高考物理二轮复习考点第十章电磁感应专题磁场变化产生的感应电动势问题
2020版高考物理大二轮复习试题:电磁感应规律及其应用(含答案)
回扣练12:电磁感应规律及其应用1.如图所示,两根相距为l 的平行直导轨ab 、cd ,b 、d 间连有一固定电阻R ,导轨电阻可忽略不计.MN 为放在ab 和cd 上的一导体杆,与ab 垂直,其电阻也为R .整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B ,磁场方向垂直于导轨所在平面(垂直纸面向里).现对MN 施力使它沿导轨方向以速度v 水平向右做匀速运动.令U 表示MN 两端电压的大小,则( )A .U =12Blv ,流过固定电阻R 的感应电流由b 经R 到dB .U =Blv ,流过固定电阻R 的感应电流由d 经R 到bC .MN 受到的安培力大小F A =B 2l 2v 2R,方向水平向右 D .MN 受到的安培力大小F A =B 2l 2v R,方向水平向左 解析:选A.当MN 运动时,相当于电源.但其两边的电压是外电路的电压,假设导轨没电阻,MN 两端的电压也就是电阻R 两端的电压,电路中电动势为E =BlV ,MN 的电阻相当于电源的内阻,二者加起来为2R ,则电阻上的电压为12Blv ,再由右手定则,拇指指向速度方向,手心被磁场穿过,四指指向即为电流方向,即由N 到M ,那么流过电阻的就是由b 到d .故A 正确,B 错误.MN 受到的安培力F =BIl =B 2l 2v 2R;由左手定则可知,安培力的方向水平向左;故CD 错误.故选A.2.如图所示,两相邻有界匀强磁场的宽度均为L ,磁感应强度大小相等、方向相反,均垂直于纸面.有一边长为L 的正方形闭合线圈向右匀速通过整个磁场.用i 表示线圈中的感应电流,规定逆时针方向为电流正方向,图示线圈所在位置为位移起点,则下列关于i x 的图象中正确的是( )解析:选C.线圈进入磁场,在进入磁场的0~L 的过程中,E =BLv ,电流I =BLv R ,根据右手定则判断方向为逆时针方向,为正方向;在L ~2L 的过程中,电动势E =2BLv ,电流I =2BLv R,根据右手定则判断方向为顺时针方向,为负方向;在2L ~3L 的过程中,E =BLv ,电流I =BLv R,根据右手定则判断方向为逆时针方向,为正方向;故ABD 错误,C 正确;故选C.3.如图所示,表面粗糙的U 形金属线框水平固定,其上横放一根阻值为R 的金属棒ab ,金属棒与线框接触良好,一通电螺线管竖直放置在线框与金属棒组成的回路中,下列说法正确的是( )A .当变阻器滑片P 向上滑动时,螺线管内部的磁通量增大B .当变阻器滑片P 向下滑动时,金属棒所受摩擦力方向向右C .当变阻器滑片P 向上滑动时,流过金属棒的电流方向由a 到bD .当变阻器滑片P 向下滑动时,流过金属棒的电流方向由a 到b解析:选C.根据右手螺旋定则可知螺线管下端为N 极,而穿过回路的磁通量分为两部分,一部分为螺线管内部磁场,方向竖直向下,一部分为螺线管外部磁场,方向竖直向上,而总的磁通量方向为竖直向下,当变阻器滑片P 向上滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻增大,螺线管中电流减小,产生的磁场变弱,即穿过回路的磁通量向下减小,根据楞次定律可得流过金属棒的电流方向由a 到b ,A 错误C 正确;当变阻器滑片P 向下滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻减小,螺线管中电流变大,产生的磁场变强,即穿过回路的磁通量向下增大,根据楞次定律可得流过金属棒的电流方向由b 到a ,而导体棒所处磁场方向为竖直向上的,金属棒所受安培力方向向右,故摩擦力方向向左,故BD 错误.故选C.4.如图所示,处于竖直面的长方形导线框MNPQ 边长分别为L和2L ,M 、N 间连接两块水平正对放置的金属板,金属板距离为d ,虚线为线框中轴线,虚线右侧有垂直线框平面向里的匀强磁场.两板间有一个质量为m 、电量为q 的带正电油滴恰好处于平衡状态,重力加速度为g ,则下列关于磁场磁感应强度大小B 的变化情况及其变化率的说法正确的是( )A .正在增强,ΔB Δt =mgd qL 2 B .正在减小,ΔB Δt =mgd qL 2C .正在增强,ΔB Δt =mgd 2qL 2D .正在减小,ΔB Δt =mgd 2qL2 解析:选B.电荷量为q 的带正电的油滴恰好处于静止状态,电场力竖直向上,则电容器的下极板带正电,所以线框下端相当于电源的正极,感应电动势顺时针方向,感应电流的磁场方向和原磁场同向,根据楞次定律,可得穿过线框的磁通量在均匀减小;线框产生的感应电动势:E =ΔB Δt S =ΔB Δt L 2;油滴所受电场力:F =E 场q ,对油滴,根据平衡条件得:q E d=mg ;所以解得,线圈中的磁通量变化率的大小为:ΔB Δt =mgd qL2;故选B. 5.如图所示,相距为d 的两条水平虚线L 1、L 2之间是方向水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B ,正方形线圈abcd 边长为L (L <d ),质量为m 、电阻为R ,将线圈在磁场上方h 高处静止释放,cd 边刚进入磁场时速度为v 0,cd 边刚离开磁场时速度也为v 0,则线圈穿过磁场的过程中(从cd 边刚进入磁场一直到ab 边离开磁场为止)( )A .感应电流所做的功为3mgdB .线圈的最小速度一定大于mgR B 2L 2C .线圈的最小速度一定是2g (h +L -d )D .线圈穿出磁场的过程中,感应电流为逆时针方向解析:选C.据能量守恒,研究从cd 边刚进入磁场到cd 边刚穿出磁场的过程:动能变化量为0,重力势能转化为线框进入磁场的过程中产生的热量,Q =mgd .cd 边刚进入磁场时速度为v 0,cd 边刚离开磁场时速度也为v 0,所以从cd 边刚穿出磁场到ab 边离开磁场的过程,线框产生的热量与从cd 边刚进入磁场到ab 边刚进入磁场的过程产生的热量相等,所以线圈从cd 边进入磁场到ab 边离开磁场的过程,产生的热量Q ′=2mgd ,感应电流做的功为2mgd ,故A 错误.线框可能进入磁场先做减速运动,在完全进入磁场前已做匀速运动,刚完全进入磁场时的速度最小,有:mg =B 2L 2v R ,解得可能的最小速度v =mgR B 2L2,故B 错误.因为进磁场时要减速,线圈全部进入磁场后做匀加速运动,则知线圈刚全部进入磁场的瞬间速度最小,线圈从开始下落到线圈刚完全进入磁场的过程,根据能量守恒定律得:mg (h +L )=Q+12mv 2,解得最小速度v =2g (h +L -d ),故C 正确.线圈穿出磁场的过程,由楞次定律知,感应电流的方向为顺时针,故D 错误.故选C.6.如图所示的电路中,三个相同的灯泡a 、b 、c 和电感L 1、L 2与直流电源连接,电感的电阻忽略不计.电键S 从闭合状态突然断开时,下列判断正确的( )A .a 先变亮,然后逐渐变暗B .b 先变亮,然后逐渐变暗C .c 先变亮,然后逐渐变暗D .b 、c 都先变亮,然后逐渐变暗解析:选A.电键S 闭合时,电感L 1中电流等于两倍L 2的电流,断开电键S 的瞬间,由于自感作用,两个电感线圈相当于两个电源,与三个灯泡构成闭合回路,通过b 、c 的电流都通过a ,故a 先变亮,然后逐渐变暗,故A 正确; b 、c 灯泡由电流i 逐渐减小,B 、C 、D 错误 .故选A.7.(多选)如图甲所示,宽度为L 的足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上,导轨左端连接一电容为C 的电容器,将一质量为m 的导体棒与导轨垂直放置,导轨间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度为B .用与导轨平行的外力F 向右拉动导体棒,使导体棒由静止开始运动,作用时间t 1后撤去力F ,撤去力F 前棒内电流变化情况如图乙所示.整个过程中电容器未被击穿,不计空气阻力.下列说法正确的是 ( )A .有外力作用时,导体棒在导轨上做匀速运动B .有外力作用时,导体棒在导轨上做匀加速直线运动C .外力F 的冲量大小为It 1⎝ ⎛⎭⎪⎫BL +m CBL D .撤去外力F 后,导体棒最终静止在导轨上,电容器中最终储存的电能为零解析:选BC.对电容器Q =CU ,则ΔQ =C ΔU ,I =ΔQ Δt ;ΔU =ΔE =BL Δv ;解得I =CBL Δv Δt=CBLa ,则导体棒的加速度a 恒定,做匀加速运动,选项A 错误,B 正确;根据牛顿第二定律:F -BIL =ma ,则F =BIL +mI CBL ,则外力F 的冲量大小为I F =Ft 1=It 1⎝⎛⎭⎪⎫BL +m CBL ,选项C 正确;撤去外力F 后,导体棒开始时做减速运动,当导体棒产生的感应电动势与电容器两端电压相等时,回路中电流为零,此时安培力为零,导体棒做匀速运动,此时电容器两端的电压不为零,则最终储存的电能不为零,选项D 错误;故选BC.8.(多选)如图所示,在竖直平面内MN 、PQ 两光滑金属轨道平行竖直放置,两导轨上端M 、P 间连接一电阻R .金属小环a 、b 套在金属轨道上,质量为m 的金属杆固定在金属环上,该装置处在匀强磁场中,磁场方向垂直竖直平面向里.金属杆以初速度v 0从图示位置向上滑行,滑行至最高点后又返回到出发点.若运动过程中,金属杆保持水平,两环与导轨接触良好,不计轨道、金属杆、金属环的电阻及空气阻力.金属杆上滑过程和下滑过程相比较,以下说法正确的是( )A .上滑过程所用时间比下滑过程短B .上滑过程通过电阻R 的电量比下滑过程多C .上滑过程通过电阻R 产生的热量比下滑过程大D .上滑过程安培力的冲量比下滑过程安培力的冲量大解析:选AC. 如图所示,v t 图斜率代表加速度,其面积表示位移,上滑过程中,做加速度逐渐减小的减速运动,下滑过程中是加速度逐渐减小的加速运动,由于位移大小相等,可知上升时间小于下落时间,故A 正确;由q =ΔΦR,可知上滑过程通过电阻R 的电量等于下滑过程中电量,故B 错误;在相同位置,上滑时的速度大于下滑时的速度,则上滑过程安培力的平均值大于下滑过程安培力的平均值,导致上滑过程中导体棒克服安培力做功多,则上滑过程中电阻R 产生的热量大于下滑过程中产生的热量,故C 正确.安培力冲量I =BLq ,q =ΔΦR,可知上滑过程安培力的冲量等于下滑过程安培力的冲量,故D 错误.9.(多选)如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 相距为L ,导轨平面与水平面的夹角θ=30°,导轨电阻不计,整个装置处于磁感应强度大小为B 、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中.质量为m 、长为L 、电阻为R 的金属棒垂直导轨放置,且始终与导轨接触良好.金属导轨的上端连接一个阻值也为R 的定值电阻.现闭合开关K ,给金属棒施加一个平行于导轨斜向上、大小为F =2mg 的恒力,使金属棒由静止开始运动.若金属棒上滑距离s 时,金属棒开始匀速运动,则在金属棒由静止到刚开始匀速运动过程,下列说法中正确的是(重力加速度为g )( )A .金属棒的末速度为3mgRB 2L 2 B .金属棒的最大加速度为1.4gC .通过金属棒的电荷量为BLs RD .定值电阻上产生的焦耳热为34mgs -9m 3g 2R 24B 4L4 解析:选AD.设金属棒匀速运动的速度为v ,则感应电动势E =BLv ;回路电流I =E 2R =BLv2R ;安培力F 安=BIL =B 2L 2v 2R ;金属棒匀速时,受力平衡有F =mg sin 30°+F 安,即2mg =12mg +B 2L 2v 2R联立解得:v =3mgR B 2L2,故A 正确;金属棒开始运动时,加速度最大,即F -mg sin 30°=ma ,代入数据2mg -12mg =ma ,解得a =1.5g ,故B 错误;根据感应电量公式Q =ΔΦR 总=BLs 2R,故C 错误;对金属棒运用动能定理,有Fs -mgs sin 30°-Q =12mv 2,其中定值电阻上产生的焦耳热为Q R =12Q =34mgs -9m 3g 2R 24B 4L4,故D 正确;故选AD. 10.(多选)如图甲所示,光滑且足够长的金属导轨MN 、PQ 平行地固定在同一水平面上,两导轨间距L =0.2 m ,两导轨的左端之间连接的电阻R =0.4 Ω,导轨上停放一质量m =0.1 kg 的金属杆ab ,位于两导轨之间的金属杆的电阻r =0.1 Ω,导轨的电阻可忽略不计.整个装置处于磁感应强度B =0.5 T 的匀强磁场中,磁场方向竖直向下.现用一外力F 水平向右拉金属杆,使之由静止开始运动,在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好,若理想电压表的示数U 随时间t 变化的关系如图乙所示.则在金属杆开始运动经t = 5.0 s 时( )A .通过金属杆的感应电流的大小为1.0 A ,方向由b 指向aB .金属杆的速率为4.0 m/sC .外力F 的瞬时功率为1.0 WD .0~5.0 s 内通过R 的电荷量为5.0 C解析:选AC.导体棒向右切割磁感线,由右手定则知电流方向为b 指向a ,金属杆开始运动经t =5.0 s ,由图象可知电压为0.4 V ,根据闭合电路欧姆定律得I =U R =0.40.4 A =1 A ,故A 正确;根据法拉第电磁感应定律知E =BLv ,根据电路结构可知:U =R R +r E ,解得v =5 m/s ,故B 错误;根据电路知U =R R +r BLv =0.08v =0.08at ,结合U t 图象知导体棒做匀加速运动,加速度为a =1 m/s 2,根据牛顿第二定律,在5 s 末时对金属杆有:F -BIL =ma 解得:F =0.2 N ,此时F 的瞬时功率P =Fv =0.2×5 W=1 W 故C 正确;0~5.0 s 内通过R 的电荷量为q =It =E R +r t =ΔΦt (R +r )×t =ΔΦR +r =B ×12at 2R +r =12.5 C ,故D 错误;综上所述本题答案是AC.。
高考物理二轮复习电磁感应重要知识点总结
高考物理二轮复习电磁感应重要知识点总结
电磁感应现象是指放在变化磁通量中的导体,会产生电动势,高中频道收集和整理了电磁感应重要知识点总结,以便高三学生更好的梳理知识,轻松备战。
1. ★电磁感应现象:利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流.
(1)产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即0.(2)产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合,只要穿过线圈平面的磁通量发生变化,线路中就有感应电动势.产生感应电动势的那部分导体相当于电源.
(2)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,回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.
2.磁通量(1)定义:磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量,定义式:=BS.如果面积S与B 不垂直,应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S,即=BS,国际单位:Wb
求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数.任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时,穿过该面的磁通量为正.反之,磁通量为负.所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和.
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高考物理电磁感应知识点归纳
高考物理电磁感应知识点归纳高考物理电磁感应知识点归纳1.电磁感应现象电磁现象:利用磁场产生电流的现象称为电磁感应,产生的电流称为感应电流。
(1)产生感应电流的条件:通过闭合电路的磁通量发生变化,即0。
(2)产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合,只要通过线圈平面的磁通量发生变化,线路中就会产生感应电动势。
导体中产生感应电动势的部分相当于电源。
(3)电磁感应的本质是产生感应电动势。
如果回路闭合,会有感应电流;如果回路不闭合,只会有感应电动势而没有感应电流。
2.磁通量(1)定义:磁感应强度b与垂直于磁场方向的面积s的乘积称为通过这个表面的磁通量,定义公式为=BS。
如果面积S不垂直于B,则B应乘以垂直于磁场方向的投影面积S,即=BS,SI单位:Wb。
在计算磁通量时,应该是通过某一区域的磁感应线的净数量。
每张脸都有正面和背面;当磁感应线从表面的正方向穿透时,通过表面的磁通量为正。
相反,磁通量是负的。
磁通量是穿过正面和背面的磁感应线的代数和。
3.楞次定律(1)楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
楞次定律适用于感应电流方向的一般判断,而右手定则只适用于剪线时磁感应线的运动,用右手定则比楞次定律更容易判断。
(2)理解楞次定律(1)谁阻碍谁——感应电流的磁通量阻碍了感应电流的磁通量。
阻碍——阻碍的是通过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身。
如何阻碍——当一次磁通增加时,感应电流的磁场方向与一次磁场方向相反;当一次磁通量减少时,感应电流的磁场方向与一次磁场的方向相同,即,一次磁通量增加,一次磁通量减少。
阻塞-阻塞的结果不是停止,而是增加和减少。
(3)楞次定律的另一种表述:感应电流总是阻碍其产生的原因,表现形式有三种:(1)阻碍原始磁通量的变化;阻碍物体之间的相对运动;阻止一次电流(自感)的变化。
4.法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小与通过电路的磁通量的变化率成正比。
表达式E=n/t当导体切割磁感应线时,感应电动势公式为E=BLvsin。
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。
电磁感应解题技巧及练习
电磁感应专题复习(重要)基础回顾(一)法拉弟电磁感应定律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变化率成正比E=nΔΦ/Δt(普适公式)当导体切割磁感线运动时,其感应电动势计算公式为E=BLVsinα2、E=nΔΦ/Δt与E=BLVsinα的选用①E=nΔΦ/Δt计算的是Δt时间内的平均电动势,一般有两种特殊求法ΔΦ/Δt=BΔS/Δt即B不变ΔΦ/Δt=SΔB/Δt即S不变② E=BLVsinα可计算平均动势,也可计算瞬时电动势。
③直导线在磁场中转动时,导体上各点速度不一样,可用V平=ω(R1+R2)/2代入也可用E=nΔΦ/Δt 间接求得出 E=BL2ω/2(L为导体长度,ω为角速度。
)(二)电磁感应的综合问题一般思路:先电后力即:先作“源”的分析--------找出电路中由电磁感应所产生的电源,求出电源参数E和r。
再进行“路”的分析-------分析电路结构,弄清串、并联关系,求出相应部分的电流大小,以便安培力的求解。
然后进行“力”的分析--------要分析力学研究对象(如金属杆、导体线圈等)的受力情况尤其注意其所受的安培力。
按着进行“运动”状态的分析---------根据力和运动的关系,判断出正确的运动模型。
最后是“能量”的分析-------寻找电磁感应过程和力学研究对象的运动过程中能量转化和守恒的关系。
【常见题型分析】题型一楞次定律、右手定则的简单应用例题(2006、广东)如图所示,用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为L0 、下弧长为d0的金属线框的中点连接并悬挂于o点,悬点正下方存在一个弧长为2 L0、下弧长为2 d0、方向垂直纸面向里的匀强磁场,且d0 远小于L先将线框拉开到图示位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦,下列说法中正确的是A、金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→B、金属线框离开磁场时感应电流的方向a→d→c→b→C、金属线框d c边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等D、金属线框最终将在磁场内做简谐运动。
高中物理电磁感应知识点总结
高中物理电磁感应知识点总结高中物理电磁感应知识点总结电磁感应现象因磁通量变化而产生感应电动势的现象我们诚挚为电磁感应现象。
具体来说,闭合电路的一部分导体,做切割磁感线的运动时,就会产生电流,我们把这种现象叫电磁感应,导体中所产生的电流称为感应电流。
法拉第电磁感应定律概念基于电磁感应现象,大家开始探究感应电动势大小到底怎么计算?法拉第对此进行了总结并得到了结论。
感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定,电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通变化率成正比。
公式:E= -n(dΦ)/(dt)。
对动生的情况,还可用E=BLV来求。
电动势的方向可以通过楞次定律来判定。
高中物理wuli.in楞次定律指出:感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化。
对于动生电动势,们也可用右手定则判断感应电流的方向,也就找出了感应电动势的`方向。
需要注意的是,楞次定律的应用更广,其核心在”阻碍”二字上。
感应电动势的大小计算公式(1)E=n*ΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ,Δt磁通量的变化率}(2)E=BLVsinA(切割磁感线运动) E=BLV中的v和L不可以和磁感线平行,但可以不和磁感线垂直,其中sinA为v或L与磁感线的夹角。
{L:有效长度(m)}(3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值}(4)E=B(L^2)ω/2(导体一端固定以ω旋转切割)其中ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一,它显示了电、磁现象之间的相互联系和转化,对其本质的深入研究所揭示的电、磁场之间的联系,对麦克斯韦电磁场理论的建立具有重大意义。
电磁感应现象在电工技术、电技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用。
电磁感应与静电感应的关系电磁感应现象不应与静电感应混淆。
电磁感应将电动势与通过电路的磁通量联系起来,而静电感应则是使用另一带电荷的物体使物体产生电荷的方法。
物理高二知识点第十章总结
物理高二知识点第十章总结第十章:电磁感应本章主要介绍了电磁感应的相关知识点,包括法拉第电磁感应定律、楞次定律、自感和互感等内容。
本文将对这些知识点进行总结和概括,以加深对物理高二电磁感应的理解。
一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁感应的基础定律,描述了导体中感应电动势的大小和方向。
根据法拉第电磁感应定律,当导体中磁通量发生变化时,会产生感应电动势。
其中,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,方向由右手定则确定。
二、楞次定律楞次定律是法拉第电磁感应定律的补充,描述了电流在变化时的方向。
根据楞次定律,当电流发生变化时,会产生感应磁场。
感应磁场的方向与电流变化的方向相反,从而使得变化的电流受到阻力。
三、自感和互感自感是指导体中产生的感应电动势对自身的感应作用。
自感的大小与导体中电流的变化率成正比,方向由自感方向定则确定。
互感是指导体中产生的感应电动势对周围导体的感应作用。
互感的大小与磁通量的变化率和两个导体的相对位置有关,方向由互感方向定则确定。
四、电磁感应的应用电磁感应在实际应用中起着重要的作用。
其中,变压器是电磁感应的典型应用之一,通过互感实现电能的转换和传输。
发电机和电动机也是电磁感应的典型应用,分别将机械能转换为电能和将电能转换为机械能。
总结:电磁感应是电磁学的重要分支,通过法拉第电磁感应定律和楞次定律描述了电磁感应现象的基本规律。
自感和互感则进一步扩展了电磁感应的应用范围。
在实际应用中,电磁感应被广泛运用于变压器、发电机、电动机等设备中,对能源的转换和传输起着至关重要的作用。
通过本章的学习,我们对电磁感应有了更深入的了解。
掌握了法拉第电磁感应定律和楞次定律,能够解决与电磁感应相关的问题。
同时,理解了自感和互感的概念,能够更好地应用于实际问题的解决中。
希望本文的总结能够对大家对物理高二电磁感应的学习和理解有所帮助。
2019版高考物理总复习第十章电磁感应10_1_1电磁感应现象的判断课件
01
课堂互动
02
题组剖析
03
规律总结
04
备选训练
课堂互动
1.产生感应电流的条件 (1)闭合回路;(2)磁通量发 生变化。 2 .对磁通量概念的理解
(1)磁通量是标量,考虑通过 某个面内的磁通量时,应取
磁感线进入 线框的方向 变化, ΔΦ=Φ2+Φ1
磁通量的代数和. (2)利用Φ=BS求磁通量时,S应为某平面在垂直于磁 感线方向上的投影面积.
3.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开 关按如图所示连接。下列说法正确的是( ) A.开关闭合后,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,开关闭合和断开的瞬间,电流计指针均不 会偏转 C.开关闭合后,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.开关闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才 能偏转
一、为什么要大力培育新型职业农民
二、什么是新型职业农民
三、如何加快培育新型职业农民
一、为什么要大力培育新型职业农民
(一)深刻背景
◆农村劳动力持续转移,“人走村空”问题愈演
愈烈
2012年我国农民工数量达到2.6亿,每年新增
900-1000万。
四川抽样调查: 26% 20% 举家外出农户 留守农户
一、为什么要大力培育新型职业农民
一、为什么要大力培育新型职业农民 (一)深刻背景
◆农村新生劳动力离农意愿强烈,农业后
继乏人问题步步紧逼
新生代农民工 76% 不愿再回乡务农 85% 从未种过地 (国家统计局2010年10省调查:90%的新生代农 民工没有从事过一天的农业生产活动)
一、为什么要大力培育新型职业农民 (二)紧迫课题
2023届高考物理二轮专题复习:电磁感应+电容+试题
电磁感应之电容模型模型1无外力充电式(电容器+单棒)例1 两条相互平行的光滑水平金属导轨,电阻不计,匀强磁场垂直导轨平面向上,磁感应强度为B 。
电容器的电容为C ,击穿电压足够大,开始时电容器不带电。
棒ab 长为L ,质量为m ,电阻为R , 初速度为v 0,金属棒运动时,金属棒与导轨始终垂直且接触良好。
(1) 请分析电容器的工作状态,导体棒的运动情况,若导轨足够长,求导体棒最终的速度。
(2) 若电容器储存的电能满足 212E CU ,忽略电磁辐射损失,求导体棒ab 在整个过程中产生的焦耳热。
模型2.放电式(电容器+单棒)例2 两条相互平行的光滑水平金属导轨,电阻不计,匀强磁场垂直导轨平面向上,磁感应强度为B 。
棒ab 长为L ,质量为m ,电阻为R ,静止在导轨上。
电容器的电容为C ,先给电容器充电,带电量为Q ,再接通电容器与导体棒。
金属棒运动时,金属棒与导轨始终垂直且接触良好。
请分析电容器的工作状态,导体棒的运动情况,若导轨足够长,求导体棒最终的速度。
模型3.有恒力的充电式电容器例3. 水平金属导轨光滑,电阻不计,匀强磁场与导轨垂直,磁感应强度为B 。
棒ab 长为L ,质量为m ,电阻为R ,初速度为零,在恒力F 作用下向右运动。
电容器的电容为C ,击穿电压足够大,开始时电容器不带电。
请分析导体棒的运动情况。
4.模型迁移:(分析方法完全相同,尝试分析吧!)(1)导轨不光滑(2)恒力的提供方式不同,如导轨变成竖直放置或倾斜放置等(3) 电路结构变化1. ( 2017年天津卷12题)电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新武器和航天运载器。
电磁轨道炮示意如图,图中直流电源电动势为E ,电容器的电容为C 。
两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l ,电阻不计。
炮弹可视为一质量为m 、电阻为R 的金属棒MN ,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触。
首先开关S 接1,使电容器完全充电。
高中物理电磁感应相关知识教学探析
高中物理电磁感应相关知识教学探析电磁感应是高中物理中的一个重要部分,主要讲述电场和磁场的相互作用,以及与之相关的电磁感应现象,是学生理解许多现代技术和应用非常重要的基础。
本文将从电磁感应的基本原理、相关公式和实验教学等方面探析高中物理电磁感应的教学。
一、基本原理电磁感应的基本原理是“磁生电”或“电生磁”,这个原理可以简单地被表述为两个定律:法拉第电磁感应定律和楞次定律。
法拉第电磁感应定律指出,当导体通过磁场中时,会在其内部引起电场,导体两端产生感应电动势。
楞次定律则规定了感应电动势的方向,即感应电动势的方向总是阻碍感应电流变化的方向。
这两个定律构成了电磁感应的基本理论框架。
从这两个基本定律入手,可以让学生理解电磁感应现象的基本原理。
例如,通过介绍一些基本的电磁感应实验,比如电磁铁、变压器、感应电流等实验,可以帮助学生掌握这些原理,归纳总结时可以提供简单的图示和具体的实验数据,直接融入到教学内容当中会更好地帮助学生理解这些原理。
二、相关公式电磁感应相关的公式主要包括法拉第电磁感应定律和楞次定律公式,以及描述磁场和导体的物理性质的公式。
其中最常用的、最基础的公式是法拉第电磁感应定律公式:ε=-dΦ/dt其中,ε表示感应电动势,即感应电动势的大小与磁通量变化率成正比;Φ表示磁通量,它是磁场作用于匝数的积分。
学生在学习这个公式时应该掌握如何解析磁通量和时间的关系,帮助他们更好地理解它的物理意义。
楞次定律的公式如下:其中,L是自感系数,表示阻抗抵抗电流变化的能力;dI/dt表示电流变化率,也可以理解为感应电动势的方向。
这个公式与法拉第电磁感应定律非常相似,都涉及到物理量的变化率,但这个公式描述的是感应电动势对电流的影响。
这会让学生更好地理解电磁感应现象的本质。
三、实验教学在高中物理的电磁感应教学中,实验教学非常重要。
实验是帮助学生直观感受物理实验的重要途径,也可以让学生掌握实验的过程、方法和技术知识。
常用的电磁感应实验有电磁铁实验、变压器实验以及感应电流实验等。
高考必考磁场知识点
高考必考磁场知识点磁场是一个在空间内产生磁力的区域,磁场是磁力的载体。
在高考物理考试中,磁场是必考的知识点之一。
本文将介绍高考物理中与磁场相关的重要概念和公式,以帮助考生更好地复习和应对高考。
一、磁感线和磁感应强度磁感线是用来描述磁场分布的线条,在磁场中,磁感线由南极指向北极,密集表示磁感应强度大,稀疏表示磁感应强度小。
磁感应强度是一个矢量量,用符号B表示,单位是特斯拉(T)。
二、磁场中的磁力在磁场中,物体所受到的磁力可以通过洛伦兹力定律来计算。
洛伦兹力定律表示磁力F等于电荷q在磁场中运动时的速度v与磁感应强度B的乘积,即F=qvB。
利用洛伦兹力定律,我们可以计算磁场中物体所受到的力的大小和方向。
三、电流产生的磁场根据奥伦尼克定律,电流会在周围产生磁场。
电流所产生的磁场可以通过安培环路定理来计算。
安培环路定理表示沿着闭合曲线的磁场强度B乘以环路的长度L等于该曲线围绕的电流I的代数和,即B×L=μ0I。
其中μ0是真空中的磁导率,其值约为4π×10^-7 T·m/A。
四、磁力对流体和电荷运动的影响在磁场中,磁力不仅会作用于物体,也会对电荷和流体运动产生影响。
当电荷以速度v进入磁场区域,将受到洛伦兹力的作用,其大小为F=qvB,方向垂直于速度和磁感应强度的平面。
当带电粒子在磁场中作圆周运动时,圆周半径可以通过运动方程r=mv/(eB)计算。
五、磁场中的电磁感应磁场变化时,会产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小等于磁通量Φ对时间的变化率的负值,即ε=-dΦ/dt。
磁通量Φ等于磁感应强度B与垂直于磁感应强度的面积A的乘积,即Φ=BA。
根据楞次定律,感应电流的方向使得产生的磁场抵消原磁场变化。
六、匀强磁场中的运动粒子在匀强磁场中,带电粒子将会受到洛伦兹力的作用,其方向垂直于速度和磁感应强度的平面。
这种情况下,带电粒子将作匀速圆周运动。
匀强磁场中的运动粒子可以通过运动方程qBv=mv^2/r计算圆周半径。
高考物理电磁学知识
高考物理电磁学知识电磁学在高考物理中占有重要的位置,其知识点涉及到电场、磁场、电磁感应、电磁波等多个方面。
下面将对这些知识点进行详细的介绍。
首先是电场。
电场是指由电荷产生的一种物理场,其具有电荷引力和斥力的特性。
在高考物理中,我们常常会遇到电场线、电场强度、电势能等概念。
电场线是用来描述电场空间分布情况的一种方法,它的性质包括:从正电荷出发,指向负电荷;电场线趋向于平行;电场强度的大小与电场线的密度有关。
而电场强度定义为单位正电荷在电场中所受的力,记作E。
电势能定义为单位正电荷从无穷远处移到某点电场中的势能变化。
接下来是磁场。
磁场是由磁体或电流形成的一种物理现象。
在高考物理中,我们常常会遇到磁感线、磁感强度、力和磁场、电流和磁场等概念。
磁感线是用来描述磁场空间分布情况的一种方法,它的性质包括:从北极出发,指向南极;磁感线相互趋向于平行;磁感强度的大小与磁感线的密度有关。
而磁感强度定义为在单位长度内,通过垂直于磁感线的区域内的磁通量的大小。
电磁感应是指磁场变化或者电场变化引起感生电动势的现象。
在高考物理中,我们常常会遇到法拉第电磁感应定律、自感、互感等概念。
法拉第电磁感应定律是研究磁场变化引起感应电流的定律,它表明感应电动势的大小与磁场变化的速率成正比。
自感是指电流在变化时,电流所产生的磁场对自身感应的现象。
而互感是指在两个线圈相互靠近时,一个线圈中的电流改变引起另一个线圈中的电动势的变化。
最后是电磁波。
电磁波是由变化的电场和磁场相互作用形成的一种波动现象。
在高考物理中,我们常常会遇到电磁波的性质和特点、电磁波谱等概念。
电磁波的性质和特点包括:电磁波是一种横波;电磁波在真空中的传播速度是确定的;电磁波不需要介质传播等。
电磁波谱是指电磁波按照波长或频率的大小进行划分的一种方法,包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
综上所述,电磁学在高考物理中是一个重要的知识点。
通过对电场、磁场、电磁感应和电磁波等方面的了解,我们可以更好地理解电磁学的基本原理,掌握相关的应用技巧,从而在高考中取得更好的成绩。
法拉第电磁感应定律及其应用—高考物理总复习专题PPT课件(原文)
(1)定义:在自感现象中产生的感应电动势. 一下后渐渐熄灭
S闭合时,线圈产生自感电动势,阻碍电流的增大,使流过A1灯的电流比流过A2灯的电流增加得慢
开始充电瞬间,导通,可近似短路
开始充电瞬间,导通,可近似短路
ΔI 稳定后L相当于导线,A被短路后熄灭 (2)表达式:E=L . 第十章 电磁感应 Δt S断开时,线圈L产生自感电动势,阻碍电流的减小,使通过L的电流从原来电流减小,由于IL>IA,会使得流过A灯的电流突然增大,从而使A灯闪亮
2.法拉第电磁感应定律的三种情况 (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=nΔΔBt ·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=nBΔΔSt .
(3)磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起的,
则根据定义求,ΔΦ=Φ
(3)自感系数 L:①相关因素:与线圈的大小、形状、匝数 一下后渐渐熄灭
S断开时,线圈L产生自感电动势,阻碍电流的减小,使通过L的电流从原来电流减小,由于IL>IA,会使得流过A灯的电流突然增大,从而使A灯闪亮 一下后渐渐熄灭
以及是否有铁芯等因素有关. S闭合时,线圈产生自感电动势,阻碍电流的增大,使流过A1灯的电流比流过A2灯的电流增加得慢
答案:BC
应用电磁感应定律需注意的两个问题 1.公式 E=nΔΔΦt 求解的是一个回路中某段时间内的 平均电动势,在磁通量均匀变化时,瞬时值才等于平均值. 2.利用公式 E=nSΔΔBt 求感应电动势时,S 为线圈在 磁场范围内的有效面积.
考点二 导体切割磁感线产生感应电动势的计算 1.公式 E=Blv 的使用条件 (1)匀强磁场. (2)B、l、v 三者相互垂直. 2.E=Blv 的“四性” (1)正交性:本公式是在一定条件下得出的,除磁场 为匀强磁场外,还需 B、l、v 三者互相垂直. (2)瞬时性:若 v 为瞬时速度,则 E 为相应的瞬时感 应电动势.
高考物理复习经典之电磁感应知识点
电磁感应1.电磁感应现象:利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象,产生的电流叫做感应电流,产生的电动势叫感应电动势。
2.感应电流产生的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
导体在磁场里做切割磁感线运动时,导体里就产生感应电动势;穿过线圈的磁通量发生变化时,线圈里就产生感应电动势。
如果导体是闭合电路的一部分,或者线圈是闭合的,才能产生感应电流。
3.磁通量穿过某一面积的磁感线条数,在匀强磁场中,=BS ,单位是韦伯,简称韦,符号是Wb .使用条件是B 为匀强磁场,S 为平面在磁场方向上的投影.磁通量虽然是标量,但有正负之分.磁通量Φ、磁通量变化∆Φ、磁通量变化率t∆∆Φ对比表(达拉第电磁感应定律会用到) 磁通量Φ磁通量变化∆Φ磁通量变化率t∆∆Φ物理意义 某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数 穿过某个面的磁通量随时间的变化量表述磁场中穿过某个面的磁通量变化快慢的物理量大小计算⊥∙=ΦS B ,⊥S 为与B 垂直的面积,不垂直式,取S 在与B 垂直方向上的投影Φ=∆Φ2-Φ1,或SB ∆∙=∆Φ,或B S ∆∙=∆ΦtSB t ∆∆∙=∆∆Φ或tBB t ∆∆∙=∆∆Φ 注意问题若穿过某个面有方向相反的磁场,则不能直接用S B ∙=Φ,应考虑相反方向的磁通量或抵消以后所剩余的磁通量开始和转过1800时平面都与磁场垂直,但穿过平面的磁通量是不同的,一正一负,其中∆Φ=B ·S ,而不是零既不表示磁通量的大小也不表示磁通量变化的多少,在Φ=t 图像中,可用图线的斜率表示附注线圈平面与磁感线平行时,0=Φ,但t ∆∆Φ最大 线圈平面与磁感线垂直时,Φ最大,但0=∆∆Φt1、 产生感应电动势和感应电流的条件比较产生感应电流的条件只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生,即产生感应电流的条件有两个:○1电路为闭合回路 ○2回路中磁通量发生变化,0≠∆Φ 产生感应电动势的条件不管电路闭合与否,只要电路中磁通量发生变化,电路中就有感应电动势产生二、感应电流方向的判断 1、 楞次定律(1) 感应电流方向的判定方法 方法 内容及方法使用范围楞次定律○1感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律○2运用楞次定律判定感应电流方向的步骤:使用与磁通量变化引起感应电流的各种情况(包括一部分导线做切割磁感线运动的情况)1)分析穿过闭合回路的原磁场方向;2)分析穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少;3)根据楞次定律确定感应电流磁场的方向;4)利用安培定则判定感应电流的方向、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,让磁感线垂直传入掌心,大拇指指向导体运动的方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向。
(广东版)高三物理第二轮专题复习(专家概述+解题思路与方法+专题测试)专题十 电磁感应与力学综合[0
专题十电磁感应与力学综合【专家概述】本专题的重点和难点内容1、能量守恒定律、动量守恒定律、法拉第电磁感应定律、全电路欧姆定律、牛顿运动定律、万有引力定律、胡克定律2、动量定理、动能定理、运动公式、滑动摩擦力公式、其它物理量的定义及公式(如电场力、安培力、洛仑兹力等)本专题的解题思路与方法1、处理单体运动问题时,确定研究对象(如质点、杆等),受力分析(通电导线涉及法拉第电磁感应定律、全电路欧姆定律、安培力公式;带电粒子在电场、磁场中运动涉及电场力公式、洛仑兹力公式),建立直角坐标系,根据能量守恒定律、动量定理、动能定理、牛顿第二定律分别在x轴方向、y轴方向建立方程2、处理双体运动问题时(如碰撞、爆炸等),确定研究系统(如两质点、两杆等),受力分析,建立直角坐标系,根据动量守恒定律沿运动方向建立方程3、根据已知条件或几何关系建立方程,联立以上方程组解出结果,判断结果的合理性。
【经典例说】例1 (湛江调研)如下图,在磁感应强度B=1.2T的匀强磁场中,让导体PQ在U型导轨υ=10m/s向右匀速滑动,两导轨间距离L=0.5m,那么产生的感应电动势的大小和PQ 上以速度中的电流方向分别为()A.0.6V,由P向QB.0.6V,由Q向PC.6V,由P向QD.6V,由Q向P答案:D分析:PQ在外力作用下匀速向右运动,切割磁感线,产生感应电动势、感应电流。
E==6V,根据楞次定律判断出感应电流方向为QPaRd,选项D正确。
解:BLv小结:求感应电动势用法拉第电磁感应定律,求感应电流方向用楞次定律,此题用“增反减同”要快一些。
变式训练 1.(茂名一模)如下图,光滑的“U ”形金属框架静止在水平面上,处于竖直向下的匀强磁场中.现使ab 棒突然获得一初速度V 向右运动,以下说法正确的选项是( )A .ab 做匀减速运动B .回路中电流均匀减小C .a 点电势比b 点电势低D .U 形框向右运动2.(江苏高考)如下图,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计.匀强磁场与导轨平面垂直.阻值为R 的导体棒垂直于导轨静止放置,且与导轨接触.T=0时,将开关S 由1掷到2.q 、i 、v 和a 分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度.以下图象正确的选项是( )例2 (东莞上末)如下图,质量为M 的金属棒P 在离地h 高处从静止开场沿弧形金属平行导轨MN 、M ′N ′下滑.水平轨道所在的空间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B 、水平导轨上原来放有质量为m 的金属杆Q.已知两金属棒的电阻均为r.导轨宽度为L ,且足够长,不计导轨的摩擦及电阻.求:(1)两金属棒的最大速度分别为多少?(2)P 棒两端的最大感应电动势及所受最大安培力分别是多少? (3)在两棒运动过程中释放出的热量是多少?分析:P 棒下落,不切割磁感线,没有电动势产生,重力势能转化为动能。
高考物理备考重点磁学与电磁感应中的电磁感应定律与感应电动势
高考物理备考重点磁学与电磁感应中的电磁感应定律与感应电动势高考物理备考重点:磁学与电磁感应中的电磁感应定律与感应电动势一、简介在物理学中,磁学和电磁感应是重要的知识领域。
电磁感应定律与感应电动势是理解和应用电磁感应的基础。
本文将重点介绍电磁感应定律与感应电动势的概念、表达式及其应用。
二、电磁感应定律1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的基本定律之一,它指出:当一个导体回路中的磁通量发生变化时,回路中就会产生感应电动势。
2. 磁场与感应电流方向根据右手定则,当磁通量增加时,感应电流方向与磁通量变化率方向相反;当磁通量减小时,感应电流方向与磁通量变化率方向相同。
3. 自感和互感自感是指导体回路中的感应电动势受到自身磁场的影响,互感是指感应电动势受到其他回路磁场的影响。
三、感应电动势的计算1. 磁通量变化的计算磁通量变化可以通过磁场的变化或导体回路的运动来实现。
对于磁场的变化,可以通过改变磁场的强弱或改变磁场线的方向来实现;对于导体回路的运动,可以通过改变导体的位置或姿态来实现。
2. 感应电动势的计算感应电动势的计算可以根据不同情况应用不同公式。
例如,在恒定磁场中运动的导体回路中,感应电动势可用公式ε = Bvl表示,其中B 为磁感应强度,v为导体速度,l为导体长度。
四、电磁感应定律的应用1. 电磁感应的实际应用电磁感应的应用非常广泛,例如发电机、变压器、感应炉等。
这些设备的原理和功能都基于电磁感应现象。
2. 电磁感应的实验通过一些简单的实验可以验证电磁感应定律的有效性,并加深对相关原理的理解。
例如,通过旋转磁铁并接近螺线管,可以观察到螺线管中产生的感应电流。
3. 感应电动势与电动势的区别感应电动势是由磁场的变化引起的,在电路中产生一瞬时的电流。
而电动势是维持电路中稳定电流的驱动力,通常由化学反应或电池产生。
五、总结电磁感应定律与感应电动势是磁学与电磁感应领域的重要概念。
了解和掌握这些知识对于理解电磁感应现象以及应用有着关键的作用。
2020版物理新增分大一轮新高考(京津鲁琼)讲义:第十章 电磁感应 第2讲 Word版含解析
姓名,年级:时间:第2讲法拉第电磁感应定律、自感和涡流一、法拉第电磁感应定律1.感应电动势(1)感应电动势: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错误!,其中n为线圈匝数。
(3)感应电流与感应电动势的关系:遵循闭合电路的欧姆定律,即I=错误!。
(4)说明:①当ΔΦ仅由B的变化引起时,则E=n错误!;当ΔΦ仅由S的变化引起时,则E=n错误!;当ΔΦ由B、S的变化同时引起时,则E=n错误!≠n 错误!。
②磁通量的变化率错误!是Φ-t图象上某点切线的斜率。
3。
导体切割磁感线时的感应电动势(1)导体垂直切割磁感线时,感应电动势可用E=Blv求出,式中l为导体切割磁感线的有效长度;(2)导体棒在磁场中转动时,导体棒以端点为轴,在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势E=Bl错误!=错误!Bl2ω(平均速度等于中点位置的线速度错误!lω)。
自测1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方向与原磁场方向始终相同答案C二、自感、涡流、电磁阻尼和电磁驱动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=L错误!。
(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.2。
涡流现象(1)涡流:块状金属放在变化磁场中,或者让它在磁场中运动时,金属块内产生的旋涡状感应电流。
(2)产生原因:金属块内磁通量变化→感应电动势→感应电流.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相对运动.4。
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专题10.10 磁场变化产生的感应电动势问题一.选择题1.(2020·南昌模拟)如图所示,虚线框内存在均匀变化的匀强磁场,三个电阻R1、R2、R3的阻值之比为1∶2∶3,导线的电阻不计。
当S1、S2闭合,S3断开时,闭合回路中感应电流为I;当S2、S3闭合,S1断开时,闭合回路中感应电流为5I;当S1、S3闭合,S2断开时,闭合回路中感应电流为( )A.0 B.4IC.6I D.7I【参考答案】D2.(2020·合肥二模)如图甲所示,一个匝数n=100的圆形导体线圈,面积S1=0.4 m2,电阻r=1 Ω。
在线圈中存在面积S2=0.3 m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。
有一个R=2 Ω的电阻,将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接,b端接地,则下列说法正确的是( )A.圆形线圈中产生的感应电动势E=6 VB.在0~4 s时间内通过电阻R的电荷量q=8 CC.设b端电势为零,则a端的电势φa=3 VD.在0~4 s时间内电阻R上产生的焦耳热Q=18 J【参考答案】D3. (2020·北京卷)如图所示,匀强磁场中有两个导体圆环a、b,磁场方向与圆环所在平面垂直.磁感应强度B随时间均匀增大.两圆环半径之比为2∶1,圆环中产生的感应电动势分别为E a和E b,不考虑两圆环间的相互影响.下列说法中正确的是 ( )A. E a∶E b=4∶1,感应电流均沿逆时针方向B. E a∶E b=4∶1,感应电流均沿顺时针方向C. E a∶E b=2∶1,感应电流均沿逆时针方向D. E a∶E b=2∶1,感应电流均沿顺时针方向【参考答案】B【名师解析】由法拉第电磁感应定律可知E=n,则E=nπR2.由于R a∶R b=2∶1,则E a∶E b=4∶1.由楞次定律和安培定则可以判断产生顺时针方向的电流.选项B正确.4.(2020·陕西西安高三模拟)如图所示,质量为m的金属环用线悬挂起来,金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中,从某时刻开始,磁感应强度均匀减小,则在磁感应强度均匀减小的过程中,关于线拉力的大小下列说法中正确的是( )A.大于环重力mg,并逐渐减小B.始终等于环重力mgC.小于环重力mg ,并保持恒定D.大于环重力mg ,并保持恒定 【参考答案】A5.(安徽省铜陵市第一中学2020届高三5月教学质量检测理科综合试题)如图甲,电阻率ρ、横截面积为S 的导线绕成的半径为R 圆形导线框,以直径为界,左侧存在着垂直纸面的匀强磁场,方向以向外为正,磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图乙,则00t :时间内( )A 、导线框具有收缩且向左运动的趋势B 、导线框中感应电流方向为顺时针C 、导线框中感应电流大小为004RSB t ρD 、通过导线框横截面的电荷量为02RSB ρ【参考答案】BC考点:法拉第电磁感应定律;闭合电路的欧姆定律【名师点睛】由楞次定律可判断出电流的方向;由法拉第电磁感应定律可求得电动势;由电阻定律可以求出圆环的电阻;由欧姆定律求出电流;根据公式q I t =∆求电量。
6.(福建省漳州市2020届高三毕业班高考模拟(一)理科综合试题)如图所示,竖直光滑导轨上端接入一定值电阻R ,C 1和C 2是半径都为a 的两圆形磁场区域,其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向外,区域C 1中磁场的磁感强度随时间按B 1=b+kt (k>0)变化,C 2中磁场的磁感强度恒为B 2,一质量为m 、电阻为r 、长度为L 的金属杆AB 穿过区域C 2的圆心C 2垂直地跨放在两导轨上,且与导轨接触良好,并恰能保持静止。
(轨道电阻不计,重力加速度大小为g 。
)则A .通过金属杆的电流方向为从A 到B B .通过金属杆的电流大小为aB mg22 C .定值电阻的阻值为mga B k R 322π=D .整个电路中产生的热功率22B amgk P π= 【参考答案】BD【名师解析】区域1C 中磁场的磁感强度随时间按10B b kt k =+(>)变化,可知磁感强度均匀增大,穿过整个回路的磁通量增大,由楞次定律分析知,通过金属杆的电流方向为从B 到A ,故A 错误;对金属杆,根据平衡方程得:22mg B I a =⋅,解得:22I amgB =,故B 正确;由法拉第电磁感应定律,则有:回路中产生的感应电动势221B E a k a t tππΦ===V V g V V ;且闭合电路欧姆定律有:I r E R =+ ,又22I a mg B =,解得:322kB a R gr m π=-.故C 错误;整个电路中产生的热功率22kamgP EI B π==,故D 正确。
考点:导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化【名师点睛】本题是电磁感应与力学知识的综合,掌握法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和平衡条件的应用,要注意产生感应电动势的有效面积等于1C 圆面积,不是整个矩形面积。
7.(西藏日喀则地区第一高级中学2020届高三下学期模拟考试(二)理科综合·物理试题)如图所示,线圈A 内有竖直向上的磁场,磁感应强度B 随时间均匀增大;等离子气流(由高温高压的等电量的正、负离子组成)由左方连续不断的以速度0v 射入1P 和2P 两极板间的匀强磁场中,发现两直导线a 、b 相互吸引,由此可判断1P 和2P 两极板间的匀强磁场方向为A 、垂直纸面向外B 、垂直纸面向里C 、水平向左D 、水平向右 【参考答案】B考点:考查了楞次定律【名师点睛】根据楞次定律判断出流经导线a 的电流方向,然后根据流经导线的电流同向时相互吸引,反向时相互排斥判断导线b 的电流的方向向下.等离子流通过匀强磁场时,正离子向上偏转,负离子向下偏转,因此将在b 中形成向下的电流,由左手定则判定磁场的方向8.(2020吉林长春市二模)由法拉第电磁感应定律可知,若穿过某截面的磁通量为m sin t φφω=,则产生的感应电动势为m cos e t ωφω=。
如图所示,竖直面内有一个闭合导线框ACD (由细软电阻丝制成)端点A 、D 固定。
在以水平线段AD 为直径的半圆形区域内,有磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场。
设导线框的电阻恒为r ,圆的半径为R ,用两种方式使导线框上产生感应电流。
方式一:将导线上的C 点以恒定角速度ω1(相对圆心O )从A 点沿圆弧移动至D 点;方式二:以AD 为轴,保持∠ADC=45°,将导线框以恒定的角速度ω2转90°。
则下列说法正确的是A .方式一中,在C 从A 点沿圆弧移动到图中∠ADC=30°位置的过程中,通过导线截面的电量为232BR rB .方式一中,在C 沿圆弧移动到圆心O 的正上方时,导线框中的感应电动势最大C .若两种方式电阻丝上产生的热量相等,则2121=ωω D .若两种方式电阻丝上产生的热量相等,则4121=ωω 【参考答案】AC【命题意图】本题考查了电磁感应、法拉第电磁感应定律、焦耳热、电量及其相关的知识点。
第一种方式穿过回路的磁通量t BR 121sin ω=Φ,所产生的电动势为2111cos e BR t ωω=;第二种方式穿过回路的磁通量t BR 222cos ω=Φ,所产生的电动势为2222sin e BR t ωω=,则两种方式所产生的正弦交流电动势的有效值之比为2121ωω=E E ,时间满足122211=t t ωω,2111E Q t r= 2222E Q t r = 21Q Q = 2121=ωω,选项C 正确D 错误。
9.(2020福建质检)如图,线圈abcd 固定于分布均匀的磁场中,磁场方向垂直线圈平面。
当磁场的磁感应强度B 随时间t 变化时,该磁场对ab 边的安培力大小恒定。
下列描述B 随t 变化的图象中,可能正确的是【参考答案】B【命题意图】本题考查了电磁感应、安培力、闭合电路欧姆定律、法拉第电磁感应定律等知识点。
【易错点拨】解答此题常见错误是:把题述磁场对ab 边的安培力大小恒定,误认为等同于电流恒定,从而误选A 或B 。
二.计算题1.(2020武汉5月模拟考试)如图甲所示,在半径为R 的圆柱形区域内存在方向竖直向上的匀强磁场,根据根据麦克斯韦电磁理论,当磁场均匀增加时,会在空间激发恒定的感生电场,其电场线是在水平面内的一系列沿顺时针方向的同心圆,圆心与磁场区域的中心O 重合。
在半径为r 的圆周上,感生电场的电场强度大小处处相等,并且可以用E=2rεπ计算,式中ε为由于磁场均匀变化而在半径为r 的圆周上产生的感生电动势。
如图乙所示,在图甲的磁场区域内,在光滑水平支撑面上放置一半径为r (r<R )的由绝缘材料制成的细圆环,圆心和磁场区域的中心O 重合。
细圆环的质量为m ,电荷量为+q (q>0),且质量和电荷量都均匀分布。
在时间t 0内磁感应强度由0均匀增大到B 0,此后保持B 0不变。
(假设圆环的电荷量保持不变,忽略圆环上电荷运动时激发的磁场和相对论效应)(1)求时间t 0内圆环所在位置感生电场的电场强度的大小E ;(2)磁场增强时圆环开始绕圆心O 无摩擦地转动,求圆环匀速转动时的角速度大小;(3)当圆环匀速转动时,试判断圆环上的电荷受到的洛伦兹力的方向,并求圆环中张力(或挤压力)的大小。
(2)圆环转动的切线加速度大小:a=qE/m ,t 0时刻圆环转动的线速度大小:v=at ,当磁感应强度保持B 0不变时,电场力为零,圆环匀速转动,角速度大小:ω=v/r 。
联立解得:ω=2qB m。
(3)由左手定则,圆环上的电荷受到的洛伦兹力的方向指向圆心。
在圆环上取一小段圆环,设其对应的圆心角为2θ,则有这一小段圆环带电荷量 △q=22θπq ,这一小段圆环质量△m=22θπm , 设圆环中张力大小为F ,由牛顿运动定律:2Fsin θ+(△q)B 0ωr = (△q) ω2r , 因为θ很小sin θ=θ联立解得:F=-2208q B r mπ。
负号表示方向与所设方向相反,即圆环中的挤压力大小为2208q B rmπ。
2.如图甲所示,一个阻值为R 、匝数为n 的圆形金属线圈与阻值为2R 的电阻R 1连接成闭合回路。
金属线圈的半径为r 1,在线圈中半径为r 2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t 0和B 0。
导线的电阻不计。
求0至t 1时间内:(1)通过电阻R 1的电流大小和方向;(2)通过电阻R 1的电荷量q 及电阻R 1上产生的热量。
【答案】(1)nπB 0r 223Rt 0 方向从b 到a (2)nπB 0r 22t 13Rt 0 2n 2π2B 20r 42t 19Rt 20 【名师解析】(1)穿过闭合线圈的磁场的面积为S =πr 22由题图乙可知,磁感应强度B 的变化率的大小为ΔB Δt =B 0t 010.(2020·全国丙卷)如图,两条相距l 的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内,其左端接一阻值为R 的电阻;一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上;在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S 的区域,区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场,磁感应强度大小B 1随时间t 的变化关系为B 1=kt ,式中k 为常量;在金属棒右侧还有一匀强磁场区域,区域左边界MN(虚线)与导轨垂直,磁场的磁感应强度大小为B 0,方向也垂直于纸面向里。