功W＝F(s＋d)＝64J，
進入磁場后CD棒所受的合外力F合＝F－mgsinθ－FA＝0，
所以CD棒在磁場區(qū)做勻速運動，
在磁場中運動時間t＝，
焦耳熱Q＝I2Rt＝26.88J。
21．20xx·北京海淀模擬]如圖虛線框內(nèi)為某種電磁緩沖車的結構示意圖，在緩沖車的底板上沿車的軸線固定有兩個足夠長的平行絕緣光滑導軌PQ、MN，在緩沖車的底部還安裝有電磁鐵(圖中未畫出)，能產(chǎn)生垂直于導軌平面的勻強磁場，磁場的磁感應強度為B。在緩沖車的PQ、MN導軌內(nèi)有一個由高強度材料制成的緩沖滑塊K，滑塊K可以在導軌上無摩擦地滑動，在滑塊K上繞有閉合矩形線圈abcd，線圈的總電阻為R，匝數(shù)為n，ab的邊長為L。緩沖車的質(zhì)量為m1(不含滑塊K的質(zhì)量)，滑塊K的質(zhì)量為m2。為保證安全，要求緩沖車廂能夠承受的最大水平力(磁場力)為Fm，設緩沖車在光滑的水平面上運動。

(1)如果緩沖車以速度v0與障礙物碰撞后滑塊K立即停下，請判斷滑塊K的線圈中感應電流的方向，并計算感應電流的大小；
(2)如果緩沖車與障礙物碰撞后滑塊K立即停下，為使緩沖車廂所承受的最大磁場力不超過Fm。求緩沖車運動的最大速度；
(3)如果緩沖車以速速v勻速運動時，在它前進的方向上有一個質(zhì)量為m3的靜止物體C，滑塊K與物體C相撞后粘在一起，碰撞時間極短。設m1＝m2＝m3＝m，在cd邊進入磁場之前，緩沖車(包括滑塊K)與物體C已達到相同的速度，求相互作用的整個過程中線圈abcd產(chǎn)生的焦耳熱。
答案(1)abcda(或逆時針)(2)
(3)mv2
解析(1)由右手定則(或楞次定律)判斷出感應電流的方向是abcda(或逆時針)，緩沖車以速度v0碰撞障礙物后滑塊K靜止，滑塊相對磁場的速度大小為v0，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢E0＝nBLv0，線圈中感應電流I＝，解得I＝。
(2)設緩沖車的最大速度為vm，碰撞后滑塊K靜止，滑塊相對磁場的速度大小為vm，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢E1＝nBLvm，線圈中的電流I1＝，線圈ab邊受到的安培力F1＝nBI1L，依據(jù)牛頓第三定律，緩沖車廂受到的磁場力F1′＝F1，依題意F1′＝Fm，解得vm＝。
(3)設K、C碰撞后共同運動的速度為v1，由動量守恒定律m2v＝(m2＋m3)v1，設緩沖車與物體C共同運動的速度為v2，由動量守恒定律(m1＋m2)v＝(m1＋m2＋m3)v2，設線圈abcd產(chǎn)生的焦耳熱為Q，依據(jù)能量守恒Q＝m1v2＋(m2＋m3)v－(m1＋m2＋m3)v，解得Q＝mv2。