11电磁感应考纲要求与例题

例题分析与解答
• （1）灯正常发光时电流I1=0.5A • Uab=2.5V E=Uab＋Ir=3V 2 2 ω r2 r1 B E 3, 2 1 ω 7.5s ,2πf ω ,


f 1.2r / s 71 .6r / min
（2）EI=I2（r+R0）+1, 3I=2I2+1， I=1A U并=1V,R并=1Ω .
解答
• （1）感应电流方向：逆时针（见下图） （2）感应电动势E= ΔBL2/Δt=KL2，I= KL2/r, F=ILB
F= (B0+Kt) KL3/r
(3) ΔΦ =0时感应电流等于零。 ΔΦ=BtSt-B0L2 St=L(L+Vt) BtL(L+Vt)=B0L2 I
受力图如右 f
θ
mg
例题分析与解答
• 导体棒的受力图以及它的速 度加速度的方向如图所示。 当a=0时速度最大。
mgsinθ =μ mgcosθ +ILB I=LVmB/R
Vm=mgR(sinθ -μ cosθ )/L2B2。
例题二
• 两根相距d=0.20m的平行金属导轨固定在同一 水平面内，并处于竖直方向的匀强磁场中，磁 场的磁感应强度B=0.20T。导轨上面横放着两 根金属细杆，构成矩形回路，每条金属细杆的 电阻r=0.25Ω ，回路中其余部分的电阻可不计。 已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下 沿导轨朝相反方向匀速平移，速度大小都是 v=5.0m/s，如图所示。不计导轨上的摩擦。 （1）求作用于每条金属细杆的拉力的大小； （2）求两金属细杆在间距增加0.40m的滑动过 程中共产生的热量。
灯为何变亮？
Baidu Nhomakorabea
灯变亮是因为A 中电流比原来的电流大
作业9、
• 如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为l＝ 0.2米，在导轨的一端接有阻值为R＝0.5欧的电阻，在X≥0处有一与水 平面垂直的均匀磁场，磁感强度B＝0.5特斯拉。一质量为m＝0.1千克 的金属直杆垂直放置在导轨上，并以v0＝2米/秒的初速度进入磁场， 在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下作匀变速直线运动， 加速度大小为a＝2米/秒2、方向与初速度方向相反。设导轨和金属杆 的电阻都可以忽略，且接触良好。求：（1）电流为零时金属杆所处 的位置；（2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和 方向；（3）保持其他条件不变，而初速度v0取不同值，求开始时F的 方向与初速度v0取值的关系。
对线圈N来说，a断开则顺时针的磁通量减少， b接通则逆进针的磁通量增大。
作业7、
• 图示电路中A1 和A2 是完全相同的灯泡，线圈L的 电
• • • • 阻为零下列说法中正确的是：[ AD ] A、合上开关K接通电路时A2先亮，A1后亮最后一样亮 B、合上开关K接通电路时，A1和A2始终一样亮 C、断开开关K切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会儿熄灭 D、断开开关K切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭
作业4、
• 如图（a），圆形线圈P静止在水平桌面上，其 正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴，Q中 通有变化电流，电流随时间变化的规律如图 （b）所示，P所受的重力为G，桌面对P的支 持力为N，则[ AC ] • A、t1时刻N＞G。 • B、t2时刻N＞G。 • C、t3时刻N＜G。 • D、t4时刻N=G。
例题五
• 图为一个直流发电机及其给负载输电的电路， 导体滑轨为两个半径为L1=0.3m以及L2=1.3m 的同心圆轨，水平放置，其电阻可略去，滑线 可绕过圆心且垂直轨面的轴OO’自由转动，并 且与滑轨接触良好，滑线单位长度的电阻为 λ =1Ω /m，整个装置处在垂直轨面、磁感应强 度为B的匀强磁场中，滑轨上a、b两点为发电 机的输出端，R0=1Ω ，L为“2V1W”灯泡，不 计其电阻的变化。当K断开时，L刚好发正常 发光，B=0.5T。求：（1）滑线的转数；（2） 当K闭合时，L与R两者的功率之和正好等于L 的额定功率，求R。
例题分析与解答
• （ 1 ） E=LVB×2=0.4V ， I=0.8A ， F=IdB=0.032N。 • （2）Q=I2Rt=0.0128J • 本题中外力做的功等于电流产生的热量， 故： • Q=2FΔX=2 ×0.2 ×0.032=0.0128J
例题三
• 两金属杆ab和cd长均为L，电阻均 为R，质量分别为M和m，M>m。 用两根质量和电阻均可忽略的不可 伸长的柔软导线将它们连成闭合回 路，并悬挂在水平、光滑、不导电 的圆棒两侧。两金属杆都处在水平 位置（如图所示）。整个装置处在 一与回路平面相垂直的匀强磁场中， 磁感应强度为B。若金属杆ab正好 匀速向下运动，求运动速度。
磁通量先增大，再不变，最后减少
作业6、
• M和N是绕在一个环形铁心上的两个线圈，绕 法和线路如图所示。现将开关K从a处断开，然 后合向b处，在此过程中，通过电阻R2 的电流 方向是：[ A ] • A、先由c流向d，后又由c流向d • B、先由c流向d，后又由d流向c • C、先由d流向c，后又由d流向c • D、先由d流向c，后又由c流向d
例题分析与解答
• 这类问题的关键是找出电源，分清内外电路。
（1） E lVB
3aVB,
I F V
3 内电阻r R , 2 4 外电阻R R 9
18 3aVB 8 3aVB I U E Ir 35R 35
（2）
18 3aVB 54Va 2 B 2 方向向左 F IlB 3aB . 35R 35R
合上电键时L阻碍电流增大，A2先亮 断开电键时L是个电源，LA1A2是个新回路
作业8、
• 在图中的自感现象中，发现当断开电键K时， 灯泡A会更亮一些再熄灭此现象表明[ B ] • A、线圈L中电流增大 • B、线圈L中电流减小 • C、线圈L中电流先增大后减小 • D、 线圈L中电流变化无法判断
L的作用是阻碍电流的减少，但电流肯定在减少 因为阻碍不是阻止。
例题分析与解答
• • • • • • • • • • 在已知感生电流的情况下，原磁场的变化一般有两种可能。由图2知 0－0.5s内感生电流是负值，即感生电流产生“点” 原磁场可能是“点”减少或者“叉”增加； 0.5s－1.5s内感生电流是正值，即感生电流产生“叉”， 原磁场可能是“叉”减少或者“点”增加； 1.5s－2.5s内感生电流是负值，感生电流又产生“点”， 原磁场又可能是“点”减少或者“叉”增加； 这里“叉”增的意义就是B>0且增大； “点”减的意义是B<0且绝对值减小， 所以正确选项是CD。
作业10、
• 如图所示，固定水平桌面上的金属框架cdef，处在竖 直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩 擦滑动，此时adeb构成一个边长为L的正方形，棒的 电阻为r，其余部分电阻不计，开始时磁感强度为B0。 （1）若从时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为K， 同时保持棒静止，求棒中的感应电流，在图上标出感 应电流的方向。（2）在上述（1）情况中，始终保持 棒静止，当秒t=t1秒末时需加的垂直于棒的水平拉力 为多大？（3）若从t=0时刻起，磁感强度逐渐减小， 当棒以恒定速度V向右作匀速运动时，可使棒中不产生 感应电流，则磁感强度应怎样随时间变化（写出B与t 的关系式）
解答
• • • • • • • • • • • （1）V=0时I=0 -2aX=0-V02,X=1m. (2)Im=LV0B/R=0.4A,当I=0.2A时 ILB=0.02N 当导体棒向右运动时 F＋f安＝ma， F＝ma－f安＝0.18N 方向与x轴相反 当导体棒向左运动时F－f安＝ma F＝ma＋f安＝0.22N 方向与x轴相反 （3）开始时 v＝v0， f安＝ImBL＝B2L2v0/R F＋f安＝ma， F＝ma－f安＝ma－B2L2v0/R 当v0＜maR/B2L2＝10m/s 时，F＞0 方向与x轴相反 当v0＞maR/B2L2＝10m/s 时，F＜0 方向与x轴相同
R并=RRL/（R+RL）=4R/（4+R）=1Ω
R=4/3Ω =1.33 Ω 。
例题六
• 一闭合线圈固定在垂直于纸面 的匀强磁场中，设向里为磁感 应强度B的正方向，线圈中的箭 头为电流i的正方向[如图(1)所 示]。已知线圈中感生电流i随时 间而变化的图象[如图(2)所示]， 则磁感应强度B随时间而变化的 图象可能是 [ ]
作业1、
• 如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁 光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定 在相同高度。两个相同的磁性小球，同时从 A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管的 小球比穿过B管的小球先落到地面。下面对于 AD 两管的描述中可能正确的是[ ] • A A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的 • B A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的 • C A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的 • D A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的 B中的小球阻力较大，可能发生了电磁感应现象
Q中电流增大相当于Q向P靠近，P中感应电流要排斥Q。
作业5、
• 如图所示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直 纸面向里。一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内， 以垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/s通过磁场区域， 在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平 行。取它刚进入磁场的时刻t=0，在下列图线中，正确 反映感生电流强度随时间变化规律的是 [ C ]
LVm B Vm L2 B 2 mg sin α LB R R
Vm mgR sin α / L2 B 2
作业3、
• 如图所示是一种延时开关，当S1 闭合 时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接 通。当S1 断开时，由于电磁感应作用， D将延迟一段时间才被释放。则[B C ] • A、由于A线圈的电磁感应作用，才产 生延时释放D的作用 • B、由于B线圈的电磁感应作用，才产 生延时释放D的作用 • C、如果断开B线圈的电键S2无延时作 用 • D、如果断开B线圈的电键S2延时将变 长
作业2、
• 如图所示，有两根和水平方向成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，有一根质量为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则[B C ] • A、如果B增大，vm将变大 • B、如果α 变大，vm将变大 • C、如果R变大，vm将变大 • D、如果m变小，vm将变大
电磁感应考纲要求与例题
高三物理知识块系列复习
知识要求
• Ⅰ类 自感现象 日光灯 • Ⅱ类 电磁感应现象， • 感应电流的方向 楞次定律 • 右手定则 • 法拉第电磁感应定律
技能要求
• 1、电磁感应现象中的能量转化与守恒— —楞次定律及其应用 • 2、电磁感应现象中的全电路问题——法 拉第电磁感应定律的应用 • 3、用图象表示电磁感应的规律
例题一
• 如图所示，AB、CD是两极足够长的固定平行 金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与 水平面的夹角是θ 。在整个导轨平面内都有垂 直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强 度为B，在导轨的AC端连接一个阻值为R的电 阻。一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为 m，从静止开始沿导轨下滑，求ab棒的最大速 度。要求画出ab棒的受力图。已知ab与导轨间 的滑动摩擦系数μ ，导轨和金属棒的电阻都不 计。 N F
例题分析与解答
• 设磁场方向向外 • 先研究M
F=ILB T T I Mg T I F=ILB mg T
•Mg=2T+ILB
•再研究m •mg+ILB=2T •I=2LVB/2R
I怎么求？
V=(M-m)g/2L2B2。
例题四
• 把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成 一半径为a的圆环，水平固定在竖 直向下的磁感应强度为B的匀强磁 场中，如图所示，一长度为2a，电 阻为R的粗细均匀金属棒MN放在圆 环上，它与圆环始终保护良好的电 接触。当金属棒以恒定的速度v垂 直于棒向右运动到图示位置时，求： （1）棒中电流的大小和方向及金 属棒两端的电压UMN；（2）金属棒 所受磁场力的大小和方向。