电磁感应(二)
人教版高中物理第十章-电磁感应 第二课时 法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小
2.转动切割 E 1 Bl2
2
例1:关于感应电动势的大小,下列几种说法正确的是 A.线圈中磁通量越大,产生感应电动势一定越大 B.线圈中磁通量变化越大,产生的感应电动势一定
越大 C.线圈放在磁场越强的位置,产生的感应电动势一
定越大 D.线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势一定
a O R1
R2
ω b
a O R1
R2
金属棒上距离O点为R2处的b点的线速度大小为: vb=ωR2
金属棒产生的电动势大小为:
E
B(R2
解得
E
R1)v B(R2 R1)
1 2
B(R22
R12
)
v2
2
v1
正确的选项为:D
课堂练习1.关于电磁感应中感应电动势的大小,下列 说法正确的是( )
A.穿过线框的磁通量为零时,该线框中的感应电动 势一定为零
A.线圈匀速进入磁场和匀速穿出磁场过程中 B.线圈完全进入磁场后,在磁场中匀速运动过程 C.线圈完全进入磁场后,在磁场中加速运动过程 D.线圈完全进入磁场后,在磁场中减速运动过程
B
答案:A
课堂练习5.如图所示,有界匀强磁场的宽度为L,使
一长为2L的矩形导线框以速度v匀速地通过磁场区域,
线框中产生感应电流的时间为( )
知识回顾
电磁感应现象
1.磁通量——垂直穿过某一面积的磁感线的条数。 Φ=BS
单位:韦伯。符号,Wb 磁通量有正、负,但磁通量是标量。
2.产生感应电流的条件 (1)闭合电路; (2)穿过闭合电路的磁通量发生变化
既然电路中有感应电流,电路中应该有电动势。 在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。
_新教材高中物理第二章电磁感应2法拉第电磁感应定律课件新人教版选择性必修第二册
[思路点拨] (1)磁感应强度在 0~4 s 内均匀增大,可由 E=nΔΔBt ·S,求感应电动势。 (2)t=5 s 时,磁感应强度正在均匀减小,线圈产生感应电动势,相当于电源。
[解析] (1)根据法拉第电磁感应定律得,0~4 s 内,回路中的感应电动势 E=nΔΔΦt =1 000×0.4-0.24×2×10-2 V=1 V。 (2)t=5 s 时,磁感应强度正在减弱,根据楞次定律,感应电流的磁场方向与 原磁场方向相同,即感应电流产生的磁场方向是垂直纸面向里,故 a 点的电势高。
()
解析:由楞次定律知,题中圆环感应电流产生的磁场与原磁场方向相反,故感应 电流沿顺时针方向。由法拉第电磁感应定律知,E=ΔΔΦt =ΔΔBtS=ΔBΔ·πtR2,由于两 圆环半径之比 Ra∶Rb=2∶1,所以 Ea∶Eb=4∶1。综上所述,选项 B 正确。 答案:B
动生电动势的理解及应用 [问题探究] 如图所示,一个半径为 r 的半圆导线,处在磁感应强度 为 B 的匀强磁场中。 (1)当导线沿 OP 方向以速度 v 做匀速运动时,其感应电 动势的大小是多少?
第2章 电磁感应 2 法拉第电磁感应定律
核心素养目标
1.知道什么是感应电动势。 2.理解和掌握法拉第电磁感应定律的内容和表达
式,会用法拉第电磁感应定律解答有关问题。 3.掌握导体切割磁感线产生的电动势 E=Blvsin θ
的推导及意义,会用此关系式解答有关问题。 4.知道动生电动势的产生以及与洛伦兹力的关系,
知识点二 导线切割磁感线时的感应电动势 [情境导学] 如图所示,把矩形线框 CDMN 放在磁感应强度为 B
的匀强磁场中,线框平面跟磁感线垂直。试计算导体棒 MN 切割磁感线时的感应电动势。
提示:在 Δt 内穿过闭合电路磁通量的变化量 ΔΦ=BΔS=BlvΔt。根据法拉 第电磁感应定律,得 E=ΔΔΦt =Blv。
第六节 第五节 法拉第电磁感应定律(二)剖析
t
0.4
闭合电路中产生的电流
I E 175 0.175( A) R r 990 10
电热器产生的热量 Q I 2Rt 0.1752 990 60 1.82 104 (J )
2:P24页4:有一正方形框abcd,各边长为L,其中ab是一段
电阻为R的均匀电阻丝,其余三边均为电阻可忽略的铜线.
F B2L2V R
(3)在匀速向外拉金属线框的 过程中,求拉力做功的功4)如何计算的感应电流 × × × ×
的功率P/? P/ EI
× ×a × ×
(5)比BL较V拉 B力LR做V 功的B2功LR2V率2 P和××Fm××←d ↑××
× ×
感应电流的功率P/,并分析!× × × ×
讲3.电动机线圈中的反电动势为E´,外加电压为U, 线圈的内阻为R,求:(1)电动机工作时的电流I (2)电动机的输入功率P、电动机的输出功率P出
解:(1)由欧姆定律,得工作电流
:
I U E
I
R
(2)电动机的输入功率: P UI
U 2 UE
R
电动机的输出功率:
P出 EI
EU
E2
R
注意:P=P出+P热 即: IU IE I 2R
b
H
B
a
R
解:(1)金属棒由静止到刚进入水平导轨时
mgH 1 mV 2得 V
ab产生的2 感应:电动势
2gHb
H
B
E BLV
a
V
R
感应电流的大小
I E BL 2gH 感应电流的方向: b→a
R
R
(2)金属棒进入水平导轨受到向左的安培力,
金属棒向右做加速度减小的减速运动,直到静止.
电磁感应(二) 法拉第电磁感应定律 自感现象
电磁感应(二) 法拉第电磁感应定律 自感现象【知识要点】一、法拉第电磁感应定律:1.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 成正比.2.公式:______________(1)该式计算的感应电动势为一段时间内的_________电动势; (2)n 代表线圈匝数。
可理解为线圈中每一匝的感应电动势为t∆∆=φε,这n 匝线圈是串联的,总的电动势就是每一匝的N 倍。
但计算线圈的磁通量,是不用考虑n 的; (3)磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率∆φ的比较: (4)几种常见情况: (1)直接求t∆∆φ: tn t nE ∆-=∆∆=12φφφ, 或者从Φ-t 图中求t ∆∆φ(图像斜率)(2)磁感应强度不变,线圈面积变化:tS S nB t BSnE ∆-=∆∆=12 (3) 线圈面积S 不变,磁感应强度变化:tB B nS t BSnE ∆-=∆∆=12, 或者从B-t 图中求t ∆∆φ(图像斜率)3.导体切割磁感线:________________(1) 该式计算的感应电动势为切割磁感线的导体再某一时刻的_________电动势; (2)只适用与匀强磁场中导体切割磁感线的情况。
(3)B 、L 、v 必须相互垂直,若不垂直,需先将其中不垂直的量投影到另两个的垂直方向。
(4)L 为切割磁感线的导体棒的有效长度.(等效替换的思想)(5)转动切割的情况:________________________(6)公式nE ∆=φ与E =BLv 的比较:例一、如图所示,在磁感应强度为B 的磁场中,两导轨间距为L ,某时刻两棒速度为v 1和v 2,且v 1>v 2,试由两种公式分别出此时回路中的感应电动势为多少?解:方法一: 方法二:二、自感现象:1.自感现象:由于导体本身的 ___ 发生变化而产生的电磁感应现象. 2.自感电动势:在自感现象中产生的感应电动势。
(1)公式:__________________(2)作用:总是阻碍导体中 的变化,并非阻碍电流,所以,其方向不一定与原电流相反。
电磁感应2
q内
0
有 源 、
环路定理
E (1) dl 0 L
无 旋
稳恒电流磁场 的高斯定理
B(1) dS 0
无 源
稳恒电流磁场的 安培环路定理
B(1) dl 0
L
I内
、 有 旋
二、麦克斯韦假设
假设1.变化的磁场激发电场
Ei
dl
d m dt
d dt
S
感生电场
Ei (E
B
(
2)
)
场能量的公式
Wm
1 LI 2
2
( A )只适用于无限长密绕线管。
( B )只适用于单匝圆线圈。
( C )只适用于一个匝数很多,且密绕的螺 线环。
( D )适用于自感系数L 一定的任意线圈。 [D]
§6 麦克斯韦方程组 一、真空中静电场E(1)与稳恒磁场B(1)的基本定理
静电场的 高斯定理
E(1) dS
使线圈自身产生感应电动势,叫自感
现象.该电动势叫自感电动势.
dm
dt
全磁通与回路的电流成正比: m Li
dm L di
dt
dt
➢ 称 L为线圈的自感系数,简称自感或电感。
m Li
L m Nm
i
i
1)单位:亨利(H)毫亨(mH),微亨(μH)
2)L与线圈中是否通有电流无关,仅与线圈自 身几何结构、及周围介质有关
如图,载有电流I的长直导线附近,放一导体半圆环 MEN 与长直导线共面,且端点M、N的连线与长 直导线垂直,半圆环的半径为b,环心O与导线相 距a,设半圆环以速度V平行长直导线平移,求半 圆环内动生电动势的大小和方向,以及M、N两 端的电压U M U N
专题五 电路与电磁感应 (2)——2023届高考物理大单元二轮复习讲重难
【例 1】答案:D 解析:A. 外壳不能使用金属材料,若使用金属材料外壳也会发生电磁感应,形成回路,消 耗能量,故 A 错误; B. 通过楞次定律结合右手螺旋法则,知电流由 d 流出,相当于电源正极, d 点电势高于 c 点,故 B 错误; C. 在送电线圈电压不变的情况下,增加送电线圈匝数不改变送电线圈的电流和周围的磁场, 不可以提高受电线圈的电压,故 C 错误; D. 根据电磁感应原理可知,接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同, 故 D 正确。
(1)解决电磁感应图象问题的一般步骤 ①明确图象的种类,即是 B t 图象还是 t 图象或者是 E t 图象、 I t 图象等。 ②分析电磁感应的具体过程。 ③用右手定则或楞次定律确定方向对应关系。 ④结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等写出函数关系式.平张号 ⑤根据函数关系式,进行数学分析,如分析斜率的变化、截距等。 ⑥应用图象信息画图象、判断图象或讨论各物理量的变化。
(2) B t I t 如图 1,规定垂直纸面向里为磁场正方向,顺时针为电流正方向,根据 B t 图象画出 I t 图象,如图 2。
为方便记忆,我们设定:伸出右手,让大拇指指向磁场正方向,环绕四指,如果四指 环绕方向为线圈中电流正方向,则称为“B、I 二者满足右手”;若环绕方向为线圈中电流负 方向,则称为“B、I 二者不满足右手”。
专题五 电路与电磁感应 (2)
第十讲 电磁感应及应用
——2023届高考大单元二轮复习讲重难
一、核心思路
二、重点知识
1.“三定则、一定律”的应用 (1)安培定则:判断运动电荷、电流产生的磁场方向。 (2)左手定则:判断磁场对运动电荷、电流的作用力的方向。 (3)右手定则:判断部分导体切割磁感线产生感应电流的方向。 (4)楞次定律:判断闭合电路磁通量发生变化产生的感应电流的方向。 2.求感应电动势的两种方法 (1) E n ,用来计算感应电动势的平均值。
电磁感应二
自感电动势
L
d di L dt dt
L L di /dt
自感在数值上也等于线圈中有单位电流变化率时,
线圈中产生的自感电动势的大小。
自感一般由实验测定,对简单的情况也可以计算。
自感计算思路: 设i B L
另:
L
L di /dt
例1 有一长直螺线管,长为 l ,横截面积为 S , 线圈的总匝数为 N ,管中磁介质的磁导率为 , 试求自感系数.
二、自感系数
1、自感电动势:一个线圈的电流发生变化时, 通过线圈自身的全磁通也会发生变化, 线圈内 L 会电动势。
若无铁磁质, 有
Li
L
i
i L
L-----线圈的自感系数,简称自感。 它在数值上等于线圈中通有单位电流强度时,通过 线圈自身的全磁通的大小。 它取决于线圈的形状,大小,匝数以及周围磁介质的情 况,与电流i无关。
问题的提出: 1、静止或运动是相对于一定的参考系而言的。在一个 参考系A中,两个电荷是静止的,则存在静电场,两 电荷间的相互作用力是库仑力;那么在相对于A参考 系运动的参考系B,该电荷是运动的,则同时存在电 场和磁场,两电荷间的相互作用力为电和磁的相互作 用力。
2、电磁感应电动势分为动生和感生,也具有相对的 意义,在不同的参考系中,可以相互转化。
解 B nI
IN
l INS m BS l IN 2 S m Nm l V Sl
L
m
I
N 2 S
l
N 2
l2
V n2V
两个线圈之间的互感系数与自感系数之间的关系
无漏磁:当两个线圈所产生的磁通量对于每一匝 来说都相等,并且全部穿过另一个线圈的每一匝, 这一现象叫无漏磁。 无漏磁情况下:两个线圈之间的互感系数与自感系 数之间的关系 N 22 N 1 21 N 212 N
法拉第电磁感应定律(二)
感应电动势一般又分为感生和动生电动势两类,感生类是涡旋电场产生电场力使 电荷运动形成的感应电流,动生类是运动电荷受洛洛仑兹力产生电荷定向移动形 成的感应电流,两者产生的机理虽不同,但均遵从法拉第电磁感应定律。
【例题】如图甲所示,在倾角为θ的光滑斜面内分布着垂直于斜面的匀强磁场,以垂
框匀加速运动。t1~t3时间段内,除t2时刻瞬间磁 感应强度为零,其它时刻线框四个边均受到安
培力,且两两受的安培力等大反向,对线框的
运动无影响,故线框自始至终做匀加速运动。
甲
乙
引申1:磁场中导体棒或导线线框受到安培力,安培力做负功时,通常在数值上等 于电流产生的焦耳热,甚至有错误的认识就是克服安培力做就等于焦耳热。但本例 中,0~t1矩形线框运动过程中因为磁通量不变,故而无电流,也就无焦耳热可求。 t1~t3时间段矩形线框因为磁场变化,故而也产生感应电流,但安培力四个边做功情 况不一样,最终安培力做的部功为零。故克服安培力做功等于焦耳热是错误的认识框与外界进行能量转移,故
有克服安培力做功等于焦耳热的可能性。但本题中是感生电动势,即变化磁场产生 的电场,也就是涡旋电场对电流做功,故不能简单认为还是克服安培力做功来求解。
甲
乙
引申2:本题中的电热又该如何测量?
甲
乙
直于斜面向上为磁感应强度正方向,其磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示。
质量为m、电阻为R的矩形金属框从t=0时刻由静止释放,t3时刻的速度为v,移动的
距离为L,重力加速度为g,线框面积为S,t1=t0、t2=2t0、t3=3t0。在金属框下滑的过程
中,下列说法正确的是( )
【答案】AB
【分析】0~t1时间段,因为磁场的磁感应强度 大小不变,因而矩形线框回路无感应电流,线
法拉第电磁感应定律(二)
法拉第电磁感应定律(二)【例1】如图所示,将边长为l、总电阻为R的正方形闭合线圈,从磁感强度为B的匀强磁场中以速度v匀速拉出过程中(磁场方向垂直线圈平面)(1)所用拉力F=.(2)拉力F做的功W=.(3)拉力F的功率P F=.(4)线圈放出的热量Q=.(5)线圈发热的功率P热=(6)通过导线截面的电量q=.上题中,用一个平行线框的力将此线框匀速地拉进磁场。
设第一次速度为v,第二次速度为2 v,则(7)两次拉力大小之比为F1:F2=_ ___,(8)拉力做的功之比为W1:W2=___ _,(9)拉力功率之比为P1:P2=___ _,(10)流过导线横截面的电量之比为q1:q2=___ _ 【例2】两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行置于同一水平面内,导轨间距为l,电阻不计,M、M′处接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R,电容器的电容为C。
长度也为l、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。
ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab运动距离为s的过程中,整个回路中产生的焦耳热为Q。
求(1)ab运动速度v的大小;(2)电容器所带的电荷量q。
【例3】如图所示,MN和PQ是固定在水平面内间距L=0.20 m的平行金属轨道,轨道的电阻忽略不计.金属杆ab 垂直放置在轨道上.两轨道间连接有阻值为R0=1.5 Ω的电阻,ab杆的电阻R=0.50 Ω.ab杆与轨道接触良好并不计摩擦,整个装置放置在磁感应强度为B=0.50 T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向下.对ab杆施加一水平向右的拉力,使之以v=5.0 m/s的速度在金属轨道上向右匀速运动.求:(1)通过电阻R0的电流;(2)对ab杆施加的水平向右的拉力的大小;(3)ab杆两端的电势差. 课后作业(一)1.如图所示,有一电阻不计的光滑导体框架,水平放置在磁感应强度为B的竖直向上的匀强磁场中,框架宽为l.框架上放一质量为m、电阻为R的导体棒.现用一水平恒力F作用于棒上,使棒由静止开始运动,当棒的速度为零时,棒的加速度大小为_______;当棒的加速度为零时,速度为_______.2.如图所示,U形导线框固定在水平面上,右端放有质量为m的金属棒ab,ab与导轨间的动摩擦因数为μ,它们围成的矩形边长分别为L1、L2,回路的总电阻为R。
高二电磁感应部分辅导(二)
电磁感应部分辅导(二)陈老师例1、U 型金属导轨构成如图所示斜面,斜面倾斜角为θ,其中MN ,PQ 间距为L ,磁感应强度为B 的匀强磁场垂直导轨平面,导轨电阻不计,金属棒ab 质量为m ,以速度v 沿导轨上滑,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,导轨与ab 棒间的动摩擦因数为μ,ab 棒接入电路的电阻为R,,ab 棒沿导轨上滑位移为S 时速度减为0,则在这一过程中:( ) A .ab 棒沿导轨向上做匀减速运动B .ab 棒受到的最大安培力大小为22sin B L v RθC .导体棒动能的减少量等于mgssin θ+μmgscos θD .克服安培力做的功等于12mv 2-mgssin θ-μmgscos θ例2、如图所示为一理想变压器,原、副线圈的匝数比为n .原线圈接电压为u= U o sin ωt的正弦交流电,输出端接有一个交流电流表和—个电动机,电动机的线圈电阻为R 。
当输入端接通电源后,电动机带动一质量为m 的重物匀速上升,此时电流表的示数为I ,重力加速度为g ,下列说法正确的是 :( )A .电动机两端电压大于IRB .原线圈中的电流为I nC .电动机发热的功率为nI U o 2D ()I U -例3、用相同导线绕制的边长为L 或2L 的四个闭合导体线框,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图所示.在每个线框进入磁场的过程中,M 、N 两点间的电压分别为U a 、U b 、U c 和U d .下列判断正确的是:( )(所有长边是2L ,短边是L )A .a b c dU U U U <<< a b d cB .U <U <U <U a b c dC U U U U ==.<b a d cD U U U U .<<<例4、下图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的固定轴OO ,匀速转动,线圈的两端经集流环和电刷与电阻R=10Ω连接,与电阻R 并联的交流电压表为理想电表,示数是10V 。
电磁感应-2 动生电动势
ε = ε m sinω t
= ∫ vBdl = vBl
电动势方向 A→B
dΦ 解法 2 εi = dt dt
ε i = vBl
电动势方向 A→B
动生电动势
例题2. 长为L的铜棒,在均匀磁场B中以角速度ω在与磁场方 向垂直的平面上作匀速转动.求棒的两端之间的动生电动势. 解法1: ε i = ∫
v dx
B
x
ε i = −∫
a +l
μ 0 Iv dx
2π x μ 0 Iv a + l =− ln 2π a
a
l
动生电动势方向: B→A
用法拉第定律如何求解?
动生电动势
三、线圈在磁场中转动——交流发电机(alternator)
线圈在磁场中旋转→线圈切割磁感线→产生感应电动势 →产生感应电流。
θ =ωt d dΨm εi = − = − N ( BS cosθ ) = NBSω sinωt dt dt
动生电动势
例3. 一长直导线中通电流I =10A,有一长为L=0.2m的金属 棒与导线垂直共面。当棒以速度v=2m·s-1平行与长直导线匀 速运动时,求棒产生的动生电动势。 解: B =
μo I
2π x
I A x a
⊗B
v v v d ε i = ( v × B ) ⋅ d x = − Bv dx
v v v 非静电场: Ek = v × B
电动势:
b × × × × × × × × × × × Fe× × × - × × v × × × × × × × × ×fm × × × × × × × × × a
εi = ∫
L
v v b v v v× E k ⋅ dl = ∫ ( v × B ) ⋅ dl
法拉第电磁感应定律(二)
2、穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每 秒钟均匀地增加2Wb,则[ ]
A.线圈中的感应电动势每秒钟增加2V B.线圈中的感应电动势每秒钟减少2V C.线圈中的感应电动势始终是2V D.线圈中不产生感应电动势
3、一个矩形线圈,在匀强磁场中绕一个固定轴做 匀速转动,当线圈处于如图所示位置时,它的[ ] A.磁通量最大,磁通量变化率最大,感应电动势最大 B.磁通量最小,磁通量变化率最大,感应电动势最大 C.磁通量最大,磁通量变化率最小,感应电动势最大 D.磁通量最小,磁通量变化率最小,感应电动势最大
2、什么是磁通量的变化量?引起磁通量变化 的原因有哪些?
3、什么是磁通量的变化率?物理意义是什么?
4、法拉第电磁感应定律的内容及数学表达式?
5、导体切割磁感线时的感应电动势表达式?
想一想:
1、关于感应电动势大小的说法中正确的是[ ] A.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应 电动势一定越大 B.线圈中磁通量越大,产生的感应电动势一定 越大 C.线圈放在磁感强度越强的地方,产生的感应 电动势一定越大 D.线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势 越大
议一议:
例题1:如图所示,将一条形磁铁插入某一闭合 线圈,第一次用0.05s,第二次用0.1s,设插入 方式相同,试求: (1) 线圈中产生的电动势之比? (2)电流之比?通过的电量之比? (3)产生的热量之比?
例题2、如图所示的匀强磁场中,磁感应强 度B=0.4T,导体ab长L=40cm,电阻R=0.5Ω, 框架电阻不计,当导体ab以V=5m/s的速度 匀速向左运动时,电路中产生的感应电流 为多少?方向如何?
猜一猜:
1、下面图示情况下,a、b、c三段 导体两端的感应电动势各为多大?
2、一个N匝圆线圈,放在磁感应强度为B 的匀强磁场中,线圈平面跟磁感应强度方 向成30°角,磁感应强度随时间均匀变化, 线圈导线规格不变,下列方法中可使线圈 中感应电流增加一倍的是[ ] A.将线圈匝数增加一倍 B.将线圈面积增加一倍 C.将线圈半径增加一倍 D.适当改变线圈的取向
电磁感应2
µI 给电缆通以电流I 解:给电缆通以电流I B = 2π r
dΦ = BdS = Bldr
R2
µI µ Il R2 ldr = ln Φ= ∫ R1 2π r 2π R1
I
r dr
l
dΦ µ l R2 L= = ln dI 2π R1
二、互感
一个载流回路中电流的变化引起邻近另一回 路中产生感生电动势的现象称为“互感现象” 路中产生感生电动势的现象称为“互感现象”, 互感电动势” 所产生的电动势称为 “互感电动势”。
dt
. × × × × × × × ×d ×
× ×
× × × × ×R ×
求长直导线感应电动势的大小和方向 解:方法一 利用法拉第电磁感应定律
εi
2
εi = −
BπR 作回路l如图所示 作回路 如图所示 Φ = BS = 2 dΦ 1 2
= − kπR dt 2
方向与l 方向与 方向相反
方法二、 方法二、
Φ = BS = Bπ r v v dΦ εi = − = ∫ Ek ⋅ dl L dt
选l如图所示
× × ×
v × Ek
× × × ×
× ×
v Ek
× r × p×
v × l
( )
×
B
v × Ek ×
( b)
r > R时
v Ek
× × × × × × × × × × × × × × ×
v Ek
×
假想回路OBA,方向如图所示 方向如图所示 假想回路
εiOBA = εiOB + εiBA + εiAO
εi = ∫
L 0
×
v × Ek
× × ×
磁场与电磁感应(二)
磁场与电磁感应(二)一、填空题:1、某些物体能够的性质称为磁性。
具有的物体称为磁体,磁体分为和两大类。
2、磁体两端的部分称为磁极。
当两个磁极靠近时,它们之间也会产生相互作用力;同性磁极相互,异名磁极相互。
3、磁感线的方向定义为:在磁体外部由指向,在磁体内部由指向。
磁感线是曲线。
4、磁感线上任意一点的方向,就是该点磁场的方向,也就是放在该点的磁针的方向。
5、在磁场的某一区域里,如果磁感线是一些方向相同分布均匀的平行直线,这一区域称为。
6、的现象称为电流的磁效应。
7、电流所产生的磁场方向可用来判断。
8、描述磁场中各点磁场强弱和方向的物理量称为,用符号表示,单位是;描述磁场在空间某一范围内分布情况的物理量称为,用符号表示,单位是。
9、磁感应强度是量,它的方向就是该点的的方向;在同一磁场的磁感线分布图上,磁感线越密,磁感应强度越,磁场越。
10、在均匀磁场中,磁感应强度等于穿过单位面积的,用公式表示,所以磁感应强度又称。
11、用来表示媒介质导磁性能的物理量称为,用符号表示,单位是,为了方便比较媒介质对磁场的影响,又引入的概念,它们之间的关系表达式为。
12、根据相对磁导率的大小,可把物质分为、和三类。
13、通常把通电导体在磁场中受到的力称为,也称,通电导体在磁场中的受力方向可用定则来判断。
14、把一段通电导线放入磁场中,当电流方向与磁场方向时,导线所受到的电磁力最大;当电流方向与磁场方向时,导线所受到的电磁力最小。
15、在均匀磁场中放入一个线圈,当线圈平面与磁感线平行时,线圈所产生的转矩,当线圈平面与磁感线垂直时,线圈所产生的转矩,16、楞次定律的内容是产生的磁通总是原磁通的变化,当线圈中磁通增加时,感应磁场的方向与原磁通的方向;当线圈中磁通减小时,感应磁场的方向与原磁通的方向。
17、在电磁感应中,用定律判别感应电动势的方向,用定律计算感应电动势的大小;其表达式为。
18、当直导体的运动方向与磁感线垂直时,导体中感应电动势最;当直导体的运动方向与磁感线平行时,导体中感应电动势最。
高二物理法拉第电磁感应定律2
Δφ 有关。 3、磁通量的变化率 Δt
表示磁通量的变化快慢
二、法拉第电磁感应定律:
1、内容:电路中感应电动势的大小,跟穿过这 一电路的磁通量变化率△Φ/ △t成正比.
Ek (注意单位) t t 思考:若闭合电路是n匝线圈,且穿过每匝线 圈的磁通量相同,E=?
2、数学表达式
注意:公式中Δφ应取绝对值,不涉及正负,感应 电流的方向另行判断。
;
看向开薄大公爵说道.“好!”开薄大公爵点头,而后飞身进入秘境,随即秘境入口关闭.“鞠言战申,那俺们现在回去?”仲零王尪又对鞠言道.“好の,回去吧.”鞠言应道.仲零王尪又接连破开一层层空间,最后回到了法辰王国の国都,仍是在皇宫之外.“仲零王尪,俺想问一个问题.”在皇宫 外,鞠言对仲零王尪道.“鞠言战申请说.”仲零王尪微笑道.“如果俺想再使用王国の修炼秘境の话,具体是需要哪个条件?”鞠言略微の顿了一下,问道.呐王国の修炼秘境,效果委实是太好了.“鞠言战申若是想继续使用修炼秘境,那就需要对王国の贡献度了.”仲零王尪倒是对鞠言问出の问 题没有意外.他当然知道,修炼秘境の好处.鞠言战申想多用修炼秘境,才是正常の.“如何快速获取对王国の贡献度呢?”鞠言顺势问道.“呐……获取贡献度の方法倒是有很多.但快速获取贡献度,自是用其他资源向王国换取.不过,俺法辰王国の贡献度,是不能用寻常资源换取の,必须是达到 混元异宝呐一级数の东西,才能换取国家贡献度.价值越高,可兑换の贡献度也越高.”仲零王尪解释着说道.“混鲲兽の尸体呢?”鞠言看着仲零王尪.“混鲲兽の尸体?当然能够兑换贡献度!鞠言战申,你有混鲲兽の尸体吗?混鲲兽,可不好杀,混元无上级善王去了永恒之河,一般也难对混鲲兽 猎杀成功.”仲零王尪睁了睁眼睛道.“哦,现在没有.”鞠言摇摇头说道.在呐一刻,鞠言想到了混元碎片.既然连混鲲兽の尸体都能兑换贡献度,那混元碎片,自是也能兑换贡献度,并且只会兑换得更多.然而,鞠言现在肯定是不能拿出混元碎片の,以他现在の实历,若是混元碎片の消息传出,对 他必是会带来难以想象の灾难.仲零王尪也没多想,只以为鞠言战申是考虑要去永恒之河猎杀混鲲兽.“鞠言战申,除了用资源兑换贡献度外,一般也就是参加国家战争了.”仲零王尪又继续说道:“不过,与俺法辰王国相关の大型战争,已经很久没有发生过了.寻常,多是一些小争端罢了,那等 争端,能得到の贡献度有限.”“对了,倒是有一个机会能得到大量の国家贡献度.只是……事间上来不及了.”仲零王尪先是眼申一亮,而后又苦笑着摇摇头说来不及.“哪个机会?”鞠言连忙问道.“就是进入黑月遗址!”仲零王尪说道.“黑月遗址?”鞠言皱了皱眉,他不曾听过呐个地 方.“嗯,一个史前遗迹,极其凶险,但里面有众多混元异宝.鞠言战申,先前你通过战申榜排位赛收获の蓝槐奖励,主要就是来自于黑月遗址.”仲零王尪点头,看着鞠言说道.“来不及了!鞠言战申,你现在想要进入,也来不及了.根据天庭传下来の信息,呐黑月遗址再过百年就会开启.”仲零王 尪又说了一次已经来不及.“仲零王尪,能否与俺详细の说一说情况?进入黑月遗址,需要满足哪些条件?”鞠言听出仲零王尪话中の意思,要进入呐个黑月遗址,应该是要达成哪个苛刻の条件.第三零陆三章界碑世界第三零陆三章界碑世界(第一/一页)鞠言目前对黑月遗址没哪个了解,但他现在 不会轻易放过能够令自身实历提升の机会.听仲零王尪の意思,若能进入呐黑月遗址,在里面应该会有很大の收获.仲零王尪说了,黑月遗址内有大量混元异宝,而若能获得一些混元异宝,即便是自身不需要の,也能将其兑换成法辰王国の贡献度.而且,像蓝槐呐等异常珍贵の资源,竟也主要出产 于呐个黑月遗址.如此机会,鞠言怎愿意轻易放过?“好吧!”仲零王尪说道:“鞠言战申,咱们进皇宫,俺详细与你说说黑月遗址の情况.”“多谢仲零王尪.”鞠言连忙拱手笑着道谢.两人进入国都皇宫,来到一座偏殿之内,先后入座.“鞠言战申,呐黑月遗址の入口,也在界善之内.不过,其具 体の位置,倒并不算核心区域.只是那位置,比较特殊一些,比较此地直接在天庭の监控之下.”“黑月遗址の来历,极其申秘,便是俺法辰王国の方烙老祖,也不清楚呐个遗址到底是怎么来の.”方烙老祖,是混元空间最早存在の善王之一,连他都不知道黑月遗址の来历或者说出现の过程.“俺们 只能确定,呐黑月遗址是混元空间史前就存在の一个地方.就是俺们混元空间诞生之前,黑月遗址就已经存在.”“黑月遗址寻常事,其入口是关闭の.黑月遗址入口不打开,任何人都不可能进入.天庭大王,也一样没有办法进入其中.而黑月遗址每次开启の相隔事间,也并不固定,有事几拾万年就 会开启一次,有事却是数百万年才开启一次.黑月遗址の开启频率到底是与哪个相关,目前仍无人可知.”“天庭一直监察黑月遗址,当黑月遗址即将开启の事候,会出现一些明显の特征.一般来说,在黑月遗址开启千年之前,呐种特征能够被明确の查探到.呐个事候,天庭会对混元无上级善王传 递讯息,告诉他们,千年后黑月遗址将会正式开启.”“鞠言战申,九百年前,混元无上级善王,便得到了来自天庭の信息.也就是说,而当事,你正在王国修炼秘境内修炼,所以没能立刻得知此消息.”“鞠言战申,距离黑月遗址开启,只剩下大约百年事间了.呐一百年事间,你是不可能得到进入黑 月遗址机会の.”仲零王尪,对鞠言说了不少关于黑月遗址の信息.“即便机会渺茫,也要试试看.”鞠言说道:“仲零王尪,请告诉俺如何争取进入黑月遗址の机会.”“行!”仲零王尪点头.“鞠言战申,当混元无电流必须具备什么条件? 这个电路中必须有电源,因为电流是由电源的电动 势引起的. 2:如果电路不是闭合的,电路中没有电流,电源的电 动势是否还存在呢? 电动势反映了电源提供电能本领的物理量,电路不 闭合电源电动势依然存在 。 3、电磁感应现象中,闭合电路中出现了感应电流, 那么有电动势存在么?
电磁感应(二)(上)
自感交流电这部分内容重在理解,因为大家对电路的认知多数还停歇在初中串并联的级别,初学的时候可以先不着急控制计算技巧的部分。
本讲的交流电也暂时只推荐产生与描述,对于交流的电路,我们会以知识的形式给大家推荐一下交流电单独通过理想电容,电感时候的情况。
教师们讲解时会按照大家推荐的程度适度的给出交流电路的微分方程推导与复数描述。
讲义中就不对这些数学技巧做深入交代了,以免对部分学生造成过多负担。
总的来说,倘若只是从物理层面来说,本讲只是内容多,不算难。
因为知识琐碎一些,所以例题相对上讲有所减少。
一.自感电动势、自感系数回路本身的电流变化而在回路中产生的电磁感应现象叫自感现象。
在自感现象中回路产生的电动势叫自感电动势。
按照毕—萨定律,线圈中的电流所激发的磁场的磁感应强度的大小与电流强度成正比。
按照法拉第电磁感应定律,可得自感到电动势t I L∆∆-=ε自式中L 为比例系数,称为自感系数。
在国际单位制中,自感系数的单位是亨利。
易证:V n lSN L 22μμ==以上μ是内芯中介质磁导率,N 线圈总匝数,S 为线圈面积,l 为线圈长度,n 为单位长度上匝数,V 为线圈总体积。
电感 用线圈围成的电学器件,特点是流过电感的电流不能突变。
如图所示电路由电感线圈L 和灯泡A ,以及电阻R 和灯泡B 组成两个支路衔接在一个电源两端。
A 、B 灯泡相同,当K 闭合瞬时,L —A 支路中,因为L 的自感现象,妨碍电流增大,所以A 不能本讲导学第4讲 自感交流电知识点睛赶紧发光,而是逐渐变亮,而B 赶紧正常发光。
当稳定后,电流不再变化时,L 只在电路中起一个电阻的作用。
流过L —A 支路的电流1I ,此时L 中储藏磁场能为2121LI W =当K 断开眨眼,L 中电流要减小,因而会产生自感电动势ε,在回来L —A —B —R 中产生感应电流,从能量观点来看,L 释放线圈中磁场能,改变成电能消耗在回路中,所以A 、B 灯泡应是在K 断开后眨眼逐渐熄灭,其回路中电流时光变化如图示。
电磁感应 电磁场(二)答案
第九章 电磁感应 电磁场(二)一. 选择题[ D ]1. 用细导线均匀密绕成长为l 、半径为a (l >> a )、总匝数为N 的螺线管,管内充满相对磁导率为μr 的均匀磁介质.若线圈中载有稳恒电流I ,则管中任意一点的 (A) 磁感强度大小为B = μ0 μ r NI . (B) 磁感强度大小为B = μ r NI / l . (C) 磁场强度大小为H = μ 0NI / l .(D) 磁场强度大小为H = NI / l . 【参考答案】 B = μ0 μ r nI= μ NI / l=μH[ C ]2. 磁介质有三种,用相对磁导率μr 表征它们各自的特性时, (A) 顺磁质μr >0,抗磁质μr <0,铁磁质μr >>1. (B) 顺磁质μr >1,抗磁质μr =1,铁磁质μr >>1. (C) 顺磁质μr >1,抗磁质μr <1,铁磁质μr >>1.(D) 顺磁质μr <0,抗磁质μr <1,铁磁质μr >0.[ C ]3. 如图,平板电容器(忽略边缘效应)充电时,沿环路L 1的磁场强度H ϖ的环流与沿环路L 2的磁场强度H ϖ的环流两者,必有:(A) >'⎰⋅1d L l H ϖϖ⎰⋅'2d L l H ϖϖ. (B)='⎰⋅1d L l H ϖϖ⎰⋅'2d L l H ϖϖ.(C)<'⎰⋅d L l H ϖϖ⎰⋅'d L l H ϖϖ. (D)0d ='⎰⋅L l H ϖϖ.【参考答案】全电流总是连续的。
位移电流大小和传导电流相等,位移电流均匀分布在平板电容器所对应的面积上,环路L1所包围电流小于位移电流,即小于传导电流,由安培环路定律知(C) <'⎰⋅1d L l H ϖϖ⎰⋅'2d L l H ϖϖ[ A ]4. 对位移电流,有下述四种说法,请指出哪一种说法正确. (A) 位移电流是指变化电场.(B) 位移电流是由线性变化磁场产生的. (C) 位移电流的热效应服从焦耳─楞次定律.(D) 位移电流的磁效应不服从安培环路定理.[ C ]5. 电位移矢量的时间变化率t D d /d ϖ的单位是(A )库仑/米2 (B )库仑/秒(C )安培/米2 (D )安培•米2H ϖL1L 2[ D ]6. 如图所示.一电荷为q 的点电荷,以匀角速度ω作圆周运动,圆周的半径为R .设t = 0 时q 所在点的坐标为x 0 = R ,y 0 = 0 ,以i ϖ、j ϖ分别表示x 轴和y 轴上的单位矢量,则圆心处O 点的位移电流密度为:(A) i t R q ϖωωsin 42π (B)j t R q ϖωωcos 42π (C) k Rq ϖ24πω (D) )cos (sin 42j t i t Rq ϖϖωωω-π 【参考答案】方向由点电荷所在位置指向圆心O 点,单位矢量与x 轴夹角为t ω,分解为x 轴和y 轴上的分量为()j t it ρρωωsin cos --二. 填空题1. 一个绕有500匝导线的平均周长50 cm 的细环,载有 0.3 A 电流时,铁芯的相对磁导率为600.(1) 铁芯中的磁感强度B 为_____0.226T_____. (2) 铁芯中的磁场强度H 为.n=500/0.5 T nI B r 226.0102.73.010*******370=⨯=⨯⨯⨯⨯==--ππμμ2. 图示为三种不同的磁介质的B ~H 关系曲线,其中虚线表示的是B = μ0H 的关系.说明a 、b 、c 各代表哪一类磁介质的B ~H 关系曲线:a 代表_____铁磁质 __________的B ~H 关系曲线.b 代表______顺磁质__________的B ~H 关系曲线.c 代表______抗磁质__________的B ~H 关系曲线.3. 图示为一圆柱体的横截面,圆柱体内有一均匀电场E ϖ,其方向垂直纸面向内,E ϖ的大小随时间t 线性增加,P 为柱体内与轴线相距为r 的一点则(1)P 点的位移电流密度的方向为_垂直纸面向内___. (2) P 点感生磁场的方向为__竖直向下___. 【参考答案】(1)dt E d j d /ρρε=,E ϖ是一均匀电场,方向不变,大小随时间t 线性增加,所以位移电流密度的方向与电场方向相同。
法拉第电磁感应定律及应用(二)
电磁感应定律的应用(二)知识点1、动生电动势中的安培力例题1.如图所示,一质量m =0.1kg 的金属棒ab 可沿接有电阻R =1Ω的足够长的竖直导体框架无摩擦地滑动,框架间距L =50cm ,匀强磁场的磁感应强度B =0.4T ,方向如图示,其余电阻均不计。
若棒ab 由静止开始沿框架下落 ,且与框保持良好接触,那么在下落的前一阶段,棒ab 将做 运动,当棒ab 运动达到稳定状态时的速度v = 。
(g =10m/s 2)例题2. 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L =1m ,导轨平面与水平面成θ=37º角,下端连接着阻值为R 的电阻。
匀强磁场方向与导轨平面垂直,质量m =0.2kg 、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数μ=0.25,g 取10m/s 2 (1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小; (2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R 消耗的功率为8W ,求该速度的大小;(3)在上问中,若R =2Ω,金属棒中的电流由a 到b ,求磁感应强度的大小和方向。
(a =4m/s 2 ,v =10m/s ,B =0.4T ,方向垂直导轨平面向下)例题3.如图,空间某区域中有一匀强磁场,磁感应强度方向水平,且垂直于纸面向里,磁场上边界b 和下边界d 水平。
在竖直面内有一矩形金属统一加线圈,线圈上下边的距离很短,下边水平。
线圈从水平面a 开始下落。
已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a 、b 之间的距离。
若线圈下边刚通过水平面b 、c (位于磁场中)和d 时,线圈所受到的磁场力的大小分别为b F 、c F 和d F ,则( D )A.d F >c F >b FB.c F <d F <b FC.c F >b F >d FD.c F <b F <d F练习1、均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd ,每边长为L ,总电阻为R ,总质量为m 。
4.4 法拉第电磁感应定律(二)
4.4 法拉第电磁感应定律(二)【学习目标】会用E=n△Φ/△t和E=BLv sinθ解决问题。
【学习重点】法拉第电磁感应定律【学习难点】平均电动势与瞬时电动势区别【自主学习】一、电磁感应定律1、内容: .2、表达式:二.导线平动切割磁感线1、导体棒垂直于磁场运动,BLV两两垂直时,E=2、导体的运动方向与导线本身垂直,但与磁感线方向夹角为时,E=三.若导体棒绕某一固定轴旋转切割磁感应线,虽然棒上各点的线速度并不相同,但可用棒各点的平均速度(即棒的中点速度)代替切割速度。
四.线圈载运强磁场中绕垂直磁场的轴转动【例1】如下图所示,有一匀强磁场B=1.0×10-3T,在垂直磁场的平面内,有一金属棒AO,绕平行于磁场的O轴顺时针转动,已知棒长L=0.20m,角速度ω=20rad/s,求:棒产生的感应电动势有多大?【练习1】一导体圆环的电阻为4Ω,半径为0.05m,圆环平面垂直匀强磁场,如图所示放置.磁感应强度为4T,两根电阻均为2Ω的导线Oa和Ob,Oa固定,a端b端均与环接触,Ob以4rad/s的角速度逆时针沿圆环转动.求:当Ob的b端从a端滑过180°时,通过导线Oa中的电流是多少?【例2】如图,边长为a的正方形闭合线框ABCD在匀强磁场中绕AB边匀速转动,磁感应强度为B,初始时刻线框所在的平面与磁感线垂直,经过t时间转过1200角,求:(1)线框内感应电动势在时间t内的平均值。
(2)转过1200角时感应电动势的瞬时值。
【练习2】如图所示,矩形线圈由100匝组成,ab边长L1=0.40m,ad边长L2=0.20m,在B=0.1T的匀强磁场中,以两短边中点的连线为轴转动,转速n′=50r/s求:(1)线圈从图(a)所示的位置起,转过180º的平均感应电动势为多大?(2)线圈从图(b)所示的位置起,转过180º的平均感应电动势为多大?【课后练习】1、.一个距形线圈,在匀强磁场中绕一个固定轴匀速转动,当线圈处于如下图所示位置时,它的()A.磁通量最大,磁通量变化率最大,感应电动势最大B.磁通量最小,磁通量变化率最大,感应电动势最大C.磁通量最大,磁通量变化率最小,感应电动势最小D.磁通量最小,磁通量变化率最小,感应电动势最小2.当线圈中的磁通量发生变化时,则()A.线圈中一定有感应电流 B.线圈中一定有感应电动势C,感应电动势的大小与线圈电阻无关 D.如有感应电流,其大小与线圈的电阻有关3.闭合电路中产生感应电动势的大小,跟穿过这一闭合电路的下列哪个物理量成正比?()A.磁通量 B.磁通量的变化率 C.磁感应强度 D.磁通量的变化量4.将条形磁铁插入线圈内,第一次插入时速度较大,第二次插入时速度较小,两次插入时深度相同,这两次插入磁铁过程中,不发生变化的是()A.线圈内的磁通量变化 B.线圈内感应电流的大小C.线圈内感应电流的方向 D.流过线圈的电量5.一个N匝的圆形线圈,放在磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈平面跟磁场平面成30º角,磁感应强度随时间均匀变化,线圈导线规格不变,下列方法可使线圈中感应电流增加一倍的是()A.将线圈匝数增加一倍 B.将线圈面积增加一倍C.将线圈半径增加一倍 D.适当改变线圈的取向6、如图,在竖直向下的匀强磁场中,将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出,设运动的整个过程中棒的取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将()A.越来越大 B.越来越小C.保持不变D.无法确定7.如图,半径为R的圆形导体线圈,两端MN接一个平行板电容器,线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中,要使电容器所带电量Q增大,可采取的措施是:()A.改变线圈所在的平面与磁场方向夹角 B.电容器两个极板再靠近些C.增大磁感应强度的变化率 D.增大线圈的半径R8.如图两个用相同导线制成的开口圆环,大环半径为小环半径的2倍.现用电阻不计的导线将两环连接在一起.若将大环放入一均匀变化的磁场中,小环处在磁场外,a、b两点间电压为U1.若将小环放入这个磁场中,大环处于磁场外,a、b两点间电压为U2.则()A. U1:U2=1 B. U1:U2=2 C. U1:U2=4 D.U2:U1=47题 8题 9题9. 如图所示,先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域,v1=2v2在先后两种情况下()A.线圈中的感应电流之比为I1:I2=2:1 B.线圈中的感应电流之比为I1∶I2=1:2C.线圈中产生的焦耳热之比Q1:Q2=1:4 D.通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2=1:210.如图,金属导轨间距为d,一端跨接一个电阻R,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直10、如右图, 无限长金属三角形导轨COD上放一根无限长金属导体棒MN,拉动MN使它以速度v向右匀速运动,如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体,电阻率都相同,那么MN运动过程中,闭合回路的()A感应电动势保持不变B感应电动流保持不变C感应电动势逐渐增大D感应电动流逐渐增大11.于平行金属导轨所在的平面,一根长金属棒与导体成 角放置,金属棒与导轨的电阻不计,当金属棒沿垂直于棒的方向,以恒定速度v在金属导轨上滑行时,通过电阻的电流强度为;电阻R上发热功率为 .12.如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B ,一单匝矩形线框的面积为S ,当其绕与磁场垂直的对称轴由图示实线的位置顺时针第一次转到虚线位置时,用的时间为Δt ,则Δt 时间内线圈中的平均感应电动势为多少?13、 如图4-4-2所示,边长为0.1m 正方形线圈ABCD 在大小为0.5T 的匀强磁场中以AD 边为轴匀速转动。
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图
4 I
c 电磁感应(二)
一、选择题:(每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确。
全选对得6分,选不全得3分,错选或不选得0分。
)
1.如图1所示线圈与螺线管共轴,要得到如图所示方向的感应电流,以下方法可行的是( ) A .S 闭合的瞬间 B .S 断开的瞬间
C .S 闭合后触头P 向右滑动
D .S 闭合后线圈面积增大 2.如图2所示,通电螺线管置于闭合金属环轴线上,当螺线管中电流I 减少时 ( ) A .环有缩小的趋势 B .环有扩大的趋势 C .环将向左运动 D .螺线管有伸长的趋势 3.如图3所示,在条形磁铁N 极附近,将闭合线圈abcd 由位置Ⅰ经位置Ⅱ平移至Ⅲ,线圈中感应电流的方向
( )
A .始终沿abc d 方向
B .始终沿a dc b 方向
C .先沿abcd 方向,后沿adcb 方向
D .先沿adcb 方向,后沿abcd 方向 4.如图4
所示,通电直导线旁放有一闭合线圈abcd ,当直电线中的电流I 增大或减小时( ) A .电流I 增大,线圈向左平动 B .电流I 增大,线圈向右平动 C .电流I 减小,线圈向左平动 D .电流I 减小,线圈向右平动
5.如图5所示,一水平放置的圆形通电线圈Ⅰ固定,有另一个较小的线圈Ⅱ从正上方下落,在下落的过程中线圈Ⅱ的平面保持与线圈Ⅰ的平面平行且两圆心同在一竖直线上,则线圈Ⅱ从正上方下落到穿过线圈Ⅰ直至在下方运动的过程中,从上往下看线圈Ⅱ中
A .无感应电流
B .有顺时针方向的感应电流
C .有先顺时针后逆时针方向的感应电流
D .有先逆时针后顺时针方向的感应电流 6.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所6所示,则 ( ) A .线圈中0时刻感应电动势为0 B .线圈中t 3时刻感应电动势最大
C .线圈中t 3时刻感应电动势为0
D .线圈中0至t 3时间内平均感应电动势为1.4V 7.关于日光灯在正常工作过程中,下列说法不正确的是 ( ) A .镇流器给日光灯管的开始点燃提供瞬时高压 B .日光灯管点燃发光后,镇流器起降压限流作用
C .日光灯管点燃发光后,启动器中的两个触片是接触的
D .日光灯管点燃发光后,启动器中的两个触片是分离的
8.如图7所示,矩形闭合金属框abcd 的平面与匀强磁场垂直,若ab 边受竖直向上的磁场力的作用,则可知线框的运动情况是 ( ) A .向左平动进入磁场 B .向右平动退出磁场 C .沿竖直方向向上平动 D .沿竖直方向向下平动
图1 1 2 3 4 5 6
图6 图3
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
图7
二、计算题(共52分)
9.如图所示,磁场与水平面垂直,导轨电阻不计,质量为m ,长为L ,电阻为R 的直导线ab 可以在导轨上无摩擦地自由滑动,导轨与水平面夹角为θ,当导线从静止开始下滑的过程中,最大加速度和最大速度分别为多少?
10.如图甲所示,一正方形金属框位于有界匀强磁场区域内,线框的右边紧贴着磁场边界,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出磁场;图乙为外力F 随时间变化的图象,若线框的质量m 、电阻R 及图象中F 0、t 0均为已知量,求: (1)磁感应强度B 为多少? (2)t 0秒内通过导体横截面的电荷量Q 为多少?
11.如图所示,电动机牵引一根原来静止的、长为1m 、质量为0.1kg 的导体棒MN ,其电阻R 为1Ω,导体棒架在处于磁感应强度B=1T ,竖直放置的框架上,当导体棒上升h=3.8m 时获得稳定的速度,导体产生的热量为2J ,电动机牵引棒时,电压表、电流表计数分别为7V 、1A ,电动机的内阻r=1Ω,不计框架电阻及一切摩擦;若电动机的输出功率不变,g 取10m/s 2,求: (1)导体棒能达到的稳定速度为多少?
(2)导体棒从静止达到稳定所需的时间为多少?
×
×
× 图甲 F 0
3F 图乙
参考答案
一、选择题:
1.BC 2.AD 3.A 4.BC 5.C 6.C 7.C 8.A 二、计算题:
9.解:当ab 刚开始运动时有最大的加速度a =gsin θ 当速度最大时感应电动势E=Blvsin θ 安培力 F=2
2
cos B L V F
ILB R
θ
==
当合外力为0时,ab 的速度最大,即:Fcos θ=mgsin θ 由上式得:2
2
2
sin cos m gR v
B L θθ
=
10.解:(1)由运动学公式 2
12l at
= v at =
感应电动势为E=BLV 由牛顿第二定律
2
2
B L V F m a
R
-
=
由图象可知,当t=0时,F=F 0;当t=t 0时,F=3F 0
代入上式得B
=
(2)平均感应电动势为:B L = 2
v V =
由上式得
0Q It ==
11.解:(1)电动机的输出功率为6V A A P U I I r W =-= F 安=ILB=
2
2
B L V R
当速度稳定时,由平衡条件得2
P B L v m g v R
=+
解得V=2m/s (2)由动能定律 2
12
Pt Q mgh mv
--=
解得t=1s。