电磁感应及交变电流
高二物理电磁感应交变电流测试卷
高二物理电磁感应交变电流测试卷及参考答案一、选择题（不定项，每题4分，共40分）1、用比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法，下列哪个物理量的确定是由比值法定义的：（）A、加速度a=mFB、感应电动势t∆∆=φεC、电阻SLRρ=D、磁感应强度B=IlF2、一矩形线圈绕垂直于匀强磁场方向、并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化情况如图所示，则( )A．t1时刻穿过线圈的磁通量为零B．t2时刻穿过线圈的磁通量最大C．t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为零D．t4时刻穿过线圈的磁通量变化率为零3、.一直导线长L=1m，放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中以速率v=3m/s运动，则感应电动势的大小是( )A.6vB.2vC.0D.8v4、如图所示，直导线与导线框位于同一平面，要使导线框中产生如图所示方向的感应电流，则直导线中电流方向及其变化情况是（）（A）电流方向为M到N，电流不变（B）电流方向为N到M，电流逐渐增大（C）电流方向为M到N，电流逐渐增大（D）电流方向为N到M，电流不变5、如图所示的电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可以忽略.下列说法中正确的是（）(A)合上开关K接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮(B)合上开关K接通电路时,A1和A2始终一样亮(C)断开开关K切断电路时,A2立刻熄灭,A1过一会儿才熄灭(D)断开开关K切断电路时,A1和A2都要过一会儿才熄灭6、发电厂发电机的输出电压为U1。
发电厂到学校的输电导线总电阻为R，通过导线的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电线上损耗的功率可表示为（）A、U12/ RB、（U1—U2）2/ RC、I2RD、I（U1—U2）7、一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图示，由图可知()A．该交流电的电压的有效值为100 VB．该交流电的频率为25 HzC．该交流电压瞬时值的表达式为u＝100sin 25t VD．若将该交流电压加在阻值为100 Ω的电阻两端，该电阻消耗的功率为50 W8、如图示理想变压器原副线圈匝数之比:n1:n2=4:1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R连接组成闭合回路，当直导线AB在匀速强磁场中沿导轨匀速地向左作切割磁感线运动时，安培表A1的读数为12mA，那么安培表A2的读数为 ( )A.0B.3mAC.48mAD.与R值大小无关9、如图示电路中，L1、L2、L3是三盏相同的电灯，当电源为220 V的交流电源时，L1、L2、L3的发光情况相同．如将电源改为220 V的直流电源，则稳定后观察到的现象是( )A．L1、L2、L3三盏电灯的亮度保持不变B．L1不亮，L2、L3两盏电灯的亮度保持不变C．L2变得最亮D．L3变得最亮10、如图所示，质量为m、带电量为q的带正电粒子，以初速度v0垂直进入正交的匀强电场E和匀强磁场B中，从P点离开该区域，此时侧向位移为s，则（重力不计）（）A、粒子在P所受的磁场力可能比电场力大B、粒子的加速度为(Eq-Bqv0)/mC、粒子在P点的速率为m/E q s2v2+D、粒子在P点的动能为mv02/2+Eqs二、填空题（每空3分，共24分）11、把一内阻不计的交流发电机的转子的转速提高一倍，并把输出端接在原、副线圈匝数比为5∶2的变压器的原线圈两端。
(期末复习学案)第四章 电磁感应 第五章 交变电流
第四、五章 电磁感应与交变电流 期末复习 学案【复习重点提要】1、楞次定律的应用2、法拉第电磁感应定律3、带电粒子在复合场中的运动。
如粒子选择器等。
【复习思路指导】第一步、掌握用楞次定律的判断感应电流的步骤。
第二步、法拉第电磁感应定律的应用（E= nΔΦ/Δt E= BLv Sinθ 第三步、交变电流产生的过程，关于交变电流的物理量。
第四步、理想变压器工作规律和远距离输电【复习方法指导】在复习的过程中要循序渐进，注重基础。
比如，各种磁体磁感线的分布。
【基础自主复习】一、电磁感应1.产生感应电流的条件是_______________________________。
2.在匀强磁场中_________与________磁场方向的面积的乘积叫穿过这个面的磁通量。
单位为______，符号为_____。
磁通量发生变化有如下三种情况：⑴_____________________⑵_____________________⑶________________3.楞次定律：感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总是_____引起感应电流的_____________。
应用楞次定律判断感应电流的方向的具体步骤为（1）明确_____________（2）判断_____________（3）确定_____________的方向（4）利用_____________反推感应电流的方向。
4.导体切割磁感线产生感应电流的方向用__________来判断较为简便。
5.楞次定律中的“阻碍”作用正是_____________________的反映。
愣次定律的另一种表述：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。
当问题不涉及感应电流的方向时，用另一种表述判断比较方便。
6.法拉第电磁感应定律: 电路中感应电动势的大小跟_______________________________,表达式为E=__________ 。
当导体在匀强磁场中做切割磁感线的相对运动时E=__________ ，θ是B 与v 之间的夹角。
电磁感应与交变电流
20(楞次定 16(右手 19(扇形 21(落 18（电磁 19（感生与
律分析电 定则， 匀强磁场 线中的E 炮中的安 动生转换）
容器带电 电路电 中的电磁 大小、 培力与电 20（安培力
情况)
流分析) 感应现象 方向)判 磁感应综 与楞次定律
i-t 图) 断
合） 综合）
考查 要点
电磁 感应
出现 频次
2011海南、2009宁夏 典型2
(6)如图,感应电流i与时间t的关系图线可能正 确的是（ B ）
E
E′
××
i
i
i
i
××
O
O′
××
O
tO
tO
tO
t
××
F
F′
A
B
C
D
（19）电流随ωt变化的图象是（ C ）
i
i
i
i
ωt
ωt
ωt
ωt
0 π π 3π 2π 0 π π 3π 2π 0 π π 3π 2π 0 π π 3π 2π
2.不要求判断内电 动势，右手定则”内
Ⅱ 路中各点势的高低”容，但已包含在“法
的两点说明。
拉第电磁感应定律”
I 3.不要求用自感系 和“楞次定律”考点
数计算感应电动势 中。
3.难度升高，注意这
几年的变化。
看归纳
全国新课标卷物理电学选择题考点分布
考查 出现 要点 频次
电磁 9 感应
出处及题号
2007年 2008年 2009年 2010年 2011年 2012年
2
2
2
2
2
2
2
2
A
B
《电磁感应、交变电流》测试题
高二物理《电磁感应、交变电流》测试题 一、选择题：1、一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为e =2202sin100πt V ，关于这个交流电说法中正确的是： （ ）A ．交流电动势的最大值约为311VB ．电动势的有效值为220VC ．交流电的频率为100HzD ．当t=0时，线圈平面与中性面垂直2、法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中的感应电动势的大小： （ ） A ．跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比 B ．跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比 C ．跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比 D ．跟穿过这一闭合电路的磁感强度成正比3、对楞次定律的理解下面的说法中正确的是： （ ） A ．应用楞次定律本身只能确定感应电流的磁场方向 B ．应用楞次定律确定感应电流的磁场方向后，再由安培定则确定感应电流的方向 C ．楞次定律所说的“阻碍”是指阻碍原磁通量的变化，因而感应电流的磁场方向也可能与原磁场方向相同 D ．楞次定律中“阻碍”二字的含义是指感应电流的磁场与原磁场的方向相反4、如右图所示匚形线架ABCD 上有一根可以无摩擦滑动的导线ab ，左侧有 通电导线MN ，电流方向由N 到M ，若将线框置于匀强磁场中，则：A ．ab 边向右运动时，导线MN 与AB 边相互吸引B ．ab 边向左运动时，导线MN 与AB 边相互吸引C ．ab 边向左运动时，导线MN 与AB 边相互排斥D ．ab 边向右运动时，导线MN 与AB 边相互排斥5、某用电器两端所允许加的最大直流电压是250V ,它在交流电路中使用时,交流电压可以是：A ．250VB ．220VC ．352VD ．177V6、一根弯成直角的导线放在B ＝0.4特的匀强磁场中如图所示导线ab ＝30cmbc=40cm 当导线以5m/s 的速度做切割磁感线运动时可能产生的最大感应电动势的值为： （ ）A ．1．4伏B ．1．0伏C ．0．8伏D ．0．6伏7、图中画出的是穿过一个闭合线圈的磁通量随时间的变化规律，以下哪些认识是正确的（ ）A ．第0.6 s 末线圈中的感应电动势是4 VB ．第0.9 s 末线圈中的瞬时电动势比0.2 s 的大C ．第1 s 末线圈的瞬时电动势为零D ．第0.2 s 末和0.4 s 末的瞬时电动势的方向相同8、如右图所示，把金属环匀速拉出磁场，下面的的说法中正确的是：（ ）A ．向左拉出和向右拉出所产生的感应电流方向相反；B ．不管向什么方向拉出，只要产生感应电流时，方向都是顺时针；C ．向右匀速拉出时，感应电流大小不变；D ．要将金属环匀速拉出，拉力大小要改变. 9、闭合线框abcd ，自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场，当它经过如右图所示的三个位置时，感应电流的方向是： （ ） A ．经过Ⅰ时，a →d →c →b →a B ．经过Ⅱ时，a →b →c →d →a C ．经过Ⅱ时，无感应电流 D ．经过Ⅲ时，a →b →c →d →a 10、如右图所示理想变压器的副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡L 1和L 2。
电磁感应现象与交变电流频率的关系分析
电磁感应现象与交变电流频率的关系分析近年来，随着科技的快速发展，电磁感应现象正逐渐引起人们的广泛关注。
在电磁学领域中，电磁感应现象是一种重要的现象，它描述了导体受到磁场影响时所产生的电流。
在电磁感应现象的研究中，交变电流频率是一个非常关键的因素。
交变电流是指在指定时间内，电流方向和大小都不断变化的电流。
频率则表示在一秒钟内变化的次数。
因此，交流电的频率是描述交替方向的快慢程度，频率越高，方向变化的速度越快。
交变电流频率对电磁感应现象有着重要的影响。
首先，交变电流频率的改变会对电磁感应产生不同的效果。
根据法拉第电磁感应定律，磁场的变化会产生感应电流。
当交变电流频率较低时，磁场的变化较为缓慢，感应电流产生的速度相对较慢。
随着频率的增加，磁场的变化速度也会加快，因此感应电流产生的速度也会增加。
这一现象使得电磁感应现象在不同频率下具有不同的特性。
其次，交变电流频率对电磁感应的产生和传导也有一定的影响。
电磁感应现象的产生需要磁场和导体之间的相对运动。
当交变电流频率较低时，导体与磁场的相对运动相对较慢，因此电磁感应现象的传导速度相对较慢。
随着频率的增加，相对运动速度也随之增加，从而加快了电磁感应现象的传导速度。
这一特性在电磁感应技术中具有重要的应用价值。
交变电流频率还会对电磁感应现象的强度产生一定的影响。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与导体中感应电流的大小成正比。
当交变电流频率较低时，感应电流产生的速度相对较慢，因此感应电动势较小。
当频率增加时，感应电流产生的速度加快，从而使得感应电动势增大。
因此，随着频率的增加，电磁感应的强度也会增大。
此外，在实际应用中，交变电流频率还会对传输和利用电能的效率产生一定的影响。
交变电流的频率越高，电能的传输效率也越高。
这是因为高频交流电在导线中的传输损耗较低，能更有效地传输电能。
因此，现代电力系统中采用的交流电频率通常为几十到几百赫兹，以及低于一千赫兹范围内。
总结起来，电磁感应现象与交变电流频率之间存在紧密的关系。
电磁感应交变电流习题
a b 电磁感应交变电流习题1. 用电阻为18Ω的均匀导线弯成图中直径D=0.80m 的封闭金属圆环，环上AB 弧所对圆心角为60°。
将圆环垂直于磁感线方向固定在磁感应强度B =0.50T 的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里。
一根每米电阻为1.25Ω的直导线PQ ，沿圆环平面向左以3.0m /s 的速度匀速滑行（速度方向与PQ 垂直），滑行中直导线与圆环紧密接触（忽略接触处电阻），当它通过环上AB 位置时，求：（1）直导线AB 段产生的感应电动势，并指明该段直导线中电流的方向． （2）此时圆环上发热损耗的电功率．2. 如图，一个边长为l 的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场； 一个边长也为l 的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线ab 与导线框的一条边垂直，ba 的延长线平分导线框。
在t=0时，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab 方向移动，直到整个导线框离开磁场区域。
以i 表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正。
下列表示i -t 关系的选项中，可能正确的是（ ）3. 如图所示，在PQ 、QR 区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面。
一导线框abcdef 位于纸面内，各邻边都相互垂直，bc 边与磁场的边界P 重合。
导线框与磁场区域的尺寸如图所示。
从t =0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域。
以a →b →c →d →e →f 为线框中的电动势E 的正方向，以下四个E -t 关系示意图中正确的是（ ）A B CD4. 如图所示，EOF 和E ′O ′F ′为空间一匀强磁场的边界，其中EO ∥E ′O ′，FO ∥F ′O ′，且EO ⊥OF ；OO ′为∠EOF 的角平分线，OO ′ 间的距离为l ；磁场方向垂直于纸面向里。
一边长为l 的正方形导线框沿OO ′方向匀速通过磁场，t =0时刻恰好位于图示位置。
规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i 与时间t 的关系图线可能正确的是（ ）5. 矩形导线框abcd 放在匀强磁场中，在外力控制下处于静止状态，如图甲所示，磁感线方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B 随时间变化的图象如图乙所示。
电磁感应
电源电动势 (electromotive force of electric source )
电源迫使正电荷dq从负极经电源内部移动到正 电源迫使正电荷 从负极经电源内部移动到正 电动势为 极所做的功为dW，电源的电动势 极所做的功为 ，电源的电动势为
dW ε= dq dq
电源的电动势等于把单位正电荷从负极经内电 电源的电动势等于把单位正电荷从负极经内电 单位正电荷 路移动到正极时所做的功，单位为伏特。 路移动到正极时所做的功，单位为伏特。 电源的电动势的方向规定： 电源的电动势的方向规定：自负极经内电路指 方向规定 向正极。 向正极。
设闭合导体回路中的总电阻为R，由全电路欧姆 定律得回路中的感应电流为: 定律得回路中的感应电流为:
1 dΦ Ii = = − R R dt
i
ε
设在时刻t1到t2时间内，通过闭合导体回路的磁 时间内， 通量由 Φ1 变到 Φ2 那么，对上式积分，就可以求得 。那么，对上式积分， 在这段时间内通过回路导体任一截面的总电量q ， 这个电量称为感应电量。 这个电量称为感应电量。即:
进一步推广：无论空间是否存在导体回路， 进一步推广：无论空间是否存在导体回路，变化磁场总 要在空间激发感生电场，若有导体回路， 要在空间激发感生电场，若有导体回路，则感生电场推 动导体中自由电荷运动，从而产生感生电流。 动导体中自由电荷运动，从而产生感生电流。
r r r r r dφ m d ∂B r ∫l Ek ⋅ dl = − dt = − dt ( ∫SB ⋅ dS ) = − ∫S ∂t ⋅dS
一、动生电动势
1、从法拉第电磁感应定律导出 l 动生电动势公式
a b
均匀磁场
r v
⊗
r
Φ = BS = Blx
高三物理一轮复习第9章电磁感应交变电流实验14探究感应电流方向的规律课件
图3
【解析】 (1)探究电磁感应现象的实验电路分两部分，电源、开关、滑动 变阻器、原线圈组成闭合电路，检流计与副线圈组成另一个闭合电路；电路图 如图所示；
(2)在实验过程中，除了查清流入检流计电流方向与指针偏转方向之间的关 系之外，还应查清原线圈 L1 与副线圈 L2 的绕制方向．由电路图可知，闭合开关 之前，应将滑动变阻器的滑动头 P 处于右端，此时滑动变阻器接入电路的阻值 最大．
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尖子生好方法:听课时应该始终跟着老师的节奏，要善于抓住老师讲解中的关键词，构建自己的知识结构。利用老师讲课的间隙，猜想老师还会讲什么，会怎样讲， 怎样讲会更好，如果让我来讲，我会怎样讲。这种方法适合于听课容易分心的同学。
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二、同步听课法
有些同学在听课的过程中常碰到这样的问题，比如老师讲到一道很难的题目时，同学们听课的思路就“卡壳“了，无法再跟上老师的思路。这时候该怎么办呢？
如果“卡壳”的内容是老师讲的某一句话或某一个具体问题，同学们应马上举手提问，争取让老师解释得在透彻些、明白些。
如果“卡壳”的内容是公式、定理、定律，而接下去就要用它去解决问题，这种情况下大家应当先承认老师给出的结论（公式或定律）并非继续听下去，先把问题记 下来，到课后再慢慢弄懂它。
【导学号：81370351】
图4 A．如果磁铁的下端是 N 极，则磁铁正在远离线圈 B．如果磁铁的下端是 S 极，则磁铁正在远离线圈 C．如果磁铁的下端是 N 极，则磁铁正在靠近线圈 D．如果磁铁的下端是 S 极，则磁铁正在靠近线圈
AD [根据题图甲，可以知道电流表的指针向电流流入的方向偏转，螺线管 相当于一个电源，电源的正极在上端．根据安培定则，螺线管上端是 S 极．如 果磁铁的下端是 N 板，则磁铁正在远离线圈；如果磁铁的下端是 S 极，则磁铁 正在靠近线圈，故 A、D 正确．]
电磁感应与交变电流
Ff=μ FN
FN=mg
F0 解得μ = 2mg
(2)根据功能关系可知导体棒MN克服安培力做功将 机械能转化为电能,在电路中电能转化为电热,电路 1 F0 中的总电热Q总=x 2 设导体棒的电阻值为r,根据电路串联关系可知
r Q总 Q R Q总
解得r=R(1-
(3)两位同学画的图线都不正确. 设导体棒运动的速度大小为v,产生的感应电动势为E, 感应电流为I F安=BIl I= E=Blv
电磁感应中能量转化问题
例3 (2009·徐州市第三次调研)如图6-1-8所示,
正方形线框abcd放在光滑绝缘的
水平面上,其边长L=0.5m、质量m =0.5kg、电阻R=0.5Ω ,M、N分别 为线框ad、bc边的中点.图示两个 图6-1-8 虚线区域内分别有竖直向下和向上的匀强磁场,磁感
应强度均为B=1T,PQ为其分界线,线框从图示位置以
1 2 mvm +Q1+Q2 mgLsinθ = 2 解得vm=4m/s
(2分) (1分)
(3)棒到底端时回路中产生的感应电流
Bdvm Im= =2A Rr
(1分)
根据牛顿第二定律有mgsinθ -BImd=ma
解得a=3m/s2 答案 (1)0.6V (2)4m/s (3)3m/s2
(1分)
(1分)
3.线圈穿越方向相反的两磁场时,要注意有两条
边都切割磁感线产生感应电动势.
预测演练1 如图6-1-3所示,在MM′、NN′区域中 存在垂直纸面向里,宽为2L的匀 强磁场.一导线框abcdefg位于纸 面内,总电阻为R,其中ab、bc、
de、ga四边长度均为L,fg、cd 图6-1-3 1 边长度为 L ,ab边与磁场边界MM′重合.从t=0时 2 刻开始,线框以速度v匀速穿过磁场区域,以逆时针方
电磁感应与交变电流
十二、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，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ΔΦ≠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:Φ=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Φ=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.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.楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线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简便.（2）对楞次定律的理解①谁阻碍谁———感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量.②阻碍什么———阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身.③如何阻碍———原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”.④阻碍的结果———阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少.（3）楞次定律的另一种表述:感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种: ①阻碍原磁通量的变化;②阻碍物体间的相对运动;③阻碍原电流的变化（自感）.★★★★ 4.法拉第电磁感应定律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.表达式 E=nΔΦ/Δt当导体做切割磁感线运动时，其感应电动势的计算公式为E=BLvsinθ.当B、L、v三者两两垂直时，感应电动势E=BLv.（1）两个公式的选用方法E=nΔΦ/Δt 计算的是在Δt时间内的平均电动势，只有当磁通量的变化率是恒定不变时，它算出的才是瞬时电动势.E=BLvsin θ中的v若为瞬时速度，则算出的就是瞬时电动势:若v为平均速度，算出的就是平均电动势.（2）公式的变形①当线圈垂直磁场方向放置，线圈的面积S保持不变，只是磁场的磁感强度均匀变化时，感应电动势:E=nSΔB/Δt .②如果磁感强度不变，而线圈面积均匀变化时，感应电动势E=Nbδs/Δt .5.自感现象（1）自感现象:由于导体本身的电流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叫自感电动势.自感电动势的大小取决于线圈自感系数和本身电流变化的快慢，自感电动势方向总是阻碍电流的变化.6.日光灯工作原理（1）起动器的作用:利用动触片和静触片的接通与断开起一个自动开关的作用，起动的关键就在于断开的瞬间.（2）镇流器的作用:日光灯点燃时，利用自感现象产生瞬时高压;日光灯正常发光时，利用自感现象，对灯管起到降压限流作用.7.电磁感应中的电路问题在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，将它们接上电容器，便可使电容器充电;将它们接上电阻等用电器，便可对用电器供电，在回路中形成电流.因此，电磁感应问题往往与电路问题联系在一起.解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是:（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向. （2）画等效电路. （3）运用全电路欧姆定律，串并联电路性质，电功率等公式联立求解.8.电磁感应现象中的力学问题（1）通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用，电磁感应问题往往和力学问题联系在一起，基本方法是:①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向.②求回路中电流强度.③分析研究导体受力情况（包含安培力，用左手定则确定其方向）.④列动力学方程或平衡方程求解.（2）电磁感应力学问题中，要抓好受力情况，运动情况的动态分析，导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环，循环结束时，加速度等于零，导体达稳定运动状态，抓住a=0时，速度v达最大值的特点.9.电磁感应中能量转化问题导体切割磁感线或闭合回路中磁通量发生变化，在回路中产生感应电流，机械能或其他形式能量便转化为电能，具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又可使电能转化为机械能或电阻的内能，因此，电磁感应过程总是伴随着能量转化，用能量转化观点研究电磁感应问题常是导体的稳定运动（匀速直线运动或匀速转动），对应的受力特点是合外力为零，能量转化过程常常是机械能转化为内能，解决这类问题的基本方法是:（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向.（2）画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率表达式.（3）分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程.10.电磁感应中图像问题电磁感应现象中图像问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势（电流）大小是否恒定.用楞次定律判断出感应电动势（或电流）的方向，从而确定其正负，以及在坐标中的范围.另外，要正确解决图像问题，必须能根据图像的意义把图像反映的规律对应到实际过程中去，又能根据实际过程的抽象规律对应到图像中去，最终根据实际过程的物理规律进行判断.十三、交变电流1.交变电流:大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流.按正弦规律变化的电动势、电流称为正弦交流电.2.正弦交流电 ----（1）函数式:e=E m sinωt （其中★E m =NBSω）（2）线圈平面与中性面重合时，磁通量最大，电动势为零，磁通量的变化率为零，线圈平面与中心面垂直时，磁通量为零，电动势最大，磁通量的变化率最大.（3）若从线圈平面和磁场方向平行时开始计时，交变电流的变化规律为i=I m cosωt.. （4）图像:正弦交流电的电动势e、电流i、和电压u，其变化规律可用函数图像描述。
专题06 电磁感应、交变电流(第01期)-2014年高考总复习物理选择题百题精练
1．关于电磁感应现象中，通过线圈的磁通量与感应电动势关系正确的是（）A.穿过线圈的磁通量不变，感应电动势不为零且不变B.穿过线圈的磁通量增大，感应电动势也一定增大C.穿过线圈的磁通量减小，感应电动势也一定减小D.穿过线圈的磁通量增大，感应电动势可能不变2．物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环，闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动，对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是（）A．线圈接在了直流电源上B．电源电压过高C．直流电源的正负极接反了D．所用套环的材料与老师的不同3.如图所示，虚线表示a、b两个相同圆形金属线圈的直径，圆内的磁场方向如图所示，磁感应强度大小随时间的变化关系B=kt(k为常量）。
当a中的感应电流为I时，b中的感应电流为（）A. 0B. 0.5IC.ID.2I4.如图所示，矩形闭合线圈放置在水平薄板上，薄板左下方有一条形磁铁，当磁铁匀速自左向右通过线圈下方时，线圈始终保持静止，那么线圈中产生感应电流的方向(从上向下看) 和线圈受到薄板的摩擦力方向分别是（）A．感应电流的方向先逆时针方向，后顺时针方向B．感应电流的方向先顺时针方向，后逆时针方向C．摩擦力方向先向左、后向右D．摩擦力方向先向右、后向左5.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B0。
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ΔBΔt的大小应（）A.4ωB 0πB.2ωB 0πC.ωB 0πD.ωB 02π考点：本题考查电磁感应。
2021粤教版高中物理选修21 第三章 电磁感应与交变电流 单元测试
2021-2021粤教版高中物理选修2-1 第三章电磁感应与交变电流单元测试一、单选题1.在远距离输电中，输电线电阻一定，输送电功率一定，如果将输电电压提高到原来的10倍，则输电线上消耗的功率减小到原来的( )A. 10倍B. 1/10C. 100倍D. 1/1002.电子式互感器是数字变电站的关键装备之一．如图所示，某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压，ac间的电阻是cd间电阻的（n﹣1）倍，某次测量中输出端数字电压表的示数为U，则输入端的电压为（）A. nUB.C. （n﹣1）UD.3.如图所示，一矩形线圈abcd ，已知ab边长为l1，bc边长为l2，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω从图示位置开始匀速转动，则t时刻线圈中的感应电动势为( )A. 0.5Bl1l2ωsin ωtB. 0.5Bl1l2ωcos ωtC. Bl1l2ωsin ωtD. Bl1l2ωcos ωt4.如图所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为：u=220 sin100πt（V）的交流电源，在副线圈两端并联接入规格为“22V，22W”的灯泡10个，灯泡均正常发光．除灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是（）A. 变压器原、副线圈匝数比为10 ：1B. 电流表示数为1AC. 电流表示数为10AD. 副线圈中电流的频率为5Hz5.一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图所示，副线圈仅接入一个10Ω的电阻．则()A. 流过电阻的最大电流是20AB. 与电阻并联的电压表的示数是141VC. 变压器的输入功率是1×103WD. 在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是2×103J6.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图连接．下列说法中正确的是（）A. 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，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7.某同学模拟“远距离输电”，将实验室提供的器材连接成如图所示电路，A，B为理想变压器，灯L1、L2相同且阻值不变．保持A的输入电压不变，开关S断开时，灯L1正常发光．则（）A. 紧闭合S，L1变亮B. 紧闭合S，A的输入功率变小C. 仅将滑片P上移，L1变亮D. 仅将滑片P上移，A的输入功率变小8.某小型水电站向小山村输电，输送电功率为50 kW，若以1100 V送电，则线路损失为10 kW，若以3300 V送电，则线路损失功率可变为（）A. 3．3 kWB. 1．1 kWC. 30 kWD. 11 kW9.调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图乙所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间输入交变电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图乙中两电表均为理想交流电表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器．现在CD两端输入图甲所示正弦式交流电，变压器视为理想变压器，那么（）A. 由甲图可知CD两端输入交流电压U的表达式为B. 当动触头P逆时针转动时，MN之间输出交流电压的频率变大C. 当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数也变大D. 当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电阻R2消耗的电功率变小10.下列设备中利用电磁感应现象制成的是（）A. 发电机B. 电磁继电器C. 电磁铁D. 电动机二、多选题11.如图甲所示，理想变压器的原线圈电路中装有0.5A的保险丝L，原线圈匝数n1=600匝，副线圈匝数n2=120匝．当原线圈接在如图乙所示的交变电源上时，要使整个电路和用电器正常工作，则副线圈两端可以接（）A. 阻值为14.4Ω的电阻B. 并联两盏“36V，40W”的灯泡C. 工作频率为10 Hz的电视D. 耐压值为36V的电容器12.如图所示，理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u，u=220 sin100πt（V），交流电压表V接在副线圈c、d两端（不计导线电阻），原、副线圈的匝数比n 1：n 2=10：1．原来开关S是断开的，则当S闭合一段时间后（）A. 交流电压表示数不变，示数为22VB. 交流电流表示数为0C. 灯泡L的亮度与开关S闭合前相同D. 若开关S始终闭合，仅改变u，使u=220 sin200πt（V），则交流电流表的示数增大13.如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则（）A. 两次t=0时刻线圈平面均与中性面垂直B. 曲线a表示的交变电动势频率为50HzC. 曲线a、b对应的线圈角速度之比为3：2D. 曲线b表示的交变电动势有效值为5 V三、填空题14.如图所示的电表均为理想的交流电表，保险丝P的熔断电流为2A，电容器C的击穿电压为300 V，若在a、b间加正弦交流电压，并适当地调节R0和R接入电路中的阻值，使P恰好不被熔断，C恰好不被击穿，则电流表的读数为________ A，电路中电流的最大值为________ A，电压表的读数为________ V．（结果中可保留根号）15.一正弦式交流电的电流随时间变化关系为i=10 sin314t，则其电流的有效值为________ A，频率为________ HZ，接上R=10Ω电阻后，1s内产生的热量为________ J．16.有一台家庭使用交流电的洗衣机上标有额定电压为“220V”的字样，这“220V”指交流电电压的________（填“瞬时值”、“有效值”、“最大值”），洗衣机工作时消耗的电能________洗衣机发热产生的内能．（填“大于”、“等于”、“小于”）四、解答题17.某发电机输出功率是100kW，输出电压是250V，从发电机到用户间的输电线总电阻R是8Ω，要使输电线上的功率损失为5%，而用户得到的电压正好为220V，求升压变压器和降压变压器（都认为是理想变压器）的匝数比各是多少？五、综合题18.有一台内阻为1Ω发电机，供给一学校照明用，如图所示，升压比为1：4，降压比为4：1，输电线的总电阻R=4Ω，全校共22个班，每班有“220V，40W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则：（1）发电机输出功率多大？（2）发电机电动势多大？19.如图所示，一小型发电机内有n＝100匝矩形线圈，线圈面积S＝0.10 m2，线圈电阻可忽略不计．在外力作用下矩形线圈在B＝0.10 T匀强磁场中，以恒定的角速度ω＝100π rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，发电机线圈两端与R＝100 Ω的电阻构成闭合回路．求：（1）线圈转动时产生感应电动势的最大值；（2）从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90°角的过程中，通过电阻R横截面的电荷量．答案解析部分一、单选题1.【答案】D【解析】【分析】设电线上的电阻为r，则设变化前为：，电线上的消耗功率为输送电压提高10倍，输送功率不变，所以电流变为，则电线上消耗的功率变为,故选D。
高考物理——电磁感应与正弦式交流电综合的新题归纳与解题策略
高考物理——电磁感应与正弦式交流电综合的新题归纳与解题策略在新高考的背景下,将电磁感应与正弦式交变电流这两部分知识进行综合考查的新题型越来越多,此类试题不仅可以考查对感应电动势、感应电流、安培力和正弦式交变电流的产生以及“四值”的应用等重要知识点,还可以考查学生的空间思维能力以及应用数学知识处理物理问题的能力。
由于电磁感应和交变电流都是高考必考的章节,因此有必要对这两部分知识进行综合考查的新题型进行深入研究。
笔者现对这些试题进行归纳总结,并探索解题策略。
题型1 线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动该题型是涉及正弦式交变电流产生的常规题型,核心要点有:1.若计时起点在中性面,则感应电动势瞬时值的表达式为e＝Emsinωt,其中Em ＝NBSω;若计时起点在垂直中性面的位置,则感应电动势的瞬时值表达式为e＝Emcosωt。
2.每经过中性面一次,电流方向改变一次,则线圈转动一圈,电流的方向改变两次。
3.在中性面时,穿过线圈的磁通量最大,但此刻磁通量的变化率为零,感应电动势为零;在经过与中性面垂直的位置时,穿过线圈的磁通量为零,但此刻磁通量的变化率最大,感应电动势最大。
除了这些基本的知识点以外,还有以下几点需要强调说明。
①线圈不管是圆形、矩形或其他形状,以上结论均相同。
②只要转轴与磁场垂直,即使轴的位置发生改变,以上结论均相同。
③当磁场或永磁体旋转、线圈静止不动时,以上结论均相同。
④当只有部分线框处于磁场中时,公式中的面积S是线框位于磁场中的有效面积。
【例1】(2022·江苏南通考前模拟·12)如图1所示,矩形线圈abcd匝数为N,总电阻为R,ab边和ad边长分别为L和3L,O、O′为线圈上两点,OO′与cd边平行且与cd边的距离为L,OO′左侧空间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。
现使线圈绕OO′以角速度ω匀速转动,求:(1)从图1 位置开始转过60°过程中通过导线截面电荷量q;图1(2)线圈在转动一周过程中产生的焦耳热Q。
交变电流的产生原理
交变电流的产生原理
交变电流的产生原理是通过改变导体中的电场和磁场来实现的。
当导体在磁场中运动时，导体中的自由电子受到磁场力的作用而产生电流。
这个过程可以通过法拉第电磁感应定律进行解释。
根据法拉第电磁感应定律，当导体通过磁场的变化时，导体中会产生感应电动势。
当导体形成闭合回路时，这个感应电动势会驱动自由电子在导体内部流动，形成一定方向的电流。
交变电流的产生是通过使导体在磁场中运动来实现的。
如果一个导体在磁场中运动，并且运动的速度或导体与磁场的相对运动速度发生变化，那么导体中的自由电子就会感受到不断变化的磁场，从而产生交变电动势。
具体来说，当导体移动时，导体中的自由电子会感受到磁场力的作用而受到一定方向的力。
这个力会将自由电子推向导体的一端，使得该端电荷的分布变得不均匀。
而根据库伦定律，不均匀电荷分布会产生电场。
因此，导体的一端就会出现电场。
当导体移动的方向改变时，自由电子会受到相反方向的磁场力作用，导致电荷分布发生相反的变化，从而产生相反方向的电场。
这一过程不断重复，使得导体的两端交替出现电场变化，从而产生了交变电动势和交变电流。
总结起来，交变电流的产生原理是通过改变导体中的电场和磁场来实现的。
当导体在磁场中运动时，导体中的自由电子受到磁场力的作用，从而产生交变电动势和交变电流。
高考冲刺物理百题精练 专题06 电磁感应、交变电流(含解析)
2015年高考冲刺物理百题精练 专题06 电磁感应、交变电流（含解析）1．如图甲所示，相距为L 的光滑平行金属导轨水平放置，导轨一部分处在以OO ′为右边界匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直导轨平面向下，导轨右侧接有定值电阻R ，导轨电阻忽略不计。
在距边界OO ′也为L 处垂直导轨放置一质量为m 、电阻r 的金属杆ab 。
（1）若金属杆ab 固定在导轨上的初位置，磁场的磁感应强度在t 时间内由B 均匀减小到零，求此过程中电阻R 上产生的电量q 。
（2）若ab 杆在恒力作用下由静止开始向右运动3L 距离，其速度—位移的关系图象如图乙所示（图中所示量为已知量）。
求此过程中电阻R 上产生的焦耳热Q 1。
（3）若ab 杆固定在导轨上的初始位置，使匀强磁场保持大小不变绕OO ′轴匀速转动。
若磁场方向由图示位置开始转过2π的过程中，电路中产生的焦耳热为Q 2. 则磁场转动的角速度ω大小是多少？1. 【解析】则 422)(4L B Q r R πω+=考点：本题考查了法拉第电磁感应定律。
2．如图所示，宽度为L 的足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的两端连接阻值R 的电阻．导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B ，一根质量m 的导体棒M N 放在导轨上与导轨接触良好，导体棒的有效电阻也为R ，导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．导体棒M N 的初始位置与导轨最左端距离为L ，导轨的电阻可忽略不计．（1）若用一平行于导轨的恒定拉力F 拉动导体棒沿导轨向右运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直，求导体棒最终的速度；（2）若导体棒的初速度为0v ，导体棒向右运动L 停止，求此过程导体棒中产生的焦耳热；（3）若磁场随时间均匀变化，磁感应强度0B B kt =+（k >0），开始导体棒静止，从t =0 时刻起，求导体棒经过多长时间开始运动以及运动的方向．2. 【解析】（3）22B E L kL t∆==∆ 2EI R=导体棒恰好运动时0()B kt IL mg μ+= 解得0232mgR B t k L kμ=- 由楞次定律得导体棒将向左运动 考点：本题考查了法拉第电磁感应定律。
【课件】交变电流的描述 高二物理同步课件(人教版2019选择性必修第二册)
Q交=2（Q1+Q2）=2.8J
Q交 I Rt 带入数据得： 2.8 I 1 1
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
直
2
直
I 直 1.67A
三、有效值
2.有效值：让交流和恒定电流分别通过大小相同电阻，如果在相同时间（一个周期内）
它们产生的热量相等，而这个恒定电流是I、电压是U，我们就把这I、U叫做这个交流
的有效值。
Q交 (4 2 )2 R 1 (3 2 )2 R 1 50R
所以50R=I2Rt，解得I=5A
三、有效值
3.有效值与峰值的关系
理论计算表明，正弦交流电的峰值与有效值有以下关系：
Em
E
0.707 Em
2
Um
U
0.707U m
2
Im
I
0.707 I m
2
上述关系只限于正弦交变电流，对其他形式的交变电流并不适用。需按定义计算。
(2)负载电压u随时间变化的规律：
u U m sin t
(3)电流i随时间变化的规律：
i I m sin t
思考与讨论：
正弦式交变电流的大小和方向都随时间发生周期性变化，那么
我们如何描述这种电流的变化特征呢？
一、周期和频率
线圈转
动一周
电压、电流都发生一次周期性变化
e=Emsinωt
u=Umsinωt
名称
瞬时值
最大值
物理含义
重要关系
适用情况
交变电流某一时刻的值
e＝Emsin ωt
i＝Imsin ωt
分析交变电流在某一时
最大的瞬时值
Em＝NBSω
Em
Im
高中物理电磁感应和交变电流
2、中性面：与磁场方向垂直的平面
特点：
①线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通 量最大，但磁通量的变化率为零，感应 电动势为零；
②线圈平面每次转过中性面时，线圈中 感应电流方向改变一次，线圈转动一周 两次通过中性面，故线圈转动一周，线 圈中电流方向改变两次
• 3、交流电的图象
练习１．一个按正弦规律变化的交流电流，如图 所示，根据图像可以知道
瞬时值 有效值
周期、频率 电感、电容的作用
交流电路
变压器
远距离输电
专题一 交变电流的产生及其变化规律
一、交变电流的产生
1、产生：闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直 于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就 有交流电产生
A
L1
L2
D
B
C
L2
线圈平面 与磁感线 垂直位置 开始计时
e=NBωSsinωt
d
上海高考题例４：在绕制变压器时，某人误将两个线圈
一、感应电动势
（影响感应电动势大小的因素）
⒈在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。
说明
①电路闭合时有感应电动势，感应电流。 ②电路断开时有感应电动势，但无感应电流。
问2、题大2量：试影验响表感明应：电穿动过线势圈大的小磁的通因量素变？化越快感
应电动势越大
实验结论：感应电动势ΔE的φ大小与磁通量的变化快慢 有3、关。磁通量的变化率Δt
问题3：磁通量大，磁通量变化一定大吗？ 磁通量变化大，磁通量的变化率一定大吗？
磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化不 同。磁通量为零，磁通量的变化率不一定为零;磁 通量的变化大，磁通量的变化率也不一定大。
（可以类比速度、速度的变化和加速度.）
交变电流的产生及其变化规律
2019高中物理第三章电磁感应现象3.3交变电流课件新人教版选修1_1
说明了什么?
要点提示可以观察到两个发光二极管交替发光。该实验说明了 发电机产生的电流的方向随时间变化,不是直流,是交变电流。
探究一
探究二
问题导引 名师精讲 典例剖析
1.直流与交变电流的对比 按大小和方向的变化规律,可将电流作如下的分类:
直流
恒定电流 非恒定电流
正弦式交变电
交变 流
电流 非正弦式交变
解析:电压、电流的有效值和峰值之间的 2倍关系是仅限于正弦
式交变电流而言的,所以选项A是错误的,选项B是正确的;在交变电
流的描述中没有特殊说明的情况下的电流和电压均指有效值,所以
选项C是正确的;电流表和电压表测的是有效值,所以选项D不正确。
答案:BC
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4.(交变电流的图象)小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场
答案:ABD 归纳总结要注意的是,所说电压表、电流表的示数,只要没有特 别声明,均是指有效值。
探究一
探究二
问题导引 名师精讲 典例剖析
变式训练1一正弦式交变电流的u-t图象如图所示,由图可知:该交
变电流的频率为
Hz,电压的有效值为
V。
解析:由题图知T=0.02 s,交变电流的频率
f=1������ =
读一读
辨一辨
1.思考辨析。 (1)直流的大小、方向都不能变。 ( ) 解析:直流是方向不变的电流。 答案:× (2)电容器具有“通直流,阻交流”的特点。 ( ) 解析:电容器的两个极板是被绝缘介质隔开,故直流不能通过。 但当交流接在电容器上时,电容器在交流电路中会表现出充电和放 电交替进行,在外电路看来,导线中有电荷流动,表现出“通过”了电 容器。 答案:×
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3.(多选)(交变电流最大值和有效值的关系)关于交变电流的有效值
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L BLv L 解析 在0~ 时间内,I= ;在 时刻,有效切割磁 R v v L 2L 场的导线长度为2L,感应电流突变为 2 BLv ;在 ~ v v R
时间内,有效切割长度均匀减小至零,感应电流由
2 L 3L 2 BLv 均匀减小至0;在 ~ 时间,线框有效切割长 v v R 3L 4 L BLv 度为L,感应电流为顺时针方向,I= ;在 ~ R v v L 2L 时间内的情况与 ~ 时间内情况类似,但感应电流 v v
E Φ Φ .可见,q仅由回 t t R R t R
(1)在匀强磁场里,绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的
线圈里产生的是正弦交变 电流. (2)若N匝面积为S的线圈以角速度ω 绕垂直于磁场方向 的轴匀速转动,从中性面开始计时,其函数形式为:e = NBSωsinωt ,用Em=NBSω 表示电动势最大值,则有 e Em e= Emsinωt .其电流大小为i= sin t I m sin t R R
向里时磁通量Φ 的方向为正,外力F向右为正.则以下
关于线框中的磁通量Φ 、感应电动势E、外力F和电 功率P随时间变化的图象正确的是 （ ）
图6-1-2
对于线圈穿越磁场产生感应电流的图象问题,应
注意以下几点:
1.要划分不同的运动阶段,对每一过程应用楞次 定律和法拉第电磁感应定律进行分析. 2.要根据有关物理规律找到物理量间的函数关 系,以便确定图象的形状.
平均 电动势.
(2)导体垂直切割磁感线:E=Blv,主要用于求电动势
的 瞬时
值. (3)如图6-1-1所示, 导体棒围绕棒的一端 在垂直磁场的平面内做匀速圆周运动而切 割磁感线产生的电动势E= . 图6-1-1
(4) 回路中发生磁通量变化时,在Δ t内迁移的电荷量(感应 电荷量)为q=IΔ t= 间无关. 4. 路电阻和 磁通量 变化量决定,与发生磁通量变化的时
图6-1-4
解析
在0~3s内, B 恒定,E恒定,则I恒定,方向沿顺
t
时针.0~1s内,F=ILab· B,方向向左,1~3s内,B改变方向, 所以F方向向右.因此F的变化与B的变化一致,同理 3~6s内与0~3s内相同. 答案 A
题型2
电磁感应中的动力学分析
例2 (2009·威海市5月模拟) (10分)光滑的平行金 属 导轨长L=2m,两导轨间距d=0.5m, 轨道平面与水平面的夹角θ =30°,
体中就能产生感生电动势,感生电动势在电路中的作 电源 用就是 .
(3)动生电动势:由于导体运动而产生的感应电动势
称为动生电动势.产生动生电动势的那部分导体相当 于 电源 . 3.感应电动势的计算 (1)法拉第电磁感应定律:E= n .若B变,而S不变,则 t E= ;若S变而B不变,则E= .常用于计算
(4)利用动能定理、能量守恒定律或功能关系列方 程求解. 3.解决感应电路综合问题的一般思路是“先电后 力”,即:
先作“源”的分析——分离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,求出相关部分的电流大小,以便安培力的求解; 然后是“力”的分析——分析力学研究对象(常是金 属杆、导体线圈等)的受力情况,尤其注意其所受的 安培力;
5.正弦式交流电的有效值与最大值的关系为E= U= 据电流的 热效应 ,用等效的思想来求解.
Um 2
,I=
Im ,非据 电磁感应 原理来改变交
流电压的. 思 路 方 法
1.判断电磁感应中闭合电路相对运动问题的分析方法 (1)常规法:据原磁场(B原方向及Δ Φ 情况) 确定感应磁场(B感方向) 方向) 判断感应电流(I感 导体受力及运动趋势.
为顺时针方向.
答案 A
预测演练2 (2009·三明市质检)如图6-1-4所示,正
三角形导线框abc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,磁感应强度的方向垂直纸面向
里,下图中能表示线框的ab边受到的磁场力F随时间t
的变化关系的是(规定水平向左为力的正方向)( )
3.线圈穿越方向相反的两磁场时,要注意有两条
边都切割磁感线产生感应电动势.
预测演练1 如图6-1-3所示,在MM′、NN′区域中 存在垂直纸面向里,宽为2L的匀 强磁场.一导线框abcdefg位于纸 面内,总电阻为R,其中ab、bc、
de、ga四边长度均为L,fg、cd
2
图6-1-3 1 边长度为 L ,ab边与磁场边界MM′重合.从t=0时 刻开始,线框以速度v匀速穿过磁场区域,以逆时针方 向为线框中的电流的正方向,则下列图象能够正确反 映线框中i—t关系的是 （ ）
专题六
第1课时
电磁感应和电路
电磁感应与交变电流
基 础 回 扣
1.感应电流
磁通量
2.感应电动势的产生
(1)感生电场:英国物理学家麦克斯韦的电磁场理论 认为,变化的磁场能在周围空间激发电场,这种电场
感生电动势 叫感生电场.感生电场是产生
的原因.
(2)感生电动势:由感生电场产生的电动势称为感生
电动势.如果在感生电场所在的空间存在导体,在导
接着进行“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 学对象的运动过程中其能量转化和守恒的关系.
题型1
楞次定律和图象的应用
例1 (2009·诸暨市质量检测)如图6-1-2所示为两 个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂 直纸面向里和向外,磁场宽度均为L,距磁场区域的左 侧L处,有一边为L的正方形导体线框,总电阻为R,且 线框平面与磁场方向垂直,现用外力F使线框以速度v 匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点.规定:电 流沿逆时针方向时的电动势E为正,磁感线垂直纸面
(2)效果法:由楞次定律可知,感应电流的“效果”总
是阻碍引起感应电流的“原因”.即阻碍物体间的
相对运动 来作出判断. 2. (1)明确研究对象、研究过程. (2)进行正确的受力分析、运动分析、感应电路分 析(E感和I感的大小、方向、变化)及相互制约关系.
(3)明确各力的做功情况及伴随的 能量转化 情况.