高中物理电磁感应定律知识点加例题
高中物理电学电磁感应题举例
高中物理电学电磁感应题举例在高中物理学习中,电学电磁感应是一个重要的知识点。
它涉及到电磁感应定律、电磁感应产生的电动势、电磁感应中的自感和互感等内容。
下面我将通过几个具体的题目来说明这些知识点的考点和解题技巧。
题目一:一根长度为l的导线以速度v与磁感应强度B垂直地运动,求导线两端的感应电动势大小。
这个题目考察的是电磁感应定律。
根据电磁感应定律,感应电动势的大小等于磁感应强度与导线长度、速度的乘积。
即E = Bvl。
在解题时,我们需要明确题目中给出的条件,将其代入公式中计算即可得到答案。
题目二:一根长度为l的导线以速度v与磁感应强度B夹角θ运动,求导线两端的感应电动势大小。
这个题目同样考察的是电磁感应定律。
不同的是,导线与磁感应强度的夹角不再是90度,而是θ度。
在这种情况下,我们需要将电磁感应定律的公式进行修正,变为E = Bvlcosθ。
通过代入已知条件进行计算,可以得到感应电动势的大小。
题目三:一个平行板电容器的电容为C,两板间距为d,板间有一匀强磁场B,当电容器的两板以速度v向磁场垂直方向运动,求电容器两板间的感应电动势大小。
这个题目考察的是电磁感应中的自感。
当电容器的两板以速度v运动时,会在电容器中产生感应电动势。
根据电磁感应定律,感应电动势的大小等于磁感应强度与电容器两板间的有效长度的乘积。
即E = Bvd。
在解题时,我们需要注意有效长度的计算,即电容器两板间的距离d。
题目四:一个线圈的自感系数为L,当通过线圈的电流变化时,线圈中产生的感应电动势大小为多少?这个题目考察的是电磁感应中的互感。
根据互感的定义,感应电动势的大小等于互感系数与电流变化率的乘积。
即E = -L(di/dt)。
在解题时,需要注意电流变化率的计算,即电流的变化量与时间的比值。
通过以上几个具体的题目,我们可以看出,电学电磁感应题的解题技巧主要包括明确已知条件、运用电磁感应定律、注意角度修正、计算有效长度和电流变化率等。
新教材人教版高中物理必修第三册 第十三章电磁感应与电磁波初步 知识点考点总结及配套练习 含解析
第十三章电磁感应与电磁波初步1、磁场磁感线一认识磁场的性质1.对磁场性质的理解:基本性质对放入其中的磁体或电流产生力的作用客观性质磁场虽然不是由分子、原子组成的,但是它和常见的桌子、房屋、水和空气一样,是一种客观存在的物质特殊性质磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同,它是以一种场的形式存在的形象性磁体之间、磁体与电流间,电流与电流间通过磁场发生作用,如同用弹簧连接的小球,靠弹簧发生相互作用一样2.电场与磁场的比较:比较项目电场磁场不同点产生电荷周围磁体、电流、运动电荷周围基本性质对放入其中的电荷有电场力的作用对放入其中的磁极、电流有磁场力的作用作用特点对放入其中的磁体无力的作用对放入其中的静止电荷无力的作用相同点磁场和电场一样,都是不依赖于人的意志而客观存在的特殊物质,都具有能量【思考·讨论】图一中异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥,图二中一段直导线悬挂在蹄形磁铁的两极间,通以电流,导线就会移动;图三中两条通过同向电流的导线相互吸引,通过反向电流的导线相互排斥,这些相互作用是怎样实现的?提示:磁体的周围和电流的周围都存在着磁场,磁体和磁体之间、磁体和电流之间、电流和电流之间的相互作用都是通过磁场来传递的。
【典例示范】下列关于磁场的说法中,正确的是( )A.只有①磁铁周围才存在磁场B.磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为规定的C.磁场只有②在磁极与磁极、磁极和通电导线发生作用时才产生D.磁极与磁极之间、磁极与通电导线之间、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的【审题关键】序号信息提取①电流周围也有磁场②电流和电流之间发生作用时也有【解析】选D。
磁场存在于磁体周围和电流周围,故A错误;磁场是实际存在的,不是假想的,磁感线是假想的,故B错误;磁场存在于磁体和电流周围,即使没有发生作用,磁场仍然是存在的,故C错误;磁极与磁极,磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用的,故D正确。
高中物理第四章电磁感应第二讲法拉第电磁感应定律自感现象破题致胜复习检测新人教版选修3-1(new)
第二讲法拉第电磁感应定律自感现象自主复习考点一:法拉第电磁感应定律1。
公式:【n:线圈的匝数;:磁通量的变化量;:对应于所用的时间;:磁通量的变化率】2。
对公式的理解①适用于单匝线圈,多匝线圈每匝间是串联的,故有②公式可用于任何原因引起的电动势,回路不要求闭合③E由n及决定,、与无关④较长时,E为时间内的平均值,时, E为瞬时值⑤—图像上,某点切线斜率表示该时刻的瞬时值;⑥某两点连线的斜率表示该段时间内的平均值⑦当B变化引起感应电动势时,E是整个回路中的感应电动势,不是某部分导体产生的感应电动势,但在处理时习惯上仍将处于磁场内的部分作为电源,其余部分作为外电路解题指导:当仅由B的变化引起时,当仅由S的变化引起时,二者都变化时,例题1. 如图所示,用同样的导线制成的两闭合线圈A、B,匝数均为20匝,半径r A=2r B,在线圈B所围区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场,则线圈A、B中产生感应电动势之比E A:E B和两线圈中感应电流之比I A:I B分别为()A.1:1 1:2B.1:1 1:1C.1:2 1:2D.1:2 1:1根据电阻定律,,相同,则电阻之比 R A:R B=r A:r B=2:1.根据欧姆定律得,产生的感应电流之比I A:I B=1:2【答案】A例题2. 如图甲所示,一个电阻值为R,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。
线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示。
图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0。
导线的电阻不计。
求0至t1时间内(Ⅰ)通过电阻R1上的电流大小和方向;(Ⅱ)通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量.【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)例题3。
如图所示,a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,边长I a=3I b,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则()A。
高中物理重点——电磁感应知识点及练习
高中物理重点——电磁感应知识点及练习一、电磁感应基本概念1. 电磁感应的基本原理2. 法拉第电磁感应定律3. 洛伦兹力的概念练习题:1. 一根长度为20 cm 的导线以10 m/s 的速度进入一个磁感应强度为0.5 T 的匀强磁场中,导线的两端产生的感应电动势为多少?答案:1 V2. 一个载流导体绕着垂直于磁场方向的轴旋转,导体两端产生的感应电动势的大小为导体长度乘以什么?答案:磁感应强度3. 当磁通量密度变化率为200 T/s 时,一个线圈内部产生的感应电动势为20 V,此时线圈中的匝数为多少?答案:100二、法拉第电磁感应定律应用1. 电动势的方向和大小2. 电磁感应的应用:感应电流和感应电磁铁3. 磁场中的动生电现象:电磁感应现象和劳埃德力练习题:1. 一个长度为25 cm 的导体被放置在一个磁感应强度为0.2 T 的匀强磁场中,且在导体的两端施加一共 2 A 的电流,求该导体受到的安培力大小为多少?答案:0.25 N2. 在一个长度为10 cm 的导体内部施加一个0.5 T 的磁场,导体稳定地保持在匀强磁场中,当导体的长度与磁场的夹角为30 度时,导体内部的自感系数为多少?答案:0.00125 H3. 一个宽度为10 cm,长度为20 cm,大约0.5 毫米厚的铜片在磁感应强度为0.1 T 的恒定磁场中以 5 m/s 的速度向下运动,求铜片两端感应的电动势大小为多少?答案:1 V三、电磁感应现象与电磁波1. 电磁波的基本特征和传播方式2. 波长和频率的关系及其应用3. 电磁波的反射、折射和衍射现象练习题:1. 某广播电台的发射频率为100 MHz,求其波长的大小为多少?答案:3 m2. 一台微波炉的工作频率为2.45 GHz,求其波长的大小为多少?答案:0.12 m3. 一个频率为500 MHz 的电磁波垂直入射到一种材质中,该材质的折射率为 1.5,求折射后的电磁波的频率为多少?答案:333.3 MHz总结:电磁感应是高中物理中的重要知识点,包括电磁感应的基本概念、法拉第电磁感应定律应用以及电磁感应现象与电磁波等内容。
【单元练】《常考题》高中物理选修2第二章【电磁感应】知识点总结(含答案解析)
一、选择题1.水平固定放置的足够长的U 形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,如图所示,在导轨上放着金属棒ab ,开始时ab 棒以水平初速度v 0向右运动,最后静止在导轨上,就导轨光滑和粗糙两种情况比较,这个过程( )A .产生的总内能相等B .通过ab 棒的电量相等C .电流所做的功相等D .安培力对ab 棒所做的功相等A解析:A A .两种情况下,产生的内能相等,都等于金属棒的初动能,故A 正确;B .根据感应电荷量公式 BLx q R RΦ== x 是ab 棒滑行的位移大小,B 、R 、导体棒长度L 相同,x 越大,感应电荷量越大,因此导轨光滑时,感应电荷量大,故B 错误;C .电流所做的功等于回路中产生的焦耳热,根据功能关系可知导轨光滑时,金属棒克服安培力做功多,产生的焦耳热多,电流做功大,故C 错误;D .当导轨光滑时,金属棒克服安培力做功,动能全部转化为焦耳热,产生的内能等于金属棒的初动能;当导轨粗糙时,金属棒在导轨上滑动,一方面要克服摩擦力做功,摩擦生热,把部分动能转化为内能,另一方面要克服安培力做功,金属棒的部分动能转化为焦耳热,摩擦力做功产生的内能与克服安培力做功转化为内能的和等于金属棒的初动能。
所以,导轨粗糙时,安培力做的功少,导轨光滑时,安培力做的功多,故D 错误。
故选A 。
2.如图所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,当导体棒MN 在导轨上沿水平方向在磁场中滑动时,正对电磁铁A 的圆形金属环B ,则( )A .若导体棒向左匀速运动时,B 被A 排斥B .若导体棒向左加速运动时,B 被A 排斥C .若导体棒向右加速运动时,B 被A 吸引D .因导体棒运动方向未知,故不能确定B 被A 吸引或排斥B解析:BA .导体棒向左匀速运动时,切割磁感线产生的感应电动势恒定,感应电流不变。
电磁铁A 的磁性不变,所以金属环B 的磁通量不变,因此A 和B 间无相互作用力。
BC .导体棒向左加速或向右加速时,导体棒切割磁感线产生的电动势越来越大,电流越来越大,电磁铁A 的磁性越来越强,金属环B 的磁通量变大,根据楞次定律,A 和B 间有排斥力。
高中物理 法拉第电磁感应定律 (提纲、例题、练习、解析)
法拉第电磁感应定律【学习目标】1.通过实验过程理解法拉第电磁感应定律,理解磁通量的变化率tϕ∆∆,并能熟练地计算;能够熟练地计算平均感应电动势(E ntϕ∆=∆)和瞬时感应电动势(sin E BLv α=),切割情形)。
2.了解感生电动势和动生电动势产生机理。
3.熟练地解决一些电磁感应的实际问题。
4.理解并运用科学探究的方法。
【要点梳理】要点一、感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势,产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
要点诠释:(1)感应电动势的存在与电路是否闭合无关。
(2)感应电动势是形成感应电流的必要条件。
有感应电动势(电源),不一定有感应电流(要看电路是否闭合),有感应电流一定存在感应电动势。
要点二、法拉第电磁感应定律1.定律内容:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
2.公式:ФE nt ∆=∆。
式中n 为线圈匝数,Фt∆∆是磁通量的变化率,注意它和磁通量西以及磁通量的变化量21ФФФ∆=-的区别。
式中电动势的单位是伏(V )、磁通量的单位是韦伯(Wb ),时间的单位是秒(s )。
要点诠释:(1)感应电动势E 的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率Фt∆∆,而与Ф的大小、Ф∆的大小没有必然的联系,和电路的电阻R 无关;感应电流的大小和E 及回路总电阻R 有关。
(2)磁通量的变化率Фt∆∆是Фt -图象上某点切线的斜率。
(3)公式ФE k t∆=⋅∆中,k 为比例常数,当E 、Ф∆、t ∆均取国际单位时,1k =,所以有ФE t∆=∆。
若线圈有n 匝,则相当于n 个相同的电动势Фt∆∆串联,所以整个线圈中电动势为ФE nt∆=∆。
(4)磁通量发生变化有三种方式:一是Ф∆仅由B 的变化引起,21||B B B ∆=-,B E nSt ∆=∆;二是Ф∆仅由S 的变化引起,21||S S S ∆=-,SE nB t∆=∆;三是磁感应强度B 和线圈面积S 均不变,而线圈绕过线圈平面内的某一轴转动,此时21||ФФE n t -=∆。
电磁感应专题复习
【本讲教育信息】一. 教学内容:电磁感应考点例析【典型例题】问题3:电磁感应中的“双杆问题”电磁感应中“双杆问题”是学科内部综合的问题,涉及到电磁感应、安培力、牛顿运动定律和动量定理、动量守恒定律及能量守恒定律等。
要求学生综合上述知识,认识题目所给的物理情景,找出物理量之间的关系,因此是较难的一类问题,也是近几年高考考察的热点。
下面对“双杆”类问题进行分类例析1.“双杆”向相反方向做匀速运动当两杆分别向相反方向运动时,相当于两个电池正向串联。
[例5]两根相距d=0.20m的平行金属长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=0.2T,导轨上面横放着两条金属细杆,构成矩形回路,每条金属细杆的电阻为r=0.25Q,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。
解析:(1)当两金属杆都以速度v匀速滑动时,每条金属杆中产生的感应电动势分别为:E 1= E2=Bdv由闭合电路的欧姆定律,回路中的电流强度大小为:上尸因拉力与安培力平衡,作用于每根金属杆的拉力的大小为F 1=F2=IBd。
及二三二艺二二 3.2五由以上各式并代入数据得" N(2)设两金属杆之间增加的距离为△£,则两金属杆共产生的热量为如代入数据得Q =1.28X10-J。
2.“双杆”同向运动,但一杆加速另一杆减速当两杆分别沿相同方向运动时,相当于两个电池反向串联。
[例6]两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为L。
导轨上面横放着两根导体棒ab和cd,构成矩形回路,如图所示。
两根导体棒的质量皆为m,电阻皆为H,回路中其余部分的电阻可不计。
在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B。
法拉第的电磁感应定律专题(高中)
法拉第的电磁感应定律专题(高中)
高中物理中,谈到电磁感应定律,就不得不提到法拉第的电磁感应定律。
法拉第的电磁感应定律是由法国物理学家安东尼·法拉第在1820年发现的,它描述了电磁感应的原理,是电磁学的基础。
法拉第的电磁感应定律指出,当一个电流通过一个导线时,会在导线周围产生一个磁场,而当一个磁场通过一个导线时,会在导线内产生一个电流。
这就是电磁感应的原理,也就是电磁感应定律。
法拉第的电磁感应定律可以用数学表达式来表示:电流I通过一个导线时,磁感应强度B与电流I的关系为:B=μI,其中μ为磁导率,单位为Tm/A。
法拉第的电磁感应定律的应用非常广泛,它是电磁学的基础,是电动机、发电机、电磁铁、电磁线圈等电磁设备的基础。
它也是电磁波传播的基础,是电磁辐射的基础,是电磁兼容性的基础。
法拉第的电磁感应定律是物理学中重要的定律,它的发现和研究对物理学的发展有着重要的意义。
它的发现使人们更加深入地理解了电磁学,为电磁学的发展奠定了基础。
高中物理电磁感应现象习题知识点及练习题附答案
高中物理电磁感应现象习题知识点及练习题附答案一、高中物理解题方法:电磁感应现象的两类情况1.如图所示,光滑的水平平行金属导轨间距为 L ,导轨电阻忽略不计.空间存在垂直于导 轨平面竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为 B ,轻质导体棒 ab 垂直导轨放置,导体棒 ab 的电阻为 r ,与导轨之间接触良好.两导轨之间接有定值电阻,其阻值为 R ,轻质导体棒中间系一轻细线,细 线通过定滑轮悬挂质量为 m 的物体,现从静止释放该物体,当物体速度达到最大时,下落的高度为 h , 在本问题情景中,物体下落过程中不着地,导轨足够长,忽略空气阻力和一切摩擦阻力,重力加速度 为 g .求:(1)物体下落过程的最大速度 v m ;(2)物体从静止开始下落至速度达到最大的过程中,电阻 R 上产生的电热 Q ; (3)物体从静止开始下落至速度达到最大时,所需的时间 t .【答案】(1)22()mg R r B L + (2) 3244()2mghR m g R R r R r B L+-+ (3) 2222()()m R r B L h B L mg R r +++ 【解析】【分析】在物体加速下落过程中,加速度逐渐减小,当加速度为0时,下落速度达到最大,由平衡条件、闭合电路欧姆定律和电磁感应定律求出物体下落过程的最大速度;在物体下落过程中,物体重力势能减少,动能增加,系统电热增加,根据能量守恒定律求出电阻R 上产生的电热;在系统加速过程中,分别对导体棒和物体分析,根据动量定理可得所需的时间;解:(1)在物体加速下落过程中,加速度逐渐减小,当加速度为0时,下落速度达到最大 对物体,由平衡条件可得mg=Fr 对导体棒Fr=BIL对导体棒与导轨、电阻R 组成的回路,根据闭合电路欧姆定律EI R r=+ 根据电磁感应定律E=BLv m 联立以上各式解得m 22()v mg R r B L +=(2)在物体下落过程中,物体重力势能减少,动能增加,系统电热增加,根据能量守恒定律可得 mgh=12mv m 2+Q 总 在此过程中任一时刻通过R 和r 两部分电阻的电流相等,则电功率之比正比于电阻之比,故整个过程中回路中的R 与r 两部分电阻产生的电热正比于电阻,所以Q R Q R r=+总 联立解得3244()Q 2mghR m g R R r R r B L+=-+ (3)在系统加速过程中,任一时刻速度设为v ,取一段时间微元Δt ,在此过程中分别对导体棒和物体分析,根据动量定理可得22T F 0B L v t R r ⎛⎫-∆= ⎪+⎝⎭()T m F m g t v -∆=∆整理可得22m m B L vg t t v R r ∆-∆=∆+即22m m B L g t x v R r ∆-∆=∆+全过程叠加求和22m m m B L gt h v R r-=+联方解得2222()t ()m R r B L hB L mg R r +=++2.如图甲所示,MN 、PQ 两条平行的光滑金属轨道与水平面成=30θ︒角固定,N 、Q 之间接电阻箱R ,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B =0.5T ,质量为m 的金属杆ab 水平放置在轨道上,其接入电路的电阻位为r 。
高中物理-专题五第1课时 电磁感应
专题五 电磁感应和电路第1课时 电磁感应 专题复习定位 解决问题 本专题主要复习电磁感应的基本规律和方法,熟练应用动力学和能量观点分析并解决电磁感应问题。
高考重点 楞次定律和法拉第电磁感应定律的理解及应用;电磁感应中的平衡问题;电磁感应中的动力学和能量问题。
题型难度 本专题选择题和计算题都有可能命题,选择题一般考查楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用,题目有一定的综合性,难度中等;计算题主要考查电磁感应规律的综合应用,难度较大。
1.楞次定律中“阻碍”的表现(1)阻碍磁通量的变化(增反减同)。
(2)阻碍物体间的相对运动(来拒去留)。
(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势(增缩减扩)。
(4)阻碍原电流的变化(自感现象)。
2.感应电动势的计算(1)法拉第电磁感应定律:E =n ΔΦΔt ,常用于计算感应电动势的平均值。
①若B 变,而S 不变,则E =n ΔB Δt S ;②若S 变,而B 不变,则E =nB ΔS Δt。
(2)导体棒垂直切割磁感线:E =Bl v ,主要用于求感应电动势的瞬时值。
(3)如图1所示,导体棒Oa 围绕棒的一端O 在垂直匀强磁场的平面内做匀速转动而切割磁感线,产生的感应电动势E =12Bl 2ω。
图13.感应电荷量的计算回路中磁通量发生变化时,在Δt 时间内迁移的电荷量(感应电荷量)为q =I Δt =E R Δt =n ΔΦR Δt ·Δt =n ΔΦR 。
可见,q 仅由回路电阻R 和磁通量的变化量ΔΦ决定,与发生磁通量变化的时间Δt 无关。
4.电磁感应电路中产生的焦耳热当电路中电流恒定时,可用焦耳定律计算;当电路中电流变化时,则用功能关系或能量守恒定律计算。
解决感应电路综合问题的一般思路是“先电后力”,即:1.“源”的分析——分析电路中由电磁感应所产生的“电源”,求出电源参数E 和r 。
2.“路”的分析——分析电路结构,弄清串、并联关系,求出相关部分的电流大小,以便求解安培力。
高中物理 第09章 电磁感应 (单双棒问题)典型例题(含答案)【经典】
第九章 电磁感应知识点七:单杆问题(与电阻结合)(水平单杆、斜面单杆(先电后力再能量))1、发电式(1)电路特点:导体棒相当于电源,当速度为v 时,电动势E =Blv(2)安培力特点:安培力为阻力,并随速度增大而增大(3)加速度特点:加速度随速度增大而减小(4)运动特点:加速度减小的加速运动(5)最终状态:匀速直线运动(6)两个极值①v=0时,有最大加速度:②a=0时,有最大速度:(7)能量关系 (8)动量关系 (9)变形:摩擦力;改变电路;改变磁场方向;改变轨道解题步骤:解决此类问题首先要建立“动→电→动”的思维顺序,可概括总结为:(1)找”电源”,用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解电动势的大小和方向;(2)画出等效电路图,求解回路中的电流的大小及方向;(3)分析安培力对导体棒运动速度、加速度的动态过程,最后确定导体棒的最终运动情况;(4)列出牛顿第二定律或平衡方程求解.2、阻尼式(1)电路特点:导体棒相当于电源。
(2)安培力的特点:安培力为阻力,并随速度减小而减小。
(3)加速度特点:加速度随速度减小而减小 (4)运动特点:加速度减小的减速运动(5)最终状态:静止 (6)能量关系:动能转化为焦耳热 (7)动量关系(8)变形:有摩擦力;磁场不与导轨垂直等1.(多选)如图所示,MN 和PQ 是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨,已知导轨足够长,且电阻不计.有一垂直导轨平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B ,宽度为L ,ab 是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆.开始,将开关S 断开,让ab 由静止开始自由下落,过段时间后,再将S 闭合,若从S 闭合开始计时,则金属杆ab 的速度v 随时间t 变化的图象可能是( ).答案 ACD FN M m F mga m μ-=22-+=()()m F mg R r v B l μ212E mFs Q mgS mv μ=++0m Ft BLq mgt mv μ--=-22()B F B l v a m m R r ==+22B B l v F BIl R r ==+20102mv Q-=00BIl t mv -⋅∆=-0mv q Bl =Bl s q n R r R r φ∆⋅∆==++2、(单选)如图所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为37 °,宽度为0.5 m ,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1 Ω.一导体棒MN 垂直于导轨放置,质量为0.2 kg ,接入电路的电阻为1 Ω,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为0.8 T .将导体棒MN 由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光,此后导体棒MN 的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6)( ).答案 BA .2.5 m/s 1 WB .5 m/s 1 WC .7.5 m/s 9 WD .15 m/s 9 W3.(多选)如图所示,水平固定放置的足够长的U 形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,在导轨上放着金属棒ab ,开始时ab 棒以水平初速度v 0向右运动,最后静止在导轨上,就导轨光滑和导轨粗糙的两种情况相比较,这个过程( ).答案 ACA .安培力对ab 棒所做的功不相等B .电流所做的功相等C .产生的总内能相等D .通过ab 棒的电荷量相等4.(单选)如图,足够长的U 型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN 与PQ 平行且间距为L ,导轨平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.金属棒ab 由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab 棒接入电路的电阻为R ,当流过ab 棒某一横截面的电量为q 时,棒的速度大小为v ,则金属棒ab 在这一过程中( ).答案 BA .运动的平均速度大小为12vB .下滑的位移大小为qR BLC .产生的焦耳热为qBLvD .受到的最大安培力大小为B 2L 2v R sin θ5.(多选)如图所示,相距为L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,上端接有定值电阻R ,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B .将质量为m 的导体棒由静止释放,当速度达到v 时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率恒为P ,导体棒最终以2v 的速度匀速运动.导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g .下列选项正确的是( ).答案 ACA .P =2mgv sin θB .P =3mgv sin θC .当导体棒速度达到v 2时加速度大小为g 2sin θD .在速度达到2v 以后匀速运动的过程中,R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功6、(单选)如图所示,两光滑平行导轨水平放置在匀强磁场中,磁场垂直导轨所在平面,金属棒ab 可沿导轨自由滑动,导轨一端连接一个定值电阻R ,金属棒和导轨电阻不计.现将金属棒沿导轨由静止向右拉,若保持拉力F 恒定,经时间t 1后速度为v ,加速度为a 1,最终以速度2v 做匀速运动;若保持拉力的功率P 恒定,棒由静止经时间t 2后速度为v ,加速度为a 2,最终也以速度2v 做匀速运动,则( ).答案 BA .t 2=t 1B .t 1>t 2C .a 2=2a 1D .a 2=5a 17. (多选)如图所示,足够长的光滑导轨倾斜放置,其下端连接一个定值电阻R ,匀强磁场垂直于导轨所在平面,将ab 棒在导轨上无初速度释放,当ab 棒下滑到稳定状态时,速度为v ,电阻R 上消耗的功率为P .导轨和导体棒电阻不计.下列判断正确的是( ).A .导体棒的a 端比b 端电势低 答案 BDB .ab 棒在达到稳定状态前做加速度减小的加速运动C .若磁感应强度增大为原来的2倍,其他条件不变,则ab 棒下滑到稳定状态时速度将变为原来的12D .若换成一根质量为原来2倍的导体棒,其他条件不变,则ab 棒下滑到稳定状态时的功率将变为原来的4倍8.(单选)如图所示,足够长的光滑金属导轨MN 、PQ 平行放置,且都倾斜着与水平面成夹角θ.在导轨的最上端M 、P 之间接有电阻R ,不计其他电阻.导体棒ab 从导轨的最底端冲上导轨,当没有磁场时,ab 上升的最大高度为H ;若存在垂直导轨平面的匀强磁场时,ab 上升的最大高度为h .在两次运动过程中ab 都与导轨保持垂直,且初速度都相等.关于上述情景,下列说法正确的是( ).A .两次上升的最大高度相比较为H <hB .有磁场时导体棒所受合力的功等于无磁场时合力的功C .有磁场时,电阻R 产生的焦耳热为12mv 20D .有磁场时,ab 上升过程的最小加速度大于g sin θ 答案 B9.如图所示,两根平行金属导轨固定在同一水平面内,间距为l ,导轨左端连接一个电阻.一根质量为m 、电阻为r 的金属杆ab 垂直放置在导轨上.在杆的右方距杆为d 处有一个匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向下,磁感应强度为B .对杆施加一个大小为F 、方向平行于导轨的恒力,使杆从静止开始运动,已知杆到达磁场区域时速度为v ,之后进入磁场恰好做匀速运动.不计导轨的电阻,假定导轨与杆之间存在恒定的阻力.求(1)导轨对杆ab 的阻力大小f ;(2)杆ab 中通过的电流及其方向;(3)导轨左端所接电阻的阻值R .答案 (1)F -mv 22d (2)mv 22Bld a →b (3)2B 2l 2d mv -r(1)杆进入磁场前做匀加速运动,有① ② 解得导轨对杆的阻力③ (2)杆进入磁场后做匀速运动,有④ 杆ab 所受的安培力⑤ 解得杆ab 中通过的电流⑥ 杆中的电流方向自a 流向b⑦ (3)杆产生的感应电动势⑧ 杆中的感应电流⑨解得导轨左端所接电阻阻值⑩ 10.如图甲所示.一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l =0.20 m ,电阻R =1.0 Ω;有一导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B =0.5 T 的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下.现在一外力F 沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动,测得力F 与时间t 的关系如图乙所示.求杆的质量m 和加速度a .答案 0.1 kg 10 m/s 2解:导体杆在轨道上做匀加速直线运动,用表示其速度,t 表示时间,则有:①杆切割磁力线,将产生感应电动势:② 在杆、轨道和电阻的闭合回路中产生电流③杆受到的安培力的④ 根据牛顿第二定律,有⑤ 联立以上各式,得⑥ 由图线上取两点代入⑥式,可计算得出:,答:杆的质量为,其加速度为.11、如图所示,质量m1=0.1 kg,电阻R1=0.3 Ω,长度l=0.4 m的导体棒ab横放在U型金属框架上.框架质量m2=0.2 kg,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.相距0.4 m的MM′、NN′相互平行,电阻不计且足够长.电阻R2=0.1 Ω的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5 T.垂直于ab施加F=2 N的水平恒力,ab从静止开始无摩擦地运动,始终与MM′、NN′保持良好接触.当ab运动到某处时,框架开始运动.设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2.(1)求框架开始运动时ab速度v的大小;(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中,MN上产生的热量Q=0.1 J,求该过程ab位移x的大小.答案(1)6 m/s(2)1.1 m(1)ab对框架的压力① 框架受水平面的支持力②依题意,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则框架受到最大静摩擦力③ab中的感应电动势④ MN中电流⑤MN受到的安培力⑥ 框架开始运动时⑦ 由上述各式代入数据解得⑧(2)闭合回路中产生的总热量⑨ 由能量守恒定律,得⑩代入数据解得⑪12、如图甲所示,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定,M、P之间接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5 T.质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r.现从静止释放杆ab,测得其在下滑过程中的最大速度为v m.改变电阻箱的阻值R,得到v m与R的关系如图乙所示.已知轨道间距为L=2 m,重力加速度g取10 m/s2,轨道足够长且电阻不计.(1)当R=0时,求杆ab匀速下滑过程中产生的感应电动势E的大小及杆中电流的方向;(2)求杆ab的质量m和阻值r;(3)当R=4 Ω时,求回路瞬时电功率每增加1 W的过程中合外力对杆做的功W.答案(1)2 V b→a(2)0.2 kg 2 Ω(3)0.6 J解:(1)由图可以知道,当时,杆最终以匀速运动,产生电动势由右手定则判断得知,杆中电流方向从(2)设最大速度为v,杆切割磁感线产生的感应电动势由闭合电路的欧姆定律:杆达到最大速度时满足计算得出:由图象可以知道:斜率为,纵截距为, 得到:计算得出:,(3)根据题意:,得,则由动能定理得联立得代入计算得出13.如图甲所示,MN 、PQ 两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定,两轨道间距为L =1 m .质量为m 的金属杆ab 垂直放置在轨道上,其阻值忽略不计.空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B =0.5 T .P 、M 间接有阻值为R 1的定值电阻,Q 、N 间接电阻箱R .现从静止释放ab ,改变电阻箱的阻值R ,测得最大速度为v m ,得到1v m 与1R 的关系如图乙所示.若轨道足够长且电阻不计,重力加速度g 取10 m/s 2.求: (1)金属杆的质量m 和定值电阻的阻值R 1; (2)当电阻箱R 取4 Ω时,且金属杆ab 运动的加速度为12g sin θ时,此时金属杆ab 运动的速度;(3)当电阻箱R 取4 Ω时,且金属杆ab 运动的速度为v m 2时,定值电阻R 1消耗的电功率.解析 (1)总电阻为R 总=R 1R /(R 1+R ),电路的总电流I =BLv /R 总 当达到最大速度时金属棒受力平衡,有mg sin θ=BIL =B 2L 2v m R 1R (R 1+R ),1v m =B 2L 2mgR sin θ+B 2L 2mgR 1sin θ,根据图象代入数据,可以得到金属杆的质量m =0.1 kg ,R 1=1 Ω. (2)金属杆ab 运动的加速度为12g sin θ时,I ′=BLv ′/R 总 根据牛顿第二定律得mg sin θ-BI ′L =ma即mg sin θ-B 2L 2v ′R 1R (R 1+R )=12mg sin θ,代入数据,得到v ′=0.8 m/s. (3)当电阻箱R 取4 Ω时,根据图象得到v m =1.6 m/s ,则v =v m 2=0.8 m/s ,P =E 2R 1=B 2L 2v 2R 1=0.16 W.14.如图所示,竖直平面内有无限长,不计电阻的两组平行光滑金属导轨,宽度均为L =0.5 m ,上方连接一个阻值R =1 Ω的定值电阻,虚线下方的区域内存在磁感应强度B =2 T 的匀强磁场.完全相同的两根金属杆1和2靠在导轨上,金属杆与导轨等宽且与导轨接触良好,电阻均为r =0.5 Ω.将金属杆1固定在磁场的上边缘(仍在此磁场内),金属杆2从磁场边界上方h 0=0.8 m 处由静止释放,进入磁场后恰做匀速运动.(g 取10 m/s 2)(1)求金属杆的质量m 为多大?(2)若金属杆2从磁场边界上方h 1=0.2 m 处由静止释放,进入磁场经过一段时间后开始做匀速运动.在此过程中整个回路产生了1.4 J 的电热,则此过程中流过电阻R 的电荷量q 为多少?解析 (1)金属杆2进入磁场前做自由落体运动,则v m =2gh 0=4 m/s金属杆2进入磁场后受两个力而处于平衡状态,即mg =BIL ,且E =BLv m ,I =E 2r +R解得m =B 2L 2v m 2r +R g =22×0.52×42×0.5+1×10kg =0.2 kg. (2)金属杆2从下落到再次匀速运动的过程中,设金属杆2在磁场内下降h 2,由能量守恒定律得 mg (h 1+h 2)=12mv 2m +Q 解得h 2=12mv 2m +Q mg -h 1=0.2×42+2×1.42×0.2×10 m -0.2 m =1.3 m 金属杆2进入磁场到匀速运动的过程中,感应电动势和感应电流的平均值分别为E =BLh 2t 2,I =E 2r +R 故流过电阻R 的电荷量q =It 2 联立解得q =BLh 22r +R =2×0.5×1.32×0.5+1C =0.65 C.15.如图12(a)所示,间距为l 、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上.在区域Ⅰ内有方向垂直于斜面的匀强磁场,磁感应强度为B ;在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场,其磁感应强度B t 的大小随时间t 变化的规律如图(b)所示.t =0时刻在轨道上端的金属棒ab 从如图所示位置由静止开始沿导轨下滑,同时下端的另一金属棒cd 在位于区域Ⅰ内的导轨上由静止释放.在ab 棒运动到区域Ⅱ的下边界EF 处之前,cd 棒始终静止不动,两棒均与导轨接触良好.已知cd棒的质量为m 、电阻为R ,ab 棒的质量、阻值均未知,区域Ⅱ沿斜面的长度为2l ,在t =t x 时刻(t x 未知)ab 棒恰进入区域Ⅱ,重力加速度为g .求:(1)通过cd 棒电流的方向和区域Ⅰ内磁场的方向;(2)当ab 棒在区域Ⅱ内运动时cd 棒消耗的电功率;(3)ab 棒开始下滑的位置离EF 的距离;(4)ab 棒从开始下滑至EF 的过程中回路中产生的热量.解析 (1)由楞次定律知通过cd 棒的电流方向为d →c 区域Ⅰ内磁场方向为垂直于纸面向上.(2)对cd 棒:F 安=BIl =mg sin θ,所以通过cd 棒的电流大小I =mg sin θBl 当ab 棒在区域Ⅱ内运动时cd 棒消耗的电功率 P =I 2R =m 2g 2R sin 2θB 2l 2. (3)ab 棒在到达区域Ⅱ前做匀加速直线运动,加速度a =g sin θ cd 棒始终静止不动,ab 棒在到达区域Ⅱ前、后回路中产生的感应电动势不变,则ab 棒在区域Ⅱ中一定做匀速直线运动,可得ΔΦΔt =Blv t ,即B ·2l ·l t x =Blg sin θt x ,所以t x =2l g sin θ ab 棒在区域Ⅱ中做匀速直线运动的速度v t =2gl sin θ 则ab 棒开始下滑的位置离EF 的距离h =12at 2x +2l =3l . (4)ab 棒在区域Ⅱ中运动的时间t 2=2l v t=2lg sin θ ab 棒从开始下滑至EF 的总时间t =t x +t 2=22lg sin θ,E =Blv t =Bl 2gl sin θ ab 棒从开始下滑至EF 的过程中闭合回路产生的热量Q =EIt =4mgl sin θ.16.如图所示,两根正对的平行金属直轨道MN 、M ´N ´位于同一水平面上,两轨道之间的距离l=0.50m .轨道的MM ´端之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻,NN ´端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP 、N ´P ´平滑连接,两半圆轨道的半径均为R 0=0.50m .直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.64 T 的匀强磁场中,磁场区域的宽度d=0.80m ,且其右边界与NN ´重合.现有一质量m =0.20kg 、电阻r =0.10Ω的导体杆ab 静止在距磁场的左边界s=2.0m 处.在与杆垂直的水平恒力F=2.0N 的作用下ab 杆开始运动,当运动至磁场的左边界时撤去F ,结果导体杆ab 恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP ´.已知导体杆ab 在运动过程中与轨道接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab 与直轨道之间的动摩擦因数μ=0.10,轨道的电阻可忽略不计,取g =10m/s 2,求:⑴导体杆刚进入磁场时,通过导体杆上的电流大小和方向;⑵导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R 上的电荷量;⑶导体杆穿过磁场的过程中整个电路中产生的焦耳热.解:(1)设导体杆在F 的作用下运动至磁场的左边界时的速度为,根据动能定理则有:导体杆刚进入磁场时产生的感应电动势为:此时通过导体杆上的电流大小为:(或 根据右手定则可以知道,电流方向为由b 向a (2)设导体杆在磁场中运动的时间为t,产生的感应电动势的平均值为,则有: 通过电阻R 的感应电流的平均值为:通过电阻R 的电荷量为:(或 (3)设导体杆离开磁场时的速度大小为,运动到圆轨道最高点的速度为,因导体杆恰好能通过半圆形轨道的最高点,根据牛顿第二定律对导体杆在轨道最高点时有:对于导体杆从运动至的过程,根据机械能守恒定律有:计算得出:导体杆穿过磁场的过程中损失的机械能为:此过程中电路中产生的焦耳热为:知识点八:单杆问题(与电容器结合)电容有外力充电式(1)电路特点:导体为发电边;电容器被充电。
(完整版)高中物理电磁感应经典例题总结
1.如图,金属棒ab 置于水平放置的U 形光滑导轨上,在ef 右侧存在有界匀强磁场B ,磁场方向垂直导轨平面向下,在ef 左侧的无磁场区域cdef 内有一半径很小的金属圆环L ,圆环与导轨在同一平面内。
当金属棒ab 在水平恒力F 作用下从磁场左边界ef 处由静止开始向右运动后,圆环L 有__________(填收缩、扩张)趋势,圆环内产生的感应电流_______________(填变大、变小、不变)。
答案:收缩,变小解析:由于金属棒ab 在恒力F 的作用下向右运动,则abcd 回路中产生逆时针方向的感应电流,则在圆环处产生垂直于只面向外的磁场,随着金属棒向右加速运动,圆环的磁通量将增大,依据楞次定律可知,圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量将增大;又由于金属棒向右运动的加速度减小,单位时间内磁通量的变化率减小,所以在圆环中产生的感应电流不断减小。
2.如图所示,固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d ,其右端接有阻值为R 的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B 的匀强磁场中。
一质量为m (质量分布均匀)的导体杆ab 垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为u 。
现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F 作用下从静止开始沿导轨运动距离L 时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。
设杆接入电路的电阻为r ,导轨电阻不计,重力加速度大小为g 。
则此过程 ( BD )A.杆的速度最大值为B.流过电阻R 的电量为C.恒力F 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D.恒力F 做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量解析:当杆达到最大速度v m 时,022=+--r R v d B mg F m μ得()()22d B r R mg F v m +-=μ,A 错;由公式()()rR BdLr R S B r R q +=+=+=∆∆Φ,B 对;在棒从开始到达到最大速度的过程中由动能定理有:K f F E W W W ∆=++安,其中mg W f μ-=,Q W -=安,恒力F 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量与回路产生的焦耳热之和,C 错;恒力F 做的功与安倍力做的功之和等于于杆动能的变化量与克服摩擦力做的功之和,D 对。
高中物理:第七讲电磁感应定律
第七讲 电磁感应定律(共同专题) 本章学习提要1.实验探究感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系。
2.法拉第电磁感应定律内容:E =ΔΦΔt。
3.法拉第电磁感应定律的应用,导体切割磁感线产生的感应电动势(E =BLv )与法拉第电磁感应定律的一致性。
在基础型课程申,已学过电磁感应现象和导体切割磁感线产生的感应电流方向的判别——右手定则;在拓展型课程Ⅰ中,讲述了磁通量变化时产生感应电流方向的判别方法——楞次定律;本讲内容在上述基础上,进一步讨论了感应电动势与磁通量变化快慢的定量关系。
在中学阶段将电磁感应问题分三次逐步深入讨论,最后得出了电磁现象中的基本定律之一,即法拉第电磁感应定律。
通过实验“感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”,学会运用控制磁通量变化、时间、线圈匝数等变量的方法进行探究。
通过了解从法拉第的发现到信息化时代的发展历程,感悟科学技术是社会发展的动力,树立投身科技事业的志向。
一、学习要求掌握法拉第电磁感应定律内容,系统地认识电磁感应现象的规律,通过DIS 实验,学会运用控制变量法探究感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系,在电磁感应与其他相关内容综合的新情景下,应用法拉第电磁感应定律解决一些简单的物理问题,学会运用分析、综合、类比等科学推理方法。
从电磁感应规律在电话、测量仪器等现代技术中的应用,感悟科学和技术是社会发展的动力。
二、要点辨析1.对感应电动势概念的理解在电磁感应现象的学习过程中,我们知道,不仅在闭合电路中会产生感应电流,在电路不闭合的情况下,只要线圈中磁通量发生变化,线圈两端就有电压输出,可见,这时虽无感应电流,但仍有电磁感应现象,用恒定电流的闭合电路跟它进行类比:恒定电流的闭合电路中,要产生电流必须有电源(有电动势);在电磁感应现象中,闭合回路里有感应电流,也会有感应电动势。
而且,感应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的本质。
2.法拉第电磁感应定律中的k 为什么等于1?课本“大家谈”中提出的比例常数是的问题,是单位制中的一个普遍问题。
高中物理电磁感应定律知识点加例题
私塾国际学府学科教师辅导教案② 磁感线除了有大小以外,还有方向,但它是个标量。
磁通量的方向仅仅表示磁感线沿什么方向穿过某面积,其运算不满足矢量合成的平行四边形定则,只满足代数运算,在求其变化量时,事先要设正方向,并将“+”、“-”号代入。
③ 由磁通量的定义θϕsin BS =可得:θϕsin S B =,此式表示“磁感应强度B 大小等于穿过垂直于磁场方向的单位面积的磁感线条数”,所以磁感应强度又被叫做“磁感密度”。
[例题1] .如图10-1-4所示,面积大小不等的两个圆形线圈A 和B 共轴套在一条形磁铁上,则穿过A 、B 磁通量的大小关系是A ϕ____B ϕ。
解析:磁铁内部向上的磁感线的总条数是相同的,但由于线圈A 的面积大于B 的,外部穿过线圈向下的磁感线的条数A 的大于B 的,所以A ϕ<B ϕ。
答案:<【变式训练1】如图10-1-5所示,边长为cm 100的正方形闭合线圈置于磁场中,线圈的ad 、bc 两边中点连线O O '的左右两侧分别存在着方向相同、磁感应强度大小各为T B 60.01=、T B 40.02=的匀强磁场。
开始时,线圈平面与磁场垂直,若从上往下看,线圈逆时针转037和0180角时,穿过线圈的磁通量分别改变了多少解析:在开始位置,线圈与磁场垂直,则22211S B S B ⋅+⋅=ϕ 2140.02160.0⨯+⨯=)(5.0Wb = 线圈绕O O '转动037角后0201237cos 237cos 2SB S B ⋅+⋅=ϕ 8.02140.08.02160.0⨯⨯+⨯⨯=)(40.0Wb = 磁通量的变化量为)(1.050.040.012Wb -=-=-=∆ϕϕϕ线圈绕O O '转动0180角时,若规定穿过圆线圈平面的磁通量为正,转过0180后,穿过线圈的磁通量则为负值,即22213S B S B ⋅-⋅-=ϕ 2140.02160.0⨯-⨯-=10-1-4 10-1-5)(5.0Wb -= 磁通量的变化量为)(0.150.050.013Wb -=--=-='∆ϕϕϕ 二、电磁感应现象1.电磁感应现象:当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应。
高中物理 第09章 电磁感应 典型例题(含答案)【经典】
第九章电磁感应知识点一:磁通量、感应电流产生条件、电流方向(楞次定律)1.(单选)如图所示,ab是水平面上一个圆的直径,在过ab的竖直面内有一根通电直导线ef,且ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,穿过圆面积的磁通量将().答案 CA.逐渐变大B.逐渐减小C.始终为零D.不为零,但始终保持不变2.(单选)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图所示连接.下列说法中正确的是().答案AA.电键闭合后,线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B.线圈A插入线圈B中后,电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C.电键闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度D.电键闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才能偏转3.(单选)某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时,通过电流计的感应电流方向是().答案DA.a→G→bB.先a→G→b,后b→G→aC.b→G→aD.先b→G→a,后a→G→b4.(单选)如图,通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面,第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ,第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ,设先后两次通过金属框的磁通量变化量大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则().答案CA.ΔΦ1>ΔΦ2,两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现B.ΔΦ1=ΔΦ2,两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现C.ΔΦ1<ΔΦ2,两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现D.ΔΦ1<ΔΦ2,两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现5.(单选)如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一个磁感应强度为B 的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中,一定能在轨道回路里产生感应电流的是().答案AA.ab向右运动,同时使θ减小B.使磁感应强度B减小,θ角同时也减小C.ab向左运动,同时增大磁感应强度BD.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)6.(单选)如图所示,一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中,环中的感应电流(自左向右看)().A.沿顺时针方向答案CB.先沿顺时针方向后沿逆时针方向C.沿逆时针方向D.先沿逆时针方向后沿顺时针方向7.(单选)如图所示,一圆形金属线圈放置在水平桌面上,匀强磁场垂直桌面竖直向下,过线圈上A点做切线OO′,OO′与线圈在同一平面上.在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中,线圈中电流流向().A.始终由A→B→C→A 答案AB.始终由A→C→B→AC.先由A→C→B→A再由A→B→C→AD.先由A→B→C→A再由A→C→B→A知识点二:楞次定律的推广1.(单选)如图所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置在导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时().答案AA.P、Q将互相靠拢B.P、Q将互相远离C.磁铁的加速度仍为g D.磁铁的加速度大于g2.(单选)如图所示,ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈,当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中,线圈ab将().答案CA.静止不动B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动,但因电源的极性不明,无法确定转动的方向3.(多选)如图所示,在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环.以下判断中正确的是().A.释放圆环,环下落时产生感应电流答案BCB.释放圆环,环下落时无感应电流C.释放圆环,环下落时环的机械能守恒D.释放圆环,环下落时环的机械能不守恒4.(单选)如图所示,通电螺线管左侧和内部分别静止吊一导体环a和b,当滑动变阻器R的滑动触头c向左滑动时().答案CA.a向左摆,b向右摆B.a向右摆,b向左摆C.a向左摆,b不动D.a向右摆,b不动5.(单选)如图所示,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放,环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2,重力加速度大小为g,则().答案AA.T1>mg,T2>mg B.T1<mg,T2<mgC.T1>mg,T2<mg D.T1<mg,T2>mg6.(单选)如图,圆形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成闭合回路.若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列表述正确的是().A.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流答案DB.穿过线圈a的磁通量变小C.线圈a有扩张的趋势D.线圈a对水平桌面的压力F N将增大7.(多选)如图所示,在水平光滑桌面上,两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上,且每个小线圈都各有一半面积在金属框内,在金属框接通逆时针方向电流的瞬间().A.两小线圈会有相互靠拢的趋势答案BCB.两小线圈会有相互远离的趋势C.两小线圈中感应电流都沿顺时针方向D.左边小线圈中感应电流沿顺时针方向,右边小线圈中感应电流沿逆时针方向8.(单选)如图所示,金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上,在ef右侧存在有界匀强磁场B,磁场方向垂直导轨平面向下,在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L,圆环与导轨在同一平面内.当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后,下列有关圆环的说法正确的是().答案CA.圆环内产生变大的感应电流,圆环有收缩的趋势B.圆环内产生变大的感应电流,圆环有扩张的趋势C.圆环内产生变小的感应电流,圆环有收缩的趋势D.圆环内产生变小的感应电流,圆环有扩张的趋势知识点三:楞次定律与安培定则的综合应用,二次感应问题(注意因果关系,结果推原因或者带答案推)1.(多选)如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,MN的左边有一闭合电路,当PQ在外力的作用下运动时,MN向右运动.则PQ所做的运动可能是().A.向右加速运动B.向左加速运动C.向右减速运动答案BCD.向左减速运动2.(多选)如图所示,金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引().答案BCA.向右做匀速运动B.向左做减速运动C.向右做减速运动D.向右做加速运动3.(单选)如图,均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置,当a绕O点在其所在平面内旋转时,b中产生顺时针方向的感应电流,且具有收缩趋势,由此可知,圆环a().答案BA.顺时针加速旋转B.顺时针减速旋转C.逆时针加速旋转D.逆时针减速旋转4.(单选)如图所示,一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直导线平行.已知在t=0到t=t1的时间间隔内,直导线中电流i发生某种变化,而线框中的感应电流总是沿顺时针方向;线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右.设电流i正方向与图中箭头所示方向相同,则i随时间t变化的图线可能是().答案A5.(多选)如图是某电磁冲击钻的原理图,若突然发现钻头M向右运动,则可能是().答案ACA.开关S闭合瞬间B.开关S由闭合到断开的瞬间C.开关S已经是闭合的,滑动变阻器滑片P向左迅速滑动D.开关S已经是闭合的,滑动变阻器滑片P向右迅速滑动6.(多选)如图所示,在匀强磁场中放有平行金属导轨,它与大线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在金属导轨上的金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)().答案BC A.向右匀速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向右加速运动7.(多选)如图所示,一电子以初速度v沿与金属板平行的方向飞入MN极板间,突然发现电子向M板偏转,若不考虑磁场对电子运动方向的影响,则产生这一现象的原因可能是()A.开关S闭合瞬间B.开关S由闭合后断开瞬间C.开关S是闭合的,变阻器滑片P向右迅速滑动D.开关S是闭合的,变阻器滑片P向左迅速滑动答案AD知识点四:感应电流大小(法拉第电磁感应定律E =n ΔΦΔt ,E =Blv )1.(多选)如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度的大小随时间变化而变化.下列说法中正确的是( ). 答案 ADA .当磁感应强度增大时,线框中的感应电流可能减小B .当磁感应强度增大时,线框中的感应电流一定增大C .当磁感应强度减小时,线框中的感应电流一定增大D .当磁感应强度减小时,线框中的感应电流可能不变2.(单选)A 、B 两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成,它们的半径之比r A ∶r B =2∶1,在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直于两导线环的平面,如图所示.当磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中,流过两导线环的感应电流大小之比为( ).答案 DA.I A I B =1B.I A I B =2C.I A I B =14D.I A I B=12 3.(多选)某学习小组在探究线圈中感应电流的影响因素时,设计如图所示的实验装置,让一个闭合圆线圈放在匀强磁场中,线圈的轴线与磁场方向成30°角,磁感应强度随时间均匀变化,则( ).答案 ADA .若把线圈的匝数增加一倍,线圈内感应电流大小不变B .若把线圈的面积增加一倍,线圈内感应电流大小变为原来的2倍C .改变线圈轴线与磁场方向的夹角大小,线圈内感应电流大小可能变为原来的2倍D .把线圈的半径增加一倍,线圈内感应电流大小变为原来的2倍4.(多选)用一根横截面积为S 、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r 的圆环,ab 为圆环的一条直径.如图所示,在ab 的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场,磁场垂直圆环所在平面,磁感应强度大小随时间的变化率ΔB Δt =k (k <0).则( ).答案 BDA .圆环中产生逆时针方向的感应电流B .圆环具有扩张的趋势C .圆环中感应电流的大小为⎪⎪⎪⎪krS 2ρD .图中a 、b 两点间的电势差U ab =⎪⎪⎪⎪14k πr 2 5、(单选)粗细均匀的电阻丝围成图所示的线框,置于正方形有界匀强磁场中,磁感强度为B ,方向垂直于线框平面,图中ab =bc =2cd =2de =2ef =2fa =2L .现使线框以同样大小的速度v 匀速沿四个不同方向平动进入磁场,并且速度方向始终与线框先进入磁场的那条边垂直,则线框在通过如图所示位置时,下列说法中正确的是( ).A .ab 两点间的电势差图①中最大 答案 AB .ab 两点间的电势差图②中最大C .回路电流图③中最大D .回路电流图④中最小6.(单选)如图所示,虚线框内存在均匀变化的匀强磁场,三个电阻的阻值之比R1∶R 2∶R 3=1∶2∶3,电路中导线的电阻不计.当S 1、S 2闭合,S 3断开时,闭合回路中感应电流为I ;当S 2、S 3闭合,S 1断开时,闭合回路时感应电流为5I ;当S 1、S 3闭合,S 2断开时,闭合回路中感应电流为( ).A .0B .3IC .6ID .7I 答案 D7.(多选)如图所示,两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置,间距为L =1 m ,cd 间、de 间、cf 间分别接着阻值为R =10 Ω的电阻.一阻值为R =10 Ω的导体棒ab 以速度v =4 m/s 匀速向左运动,导体棒与导轨接触良好;导轨所在平面存在磁感应强度大小为B =0.5 T ,方向竖直向下的匀强磁场.下列说法中正确的是( ). 答案 BDA .导体棒ab 中电流的流向为由b 到aB .cd 两端的电压为1 VC .de 两端的电压为1 VD .fe 两端的电压为1 V8.(单选)如图所示,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流.现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化.为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率ΔB Δt 的大小应为( ).答案 CA.4ωB 0πB.2ωB 0πC.ωB 0πD.ωB 02π9.(单选)如图所示,竖直平面内有一金属环,半径为a ,总电阻为R (指拉直时两端的电阻),磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面,在环的最高点A 用铰链连接长度为2a 、电阻为R2的导体棒AB ,AB 由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,B 点的线速度为v ,则这时AB 两端的电压大小为( ).答案 AA.Bav 3B.Bav 6C.2Bav 3 D .Bav10. (多选)如图所示是圆盘发电机的示意图;铜盘安装在水平的铜轴上,它的边缘正好在两磁极之间,两块铜片C 、D 分别与转动轴和铜盘的边缘接触.若铜盘半径为L ,匀强磁场的磁感应强度为B ,回路的总电阻为R ,从左往右看,铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动.则( ).答案 BCA .由于穿过铜盘的磁通量不变,故回路中无感应电流B .回路中感应电流大小不变,为BL 2ω2RC .回路中感应电流方向不变,为C →D →R →CD .回路中有周期性变化的感应电流11.(多选)半径为a 、右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆,单位长度电阻均为R 0.圆环水平固定放置,整个内部区域分布着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B .直杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动,直杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O 开始,直杆的位置由θ确定,则().A .θ=0时,直杆产生的电动势为2Bav 答案 ADB .θ=π3时,直杆产生的电动势为3BavC .θ=0时,直杆受的安培力大小为2B 2av +R 0 D .θ=π3时,直杆受的安培力大小为3B 2av +R 012. (多选)如图所示,边长为L 、不可形变的正方形导线框内有半径为r 的圆形磁场区域,其磁感应强度B 随时间t 的变化关系为B =kt (常量k >0).回路中滑动变阻器R 的最大阻值为R 0,滑动片P 位于滑动变阻器中央,定值电阻R 1=R 0、R 2=R 02.闭合开关S ,电压表的示数为U ,不考虑虚线MN 右侧导体的感应电动势,则( ).答案 ACA .R 2两端的电压为U 7B .电容器的a 极板带正电C .滑动变阻器R 的热功率为电阻R 2的5倍D .正方形导线框中的感应电动势为kL 2知识点五:自感1.(多选)在如图所示的电路中,A1和A2是两个相同的灯泡,线圈L的自感系数足够大,电阻可以忽略不计.下列说法中正确的是().答案ABA.合上开关S时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮B.断开开关S时,A1和A2都要过一会儿才熄灭C.断开开关S时,A2闪亮一下再熄灭D.断开开关S时,流过A2的电流方向向右2、(单选)如图所示,线圈L的自感系数很大,且其电阻可以忽略不计,L1、L2是两个完全相同的小灯泡,随着开关S闭合和断开的过程中,L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)().答案D亮度不变,L2亮度逐渐变亮,最后两灯一样亮;S断开,L2立即不亮,A.S闭合,LL1逐渐变亮B.S闭合,L1亮度不变,L2很亮;S断开,L1、L2立即不亮C.S闭合,L1、L2同时亮,而后L1逐渐熄灭,L2亮度不变;S断开,L2立即不亮,L1亮一下才灭D.S闭合,L1、L2同时亮,而后L1逐渐熄灭,L2则逐渐变得更亮;S断开,L2立即熄灭,L1亮一下才灭3.(单选)如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,电感L的电阻不计,电阻R的阻值大于灯泡时刻断开S.下列表D的阻值.在t=0时刻闭合开关S,经过一段时间后,在t=t示A、B两点间电压U AB随时间t变化的图象中,正确的是().答案B4.(单选)如图所示,A、B、C是3个完全相同的灯泡,L是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计).则() 答案AA.S闭合时,A灯立即亮,然后逐渐熄灭B.S闭合时,B灯立即亮,然后逐渐熄灭C.电路接通稳定后,三个灯亮度相同D.电路接通稳定后,S断开时,C灯立即熄灭5.(多选)如图是研究通电自感实验的电路图,A1、A2是两个规格相同的小灯泡,闭合电键调节电阻R,使两个灯泡的亮度相同,调节可变电阻R1,使它们都正常发光,然后断开电键S.重新闭合电键S,则().A.闭合瞬间,A1立刻变亮,A2逐渐变亮答案BCB.闭合瞬间,A2立刻变亮,A1逐渐变亮C.稳定后,L和R两端电势差一定相同D.稳定后,A1和A2两端电势差不相同6.(多选)如图所示的电路中,L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈,D1、D2是两个完全相同的电灯,E是内阻不计的电源.t=0时刻,闭合开关S,经过一段时间后,电路达到稳定,t1时刻断开开关S.I1、I2分别表示通过电灯D1和D2中的电流,规定图中箭头所示方向为电流正方向,以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是().答案AC知识点六:电磁感应图像问题1、(单选)如图,在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN,其中ab、ac在a点接触,构成“V”字型导轨.空间存在垂直于纸面的均匀磁场.用力使MN向右匀速运动,从图示位置开始计时,运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触.下列关于回路中电流i与时间t的关系图线,可能正确的是().答案A2、(单选)如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a,磁感应强度的大小为B.一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置开始沿水平向右方向以速度v匀速穿过磁场区域,在图中线框A、B两端电压U AB与线框移动距离x的关系图象正确的是().答案D3、(单选)将一段导线绕成图5甲所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内.回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中.回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示.用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反应F随时间t变化的图象是().答案B4、(多选)如图甲所示,正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示.t=0时刻,磁感应强度B的方向垂直纸面向里,设产生的感应电流以顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向以水平向左为正.则下面关于感应电流i和cd边所受安培力F随时间t变化的图象正确的是().答案AC5.(单选)如图甲,R0为定值电阻,两金属圆环固定在同一绝缘平面内.左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上,经二极管整流后,通过R0的电流i始终向左,其大小按图乙所示规律变化.规定内圆环a端电势高于b端时,a、b间的电压u为正,下列u ab---t图象可能正确的是() 答案C6.(单选)如图所示,一导体圆环位于纸面内,O 为圆心.环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场,两磁场磁感应强度的大小相等,方向相反且均与纸面垂直.导体杆OM 可绕O 转动,M 端通过滑动触点与圆环良好接触.在圆心和圆环间连有电阻R .杆OM 以匀角速度ω逆时针转动,t =0时恰好在图示位置.规定从a 到b 流经电阻R 的电流方向为正,圆环和导体杆的电阻忽略不计,则杆从t =0开始转动一周的过程中,电流随ωt 变化的图象是( ).答案 C7.(单选)边长为a 的闭合金属正三角形框架,左边竖直且与磁场右边界平行,完全处于垂直于框架平面向里的匀强磁场中.现把框架匀速水平向右拉出磁场,如图所示,则下列图象与这一过程相符合的是( ).答案 B8. (单选)如图,矩形闭合导体线框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放,用t 1、t 2分别表示线框ab 边和cd 边刚进入磁场的时刻.线框下落过程形状不变,ab 边始终保持与磁场水平边界线OO ′平行,线框平面与磁场方向垂直.设OO ′下方磁场区域足够大,不计空气的影响,则下列哪一个图象不可能反映线框下落过程中速度v 随时间t 变化的规律( ).答案 A9.(多选)一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内,线框平面与磁场垂直,线框的右边紧贴着磁场边界,如图甲所示.t =0时刻对线框施加一水平向右的外力F ,让线框从静止开始做匀加速直线运动穿过磁场,外力F 随时间t 变化的图象如图乙所示.已知线框质量m =1 kg 、电阻R =1 Ω,以下说法正确的是( ).A .线框做匀加速直线运动的加速度为1 m/s 2 答案 ABCB .匀强磁场的磁感应强度为2 2 TC .线框穿过磁场的过程中,通过线框的电荷量为22 CD .线框边长为1 m10、如图甲所示,空间存在一宽度为2L 的有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.在光滑绝缘水平面内有一边长为L 的正方形金属线框,其质量m =1 kg 、电阻R =4 Ω,在水平向左的外力F 作用下,以初速度v 0=4 m/s 匀减速进入磁场,线框平面与磁场垂直,外力F 大小随时间t 变化的图线如图乙所示.以线框右边刚进入磁场时开始计时.(1)求匀强磁场的磁感应强度B ;(2)求线框进入磁场的过程中,通过线框的电荷量q ;(3)判断线框能否从右侧离开磁场?说明理由.答案 (1)0.33 T (2)0.75 C (3)不能;x =4 m<2L。
高中物理必备知识点法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律『夯实基础知识』1、法拉第电磁感应定律:量的变化率成正比。
电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通在电磁感应现象中,??,其中n公式:为线圈的匝数。
nE=t?法拉第电磁感应定律的理解??nE=发生变(1当线圈面积)S不变,垂直于线圈平面的磁场B的两种基本形式:①t?SS?BB?不变,垂直于磁场发生变化时,的线圈面积S。
;②化时,当磁场B nEE=n=t?t???的大小φφ,(2)感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率与的大小及△t?没有必然联系。
?B??均匀变化,B为恒定(如:面积S不变,磁场S,或磁场B(3不变,面积)若k?tt????S?)也为变化量,,则感应电动势恒定。
若为变化量,则感应电动势E均匀变化,?k?t?t?????的极限值才等于瞬时感△t时间内平均感应电动势,当△t→0时,计算的是nEE=n=t??t应电动势。
???、磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率2??t?B为磁场1)磁通量是指穿过某面积的磁感线的条数,计算式为,其中θ(???sinBS=S与线圈平面的夹角。
?,差量之磁磁通量与初状态的通量(2)磁通的变化圈指线中末状态的???12,计算磁通量以及磁通量变化时,要注意磁通量的正负。
???-=?12??是描述磁通量变化快慢的物理量。
表示回路中(3)磁通量的变化率。
磁通量的变化率t????图象上某点切线的斜率。
平均感应电动势的大小,是与以及没有必然联系。
???t?t?、对公式E =Blv的研究3 1)公式的推导(的匀强磁场中,当棒以,强度垂直于磁场方向放在磁感强度为B取长度为1的导体棒ab、af=evB的作用,这将使的棒中自由电子就将受到洛仑兹力速度v做垂直切割磁感线运动时,b作用外又将受到电场力f两端分别积累起正、负电荷而在棒中形成电场,于是自由电子除受b b、小,棒两端积累的电荷继续增加,直至电场b两端积累的电荷少,电场弱,=eEf,开始af cc棒形成一个感应电abf力与洛仑兹力平衡:f=f。
高中物理必修三第十三章电磁感应与电磁波初步全部重要知识点(带答案)
高中物理必修三第十三章电磁感应与电磁波初步全部重要知识点单选题1、已知匝数为n的正方形线框,面积为S,垂直于磁场放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,如图所示,则穿过该线框的磁通量为()A.Φ=nBS B.Φ=BS C.Φ=n BS D.Φ=BS答案:B穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关,且当线圈平面与磁场垂直时,有Φ=BS故选B。
2、对磁感应强度计算公式B=FIL理解正确的是()A.磁感应强度大小与导线受力F的大小成正比B.磁感应强度大小与导线长度L成反比C.磁感应强度大小与导线中的电流大小I成反比D.磁感应强度与F、I和L均无关,它的大小由磁场自身决定答案:D磁感应强度反映磁场本身的性质,与放入磁场的电流元的F、I、L无关,不能说B与F成正比,与I、L成反比。
故选D。
3、如图所示,下列矩形线框在无限大的匀强磁场中运动,则能够产生感应电流的是()A.B.C.D.答案:D矩形线框的磁通量发生变化,才能产生感应电流。
故选D。
4、如图,电池给螺线管供电,不计地磁场影响,则()A.通电前,螺线管就有磁性B.断电后,螺线管周围依然有磁场C.通电后,螺线管上端为N极D.通电后,螺线管下端为N极答案:CA.通电前,螺线管导线中无电流,没有磁性,故A错误;B.断电后,螺线管部分导线不构成闭合回路,无电流,没有磁性,故B错误;CD.由安培定则可知,通电后,螺线管上端为N极,故C正确,D错误。
故选C。
5、下列现象中,能表明电和磁有联系的是()A.摩擦起电B.两块磁铁相互吸引或排斥C.磁铁插入闭合线圈过程中,线圈中产生感应电流D.小磁针靠近冰箱贴时偏转答案:CA.摩擦起电只是使物体带电的一种方式,不能表明电和磁有联系,A错误;B.两块磁铁相互吸引或排斥,说明磁场有力的性质,不能表明电和磁有联系,B错误;C.磁铁插入闭合线圈过程中,使得闭合线圈的磁通量发生变化,从而线圈中产生感应电流,表明了电和磁有联系,C正确;D.小磁针靠近冰箱贴时偏转,说明磁场有力的性质,不能表明电和磁有联系,D错误。
高中物理第十三章电磁感应与电磁波初步基础知识点归纳总结(带答案)
高中物理第十三章电磁感应与电磁波初步基础知识点归纳总结单选题1、管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。
焊机的原理如图所示,圆管通过一个接有高频交流电源的线圈,线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流,电流产生的热量使接缝处的材料熔化,将其焊接。
焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为()A.牛顿B.库仑C.洛伦兹D.法拉第答案:D由题意可知圆管为金属导体,导体内部自成闭合回路,且有电阻,当周围的线圈中产生出交变磁场时,就会在导体内部感应出电流,电流通过电阻要发热。
该过程利用的原理是电磁感应现象,其发现者为法拉第,故D正确,ABC错误。
故选D。
2、如图所示,O处有一通电直导线,其中的电流方向垂直于纸面向里,图形abcd为以O点为同心圆的两段圆弧a和c与两个半径b和d构成的扇形,则以下说法中正确的是()A.该通电直导线所产生的磁场方向如图中的b或d所示,且离O点越远,磁场越强B.该通电直导线所产生的磁场方向如图中的b或d所示,且离O点越远,磁场越弱C.该通电直导线所产生的磁场方向如图中的a或c所示,且离O点越远,磁场越强D.该通电直导线所产生的磁场方向如图中的a或c所示,且离O点越远,磁场越弱答案:D由安培定则可知,通电直导线周围磁场的磁感线是以通电导线为圆心的一系列同心圆,方向是图中a或c箭头所示,且离通电直导线越远,磁场越弱。
故选D。
3、5G是“第五代移动通信技术”的简称,其最显著的特征之一是具有超高速的数据传输速率。
5G信号一般采用3.3×109~6×109 Hz频段的无线电波,而现行第四代移动通信技术4G的频段范围是1.88×109~2.64×109 Hz,则()A.5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物,所以5G通信需要搭建更密集的基站B.5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快C.空间中的5G信号和4G信号相遇会产生干涉现象D.5G信号是横波,4G信号是纵波答案:AA.5G信号的频率更高,则波长小,故5G信号更不容易发生明显的衍射现象,因此5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物,所以5G通信需要搭建更密集的基站,故A正确;B.任何电磁波在真空中的传播速度均为光速,故传播速度相同,故B错误;C.5G信号和4G信号的频率不一样,不能发生干涉现象,故C错误;D.电磁波为横波,可以发生偏振现象,故D错误。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
中国最负责任的教育机构私塾国际学府学科教师辅导教案组长审核:学员编号:年级:年级课时数:3课时学员姓名:辅导科目:物理学科教师:杨振授课主题教学目的教学重点授课日期及时段教学内容新课讲-练-总结一、磁通量1.定义:磁感应强度与面积的乘积,叫做穿过这个面的磁通量.2.定义式:Φ=BS.说明:该式只适用于匀强磁场的情况,且式中的S是跟磁场方向垂直的面积;若不垂直,则需取平面在垂直于磁场方向上的投影面积,即Φ=BS⊥=BSsinθ,θ是S与磁场方向的夹角.3.磁通量Φ是标量,但有正负.Φ的正负意义是:从正、反两面哪个面穿入,若从一面穿入为正,则从另一面穿入为负.4.单位:韦伯,符号:Wb.5.磁通量的直观含义:表示磁场中穿过某一面积磁感线的条数.6.磁通量的变化:ΔΦ=Φ2-Φ1,即末、初磁通量之差.(1)磁感应强度B不变,有效面积S变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B·ΔS.(2)磁感应强度B变化,磁感线穿过的有效面积S不变时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=ΔB·S.(3)磁感应强度B和有效面积S同时变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B2S2-B1S1.注意几个概念:(1)磁通量Φ:某时刻穿过磁场中某个面的磁感应线条数,若穿过某个面有方向相反的磁场,则不能直接用Φ=B·S,应考虑相反方向的磁感应或抵消以后所剩余的磁通量。
(2)磁通量变化量ΔΦ:穿过某个面的磁通量随时间的变化量。
注意开始和转过180º时平面都与磁场垂直,穿过平面的磁通量是不同的,一正一负,ΔΦ=2B·S,而不是零。
(3)磁通量的变化率ΔΦ/Δt:表述磁场中穿过某一面的磁通量变化快慢的物理量。
它既不表示磁通量的大中国最负责任的教育机构小也不表示磁通量变化的多少,在Φ-t 图像中,可用图形的斜率表示。
剖析:① 磁通量ϕ的实质就是穿过某面积的磁感线的条数。
② 磁感线除了有大小以外,还有方向,但它是个标量。
磁通量的方向仅仅表示磁感线沿什么方向穿过某面积,其运算不满足矢量合成的平行四边形定则,只满足代数运算,在求其变化量时,事先要设正方向,并将“+”、“-”号代入。
③ 由磁通量的定义θϕsin BS =可得:θϕsin S B =,此式表示“磁感应强度B 大小等于穿过垂直于磁场方向的单位面积的磁感线条数”,所以磁感应强度又被叫做“磁感密度”。
[例题1] .如图10-1-4所示,面积大小不等的两个圆形线圈A 和B 共轴套在一条形磁铁上,则穿过A 、B 磁通量的大小关系是A ϕ____B ϕ。
解析:磁铁内部向上的磁感线的总条数是相同的,但由于线圈A 的面积大于B 的,外部穿过线圈向下的磁感线的条数A 的大于B 的,所以A ϕ<B ϕ。
答案:<【变式训练1】如图10-1-5所示,边长为cm 100的正方形闭合线圈置于磁场中,线圈的ad 、bc 两边中点连线O O '的左右两侧分别存在着方向相同、磁感应强度大小各为T B 60.01=、T B 40.02=的匀强磁场。
开始时,线圈平面与磁场垂直,若从上往下看,线圈逆时针转037和0180角时,穿过线圈的磁通量分别改变了多少?解析:在开始位置,线圈与磁场垂直,则22211S B S B ⋅+⋅=ϕ 2140.02160.0⨯+⨯=)(5.0Wb = 线圈绕O O '转动037角后0201237cos 237cos 2SB S B ⋅+⋅=ϕ 8.02140.08.02160.0⨯⨯+⨯⨯=)(40.0Wb = 磁通量的变化量为)(1.050.040.012Wb -=-=-=∆ϕϕϕ线圈绕O O '转动0180角时,若规定穿过圆线圈平面的磁通量为正,转过0180后,穿过线圈的磁通量则10-1-410-1-5中国最负责任的教育机构为负值,即22213S B S B ⋅-⋅-=ϕ 2140.02160.0⨯-⨯-=)(5.0Wb -= 磁通量的变化量为)(0.150.050.013Wb -=--=-='∆ϕϕϕ 二、电磁感应现象1.电磁感应现象:当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应。
2.产生感应电流的条件 (1)电路必须闭合(2)穿过回路的磁通量要发生变化 3.感应电动势的产生穿过电路的磁通量发生变化.电磁感应现象的实质是产生感应电动势.如果回路闭合,则有感应电流;如果回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.说明:产生感应电动势的那部分导体相当于电源.三、感应电流方向的判断1.右手定则:伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线从手心垂直进入,大拇指指向导体运动方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向。
2.楞次定律内容:感应电流具有这样的方向,就是感应电流产生的磁场,总是要阻碍引起感应电流的磁通量变化。
(增反减同) 3.判断感应电流方向问题的思路运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为:“一原、二感、三电流”,即为 (1)明确原磁场:弄清原磁场方向及磁通量的变化情况;(2)确定感应磁场:即跟据楞次定律中的“阻碍”原则,结合原磁场磁通量变化情况,确定出感应电流产生的感应磁场的方向;(3)判定感应电流方向:即根据感应磁场的方向,运用安培定则判断出感应电流的方向。
即据原磁场(Φ原方向及ΔΦ情况) 确定感应磁场(B 感方向) 判断感应电流(I 感方向)说明:1.楞次定律是普遍规律,适用于一切电磁感应现象,而右手定则只适用于导体切割磁感线运动的情况,此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定更简便.2.右手定则与左手定则的区别:抓住因果关系才能无误.“因动而电”—— 用右手;“因电而动”——用左手.重点难点例析一、磁通量及其变化的计算由公式Φ=BS 计算磁通量及磁通量的变化应把握好以下几点: (1) 此公式只适用于匀强磁场(2) 式中的S 是与磁场垂直的有效面积 (3) 磁通量Φ为双向标量,其正负表示与规定的中国最负责任的教育机构正方向是相同还是相反(4)磁通量的变化量ΔΦ是指穿过磁场中某一面的末态磁通量Φ2与初态磁通量Φ1的差值, 即 ΔΦ=|Φ2-Φ1|.【例1】如图所示,一正方形闭合线圈在足够大的匀强磁场中运动,其中能产生感应电流的是( D ) A . B. C. D.【例2】面积为S 的矩形线框abcd,处在磁感应强度为B 的匀强磁场中(磁场区域足够大),磁场方向与线框平面成θ角,如图9-1-1所示,当线框以ab 为轴顺时针转900过程中,穿过 abcd 的磁通量变化量ΔΦ= .【解析】设开始穿过线圈的磁通量为正,则在线框转过900的过程中,穿过线圈的磁通量是由正向BSsinθ减小到零,再由零增大到负向BScosθ,所以,磁通量的变化量为:ΔΦ=Φ2-Φ1=-BScosθ-BSsinθ=-BS(cosθ+sinθ) 【答案】-BS(cosθ+sinθ)【点拨】磁通量正负的规定:任何一个面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿入磁通量为正,则磁感线从反面穿入时磁通量为负.穿过某一面积的磁通量一般指合磁通量.二、感应电流方向的判定感应电流方向的判定方法:方法一:右手定则(部分导体切割磁感线) 方法二:楞次定律【例4】某实验小组用如图9-1-3所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时,通过电流计的感应电流方向是( )A.a →○G →b B.先a →○G →b,后b →○G →a C.先b →○G →a D.先b →○G →a,后a →○G →b三、楞次定律推论的应用在实际问题的分析中,楞次定律的应用可拓展为以下四个方面① 阻碍原磁通量的变化,即“增反减同”; ② 阻碍相对运动,即“来拒去留”;③ 使线圈面积有扩大或缩小的趋势,即“大小小大”; ④ 阻碍导体中原来的电流发生变化,即“自感现象”.【例5】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9-1-7所示的方向,绕中心转动的角速度发生变化时,B 中产生如图所示的感应电流,则( BC ) 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 【解析】若A 带正电, 则穿图9-1-1图9-1-3图9-1-7中国最负责任的教育机构图9-1-8过B 的磁通量垂直纸面向里,只有磁通量增大时,B 中才会产生逆时针方向的感应有尽电流,故A 的转速应增大,选项B 正确A 错误.若A 带负电,同理可推断选项C 正确D 错误.【例7】电阻R 、电容器C 与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N 极朝下,如图9-1-8所示.现使磁铁开始自由下落,在N 极接近线圈上端的过程中,流过R 的电流方向和电容器极板的带电情况是( D ) A.从a 到b,上极板带正电 B.从a 到b,下极板带正电 C.从b 到a,上极板带正电 D.从b 到a,下极板带正电【解析】在N 极接近线圈上端的过程中,通过线圈的磁感线方向向下,磁通量增大,由楞次定律可判断流过线圈的电流方向下,即线圈下端相当于电源正极,故可知D 正确.法拉第电磁感应定律:在电磁感应现象中,电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
公式: tnE ∆∆ϕ=,其中n 为线圈的匝数。
法拉第电磁感应定律的理解(1)tn ∆∆ϕ=E 的两种基本形式:①当线圈面积S 不变,垂直于线圈平面的磁场B 发生变化时,t BS n E ∆∆=;②当磁场B 不变,垂直于磁场的线圈面积S 发生变化时,tSB n E ∆∆=。
(2)感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率t∆∆ϕ,与φ的大小及△φ的大小没有必然联系。
(3)若t ∆∆ϕ为恒定(如:面积S 不变,磁场B 均匀变化,k tB=∆∆,或磁场B 不变,面积S 均匀变化,'=∆∆k t S ),则感应电动势恒定。
若t∆∆ϕ为变化量,则感应电动势E 也为变化量,t n E ∆∆ϕ=计算的是△t 时间内平均感应电动势,当△t →0时,tnE ∆∆ϕ=的极限值才等于瞬时感应电动势。
二、导体切割磁感线产生的感应电动势 (1)公式:E = lvB (2)适用条件除了磁场必须是匀强的外,磁感强度B 、切割速度v 、导体棒长度l 三者中任意两个都应垂直的,即B v ,v l ,l B ⊥⊥⊥这三个关系必须是同时成立的。
如有不垂直的情况,应通过正交分解取其垂直分量代入。
(3)公式中l 的意义公式E = lvB 中l 的意义应理解为导体的有效切割长度(当导体棒不是直的)。
所谓导体的有效切割长度,指的是切割导体两端点的连线在同时垂直于v 和B 的方向上的投影的长度。