第9講 電磁感應總結(jié).doc

洋涇中學高三物理第二輪復習專題講座 第9講 電磁感應總結(jié)一、知識點思維導圖電磁感應本質(zhì)磁通量的變化回路閉合才有感應電流 方向判斷 楞次定律(兩種表述) 右手定則 大小計算 法拉第電磁感應定律：e=nDF/Dt 切割產(chǎn)生：e=BLv二、能力目標訓練題例1在電磁感應現(xiàn)象中，下列說法中正確的是 ( )A、感應電流的磁場總是跟原來的磁場方向相反B、閉合線框放在變化的磁場中，一定能產(chǎn)生感應電流C、閉合線框放在勻強磁場中作切割磁感線運動，一定能產(chǎn)生感應電流D、感應電流的磁場總是要阻礙原來磁場磁通量的變化 例2朝南的鋼窗原來關著，今將它突然朝外推開，轉(zhuǎn)過一個小于900的角度，考慮到地球磁場的影響，則鋼窗活動的一條邊中(左邊) ( )A、有自下而上的微弱電流B、有自上而下的微弱電流C、有微弱電流，方向是先自上而下，后自下而上D、有微弱電流，方向是先自下而上，后自上而下例3（多選）如圖所示，一根長導線彎曲成“P”形，通入直流電I，正中間用絕緣線懸掛一金屬環(huán)C，環(huán)與導線處于同一豎直平面內(nèi)。在電流I增大的過程中，下列敘述正確的是( )A、金屬環(huán)中無感應電流產(chǎn)生 B、金屬環(huán)中有逆時針方向的感應電流C、懸掛金屬環(huán)C的豎直線中的拉力變大 D、金屬環(huán)C仍能保持靜止狀態(tài) 例4（多選）如圖所示，蹄形磁鐵和矩形線圈均可繞豎直軸OO/轉(zhuǎn)動，若線圈和轉(zhuǎn)軸之間的摩擦不能忽略。從上向下看，當磁鐵逆時針勻速轉(zhuǎn)動時，則 ( )A、線圈將逆時針勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同 B、線圈將逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速一定比磁鐵轉(zhuǎn)速小C、從圖示位置磁鐵開始轉(zhuǎn)動時，線圈abcd中的感應電流的方向是abcda D、在磁鐵不斷轉(zhuǎn)動的過程中，線圈abcd中感應電流的方向一定會發(fā)生改變 例5如圖所示，兩個大小相等互相絕緣的導體環(huán)，B環(huán)有一半面積在A環(huán)內(nèi)，當電鍵K斷開時，B環(huán)內(nèi)_感應電流(填“有、無”)，若有，感應電流方向為_時針方向。順例6以下四種情況中，可以使空間與直線aOb垂直的平面上出現(xiàn)如圖所示的一組以O為圓心的同心圓狀閉合的電場線的是( ) A、在O點有點電荷 B、沿a到b方向有恒定電流 C、沿a到b方向的磁場在減弱 D、沿a到b方向的磁場在增強 例7已知某一區(qū)域的地下埋有一根與地表面平行的直線電纜，電纜中通有變化的電流，在其周圍有變化的磁場，因此可以通過在地面上測量閉合試探小線圈中的感應電動勢來探測電纜的確切位置、走向和深度。當線圈平面平行地面測量時，在地面上a、c兩處測得試探線圈中的電動勢為零，b、d兩處線圈中的電動勢不為零；當線圈平面與地面成450夾角時，在b、d兩處測得試探線圈中的電動勢為零，經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)，a、b、c、d恰好位于邊長為1m的正方形的四個頂角上，如圖所示。據(jù)此可以判定地下電纜在_兩點連線的正下方，離地表面的深度為_m。例8一個圓形線圈放在磁感應強度均勻變化的勻強磁場中，線圈平面與磁感線成600角。要想使線圈中產(chǎn)生的感應電流增大一倍，可采用的辦法是( ) A、將線圈的匝數(shù)增加一倍B、將線圈的面積增加一倍 C、將線圈的直徑增加一倍D、使線圈平面與磁感線垂直例9如圖PQRS為一正方形導線框，它以恒定速度向右進入以MN為邊界的勻強磁場，磁場方向垂直于線框平面，MN線與線框的邊成450角，E、F分別為PS和PQ的中點，則線圈中感應電流的最大值出現(xiàn)在 ( B ) A、E點經(jīng)過邊界MN時 B、P點經(jīng)過邊界MN時 C、F點經(jīng)過邊界MN時 D、Q點經(jīng)過邊界MN時例10矩形線圈abcd和長直導線處于同一平面內(nèi)，如圖所示，用兩種方法將線圈移到II的位置上，(1)平移；(2)繞cd邊轉(zhuǎn)過1800，兩次通過線圈的電量分別為q1、q2，則（） A、q1q2 C、q1=q2 D、條件不足，無法確定例11甲、乙兩個完全相同的金屬環(huán)可繞固定軸旋轉(zhuǎn)，當給以相同初速度開始轉(zhuǎn)動時，由于阻力，經(jīng)相同時間便停止，若將兩金屬環(huán)置于磁感應強度大小相等的勻強磁場中，甲環(huán)轉(zhuǎn)軸與磁場方向平行，乙環(huán)轉(zhuǎn)軸與磁場垂直，如圖，當同時以相同的初速度開始轉(zhuǎn)動后，則(B ) A、甲環(huán)先停 B、乙環(huán)先停 C、兩環(huán)同時停 D、無法判斷例12（多選）如圖所示，閉合導體框abcd從高處自由下落，從bc邊進入磁場到ad邊進入磁場那段時間內(nèi)，線框運動的速度圖象可能是下面的哪些？()例13（多選）如圖甲所示，導體框架abcd放在傾角為q的絕緣光滑斜面上，質(zhì)量為m的導體棒PQ放在ab、cd上，且正好卡在垂直于斜面的四枚光滑小釘之間。回路總電阻為R，整個裝置放在垂直于框架平面的變化的磁場中，磁場的磁感應強度B隨時間t的變化情況如圖乙所示。則在0t秒內(nèi)回路內(nèi)的感應電流I及PQ與小釘間的彈力N的大小變化情況可能是( )A、I是恒定的 B、I是變化的 C、N先減小后增大 D、N一直增大例14（多選）如圖所示，邊長為L的正方形導線框底邊水平，且平行于正下方的磁場邊界，正下方的勻強磁場寬度均為L，磁感強度等值反向，兩磁場區(qū)域緊鄰。當線框底邊進入磁場I區(qū)域時，導線框恰好做勻速運動，這時導線框的電功率為P。則當導線框底邊剛進入磁場II區(qū)域時，下列結(jié)論正確的是：（ ） A、導線框作加速運動，其加速度為g/2； B、導線框作減速運動，其加速度大小為3g； C、導線框作減速運動，其瞬時電功率為2P； D、導線框作減速運動，其瞬時電功率為4P。 例16如圖所示，間距為L的光滑平行金屬導軌彎成“”型，底部導軌面水平，傾斜部分與水平面成q角，導軌與固定電阻R相連，整個裝置處于豎直向上的大小為B的勻強磁場中。導體ab和cd，質(zhì)量均為m，垂直于導軌放置，且與導軌間接觸良好，兩導體棒的電阻與固定電阻R阻值相等，其余部分電阻不計，當導體棒cd沿底部導軌向右以速度為v勻速滑動時，導體棒ab恰好在傾斜導軌上處于靜止狀態(tài)，則導體棒ab消耗的熱功率與cd棒克服安培力做功的功率之比為_，電阻R的阻值為_。例17一電阻為R的金屬圓環(huán)，放在勻強磁場中，磁場與圓環(huán)所在平面垂直，如圖(a)所示。已知通過圓環(huán)的磁通量隨時間t的變化關系如圖(b)所示，圖中的最大磁通量F0和變化周期T都是已知量，求：(1)t=0到t=T/4的時間內(nèi)，通過金屬圓環(huán)某橫截面的電荷量q。(2)在t=0到t=2T的時間內(nèi)，金屬圓環(huán)所產(chǎn)生的電熱Q。例18 如圖所示，abcd為一等腰梯形導體框，質(zhì)量為m，電阻為R，ab=3cd=3L，此導體框放在絕緣的光滑水平面上，cd邊平行于y軸，y軸右方為方向垂直于線圈平面、磁感應強度為B的勻強磁場。若導體框以動能E0沿x軸方向進入磁場運動一段時間后，當線圈中產(chǎn)生的電能為E(EE0)時，導體框兩腰與y軸的交點恰為兩腰的中點。求此時磁場力的功率。例19 如圖(甲)所示，一正方形金屬線框放置在絕緣的光滑水平面上，并位于一豎直向下的有界勻強磁場區(qū)域內(nèi)，線框的右邊緊貼著磁場的邊界，從t=0時開始，對線框施加一水平向右的外力F，使線框從靜止開始做勻加速直線運動，在t1時刻穿出磁場。已知外力F隨時間變化的圖象如圖(乙)所示，且線框的質(zhì)量m、電阻R、圖(乙)中的F0、t1均為已知量。試求出兩個與上述過程有關的電磁學物理量(即由上述已知量表達的關系式)例20 如圖所示，兩條水平虛線之間有垂直于紙面向里、寬度為d、磁感應強度為B的勻強磁場。質(zhì)量為m、電阻為R的正方形線圈邊長為L(Ld)，線圈下邊緣到磁場上邊緣距離為h。將線圈由靜止釋放(不計空氣阻力)，其下邊緣剛進入磁場和剛穿出磁場時刻的速度相等，則在整個線圈穿過磁場的全過程中(從下邊緣進入到上邊緣穿出磁場)。 (1)線圈中產(chǎn)生的熱量是多少? (2)線圈的最小速度一定是多大? 例21 如圖所示是磁懸浮列車的原理圖，水平面上有2根很長的平行導軌，導軌間有豎直方向等間距的勻強磁場B1和B2，B1=B2=1T，導軌上金屬框abcd，電阻R=2W，寬度與磁場間隔L=0.4m相同，當勻強磁場以速度v0=5.0m/s向左運動時，線框?qū)⑾蚰膫€方向運動?如果無任何阻力，線框的最大速度將達到多少?如果阻力f=1N，線框的最大速度是多少?此時為了維持該速度，磁場必須提供的功率為多少?例22 如圖所示為足夠長的光滑斜面導軌MM/和NN/，斜面的傾角q=300，導軌相距為d，上端M和N用導線相連，并處于垂直斜面向上的均勻磁場中，磁場的磁感應強度的大小隨時間t的變化規(guī)律為B=kt，其中k為常數(shù)。質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直導軌放置在MN附近。從靜止開始下滑，通過的路程為L時，速度恰好達到最大，此時磁場的磁感強度的大小為B。設金屬棒的電阻為R。導軌和導線的電阻不計，求：(1)金屬棒最大速度vm ；(2)如果按照下式Q=mgLsinq-mvm2/2求金屬棒從靜止開始下滑，通過的路程為L過程中所產(chǎn)生熱量Q是否可行？作出評價并說明理由。例23如圖所示，光滑的足夠長的平行水平金屬導軌MN、PQ相距l(xiāng)，在M 、P點和N、Q點間各連接一個額定電壓為U、阻值恒為R的燈泡，在兩導軌間cdfe矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導軌平面豎直向上、寬為d的有界勻強磁場，磁感應強度為B0，且磁場區(qū)域可以移動。一電阻也為R、長度也剛好為l的導體棒ab垂直固定在磁場左邊的導軌上，離燈L1足夠遠。現(xiàn)讓勻強磁場在導軌間以某一恒定速度向左移動，當棒ab剛處于磁場時兩燈恰好正常工作。棒ab與導軌始終保持良好接觸，導軌電阻不計。(1)求磁場移動的速度；(2)求在磁場區(qū)域經(jīng)過棒ab的過程中燈L1所消耗的電能；(3)若保持磁場不移動(仍在cdfe矩形區(qū)域)，而是均勻改變磁感應強度，為保證兩燈都不會燒壞且有電流通過，試求出均勻改變時間t時磁感應強度的可能值Bt。例24 如圖所示，在同一平面內(nèi)放置的三條光滑平行足夠長金屬導軌a、b、c構成一個斜面，此斜面與水平面的夾角q=300，金屬導軌相距均為d=1m，導軌ac間橫跨一質(zhì)量為m=0.8kg的金屬棒MN，棒與每根導軌始終良好接觸，棒的電阻r=1W，導軌的電阻忽略不計。在導軌bc間接一電阻恒為R=2W的燈泡，導軌ac間接一電壓傳感器(相當于理想電壓表