中考物理专题训练26 电流的磁效应、电磁感应和磁场对电流的作用的应用与区别.doc

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专题26 电流的磁效应、电磁感应和磁场对电流的作用的应用与区别

一、选择题

1.(·安顺)如图所示,在水平地面上的磁体上方,有挂在弹簧测力计上的小磁体(下部N极).小辉提着弹簧测力计向右缓慢移动,挂在弹簧测力计上的小磁体下端,沿图示水平路线从A缓慢移到B.则图乙中能反映弹簧测力计示数F随位置变化的是()

A B C D

2.(·茂名)如图所示是我们物理课堂上做过的实验,其中用来探究发电机原理的是

3.(·佛山)如图所示,扬声器是把电信号转化为声信号的装置,工作时线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流.下列说法中错误的是()

A.线圈中通入的是方向变化的电流,所以锥形纸盆来回振动,产生声音

B.锥形纸盆振动越快,产生的声音音调越高

C.锥形纸盆振幅越大,产生的声音响度越大

D.扬声器工作过程利用的是电磁感应原理

4.(·沈阳)如图所示是研究电磁铁磁性的实验。闭合开关后,下列说法正确的是

A.电磁铁的下端是N极

B.电磁铁能吸引大头针是电磁感应现象

C.将铁钉换成铜棒会使磁性增强

D.滑片P向左移动,电磁铁吸引大头针的数目会增多

5.(·辽阳)关于电与磁的有关知识,下列说法中正确的是()

A.磁体间的相互作用是通过磁场发生的

B.水平面内自由转动的小磁针静止时北极指向南方

C.发电机是利用电磁感应现象工作的

D.电磁铁磁性的强弱可以通过改变电流的方向来控制

6.(·娄底)为了防止中考考试作弊,监考人员利用手持式金属探测器对考生进行检查(如图所示),当靠近金属物体时,在金属导体中就会产生涡电流,探测器发出警报.以下选项中也是利用该原理工作的是()

A.发电机B.电铃C.电磁铁D.电动机

7.(·怀化)如图所示,下列对螺线管电流和磁极方向间关系的判断,正确的是()

A.B.C.D.

8.(·随州)以下表述不符合物理学史实的一项是()

A.伽利略研究发现运动不需要力来维持,牛顿第一定律正是在此基础上进一步概括总结而来的

B.牛顿不仅发现了万有引力规律,他还发现了白光通过棱镜会出现色散现象

C.中国古人发明了“司南”,认识到了利用磁石能确定地理方位

D.奥斯特首先发现了“磁生电”的规律,而法拉第是第一位发现“电能生磁”的科学家

9.(·宿迁)对下列四幅图的理解不正确的是()

A.如图通电导体周围存在磁场

B.如图利用磁场对电流的作用,可以制成电动机

C.如图闭合电路的一部分导体在磁场中运动时,导体中一定会产生感应电流

D.如图电磁继电器是根据电流磁效应原理制成的电路自动控制开关

10(·常州)如图所示,闭合开关S,A、B、C、D四个小磁针静止时指向正确的是()

A.小磁针A B.小磁针B C.小磁针C D.小磁针D

11.(·西宁)小华同学在做“探究电磁铁”实验中,使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验,如图所示,下列说法中正确的是()

A.要使电磁铁磁性增强,应将变阻器的滑片向右移动

B.电磁铁B的磁性比电磁铁A的磁性强

C.电磁铁B磁性较强,所以通过它的电流较大

D.若将两电磁铁上部靠近,会相互吸引

12.(·郴州)在一次实验中,小红连接了如图所示的电路.电磁铁AB正上方放有一小磁针.闭合开关,可能出现的情况是()

A.电磁铁A端为S极

B.小磁针极N指向水平向右

C.若滑动阻器的滑片P向右移动,电磁铁的磁性增强

D.移动滑动阻器的滑片P,不影响电磁铁的磁性强弱

13.(·潍坊)如图所示,是小宇同学画出的几种磁体周围的磁感线分布情况,其中正确的是()

A.B.C.D.

14(·济南)奥妙无穷的动物世界蕴涵着丰富的物理学知识.下列各组的动物行为和人们制造的先进仪器设备中,涉及的物理学原理不相同的是()

A.鱼在水中自由浮沉﹣﹣潜水艇

B.蝙蝠在夜间能正常飞行﹣﹣声呐

C.雄鹰在空中展翅翱翔﹣﹣飞机

D.鸽子飞行定向﹣﹣GPS导航系统

15.(·南平)如图所示在“探究产生感应电流”的实验中,小宇同学做了四次实验,其中有感应电流产生的是()

二、填空题

1.(·铜仁)含有电动机的用电器已走进千家万户,同学们学习电动机一节后,相信你们对电动机有了新的了解.请问:电动机主要是利用什么原理制成的?请至少说出一个家用电器中使用电动机的实例.

答:.

2.(·佛山)如图所示,是直流电铃的工作原理示意图.铃锤与衔铁一端固定,衔铁与弹性片相连,在自然情况下弹性片是和螺钉接触的.接通电源,电磁铁具有从而吸引衔铁,铃锤敲击铃碗发声,同时弹性片与螺钉导致断电,此时电磁铁释放衔铁,弹性片又和螺钉使电路通电,铃碗发声,如此往复循环.

3.(·辽阳)如图所示,将一条形磁体放在小车上,并靠近螺线管.开关闭合,当变阻器滑片向右滑动时,发现小车也向右运动,则条形磁体的左端为极,图中电阻R2的作用是.

4.(·本溪)物理课上,当老师快步走进教室时,同学们惊奇地发现灵敏电流计指针向左偏转,通过学习、讨论揭开了秘密﹣﹣与灵敏电流计相连的导线线圈隐藏在门框四周,而老师怀里藏着一根条形磁铁,进门时相当于导线做运动而产生电流.进一步思考可知,假如老师当时再倒退着走出教室,灵敏电流计的指针会向(选填“左”或“右”)偏转.

5.(·贵港)如图是由电磁铁P等构成的空气开关的原理图。电磁铁P的右端极。当电路由于或使用的用电器总功率过大等原因导致电流过大时,电磁铁的磁性增强,吸引衔铁Q的力变大,使衔铁转动,闸刀S在弹力的作用下自动开启,切断电路,起到保险作用。

6.(·抚顺)如图装置,它的外部并联了两个发光二极管,二极管是用材料制成的.当转动该装置手柄是地,二极管发光,则该装置是一台(选填“发电机”或“电动机”),它的工作原理是.

7.(·厦门)如图所示,给直导线通电时,其下方的小磁针发生偏转.这说明通电导体周围存在着;在直导线正下方的不同位置,小磁针静止的N极指向相同,说明该区域相同.

8.(·桂林)小明在探究磁生电的实验中,将导线、电流表串成闭合电路,让其中一部分导体在磁场中做磁感线运动时,导体中就产生电流。这种由于电磁感应现象而产生的电流叫做电流。

9.(·金华)小明设计了一个道路限载报警器(图甲),R0是变阻器,R是压敏电阻。R的电阻大小随压力大小变化关系如图乙。当超载车辆通过压敏电阻时,限载报警器就会报警。

(1)调试好电路,闭合开关S1和S2,当超载车辆通过时,限载报警器会(填“灯亮”、“铃响”)(2)一般交通主干道的抗压能力比村道路要强得多。若把村道路限载报警器应用到主干道,就要适当调高报警的限载重量,下列操作可行的是(填编号)。

A.把变阻器R0的滑片适当左移

B.把电源1的电压适当增大

C.把弹簧AB的A端适当左移

D.把电磁铁C适当右移

10.(·河北)小明自制了一个带有电磁铁的木船模型(如图所示)。将它放入水中漂浮,船头指向东。闭合开关S,电磁铁的A端为_______极;电磁铁由于受到________________的作用,船头会指向_________。

11.(·咸宁)最早利用地磁场指示方向的装置是图甲所示“司南”,古文《论衡?是应篇》中记载:“司南之杓(用途),投之于地,其柢(握柄)指南”。则勺柄应为该磁体的(选填“N”或“S”)极;某物理研究所尝试利用一块天然磁石制作一具“司南”,图乙所示为天然磁石的磁感线分布情况,则应将磁石的(选填“A”、“B”、“C”或“D”)处打磨勺柄。

12.(·河南)在一块有机玻璃板上,安装一个用导线绕成的螺线管,在板面上均匀撒满铁屑,通电后铁屑的分布如图所示。图中A、B两点相比,______点磁场较强。实验中_________(填“能”或“不能”)用铜屑代替铁屑显示磁场分布。

13.(·丽水)如图为探究通电直导线周围磁场分布的实验,实验时先在有机玻璃板上均匀地撒上铁屑,然后给直导线通电,为了更好地通过铁屑客观描述出磁场分布情况,接下去的操作是,该操作的主要目的是减小铁屑与玻璃板之间的摩擦,使铁屑在磁场力作用下动起来,说明力能,为了进一步探究通电直导线周围磁场的方向,可用代替铁屑进行实验.

14.(·广州)图中的线圈abcd位于磁场中

(1)通电后,cd段导线的电流方向_____(选填“由c到d”、“由d到c”)。

(2)cd段导线受磁场力的方向如图所示,在图中画出ab段导线受磁场力的方向。

15.(·济宁)图所示的实验装置可以探究实验,小梦想再利用此装置探究磁场对电流的作用,需要增加的器材是。

16.(·聊城)如图所示,是演示巨磁电阻(GMR)特性的原理示意图。开关S1、S2闭合时,向左稍微移动滑动变阻器的滑片P,指示灯的亮度明显变亮。

(1)变阻器的滑片P向左移动时,电磁铁周围的磁场(选填“增强”、“减弱”或“不变”)。

(2)指示灯的亮度明显变亮,表明电路中GMR的阻值显著(选填“增大”或“减小”)。

17.(·厦门)如图是某中学生发明的一款便携风力发电机,以保护套的形式套在手机外面,利用风为手机充电.它主要由风力机和发电机两部分组成,其中风力机实现把风能转化成叶片的,发电机利用的工作原理再把它转化为电能.

三、实验题

1.(·泰州)(1)如图1所示,接通电路时导线下方的小磁针发生偏转,改变电流方向时小磁针的偏转方向.由此说明,通电导体周围存在,且其方向与有关.

(2)用如图2所示的装置进行如下实验:闭合开关,让导体AB作左右运动,电流表的指针;闭合开

关,让导体AB作上下运动,电流表的指针;断开开关,再让导体AB作左右运动,电流表指针.根据这些现象,可以得到的结论是.

2.(·莆田)科学家们已经发现了巨磁电阻(GMR)效应,它是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小,且磁场越强,电阻越小的现象。利用这一现象,可以用来探究磁体周围的磁场强弱。如图所示,将GMR放在螺线管的右端。

(1)闭合开关S1,螺线管左端的磁极为_____极。

(2)闭合开关S1、S2,电流表示数为I。保持GMR位置不变,将电源的正负极对调,则此时电流表的示数将________I;将GMR移至螺线管的上方的中间位置,电流表的示数将________I。(选填“大于”、“等于”或“小于”)

(3)将GMR分别放入通电螺线管内部的不同位置,发现电流表的示数几乎不变。据此,你的合理猜想是_______________________________________________。

3.(·牡丹江)在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中:

(1)小星设计的电路如图甲所示,在蹄形磁体的磁场中放置一根导线ab,ab的两端分别跟开关,螺线管连接,螺线管旁放置一个小磁针,当ab中产生电流时,螺线管中有通过,小磁针会发生偏转.(2)小星闭合开关后,不管导线ab在磁场中怎样运动,小磁针都不偏转,是没有产生电流,还是产生的电流太微弱?他换用了一个灵敏电流表代替螺线管和小磁针,如果灵敏电流表指针发生偏转,表明ab中

产生电流,实验的情况如图乙所示.

A、观察并分析①②③现象可知:导体静止时,产生感应电流;导体沿着磁感线方向运动时,产生感应电流;导体切割磁感应线运动时,产生感应电流.(均选填“能”或“不能”)

B、观察并分析③④现象可知:产生感应电流的条件之一是.

(3)对比图甲和图乙两次实验后,小星认为:图甲中小磁针不发生偏转,不是没有产生电流,而是.4.(·青岛)归纳式探究-研究带电粒子在回旋加速器中的运动:

(1)磁体周围存在磁场,磁场的强弱用磁感应强度描述,用符号B表示,单位是特斯拉,符号是T.我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小.磁感应强度大的地方,磁感线密;磁感应强度小的地方,磁感线疏.

条形磁体外部的磁感线分布如图甲所示,则a、b两点磁感应强度较大的是.

磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场.

(2)回旋加速器的原理如图乙所示,D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒,被置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中,它们接在电压一定的交流电源上,从D1的圆心O处释放不同的带电粒子(加速度可以忽略,重力不计),粒子在两金属盒之间被不断加速,最终离开回旋加速器时,获得一定的最大动能.改变带电粒子质量为m,电荷量为q,磁感应强度B,金属盒半径R,带电粒子的最大动能E k 随之改变.得到数据如表:

次数m/kg q/C B/T R/m E k/J

1 3.2×10-27 1.6×10-191×10-

2 1 4×10-16

2 6.4×10-27 1.6×10-191×10-2 1 2×10-16

3 3.2×10-27 4.8×10-191×10-2 1 36×10-16

4 6.4×10-27 1.6×10-192×10-2 1 8×10-16

5 1.6×10-27 1.6×10-191×10-2 3 72×10-16

①E k= k,其中k= (填上数值和单位).

②对于同一带电粒子.在不同的同旋加速器中,要获得相同的最大动能,则金属盒半径R与磁感应强度B 的关系可以用图象中的图线表示.

5.(·黔东南州)为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”,小明用电池(电压一定)、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉以及较长导线为主要器材,进行如图所示的简易实验.

(1)他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁,并巧妙地通过来显示电磁铁磁性的强弱,下面的实验也用这种方法的是.

A、认识电压时,我们可以用水压来类比

B、用光线来描述光通过的路径

C、把敲响的音叉接触水面,看有没有溅起水花,来判断音叉有没有振动

D、用斜面小车研究阻力对物体运动的影像

(2)连接好电路,使变阻器连入电路的阻值较大,闭合开关,观察到如图甲所示的情景:接着,移动变阻器滑片,使其连入电路的阻值变小,观察到图乙所示的情景,比较图甲和乙,可知图中的电流较小,从而发现,通过电磁铁的电流越(选填“大”或“小”)磁性越强.

6.(·宿迁)如图甲,将玩具电动机、电池、小电灯、开关用导线连接起来.

(1)闭合开关,电动机转动,这是利用通电线圈在里受力转动的原理工作的;如果想改变电动机的转动方向,我们可以采取的措施是.

(2)刚闭合开关时,小电灯发出明亮的光,但随着电动机转得越来越快,小电灯的亮度逐渐减弱;当转速正常时,小电灯的亮度稳定不变,此时用手指轻轻捏住电动机的转轴,使电动机的转速减慢,你猜想这

时小电灯的亮度将(选填“变亮”“变暗”或“不变”),理由是.

(3)如果将小电灯换成灵敏电流表,电路连接如图乙,当用手快速转动电动机转轴时,发现灵敏电流表指针偏转,这是现象,它在生活中的应用有(举出一例即可).

7.(·福州)小波小组在探究“通电螺线管的外部磁场”实验中,设计了如图所示电路。实验时,

(1)可通过观察__________________判断通电螺线管的磁极。

(2)如图所示是通电螺线管周网的有机玻璃板上的小磁针分布状态,观察可知通电螺线管的外部磁场与_________的磁场相似。

(3)小波猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。实验中,他将开关S从l换到2上时,调节变阻器的滑片P,再次观察电流表示数及吸引的回形针数目,此时调节滑动变阻器是为了____________________,来研究________________的关系。

8.(·济南)在复习“电流的磁场”和“磁场对电流的作用”时,小刚想:“既然通电导体周围存在磁场,磁场又会对通电导体产生力的作用,那么相互靠近的两个通电导体间是否会产生力的作用呢?”

(1)于是,他和小强商议通过实验来研究这一问题.他们找到了两根柔软的导线,相距较近地并排固定在接线板上,实验电路如图甲所示.通过实验观察到的现象如图乙所示.

该试验表明:两个通电导体之间.

(2)小强认为,如果改变其中一个通电导体的电流方向,则它们之间作用力的方向也会发生改变.

小强这样想的理由是:电流产生的磁场方向是由的方向决定的,当一个通电导体中电流的方向改变时,它产生的磁场方向也会发生改变;而磁场对通电导体的作用力的方向与流的方向和的方向有关,另一个通电导体中电流的方向不变,但磁场的方向变化了,它受到的磁场力的方向就会改变.

(3)如果开始实验时,小刚和小强没有找到柔软的导线,而是用较硬的普通铝芯电线进行实验,你认为会出现怎样的情况?通过这个问题,你得到了怎样的启示?.

四、作图题

1.(·茂名)闭合开关S后,电磁铁A和永磁体B间的磁场分布如图所示,请标出永磁体B的N、S极和画出通电螺线管的绕线方法。

2.(·宜昌)如图所示,请将螺线管、滑动变阻器接入电路中,使开关闭合后,螺线管与条形磁铁相互排斥,滑动变阻器滑片P向右移动会使斥力变大.

3.(·铜仁)如图所示,为一通电螺线管与一小磁针静止时的情形,请在图中标出螺线管的N极和电源的正负极.

4.(·随州)如图,为制作马蹄形电磁铁,将原本无磁性的软铁棒弯成“U”形,用导线在AB段绕几匝再跨到CD段绕几匝然后将开关、电源、电阻连接成闭合回路.电磁铁产生的磁性已用磁感线标出.画出导线在铁棒上的环绕情况并在棒的A、D端标明磁极.

5.(·铁岭)闭合开关后,在通电螺线管和条形磁铁的共同作用下,小磁针指向如图,请标出电源的“+”极、小磁针和条形磁针的N极.

6.(·广安)开关闭合后,磁感线的形状和方向如图所示.请在图中A处标出磁体的磁极名称,并在B处标出电源的+、﹣两极.

7.(·锦州)如图所示,请用笔画线代替导线将实物图补充完整.要求:

①小磁针的指向满足如图所示方向;

②滑动变阻器的滑片向右端移动后,通电螺线管的磁性减弱;

③原有导线不得更改.

8.(·德阳)如图中小磁针静止在通电螺线管旁,请你在图中标明:

(1)通电螺线管的N、S极;(2)磁感线的方向;(3)电源的正负极.

(含答案解析)电磁感应中的电路问题

电磁感应中的电路问题 一、基础知识 1、内电路和外电路 (1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源. (2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻,其余部分是外电路. 2、电源电动势和路端电压 (1)电动势:E =Blv 或E =n ΔΦ Δt . (2)路端电压:U =IR =E -Ir . 3、对电磁感应中电源的理解 (1)电源的正负极、感应电流的方向、电势的高低、电容器极板带电问题,可用右手定则或楞次定律判定. (2)电源的电动势的大小可由E =Blv 或E =n ΔΦ Δt 求解. 4、对电磁感应电路的理解 (1)在电磁感应电路中,相当于电源的部分把其他形式的能通过电流做功转化为电能. (2)“电源”两端的电压为路端电压,而不是感应电动势. 5、解决电磁感应中的电路问题三步曲 (1)确定电源.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,利用E =n ΔΦ Δt 或E =Blv sin θ求感应电动势的大小,利用右手定则 或楞次定律判断电流方向. (2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系),画出等效电路图. (3)利用电路规律求解.主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解. 二、练习 1、[对电磁感应中等效电源的理解]粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场 中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移出过程中线框一边a 、b 两点间的电势差绝对值最大的是 ( )

答案 B 解析 线框各边电阻相等,切割磁感线的那个边为电源,电动势相同均为Blv .在A 、C 、D 中,U ab =14Blv ,B 中,U ab =3 4 Blv ,选项B 正确. 2、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,与环 的最高点A 铰链连接的长度为2a 、电阻为R 2 的导体棒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 ( ) A. Bav 3 B. Bav 6 C.2Bav 3 D .Bav

电磁感应电路和图像问题

学案46 电磁感应中的电路与图象问题 一、概念规律题组 图1 1.用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m,正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中,如图1所示.当磁场以10 T/s的变化率增强时,线框中a、b两点间的电势差是() A.U ab=V B.U ab=-V C.U ab=V # D.U ab=-V 图2 2.如图2所示,导体AB在做切割磁感线运动时,将产生一个感应电动势,设导体AB 的电阻为r,导轨左端接有阻值为R的电阻,磁场磁感应强度为B,导轨宽为d,导体AB匀速运动,速度为v.下列说法正确的是() A.在本题中分析电路时,导体AB相当于电源,且A端为电源正极 B.U CD=Bdv C.C、D两点电势关系为:φC<φD D.在AB中电流从B流向A,所以φB>φA 3.穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图3所示,下列关于回路中产生的感应电动势的论述,正确的是() !

图3 A.图①中,回路产生的感应电动势恒定不变 B.图②中,回路产生的感应电动势一直在变大 C.图③中,回路在0~t1时间内产生的感应电动势小于在t1~t2时间内产生的感应电动势 D.图④中,回路产生的感应电动势先变小再变大 二、思想方法题组 4.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如下图所示,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是() 5.如图4甲所示,光滑导轨水平放置在斜向下且与水平方向夹角为60°的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向),导体棒ab 垂直导轨放置,除电阻R的阻值外,其余电阻不计,导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态.规定a→b的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,则在0~t 时间内,能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是() > 图4 一、电磁感应中的电路问题 1.内电路和外电路

电磁感应知识点总结

《电磁感应》知识点总结 1、 磁通量Φ、磁通量变化?Φ、磁通量变化率 t ??Φ 对比表 234、 感应电动势 在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势,产生感应电流比存在感应电动势,产生感应电动势的那部分导体相当于电源,电路断开时没有电流,但感应电动势仍然存在。 (1) 电路不论闭合与否,只要有一部分导体切割磁感线,则这部分导体就会产生感应电动势,它相 当于一个电源 (2) 不论电路闭合与否,只要电路中的磁通量发生变化,电路中就产生感应电动势,磁通量发生变 化的那部分相当于电源。

5、 公式 n E ?Φ =与E=BLvsin θ 的区别与联系 6、 楞次定律 (2) 楞次定律中“阻碍”的含义

(3)对楞次定律中“阻碍”的含义还可以推广为感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因1)阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化,即“增反减同”; 2)阻碍相对运动,可理解为“来拒去留”; 3)使线圈面积有扩大或缩小趋势,可理解为“增缩减扩”; 4)阻碍原电流的变化,即产生自感现象。 7、电磁感应中的图像问题 (3)解决这类问题的基本方法 1)明确图像的种类,是B-t图像还是Φ-t图像、或者E-t图像和I-t图像 2)分析电磁感应的具体过程 3)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律等规律列出函数方程。 4)根据函数方程,进行数学分析,如斜率及其变化,两轴的截距等。 5)画图像或判断图像。 8、自感涡流

(2 ) 自感电动势和自感系数 1) 自感电动势:t I L E ??=,式中t I ??为电流的变化率,L 为自感系数。 2) 自感系数:自感系数的大小由线圈本身的特性决定,线圈越长,单位长度的匝数越多,横截面 积越大,自感系数越大,若线圈中加有铁芯,自感系数会更大。 (3) 日关灯的电路结构及镇流器、启动器的作用 1) 启动器:利用氖管的辉光放电,起着自动把电路接通和断开的作用。 2) 镇流器:在日光灯点燃时,利用自感现象,产生瞬时高压;在日关灯正常发光时,利用自感现 象起降压限流作用。

电磁感应中的电路问题含答案解析

电磁感应中的电路问题 一、基础知识 1、电路和外电路 (1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源. (2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的阻,其余部分是外电路. 2、电源电动势和路端电压 (1)电动势:E =Blv 或E =n ΔΦ Δt . (2)路端电压:U =IR =E -Ir . 3、对电磁感应中电源的理解 (1)电源的正负极、感应电流的方向、电势的高低、电容器极板带电问题,可用右手定则或楞次定律判定. (2)电源的电动势的大小可由E =Blv 或E =n ΔΦ Δt 求解. 4、对电磁感应电路的理解 (1)在电磁感应电路中,相当于电源的部分把其他形式的能通过电流做功转化为电能. (2)“电源”两端的电压为路端电压,而不是感应电动势. 5、解决电磁感应中的电路问题三步曲 (1)确定电源.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,利用E =n ΔΦ Δt 或E =Blv sin θ求感应电动势的大小,利用右手定则 或楞次定律判断电流方向. (2)分析电路结构(、外电路及外电路的串、并联关系),画出等效电路图. (3)利用电路规律求解.主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解. 二、练习 1、[对电磁感应中等效电源的理解]粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场 中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移出过程中线框一边a 、b 两点间的电势差绝对值最大的是 ( )

答案 B 解析 线框各边电阻相等,切割磁感线的那个边为电源,电动势相同均为Blv .在A 、C 、D 中,U ab =14Blv ,B 中,U ab =3 4Blv ,选项B 正确. 2、如图所示,竖直平面有一金属环,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,与环 的最高点A 铰链连接的长度为2a 、电阻为R 2 的导体棒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 ( ) A.Bav 3 B.Bav 6 C.2Bav 3 D .Bav 答案 A 解析 摆到竖直位置时,AB 切割磁感线的瞬时感应电动势E =B ·2a ·(1 2v )=Bav .由闭合电路欧姆定律得,U AB =E R 2+R 4 ·R 4=1 3Bav ,故选A. 3、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 ( ) A .导体棒ab 中电流的流向为由b 到a B .cd 两端的电压为1 V

第一讲 电流的磁效应

第一讲电流的磁效应 知识点一:磁和磁场 1、磁场的来源:磁铁和电流、变化的电场。磁场的基本性质:对放入其中的磁铁和电流有力的作用----同名磁极相斥、异名磁极相吸; 2、方向(矢量):磁针北极的受力方向,磁针静止时N极指向 3、磁感线:描述电场用电场线,描述磁场用磁感线。磁感线是指在磁场中引入的一系列曲线,其上每一点的切线方向表示该点的磁场方向,也是小磁针静止时N极的指向.磁感线在磁铁外部由N极到S极,在磁铁内部由S极到N 极,构成一闭合的曲线。磁感线疏密表示磁场强弱。(下图为常见磁场分布) 【例1】下列关于磁场的说法中正确的是 A 磁场和电场一样,是客观存在的特殊物质 B 磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的 C 磁极与磁极之间是直接发生作用的 D 磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生 【例2】关于磁场和磁感线的描述,正确的说法有() A 磁极之间的相互作用是通过磁场发生的,磁场和电场一样,也是一种物质 B 磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向 C 磁感线总是从磁铁的北极出发,到南极终止 D 磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线,没有细铁屑的地方就没有磁感线 【针对训练1】关于电场线和磁感线的说法正确的是() A 电场线和磁感线都是利用疏密表示场的强弱的 B 电场线是客观存在的,而磁感线是不存在的 C 静电场的电场线是不闭合的,而磁感线是闭合的曲线 D 电场线和磁感线都可能相交 知识点二:电流的磁效应(奥斯特发现) 1、安培定则确定电流产生磁场的方向:安培定则又称为右手螺旋定则,是确定电流磁场的基本法则,不仅适用于通电直导线,同时也适用于通电圆环和通电螺线管.对于通电直导线的磁场,使用时大拇指指向电流方向,弯曲的四指方向表示周围磁场的方向;对于通电圆环或通电螺线管,弯曲的四指方向表示电流环绕方向,大拇指的指向表示螺线管内部的磁场方向。 2、几种常见电流产生的磁感线分布图(?代表往里,?代表往外) ①直线电流的磁场(如图1)

电磁感应知识点总结

电磁感应 1、 磁通量Φ、磁通量变化?Φ、磁通量变化率t ??Φ 对比表 2、 电磁感应现象与电流磁效应的比较 3、 产生感应电动势和感应电流的条件比较

4、 感应电动势 在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势,产生感应电流比存在感应电动势,产生感应电动势的那部分导体相当于电源,电路断开时没有电流,但感应电动势仍然存在。 (1) 电路不论闭合与否,只要有一部分导体切割磁感线,则这部分导体就会产生 感应电动势,它相当于一个电源 (2) 不论电路闭合与否,只要电路中的磁通量发生变化,电路中就产生感应电动 势,磁通量发生变化的那部分相当于电源。 5、 公式 n E ?Φ =与E=BLvsin θ 的区别与联系 6、 楞次定律 (1) 感应电流方向的判定方法

(2)楞次定律中“阻碍”的含义 (3)对楞次定律中“阻碍”的含义还可以推广为感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因 1)阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化; 2)阻碍相对运动,可理解为“来拒去留”。 3)使线圈面积有扩大或缩小趋势; 4)阻碍原电流的变化。 7、电磁感应中的图像问题 (1)图像问题 (3)解决这类问题的基本方法 1)明确图像的种类,是B-t图像还是Φ-t图像、或者E-t图像和I-t图像 2)分析电磁感应的具体过程 3)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律等规律列出函数方程。 4)根据函数方程,进行数学分析,如斜率及其变化,两轴的截距等。 5)画图像或判断图像。 8、自感涡流 (1)通电自感和断电自感比较

(2) 自感电动势和自感系数 1) 自感电动势:t I L E ??=,式中t I ??为电流的变化率,L 为自感系数。 2) 自感系数:自感系数的大小由线圈本身的特性决定,线圈越长,单位长度的匝 数越多,横截面积越大,自感系数越大,若线圈中加有铁芯,自感系数会更大。 (3) 涡流 9、电磁感应中的“棒-----轨”模型

§9.3互感和自感电磁感应中的电路问题

§9.3 互感和自感电磁感应中的电路问题 1.互感现象 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,此现象称为互感。 2. 自感 (1)自感现象:由于导体自身电流发生变化而产生的电磁感应现象。自感现象是电磁感应的特例.一般的电磁感应现象中变化的原磁场是外界提供的,而自感现象中是靠流过线圈自身变化的电流提供一个变化的磁场.它们同属电磁感应,所以自感现象遵循所有的电磁感应规律. (2)自感电动势:自感现象中产生的电动势叫做自感电动势。自感电动势和电流的变化率(△I/△t)及自感系数L成正比。自感系数由导体本身的特性决定,线圈越长,单位长度上的匝数越多,截面积越大,它的自感系数就越大;线圈中加入铁芯,自感系数也会增大。 自感电动势仅仅是减缓了原电流的变化,不会阻止原电流的变化或逆转原电流的变化.原电流最终还是要增加到稳定值或减小到零. (3)通电自感:通电时电流增大,阻碍电流增大,自感电动势和原来电流方向相反。 (4)断电自感:断电时电流减小,阻碍电流减小,自感电动势与原来电流方向相同。 自感现象只有在通过电路的电流发生变化时才会产生.在判断电路性质时,一般分析方法是:当流过线圈L的电流突然增大瞬间,我们可以把L 看成一个阻值很大的电阻;电路电流稳定时,看成导线;当流经L的电流突然减小的瞬间,我们可以把L看作一个电源,它提供一个跟原电流同向的电流. 当电路中的电流发生变化时,电路中每一个组成部分,甚至连导线,都会产生自感电动势去阻碍电流的变化,只不过是线圈中产生的自感电动势比较大,其它部分产生的自感电动势非常小而已.3.涡流 当线圈中的电流随时间变化时,线圈附近的任何导体中都会产生感应电流,电流在导体内且形成旋涡,很象水中的旋涡,简称涡流。 (1)把块状金属放在变化的磁场中,或者让它在磁场中运动时,金属块内将产生感应电流,这种电流在金属块内自成闭合电路,很像水里的漩涡,称涡电流,涡流常常很强。 (2)涡流的减小:在各种电机和变压器中,为了减少涡流的损失,在电机和变压器上通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成的铁芯。 (3)涡流的利用:冶炼金属的高频感应炉就是利用强大的涡流使金属尽快熔化,电学测量仪表的指针快速停止摆动也是利用铝框在磁场中转动产生的涡流。 4. 电磁感应中电路问题 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,该导体或回路充当电源.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确定电源,用电磁感应的规律确定感应电动势的大小和方向; ②分析电路结构,明确内、外电路,必要时画等效电路; ③运用闭合电路欧姆定律、串并联电路性质,电功率等公式联立求解. 【典型例题】 [例1]在如图(a)(b)所示电路中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,且小于灯D 的电阻, 接通开关S,使电路达到稳定,灯泡D发光,则() (a)(b) A.在电路(a)中,断开S,D将逐渐变暗 B.在电路(a)中,断开S,D将先变得更亮,然后才变暗 C.在电路(b)中,断开S,D将逐渐变暗 D.在电路(b)中,断开S,D将先变得更亮,然后渐暗 [例2]如图甲所示,空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场区 域,磁场的磁感应强度大小 为B 。边长为L的正方形 金属abcd(下简称方框)放 在光滑的水平面上,其外侧 套着一个与方框边长相同 的U型金属框架MNPQ(下 c a b M d N B Q P

高三物理电流的磁效应和电磁感应中的能量问题

电流的磁效应和电磁感应中的能量问题 原平市第一中学朱东平 1820年丹麦物理学家奥斯特发现:把一段直导线平行地放在小磁针的上方,当导线中有电流通过时小磁针就会发生偏转,这说明不仅磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场,这就是电流的磁效应。电流的磁效应发现以后,人们很自然地想到:利用磁场是不是也能产生电流呢?英国物理学家法拉第经过十年坚持不懈的努力,终于取得重大突破,在1983年发现了由磁场产生电流的条件和规律。由磁场产生电流的现象称为电磁感应现象。在这里我就这两类问题中的能量转化情况谈谈我的看法: 一、在电流产生磁场的现象中: 无论是通电直导线产生磁场的现象,还是通电线圈产生磁场的现象,都是原来空间没有磁场,现在有了磁场,这个过程中必然有了磁场能量的增加。磁场的能量显然是来源于给导线或线圈提供电流的电源。 二、在电磁感应现象中: 原来电路中没有电流,现在发生电磁感应产生了电流,电流通过有电阻的导体转化成了焦耳热;或者电流通过化学电源给其充电;总之,消耗了电能,那么这个电能从哪里来呢?是来源于磁场能量吗?在电磁感应中一部分情况感应电流的电能是来源于磁场能量;而还有一部分感应电流的电能不是消耗了磁场能量,而是以磁场为桥梁实现的其他形式的能量和电能的相互转化或者转移。我们分情况来讨论: 1、闭合电路中的部分导线(或线圈)与磁场相对运动而产生的电磁感应现象中(切割类)的情况下,显然电能是来源于磁铁、导线、导线框的机械能或者控制它们运动的人的内能或者其他物体的能量。 例1、在含有电阻的水平光滑导轨上有一导 体棒AB,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中; 导体棒开始具有初速度v,试分析AB运动中的 能量转化情况? 分析:导体棒向右运动时由于切割磁感线 而产生了感应电流,而导体棒就会受到向左的 安培力;导体棒就做向右的减速运动;导体棒克服安培力做功动能减少转化成了回路中的电能。如果要保持导体棒匀速运动人或者其他物体必须对导体棒做正功,而导体棒对人或者物体做负功,从而消耗人或者其他物体的能量转化成回路中的电能。在这里磁场只是个载体,磁场能量没有变化。 例2、右下图(甲)和(乙)中,线圈和磁铁之 间有相对运动时;试分析能量转化情况? 分析:(甲)图中线圈不动,磁铁向下运动时, 在线圈中产生了感应电流,线圈就对磁铁产生了向 上的磁场力,阻碍磁铁向下运动,磁铁克服磁场力 做功其机械能减少转化成了线圈中的电能,线圈不 是超导体时电能就转化成了焦尔热能。而在(乙) 图中磁铁不动,线圈向下运动,线圈中产生感应电 流,从而受到磁铁对它向上的磁场力;线圈克服磁场力做功,机械能减少

电磁感应中的电路问题专题练习(含答案)

电磁感应中的电路问题专题练习 1.用均匀导线做成的正方形线圈边长为l,正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中,如图所示,当磁场以的变化率增强时,则下列说法正确的是( ) A.线圈中感应电流方向为adbca B.线圈中产生的电动势E=· C.线圈中a点电势高于b点电势 D.线圈中a,b两点间的电势差为· 2.如图所示,用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合线框a和b,以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外,不考虑线框的重力,若闭合线框的电流分别为I a,I b,则I a∶I b为( ) A.1∶4 B.1∶2 C.1∶1 D.不能确定 3.在图中,EF,GH为平行的金属导轨,其电阻不计,R为电阻,C为电容器,AB为可在EF和GH上滑动的导体棒,有匀强磁场垂直于导轨平面.若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流,则当AB棒( D )

A.匀速滑动时,I1=0,I2=0 B.匀速滑动时,I1≠0,I2≠0 C.加速滑动时,I1=0,I2=0 D.加速滑动时,I1≠0,I2≠0 4.如图所示,导体棒在金属框架上向右做匀加速运动,在此过程中( ) A.电容器上电荷量越来越多 B.电容器上电荷量越来越少 C.电容器上电荷量保持不变 D.电阻R上电流越来越大 5.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( ) A.U a

专题 电磁感应中的电路问题

电磁感应中的综合问题 1 电磁感应中的电路问题 1、解决电磁感应中的电路问题三步曲 (1)确定电源.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,首先应该确定其电阻,就是内阻!再利用法拉第电磁感应定理或者导体棒平动,转动切割磁感线的公式(这三个公式你会写吗?)求解感应电动势的大小,最后再利用右手拇因食果或楞次定律判断感应电动势的方向. (2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系),必须画出等效电路图. (3)利用电路规律求解.主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解. 注:“电源”两端的电压为路端电压,而不是感应电动势.常见的路端电压的三个公式:U= = = .

例题 1.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,方向如图,磁感应强度大小随时间的变化率 ?(k<0)。则( ) ? k t B= A.圆环中产生(填“逆时针”或者“顺时针”)方向的感应电 流 B.圆环具有(填“扩张”或“收缩”)的趋势 C.圆环中感应电流的大小为 D.图中a、b两点间的电势差的大小U= 例题 2.如图所示,MN、PQ为光滑金属导轨(金属导轨电阻忽略不计),MN、PQ 相距L=50cm,导体棒AB在两轨道间的电阻为r=1Ω,且可以在MN、PQ上滑动,定值电阻R1=3Ω,R2=6Ω,整个装置放在磁感应强度为B=1.0T的匀强磁场中,磁场方向垂直于整个导轨平面,现用外力F拉着AB棒向右以v=6m/s速度做匀 速运动.求: (1)导体棒AB产生的感应电动势E和AB棒上的感应电流方向. (2)导体棒AB两端的电压UAB.(如果AB的顺序颠倒会怎么样?) (3)导体棒AB受到的安培力多大. 例题 3.(多选)如图所示,三角形金属导轨EOF上放一金属杆AB,在外力作用下使AB保持与OF垂直,以速度v从O点开始右移,设导轨和金属棒均为粗细相同的同种金属制成,则下列说法正确的是() A. 电路中的感应电动势大小不变 B. 电路中的感应电动势逐渐增大 C. 电路中的感应电流大小不变 D. 电路中的感应电流逐渐减小 例题 4.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从图示位置沿水平向右方向以速度v匀速穿过磁场区 域,在下图中线框A、B两端电压UAB与线框移动距离x的关系图 象正确的是()A.B.C.

电磁感应现与磁通量

A B a a b b c c d d B B 450 450 甲 乙 o o o / o / 第一课时 电磁感应现象 磁通量 Ⅰ电磁感应现象 只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化,闭合回路中就会产生感应电流,如果电路不闭合只会产生感应电动势。这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应,是1831年法拉第发现的。 Ⅱ感应电流的产生条件 1、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化,因此研究磁通量的变化是关键,由磁 通量的广义公式中 φθ=B S ·sin (θ是B 与S 的夹角)看,磁通量的变化?φ可由面积的变化?S 引起;可由磁感应 强度B 的变化?B 引起;可由B 与S 的夹角θ的变化?θ引起;也可由B 、S 、θ中的两个量的变化,或三个量的同时变化引起。 2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时,可以产生感应电动势,感应电流,这是初中学过的,其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。 3 、产生感应电动势、感应电流的条件:导体在磁场里做切割磁感线运动时,导体内就产生感应电动势;穿过线圈的磁量发生变化时,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,就产生感应电流。从本质上讲,上述两种说法是一致的,所以产生感应电流的条件可归结为:穿过闭合电路的磁通量发生变化。 【例1】如图所示,下列情况能产生感应电流的是( ) 【例2】如图甲所示,一个电阻为R ,面积为S 的矩形导线框abcd ,水平旋转在匀强磁场中,磁场的磁感 应强度为B ,方向与ad 边垂直并与线框平面成450 角,o 、o’分别是ab 和cd 边的中点。现将线框右半 边obco’ 绕oo’逆时针900 角到图乙所示位置。在这一过程中,导线中通过的电荷量是( ) A .2BS B .2BS C .BS R D .0 【例3】如图甲,一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁,铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合.若取磁铁中心O 为坐标原点,建立竖直向下为正方向的x 轴,则图乙中最能正确反映环中感应电流i 随环心位置坐标x 变化的关系图象是( ) C D A B C D (乙图) (甲图) 【例4】如图所示,A 、B 两闭合线圈为同种导线制成,匝数比nA :nB =1:3,半径RA =2RB 。在图示区

一电磁感应中的电路问题要点

电磁感应中的电路问题 ▲知识梳理 1.求解电磁感应中电路问题的关键是分析清楚内电路和外电路。 “切割”磁感线的导体和磁通量变化的线圈都相当于“电源”,该部分导体的电阻相当于内电阻,而其余部分的电路则是外电路。 2.几个概念 (1)电源电动势或。 (2)电源内电路电压降,r是发生电磁感应现象导体上的电阻。(r是内电路的电阻) (3)电源的路端电压U,(R是外电路的电阻)。 3.解决此类问题的基本步骤 (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应电动势的大小和方向。(2)画等效电路:感应电流方向是电源内部电流的方向。 (3)运用闭合电路欧姆定律结合串、并联电路规律以及电功率计算公式等各关系式联立求解。 特别提醒:路端电压、电动势和某电阻两端的电压三者的区别: (1)某段导体作为外电路时,它两端的电压就是电流与其电阻的乘积。 (2)某段导体作为电源时,它两端的电压就是路端电压,等于电流与外电阻的乘积,或等于电动势减去内电压,当其内阻不计时路端电压等于电源电动势。 (3)某段导体作为电源时,电路断路时导体两端的电压等于电源电动势 1:图中EF、GH为平行的金属导轨,其电阻可不计,R为电阻器,C为电容器,AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆。有均匀磁场垂直于导轨平面。若用和分别表示图中该处导线中的电流,则当横杆AB() A.匀速滑动时,=0,=0 B.匀速滑动时,≠0,≠0 C.加速滑动时,=0,=0 D.加速滑动时,≠0,≠0

2、两根光滑的长直金属导轨、平行置于同一水平面内,导轨间距为l,电阻不计,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。 3、如图所示,两条平行的光滑水平导轨上,用套环连着一质量为0.2kg、电阻为2Ω的导体杆ab,导轨间匀强磁场的方向垂直纸面向里。已知=3Ω,= 6Ω,电压表的量 程为0~10 V,电流表的量程为0~3 A(导轨的电阻不计)。求: (1)将R调到30Ω时,用垂直于杆ab的力F=40 N,使杆ab沿着导轨向右移动且达到最大速度时,两表中有一表的示数恰好满量程,另一表又能安全使用,则杆ab的速度多大?(2)将R调到3Ω时,欲使杆ab运动达到稳定状态时,两表中有一表的示数恰好满量程,另一表又能安全使用,则拉力应为多大? (3)在第(1)小题的条件下,当杆ab运动达到最大速度时突然撤去拉力,则电阻上还能产生多少热量?

(含答案解析)电磁感应中的电路问题

电磁感应中的电路问题 一、基础知识 1、内电路和外电路 (1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源. (2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻,其余部分是外电路. 2、电源电动势和路端电压 (1)电动势:E =Blv 或E =n ΔΦΔt . (2)路端电压:U =IR =E -Ir . 3、对电磁感应中电源的理解 (1)电源的正负极、感应电流的方向、电势的高低、电容器极板带电问题,可用右手定则或楞次定律判定. (2)电源的电动势的大小可由E =Blv 或E =n ΔΦΔt 求解. 4、对电磁感应电路的理解 (1)在电磁感应电路中,相当于电源的部分把其他形式的能通过电流做功转化为电能. (2)“电源”两端的电压为路端电压,而不是感应电动势. 5、解决电磁感应中的电路问题三步曲 (1)确定电源.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,利用E =n ΔΦΔt 或E =Blv sin θ求感应电动势的大小,利用右手定则或楞次定律判断电流方向. (2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系),画出等效电路图. (3)利用电路规律求解.主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解. 二、练习 1、[对电磁感应中等效电源的理解]粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场 中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移出过程中线框一边a 、b 两点间的电势差绝对值最大的是 ( )

答案 B 解析 线框各边电阻相等,切割磁感线的那个边为电源,电动势相同均为Blv .在A 、C 、 D 中,U ab =14Blv ,B 中,U ab =34 Blv ,选项B 正确. 2、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,与环 的最高点A 铰链连接的长度为2a 、电阻为R 2 的导体棒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 ( ) A.Bav 3 B.Bav 6 C.2Bav 3 D .Bav 答案 A

电流磁效应与电磁感应

1 第(6)冊第(2)章 主題:電流磁效應與電磁感應 ___年 ___班 座號:___ 姓名:_________ 1. 【100 基測一】 (A)磁力線的疏密分布與磁場強度無關 (B)磁力線越稀疏的地方磁場強度越強 (C)若要觀察磁鐵兩極附近某一點的磁場方向,可觀察鐵粉灑在磁鐵兩極附近所形成的圖形來判斷 (D)若要觀察磁鐵兩極附近某一點的磁場方向,可將指南針擺放在此點,觀察磁針N 極指向來判斷 2. ★( )一支鐵釘放在二支條形磁鐵附近,A 、B 與C 、D 分 別為兩磁鐵的磁極,箭頭表示磁力線的方向,如圖所示。若於此情況下,鐵釘的E 端會吸引指南針的S 極,則下列敘述何者正確?【90基測一】 (A)A 端為N 極、C 端為N 極 (B)B 端為N 極、C 端為N 極 (C)A 為S 極、D 端為N 極 (D)B 端為S 極、D 端為N 極 3. ( )「在一支大試管內裝入約九分滿的鐵粉,並將鐵粉磁化, 它可吸住迴紋針;再將試管大力搖晃後,則無法再吸住迴紋針。」有關此實驗的敘述,下列何者錯誤?【93基測一】 (A)鐵粉屬於軟磁鐵 (B)鐵粉容易磁化,也容易消去磁性 (C)搖晃或敲擊試管容易使鐵粉磁性消失 (D)以鐵粉製成的磁鐵四週無磁力線存在 4. ( )將一根長條形磁鐵放置在水平桌面上,在磁鐵周圍分布 的磁力線示意圖如附圖所示。今在水平桌面上甲、乙、 丙、丁四點各放置一個磁針,若地球磁場的影響忽略不計,則關於磁針N 極的指向,下列何者錯誤?【102基 測】 (A)甲:向西 (B)乙:向北 (C)丙:向西 (D) 丁:向南 按下開關形成通路時,輕敲厚紙板,則厚紙板面上鐵粉分布的圖樣最可能為下列何者?【100(北)聯測】 (A) (B) (C) (D) 6. ★( )如下圖所示,長直導線垂直通過水平放置的紙板,紙 板上的四個點(a 、b 、c 、d )與導線等距離。若在這四個點上各放置一個羅盤,且導線的電流由零逐漸加大,則在何處的羅盤其指針的N 極最後幾乎會指向東方? 【96基測二】 (A)a (B)b (C)c (D)d 7. ( )下列哪一種情況,可能觀察到使磁針發生偏轉?【90 題本二】 (A)以一段無電流的銅線靠近磁針 (B) 一顆未接導線的電池靠近磁針 (C)通有直流電的導線靠近磁針 (D)通有交流電的導線靠近磁針 8. ( )沿東西水平方向,上下放置的水平長直導線,分別通以 大小相等,方向相反的電流,且O 點位於兩導線之間,如附圖所示。下列哪一個為O 點的磁場方向?【99基 測二】 (A)向東 (B)向西 (C)向南 (D)向北 9. ( )小萍將粗銅線分別垂直穿過水平的硬紙板甲、乙,並連 接成如附圖的電路裝置。接著在銅線北邊2cm 處分別放置磁針X 、Y ,開關K 尚未按下時,磁針N 極均指向北方。小萍將開關K 按下後,待磁針均靜止時,記錄磁針N 極的偏轉方向。有關小萍所記錄的X 、Y 磁針N 極偏轉方向,下列敘述何者正確?【100基測二】 (A)兩磁針N 極均向西方偏轉 (B)兩磁針N 極均向東方偏轉 (C)X 磁針N 極向東方偏轉,Y 磁針N 極向西方偏轉 (D)X 磁針N 極向西方偏轉,Y 磁針N 極向東方偏轉 10. ( )將一支磁針先後水平放置於距離一條鉛直長導線南方10 公分的A 處,與南方20公分的B 處,如下圖所示,導線通以穩定電流後,以地磁南北方向為基準,則有關磁針在A 、B 兩處的偏轉狀態之比較,下列敘述何者正確? 【97基測二】 (A)在A 處,磁針偏轉較大 (B)在B 處,磁針偏轉較大 (C)在A 、B 兩處,磁針均不偏轉 (D)在A 、B 兩處,磁針偏轉角度相同

巩固练习 电磁感应中的电路及图像问题(提高)

【巩固练习】 一、选择题 1、(2016 江苏盐城模拟)如图甲所示,圆形的刚性金属线圈与一平行板电容器连接,线圈内存在垂直于线圈平面的匀强磁场,磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示(以图示方向为正方向)。 t=0时刻,平行板电容器间一带正电的粒子(重力可忽略不计)由静止释放,假设粒子运动未碰到极板,不计线圈内部磁场变化对外部空间的影响,下列粒子在板间运动的速度图象和位移图像(以向上为正方向)中,正确的是() 2、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随时间变化的图像如图(乙)所示。t=0时刻, 磁感应强度的方向垂直导线框平面向里,在0~4s时间内,导线框ad边所受安培力随时间 变化的图像(规定以向左为安培力正方向)可能是图中的() 3、矩形导线框abcd放在匀强磁场中,磁感线方向与线圈平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图甲所示,t=0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里。在0~4 s时间内,线框中的感应电流(规定顺时针方向为正方向)、ab边所受安培力(规定向上为正方向)随时间变化的图象分别为图乙中的()

4、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 关系的图示中,可能正确的是( ) 5、如图所示,LOO L ''为一折线,它所形成的两个角LOO '∠和OO L ''∠均为45°。折线的右边有一匀强磁场,其方向垂直于纸面向里,一边长为l 的正方形导线框沿垂直于OO '的方向以速度v 作匀速直线运动,在t =0时刻恰好位于图中所示位置。以逆时针方向为导线框中电流的正方向,在下面四幅图中能够正确表示电流-时间(I -t )关系的是(时间以l 为单位) ( ) 6、如图所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,虚线间的距离为L .金属圆环的直径也是L .自圆环从左边界进入磁场开始计时,以垂直于磁场边界的恒定

第十讲电流的磁效应和电磁感应

第十讲电流的磁效应和电磁感应 一、电流的磁效应 1.奥斯特实验 该实验证明了通电导体周围存在磁场。 2.磁场的判断:右手螺旋定则(又称安培定则) (1)通电直导线:用右手握住直导线,让大拇指指向电流方向,那么四指的弯曲方向即为磁感线的环绕方向。 磁场空间分布:以直导线上每一点为圆心的同心圆,且所在平面与直导线垂直。 磁场强弱与电流强弱有关,磁场方向与电流方向有关。 (2)通电螺线管的磁场:用右手握住螺线管,四指弯向通电螺线管的电流方向,那么大拇指的所指的方向即为通电螺线管的N极。 通电螺线管相当于空心的条形磁铁。

条形磁铁通电通电螺(外部:N极指向S极;内部:S极指向N极) 磁场强弱与电流强弱和单位长度的线圈匝数有关,磁场方向与电流方向和项圈绕法有关。 注意:通电螺线管插入铁芯后,就变成了电磁铁。点磁铁的磁性比原通电螺线管磁性大大增强。 二、磁场对电流的作用 1.通电导体在磁场中会受到力的作用。 受力方向的判断:左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内,让磁感线垂直穿过手掌心,并使四指指向电流方向,那么拇指所指方向就是通电导线在磁场中所受力的方向。 受力大小与磁场强弱和电流强弱有关;受力方向与磁场方向和电流方向有关(若一个因素改变,则感应电流方向改变,若两个因素同时改变,则感应电流方向不变)。 2.应用:直流电动机

(1)构造: (2)工作原理:通电导体在磁场中会受到力的作用 (3)能量转换:电能转换为机械能(和少部分的热能) (4)工作过程: (5)平衡位置:线圈面与磁感线垂直(线圈处于平衡位置时,受到平衡力的作用) (6)换向器的作用:当线圈转过平衡位置时,通过换向器改变电流方向,从而改变线圈的受力方向,以此保证线圈持续转动 (7)注意:直流电动机的线圈转到平衡位置时,线圈中无电流,线圈上下边受到的力为平衡力)线圈(转子)

电磁感应现象及电磁在生活中的应用

电磁感应现象及电磁在生活中的应用 摘要:电磁感应,也称为磁电感应现象是指放在变化磁通量中的导体,会产生电动势。此电动势称为感应电动势或感生电动势,若将此导体闭合成一回路,则该电动势会驱使电子流动,形成感应电流。 电磁反应是一个复杂的过程,其运用到现实生活中的技术(例如:电磁炉、微波炉、蓝牙技术、磁悬浮列车等等)。是经过很多人的探索和努力一步一步走到现在的。 正文: 电磁感应的定义:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应现象。本质是闭合电路中磁通量的变化。由电磁感应现象产生的电流叫做感应电流。 电磁感应的发现:1831年8月,法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,线圈A 接直流电源,线圈B接电流表,他发现,当线圈A的电路接通或断开的瞬间,线圈B中产生瞬时电流。法拉第发现,铁环并不是必须的。拿走铁环,再做这个实验,上述现象仍然发生。只是线圈B中的电流弱些。为了透彻研究电磁感应现象,法拉第做了许多实验。1831年11月24日,法拉第向皇家学会提交的一个报告中,把这种现象定名为“电磁感应现象”,并概括了可以产生感应电流的五种类型:变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。法拉第之所以能够取得这一卓越成就,是同他关于各种自然力的统一和转化的思想密切相关的。正是这种对于自然界各种现象普遍联系的坚强信念,支持着法拉第始终不渝地为从实验上证实磁向电的转化而探索不已。这一发现进一步揭示了电与磁的内在联系,为建立完整的电磁理论奠定了坚实的基础。 电磁感应是指因磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现,乃是电磁学中伟大的成就之一。它不仅让我们知道电与磁之间的联系,而且为电与磁之间的转化奠定了基础,为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路,在实用上有重大意义。电磁感应现象的发现,标志着一场重大的工业和技术革命的到来。事实证明,电磁感应在电工、电子技术、电气化、自动化方面的广泛应用对推动社会生产力和科学技术的发展发挥了重要的作用。 若闭合电路为一个n匝的线圈,则又可表示为:式中n为线圈匝数,ΔΦ为磁通量变化量,单位Wb ,Δt为发生变化所用时间,单位为s.ε为产生的感应电动势,单位为V。 磁通量:设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面,磁场的磁感应强度为B,平面的面积为S。(1)定义:在匀强磁场中,磁感应强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。 (2)公式:Φ=BS 当平面与磁场方向不垂直时: Φ=BS⊥=BScosθ(θ为两个平面的二面角) (3)物理意义

(含答案解析)电磁感应中的电路问题

电磁感应中的电路问题 一、基础知识 1、内电路和外电路 (1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源. (2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻,其余部分是外电路. 2、电源电动势和路端电压 (1)电动势:E =Blv 或E =n ΔΦ Δt . (2)路端电压:U =IR =E -Ir . 3、对电磁感应中电源的理解 (1)电源的正负极、感应电流的方向、电势的高低、电容器极板带电问题,可用右手定则或楞次定律判定. . (2)电源的电动势的大小可由E =Blv 或E =n ΔΦ Δt 求解. 4、对电磁感应电路的理解 (1)在电磁感应电路中,相当于电源的部分把其他形式的能通过电流做功转化为电能. (2)“电源”两端的电压为路端电压,而不是感应电动势. 5、解决电磁感应中的电路问题三步曲 (1)确定电源.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,利用E =n ΔΦ Δt 或E =Blv sin θ求感应电动势的大小,利用右手定则或楞次定律判断电流方向. (2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系),画出等效电路图. (3)利用电路规律求解.主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解. 二、练习 { 1、[对电磁感应中等效电源的理解]粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场 中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移出过程中线框一边a 、b 两点间的电势差绝对值最大的是 ( )

答案 B 解析 线框各边电阻相等,切割磁感线的那个边为电源,电动势相同均为Blv .在A 、C 、D 中,U ab =14Blv ,B 中,U ab =3 4Blv ,选项B 正确. 2、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,与环 的最高点A 铰链连接的长度为2a 、电阻为R 2的导体棒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 ( ) D .Bav 答案 A 、 解析 摆到竖直位置时,AB 切割磁感线的瞬时感应电动势E =B ·2a ·(1 2v )=Bav .由闭合电路欧姆定律得,U AB =E R 2+R 4 ·R 4=13Bav ,故选A. 3、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 = T 、方向竖直向下的匀强磁场.下列说法中正确的是 ( ) A .导体棒ab 中电流的流向为由b 到a B .cd 两端的电压为1 V C .de 两端的电压为1 V

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