2019高考物理一轮复习第十章电磁感应第74讲法拉第电磁感应定律自感加练半小时教科版
高考物理一轮复习课件第十章法拉第电磁感应定律自感现象
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楞次定律的应用
判断感应电流的方向;解释电磁现象中的自感现象和互感现象;分析电磁振荡过程等。
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自感现象与自感系数
自感现象定义及产生条件
自感现象定义
当一个线圈中的电流发生变化时,它所产生的磁通量也会随之变化,从而在线圈自身中产生感应电动 势的现象。
产生条件
线圈中的电流发生变化。
自感系数影响因素分析
变压器工作原理及应用举例
变压器工作原理
变压器是利用电磁感应原理来改变交流 电压的装置,主要构件是初级线圈、次 级线圈和铁芯(磁芯)。当交流电通入 初级线圈时,会在铁芯中产生交变磁场 ,这个交变磁场又会在次级线圈中产生 感应电动势,从而实现电压的变换。
VS
应用举例
在电力系统中,变压器被广泛应用于输电 、配电和用电等各个环节。例如,在远距 离输电时,为了减小线路损耗和提高输电 效率,需要使用升压变压器将电压升高; 在用电设备中,为了满足不同设备的电压 需求,需要使用降压变压器将电压降低。
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操作将电流表 、电压表调整到适当量程。
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2. 将条形磁铁插入线圈中,观察电流表和 电压表的读数变化。
3. 改变滑动变阻器的阻值,观察电流表和 电压表的读数变化。
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4. 重复以上实验步骤,记录实验数据。
数据处理方法和结果讨论
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数据处理方法:根据实 验数据,计算感应电动 势的大小,并绘制感应 电动势与磁通量变化率 的图像。通过图像分析 ,探究感应电动势与磁 通量变化率之间的关系 。
结果讨论
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1. 通过实验数据计算得 到的感应电动势与理论 值相符,验证了法拉第 电磁感应定律的正确性 。
物理学案 人教版高考一轮复习第10章电磁感应学案及实验教学
第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流一、法拉第电磁感应定律 1.感应电动势(1)概念:在电磁感应现象中产生的电动势。
(2)产生条件:穿过回路的磁通量发生改变,与电路是否闭合无关。
(3)方向判断:感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。
2.法拉第电磁感应定律(1)内容:闭合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:E =n ΔΦΔt,其中n 为线圈匝数。
(3)感应电流与感应电动势的关系:遵守闭合电路的欧姆定律,即I =ER +r 。
3.导体切割磁感线的情形(1)若B 、l 、v 相互垂直,则E =Blv 。
(2)v ∥B 时,E =0。
二、自感、涡流 1.自感现象(1)概念:由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感。
(2)自感电动势①定义:在自感现象中产生的感应电动势叫作自感电动势。
②表达式:E =L ΔIΔt。
(3)自感系数L①相关因素:与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。
②单位:亨利(H),1 mH =10-3H,1 μH=10-6H 。
2.涡流当线圈中的电流发生变化时,在它附近的任何导体中都会产生感应电流,这种电流像水的漩涡,所以叫涡流。
授课提示:对应学生用书第196页命题点一 对法拉第电磁感应定律的理解及应用 自主探究1.感应电动势的决定因素(1)由E =n ΔΦΔt 知,感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率ΔΦΔt 和线圈匝数n 共同决定,磁通量Φ较大或磁通量的变化量ΔΦ较大时,感应电动势不一定较大。
(2)ΔΦΔt 为单匝线圈产生的感应电动势大小。
2.法拉第电磁感应定律的三个特例(1)回路与磁场垂直的面积S 不变,磁感应强度发生变化,则ΔΦ=ΔB·S,E =n ΔBΔt S 。
(2)磁感应强度B 不变,回路与磁场垂直的面积发生变化,则ΔΦ=B·ΔS,E =nB ΔSΔt。
(3)磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起时,则ΔΦ=Φ末-Φ初,E =n B 2S 2-B 1S 1Δt ≠n ΔB·ΔSΔt。
高二物理第十章知识点总结
高二物理第十章知识点总结高二物理第十章主要讲述了电磁感应与电磁场的相关知识。
本章的内容包括电磁感应现象、法拉第电磁感应定律、楞次定律、自感与互感、电磁场的概念及特性等。
以下是对这些知识点的详细总结。
1. 电磁感应现象电磁感应是指导体中的磁通量发生变化时,在导体两端产生感应电动势。
磁通量的变化可以通过改变磁场强度、磁场方向、导体面积或者改变磁场与导体之间的相对运动来实现。
2. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律描述了感应电动势的大小与变化率之间的关系。
根据定律,感应电动势的大小等于磁通量的变化率。
即E = -dΦ/dt,其中E表示感应电动势,Φ表示磁通量,t表示时间。
3. 楞次定律楞次定律是电磁感应的基本规律之一,它描述了感应电流的方向。
根据楞次定律,当导体中的磁通量发生变化时,感应电流的方向会使得产生的磁场阻碍磁通量的变化。
这个定律也可以用右手规则来判断感应电流的方向。
4. 自感与互感自感是指电流通过一个线圈时,该线圈本身所产生的感应电动势。
互感是指两个或多个线圈之间的相互感应现象。
自感与互感是电磁感应中的重要概念,它们在电路中起到了重要的作用。
5. 电磁场的概念及特性电磁场是指由电荷和电流所产生的空间中的力场和磁场。
电磁场具有电场强度、磁感应强度和能量密度等特性。
电场强度描述了电场对电荷施加力的强度,磁感应强度描述了磁场对带电粒子施加力的强度。
本章的知识点涉及了电磁感应与电磁场的基础概念和原理,这些知识在物理学与工程学中有着广泛的应用。
理解并掌握这些知识点,不仅有助于我们对电和磁的相互作用有更深入的理解,还能帮助我们解决实际问题,如电磁感应发电原理和变压器的工作原理等。
总结起来,本章内容涉及了电磁感应现象、法拉第电磁感应定律、楞次定律、自感与互感以及电磁场的概念与特性。
这些知识点是理解电磁现象和解决相关问题的基础,通过深入学习与实践探索,我们能够更好地理解和应用这些知识,为今后的学习和工作打下坚实的基础。
2019高三物理人教版一轮课件:第10章+第2节 法拉第电磁感应定律 自感和涡流
A.0 ΔB 2 C.n Δt · πr
[答案] B
ΔB 2 B.n Δt · L ΔB 2 D.n Δt · r
考查点:自感现象 3.(鲁科版选修 3-2P33T1)在如图 1022 所示的电路中,LA 为灯泡,S 为开关, L 为有铁芯的线圈.对于这样的电路,下列说法正确的是( )
图 1022
[教材习题回访] 考查点:对法拉第电磁感应定律的理解 1.(人教版选修 3-2P17T1 改编)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,关 于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是( A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大 C.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大 D.感应电流产生的磁场查点:求感应电动势的大小 2. (粤教版选修 3-2P18T3 改编)如图 1021 所示,半径为 r 的 n 匝线圈放在边长 为 L 的正方形 abcd 之外,匀强磁场充满正方形区域并垂直穿过该区域,当 ΔB 磁场以 Δt 的变化率变化时,线圈产生的感应电动势大小为( )
图 1021
A.因为线圈 L 通电后会产生自感现象,所以 S 闭合后,灯泡 LA 中无电流通 过 B.在 S 打开或闭合的瞬间,电路中都不会产生自感现象 C.当 S 闭合时,电路中会产生自感现象 D.在 S 闭合后再断开的瞬间,灯泡 LA 可能不立即熄灭
[答案]
C
考查点:涡流现象 4. (多选)(沪科版选修 3-2P37T1 改编)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的, 而不是采用一整块硅钢,这是因为( A.增大涡流,提高变压器的效率 B.减小涡流,提高变压器的效率 C.增大铁芯中的电阻,以产生更多的热量 D.增大铁芯中的电阻,以减小发热量 )
B.nBπr2 nπBr2 D. tR
2019版高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 10.2 法拉第电磁感应定律 自感现象
自感电动势可以阻碍电流的变化,但不能阻 止电流的变化
K12教育课件
10
考点1 法拉第电磁感应定律的理解和应用 【典题探究】
【典例1】(2018·榆林模拟)在一空 间有方向相反,磁感应强度大小均为 B的匀强磁场,如图所示,向外的磁场 分布在一半径为a的圆形区域内,向内的磁场分布在除
K12教育课件
3
2
3
I E 3BLv。
2
R 2R
K12教育课件
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迁移2:导体倾斜切割磁感线 (2018·钦州模拟)下列选项各图中所标的导体棒的长度为L,处于磁感应强度为B的匀
强磁场中,棒运动的速度均为v,产生的电动势为BLv的是 ( )
K12教育课件
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K12教育课件
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【解析】选D。A图中导体棒做切割磁感线运动时速度与磁场有一个夹角θ=30°,产生 的感应电动势为E=BLvsin 30°=0.5BLv,故A项错误;B、C两图中导体棒都不切割磁感线, 不产生感应电动势,故B、C项错误;图中导体棒做切割磁感线运动,产生的感应电动势为 E=BLv,故D项正确。
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A.Ua>Uc,金属框中无电流 B.Ub>Uc,金属框中电流方向沿 a-b-c-a C.Ubc=- Bl2ω,金属框中无电流 D.Ubc= Bl2ω,金属框中电流方向沿a-c-b-a
1 2 1 2
K12教育课件
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【解析】选C。穿过金属框的磁通量始终为零,没有 发生变化,故金属框中无电流,B、D项错误;bc边切割 磁感线的等效速度为 lω,根据右手定则Ub<Uc,故 Ubc=- Bl2ω,C项正确;ac边切割磁感线,根据右手 定则得Ua<Uc,A项错误。
量变化率 和线圈匝数n共同决定,而磁通量Φ较大
专题10.3法拉第电磁感应定律-2019高考物理一轮复习考点大通关Word版含解析
考点精讲一、法拉第电磁感应定律 1.感应电动势(1)概念:在电磁感应现象中产生的电动势.(2)产生:只要穿过回路的磁通量发生变化,就能产生感应电动势,与电路是否闭合无关.(3)方向:产生感应电动势的电路(导体或线圈)相当于电源,电源的正、负极可由右手定则或楞次定律判断.(4)感应电流与感应电动势的关系:遵循闭合电路欧姆定律,即I =ER +r.2.法拉第电磁感应定律(1)内容:闭合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:E =n ΔΦΔt ,n 为线圈匝数.3.导体切割磁感线的情形(1)若B 、l 、v 相互垂直,则E =Blv .(2)若B ⊥l ,l ⊥v ,v 与B 夹角为θ,则E =Blv sin_θ. 特别提醒 若v ∥B ,则E =0. 二、感应电动势的大小 1.感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率ΔΦΔt和线圈的匝数共同决定,而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系.(2)当ΔΦ仅由B 引起时,则E =nS ΔB Δt ;当ΔΦ仅由S 引起时,则E =n B ΔSΔt. 2.磁通量的变化率ΔΦΔt 是Φ-t 图象上某点切线的斜率.3.求解感应电动势常见情况与方法情景图研究对象回路(不一定闭合)一段直导线(或等效成直绕一端转动的一段导体棒绕与B 垂直的轴转动的导线导线)框表达式E=nΔΦΔtE=BLv sin θE=12BL2ωE=NBSω·sin(ωt+φ0)考点精练题组1 法拉第电磁感应定律1.如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度随时间变化,下列说法正确的是( )A.当磁感应强度增加时,线框中的感应电流可能减小B.当磁感应强度增加时,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【答案】:AD2.穿过某线圈的磁通量随时间的变化的关系如图所示,在线圈内产生感应电动势最大值的时间是( )A.0~2 s B.2~4 s C.4~6 s D.6~8 s【答案】:C【解析】:Φ-t图像中,图像斜率越大,ΔΦΔt越大,感应电动势就越大。
2019版高考物理一轮总复习 第10章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律、自感.doc
2019版高考物理一轮总复习第10章电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律、自感一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。
其中1~6为单选,7~10为多选)1.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出,设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力,则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是( )A.越来越大B.越来越小C.保持不变D.无法判断答案 C解析当导体切割磁感线时感应电动势的大小为E=Blv,其中v指的是导体沿垂直于磁场方向的分速度大小,对应于本题金属棒水平方向的分速度v0不变,所以导体棒在运动过程中产生的感应电动势大小E=Blv0,大小保持不变。
2.如图所示,在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯,现接通交流电源,过了几分钟,杯内的水沸腾起来。
若要缩短上述加热时间,下列措施可行的有( )A.减少线圈的匝数B.提高交流电源的频率C.将金属杯换为瓷杯D .取走线圈中的铁芯 答案 B解析 该装置的工作原理是,线圈内变化的电流产生变化的磁场,从而使金属杯体内产生涡流,再把电能转化为内能,使杯内的水发热。
交流电源的频率一定时,线圈产生的磁场越强,杯体内磁通量变化就越快,产生的涡流就越大,增加线圈的匝数会使线圈产生的磁场增强,而取走线圈中的铁芯会使线圈产生的磁场减弱,故A 、D 错误。
交流电源的频率增大,杯体内磁通量变化加快,产生的涡流增大,故B 正确。
瓷为绝缘材料,不能产生涡流,故C 错误。
3.如图所示,在庆祝反法西斯胜利70周年阅兵盛典上,我国预警机“空警—2000”在天安门上空时机翼保持水平,以4.5×102km/h 的速度自东向西飞行。
该机的翼展(两翼尖之间的距离)为50 m ,北京地区地磁场的竖直分量向下,大小为4.7×10-5T ,则( )A .两翼尖之间的电势差为2.9 VB .两翼尖之间的电势差为1.1 VC .飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高D .飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低 答案 C解析 由E =Blv 得E =4.7×10-5×50×4.5×1023.6V =0.29 V ,故A 、B 选项均错误;由右手定则可知,飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高,C 选项正确,D 选项错误。
(浙江专版)2019版高考物理一轮复习第十章电磁感应28法拉第电磁感应定律自感课件
题组突破强化提升
核心剖析归纳提升
2.小明同学设计了一个“电磁天平”,如图甲所示,等臂天平的左臂 为挂盘,右臂挂有矩形线圈,两臂平衡。线圈的水平边长L=0.1 m,竖 直边长H=0.3 m,匝数为N1。线圈的下边处于匀强磁场内,磁感应强 度B0=1.0 T,方向垂直线圈平面向里。线圈中通有可在0~2.0 A范围 内调节的电流I。挂盘放上待测物体后,调节线圈中电流使天平平 衡,测出电流即可测得物体的质量。(重力加速度g取10 m/s2)
1 中点位置的线速度 lω 2 1 2
。
-11-
基础夯实精准归纳
题组突破强化提升
核心剖析归纳提升
考试说明 1.导体切割磁感线时感应 电动势的计算,只限于 L、 B、 u 三者垂直的情形。 2.不要求计算涉及反电动 势的问题。 3.在电磁感应现象中,不要 求判断电路中各点电势的 高低。 4.不要求计算既有感生电 动势又有动生电动势的电 磁感应问题。 5.不要求计算自感电动势。
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基础夯实精准归纳
������
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基础夯实精准归纳
题组突破强化提升
核心剖析归纳提升
4.通过回路截面的电荷量 q 仅与 n、ΔΦ 和回路电阻 R 有关,与 时间长短无关。推导如下:q=IΔt=
������Δ������ ������Δ������ Δt= 。 Δ������������ ������
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基础夯实精准归纳
������ ������
2.磁通量的变化率 Δ������ 是 Φ -t 图象上某点切线的斜率。 3.对 Φ 、ΔΦ 和 Δ������ 的理解和易错点拨 Δ������ (1)错误地认为 Φ 、ΔΦ 和 Δ������ 的大小都与线圈的匝数 n
2019高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 第2节 法拉第电磁感应定律及其应用讲义 新人教版
解析 答案
知识梳理 考点自诊
3.如图所示,闭合金属导线框水平放置在竖直向上的匀强磁场中, 磁场的磁感应强度B的大小随时间变化而变化。下列说法正确的 是( )
关闭
据法A.拉当第B增电大磁时感,应线定框律中的E=感nΔ应������电,可流得一E定=n增������ ·大Δ ������,感应电动势与Δ ������成正 比 感 小D ,应 也BCD当...电 无当当当磁动 法BBB感增减减势 确应大 小小的 定强时 时时大 ,度 A,,,、小线 线线BB不框 框框增、能中中中大C确的的的或错定感感感减误,应应应Δ再小,���D���电电电据时正流流流欧,并确一一可姆不。定定能定能减减不律确Δ小小变可������定知ΔΔ������,������是 感增 应大 电或 流减I=Δ小������������������的,所大以关闭
①定义:在自感现象中产生的感应电动势叫作 自感电动势 。
������
②表达式:E= L Δ������ 。
(3)自感系数L
①相关因素:与线圈的 大小
有关。
②单位:亨利(H),1 mH= 10-3
、形状、 匝数 H,1 μH= 10-6
以及是否有铁芯 H。
知识梳理 考点自诊
2.涡流 当线圈中的电流发生变化时,在它附近的任何导体中都会产生 感应电流 ,这种电流像水的漩涡所以叫涡流。 3.电磁阻尼 导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的 方向总是 阻碍 导体的运动。 4.电磁驱动 如果磁场相对于导体转动,在导体中会产生 感应电流 使导体 受到安培力而运动起来。
������t
3.在有关图象问题中,磁通量的变化率
������ ������
是Φ-t图象上某点切线
(新课标)2019届高考物理一轮复习 第10章 电磁感应 第二节 法拉第电磁感应定律 自感 涡流课件
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(3)通过回路截面的电荷量 q 仅与 n、ΔΦ 和回路电阻 R 有关,
与时间长短无关.推导如下:q=-I Δt=nΔΔt·ΦRΔt=nΔRΦ.
考点二 导体切割磁感线产生感应电动势
[基础梳理]
1.公式 E=Blv 的使用条件
第十章 电磁感应
第二节 法拉第Ev电al磁ua感tio应n o定nl律y. 自感 涡流 eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0
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考点一 法拉第电磁感应定律的应用
B2
5t2.2.0
=2 T/sC,o根p据yr法ig拉ht第2电00磁4感-2应01定1律A,sp产o生se的P感ty应L电td动.势为 E2
=nSΔΔBt22=100×0.12×2 V=2 V.导线圈中产生的感应电流为
方波交变电流,选项 A 正确;在 t=2.5 s 时,产生的感应电动
势为
E2=2
A.ab 中的感应电流方向由 b 到 a B.ab 中的感应电流逐渐减小 C.ab 所受的安培力保持不变 D.ab 所受的静摩擦力逐渐减小
解析:选 D.根据楞次定律,感应电流产生的磁场向下,再根据
近年届高考物理一轮复习第十章电磁感应第二节法拉第电磁感应定律自感涡流课后达标新人教版(2021年整
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第二节法拉第电磁感应定律自感涡流(建议用时:60分钟)一、单项选择题1。
如图,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v沿与棒与磁感应强度都垂直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小为ε;将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线,置于与磁感应强度相垂直的平面内,当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时,棒两端的感应电动势大小为ε'.则错误!等于()A。
错误! B.错误!C.1 D.错误!解析:选B。
设折弯前导体切割磁感线的长度为L,折弯后,导体切割磁场的有效长度为l=错误!=错误!L,故产生的感应电动势为ε’=Blv=B·错误!Lv=错误!ε,所以错误!=错误!,B正确.2.英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场.如图所示,一个半径为r的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场,环上套一带电荷量为+q的小球.已知磁感应强度B随时间均匀增加,其变化率为k,若小球在环上运动一周,则感生电场对小球的作用力所做功的大小是()A.0 B。
错误!r2qkC.2πr2qk D.πr2qk解析:选D.变化的磁场使回路中产生的感生电动势E=错误!=错误!·S=kπr2,则感生电场对小球的作用力所做的功W=qU=qE=qkπr2,选项D正确.3.(2018·长沙模拟)如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0。
2019届高考物理一轮复习讲义:法拉第电磁感应定律自感现象含答案
第2讲 法拉第电磁感应定律 自感现象板块一 主干梳理·夯实基础【知识点1】 法拉第电磁感应定律 Ⅱ 1.感应电动势(1)概念:在电磁感应现象中产生的电动势.(2)产生条件:穿过回路的磁通量发生改变,与电路是否闭合无关. (3)方向判断:感应电动势的方向用楞次定律或右手定则来判断. 2.法拉第电磁感应定律(1)内容:闭合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:E =n ΔΦΔt,其中n 为线圈匝数.(3)感应电流与感应电动势的关系:遵守闭合电路欧姆定律,即I =E R +r. (4)导体切割磁感线时的感应电动势【知识点2】 自感、涡流 Ⅰ 1.互感现象两个互相靠近的线圈,当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象. 2.自感现象(1)定义:当一个线圈中的电流变化时,它产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势. (2)自感电动势①定义:由于自感而产生的感应电动势. ②表达式:E =L ΔI Δt .③自感系数L相关因素:与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯有关.单位:亨利(H),1 mH=10-3H,1 μH=10-6 H.3.涡流当线圈中的电流发生变化时,在它附近的任何导体中都会产生感应电流,这种电流像水的旋涡,所以叫涡电流,简称涡流.(1)电磁阻尼:当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体的运动.(2)电磁驱动:如果磁场相对于导体转动,在导体中会产生感应电流使导体受到安培力的作用,安培力使导体运动起来.交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的.(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了楞次定律的推广应用.板块二考点细研·悟法培优考点1 法拉第电磁感应定律的应用[拓展延伸]1.磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率ΔΦΔt的比较提示:①Φ、ΔΦ、ΔΦΔt 的大小之间没有必然的联系,Φ=0,ΔΦΔt不一定等于0;②感应电动势E 与线圈匝数n 有关,但Φ、ΔΦ、ΔΦΔt的大小均与线圈匝数无关. 2.应用法拉第电磁感应定律E =n ΔΦΔt时应注意(1)研究对象:E =n ΔΦΔt的研究对象是一个回路,而不是一段导体.(2)物理意义:E =n ΔΦΔt 求的是Δt 时间内的平均感应电动势,当Δt →0时,则E 为瞬时感应电动势.3.法拉第电磁感应定律应用的三种情况(1)磁通量的变化是由面积变化引起时,ΔΦ=B ·ΔS ,则E =n B ·ΔSΔt.(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时,ΔΦ=ΔB ·S ,则E =n ΔB ·SΔt ,S 是磁场范围内的有效面积.(3)磁通量的变化是由于面积和磁场变化共同引起的,则根据定义求,ΔΦ=Φ末-Φ初,E =nB 2S 2-B 1S 1Δt. 4.在图象问题中磁通量的变化率ΔΦΔt是Φ-t 图象上某点切线的斜率,利用斜率和线圈匝数可以确定感应电动势的大小.例1 如图所示,固定在匀强磁场中的水平导轨ab 、cd 的间距L 1=0.5 m ,金属棒ad 与导轨左端bc 的距离为L 2=0.8 m ,整个闭合回路的电阻为R =0.2 Ω,磁感应强度为B 0=1 T 的匀强磁场竖直向下穿过整个回路.ad 杆通过滑轮和轻绳连接着一个质量为m =0.04 kg 的物体,不计一切摩擦,现使磁场以ΔBΔt=0.2 T/s 的变化率均匀地增大.求:(1)金属棒上电流的方向; (2)感应电动势的大小;(3)经过多长时间物体刚好离开地面(g 取10 m/s 2).(1)如何判定金属棒上电流的方向?提示:用楞次定律.(2)物体刚好离地时,金属杆上的安培力的大小与方向如何? 提示:ad 棒受力平衡,mg =F 安,水平向左. 尝试解答 (1)a →d __(2)0.08_V__(3)5_s.(1)原磁场方向竖直向下,回路中磁通量增大,由楞次定律可知感应电流的磁场方向竖直向上,由安培定则可知金属棒上电流的方向a →d . (2)由法拉第电磁感应定律可知:E =n ΔΦΔt =nS ΔBΔt面积:S =L 1L 2=0.4 m 2 由已知条件得:n =1,ΔBΔt=0.2 T/s代入数据得E =0.08 V 。
高中物理高考 高考物理一轮总复习考点大全第十章核心考点电磁感应课件32_1129111110
答:选项C是正确的.
说明:上述中的Bl1l2 实际上是把线圈拉出磁场的t时间内,穿过线
圈的磁通量的变化,即△Φ = Bl1l2 ,q = △Φ / R.这一关系不但适用于拉
动线圈引起的磁通变化而产生感应电流通过导线横截面的电量,也适 用于线圈不动两磁场变化产生的感应电流通过导线截面的电量;由
W= (Bl 1l2 )2 = Bl1l2·Bl1l2 看出,拉力做的功消耗 的机械能转化为线框中 的
4.自感电动势
由于回路中电流产生的磁通量发生变化,而在自己 回路中产生的感应电动势称为自感电动势.
ε
n
t
L
I t
.
• L为自感系数,它与线圈的形状、匝数以及铁芯的材 料有关.
• 自感电动势(电流)的方向:当导体回路的电流增加时, 自感电动势(电流)、的方向与原电流方向相反;当导 体回路中的电流减小时,自感电动势(电流)的方向与 原电流方向相同.
定状态后的运动速度 vt.
分析:当ab金属棒放置到导轨上后,接通电路,就有逆时针方 向的电池电流由b向a 流过,这时ab在重力G沿导轨斜面方面的分力
mgsin和安培力B× L 的共同作用下做变加速运动,而导线
Rr
切割磁感线产生感应电动势又使回路中的电流不断地变大,金属棒受 到的安培力也不断的增大,直到安培力与重力分力达到平衡时,ab 棒的加速度才降到零,速度不再增大,此后,ab棒以最大速度沿导 轨平面向下匀速滑动,达到稳定状态.
Q
=
2[I12 R·t1
+
I
2 2
R·(t
2
-
t1 )]
(3)如果线圈增加到n匝,则I不变(因感应电动势和线圈电阻都增 大到n倍),但F应增大到原来的n倍(因有n根导线受安培力).
高考物理一轮复习第十章电磁感应第讲法拉第电磁感应定律自感和涡流课件.ppt
C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化
D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原
来 201的9-9-215倍
分析 解析
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方法感悟
求感应电动势大小的五种类型及对应解法
(1)磁通量变化型:E=nΔΔΦt
(2)磁感应强度变化型:E=nSΔΔBt
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三、自感和涡流现象 1.自感现象 (1)概念:由于导体本身的 电流 变化而产生的电磁感应现象称为自感, 由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势. (2)表达式:E=LΔΔIt. (3)自感系数L的影响因素:与线圈的 大小 、形状、 匝数 以及是否 有铁芯有关.
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磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流,电流经电路放大后传送
到音箱发出声音,下列说法正确的有 答案 解析
A.选用铜质弦,电吉他仍能正常工作
√B.取走磁体,电吉他将不能正常工作 √C.增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 √D.弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化
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3.切割的“有效长度” 公式中的l为有效切割长度,即导体在与v垂直的方向上的投影长度. 图中有效长度分别为:
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甲图:沿v1方向运动时,l= cd ;沿v2方向运动时,l= cd ·sin β ; 乙图:沿v1方向运动时,l= MN ;沿v2方向运动时,l= 0 ; 丙图:沿v1方向运动时,l= 2R ;沿v2方向运动时,l= 0 ;沿v3方向 运动时,l= R . 4.“相对性”的理解 E=Blv中的速度v是 相对于 磁场的速度,若磁场也运动,应注意速度 间的 相对 关系.
2019版高考物理一轮复习第十章微专题67法拉第电磁感应定律的理解和应用
法拉第电磁感应定律的理解和应用1.考点及要求:(1)法拉第电磁感应定律(Ⅱ);(2)自感、涡流(Ⅰ).2.方法与技巧:要灵活利用E =n ΔΦΔt 的变形式E =nS ΔB Δt 和E =nB ΔSΔt求解问题.1.(定律的理解)穿过同一闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化的图像分别如图1中的①~④所示,下列关于回路中感应电动势的论述正确的是( ) 图1A .图①回路产生恒定不变的感应电动势B .图②回路产生的感应电动势一直在变大C .图③回路0~t 1时间内产生的感应电动势小于t 1~t 2时间内产生的感应电动势D .图④回路产生的感应电动势先变小再变大2.(定律的应用)在半径为r 、电阻为R 的圆形导线框内,以直径为界,左、右两侧分别存在着方向如图2甲所示的匀强磁场.以垂直纸面向外的磁场为正,两部分磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律分别如图乙所示.则0~t 0时间内,导线框中( ) 图2A .没有感应电流B .感应电流方向为逆时针C .感应电流大小为πr 2B 0t 0RD .感应电流大小为2πr 2B 0t 0R3.(自感现象)如图3所示的电路中,L 为自感线圈,其直流电阻与电阻R 相等,C 为电容器,电源内阻不可忽略.当开关S 由闭合变为断开瞬间,下列说法正确的是( ) 图3A .通过灯A 的电流由c 到dB .A 灯突然闪亮一下再熄灭C .B 灯无电流通过,不可能变亮D .电容器立即放电4.如图4所示的电路,电源电动势为E ,线圈L 的电阻不计.以下判断正确的是( ) 图4A .闭合S ,稳定后,电容器两端电压为EB .闭合S ,稳定后,电容器的a 极板带正电C .断开S 的瞬间,电容器的a 极板将带正电D .断开S 的瞬间,电容器的a 极板将带负电5.(多选)如图5所示,一导线弯成闭合线圈,以速度v 向左匀速进入磁感应强度为B 的匀强磁场,磁场方向垂直平面向外.线圈总电阻为R ,从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止,下列结论正确的是( ) 图5A .感应电流一直沿顺时针方向B .线圈受到的安培力先增大,后减小C .感应电动势的最大值E =BrvD .穿过线圈某个横截面的电荷量为B r 2+πr 2R6.(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6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,方向如图,磁感应强度大小随时间的变化率ΔBΔt =k (k <0),则( )图6A .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|krS2ρ|D .图中a 、b 两点间的电压U =|14k πr 2|7.如图7甲所示,质量为2 kg 的绝缘板静止在粗糙水平面上,质量为1 kg 、边长为1 m 、电阻为0.1 Ω的正方形金属框ABCD 位于绝缘板上,E 、F 分别为BC 、AD 的中点.某时刻起在ABEF 区域内有竖直向下的磁场,其磁感应强度B 1的大小随时间变化的规律如图乙所示,AB 边恰在磁场边缘以外;FECD 区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B 2=0.5 T ,CD 边恰在磁场边缘以内.假设金属框受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,两磁场均有理想边界,取g =10 m/s 2.则( ) 图7A .金属框中产生的感应电动势大小为1 VB .金属框受到向左的安培力大小为1 NC .金属框中的感应电流方向沿ADCB 方向D .如果金属框与绝缘板间的动摩擦因数为0.3,则金属框可以在绝缘板上保持静止8.如图8所示,边长为a 的导线框ABCD 处于磁感应强度为B 0的匀强磁场中,BC 边与磁场右边界重合,现发生以下两个过程:一是仅让线框以垂直于边界的速度v 匀速向右运动;二是仅使磁感应强度随时间均匀变化.若导线框在上述两个过程中产生的感应电流大小相等,则磁感应强度随时间的变化率为( ) 图8 A.2B 0v a B.B 0vaC.B 0v 2a D.4B 0v a9.(多选)如图9甲所示,abcd 为导体做成的框架,其平面与水平面成θ角,导体棒PQ 与ad 、bc 接触良好,整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中,磁场的磁感应强度B 随时间t 变化情况如图乙所示(设图甲中B 的方向为正方向),在0~t 1时间内导体棒PQ 始终静止,下面判断正确的是( ) 图9A .导体棒PQ 中电流方向由Q 至PB .导体棒PQ 受安培力方向沿框架向下C .导体棒PQ 受安培力大小在增大D .导体棒PQ 受安培力大小在减小10.(多选)如图10甲所示,光滑绝缘水平面上,虚线MN 的右侧存在磁感应强度B =2 T 的匀强磁场,MN 的左侧有一质量m =0.1 kg 的矩形线圈abcd ,bc 边长L 1=0.2 m ,电阻R =2 Ω.t =0时,用一恒定拉力F 拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速运动,经过1 s ,线圈的bc 边到达磁场边界MN ,此时立即将拉力F 改为变力,又经过1 s ,线圈恰好完全进入磁场,整个运动过程中,线圈中感应电流i随时间t变化的图像如图乙所示.则( )图10A.恒定拉力大小为0.05 NB.线圈在第2 s内的加速度大小为1 m/s2C.线圈ab边长L2=0.5 mD.在第2 s内流过线圈的电荷量为0.2 C11.如图11甲所示,电阻不计,间距为l的平行长金属导轨置于水平面内,阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左端,另一阻值也为R的导体棒ef垂直放置在导轨上,ef与导轨接触良好,并可在导轨上无摩擦移动.现有一根轻杆一端固定在ef中点,另一端固定于墙上,轻杆与导轨保持平行,ef、ab两棒间距为d.若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,且从某一时刻开始,磁感应强度B随时间t按图乙所示的方式变化.求:图11(1)在0~t0时间内流过导体棒ef的电流的大小与方向;(2)在t0~2t0时间内导体棒ef产生的热量;(3)1.5t0时刻杆对导体棒ef的作用力的大小和方向.12.如图12所示,质量为m=0.1 kg粗细均匀的导线,绕制成闭合矩形线框,其中长L AC=50 cm,宽L AB=20 cm,竖直放置在水平面上.中间有一磁感应强度B=1.0 T,磁场宽度d =10 cm的匀强磁场.线框在水平向右的恒力F=2 N的作用下,从图示位置由静止开始沿水平方向运动,线框AB边从左侧进入磁场,从磁场右侧以v=1 m/s的速度匀速运动离开磁场,整个过程中线框始终受到大小恒定的摩擦阻力f=1 N,且线框不发生转动.求线框的AB边图12(1)离开磁场时感应电流的大小;(2)刚进入磁场时感应电动势的大小;(3)穿越磁场的过程中安培力所做的总功.答案解析 1.D2.C [t =0时,通过线圈的磁通量为Φ=-B 0·πr 22=-12B 0πr 2,t =t 0时,通过线圈的磁通量为Φ′=B 0·πr 22=12B 0πr 2,磁通量发生了变化,故一定有感应电流,A 项错;由楞次定律可知,感应电流方向为顺时针方向,B 项错;左侧磁感应强度随时间变化关系为:B 1=B 0t 0t ,右侧磁感应强度随时间变化关系为:B 2=-B 0+B 0t 0t ,通过圆环的磁通量随时间变化关系为:Φ=(B 1+B 2)·πr 22=-B 0·12πr 2+B 0t 0πr 2t ,由法拉第电磁感应定律,E =ΔΦΔt =B 0t 0πr 2,由欧姆定律可知,I =E R =B 0πr 2Rt 0,C 项正确,D 项错.]3.B [S 断开瞬间,线圈L 与A 灯、电阻R 形成闭合回路,通过灯A 的电流由d 到c ,故A错.由于自感提供给A 灯的电流开始时大于电源原来提供的电流,故A 灯闪亮一下再熄灭,B 正确.S 断开瞬间,电源的路端电压增大,将对电容器充电,充电电流通过B 灯,可能会使B 灯闪亮一下再熄灭,故C 、D 均错.]4.C [因线圈L 的电阻不计,因此,闭合S 稳定后,电容器两端的电压为零,极板不带电,选项A 、B 均错误;闭合S 电路稳定时,流过线圈L 的电流由右向左,断开S 的瞬间,线圈中产生与其原电流方向相同的自感电动势,于是电容器将充电,a 极板将带正电,选项C 正确,D 错误.]5.AB [在闭合线圈进入磁场的过程中,通过闭合线圈的磁通量逐渐增大,根据楞次定律可知感应电流的方向一直为顺时针方向,选项A 正确;导体切割磁感线的有效长度先变大后变小,感应电流先变大后变小,安培力也先变大后变小,选项B 正确;导体切割磁感线的有效长度最大值为2r ,感应电动势最大为E =2Brv ,选项C 错误;穿过线圈某个横截面的电荷量为Q =ΔΦR=B r 2+π2r 2R,选项D 错误.]6.BD [磁通量垂直纸面向里逐渐减小,由楞次定律可知,圆环中的感应电流方向为顺时针,故选项A 错误;为了阻碍磁通量的减小,圆环有扩张的趋势,故选项B 正确.由法拉第电磁感应定律可知,E =ΔB πr 22Δt =|12k πr 2|,感应电流I =E R =E ρ2πr S=|kSr 4ρ|,故选项C 错误;由闭合电路欧姆定律可知,ab 两点间的电压U =E 2=|14k πr 2|,故选项D 正确.]7.D [根据法拉第电磁感应定律有E =n ΔΦΔt =ΔB 1Δt ·L22=0.5 V ,故选项A 错误;回路中的电流为I =E R=5 A ,所受安培力的大小为F =B 2IL =2.5 N ,根据楞次定律可知,产生感应电流的方向为逆时针,即ABCD 方向,则由左手定则可知,安培力的方向水平向右,故选项B 、C 错误;若金属框与绝缘板间的动摩擦因数为0.3,则最大静摩擦力f m =μN =μmg =3 N ,大于安培力,金属框可以在绝缘板上保持静止,故选项D 正确.]8.B [第一种情况根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律,可得:I =B 0avR;同样当磁感应强度随时间均匀变化时,可得:I =ΔBa 2ΔtR ,联立可得:ΔB Δt =B 0va ,选项B 正确,选项A 、C 、D 错误.]9.AD [根据法拉第电磁感应定律可知在线圈中产生恒定的感应电流,方向由Q 至P ,故A 正确;根据左手定则可知,导体棒PQ 受到沿框架向上的安培力,故B 错误;产生的感应电流不变,但磁感应强度逐渐减小,故受到的安培力逐渐减小,故C 错误,D 正确.]10.ABD [ 在第1 s 末,i 1=ER,E =BL 1v 1,v 1=a 1t 1,F =ma 1,联立得F =0.05 N ,A 项正确.在第2 s 内,由图像分析知线圈做匀加速直线运动,第2 s 末i 2=E ′R,E ′=BL 1v 2,v 2=v 1+a 2t 2,解得a 2=1 m/s 2,B 项正确.在第2 s 内,v 22-v 21=2a 2L 2,得L 2=1 m ,C 项错误.q =ΔΦR=BL 1L 2R=0.2 C ,D 项正确.] 11.(1)B 0ld 2Rt 0 方向e →f (2)B 20l 2d 2Rt 0 (3)B 20l 2dRt 0方向水平向右解析 (1)在0~t 0时间内, 产生感应电动势的大小E 1=ΔΦΔt =ΔB Δt S =B 0ldt 0流过导体棒ef 的电流大小I 1=E 12R =B 0ld2Rt 0 由楞次定律可判断电流方向为e →f . (2)在t 0~2t 0时间内, 产生感应电动势的大小E 2=ΔΦ′Δt =ΔB ′Δt S =2B 0ldt 0流过导体棒ef 的电流大小I 2=E 22R =B 0ldRt 0该时间内导体棒ef 产生的热量Q =I 22Rt 0=B 20l 2d2Rt 0.(3)1.5t 0时刻,磁感应强度B =B 0导体棒ef 所受安培力F =B 0I 2l =B 20l 2dRt 0,方向水平向左,根据导体棒ef 受力平衡可知杆对导体棒的作用力为F ′=B 20l 2dRt 0,方向水平向右.12.(1)5 A (2)0.4 V (3)-0.25 J 解析 (1)线框离开磁场时已经匀速运动F =f +BIL ,所以I =F -fBL AB=5 A(2)线框进入磁场前F -f =ma ,a =F -f m=10 m/s 2v 20=2ax ,v 0=2 m/s线框进入磁场时感应电动势E =BL AB v 0=0.4 V (3)线框在穿越磁场的过程中,根据动能定理有 (F -f )d +W =12mv 2-12mv 20,解得:W =-0.25 J。
2019届高考物理一轮复习10_2法拉第电磁感应定律自感涡流课件
题型重点研讨
考点
法拉第电磁感应定律的理解和应用 [重点理解]
1.感应电动势的决定因素 ΔΦ (1)由 E=n 知,感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变 Δt 化率 ΔΦ 和线圈匝数 n 共同决定, 而与磁通量 Φ、 磁通量的变化量 ΔΦ Δt
的大小没有必然联系. (2) ΔΦ 为单匝线圈产生的感应电动势大小. Δt
A.当 B 增大时,线框中的感应电流一定增大 B.当 B 增大时,线框中的感应电流一定减小 C.当 B 减小时,线框中的感应电流一定减小 D.当 B 减小时,线框中的感应电流可能不变
3.如图所示,在磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强 磁场中,金属杆 MN 在平行金属导轨上以速度 v 向右匀速滑动, MN 中产生的感应电动势为 E1;若磁感应强度增为 2B,其他条件 不变,MN 中产生的感应电动势变为 E2.则通过电阻 R 的电流方向 及 E1 与 E2 之比分别为( C )
1.感应电动势
电磁感应现象 (1)概念:在________________ 中产生的电动势.
磁通量 发生改变,与电路是否闭合 (2)产生条件:穿过回路的________ 无关 . ________ 楞次定律 或__________ 右手定则 判 (3)方向判断: 感应电动势的方向用__________
(3)线圈中的自感电动势越大,自感系数就越大.(
(4) 磁 场 相 对 导 体 棒 运 动 时 , 导 体 棒 中 也 能 产 生 感 应 电 动 势.( √ ) (5)自感电动势阻碍电流的变化, 但不能阻止电流的变化. (√ )
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第74讲 法拉第电磁感应定律 自感
1.(多选)(2018·四川泸州一检)如图1甲所示,线圈两端a 、b 与一电阻R 相连,线圈内有垂直于线圈平面向里的磁场,t =0时起,穿过线圈的磁通量按图乙所示规律变化.下列说法正确的是( )
图1
A.
t0
2
时刻,R 中电流方向由a 到b B.3
2
t 0时刻,R 中电流方向由a 到b C .0~t 0时间内R 中的电流是t 0~2t 0时间内的1
2
D .0~t 0时间内R 产生的焦耳热是t 0~2t 0时间内的1
2
2.(多选)(2017·山东淄博一模)如图2甲所示,在竖直方向分布均匀的磁场中水平放置一个金属圆环,圆环所围面积为0.1m 2
,圆环电阻为0.2Ω.在第1s 内感应电流I 沿顺时针方向.磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图乙所示(其中在4~5s 的时间段呈直线).则( )
图2
A .在0~5s 时间段,感应电流先减小再增大
B .在0~2s 时间段感应电流沿顺时针的方向,在2~5s 时间段感应电流沿逆时针方向
C .在0~5s 时间段,圆环最大发热功率为5.0×10-4
W D .在0~2s 时间段,通过圆环横截面积的电荷量为0.5C
3.(多选)(2017·湖南株洲一模)用导线绕成一圆环,环内有一用同样导线折成的内接正方形线框,圆环与线框绝缘,如图3所示.把它们放在磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直于圆环平面(纸面)向里.当磁场均匀减弱时( )
图3
A .线框和圆环中的电流方向都为顺时针
B .线框和圆环中的电流方向都为逆时针
C .线框和圆环中的电流大小之比为1∶ 2
D .线框和圆环中的电流大小之比为1∶2
4.(多选)(2018·福建三明一中模拟)如图4甲所示,一个匝数为n 的圆形线圈(图中只画了2匝),面积为S ,线圈的电阻为R ,在线圈外接一个阻值为R 的电阻和一个理想电压表,将线圈放入垂直线圈平面指向纸内的磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示,下列说法正确的是( )
图4
A .0~t 1时间内P 端电势高于Q 端电势
B .0~t
1时间内电压表的读数为-t1
C .t 1~t 2时间内R 上的电流为
nB1S -
D .t 1~t 2时间内P 端电势高于Q 端电势
5.(2017·四川凉山州二诊)如图5所示,一横截面积为S 的N 匝线圈,与水平放置相距为d 、电容大小为C 的平行板电容器组成一电路,线圈放于方向竖直向上的的磁场中,有一质量为m 、带电荷量+q 的粒子在板间刚好可匀速运动(重力加速度为g ).则线圈中的磁场B 变化为( )
图5
A .减少,且Δ
B Δt =mgd NSq B .增加,且ΔB Δt =mgd
NSq
C .减少,且ΔB Δt =mgd Sq
D .增加,且ΔB Δt =mgd
Sq
6.(2017·北京海淀区模拟)如图6所示电路为演示自感现象的电路图,其中R 0为定值电阻,电源电动势
为E、内阻为r,小灯泡的灯丝电阻为R(可视为不变),电感线圈的自感系数为L、电阻为R L.电路接通并达到稳定状态后,断开开关S,可以看到灯泡先是“闪亮”(比开关断开前更亮)一下,然后才逐渐熄灭,但实验发现“闪亮”现象并不明显.为了观察到断开开关S时灯泡比开关断开前有更明显的“闪亮”现象,下列措施中一定可行的是( )
图6
A.撤去电感线圈中的铁芯,使L减小
B.更换电感线圈中的铁芯,使L增大
C.更换电感线圈,保持L不变,使R L增大
D.更换电感线圈,保持L不变,使R L减小
7.(多选)(2017·江西南昌三校第四次联考)如图7中a所示是用电流传感器(相当于电流表,其内阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路,图中两个电阻的阻值均为R,L是一个自感系数足够大的自感线圈,其直流电阻值也为R.图b是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后,通过传感器的电流随时间变化的图像.关于这些图像,下列说法中正确的是( )
图7
A.图b中甲是开关S由断开变为闭合,通过传感器1的电流随时间变化的情况
B.图b中乙是开关S由断开变为闭合,通过传感器1的电流随时间变化的情况
C.图b中丙是开关S由闭合变为断开,通过传感器2的电流随时间变化的情况
D.图b中丁是开关S由闭合变为断开,通过传感器2的电流随时间变化的情况
8.(2018·广东东莞模拟)如图8所示,在竖直平面内有一金属环,环半径为0.5m,金属环总电阻为2Ω,
在整个竖直平面内存在垂直纸面向里的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度为B =1T ,在环的最高点上方
A 点用铰链连接一长度为1.5m 、电阻为3Ω的均匀导体棒A
B ,当导体棒AB 摆到竖直位置时,导体棒B 端
的速度为3m/s.已知导体棒下摆过程中紧贴环面且与金属环有良好接触,则导体棒AB 摆到竖直位置时AB 两端的电压大小为( )
图8
A .0.4V
B .0.65V
C .2.25V
D .4.5V
答案精析
1.AC 2.BC 3.AC
4.AC [0~t 1时间内,磁通量增大,根据楞次定律感应电流沿逆时针方向,线圈相当于电源,上端正极,下端负极,所以P 端电势高于Q 端电势,故A 正确; 0~t 1时间内线圈产生的感应电动势
E =n
ΔΦΔt =n ΔB Δt S =n B1-B0t1S ,电压表的示数等于电阻R 两端的电压U =IR =E
2R ·R =-
2t1
,故B
错误;
t 1~t 2时间内线圈产生的感应电动势E ′=n
ΔΦΔt =n B1
t2-t1
S , 根据闭合电路的欧姆定律I ′=E′
2R
=
nB1S -
,故C 正确;
t 1~t 2时间内,磁通量减小,根据楞次定律,感应电流沿顺时针方向,线圈相当于电源,上端负极,下端
正极,所以P 端电势低于Q 端电势,故D 错误.] 5.A 6.D
7.BC [开关S 由断开变为闭合,传感器2这一支路立即有电流,线圈这一支路,由于线圈阻碍电流的增加,通过线圈的电流要慢慢增加,所以干路电流(通过传感器1的电流)也要慢慢增加,故A 错误,B 正确.开关S 由闭合变为断开,通过传感器1的电流立即消失,而线圈这一支路,由于线圈阻碍电流的减小,该电流又通过传感器2,只是电流的方向与以前相反,所以通过传感器2的电流逐渐减小.故C 正确,D 错误.] 8.B [当导体棒摆到竖直位置时,设导体棒与金属环上端的交点C ,由v =ωr 可得:C 点的速度为:
v C =13v B =13
×3m/s=1 m/s
AC 间电压为:U AC =E AC =BL AC ·vC
2
=1×0.5×12
V =0.25V
CB 段产生的感应电动势为: E CB =BL CB ·
vC +vB 2=1×1×1+3
2
V =2V 金属环两侧并联,电阻为:R =1
2Ω=0.5Ω,
导体棒CB 段的电阻为:r =2Ω
则CB 间电压为:U CB =R r +R E CB =0.5
0.5+2
×2V=0.4V
故AB 两端的电压大小为:U AB =U AC +U CB =0.25V +0.4V =0.65V]。