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高中物理电磁感应题型分类专题练习

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高中物理电磁感应题型分类专题练习

电磁感应题型分类专练

一、楞次定律

二、法拉第电磁感应定律磁场变化类

三、电磁感应面积变化类

四、电磁感应综合变化类

五、电磁感应旋转切割类

六、电磁感应图像类

七、电磁感应电荷量类

八、电磁感应线框类综合问题

九、电磁感应单杆与负载和电容类问题

十、电磁感应双杆类磁场问题

十一、电磁感应互感和自感类问题

一、楞次定律

1、(2014·课标卷Ⅰ,14)在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是()

A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化

B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化

C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化

D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化

答案:D

解析:将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,因线圈中的磁通量没有变化,故不能观察到感应电流,选项A不符合题意;在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈时,如果给线圈通以恒定电流,产生不变的磁场,则在另一线圈中不会产生感应电流,选项B 不符合题意;在线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表时,磁通量已不再变化,因此也不能观察到感应电流,选项C不符合题意;绕在同一铁环上的两个线圈,在给一个线圈通电或断电的瞬间,线圈产生的磁场变化,使穿过另一线圈的磁通量变化,因此,能观察到感应电流,选项D符合题意.

2、(2013·课标卷Ⅱ,19)在物理学发展过程中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用.下列叙述符合史实的是()

A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应揭示了电和磁之间存在联系

B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说

C.法拉第在实验中观察到,在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中,会出现感应电流

D.楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,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

答案:ABD

解析:奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电和磁之间的关系,选项A正确;根据通电螺线管产生的磁场与条形磁铁的磁场相似,安培提出了磁性是分子内环形电流产生的,即分子电流假说,选项B正确;法拉第提出的是电磁感应定律,但恒定电流周围不产生感应电流,选项C错误;楞次定律指出感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,选项D 正确.

3、(2015·课标卷Ⅰ,19)1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示.实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后.下列说法正确的是()

A.圆盘上产生了感应电动势

B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动

C.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化

D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动

答案:AB

解析:圆盘运动过程中,半径方向的金属条在切割磁感线,在圆心和边缘之间产生了感应电动势,选项A正确;圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中,内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成涡流,产生的磁场又导致磁针转动,选项B正确;圆盘转动过程中,圆盘位置、圆盘面积和磁场都没有发生变化,所以没有磁通量的变化,选项C错误;圆盘本身呈现电中性,不会产生环形电流,选项D错误.

4、(2017·课标卷Ⅰ,18)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示.无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是()

答案:A

解析:底盘上的紫铜薄板出现扰动时,其扰动方向不确定,在选项C 这种情况下,紫铜薄板出现上下或左右扰动时,穿过薄板的磁通量难以改变,不能发生电磁感应现象,没有阻尼效应;在选项B 、D 这两种情况下,紫铜薄板出现上下扰动时,也没有发生电磁阻尼现象;选项A 这种情况下,不管紫铜薄板出现上下或左右扰动时,都发生电磁感应现象,产生电磁阻尼效应,选项A 正确.

5、(2017·课标卷Ⅲ,15)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U 形金属导轨,导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ 置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS ,一圆环形金属线框T 位于回路围成的区域内,线框与导轨共面.现让金属杆PQ 突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是( )

A .PQRS 中沿顺时针方向,T 中沿逆时针方向

B .PQRS 中沿顺时针方向,T 中沿顺时针方向

C .PQRS 中沿逆时针方向,T 中沿逆时针方向

D .PQRS 中沿逆时针方向,T 中沿顺时针方向

答案:D

解析:金属杆PQ 突然向右运动,在运动开始的瞬间,闭合回路PQRS 中磁场方向垂直纸面向里,磁通量增大,由楞次定律可判断,闭合回路PQRS 中感应电流产生的磁场垂直纸面向外,由安培定则可判断感应电流方向为逆时针;由于闭合回路PQRS 中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外,与原磁场方向相反,则T 中磁通量减小,由楞次定律可判断,T 中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里,由安培定则可知T 中感应电流方向为顺时针,选项D 正确.

6、如图甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i 随时间t

的变化关系如图乙所示.在0~T 2时间内,直导线中电流向上,则在T 2

~T 时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是( )

A .顺财针,向左

B .逆时针,向右

C .顺时针,向右

D .逆时针,向左

答案:B

解析:在0~T 2时间内,直导线中电流向上,由题图乙知,在T 2

~T 时间内,直导线电流方向也向上,根据安培定则知,导线右侧磁场的方向垂直纸面向里,电流逐渐增大,则磁场逐渐增强,根据楞次定律,金属线框中产生逆时针方向的感应电流.根据左手定则,金属线框左边受到的安培力方向向右,右边受到的安培力方向向左,离导线越近,磁场越强,则左边受到的安培力大于右边受到的安培力,所以金属线框所受安培力的合力方向向右,故B 正确,

A 、C 、D 错误.

7、一闭合金属线框的两边接有电阻R 1、R 2,框上垂直放置一金属棒,棒与框接触良好,整个装置放在如图所示的匀强磁场中,当用外力使ab 棒右移时( D )

A .其穿过线框的磁通量不变,框内没有感应电流

B .框内有感应电流,电流方向沿顺时针方向绕行

C .框内有感应电流,电流方向沿逆时针方向绕行

D .框内有感应电流,左半边逆时针方向绕行,右半边顺时针方向绕行

答案:D

解析:abcd 组成的线框中的磁通量垂直纸面向里增大,abfe 组成的线框中的磁通量垂直纸面向里减小,故根据楞次定律可得左半边的感应电流逆时针方向绕行,右半边的感应电流顺时针方向绕行,故D 正确.

8.(多选)(2018·高考全国卷Ⅰ)如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线

圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的

直导线连接成回路.将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁

针处于静止状态.下列说法正确的是( )

A .开关闭合后的瞬间,小磁针的N 极朝垂直纸面向里的方向转动

B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向

C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向

D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动

答案:AD

解析:由电路可知,开关闭合瞬间,右侧线圈环绕部分的电流向下,由安培定则可知,直导线在铁芯中产生向右的磁场,由楞次定律可知,左侧线圈环绕部分产生向上的电流,则直导线中的电流方向由南向北,由安培定则可知,直导线在小磁针所在位置产生垂直纸面向里的磁场,则小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动,A正确;开关闭合并保持一段时间后,穿过左侧线圈的磁通量不变,则左侧线圈中的感应电流为零,直导线不产生磁场,则小磁针静止不动,B、C错误;开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,穿过左侧线圈向右的磁通量减少,则由楞次定律可知,左侧线圈环绕部分产生向下的感应电流,则流过直导线的电流方向由北向南,直导线在小磁针所在处产生垂直纸面向外的磁场,则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动,D正确.

9、如图所示,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路.若将滑动变阻器的滑片P向上滑动,下面说法中正确的是()

A.穿过线圈a的磁通量变大

B.线圈a有收缩的趋势

C.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流

D.线圈a对水平桌面的压力F N将增大

答案:C

解析:P向上滑动,回路电阻增大,电流减小,磁场减弱,穿过线圈a的磁通量变小,根据楞次定律,a环面积应增大,A、B错;由于a环中磁通量减小,根据楞次定律知a环中感应电流应为俯视顺时针方向,C对;由于a环中磁通量减小,根据楞次定律,a环为了阻碍磁通量减小有向上运动的趋势,可知a环对水平桌面的压力F N减小,D错.

10.两个闭合的金属环,穿在一根光滑的绝缘杆上,如图所示,当条形磁铁的S极自右向左插向圆环时,环的运动情况是()

A.两环同时向左移动,间距增大

B.两环同时向左移动,间距变小

C.两环同时向右移动,间距变小

D.两环同时向左移动,间距不变

答案:B

解析:当磁铁的S极靠近时,穿过两圆环的磁通量变大,由楞次定律可得两圆环的感应电流方向都是顺时针方向(从右向左看),根据左手定则可知两圆环受到磁铁向左的安培力,远离磁铁,即向左移.由于两圆环的电流方向相同,所以两圆环相互吸引,即相互合拢,间距变小,B正确,A、C、D错误.

11.(多选)如图所示,固定的光滑金属导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置在导轨上,形成一个闭合回路,一条形磁铁从高处下落接近回路时()

A.P、Q将相互靠拢

B.P、Q将相互远离

C.磁铁的加速度仍为g

D.磁铁的加速度小于g

答案:AD

解析:法一:设磁铁下端为N极,如图所示,根据楞次定律可判断出P、Q中的感应电流方向如图所示,根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向.可见,P、Q将相互靠拢.由于回路所受安培力的合力向下,由牛顿第三定律知,磁铁将受到向上的反作用力,因而加速度小于g.当磁铁下端为S极时,根据类似的分析可得到相同的结果,所以,本题应选A、D.

法二:根据楞次定律的另一种表述——感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因.本题中“原因”是回路中磁通量的增加,归根结底是磁铁靠近回路,“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近.所以,P、Q将相互靠拢且磁铁的加速度小于g,应选A、D.

12.(多选)如图所示,金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引()

A.向右做匀速运动

B .向左做减速运动 C.向右做减速运动

D .向右做加速运动

答案:BC 解析:当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流,线圈中的磁通量恒定不变,无感应电流出现,A 错误;当导体棒向左减速运动时,由右手定则可判定回路中出现从b →a 的感应电流且减小,由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱,由楞次定律知c 中出现顺时针感应电流(从右向左看)且被螺线管吸引,B 正确;同理C 正确,D 错误.

13.如图所示,ab 是一个可以绕垂直于纸面的轴O 转动的闭合矩形导体线圈,当滑动变阻器R 的滑片P 自左向右滑动过程中,线圈ab 将( )

A.静止不动

B.顺时针转动,

C.逆时针转动

D.发生转动,但电源的极性不明,无法确定转动方向

答案:B

解析:题图中的两个通电的电磁铁之间的磁场方向总是水平的,当滑动变阻器R 的滑片P 自左向右滑动的过程中,电路的电流是增大的,两个电磁铁之间的磁场的磁感应强度也是增大的,穿过闭合导体线圈的磁通量是增大的,线圈在原磁场中所受的磁场力肯定使线圈向磁通量减小的方向运动,显然只有顺时针方向的运动才能使线圈中的磁通量减小.

14、匀强磁场区域宽为d ,一正方形线框abcd 的边长为l ,且l >d ,线框以速度v 通过磁场区域,如图所示,从线框进入到完全离开磁场的时间内,线框中没有感应电流的时间是( )

A.l +d v

B .l -d v C.l +2d v

D .l -2d v

答案:B

解析:从线框进入到完全离开磁场,bc 边和ad 边都不切割磁感线,即无感应电流的时间是t =l -d v

. 15、如图是创意物理实验设计作品《小熊荡秋千》.两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C 、D 固定在铁架台上,与两个铜线圈P 、Q 组成一闭合回路,两个磁性很强的条形磁铁如图放

置,当用手左右摆动线圈P时,线圈Q也会跟着摆动,仿佛小熊在荡秋千.以下说法正确的是()

A.P向右摆动的过程中,P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)

B.P向右摆动的过程中,Q也会向右摆动

C.P向右摆动的过程中,Q会向左摆动

D.若用手左右摆动Q,P会始终保持静止

答案:AB

解析:P向右摆动的过程中,线圈P平面内从右往左的磁通量减小,根据楞次定律可以得出电流方向为顺时针方向,所以A项正确;根据P中产生的感应电流方向流过Q线圈也是顺时针方向,根据左手定则判断Q下边受安培力向右摆动,所以B项正确,C项错误;若用手左右摆动Q,线圈Q的下边切割磁感线会产生感应电流,线圈P中会有感应电流通过,在磁场中会受到安培力,所以D项错误.

16.如图所示,两个同心圆形线圈a、b在同一平面内,其半径大小关系为r a>r b,条形磁铁穿过圆心并与圆面垂直,则穿过两线圈的磁通量Φa、Φb间的大小关系为( ) A.Φa>Φb B.Φa=Φb

C.Φa<Φb D.条件不足,无法判断

C [条形磁铁内部的磁感线全部穿过a、b两个线圈,而外部磁感线穿过线圈a的比穿过线圈b的要多,线圈a中磁感线条数的代数和要小,故选项C正确。]

17.磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量,如图所示,通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面,第一次将线框由位置1平移到位置2,第二次将线框绕cd边翻转

到位置2,设先后两次通过线框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则

( )

A.ΔΦ1>ΔΦ2B.ΔΦ1=ΔΦ2

C.ΔΦ1<ΔΦ2D.无法确定

C [设闭合线框在位置1时的磁通量为Φ1,在位置2时的磁通量为Φ2,直线电流产生的磁场在位置1处比在位置2处要强,故Φ1>Φ2。

将闭合线框从位置1平移到位置2,磁感线是从闭合线框的同一面穿过的,所以ΔΦ1=|Φ2-Φ1|=Φ1-Φ2;将闭合线框从位置1绕cd边翻转到位置2,磁感线分别从闭合线

框的正反两面穿过,所以ΔΦ2=|(-Φ2)-Φ1|=Φ1+Φ2(以原来穿过的方向为正方向,则后来从另一面穿过的方向为负方向)。故正确选项为C。]

18.在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是( ) A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化

B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化

C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化

D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化

D [产生感应电流必须满足的条件:①电路闭合;②穿过闭合电路的磁通量要发生变化。选项A、B电路闭合,但磁通量不变,不能产生感应电流,故选项A、B不能观察到电流表的变化;选项C满足产生感应电流的条件,也能产生感应电流,但是等我们从一个房间到另一个房间后,电流表中已没有电流,故选项C也不能观察到电流表的变化;选项D满足产生感应电流的条件,能产生感应电流,可以观察到电流表的变化,所以选D。]

19.如图所示,矩形闭合线圈abcd竖直放置,OO′是它的对称轴,通电

直导线AB与OO′平行,且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直,如要在

线圈中形成方向为abcda的感应电流,可行的做法是( )

A.AB中电流I逐渐增大

B.AB中电流I先增大后减小

C.AB正对OO′,逐渐靠近线圈

D.线圈绕OO′轴逆时针转动90°(俯视)

D [由于通电直导线AB与OO′平行,且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直。AB中无论电流如何变化,或AB正对OO′靠近线圈或远离线圈,线圈中磁通量均为零,不能在线圈中产生感应电流,选项A、B、C错误;线圈绕OO′轴逆时针转动90°(俯视),由楞次定律可知,在线圈中形成方向为abcda的感应电流,选项D正确。]

20.如图所示,均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置,当圆环a绕O点在其所在平面内旋转时,圆环b中产生顺时针方向的感应电流,且具有收缩的趋势,由此可知,圆环a( )

A.顺时针加速旋转B.顺时针减速旋转

C.逆时针加速旋转D.逆时针减速旋转

B [由楞次定律,欲使b中产生顺时针方向的电流,则a环内磁场应向里减弱或向外增强,a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速;由于b环又有收缩的趋势,说明a环外部磁场向外,内部向里。故选B。]

21.(多选)(2018·全国卷Ⅰ)如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是( )

A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里

的方向转动

B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂

直纸面向里的方向

C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂

直纸面向外的方向

D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动

AD [由电路可知,开关闭合瞬间,右侧线圈环绕部分的电流向下,由安培定则可知,铁芯中产生水平向右的磁场,由楞次定律可知,左侧线圈环绕部分产生向上的电流,则直导线中的电流方向由南向北,由安培定则可知,直导线在小磁针所在位置产生垂直纸面向里的磁场,则小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动,A正确;开关闭合并保持一段时间后,穿过左侧线圈的磁通量不变,则左侧线圈中的感应电流为零,直导线不产生磁场,则小磁针静止不动,B、C错误;开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,穿过左侧线圈向右的磁通量减少,则由楞次定律可知,左侧线圈环绕部分产生向下的感应电流,则流过直导线的电流方向由北向南,直导线在小磁针所在处产生垂直纸面向外的磁场,则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动,D正确。]

22.(增反减同)如图所示,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于O点,将圆环拉至位置a后无初速度释放,在圆环从a 摆向b的过程中( )

A.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针

B.感应电流方向一直是逆时针

C.感应电流方向先顺时针后逆时针再顺时针

D.感应电流方向一直是顺时针

A [在竖直虚线左侧,圆环向右摆时磁通量向里增加,由楞次定律

可判断,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反,由安培定则可知

感应电流方向为逆时针方向;摆过竖直虚线时,环中磁通量左减右增相

当于方向向外的增大,因此感应电流方向为顺时针方向;在竖直虚线右

侧向右摆动时,环中磁通量向外减小,感应电流的磁场与原磁场同向,

可知感应电流为逆时针方向,因此只有选项A正确。]

23.(来拒去留)(2019·重庆模拟)如图所示,质量为m的铜质小闭合

线圈静置于粗糙水平桌面上。当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈,

沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时,线圈始终保持

不动。则关于线圈在此过程中受到的支持力F N和摩擦力F f的情况,

以下判断正确的是 ( )

A.F N先大于mg,后小于mg

B.F N一直大于mg

C.F f先向左,后向右

D.线圈中的电流方向始终不变

A [当磁铁靠近线圈时,穿过线圈的磁通量增加,线圈中产生感应电流,线圈受到磁铁的安培力作用,根据楞次定律可知,线圈受到的安培力斜向右下方,则线圈对桌面的压力增大,即F N大于mg。线圈相对桌面有向右运动趋势,受到桌面向左的静摩擦力。当磁铁远离线圈时,穿过线圈的磁通量减小,线圈中产生感应电流,线圈受到磁铁的安培力作用,根据楞次定律可知,线圈受到的安培力斜向右上方,则线圈对桌面的压力减小,即F N小于mg。线圈相对桌面有向右运动趋势,受到桌面向左的静摩擦力。综上F N先大于mg,后小于mg,F f始终向左,故B、C错误,选项A正确。当磁铁靠近线圈时,穿过线圈的磁通量增加,线圈中产生感应电流从上向下看是逆时针方向;当磁铁远离线圈时,穿过线圈的磁通量减小,线圈中产生感应电流从上向下看是顺时针方向,故D错误。]

24.如图所示,MN、GH为光滑的水平平行金属导轨,ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆,垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面,则 ( )

A.若固定ab,使cd向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向为a→b→d→c→a

B.若ab、cd以相同的速度一起向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向为a→c→d →b→a

C.若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路中的电流为零

D.若ab、cd都向右运动,且两杆速度v cd>v ab,则abdc回路有电流,电流方向为a→c →d→b→a

D [由右手定则可判断出A项做法使回路产生顺时针方向的电流,故A项错。若ab、cd同向运动且速度大小相同,ab、cd所围面积不变,磁通量不变,故不产生感应电流,故B项错。若ab向左,cd向右,则abdc回路中有顺时针方向的电流,故C项错。若ab、cd 都向右运动,且两杆速度v cd>v ab,则ab、cd所围面积发生变化,磁通量也发生变化,由楞次定律可判断出,abdc回路中产生顺时针方向的电流,故D项对。]

25.如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R 和r ,导体棒PQ 与三条导线接触良好;匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是( )

A .流过R 的电流为由d 到c ,流过r 的电流为由b 到a

B .流过R 的电流为由c 到d ,流过r 的电流为由b 到a

C .流过R 的电流为由d 到c ,流过r 的电流为由a 到b

D .流过R 的电流为由c 到d ,流过r 的电流为由a 到b

B [根据右手定则,可判断PQ 作为电源,Q 端电势高,在PQcd 回路中,电流为逆时针方向,即流过R 的电流为由c 到d ,在电阻r 的回路中,电流为顺时针方向,即流过r 的电流为由b 到a 。当然也可以用楞次定律,通过回路的磁通量的变化,判断电流方向。故选项B 正确。]

16.(多选)如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ 、MN ,MN 的左边有一闭合电路,当PQ 在外力的作用下运动时,MN 向右运动,则PQ 所做的运动可能是( )

A .向右加速运动

B .向左加速运动

C .向右减速运动

D .向左减速运动

BC [MN 向右运动,说明MN 受到向右的安培力,因为ab 在MN 处的磁场垂直纸

面向里――→左手定则MN 中的感应电流由M →N ――→安培定则

L 1中感应电流的磁场方向向上――→楞次定律????? L 2中磁场方向向上减弱L 2中磁场方向向下增强;若L 2中磁场方向向上减弱――→安培定则

PQ 中电流为Q →P 且减小

――→右手定则

向右减速运动;若L 2中磁场方向向下增强――→安培定则PQ 中电流为P →Q 且增大

――→右手定则

向左加速运动。] 27.(2017·全国卷Ⅲ)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U 形金属导轨,导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ 置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS ,一圆环形金属线框T 位于回路围成的区域内,线框与导轨共面。现让金属杆PQ 突然向右运动,在运动开始的瞬

间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是( )

A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向

B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向

C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向

D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向

D [金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,闭合回路PQRS中磁场方向垂直纸面向里,磁通量增大,由楞次定律可判断,闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场垂直纸面向外,由安培定则可判断感应电流方向沿逆时针方向;由于闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外,与原磁场方向相反,则T中磁通量减小,由楞次定律可判断,T中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里,由安培定则可知T中感应电流方向为顺时针,选项D正确。]

28.(多选)如图所示,金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引( )

A.向右做匀速运动B.向左做减速运动

C.向右做减速运动D.向右做加速运动

BC [当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流,线圈中的磁通量恒定不变,无感应电流出现,A错;当导体棒向左减速运动时,由右手定则可判定回路中出现从b→a的感应电流且减小,由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱,由楞次定律知c中出现顺时针感应电流(从右向左看)且被螺线管吸引,B对;同理可判定C对,D错。]

29.如图所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路。在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A。不计铁芯和铜环A之间的摩擦。则下列情况中铜环A会向右运动的是( )

A.线圈中通以恒定的电流

B.通电时,使滑动变阻器的滑片P向右匀速移动

C.通电时,使滑动变阻器的滑片P向左加速移动

D.开关突然断开的瞬间

C [铜环A向右运动,说明穿过A的磁通量在增加,绕在铁芯上的线圈中的电流在增大,

故选项C 正确。]

30.如图所示,通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN 和PQ 之间,ab 和cd 是放在导轨上的两根金属棒,它们分别静止在螺线管的左右两侧,现使滑动变阻器的滑片向左滑动,则ab 和cd 棒的运动情况是 ( )

A .ab 向左运动,cd 向右运动

B .ab 向右运动,cd 向左运动

C .ab 、cd 都向右运动

D .ab 、cd 保持静止

A [由安培定则可知螺线管中磁感线方向向上,金属棒ab 、cd 处的磁感线方向均向下,当滑片向左滑动时,螺线管中电流大小增大,因此磁场变强,即磁感应强度变大, 回路中的磁通量增大,由楞次定律知,感应电流方向为a →c →d →b →a ,由左手定则知ab 受安培力方向向左,cd 受安培力方向向右,故ab 向左运动,cd 向右运动。只有A 正确。]

二、法拉第电磁感应定律磁场变化类

1、(2016·北京卷,16)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

答案:B

解析:由题意可知ΔB Δt =k ,导体圆环中产生的感应电动势E =ΔΦΔt =ΔB Δt ·S =ΔB Δt

·πr 2,因r a ∶r b =2∶1,故E a ∶E b =4∶1;由楞次定律知感应电流的方向均沿顺时针方向,选项B 正确.

2.(2016·浙江高考)如图所示,a 、b 两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,边长l a =3l b ,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则( )

A .两线圈内产生顺时针方向的感应电流

B .a 、b 线圈中感应电动势之比为9∶1

C .a 、b 线圈中感应电流之比为3∶4

D .a 、b 线圈中电功率之比为3∶1

B [当磁感应强度变大时,由楞次定律知,线圈中感应电流的磁场方向垂直纸面向外,由安培定则知,线圈内产生逆时针方向的感应电流,选项A 错误;由法拉第电磁感应定律E =S ΔB Δt 及S a ∶S b =9∶1知,E a =9E b ,选项B 正确;由R =ρL S ′

知两线圈的电阻关系为R a =3R b ,其感应电流之比为I a ∶I b =3∶1,选项C 错误;两线圈的电功率之比为P a ∶P b =E a I a ∶E b I b =27∶1,选项D 错误。]

3.(多选)在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n =1 500匝,横截面积S =20 cm 2

。螺线管导线电阻r =1 Ω,R 1=4 Ω,R 2=5 Ω,C =30 μF 。在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B 按如图乙所示的规律变化,则下列说法中正确的是( )

甲 乙

A .螺线管中产生的感应电动势为1.2 V

B .闭合S ,电路中的电流稳定后电容器上极板带正电

C .电路中的电流稳定后,电阻R 1的电功率为5×10-2 W

D .S 断开后,通过R 2的电荷量为1.8×10-5 C

AD [由法拉第电磁感应定律可知,螺线管内产生的电动势为E =n ΔB Δt S =1 500×0.82

×20×10-4 V =1.2 V ,故A 正确;根据楞次定律,当穿过螺线管的磁通量增加时,螺线管下部可以看成电源的正极,则电容器下极板带正电,故B 错误;电流稳定后,电流为I =E

R 1+R 2+r

= 1.24+5+1

A =0.12 A ,电阻R 1上消耗的功率为P =I 2R 1=0.122×4 W =5.76×10-2 W ,故C 错误;开关断开后通过电阻R 2的电荷量为Q =CU =CIR 2=30×10-6×0.12×5 C =1.8×10-5

C ,故

D 正确。]

4、如图甲所示的电路中,电阻R 1=R ,R 2=2R ,单匝圆形金属线圈半径为r 2,圆心为O ,

线圈导线的电阻为R ,其余导线的电阻不计.半径为r 1(r 1

A .电容器上极板带正电

B .t 1时刻,电容器所带的电荷量为CB 1πr 214t 1

C .t 1时刻之后,线圈两端的电压为3B 1πr 214t 1

D .t 1时刻之后,R 1两端的电压为B 2πr 224t 2

答案:AC

解析:根据楞次定律可知,线圈产生了沿逆时针方向的感应电流,则电容器上极板带正电,

故A 正确;根据法拉第电磁感应定律有E =ΔΦΔt =ΔB Δt S =B 1t 1πr 21=B 1πr 21t 1,电流为I =E R 1+R 2+R

=B 1πr 214Rt 1,U R 2=I ·2R =B 1πr 214Rt 1·2R =B 1πr 212t 1,电容器所带的电荷量Q =CU R 2=CB 1πr 212t 1

,故B 错误;t 1时刻之后,线圈两端的电压U =I ·(R 1+R 2)=3B 1πr 214t 1

,故C 正确;t 1时刻之后,R 1两端的电压为U =IR 1=B 1πr 214t 1=B 2πr 214t 2

,故D 错误. 5.(2019·大庆模拟)在半径为r 、电阻为R 的圆形导线框内,以直径为界,左、右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场。以垂直纸面向外的磁场为正,两部分磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律分别如图乙所示。则0~t 0时间内,导线框中( )

甲 乙

A .没有感应电流

B .感应电流方向为逆时针

C .感应电流大小为πr 2B 0t 0R

D .感应电流大小为2πr 2

B 0t 0R

C [根据楞次定律可知,左边的导线框的感应电流是顺时针方向,而右边的导线框的感

应电流也是顺时针方向,则整个导线框的感应电流方向是顺时针,故A 、B 错误;由法拉第电磁感应定律,因磁场的变化,导致导线框内产生感应电动势,结合题意可知,产生感应电

动势正好是两者之和,即为E =2×πr 2B 02t 0,再由闭合电路欧姆定律,可得感应电流大小为I =E R =πr 2B 0t 0R

,故C 正确,D 错误。] 6.(多选)(2019·高考全国卷Ⅰ)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,其边界如图(a)中虚线MN 所示.一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ,将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内,圆心O 在MN 上.t =0时磁感应强度的方向如图(a)所示;磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图(b)所示.则在t =0到t =t 1的时间间隔内( )

A .圆环所受安培力的方向始终不变

B .圆环中的感应电流始终沿顺时针方向

C .圆环中的感应电流大小为B 0rS 4t 0ρ

D .圆环中的感应电动势大小为B 0πr 2

4t 0

答案:BC

解析:根据楞次定律可知在0~t 0时间内,磁感应强度减小,感应电流的方向为顺时针,圆环所受安培力水平向左,在t 0~t 1时间内,磁感应强度反向增大,感应电流的方向为顺时针,

圆环所受安培力水平向右,A 错误,B 正确;根据法拉第电磁感应定律得E =ΔΦΔt =12

πr 2·B 0t 0=B 0πr 22t 0,根据电阻定律可得R =ρ2πr S ,根据欧姆定律可得I =E R =B 0rS 4t 0ρ

,C 正确,D 错误. 7.(2019·太原模拟)如图所示,一电阻为R 的导线弯成边长为L 的等边三角形闭合回路。虚线MN 右侧有磁感应强度大小为B 的匀强磁场,方向垂直于闭合回路所在的平面向里。下列对三角形导线框以速度v 向右匀速进入磁场过程中的说法正确的是( )

A .回路中感应电流方向为顺时针方向

B .回路中感应电动势的最大值E =

32BLv C .回路中感应电流的最大值I =32

RBLv D .导线所受安培力的大小可能不变

B [在进入磁场的过程中,闭合回路中磁通量增加,根据楞次定律,闭合回路中产生的

感应电流方向为逆时针方向,A 错误;等效切割磁感线的导线最大长度为L sin 60°=32L ,感应电动势的最大值E =32BLv ,B 正确;感应电流的最大值I =E R =32R

BLv ,C 错误;在进入磁场的过程中,等效切割磁感线的导线长度变化,产生的感应电动势和感应电流大小变化,根据安培力公式可知,导线所受安培力大小一定变化,D 错误。]

三、电磁感应面积变化类

1、(2017·天津卷,3)如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R .金属棒ab 与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间均匀减小,ab 始终保持静止,下列说法正确的是( )

A .ab 中的感应电流方向由b 到a

B .ab 中的感应电流逐渐减小

C .ab 所受的安培力保持不变

D .ab 所受的静摩擦力逐渐减小

答案:D

解析:A 错:根据楞次定律,ab 中感应电流方向由a 到b .

B 错:根据E =ΔB Δt ·S ,因为ΔB Δt 恒定,所以E 恒定,根据I =E R +r

知,回路中的感应电流恒定.

C 错:根据F =BIl ,由于B 减小,安培力F 减小.

D 对:根据平衡条件,静摩擦力f =F ,故静摩擦力减小.

2、如图所示,在边长为a 的等边三角形区域内有匀强磁场B ,其方向垂直于纸面向外,一个边长也为a 的等边三角形导线框架EFG 正好与上述磁场区域的边界重合,而后绕其几何中心O 点在纸面内以角速度ω顺时针方向匀速转动,于是线框EFG 中产生感应电动势,若转过60°后线框转到图中的虚线位置,则在这段时间内( )

A .感应电流方向为E →G →F →E

B .感应电流方向为E →F →G →E

C .平均感应电动势大小等于3ωa 2B 4π

D .平均感应电动势大小等于3ωa 2B 3π

答案:BC

解析:根据题意,穿过线框的磁通量变小,根据楞次定律,感应电流的磁场方向与原磁场相同,再由安培定则可知感应电流方向为E →F →G →E ,A 项错误,B 项正确;根据几何关系可得,磁场穿过线框的有效面积减小了ΔS =312

a 2,根据法拉第电磁感应定律得平均感应电动势E =ΔS Δt B =3ωa 2B 4π

,C 项正确,D 项错误. 3.(2016·课标卷Ⅱ,24)如图,水平面(纸面)内间距为l 的平行金属导轨间接一电阻,质量为m 、长度为l 的金属杆置于导轨上.t =0时,金属杆在水平向右、大小为F 的恒定拉力作用下由静止开始运动.t 0时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动.杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为μ.重力加速度大小为g .求:

(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小;

(2)电阻的阻值.

答案:(1)Blt 0????F m -μg (2)B 2l 2

t 0m 解析:(1)对金属杆由牛顿第二定律:F -μmg =ma

匀加速直线运动:v =at 0

动生电动势:E =Blv

解得:E =Blt 0????F m -μg .

(2)金属杆进磁场后匀速运动:F =μmg +BIl

由欧姆定律:I =E R

得:R =B 2l 2t 0m

.

四、电磁感应综合变化类

1.(2018·全国卷Ⅰ)如图所示,导体轨道OPQS 固定,其中PQS 是半圆弧,Q 为半圆弧的中点,O 为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM 是有一定电阻、可绕O 转动的金属杆,M 端位于PQS 上,OM 与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B 。现使OM 从OQ 位置以恒定的角速度逆时针转到OS 位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B 增加到B ′(过程Ⅱ)。在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM 的电荷量相等,则B ′B 等于( )

A .54

B .32

C .74

D .2 B [设OM 的电阻为R ,圆的半径为l ,过程Ⅰ:OM 转动的过程中产生的平均感

应电动势大小为E 1=ΔΦΔt 1=B ·ΔS Δt 1=B ·1

4πl 2

Δt 1=πBl 24Δt 1,流过OM 的电流为I 1=E 1R =πBl 2

4R Δt 1,则流过OM 的电荷量为q 1=I 1·Δt 1=πBl 24R

;过程Ⅱ:磁场的磁感应强度大小均匀增加,则该过程中产生的平均感应电动势大小为E 2=ΔΦΔt 2=B ′-B S Δt 2=B ′-B πl 22Δt 2

,电路中的电流为I 2=E 2R =πB ′-B l 22R Δt 2,则流过OM 的电荷量为q 2=I 2·Δt 2=πB ′-B l 22R

;由题意知q 1=q 2,则解得

B ′B =32

,B 正确,A 、C 、D 错误。] 2、如图所示,固定于水平面上的金属架abcd 处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN 沿框架以速度v 向右做匀速运动.t =0时,磁感应强度为B 0,此时MN 到达的位置恰好使MbcN 构成一个边长为l 的正方形.为使MN 棒中不产生感应电流,从t =0开始,磁感应强度B 随时间t 变化的示意图为( )

答案:C

电磁感应计算题总结(易错题型)

电磁感应易错题 1.如图所示,边长L=0.20m 的正方形导线框ABCD 由粗细均匀的同种材料制成,正方形导线框每边的电阻R 0=1.0Ω,金属棒MN 与正方形导线框的对角线长度恰好相等,金属棒MN 的电阻r=0.20Ω。导线框放置在匀强磁场中,磁场的磁感应强度B =0.50T ,方向垂直导线框所在平面向里。金属棒MN 与导线框接触良好,且与导线框对角线BD 垂直放置在导线框上,金属棒的中点始终在BD 连线上。若金属棒以v =4.0m/s 的速度向右匀速运动,当金属棒运动至AC 的位置时,求:(计算结果保留两位有效数字) (1)金属棒产生的电动势大小; (2)金属棒MN 上通过的电流大小和方向; (3)导线框消耗的电功率。 2.如图所示,正方形导线框abcd 的质量为m 、边长为l ,导线框的总电阻为R 。导线框从垂直纸面向里的水平有界匀强磁场的上方某处由静止自由下落,下落过程中,导线框始终在与磁场垂直的竖直平面内,cd 边保持水平。磁场的磁感应强度大小为B ,方向垂直纸面向里,磁场上、下两个界面水平距离为l 。已知cd 边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动。重力加速度为g 。 (1)求cd 边刚进入磁场时导线框的速度大小。 (2)请证明:导线框的cd 边在磁场中运动的任意瞬间,导线框克服安培力做功的功率等于导线框消耗的电功率。 (3)求从线框cd 边刚进入磁场到ab 边刚离开磁场的过程中,线框克服安培力所做的功。 3.如图所示,在高度差h =0.50m 的平行虚线范围内,有磁感强度B =0.50T 、方向水平向里的匀强磁场,正方形线框abcd 的质量m =0.10kg 、边长L =0.50m 、电阻R =0.50Ω,线框平面与竖直平面平行,静止在位置“I”时,cd 边跟磁场下边缘有一段距离。现用一竖直向上的恒力F =4.0N 向上提线框,该框由位置“Ⅰ”无初速度开始向上运动,穿过磁场区,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cd 边保持水平。设cd 边刚进入磁场时,线框恰好开始做匀速运动。(g 取10m /s 2) 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 做的功是多少?线框内产生的热量又是多少 ? a b d c l l

高中物理电磁感应测试题及答案.doc

电磁感应试题 一.选择题 1.关于磁通量的概念,下面说法正确的是 () A .磁感应强度越大的地方,穿过线圈的磁通量也越大 B.磁感应强度大的地方,线圈面积越大,则穿过线圈的磁通量也越大 C.穿过线圈的磁通量为零时,磁通量的变化率不一定为零 D.磁通量的变化,不一定由于磁场的变化产生的 2.下列关于电磁感应的说法中正确的是() A.只要闭合导体与磁场发生相对运动,闭合导体内就一定产生感应电流 B.只要导体在磁场中作用相对运动,导体两端就一定会产生电势差 C.感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量变化成正比 D.闭合回路中感应电动势的大小只与磁通量的变化情况有关而与回路的导体材料无关 3.关于对楞次定律的理解,下面说法中正确的是() A.感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化 B.感应电流的磁场方向,总是跟原磁场方向相同C.感应电流 的磁场方向,总是跟原磁砀方向相反 D.感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同,也可以相反 4.物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用.下面列举的四种器件中,在工作时利用了电磁感应现 象的是() A. 回旋加速器 B.日光灯 C.质谱仪 D.速度选择器 5.如图 1 所示,一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于O 点,将圆环拉离平衡位置并释放,圆环摆动过 程中经过匀强磁场区域,则(空气阻力不计)() A .圆环向右穿过磁场后,还能摆至原高度 B.在进入和离开磁场时,圆环中均有感应电流 C.圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大,感应电流也越大 D.圆环最终将静止在平衡位置 6.如图( 2),电灯的灯丝电阻为 2Ω,电池电动势为 2V ,内阻不计,线圈图( 1)匝数足够多,其直流电阻为 3Ω.先合上电键 K ,稳定后突然断开 K ,则下列说法正确的是() A .电灯立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与K 断开前方向相同 B.电灯立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与K 断开前方向相反 C.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K 断开前方向相同 D.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K 断开前方向相反 7.如果第 6 题中,线圈电阻为零,当 K 突然断开时,下列说法正确的是()A .电灯立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与K 断开前方向相同 B.电灯立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与K 断开前方向相反 C.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K 断开前相同 D.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K 断开前相反 8.如图( 3),一光滑的平面上,右方有一条形磁铁,一金属环以初速度V沿磁铁的中线向右滚动,则以下说法正确的是() A 环的速度越来越小 B 环保持匀速运动

高中物理电磁感应综合问题

电磁感应综合问题 电磁感应综合问题,涉及力学知识(如牛顿运动定律、功、动能定 理、动量和能量守恒定律等)、电学知识(如电磁感应定律、楞次定律、 直流电路知识、磁场知识等)等多个知识点,其具体应用可分为以下 两个方面: (1)受力情况、运动情况的动态分析。思考方向是: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→感应电动势变化→……,周而复始,循环结束时,加速度等于零,导体达到稳定运动状态。要画好受力图,抓住a=0时,速度v达最大值的特点。 (2)功能分析,电磁感应过程往往涉及多种能量形势的转化。例 如:如图所示中的金属棒ab沿导轨由静止下滑时,重力势能减小,一 部分用来克服安培力做功转化为感应电流的电能,最终在 R上转转化为焦耳热,另一部分转化为金属棒的动能.若 导轨足够长,棒最终达到稳定状态为匀速运动时,重力势 能用来克服安培力做功转化为感应电流的电能,因此,从 功和能的观点人手,分析清楚电磁感应过程中能量转化的关系,往往 是解决电磁感应问题的重要途径. 【例1】如图1所示,矩形裸导线框长边的长度为2l,短边的长度 为l,在两个短边上均接有电阻R,其余部分电阻不计,导线框一长边

及x 轴重合,左边的坐标x=0,线框内有一垂直于线框平面的磁场,磁场的感应强度满足关系)sin(l x B B 20π=。一光滑导体棒AB 及短边平行且 及长边接触良好,电阻也是R ,开始时导体棒处于x=0处,从t=0时刻起,导体棒AB 在沿x 方向的力F 作用下做速度为v 的匀速运动,求: (1)导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中力F 随时间t 变化的规律; (2)导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中回路产生的热量。 答案:(1))()(sin v l t R l vt v l B F 203222220≤≤=π (2)R v l B Q 32320= 【例2】 如图2所示,两条互相平行的光滑金属导 轨位于水平面内,它们之间的距离为l =0.2m ,在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻,在x ≥0处有一及水平面垂直的均匀磁场,磁感强度B=0.5T 。一质量为m=01kg 的金属杆垂直放置在导轨上,并以v 0=2m/s 的初速度进入磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力F 的共同作用下作匀变速直线运动,加速度大小为a=2m/s 2,方向及初速度方向相反,设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且接触良好。求: (1)电流为零时金属杆所处的位置; (2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F 的大小和方向; (3)保持其他条件不变,而初速度v 0取不同值,求开始时F 的方

电磁感应现象中的常见题型汇总(精华版)

电磁感应现象的常见题型分析汇总 一、反映感应电流强度随时间的变化规律 例1如图1—1,一宽40cm 的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里。一边长为20cm 的正方形导线框位于纸面内,以垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/s 通过磁场区域,在运动过程中,线框有一边始终与磁场区域的边界平行。取它刚进入磁场的时刻t=0,在图1-2所示的下列图线中,正确反 映感应电流强度随时间变化规律的是( ) 分析与解 本题要求能正确分解线框的运动过程(包括部分进入、全部进入、部分离开、全部离开),分析运动过程中的电磁感应现象,确定感应电流的大小和方向。 线框在进入磁场的过程中,线框的右边作切割磁感线运动,产生感应电动势,从而在整个回路中产生感应电流,由于线框作匀速直线运动,其感应电流的大小是恒定的,由右手定则,可判断感应电流的方向是逆时针的,该过程的持续时间为t=(20/20)s=1s 。 线框全部进入磁场以后,左右两条边同时作切割磁感线运动,产生反向的感应电动势,相当于两个相同的电池反向连接,以致回路的总感应电动势为零,电流为零,该过程的时间也为1s 。而当线框部分离开磁场时,只有线框的左边作切割磁感线运动,感应电流的大小与部分进入时相同,但方向变为顺时针,历时也为1s 。正确答案:C 评注 (1)线框运动过程分析和电磁感应的过程是密切关联的,应借助于运动过程的分析来深化对电磁感应过程的分析;(2)运用E=Blv 求得的是闭合回路一部分产生的感应电动势,而整个电路的总感应电动势则是回路各部分所产生的感应电动势的代数和。 例2在磁棒自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动,并穿过线圈向远处而去,如图2—1所示,则下列图2—2中较正确反映线圈中电流i 与时间t 关系的是(线圈中电流以图示箭头为正方向)( ) 分析与解 本题要求通过图像对感应电流进行描述,具体思路为:先运用楞次定律判断磁铁穿过线圈时,线圈中的感应电流的情况,再提取图像中的关键信息进行判断。 条形磁铁从左侧进入线圈时,原磁场的方向向右且增大,根据楞次定律,感应电流的磁场与之相反,再由安培定则可判断,感应电流的方向与规定的正方向一致。当条形磁铁继续向右运动,被 ← → 图1—1 图1—2 图2—1 图2—2

高中物理电磁感应练习题及答案

【例1】 (2004,上海综合)发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是( ) A .安培 B .赫兹 C .法拉第 D .麦克斯韦 解析:该题考查有关物理学史的知识,应知道法拉第发现了电磁感应现象。 答案:C 【例2】发现电流磁效应现象的科学家是___________,发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是__________,发现电磁感应现象的科学家是___________,发现电荷间相互作用力规律的的科学家是___________。 解析:该题考查有关物理学史的知识。 答案:奥斯特 安培 法拉第 库仑 ☆☆对概念的理解和对物理现象的认识 【例3】下列现象中属于电磁感应现象的是( ) A .磁场对电流产生力的作用 B .变化的磁场使闭合电路中产生电流 C .插在通电螺线管中的软铁棒被磁化 D .电流周围产生磁场 解析:电磁感应现象指的是在磁场产生电流的现象,选项B 是正确的。 答案:B ★巩固练习 1. ) A .磁感应强度越大的地方,磁通量越大 B .穿过某线圈的磁通量为零时,由B = S Φ 可知磁通密度为零 C .磁通密度越大,磁感应强度越大 D .磁感应强度在数值上等于1 m 2的面积上穿过的最大磁通量 解析:B 答案中“磁通量为零”的原因可能是磁感应强度(磁通密度)为零,也可能是线圈平面与磁感应强度平行。答案:CD 2. ) A .Wb/m 2 B .N/A ·m C .kg/A ·s 2 D .kg/C ·m 解析:物理量间的公式关系,不仅代表数值关系,同时也代表单位.答案:ABC 3. ) A .只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中就一定有感应电流 B .只要闭合导线做切割磁感线运动,导线中就一定有感应电流 C .若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动,闭合电路中一定没有感应电流 D .当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合电路中一定有感应电流 答案:D 4.在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时,套在长直导线上的闭合线环(环面与导线 ) A .保持电流不变,使导线环上下移动 B .保持导线环不变,使长直导线中的电流增大或减小 C .保持电流不变,使导线在竖直平面内顺时针(或逆时针)转动 D .保持电流不变,环在与导线垂直的水平面内左右水平移动 解析:画出电流周围的磁感线分布情况。答案:C

电磁感应中几种重要题型

电磁感应中的几种重要题型 一、四种感应电动势的表达式及应用 1、法拉第电磁感应定律 2、导体平动产生的电动势(两两垂直) 3、导体转动产生的电动势 4、线圈平动产生的电动势 5、线圈转动产生的电动势 二、1、导体电流受力分析及动态运动过程的处理 2、电磁感应中图像问题 3、电磁感应中能量问题(动能定理及能量守恒) 4、怎样求电量 5、怎样求电磁感应中非匀变速运动中的位移 6、怎样处理双轨问题及动量定理及守恒的应用 7、自感现象的处理 对应练习: 1、如图所示,有一闭合的矩形导体框,框上M、N两点间连有一电压表,整个装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中,且框面与磁场方向垂直.当整个装置以速度v向右匀速平动时,M、N之间有无电势 __________. 差?__________(填“有”或“无”),电压表的示数为 2、匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大线圈M相接,如图所示,导轨上放一根导 线ab,磁感线垂直导轨所在的平面,欲使M所包围的小闭合线圈Array N产生顺时针方向的感应电流,则导线的运动可能是() A、匀速向右运动 B、加速向右运动 C、减速向右运动 D、加速向左运动

3、如图所示,质量为m 的跨接杆可以无摩擦地沿水平的平行导轨滑行,两轨间宽为L ,导轨与电阻R 连接.放在竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B ,杆的初速度为v 0,试求杆到停下来所滑行的距离及电阻R 消耗的最大电能为多少? 【2 20L B mRv ;2 0mv 2 1】 4、两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L ,底端接阻值为R 的电阻。将质量为m 的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直,如图所示。除电阻R 外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放.则( ) A .释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g B .金属棒向下运动时,流过电阻R 的电流方向为a →b C .金属棒的速度为v 时.所受的安培力大小为22B L v F R D .电阻R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少 5、如图所示,固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d ,其右端接有阻值为R 的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B 的匀强磁场中。一质量为m (质量分布均匀)的导体杆ab 垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为u 。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F 作用下从静止开始沿导轨运动距离L 时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为r ,导轨电阻不计,重力加速度大小为g 。则此过程 ( ) A.杆的速度最大值为 B.流过电阻R 的电量为 C.恒力F 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量 D.恒力F 做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量

高中物理-电磁感应知识点汇总

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。 (3)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=BLvsinθ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。

电磁感应现象中的常见题型汇总(很全很细)---精华版

电磁感应现象的常见题型分析汇总(很全) 命题演变 “轨道+导棒”模型类试题命题的“基本道具”:导轨、金属棒、磁场,其变化点有: 1.图像 2.导轨 (1)轨道的形状:常见轨道的形状为U 形,还可以为圆形、三角形、三角函数图形等; (2)轨道的闭合性:轨道本身可以不闭合,也可闭合; (3)轨道电阻:不计、均匀分布或部分有电阻、串上外电阻; (4)轨道的放置:水平、竖直、倾斜放置等等. 理图像是一种形象直观的“语言”,它能很好地考查考生的推理能力和分析、解决问题的能力,下面我们一起来看一看图像在电磁感应中常见的几种应用。 一、反映感应电流强度随时间的变化规律 例1如图1—1,一宽40cm 的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里。一边长为20cm 的正方形导线框位于纸面内,以垂直于磁场边界的恒定 速度v=20cm/s 通过磁场区域,在运动过程中,线框有一边始 终与磁场区域的边界平行。取它刚进入磁场的时刻t=0,在图 1-2所示的下列图线中,正确反映感应电流强度随时间变化规 律的是( ) 分析与解 本题要求能正确分解线框的运动过程(包括部分进入、全部进入、部分离开、全部离开),分析运动过程中的电磁感应现象,确定感应电流的大小和方向。 线框在进入磁场的过程中,线框的右边作切割磁感线运动,产生感应电动势,从而在整个回路中产生感应电流,由于线框作匀速直线运动,其感应电流的大小是恒定的,由右手定则,可判断感应电流的方向是逆时针的,该过程的持续时间为t=(20/20)s=1s 。 线框全部进入磁场以后,左右两条边同时作切割磁感线运动,产生反向的感应电动势,相当于两个相同的电池反向连接,以致回路的总感应电动势为零,电流为零,该过程的时间也为1s 。而当线框部分离开磁场时,只有线框的左边作切割磁感线运动,感应电流的大小与部分进入时相同,但方向变为顺时针,历时也为1s 。正确答案:C ← → 图1—1 图1—2

“导体棒切割磁感线”题型与归类

“导体棒切割磁感线”问题的题型与归类 问题一:电磁感应现象中的图象 在电磁感应现象中,回路产生的感应电动势、感应电流及磁场对导线的作用力随时间的变化规律,也可用图象直观地表示出来.此问题可分为两类(1)由给定的电磁感应过程选出或画出相应的物理量的函数图像;(2)由给定的有关图像分析电磁感应过程,确定相关的物理量. 1.判断函数图象 如果是导体切割之动生电动势问题,通常由公式:E=BLv确定感应电动势的大小随时间的变化规律,由右手定则或楞次定律判断感应电流的方向;如果是感生电动势,则由法拉弟电磁感应定律确定E的大小,由楞次定律判断感应电流的方向。 题型1-1-1:例1、如图甲所示,由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd的电阻为R1,ab=bc=cd=da=l,现将线框以与ab垂直的速度v匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域,整个过程中ab、cd两边始终保持与边界平行.令线框的cd边刚与磁场左边界重合时t=O,电流沿abcda流动的方向为正. (1)在图乙中画出线框中感应电流随时间变化的图象. (2)在图丙中画出线框中a、b两点间电势差Uab随时间t变化的图象. 分析:本题是电磁感应知识与电路规律的综合应用,要求我们运用电磁感应中的楞次定律、法拉第电磁感应定律及画出等效电路图用电路规律来求解,是一种常见的题型。 解答:(1)令I0=Blv/R,画出的图像分为三段(如下图所示) t=0~l/v,i=-I0 t= l/v~2l/v,i=0 t=2l/v~3l/v,i=-I0 (2)令U ab=Blv,面出的图像分为三段(如上图所示)

小结:要求我们分析题中所描述的物理情景,了解已知和所求的,然后将整个过程分成几个小的阶段,每个阶段中物理量间的变化关系分析明确,最后规定正方向建立直角坐标系准确的画出图形 例2、如图所示,一个边长为a ,电阻为R 的等边三角形,在外力作用下以速度v 匀速的穿过宽度均为a 的两个匀强磁场,这两个磁场的磁感应强度大小均为B ,方向相反,线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直,取逆时针方向为电流的正方向,试通过计算,画出从图示位置开始,线框中产生的感应电流I 与沿运动方向的位移x 之间的函数图象 分析:本题研究电流随位移的变化规律,涉及到有效长度问题. 解答:线框进入第一个磁场时,切割磁感线的有效长度在均匀变化.在位移由0到a/2过程中,切割有效长度由0增到2 3a ;在位移由a/ 2到 a 的过程中,切割有效长度由23a 减到 0.在x=a/2时,,I=R avB 23,电流为正.线框穿越两磁场边界时,线框在两磁场中切割 磁感线产生的感应电动势相等且同向,切割的有效长度也在均匀变化.在位移由a 到3a/2 过程中,切割有效长度由O 增到23a 。 ;在位移由3a/2到2a 过程中,切割有效长度由 2 3a 减到0.在x=3a/2时,I=R avB 3电流为负.线框移出第二个磁场时的情况与进入第 一个磁场相似,I 一x 图象如右图所示. 1、长度相等、电阻均为r 的三根金属棒AB 、CD 、EF 用导线相连,如图所示,不考虑导线电阻,此装置匀速进入匀强磁场的过程(匀强磁场垂直纸面向里,宽度大于AE 间距离),AB 两端电势差u 随时间变化的图像可能是:( ) A C E

高二物理电磁感应测试题及答案

高二物理同步测试(5)—电磁感应 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分100分,考试用时60分钟. 第Ⅰ卷(选择题,共40分) 一、选择题(每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确 的,全部选对得4分,对而不全得2分。) 1.在电磁感应现象中,下列说法正确的是 () A.感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反 B.闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流 C.闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动,一定产生感应电流 D.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化 2. 为了利用海洋资源,海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测量 海水的流速.假设海洋某处的地磁场竖直分量为B=×10-4T,水流是南北流向,如图将两个电极竖直插入此处海水中,且保持两电极的连线垂直水流方向.若 两极相距L=10m,与两电极相连的灵敏电压表的读数为U=2mV,则海水 的流速大小为() A.40 m/s B.4 m/s C. m/s D.4×10-3m/s 3.日光灯电路主要由镇流器、起动器和灯管组成,在日光灯正常工作的情况下,下列说法正确的是() A.灯管点燃后,起动器中两个触片是分离的 B.灯管点燃后,镇流器起降压和限流作用 C.镇流器在日光灯开始点燃时,为灯管提供瞬间高压 D.镇流器的作用是将交变电流变成直流电使用 4.如图所示,磁带录音机既可用作录音,也可用作放音,其主要部件为

可匀速行进的磁带a 和绕有线圈的磁头b ,不论是录音或放音过程,磁带或磁隙软铁会存在磁化现象,下面对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的说法,正确的是 ( ) A .放音的主要原理是电磁感应,录音的主要原理是电流的磁效应 B .录音的主要原理是电磁感应,放音的主要原理是电流的磁效应 C .放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用 D .放音和录音的主要原理都是电磁感应 5.两圆环A 、B 置于同一水平面上,其中A 为均匀带电绝缘环,B 为导 体环,当A 以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时,B 中产生如图所示方向的感应电流。则( ) A .A 可能带正电且转速减小 B .A 可能带正电且转速增大 C .A 可能带负电且转速减小 D .A 可能带负电且转速增大 6.为了测出自感线圈的直流电阻,可采用如图所示的电路。在测量完毕后将电路解体时应该( ) A .首先断开开关S 1 B .首先断开开关S 2 C .首先拆除电源 D .首先拆除安培表 7.如图所示,圆形线圈垂直放在匀强磁场里,第1秒内磁场方向指向纸里,如图(b ).若磁感应强度大小随时间变化的关系如图(a ),那么,下面关于线圈中感应电流的说法正确的是 ( ) A .在第1秒内感应电流增大,电流方向为逆时针 B .在第2秒内感应电流大小不变,电流方向为顺时针 C .在第3秒内感应电流减小,电流方向为顺时针 D .在第4秒内感应电流大小不变,电流方向为顺时针 8.如图所示,xoy 坐标系第一象限有垂直纸面向外的匀强磁 场,第 x y o a b

(完整版)高中物理电磁感应习题及答案解析

高中物理总复习 —电磁感应 本卷共150分,一卷40分,二卷110分,限时120分钟。请各位同学认真答题,本卷后附答案及解析。 一、不定项选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的不得分. 1.图12-2,甲、乙两图为与匀强磁场垂直放置的两个金属框架,乙图除了一个电阻为零、自感系数为L的线圈外,其他部分与甲图都相同,导体AB以相同的加速度向右做匀加速直线运动。若位移相同,则() A.甲图中外力做功多B.两图中外力做功相同 C.乙图中外力做功多D.无法判断 2.图12-1,平行导轨间距为d,一端跨接一电阻为R,匀强磁场磁感强度为B,方向与导轨所在平面垂直。一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置,金属棒与导轨的电阻不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时,通过电阻R的电流强度是() A. Bdv R B.sin Bdv R θ C.cos Bdv R θ D. sin Bdv Rθ 3.图12-3,在光滑水平面上的直线MN左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场,右侧是无磁场空间。将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度v向右完全拉出匀强磁场。已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是1:2.则拉出过程中下列说法中正确的是()A.所用拉力大小之比为2:1 R v a b θ d 图12-1 M v B

B .通过导线某一横截面的电荷量之比是1:1 C .拉力做功之比是1:4 D .线框中产生的电热之比为1:2 4. 图12-5,条形磁铁用细线悬挂在O 点。O 点正下方固定一个水平放置的铝线圈。让磁铁在竖直面内摆动,下列说法中正确的是 ( ) A .在磁铁摆动一个周期内,线圈内感应电流的方向改变2次 B .磁铁始终受到感应电流磁铁的斥力作用 C .磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力 D .磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力 5. 两相同的白炽灯L 1和L 2,接到如图12-4的电路中,灯L 1与电容器串联,灯L 2与电感线圈串联,当a 、b 处接电压最大值为U m 、频率为f 的正弦交流电源时,两灯都发光,且亮度相同。更换一个新的正弦交流电源后,灯L 1的亮度大于大于灯L 2的亮度。新电源的电压最大值和频率可能是 ( ) A .最大值仍为U m ,而频率大于f B .最大值仍为U m ,而频率小于f C .最大值大于U m ,而频率仍为f D .最大值小于U m ,而频率仍为f 6.一飞机,在北京上空做飞行表演.当它沿西向东方向做飞行表演时(图12-6),飞行员左右两机翼端点哪一点电势高( ) A .飞行员右侧机翼电势低,左侧高 B .飞行员右侧机翼电势高,左侧电势低 C .两机翼电势一样高 D .条件不具备,无法判断 7.图12-7,设套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ,则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)应是( ) A .有顺时针方向的感应电流 B .有逆时针方向的感应电流 C .有先逆时针后顺时针方向的感应电流 D .无感应电流 8.图12-8,a 、b 是同种材料的等长导体棒,静止于水平面内的足够长的光滑平行导轨上,b 棒的质量是a 棒的两倍。匀强磁场竖直向下。若给a 棒以4.5J 的初动能,使之向左运动,不 L 1 L 2 图12-4 v 0 a b 图12-8 图12-6 S N O 图12-5 图12-7

电磁感应典型题型归类

电磁感应期中复习材料 知识结构: 常见题型 一、磁通量 【例1】如图所示,两个同心放置的共面单匝金属环a和b,一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直放置.设穿过圆环a 的磁通量为Φa ,穿过圆环b 的磁通量为Φb ,已知两圆环的横截面积分别为S a 和Sb,且S a Φb C.Φa<Φb ? D.无法确定 二、电磁感应现象 【例2】图为“研究电磁感应现象”的实验装置. (1)将图中所缺的导线补接完整. (2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上电键后( ) A.将原线圈迅速插入副线圈时,电流计指针向右偏转一下 B.将原线圈插入副线圈后,电流计指针一直偏在零点右侧 C.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电流计指针向右偏转一下 D.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电流计指针向左偏转一下 三、感应电流产生的条件 (1)文字概念性 【例3】关于感应电流,下列说法中正确的是( ) A.只要闭合电路里有磁通量,闭合电路里就有感应电流 B .穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生 C .线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框也没有感应电流 电磁感应产生的条件 感应电流的方向判定 感应电动势的大小 回路中的磁通量变化 楞次定律 法拉第电磁感应定律E=ΔΦ/Δt 电磁感应的实际应用:自感现象(自感系数L ),涡流 特殊情况:导体切 割磁感线E=BLV 特殊情况:右手定则

D.只要电路的一部分切割磁感线运动电路中就一定有感应电流 (2)图象分析性 【例4】金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图6所示的运动,线圈中有感应电流的是: 【例5】如图所示,在条形磁铁的外面套着一个闭合弹簧线圈,若把线圈四周 向外拉,使线圈包围的面积变大,这时: A、线圈中有感应电流 B、线圈中无感应电流 C、穿过线圈的磁通量增大 D、穿过线圈的磁通量减小 二、感应电流的方向 1、楞次定律 【例6】在电磁感应现象中,下列说法中正确的是( ) A.感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反 B.闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流 C.闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动时一定能产生感应电流 D.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化 【例7】如图,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈 中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到 的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是( ) A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左 B.F N先大于mg后小于mg,运动趋势向左 C.F N先大于mg后大于mg,运动趋势向右 D.F N先大于mg后小于mg,运动趋势向右 【例8】如图1所示,当变阻器R的滑动触头向右滑动时,流过电阻R′的电流方向是_______. 图1 图2图3 【例9】如图2所示,光滑固定导轨MN水平放置,两根导体棒PQ平行放在导轨上,形成闭合

高中物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷复习练习(Word版 含答案)

高中物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷复习练习(Word 版 含答案) 一、第十三章 电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优(难) 1.如图所示,三根相互平行的固定长直导线1L 、2L 和3L 垂直纸面如图放置,与坐标原点 分别位于边长为a 的正方形的四个点上, 1L 与2L 中的电流均为I ,方向均垂直于纸面向外, 3L 中的电流为2I ,方向垂直纸面向里(已知电流为I 的长直导线产生的磁场中,距导 线r 处的磁感应强度kI B r (其中k 为常数).某时刻有一质子(电量为e )正好沿与x 轴正方向成45°斜向上经过原点O ,速度大小为v ,则质子此时所受磁场力为( ) A .方向垂直纸面向里,大小为23kIve B .方向垂直纸面向外,大小为322kIve a C .方向垂直纸面向里,大小为32kIve a D .方向垂直纸面向外,大小为23kIve 【答案】B 【解析】 【详解】 根据安培定则,作出三根导线分别在O 点的磁场方向,如图: 由题意知,L 1在O 点产生的磁感应强度大小为B 1= kI a ,L 2在O 点产生的磁感应强度大小

为B2= 2 kI a ,L3在O点产生的磁感应强度大小为B3=2kI a ,先将B2正交分解,则沿x轴 负方向的分量为B2x= 2 kI a sin45°= 2 kI a ,同理沿y轴负方向的分量为 B2y= 2 kI a sin45°= 2 kI a ,故x轴方向的合磁感应强度为B x=B1+B2x= 3 2 kI a ,y轴方向的合磁感应强度为B y=B3?B2y= 3 2 kI a ,故最终的合磁感应强度的大小为22 32 2 x y kI B B B a ==, 方向为tanα=y x B B =1,则α=45°,如图: 故某时刻有一质子(电量为e)正好沿与x轴正方向成45°斜向上经过原点O,由左手定则 可知,洛伦兹力的方向为垂直纸面向外,大小为f=eBv= 32 2 kIve a ,故B正确; 故选B. 【点睛】 磁感应强度为矢量,合成时要用平行四边形定则,因此要正确根据安培定则判断导线周围磁场方向是解题的前提. 2.如图所示,匀强磁场中有一圆形闭合线圈,线圈平面与磁感线平行,能使线圈中产生感应电流的应是下述运动中的哪一种() A.线圈平面沿着与磁感线垂直的方向运动 B.线圈平面沿着与磁感线平行的方向运动 C.线圈绕着与磁场平行的直径ab旋转 D.线圈绕着与磁场垂直的直径cd旋转 【答案】D 【解析】

电磁感应中“单杆、双杆、线圈”问题归类例析

电磁感应中“单杆、双杆、线圈”问题归类例析 余姚八中陈新生 导体杆在磁场中运动切割磁感线产生电磁感应现象,是历年高考的一个热点问题。因此在高三复习阶段有必要对此类问题进行归类总结,使学生更好的掌握、理解它的内涵。通过研究各种题目,可以分类为“单杆、双杆、线圈”三类电磁感应的问题,最后要探讨的问题不外乎以下几种: 1、运动状态分析:稳定运动状态的性质(可能为静止、匀速运动、匀加速运动)、求出稳定状态下的速度或加速度、感应电流或安培力。 2、运动过程分析:分析运动过程中发生的位移或相对位移,运动时间、某状态的速度等 3、能量转化分析:分析运动过程中各力做功和能量转化的问题:如产生的电热、摩擦力做功等 4、求通过回路的电量 解题的方法、思路通常是首先进行受力分析和运动过程分析。然后运用动量守恒或动量定理以及能量守恒建立方程。按照不同的情景模型,现举例分析。 一、“单杆”切割磁感线型 1、杆与电阻连接组成回路 例1、如图所示,MN、PQ是间距为L的平行金属导轨,置于磁感强 度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中,M、P间接有一 阻值为R的电阻.一根与导轨接触良好、阻值为R/2的金属导线ab 垂直导轨放置 (1)若在外力作用下以速度v向右匀速滑动,试求ab两点间的电势 差。 (2)若无外力作用,以初速度v向右滑动,试求运动过程中产生的热量、通过ab电量以及ab发生的位移x。 例2、如右图所示,一平面框架与水平面成37°角,宽L=0.4 m, 上、下两端各有一个电阻R0=1 Ω,框架的其他部分电阻不计,框 架足够长.垂直于框平面的方向存在向上的匀强磁场,磁感应强度B =2T.ab为金属杆,其长度为L=0.4 m,质量m=0.8 kg,电阻r= 0.5Ω,棒与框架的动摩擦因数μ=0.5.由静止开始下滑,直到速度 达到最大的过程中,上端电阻R0产生的热量Q0=0.375J(已知 sin37°=0.6,cos37°=0.8;g取10m/s2)求: (1)杆ab的最大速度; (2)从开始到速度最大的过程中ab杆沿斜面下滑的距离;在该过程中通过ab的电荷量. 2、杆与电容器连接组成回路 例3、如图所示, 竖直放置的光滑平行金属导轨, 相距l , 导轨一端接有一个 电容器, 电容为C, 匀强磁场垂直纸面向里, 磁感应强度为B, 质量为m的金 属棒ab可紧贴导轨自由滑动.现让ab由静止下滑, 不考虑空气阻力, 也不考 虑任何部分的电阻和自感作用. 问金属棒的做什么运动?棒落地时的速度 为多大? 例4、光滑U型金属框架宽为L,足够长,其上放一质量为m 的金属棒ab,左端连接有一电容为C的电容器,现给棒一个初 速v0,使棒始终垂直框架并沿框架运动,如图所示。求导体棒

(完整版)电磁感应综合练习题(基本题型,含答案)

电磁感应综合练习题(基本题型) 一、选择题: 1.下面说法正确的是 ( ) A .自感电动势总是阻碍电路中原来电流增加 B .自感电动势总是阻碍电路中原来电流变化 C .电路中的电流越大,自感电动势越大 D .电路中的电流变化量越大,自感电动势越大 【答案】B 2.如图9-1所示,M 1N 1与M 2N 2是位于同一水平面内的两条平行金属导轨,导轨间距为L 磁感应强度为B 的匀强磁场与导轨所 在平面垂直,ab 与ef 为两根金属杆,与导轨垂直且可在导轨上滑 动,金属杆ab 上有一伏特表,除伏特表外,其他部分电阻可以不计,则下列说法正确的是 ( ) A .若ab 固定ef 以速度v 滑动时,伏特表读数为BLv B .若ab 固定ef 以速度v 滑动时,ef 两点间电压为零 C .当两杆以相同的速度v 同向滑动时,伏特表读数为零 D .当两杆以相同的速度v 同向滑动时,伏特表读数为2BLv 【答案】AC 3.如图9-2所示,匀强磁场存在于虚线框内,矩形线圈竖直下落。 如果线圈中受到的磁场力总小于其重力,则它在1、2、3、4位置 时的加速度关系为 ( ) A .a 1>a 2>a 3>a 4 B .a 1 = a 2 = a 3 = a 4 C .a 1 = a 2>a 3>a 4 D .a 4 = a 2>a 3>a 1 【答案】C 4.如图9-3所示,通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环,铜环平面与螺线管截面平行,当电键S 接通一瞬间,两铜环的运动情况是( ) A .同时向两侧推开 B .同时向螺线管靠拢 C .一个被推开,一个被吸引,但因电源正负极未知,无法具体判断 D .同时被推开或同时向螺线管靠拢,但因电源正负极未知,无法具体判断 【答案】 A 图9-2 图9-3 图9-4 图9-1

高中物理第二章 电磁感应与电磁场单元测试题及解析

第二章电磁感应与电磁场章末综合检测 (时间:90分钟;满分100分) 一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确) 1.下列过程中一定能产生感应电流的是( ) A.导体和磁场做相对运动 B.导体一部分在磁场中做切割磁感线运动 C.闭合导体静止不动,磁场相对导体运动 D.闭合导体内磁通量发生变化 2.关于磁通量的概念,下列说法中正确的是( ) A.磁感应强度越大,穿过闭合回路的磁通量也越大 B.磁感应强度越大,线圈面积越大,穿过闭合回路的磁通量也越大 C.穿过线圈的磁通量为零时,磁感应强度不一定为零 D.磁通量发生变化时,磁感应强度一定发生变化 3.如图2-3,半径为R的圆形线圈和矩形线圈abcd在同一平面内,且在矩形线圈内有变化的磁场,则( ) 图2-3 A.圆形线圈有感应电流,矩形线圈无感应电流 B.圆形线圈无感应电流,矩形线圈有感应电流 C.圆形线圈和矩形线圈都有感应电流 D.圆形线圈和矩形线圈都无感应电流 4.以下叙述不正确的是( ) A.任何电磁波在真空中的传播速度都等于光速 B.电磁波是横波 C.电磁波可以脱离“波源”而独自存在 D.任何变化的磁场都可以产生电磁波 5.德国《世界报》曾报道过个别西方发达国家正在研制电磁脉冲波武器——电磁炸弹.若一枚原始脉冲波功率10 kW、频率5千兆赫的电磁炸弹在不到100 m的高空爆炸,它将使方圆400 m2~500 m2地面范围内电场达到每米数千伏,使得电网设备、通信设施和计算机中的硬盘与软盘均遭到破坏.电磁炸弹有如此破坏力的主要原因是( ) A.电磁脉冲引起的电磁感应现象 B.电磁脉冲产生的动能 C.电磁脉冲产生的高温 D.电磁脉冲产生的强光 6.在图2-4中,理想变压器的原副线圈的匝数比为n1∶n2=2∶1,A、B为完全相同的灯泡,电源电压为U,则B灯两端的电压有( ) 图2-4 A.U/2 B.2U

高三物理电磁感应知识点

届高三物理电磁感应知识点 物理二字出现在中文中,是取格物致理四字的简称,即考察事物的形态和变化,总结研究它们的规律的意思。小编准备了高三物理电磁感应知识点,具体请看以下内容。 1.电磁感应现象 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。 (3)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。 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=n/t

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