专题：电磁感应现象中有关电容器类问题
1、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。然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），MN 开始向右加速运动。当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨。
问：
（1）磁场的方向；
（2）MN刚开始运动时加速度a的大小；
（3）MN离开导轨后的最大速度v m的大小。
试题分析：（1）根据通过MN电流的方向，结合左手定则得出磁场的方向．（2）根据欧姆定律得出MN刚开始运动时的电流，结合安培力公式，根据牛顿第二定律得出MN刚开始运动时加速度a的大小．（3）开关S接2后，MN开始向右加速运动，速度达到最大值时，根据电动势和电荷量的关系，以及动量定理求出MN 离开导轨后最大速度.
解：（1）电容器上端带正电，通过MN的电流方向向下，由于MN向右运动，根据左手定则知，磁场方向垂直于导轨平面向下．
2、一对无限长平行导轨位于竖直平面内，轨道上串联一电容器C
（开始未充电）.另一根质量为m的金属棒ab可沿导轨下滑，导
轨宽度为L，在讨论的空间范围内有磁感应强度为B、方向垂直
整个导轨平面的匀强磁场，整个系统的电阻可以忽略，ab棒由静
止开始下滑，求它下滑h高度时的速度v.
解：设ab 棒下滑过程中某一瞬时加速度为a i ，则经过一微小的时间间隔Δt ，其
速度的增加量为Δv=a i ·Δt.
棒中产生的感应电动势的增加量为：ΔE=BL Δv=BLa i ·Δt
电容器的极板间电势差的增加量为：ΔU i =ΔE=BLa i ·Δt
电容器电荷量的增加量为：ΔQ=C ·ΔU=CBLa i ·Δt
电路中的充电电流为：I=t
Q ??=CBLa i ab 棒所受的安培力为：F=BLI=CB 2L 2a i
由牛顿第二定律得：mg-F=ma i ，即mg-CB 2L 2a i =ma i ，所以，a i =2
2L CB m mg +，可见，棒的加速度与时间无关，是一个常量，即棒ab 向下做匀加速直线运动.所以要求的速度为v=2
222L CB m mgh ah +=
.
3、如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长且电阻不计的平行金属导轨相距L ，导轨平面与水平面重合，左端用导线连接电容为C 的电容器（能承受的电压足够大）．已知匀强磁场的磁感应强度大小为B 、方向竖直向上．一质量为m 、电阻不计的直金属棒垂直放在两导轨上，一根绝缘的、足够长的轻绳一端与棒的中点连接，另一端跨过定滑轮挂一质量为m 的重物．现从静止释放重物并通过轻绳水平拖动金属棒运动（金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触，不计滑轮质量和所有摩擦）．求：
（1）若某时刻金属棒速度为v ，则电容器两端的电压
多大？
（2）求证：金属棒的运动是匀加速直线运动；
（3）当重物从静止开始下落一定高度时，电容器带电
量为Q ，则这个高度h 多大
解：（1）电容器两端的电压U 等于导体棒上的电动势E ，有：U=E=BLv
（2）金属棒速度从v 增大到v+△v 的过程中，用时△t （△t →0），加速度为a ，有：
电容器两端的电压为：U=BLv
电容器所带电量为：
式中各量都是恒量，加速度保持不变，故金属棒的运动是匀加速直线运动．（3）由于金属棒做匀加速直线运动，且电路中电流恒定
4、如图所示，有一间距为L且与水平方向成θ角的光滑平行轨道，轨道上端接有电容器和定值电阻，S为单刀双掷开关，空间存在垂直轨道平面向上的匀强0磁场，磁感应强度为B。将单刀双掷开关接到a点，一根电阻不计、质量为m的
后沿着轨道向上运动，到达最高点时，单刀双导体棒在轨道底端获得初速度v
掷开关接b点，经过一段时间导体棒又回到轨道底端，已知定值电阻的阻值为R，电容器的电容为C，重力加速度为g，轨道足够长，轨道电阻不计，求：
（1）导体棒上滑过程中加速度的大小；
（2）若已知导体棒到达轨道底端的速度为v，求导体棒
下滑过程中定值电阻产生的热量和导体棒运动的时间。
解：（1）导体棒上滑的过程中，根据牛顿第二定律得：
又，有：
联立解得：
（2）导体棒上滑过程中，有
导体棒下滑的过程中，由动量定理得：
而
联立解得：
导体棒下滑的过程中，由能量守恒定律得：
解得：
5、如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L .导轨上端接有一平行板电容器，电容为C .导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向垂直于导轨平面．在导轨上放置一质量为m 的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触．已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g .忽略所有电阻．让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求：
(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的
关系；
(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系．
解：(1)设金属棒下滑的速度大小为v ，则感应电动势为
E ＝BLv ①
平行板电容器两极板之间的电势差为
U ＝E ②
设此时电容器极板上积累的电荷量为Q ，按定义有
C ＝Q U
③ 联立①②③式得
Q ＝CBLv ④
(2)设金属棒的速度大小为v 时经历的时间为t ，通过金属棒的电流为i .金属棒受到的磁场的作用力方向沿导轨向上，大小为
F ＝BLi ⑤
设在时间间隔(t ，t ＋Δt )内流经金属棒的电荷量为ΔQ ，按定义有
⑥
ΔQ也是平行板电容器极板在时间间隔(t，t＋Δt)内增加的电荷量．由④式得ΔQ＝CBLΔv⑦
式中，Δv为金属棒的速度变化量．按定义有
⑧
金属棒所受到的摩擦力方向斜向上，大小为F f＝μF N⑨
式中，F N是金属棒对于导轨的正压力的大小，有
F
＝mg cos θ⑩
N
金属棒在时刻t的加速度方向沿斜面向下，设其大小为a，根据牛顿第二定律有mg sin θ－F－F
＝ma ?
f
联立⑤至?式得
?
由?式及题设可知，金属棒做初速度为零的匀加速运动．t时刻金属棒的速度大小为
6、在光滑水平地面上，两根彼此平行的光滑导轨PQ、MN相距为L=1m，在它们的末端垂直PQ、MN跨放一金属杆ab，ab的质量为m=0.005kg，在导轨的另一端连接一个已经充电的电容器，电容器的电容C=200F，有一匀强磁场，方向垂直导轨PQ、MN所在平面向下，如图所示，磁感强度为B=．(除导轨PQ、MN和金属杆ab外其余部分都是绝缘的)当闭合电键K时，ab杆将从导轨上冲出，并沿光滑斜面升到高为0.2m处，这过程电容器两端电压减小了一半，求：
(1)磁场对金属杆ab冲量的大小．
(2)电容器原来充电电压是多少．
7、如图所示，水平桌面上放置一U形金属导轨，两导轨平行，间距为L，导轨距水平地面高h。导轨左端连接有一个电源、一个单刀双掷开关、一个电容器。电源电动势为E，内电阻为r，电容器电容为C。一根质量为m不计电阻的裸导线放在导轨上，方向与导轨垂直，导轨所在平面有一个方向向下的匀强磁场，磁感应强度为B。先将单刀双掷开关拨到a；待电路稳定后将单刀双掷开关拨到b。开关拨到b后，导线在安培力作用下向右运动离开导轨，然后做平抛运动直至落到水平地面上。
（1）在开关拨到a到电路稳定的过程中，
画出电容器电压u随电量q变化的图象。
（2）结合（1）中所画图象，求稳定时电
容器储存的能量E
。
C
（3）导线落到水平地面，此时电容器两端
的电压为，求落地位置与导轨右端的水平
。
距离x及开关拨到b后电阻R上产生的热Q
R
解：（1）电容器充电完毕后，电容器两端的电压等于电源的电动势，所以电容器的带电量：q=CE根据电容器的定义式：C=q /U
所以：u=q，电压与电量成正比，所以画出u-q的图线如图：
充电的过程中克服电场力做的功：W=qU
所以图线与横坐标围成的面积即为电容器储存的能量．有：E0＝EQ
联立得：E0＝CE2
（3）根据平抛运动的规律可得
由动量定理，
It=q，
q=EC
联立解得
由能量关系可知，此过程中R上产生的焦耳热：
点睛：本题是电磁感应与电路、力学知识的综合，解答的关键是由电路的串联关系先求出电容器两端的电压，再根据动量定理及电量表达式求出导体棒最大速度．同时要搞清能量转化关系.
8、某同学设计了一个电磁击发装置，其结构如图所示。间距为L=10cm的平行长直导轨置于水平桌面上，导轨中NO和N′O′段用绝缘材料制成，其余部分均为导电金属材料，两种材料导轨平滑连接。导轨左侧与匝数为100匝、半径为5cm 的圆形线圈相连，线圈内存在垂直线圈平面的匀强磁场。电容为1F的电容器通过单刀双掷开关与导轨相连。在轨道间MPP′M′矩形区域内存在垂直桌面向上的匀强磁场，磁感强度为2T。磁场右侧边界PP′与OO′间距离为a =4cm。初始时金属棒A处于NN′左侧某处，金属棒B处于OO'左侧距OO'距离为a处。当开
关与1连接时，圆形线圈中磁场随时间均匀变化，变化率为；稳定后将
开关拨向2,金属棒A被弹出，与金属棒B相碰，并在B棒刚出磁场时A棒刚好运动到OO′处，最终A棒恰在PP′处停住。已知两根金属棒的质量均为0.02kg、
接入电路中的电阻均为Ω,金属棒与金属导轨接触良好，其余电阻均不计，一切摩擦不计。问：
(1)当开关与1连接时，电容器电量是多少下极板带什么电
(2)金属棒A与B相碰后A棒的速度v是多少
(3)电容器所剩电量Q′是多少
【解析】(1)
将开关拨向2 时A 棒会弹出说明所受安培力向右，电流向上，故电容器下板带正电；
(2) A、B 棒相碰地方发生时没有构成回路，没有感应电流，A、B 棒均作匀速直线运动直至A 棒到达OO′处，设碰后A 棒速度为v ，由于B 棒的位移是A 棒的两倍，故B 棒速度是2v。A 棒过OO′ 后在安培力作用下减速。
由动量定理可知：
即
两边求和可得，即；
，碰撞过程动量守恒，则有：
(3) 设A 棒与B 棒碰前的速度为v
=mv+2mv，可得
mv
A 棒在安培力作用下加速，则有：即
两边求和得：
得
代入前面的数据可知，电容器所剩电量为。
电工技术基础与技能 第四章电容练习题 班别：高二（）姓名：学号：成绩： 一、是非题(2X20) 1、平行板电容器的电容量与外加电压的大小是无关的。（） 2、电容器必须在电路中使用才会带有电荷，故此时才会有电容量。（） 3、若干只不同容量的电容器并联，各电容器所带电荷量均相等。（） 4、电容量不相等的电容器串联后接在电源上，每只电容器两端的电压与它本身的电容量成反 比。（） 5、电容器串联后，其耐压总是大于其中任一电容器的耐压。（） 6、电容器串联后，其等效电容总是小于任一电容器的电容量。（） 7、若干只电容器串联，电容量越小的电容器所带的电荷量也越少。（） 8、两个10μF的电容器，耐压分别为10V和20V，则串联后总的耐压值为30V。（） 9、电容器充电时电流与电压方向一致，电容器放电时电流和电压的方向相反。（） 10、电容量大的电容器储存的电场能量一定多。（） 二、选择题（2X20） 1、平行板电容器在极板面积和介质一定时，如果缩小两极板之间的距离，则电容量将( )。 A.增大 B.减小 C.不变 D.不能确定 2、某电容器两端的电压为40V时，它所带的电荷量是，若它两端的电压降到10V时，则 ( )。 A.电荷量保持不变 B.电容量保持不变 C.电荷量减少一半 D.电荷量减小 3、一空气介质平行板电容器，充电后仍与电源保持相连，并在极板中间放入εr=2的电 介质，则电容器所带电荷量将( )。 A. 增加一倍 B. 减少一半 C.保持不变 D.不能确定 4、电容器C1和一个电容为8μF的电容器C2并联，总电容为电容器C1的3倍，那么电容器 C1的电容量是( )μF。 A. 2 B. 4 C. 6 5、两个电容器并联，若C1=2C2，则C1、C2所带电荷量Q1、Q2的关系是( )。 A. Q1= 2Q2 B. 2Q1= Q2 C. Q1= Q2 D.不能确定 6、若将上题两电容串联，则( )。 A. Q1=2Q2 B. 2Q1=Q2 C. Q1=Q2 D.不能确定 7、1μF与2μF 的电容器串联后接在30V的电源上，则1μF 的电容器的端电压为( )V。 8、两个相同的电容器并联之后的等效电容，跟让它们串联之后的等效电容之比为( )。 :4 ：1 :2 :1 9、两个电容器，C1=30μF，耐压12V；C2=50μF，耐压12V，将它们串联后接到24V电源上，则 ( )。 A.两个电容器都能正常工作、C2都将被击穿 C. C1被击穿，C2正常工作 D. C1正常工作，C2被击穿 10、用万用表电阻档检测大容量电容器质量时，若指针偏转后回不到起始位置，而停在表度盘 的某处，说明（）。 A.电容器内部短路 B.电容器内部开路 C.电容器存在漏电现象 D.电容器的电容量太小 三、填充题 1、某一电容器，外加电压U = 20V，测得q = 4X10-8C，则电容量C=__2X10-9F__， 若外加电压升高为40V，这是所带电荷量为__8X10-8C __。 2、以空气为介质的平行板电容器，若增大两极板的正对面积，电容量将__增大_；若增大 两极板间的距离，电容量将__减小__；若插入某种介质，电容量将__增大__。 3、两个空气介质平行板电容器C1和C2，若两极板正对面积之比为3:2，两极板间距离之比为 3:1，则它们的电容量之比为__1:2__。若C1为6μF，则C2 =__12__μF。 4、两个电容器，C1=20μF，耐压100V；C2=30μF，耐压100V，串联后接在160V电源上，C1和 C2两端电压分别为__96__V，___64__V，等效电容为__12__μF。 5、图4-9所示电路中，C1= μF，C2= μF，C3= μF，C4=μF，当开关S断开时， A、B两点间的等效电容为μF；当开关S闭合时，A、B两点间的等效电容为 __ 3 1 __μF。 6、电容器在充电过程中，充电电流逐渐__减小__，两端电压逐渐__增大__；在放电过程中， 放电电流逐渐__减小__，而两端电压逐渐__减小__。 7、当电容器极板上所储存的电荷发生变化时，电路中就有__电流__流过；若电容器极板上 所储存的电荷___不变___，则电路中就没有电流流过。 8、用万用表判别较大容量电容器的质量时，应将万用表拨到_电阻_档，通常倍率使用_X100_ 或_X1K_。如果将表笔分别与电容器的两端接触，指针有一定偏转，并很快回到接近于起始位置的地方，说明电容器_无漏电_；若指针偏转到零欧姆位置之后不再回去，说明电容器_已击穿_。 9、电容器和电阻器都是电路中的基本元件，但它们在电路中的作用是不同的。从能量上来看， 电容器是一种__储能__元件，而电阻器则是__耗能__元件。 10、图4-10所示电路中，U=10V，R1=40Ω，R2=60Ω，C=μF，则电容器极板上所带电荷量 为__3μC__，电容器储存的电场能量为__9X10-6J__。 四、问答与计算题 1、有两个电容器，一个电容较大，另一个电容较小，如果它们所带的电荷量一样，那么哪一个
高考物理电磁感应现象的两类情况(大题培优)及答案 一、电磁感应现象的两类情况 1．如图所示，光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm ，导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，导轨上端电阻R=0.8Ω，其他电阻不计．导轨放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T ．金属棒ab 从上端由静止开始下滑，金属棒ab 的质量m=0.1kg ．（sin37°=0.6，g=10m/s 2） （1）求导体棒下滑的最大速度； （2）求当速度达到5m/s 时导体棒的加速度； （3）若经过时间t ，导体棒下滑的垂直距离为s ，速度为v ．若在同一时间内，电阻产生的热与一恒定电流I 0在该电阻上产生的热相同，求恒定电流I 0的表达式（各物理量全部用字母表示）． 【答案】（1）18.75m/s （2）a=4.4m/s 2 （32 22mgs mv Rt 【解析】 【分析】根据感应电动势大小与安培力大小表达式，结合闭合电路欧姆定律与受力平衡方程，即可求解；根据牛顿第二定律，由受力分析，列出方程，即可求解；根据能量守恒求解； 解：（1）当物体达到平衡时，导体棒有最大速度，有：sin cos mg F θθ= ， 根据安培力公式有： F BIL =， 根据欧姆定律有： cos E BLv I R R θ==， 解得： 222 sin 18.75cos mgR v B L θ θ = =； （2）由牛顿第二定律有：sin cos mg F ma θθ-= ， cos 1BLv I A R θ = =， 0.2F BIL N ==， 24.4/a m s =； （3）根据能量守恒有：22012 mgs mv I Rt = + ， 解得： 2 02mgs mv I Rt -=
论电磁感应的发现历程 古之成大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。昔禹之治水，凿龙门，决大河，而放之海。方其功之未成也，盖亦有溃冒冲突可畏之患，惟能前知其当然，事至不惧而徐为之图，是以得至于成功。电磁感应的发现与发展，凝结了无数人的智慧。 伟大的哲学家康德曾经说过：“各种自然现象之间是相互联系和相互转化的。”在1820年，丹麦物理学家、化学家奥斯特在一次实验中发现了电流的磁效应，这一惊人发现使当时整个科学界受到很大的震动，从此拉开了电磁联系的序幕，“物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的各种其他现象的零散的罗列，我们将把整个宇宙纳在一个体系中。” 奥斯特发现电流的磁现象后不久，各国各地的科学家们展开了对称性的思考：电和磁是一对和谐对称的自然现象，既然存在磁化和静电感应现象，那么磁体或电流也应能在附近导体中感应出电流来。于是，当时许多著名的科学家如法国的安培、菲涅尔、阿拉果和英国的沃拉斯顿等都纷纷投身于探索磁与电的关系之中。 仅仅空有满腔热血是远远不够的，还需要有科学的方法以及持之以恒的毅力，勇于突破思维的局限。安培曾做了很多实验，以期能实现“磁生电”，但他把分子电流理论看的
过分重要，完全被自己的理论囚禁起来了，以致尽管在一次实验中展现出了磁生电的迹象，但却没有引发他的正确认识。 1823年，瑞士物理学家科拉顿曾企图用磁铁在线圈中运动获得电流。他把一个线圈与电流计连成一个闭合回路。为了使磁铁不至于影响电流计中的小磁针，特意将电流计用长导线连后放在隔壁的房间里，他用磁棒在线圈中插入或拔出，然后一次又一次地跑到另一房间里去观察电流计是否偏转。由于感应电流的产生与存在是瞬时的暂态效应，他当然观察不到指针的偏转，发现电磁感应的机会也失之交臂。 为了证明磁能生电，1820年至1831年期间，法拉第用实验的方法探索这一课题，最初也是像上述物理学家一样，利用通常的思想方法，做了大量的实验，但磁生电的迹象却始终未出现。失败并没有使他放弃实验，因为他坚信自然力是统一的、和谐的，电和磁是彼此有关联的。 1825年，斯特詹发明了电磁铁，这给法拉第的研究带来了新的希望。1831年，法拉第终于在一次实验中获得了突破性进展。而这次实验就是著名的法拉第圆环实验。 这一实验使法拉第豁然开朗：由磁感应电的现象是一种暂态效应。发现了这一秘密后，他设计了另外一些实验，并证实了自己的想法。就这样经过近10年的思考与探索，法拉第克服了思维定势采用了新的实验方法，终于发现了电磁
电容器电容 1．下列物理量中属于矢量，而且采用比值法定义表达正确的是（） A．加速度a=B．电流强度 C．电场强度 E =D．电容C= 2.某电容式话筒的原理如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板，对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动，当P、Q间距增大的过程中（） A．P、Q构成的电容器的电容增大 B．P上电荷量保持不变 C．有电流自M经R流向N D．PQ间的电场强度不变 3.如图所示，为某一物理量y随另一物理量x变化的函数图象，关于该图象与横轴所围面积（阴影部分）的物理意义，下列说法中正确的是（） A. 若图象表示质点的加速度随时间的变化关系，则面积值等于质点在对应时间内的位移 B. 若图象表示力随位置的变化关系，则面积值等于该力在对应位移内做功的平均功率 C. 若图象表示沿x轴方向电场的场强随位置的变化关系，则面积值等于电场在Ox0段的电势差 D. 若图象表示电容器充电电流随时间的变化关系，则面积值等于对应时间内电容器储存的电能、B为平行板电容器的金属板，G为静电计。开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度。下列操作可使指针张开角度增大一些的是（） A．保持开关S闭合，将R上的滑片向右移动 B．断开开关S后，将A、B两极板分开一些 C．断开开关S后，将A、B两极板的正对面积减小一些 D．保持开关S闭合，将A、B两极板分开一些 5.用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的因素（如图）。设两极板正对面积为Ｓ，极板间的距离为ｄ，静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，若( ) A.保持S不变，增大d，则θ变大 B. 保持S不变，增大d，则θ变小 C. 保持d不变，增大S，则θ变小 D.保持d不变，增大S，则θ不变 6. M、N是真空中的两块平行金属板.质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子恰好能达到N极.如果要使这个带电粒子到达M、N板间距的 2 1 后返回，下列措施中能满足要求的是（不计带电粒子的重力）（） A.使初速度减为原来的 2 1 B.使M、N间电压加倍 C.使M、N间电压提高到原来的4倍 高三一轮《电场》组题人：核对人：审核人： 作业第 周 第 个
物理电磁感应现象的两类情况的专项培优练习题 一、电磁感应现象的两类情况 1．如图，在地面上方空间存在着两个水平方向的匀强磁场，磁场的理想边界ef 、gh 、pq 水平，磁感应强度大小均为B ，区域I 的磁场方向垂直纸面向里，区域Ⅱ的磁场方向向外，两个磁场的高度均为L ；将一个质量为m ，电阻为R ，对角线长为2L 的正方形金属线圈从图示位置由静止释放(线圈的d 点与磁场上边界f 等高，线圈平面与磁场垂直)，下落过程中对角线ac 始终保持水平，当对角线ac 刚到达cf 时，线圈恰好受力平衡；当对角线ac 到达h 时，线圈又恰好受力平衡(重力加速度为g ).求： (1)当线圈的对角线ac 刚到达gf 时的速度大小； (2)从线圈释放开始到对角线ac 到达gh 边界时，感应电流在线圈中产生的热量为多少? 【答案】(1)1224mgR v B L = (2)322 44 2512m g R Q mgL B L =- 【解析】 【详解】 (1)设当线圈的对角线ac 刚到达ef 时线圈的速度为1v ，则此时感应电动势为： 112E B Lv =? 感应电流：11E I R = 由力的平衡得：12BI L mg ?= 解以上各式得：122 4mgR v B L = (2)设当线圈的对角线ac 刚到达ef 时线圈的速度为2v ，则此时感应电动势 2222E B Lv =? 感应电流：2 2E I R = 由力的平衡得：222BI L mg ?=
解以上各式得：222 16mgR v B L = 设感应电流在线圈中产生的热量为Q ,由能量守恒定律得： 22122 mg L Q mv ?-= 解以上各式得：322 44 2512m g R Q mgL B L =- 2．如图，垂直于纸面的磁感应强度为B ，边长为 L 、电阻为 R 的单匝方形线圈 ABCD 在外力 F 的作用下向右匀速进入匀强磁场，在线圈进入磁场过程中，求： (1)线圈进入磁场时的速度 v 。 (2)线圈中的电流大小。 (3)AB 边产生的焦耳热。 【答案】(1)22 FR v B L =；(2)F I BL =；(3)4FL Q = 【解析】 【分析】 【详解】 (1)线圈向右匀速进入匀强磁场，则有 F F BIL ==安 又电路中的电动势为 E BLv = 所以线圈中电流大小为 = =E BLv I R R 联立解得 22 FR v B L = (2)根据有F F BIL ==安得线圈中的电流大小 F I BL = (3)AB 边产生的焦耳热 22( )4AB F R L Q I R t BL v ==??
高中《研究电磁感应现象实验报告》 班级学号姓名 一、实验目的 1、练习使用灵敏电流计。 2、研究线圈中感应电流的方向与穿过线圈磁通量变化的关系。 二、实验器材 灵敏电流计，原副线圈，滑动变阻器，电键、导线若干，电源，条形磁铁。 三、实验原理 穿过闭合回路的磁通量发生变化时会产生感应电流。 四、实验准备过程 1、查看电流表的指针的偏转方向和电流流入电流表的方向之间的关系。 2、查明原副线圈的绕向。 五、实验步骤与要求 1、将所给的实验元件连成电路图。 2、将开关闭合或改变滑动变阻器的值观察有无感应电流产生。 3、观察滑动变阻器改变的快慢不同，感应电流的大小是否相同。 4、观察电键闭合与断开产生的感应电流方向是否相同。 六、实验注意事项 1、电路连接要正确。 2、每一个操作步骤间要有停顿，以便观察电流表指针的摆动情况。
3、实验时不要超过灵敏电流计的量程。 4、实验操作中动作尽量迅速，效果会比较明显。 七、实验过程 1、连好下列电路图 （用铅笔代替导 线） 2、将滑动变阻器滑到电阻较小的一端，迅速闭合开关，并同时观察实验现象，断开开关时现象又如何 3、闭合开关，将滑动变阻器的滑动端移动时观察电流计的指针偏转。结论：当闭合回路的发生变化时，会产生感应电流。 八、综合练习： 1、如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路，在下列情况中， 电流表指针不发生偏转的是（） A、线圈不动，磁铁插入线圈的过程中 B、线圈不动，磁铁拔出线圈的过程中 C、磁铁插在线圈内不动 D、磁铁不动，线圈上下移动 2、如图所示，矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重S N
合(互相绝缘)．现使线框绕不同的轴转动，能使框中产生感应电流的是（） A．绕ad边为轴转动 B．绕OO'为轴转动 C．绕bc边为轴转动 D．绕ab边为轴转动 3、关于“研究电磁感应现象”实验的注意事项，下列说法中错误的是（） A、原副线圈接入电路前，应查清其绕制方向 B、原线圈电阻很小，通电时间不宜过长 C、无论用什么方法使电流计指针偏转，都不能使表针偏转角度过大 D、在查明电流计电流方向跟指针偏转方向的关系时，应直接将电源两极和电流表两接线柱连接 4、图是判断电流表中电流方向和指针偏转方向关系的一种电路，下列说法中正确的是（） A、r的作用是分流 B、r的作用是分压 C、R的作用是分流 D、R的作用是分压 5、已知电流从电流计的“+”接线柱流入时，指针向右偏转，在如图所示的装置中，下列判断正确的是（） A、合上S，将A插入B过程中，指针向右偏转
一、选择题 1.“C1=1μF，C2=2μF，C3=6μF，C1与C2并联之后，再与C3串联，总电容为（）。” a. 2μF b. 9μF c. μF d. 4μF =2μF/160V,C2=10μF/250V,将它们串联起来，按在300V直流电源上（）。 a.两个电容器都被击穿被击穿，C2正常 c.两个电容器都能安全工作 d. C2被击穿，C1正常 3. C1=4μF/160V,C2=6μF/250V。将它们串联，等效电容是：（） a. 24μF b. 10μF c. 24μF d. 12μF 4.电容器C1,C2 并联后，其总电容为（）。 a. C1与C2之和 b. C1与C2之差 c. C1与C2之积 d. C1与C2之比 5.电容器的额定电压是指能承受的（）。 a. 有效电压 b. 峰值电压 c. 最低电压 d. 平均电压 6.电容器极板上所带的电量（） a.与电容成反比，与电压成正比 b. 与电容成正比，与电压成反比 c. 与电容成正比，与电压成正比 d. 与电容成反比，与电压成反比 7.电容器具有（） a.通直流隔交流的作用 b. 通交流隔直流的作用 c. 隔交流隔直流的作用 d. 通交流通直流的作用 8.将C1=20μF, 耐压100V的电容器与C2=30μF，耐压100V的电容器串联在150V的电压上，C2上的电压为（）。 a. 100V b. 60V c. 150V d. 50V 9.在直流电路中，电容器充电时，电压变化曲线为（）。 a. 直线 b. 二次曲线 c. 指数函数 d. 正弦函数 二、填空题 1、________________________________________________的导体组成一个电容器。这两个导体称为电容器的两个___________，中间的绝缘材料称为电容器的____________。 2、___________________的过程称为充电；___________________________的过程称为放电。 3、电容的单位是_______________，比它小的单位是__________和___________，它们之间的换算关系为___________________________。 4、电容是电容器的固有属性，它只与电容器的_____________________________、___________________________以及__________________________有关，而与_______________________________、_____________________________等外部条件无关。 5、电容器额定工作电压是指电容器在电路中______________________________的直流电压，又称耐压。在交流电路中，应保证所加交流电压的________值不能超过电容器的额定工作电压。 6、电容器串联之后，相当于增大了_________________________，所以总电容__________每个电容器的电容。 7、电容器串联后，电容大的电容器分配的电压________，电容小的电容器分配的电压_________。当两只电容器C1、C2串联在电压为U的电路中时，它们所分配的电压U1=_________________，U2=_______________________。 8、电容器并联后，相当于增大了___________________________________，所以总电容_________每个电容器的电容。 9、如图所示电路中，电源电动势为E，内阻不计，C是一个电容量很大的未充电的电容器。当S合向1时，电源向电容器____________，这时，看到白炽灯HL开始____________，然
第一章电磁感应 一、电磁感应的发现 教学目标： 1.知识与技能： （1）知道电磁感应现象，了解利用不同磁体的磁场产生感应电流的方法； （2）知道感应电流的产生是由于穿过闭合回路的磁通量发生改变而引起的； （3）了解电源电动势的概念，知道感应电流大小是由感应电动势大小决定的。 2．过程与方法： (1)由课文第一句“奥斯特发线电流的磁效应”入手，引导学生逆向思维思考，让学生领会科学研究中逆向思维的途径与重要性； （2）探究产生感应电流的三种不同的方法，经历科学研究的主要环节，通过探究实验，观察实验现象，分析实验结果，获得科学探究的感性认识； （3）初步认识对比与归纳是物理思维的两种基本形式； （4）通过对“感应电流的产生是由于穿过闭合回路的磁通量变化而引起”内容的学习，了解抽象、概括等思维形式在物理定律发现中的重要性。 3.情感、态度与价值观 了解科学发现对社会文明进程的巨大推动作用,激发学生的求知欲和探究精神;在探究过程中学习合作与交流 教学重点、难点： （1）探究产生感应电流的三种不同的方法，归纳、总结出产生感应电流的条件； （2）正确理解产生感应电流的条件。 教具准备与教学方法 （1）灵敏电流计、大小螺线管、线圈、导线、开关、滑动电阻、电源、条形磁铁，蹄形磁铁； （2）运用实验探究、启发引导、对比与归纳等教学方法。 教学设计思路 本设计的基本思路是：以实验创设情景，激发学生的好奇心。通过对问题的讨论，引入学习电磁感应现象。本设计强调问题讨论、交流讨论、实验研究、教师指导等多种教学策略的应用，重视概念、规律的形成过程以及伴随这一过程的科学方法的教育。通过学生主动参与，培养其分析推理、比较判断、归纳概括的能力，使之感受猜想、假设、实验、比较、归纳等科学方法的重要作用；感悟科学家的探究精神，提高学习的兴趣。 新课教学 1、不同自然现象之间是有相互联系的，而这种联系可以通过我们的观察与思考来发现。例如摩擦生热则表明了机械运动与热运动是互相联系的，奥斯特之所以能够发现电流产生磁场，就是因为他相信不同自然现象之间是互相联系和互相转化的。自奥斯特发现电能生磁之后，历史上许多科学家都在研究“磁生电”这个课题。介绍瑞士物理学家科拉顿的研究。
电容器动态分析练习题 一．选择题（共10小题） 1．（2016?天津）如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下级板都接地．在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两极板间的电场强度，E P表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（） A．θ增大，E增大B．θ增大，E P不变C．θ减小，E P增大D．θ减小，E不变2．（2016?新疆）如图所示的平行板电容器，B板固定，要减小电容器的电容，其中较合理的办法是（） A．A板右移 B．A板上移 C．插入电解质D．增加极板上的电荷量 3．（2016?湖南校级模拟）如图所示，先接通S使电容器充电，然后断开S．当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两板间电势差U，电容器两极板间场强E的变化情况是（） A．Q变小，C不变，U不变，E变小B．Q变小，C变小，U不变，E不变 C．Q不变，C变小，U变大，E不变D．Q不变，C变小，U变小，E变小4．（2016?湖南模拟）传感器是把非电学量转换成电学量的一种元件．如图所示，乙、丙是两种常见的电容式传感器，现将乙、丙两种传感器分别接到图甲的电路中进行实验（电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏），下列实验现象中正确的是（） A．当乙传感器接入电路实验时，若F变小，则电流表指针向右偏转
B．当乙传感器接入电路实验时，若F变大，则电流表指针向右偏转 C．当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度h变大，则电流表指针向左偏转 D．当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度h变小，则电流表指针向左偏转5．（2016?桂林一模）如图所示，一带电小球悬挂在竖直放置的平行板电容器内，当开关S 闭合，小球静止时，悬线与竖直方向的夹角为θ．则（） A．当开关S断开时，若减小平行板间的距离，则夹角θ增大 B．当开关S断开时，若增大平行板间的距离，则夹角θ增大 C．当开关S闭合时，若减小平行板间的距离，则夹角θ增大 D．当开关S闭合时，若减小平行板间的距离，则夹角θ减小 6．（2016?诏安县校级模拟）如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板连接，静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差．实验中保持极板上的电荷量Q不变．设电容器两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ．下列关于实验现象的描述正确的是（） A．保持S不变，增大d，则θ变大 B．保持S不变，减小d，则θ不变 C．保持d不变，减小S，则θ变小 D．保持S、d不变，在两板间插入电介质，则θ变大 7．（2016?江苏模拟）如图所示为研究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置．设两极板的正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ，平行板电容器的电容为C．实验中极板所带电荷量可视为不变，则下列关于实验的分析正确的是（） A．保持d不变，减小S，则C变小，θ变大 B．保持d不变，减小S，则C变大，θ变大 C．保持S不变，增大d，则C变小，θ变大 D．保持S不变，增大d，则C变大，θ变大 8．（2016?中山市模拟）如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电量很少，可被忽略．一带负电油滴被固定于电容器中的P 点，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（）
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
电容器电容练习题 一、选择题 A．电容器充电量越大，电容增加越大 B．电容器的电容跟它两极所加电压成反比 C．电容器的电容越大，所带电量就越多 D．对于确定的电容器，它所充的电量跟它两极板间所加电压的比值保持不变 2．（双选）某一电容器标注的是：“300V，5μF”，则下述说法正确的是[ ] A．该电容器可在300V以下电压正常工作 B．该电容器只能在300V电压时正常工作 C．电压是200V时，电容仍是5μF D．使用时只需考虑工作电压，不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相连 3．对于给定的电容器，描述其电容C、电量Q、电压U之间相应关系的图应是图1中的[ ] 4．（双选）关于电容器和电容的概念下列说法正确的是[ ] A．任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体都可以看成是一个电容器 B．用电源对平板电容器充电后，两极板一定带有等量异种电荷 C．某一电容器带电量越多，它的电容量就越大 D．某一电容器两板间的电压越高，它的电容就越大 5．（双选）图2的电路中C是平行板电容器，在S先触1后又扳到2，这时将平行板的板间距拉大一点，下列说法正确的是[ ]
A．平行板电容器两板的电势差不变 B．平行扳电容器两板的电势差变小 C．平行板电容器两板的电势差增大 D．平行板电容器两板间的的电场强度不变 6．某平行板电容器的电容为C，带电量为Q，相距为d，今在板间中点放一电量为q的点电荷，则它所受到的电场力的大小为[ ] 7．（双选）一平行板电容器的两个极板分别与电源的正、负极相连，如果使两板间距离逐渐增大，则[ ] A．电容器电容将增大 B．两板间场强将减小 C．每个极板的电量将减小 D．两板间电势差将增大 8．（双选）如图3所示，将平行板电容器与电池组相连，两板间的带电尘埃恰好处于静止状态．若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，则[ ] A．电容器带电量不变 B．尘埃仍静止 C．检流计中有a→b的电流 D．检流计中有b→a的电流 二、填空题 9．电容是表征_______的物理量，如果某电容器的电量每增加10-6C，两板之间的电势差就加1V，则该电容器的电容为_____． 10．如图4所示，用静电计测量电容器两板间的电势差，不改变两板的带电量，把A板向右移，静电计指针偏角将_______；把A板竖直向下移，静电计指针偏角将______；把AB板间插入一块电介质，静电计指针偏角将__________．
课后巩固作业 限时：45分钟总分：100分 一、选择题(包括8小题，每小题8分，共64分) 1．下列说法中正确的是( ) A．感生电场由变化的磁场产生 B．恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场 C．感生电场的方向也同样可以用楞次定律和右手定则来判定 D．感生电场的电场线是闭合曲线，其方向一定是沿逆时针方向解析：磁场变化时在空间激发感生电场，其方向与所产生的感应电流方向相同，可由楞次定律和右手定则判断，故A、C项正确，B、D项错． 答案：AC 2．如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个感应电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是( ) A．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势
B．动生电动势的产生与洛伦兹力有关 C．动生电动势的产生与静电力有关 D．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的 解析：根据动生电动势的定义可知A项正确．动生电动势中的非静电力与洛伦兹力有关，感生电动势中的非静电力与感生电场有关，B项正确，C、D项错误． 答案：AB 3．如图所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将( ) A．不变B．增加 C．减少D．以上情况都可能 解析：当磁感应强度均匀增大时，产生感生电场，根据楞次定律判断出感生电场的方向沿逆时针方向．粒子带正电，所受电场力与感生电场的方向相同，因而运动方向也相同，从而做加速运动，动能增大，B选项正确． 答案：B 4．如图所示，一金属半圆环置于匀强磁场中，当磁场突然减弱
时，则( ) A．N端电势高 B．M端电势高 C．若磁场不变，将半圆环绕MN轴旋转180°的过程中，N端电势高 D．若磁场不变，将半圆环绕MN轴旋转180°的过程中，M端电势高 解析：将半圆环补充为圆形回路，由楞次定律可判断圆环中产生的感应电动势方向在半圆环中由N指向M，即M端电势高，B正确；若磁场不变，半圆环绕MN轴旋转180°的过程中，由楞次定律可判断，半圆环中产生的感应电动势在半圆环中由N指向M，即M端电势高，D正确． 答案：BD 5．在闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成电路，假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯．a、b、c为三个闭合金属圆环，位置如图所示．当滑动变阻器滑片左右滑动时，能产生感应电流的圆环是( )
重点难点突破 一、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，基本步骤是： (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)求回路中的电流强度.(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.对电磁感应现象中的力学问题，要抓好受力情况和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，导体达到稳定运动状态，要抓住a＝0时，速度v达最大值的特点. 二、电磁感应中的能量转化问题 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，机械能或其他形式的能量便转化为电能，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步骤是： 1.用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定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的表达式. 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. 三、电能求解的思路主要有三种 1.利用安培力的功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功； 2.利用能量守恒求解：若只有电能与机械能的转化，则机械能的减少量等于产生的电能； 3.利用电路特征求解：根据电路结构直接计算电路中所产生的电能. 四、线圈穿越磁场的四种基本形式 1.恒速度穿越； 2.恒力作用穿越； 3.无外力作用穿越； 4.特殊磁场穿越. 典例精析 1.恒速度穿越 【例1】如图所示，在高度差为h的平行虚线区域内有磁感应强度为B，方向水平向里的匀强磁场.正方形线框abcd的质量为m，边长为L(L>h)，电阻为R，线框平面与竖直平面平行，静止于位置“Ⅰ”时，cd边与磁场下边缘有一段距离H.现用一竖直向上的恒力F提线框，线框由位置“Ⅰ”无初速度向上运动，穿过磁场区域最后到达位置“Ⅱ”(ab边恰好出磁场)，线框平面在运动中保持在竖直平面内，且ab边保持水平.当cd边刚进入磁场时，线框恰好开始匀速运动.空气阻力不计，g＝10 m/s2.求： (1)线框进入磁场前距磁场下边界的距离H； (2)线框由位置“Ⅰ”到位置“Ⅱ”的过程中，恒力F做的功为多少？线框产生的热量为多少？ 【解析】(1)线框进入磁场做匀速运动，设速度为v1，有： E＝BLv1，I＝ER，F安＝BIL 根据线框在磁场中的受力，有F＝mg＋F安
电容器-电容练习题
电容器电容练习题 一、选择题 A．电容器充电量越大，电容增加越大 B．电容器的电容跟它两极所加电压成反比 C．电容器的电容越大，所带电量就越多 D．对于确定的电容器，它所充的电量跟它两极板间所加电压的 比值保持不变 2．（双选）某一电容器标注的是：“300V，5μF”，则下述说法正确的是[ ] A．该电容器可在300V以下电压正常工作 B．该电容器只能在300V电压时
正常工作 C．电压是200V时，电容仍是5μF D．使用时只需考虑工作电压，不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相连 3．对于给定的电容器，描述其电容C、电量Q、电压U之间相应关系的图应是图1中的[ ] 4．（双选）关于电容器和电容的概念下列说法正确的是[ ] A．任何两个彼此绝缘又互相靠近
的导体都可以看成是一个电容器 B．用电源对平板电容器充电后，两极板一定带有等量异种电荷 C．某一电容器带电量越多，它的电容量就越大 D．某一电容器两板间的电压越高，它的电容就越大 5．（双选）图2的电路中C是平行板电容器，在S先触1后又扳到2，这时将平行板的板间距拉大一点，下列说法正确的是[ ] A．平行板电容器两板的电势差不
变 B．平行扳电容器两板的电势差变小 C．平行板电容器两板的电势差增大 D．平行板电容器两板间的的电场强度不变 6．某平行板电容器的电容为C，带电量为Q，相距为d，今在板间中点放一电量为q的点电荷，则它所受到的电场力的大小为[ ] 7．（双选）一平行板电容器的两个极板分别与电源的正、负极相连，如果使两板间距离逐渐增大，则[ ] A．电容器电容将增大 B．两板间场强将减小 C．每个极板的电量将减小
1.1 电磁感应现象的发现 ［要点导学］ 1、不同自然现象之间是有相互联系的，而这种联系可以通过我们的观察与思考来发现。例如摩擦生热则表明了机械运动与热运动是互相联系的，奥斯特之所以能够发现电流产生磁场，就是因为他相信不同自然现象之间是互相联系和互相转化的。 2、机遇总是青睐那些有准备的头脑，奥斯特的发现是必然中的偶然。发现中子的历史过程（在选修3-5中学习）也说明了这一点。小居里夫妇首先发现这种不带电的未知射线，他们误认为这是能量很高的射线，一项划时代的伟大发现就与小居里夫妇擦肩而过了。当查德威克遇到这种未知射线时，查德威克很快就想到这种不带电的射线可能是高速运动的中子流，因为查德威克的老师卢瑟神福早已预言中子的存在，所以查德威克的头脑是一个有准备的头脑，查德威克就首先发现了中子，并因此获得诺贝尔物理学奖。所以学会用联系的眼光看待世界，比记住奥斯特实验重要得多。 3、法拉第就是用联系的眼光看待世界的人，他坚信既然电流能够产生磁场，那么利用磁场应该可以产生电流。信念是一种力量，但信念不能代替事实。探索“磁生电”的道路非常艰苦，法拉第为此寻找了10年之久，我们要学习的就是这种百折不挠的探索精神。 4、法拉第为什么走了10年弯路，这个问题值得我们研究。原来自然界的联系不是简单的联系，自然界的对称不是简单的对称，“磁生电”不象“电生磁”那样简单，“磁生电”必须在变化、运动的过程中才能出现。法拉第的弯路应该使我们对自然界的联系和对称的认识更加深刻、更加全面。 ［范例精析］ 例1奥斯特的实验证实了电流的周围存在磁场，法拉第经过10年的努力终于发现了利用磁场产生电流的途径，法拉第认识到必须在变化、运动的过程中才能利用磁场产生电流。法拉第当时归纳出五种情形，请说出这五种情形各是什么。 解析法拉第把能引起感应电流的实验现象归纳为五类：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。它们都与变化和运动有关。 拓展法国物理学家安培也曾将恒定电流或磁铁放在导体线圈的附近，希望在线圈中看到被“感应”出来的电流，可是这种努力均无收获。因为“磁生电”是在变化或运动中产生的物理现象。 例2 自然界的确存在对称美，质点间的万有引力F=Gm1m2/r2和电荷间的库仑力F=kq1q2/r2就是一个对称美的例子。电荷间的相互作用是通过电场传递的，质点间的相互作用则是通过引力场传递的。点电荷q的在相距为r处的电场强度是E=kq/r2，那么质点m在相距为r 处的引力场强度是多少呢？如果两质点间距离变小，引力一定做正功，两质点的引力势能一定减少。如果两电荷间距离变小，库仑力一定做正功吗？两电荷的电势能一定减少吗？请简述理由。
电磁感应现象中的能量问题邵晓华 目标： 使学生能处理电磁感应规律与能量综合应用的问题，并学会处理能量问题的方法与技巧。提高学生的分析综合能力和解决实际问题的能力，帮助学生树立正确的科学观。 教学过程 【问题概述】电磁感应现象部分的知识历来是高考的重点、热点，出题时可将力学、电磁学等知识溶于一体，能很好地考查学生的理解、推理、分析综合及应用数学处理物理问题的能力。电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用，因此，要维持感应电流的存在，必定有“外力”克服安培力做功，此过程中，其它形式的能转化为电能，当电流通过电阻时，电能又转化为其它形式的能量． 【典例赏析】 例1、如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R， 质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒 与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面 垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的 功与安培力做的功的代数和等于（） A.棒的机械能增加量 B.棒的动能增加量 C.棒的重力势能增加量 D.电阻R上放出的热量 小结：分析过程中应当牢牢抓住能量守恒这一基本规律，即分析清楚有哪些力做功，就可知道有哪些形式的能量参与了相互转化，如有摩擦力做功，必然有内能出现；重力做功，就可能有机械能参与转化；安培力做负功就将其他形式能转化为电能，做正功将电能转化为其他形式的能； 针对练习：P１８９（４）P１９１（４）两题 分析作业P３０６（８，９，１０） 例２（P１８９例４） 分析P３０６（１１） 能力提升： 例３．（如图16(甲) 为一研究电磁感应 的装置，其中电流传 感器(相当于一只理 想的电流表)能将各 时刻的电流数据实 时送到计算机，经计 算机处理后在屏幕 上显示出I-t图象。 已知电阻R及杆的 电阻r均为0.5Ω，杆的质量m及悬挂物的质量M均为0.1kg，杆长L=1m。实验时，先断
《电容》期末复习题 一．判断题： 1．电容器的电容量要随着它所带电荷量的多少而发生变化。（ ） 2．平行板电容器的电容量只与极板的正对面积和极板间的距离有关，而与其它因素均无关。（ ） 3．将“10μF 、50V ”和“5μF 、50V ”的两个电容器串联，那么电容器组的额定工作电压应为100V 。（ ） 4．在上题中，将这两个电容器并联，那么电容器组的额定工作电压仍为50V 。（ ） 5．电容器本身只进行能量的交换，而并不消耗能量，所以说电容器是一个储能元件。（ ） 6．可以用万用表电阻挡的任何一个倍率来检测较大容量的电容器的质量。（ ） 7．在检测较大容量的电容器的质量时，当万用表的表棒分别与电容器的两端接触时，发现指针根本不偏转，这说明电容器内部已短路。（ ） 8．若干只不同容量的电容器并联，各电容器所带的电荷量相等。（ ） 9．电容器串联后，其耐压总是大于其中任一电容器的耐压。（ ） 10．电容器串联后，其等效电容总是小于任一电容器的电容量。（ ） 二、选择题： 1．电容器C 1和C 2串联后接在直流电路中，若C 1=3C 2，则C 1两端的电压是C 2两端电压的（ ） A ．3倍 B ．9倍 C ． 91 D ．3 1 2．两块平行金属板带等量异种电荷，要使两板间的电压加倍，可采用的办法有（ ） A ．两极板的电荷量加倍，而距离变为原来的4倍 B ．两极板的电荷量加倍，而距离变为原来的2倍 C ．两极板的电荷量减半，而距离变为原来的4倍 D ．两极板的电荷量减半，而距离变为原来的2倍 3．如果把一电容器极板的面积加倍，并使其两极板之间的距离减半，则（ ） A ．电容增大到4倍 B ．电容减半 C ．电容加倍 D ．电容保持不变 4．在图2-1所示的电路中，电容器A 的电容F C A μ30=，电容器B 的电容F C B μ10=。在开关S1、S2都断开的情况下，分别给电容器A 、B 充电。充电后，M 点的电位比N 点高 5V ，O 点的电位比P 点低5V 。然后把S1、S2都接通，接通后M 点的电位比N 点的电位高（ ） A ．10V B ．5V C ．2．5V D ．0 5．电路如图2-2所示，电源的电动势E 1=30V ，E 2=10V ，内阻都不计，电阻R 1=26Ω，R 2=4Ω，R 3=8Ω，R 4=2Ω，电容C=4μF 。下列结论正确的是（ ） A ．电容器带电，所带的电荷量为C 6 108-?； B ．电容器两极板间无电位差，也不带电； C ．电容器N 极板的电位比M 板高； D ．电容器两极板电位均为零。 6．如图2-3所示，每个电容器的电容都是3μF ，额定工作电压都是100V ，那么整个电容器组的等效电容和额定工作电压分别是（ ） A ．4.5μF 、200V B ．4.5μF 、150V C ．2μF 、150V D ．2μF 、200V 7．如图2-4所示，R 1=200Ω，R 2=500Ω，C 1=1μF ，若A 、B 两点电位相等，则C 2的电容等于（ ） A ．2μF B ．5μF C ． 52μF D ．2 5μ F 8．两只电容分别为C 1和C 2的电容器，其额定值分别为200pF ／500V 、300pF ／900V ，串联后外加1000V 的电压，则（ ） A ．C 1击穿，C 2不击穿 B ． C 1先击穿，C 2后击穿 C ．C 2先击穿，C 1后击穿 D ．C 1、C 2均不击穿 9．在某一电路中，需要接入一只16μF 、耐压800V 的电容器，今只有16μF 、耐压450V 的电容器数只，要达到上述要求需将（ ） A ．2只16μF 电容器串联后接入电路； B ．2只16μF 电容器并联后接入电路； C ．4只16μF 电容器先两两并联，再串联接入电路； D ．无法达到上述要求，不能使用16μF 、耐压450V 的电容器。 10．一个电容为C 的平行板电容器与电源相连，开关闭合后，电容器板间的电压为U ，极板上的电荷量为q 。在不断开电源的条件下，把两极板间的距离拉大一倍，则（ ）。 A ．U 不变，q 和C 都减小一半 B ．U 不变， C 减小一半，q 增大一倍