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电磁感应典型例题集锦

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【例题1】图为地磁场磁感线的示意图,在北半球的地

磁场的竖直分量向下,飞机在我国的上空匀速航行,机翼保

持水平,飞行高度不变。由于地磁场的作用,金属机翼上有

电势差,设飞行员左方机翼末端处的电势为U1,右方机翼末

端的电势为U2。

A.若飞机从西向东飞,U1比U2高

B.若飞机从东向西飞,U2比U1高

C.若飞机从南往北飞,U1比U2高

D.若飞机从北往南飞,U2比U1高

【例题2】如图所示,通电直导线右边有一个矩形线框,线框平面与直导线共面,若使线框逐渐远离(平动)通电导线,则穿过线框的磁通量将:

A.逐渐增大

B.逐渐减小

C.保持不变

D.不能确定

【例题3】如边长为0.2m的正方形导线框abcd斜靠在墙上,线框平面与地面成30°角,该区域有一水平向右的匀强磁场,磁感应强度为0.5T,如图所示。因受振动线框在0.1s内滑跌至地面,这过程中线框里产生的感应电动势的平均值为_____。

【例题4】关于自感现象,下列说法中正确的是:

A.对于同一线圈,当电流变化越大时,线圈中产生的自感电动势也越大

B.对于同一线圈,当电流变化越快时,其自感系数也越大

C.线圈中产生的自感电动势越大,则其自感系数一定较大

D.感应电流有可能和原电流的方向相同

【例题5】用力拉导线框使导线框匀速离开磁场这一过程如图所示,下列说法正确的是:

A.线框电阻越大,所用拉力越小

B.拉力做的功减去磁场力所做的功等于线框产生的热量

C.拉力做的功等于线框的动能

D.对同一线框,快拉与慢拉所做的功相同,线框产生的热量也相同

【例题6】如右图所示,线圈由A位置开始下落,在磁场中受到的磁场力如果总小于它的重力,则它在A、B、C、D四个位置(B、D位置恰好线圈有一半在磁场中)时,加速度关系为:

A. a A>a B>a C>a D

B. a A=a C>a B>a D

C. a A=a C>a D>a B

D. a A=a C>a B=a D

【例题7】如图所示,槽中有两铜棒,左侧液面下有5.6×10-3g Fe,溶液为足量的CuSO4。两铜棒上分别由两导线接在导轨ab两端,导轨足够长,导轨ac、eg两段光滑且有垂直向里的大小为2T的磁场。ce间无磁场但粗糙,长为2m,且μ=0.9。导轨宽1m,导轨上有质量为1kg的静止金属棒MN,电阻为2Ω。设开关闭合时开始反应,反应时电流恒定,且MN到达c点时Fe 正好反应完且此时MN已匀速运动一段时间,当MN到达c点时,打开开关,到ef时又闭合开关,从ef开始经2s MN静止。求最后池中右侧铜棒的质量增加了多少?

【例题8】有一种磁性加热装置,其关键部分由焊接在两个等大的金属圆环上的n根间距相等的平行金属条组成,成“鼠笼”状。如图所示,每根金属条的长度为L,电阻为R,金属环的直径为D,电阻不计,图中虚线所示的空间范围内存在着磁感强度为B的匀强磁场,磁场的宽度恰好等于“鼠笼”金属条的间距。当金属环以角速度ω绕两圆环的圆心的轴OO'旋转时,始终有一根金属条在垂直切割磁感线。“鼠笼”的转动由一台电动机带动,这套设备的效率为η,求电动机输出的机械功率。

【例题9】如图所示,闭合的单匝线圈在匀强磁场中以角速度ω绕中心轴OO'逆时针匀速转动。已知:线圈边长ab=cd=L1=0.20 m,bc=da=L2=0.10m,线圈的电阻R=0.050Ω,角速度ω=300 rad/s; 匀强磁场的磁感应强度B=0。50 T,方向与转轴OO'垂直,规定当线圈平面与B垂直,并且ab边在纸面(即过OO'轴平行于B的平面)前时开始计算线圈的转角θ。

(1)当θ=ωt=30°时线圈中感应电动势的大小,方向如何?线圈所受的磁力矩的大小、方向如何?

(2) 这时作用在线圈上的安培力的即时功率等于多少?

(3) 要维持线圈做匀速转动,除磁力矩外还必须另有外力矩M外作用在线圈上。写出M外随时间t变化的关系式,并以t为横坐标,M外为纵坐标,画出M 外随时间t变化的图线。

【例题10】对楞次定律的理解下面说法中不正确的是:

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”是指阻碍原磁场的变化,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

【例题】如图所示,固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd,各边长为l,其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝,其余三边均为电阻可忽略的铜线。磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。现有一与ab段的材料、粗细、长度都相同的电阻丝PQ架在导体框上,如图所示,PQ以恒定速度υ从ad滑向bc,l的距离时,通过aP段电阻丝的电流多大?方向如何?

当滑过1

3

【例题12】如图所示,竖直放置的长直导线通以恒定电流,

有一矩形线框与导线在同一平面。在下列情况中线圈产生感应电

流的是:

A.导线中电流变大

B.线框向右平动

C.线框向下平动

D.线框以ab边为轴转动

E.线框以直导线为轴转动

【例题13】如图所示,R1=R2=R3=R4=10Ω,E=12V,内阻不计。ab 是一根裸导线,两端套在两根延伸在匀强磁场中的裸导线上。磁场的磁感应强度B=0.5 T,ab长L=0.5 m,电阻不计,可以自由滑动。

(1)当S断开时,求电流表和电压表示数。

(2)当S闭合的瞬间,ab被卡住不动,求电流表和电压表的示数,以及ab 所受的磁场力。

(3)当ab自由滑动后,它将向什么方向运动?电流表和电压表的示数如何变化?请做定性说明。

(4)当电压表示数逐渐接近12 V时,电流表的示数将怎样?ab的速度最后将趋向多大?

(5)限制ab的速度在16 m/s,求电压表和电流表的示数。

【例题14】关于闭合电路中感应电动势的大小,以下说法中正确的是:

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感强度成正比

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通量的变化量成正比

【例题15】如图所示,水平面内固定一无电阻的光滑金属U形导轨,轨距50 cm,金属线ab的质量m=0.1kg,电阻r=0.02Ω,垂直横跨导轨,一只电阻R=0.08Ω,在导轨处加竖直向下B=0.2T的匀强磁场,用水平恒力F=

0.1 N拉ab向右匀速平移,则ab运动速度为①;电路中消耗的电功率是

②;若突然撤去外力,在此之后,R上还能产生③热量。

【例题16】关于磁通量的概念,以下说法正确的是:

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,磁通密度也一定发生变化

【例题17】如图所示,a、b是两个相同的小灯泡。灯泡电阻为r,r>R。L是一个自感系数相当大的线圈,它的电阻跟R相等。由于自感现象,开关S 接通和断开时,下列说法中正确的是:

A.开关接通时,看到a先亮,b后亮

B.开关接通时,I a=I b

C.开关断开时,看到b先暗,a先亮一下再暗

D.开关断开时,I a=I b

【例题18】如图所示电路,电感线圈L的自感系数足够大,其直流电阻忽略不计A、B是两个完全相同的灯泡,当开关S闭合瞬间看到的实验现象是①;当开关S断开的瞬间看到的实验现象是②。

【例题19】图a中abcd为一边长为l、具有质量的刚性导线框,位于水平面内。bc边中串接有电阻R,导线的电阻不计。虚线表示一匀强磁场区域的边界,它与线框的ab边平行。磁场区域的宽度为2l,磁感强度为B,方向竖直向下。线框沿光滑水平面运动,直到通过磁场区域。已知ab边刚进入磁场时,线框便变为匀速运动,此时通过电阻R的电流的大小为i0。试把i —x的坐标定性画出:从导线框刚进入磁场到完全离开磁场的过程中,流过电阻R的电流i大小随ab边的位置坐标x变化的曲线。

【例题20】水平置于磁感应强度为B的匀强磁场中的光滑导轨,MN段宽L1,NP段宽L2,导体棒ab质量为m1,在MN段上,导体棒cd质量为m2,静止在导轨NP段上,两棒相互平行且垂直于导轨,如图所示。今ab以速度υ1向cd棒方向运动,且在速度达到稳定之前一直在MN段上运动。求ab棒在此运动过程中,通过该导体棒的电荷量是多少?(导体棒和框架导轨阻值忽略不计)

【例题21】如图所示电路中,L是自感系数足够大的线圈,它的电阻可忽略不计,D1和D2是两个完全相同的小灯泡。将开关S闭合,待灯泡亮度稳定后,

再将开关S断开,则下列说法中正确的是:

A.S闭合瞬间,两灯同时亮,以后D1熄灭,D2变亮

B.S闭合瞬间,D1先亮,D2后亮,最后两灯亮度一样

C.S断开时,两灯都亮一下再慢慢熄灭

D.S断开时,D2立即熄灭,D1亮一下再慢慢熄灭

【例题22】边长为0.2m的正方形线框,垂直于磁场方向放置,磁感应强度B=0.2T,如图所示,此时穿过线框的磁通量Φ1=①Wb。若将线框以一边为轴转过60°,则线框的磁通量Φ2=②Wb,若将线框一边为轴从图示位置转过180°,则穿过线框的磁通量的变化量的大小ΔΦ= ③Wb。

【例题23】导线abc放在匀强磁场中,如图所示。已知ab=bc=10cm,磁感应强度B=0.2T,α=37°。当导线以v=5m/s的速度垂直bc向上运动时,abc导线中的感应电动势E=_____V。当导线以v=5m/s的速度平行ab向右运动时,abc导线中的感应电动势E=_____V。

【例题24】如图所示,一宽40 cm的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里。一边长为20 cm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,在下列图线中,正确反映感应电流随时间变化规律的是:

【例题25】如图所示,一水平放置的圆形通电线圈Ⅰ固定,

有另一个较小的线圈Ⅱ从正上方下落。在下落过程中线圈Ⅱ的平面保持与线圈Ⅰ的平面平行且两圆心同在一竖直线上,则线圈Ⅱ从正上方下落到穿过线圈Ⅰ直至在下方运动的过程中,从上往下看线圈Ⅱ:

A.无感应电流

B.有顺时针方向的感应电流

C.有先顺时针后逆时针的感应电流

D.有先逆时针后顺时针的感应电流

【例题26】两金属杆ab和cd长均为l,电阻均为R,质量分别为M和m,M>m。用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧。两金属杆都处在水平位置,如图所示。整个装置处在一与回路平面相垂直的匀强磁场中,磁感强度为B。若金属杆ab正好匀速向下运动,求运动的速度。(全国)

【例题27】恒定的匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈,线圈平面垂直于磁场方向,当线圈在此磁场中做下列哪种运动时,线圈中能产生感应电流:

A.线圈沿自身所在的平面做匀速运动

B.线圈沿自身所在的平面做加速运动

C.线圈绕任意一条直径做匀速转动

D.线圈绕任意一条直径做变速运动

【例题28】一平面线圈用细杆悬于P点。开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。已知线圈平面始终与纸面垂直。当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时,顺着磁场的方向看去,线圈中感应电流的方向分别为:

A.逆时针方向逆时针方向

B.逆时针方向顺时针方向

C.顺时针方向顺时针方向

D.顺时针方向逆时针方向

【例题29】在图中有4个日光灯的接线图,图中S为起辉器,L为镇流器,

其中正确的是:

【例题30】如图所示,AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨,两导轨间的距离为L,导轨平面与水平面的夹角是θ。在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场,磁感应强度为B。在导轨的AC端连接一个阻值为R的电阻,一根垂直于导轨放置的金属棒ab,质量为m,从静止开始沿导轨下滑。求ab棒的最大速度,要求画出ab棒的受力图。已知ab与导轨间的滑动摩擦因数μ,导轨和金属棒的电阻都不计。

2010高中物理易错题分析集锦——11电磁感应

第11单元电磁感应 [内容和方法] 本单元内容包括电磁感应现象、自感现象、感应电动势、磁通量的变化率等基本概念,以及法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则等规律。 本单元涉及到的基本方法,要求能够从空间想象的角度理解法拉第电磁感应定律。用画图的方法将题目中所叙述的电磁感应现象表示出来。能够将电磁感应现象的实际问题抽象成直流电路的问题;能够用能量转化和守恒的观点分析解决电磁感应问题;会用图象表示电磁感应的物理过程,也能够识别电磁感应问题的图像。 [例题分析] 在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:概念理解不准确;空间想象出现错误;运用楞次定量和法拉第电磁感应定律时,操作步骤不规范;不会运用图像法来研究处理,综合运用电路知识时将等效电路图画错。 例1在图11-1中,CDEF为闭合线圈,AB为电阻丝。当滑动变阻器的滑动头向下滑动时,线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时,电源的哪一端是正极? 【错解分析】错解:当变阻器的滑动头在最上端时,电阻丝AB因被短路而无电流通过。由此可知,滑动头下移时,流过AB中的电流是增加的。当线圈CDEF中的电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时,由楞次定律可知AB中逐渐增加的电流在G处产生的磁感强度的方向是“×”,再由右手定则可知,AB中的电流方向是从A流向B,从而判定电源的上端为正极。 楞次定律中“感生电流的磁场总是要阻碍引起感生电流的磁通量的变化”,所述的“磁通量”是指穿过线圈内部磁感线的条数,因此判断感应电流方向的位置一般应该选在线圈的内部。 【正确解答】 当线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时,它在线圈内部产生磁感强度方向应是“×”,AB中增强的电流在线圈内部产生的磁感强度方向是“·”,所以,AB中电流的方向是由B流向A,故电源的下端为正极。 【小结】 同学们往往认为力学中有确定研究对象的问题,忽略了电学中也有选择研究对象的问题。学习中应该注意这些研究方法上的共同点。 例2长为a宽为b的矩形线圈,在磁感强度为B的匀强磁场中垂直于磁场的OO′轴以恒定的角速度ω旋转,设t= 0时,线圈平面与磁场方向平行,则此时的磁通量和磁通量的变化率分别是[ ]

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

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

电磁感应典型例题和练习

电磁感应 课标导航 课程容标准: 1.收集资料,了解电磁感应现象的发现过程,体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。 2.通过实验,理解感应电流的产生条件,举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。 3.通过探究,理解楞次定律。理解法拉第电磁感应定律。 4.通过实验,了解自感现象和涡流现象。举例说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用。 复习导航 本章容是两年来高考的重点和热点,所占分值比重较大,复习时注意把握: 1.磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的区别与联系。 2.楞次定律的应用和右手定则的应用,理解楞次定律中“阻碍”的具体含义。 3.感应电动势的定量计算,以及与电磁感应现象相联系的电路计算题(如电流、电压、功 率等问题)。 4.滑轨类问题是电磁感应的综合问题,涉及力与运动、静电场、电路结构、磁场及能量、 动量等知识、要花大力气重点复习。 5.电磁感应中图像分析、要理解E-t、I-t等图像的物理意义和应用。 第1课时电磁感应现象、楞次定律 1、高考解读 真题品析 知识:安培力的大小与方向 例1. (09年物理)13.如图,金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上,在ef右侧存在有界匀强磁场B,磁场方向垂直导轨平面向下,在ef左侧的无磁场区域cdef有一半径很小的金属圆环L,圆环与导轨在同一平面当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后,圆环L有__________(填收缩、扩)趋势,圆环产生的感应电流_______________(填变大、变小、不变)。 解析:由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动,则abcd回路中产生逆时针方向的感应电

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

电磁感应典型例题和练习进步

电磁感应 课标导航 课程内容标准: 1.收集资料,了解电磁感应现象的发现过程,体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。 2.通过实验,理解感应电流的产生条件,举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。 3.通过探究,理解楞次定律。理解法拉第电磁感应定律。 4.通过实验,了解自感现象和涡流现象。举例说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用。 复习导航 本章内容是两年来高考的重点和热点,所占分值比重较大,复习时注意把握: 1.磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的区别与联系。 2.楞次定律的应用和右手定则的应用,理解楞次定律中“阻碍”的具体含义。 3.感应电动势的定量计算,以及与电磁感应现象相联系的电路计算题(如电流、电压、功 率等问题)。 4.滑轨类问题是电磁感应的综合问题,涉及力与运动、静电场、电路结构、磁场及能量、 动量等知识、要花大力气重点复习。 5.电磁感应中图像分析、要理解E-t、I-t等图像的物理意义和应用。 第1课时电磁感应现象、楞次定律 1、高考解读 真题品析

知识:安培力的大小与方向 例1. (09年上海物理)13.如图,金属棒ab置于水平 放置的U形光滑导轨上,在ef右侧存在有界匀强磁场B, 磁场方向垂直导轨平面向下,在ef左侧的无磁场区域cdef 内有一半径很小的金属圆环L,圆环与导轨在同一平面内当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后,圆环L有__________(填收缩、扩张)趋势,圆环内产生的感应电流_______________(填变大、变小、不变)。 解析:由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动,则abcd回路中产生逆时针方向的感应电流,则在圆环处产生垂直于只面向外的磁场,随着金属棒向右加速运动,圆环的磁通量将增大,依据楞次定律可知,圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量将增大;又由于金属棒向右运动的加速度减小,单位时间内磁通量的变化率减小,所以在圆环中产生的感应电流不断减小。 答案:收缩,变小 点评:深刻领会楞次定律的内涵 热点关注 知识:电磁感应中的感应再感应问题 例8、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,当PQ在外力作用下运动时,MN在磁场力作用下向右运动. 则PQ所做的运动可能是 A.向右匀速运动 B.向右加速运动 C.向左加速运动 D.向左减速运动

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

2018年高考物理试题分类解析电磁感应

2018年高考物理试题分类解析:电磁感应 全国1卷 17.如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中心,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,O M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. 5 4 B. 3 2 C. 7 4 D.2 【解析】在过程Ⅰ中 R r B R t R E t I q 2 __4 1 π ? = ?Φ = = =,在过程Ⅱ中 2 2 1 ) ' (r B B R q π ? - = ?Φ =二者相等,解得 B B ' = 3 2 。 【答案】17.B 全国1卷 19.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 【解析】A .开关闭合后的瞬间,铁芯内磁通量向右并增加,根据楞次定律,左线圈感应电流方向在直导线从南向北,其磁场在其上方向里,所以小磁针的N 极朝垂直纸面向里的方向转动,A 正确; B 、 C 直导线无电流,小磁针恢复图中方向。 D .开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,电流方向与A 相反,小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向转动,D 正确。 【答案】19.AD 全国2卷 18.如图,在同一平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域, 区域宽度均为l ,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。一边长为 3 2 l 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动,线框中感应电流i 随时间t 变化的正确图线可能是 【解析】如图情况下,电流方向为顺时针,当前边在向里的磁场时,电流方向为逆时针,但因为两导体棒之间距离为磁场宽度的 2 3 倍,所以有一段时间两个导体棒都在同一方向的磁场中,感应电流方向相反,总电流为0,所以选D. 【答案】18.D 全国3卷 20.如图(a ),在同一平面内固定有一长直导线PQ 和一导线框R ,R 在PQ 的右侧。导线 PQ 中通有正弦交流电流i ,i 的变化如图(b )所示,规定从Q 到P 为电流的正方向。导线框R 中的感应电动势

电磁感应综合问题(解析版)

构建知识网络: 考情分析: 楞次定律、法拉第电磁感应定律是电磁学部分的重点,也是高考的重要考点。高考常以选择题的形式考查电磁感应中的图像问题和能量转化问题,以计算题形式考查导体棒、导线框在磁场中的运动、电路知识的相关应用、牛顿运动定律和能量守恒定律在导体运动过程中的应用等。备考时我们需要重点关注,特别是导体棒的运动过程分析和能量转化分析。 重点知识梳理: 一、感应电流 1.产生条件???? ? 闭合电路的部分导体在磁场内做切割磁感线运动 穿过闭合电路的磁通量发生变化 2.方向判断? ???? 右手定则:常用于切割类 楞次定律:常用于闭合电路磁通量变化类 3.“阻碍”的表现???? ? 阻碍磁通量的变化增反减同阻碍物体间的相对运动来拒去留 阻碍原电流的变化自感现象 二、电动势大小的计算

三、电磁感应问题中安培力、电荷量、热量的计算 1.导体切割磁感线运动,导体棒中有感应电流,受安培力作用,根据E =Blv ,I =E R ,F =BIl ,可得F =B 2l 2v /R . 2.闭合电路中磁通量发生变化产生感应电动势,电荷量的计算方法是根据E =ΔΦΔt ,I =E R ,q = I Δt 则q =ΔΦ/R ,若线圈匝数为n ,则q =nΔΦ/R . 3.电磁感应电路中产生的焦耳热,当电路中电流恒定时,可以用焦耳定律计算,当电路中电流发生变化时,则应用功能关系或能量守恒定律计算. 四、自感现象与涡流 自感电动势与导体中的电流变化率成正比,比例系数称为导体的自感系数L 。线圈的自感系数L 与线圈的形状、长短、匝数等因数有关系。线圈的横截面积越大,匝数越多,它的自感系数就越大。带有铁芯的线圈其自感系数比没有铁芯的大得多。 【名师提醒】 典型例题剖析: 考点一:楞次定律和法拉第电磁感应定律 【典型例题1】 (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

最新高考物理二轮专题复习:电磁感应中“单、双棒”问题归类例析word版本

高考物理二轮专题复习:电磁感应中“单、双棒”问题归类例析 一、单棒问题: 1.单棒与电阻连接构成回路: 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 。 2、杆与电容器连接组成回路 例2、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, 电容量为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. 为多大? 3、杆与电源连接组成回路 例3、如图所示,长平行导轨PQ 、MN 光滑,相距5.0 l m ,处在同一水平面中,磁感应强度B =0.8T 的匀强磁场竖直向下穿过导轨面.横跨在导轨上的直导线ab 的质量m =0.1kg 、电阻R =0.8Ω,导轨电阻不计.导轨间通过开关S 将电动势E =1.5V 、内电阻r =0.2Ω的电池接在M 、P 两端,试计算分析: (1)在开关S 刚闭合的初始时刻,导线ab 的加速度多大?随后ab 的加速度、速度如何变化? (2)在闭合开关S 后,怎样才能使ab 以恒定的速度υ =7.5m/s 沿导轨向右运动?试描述这时电路中的能量转化情况(通过具体的数据计算说明). 二、双杆问题: 1、双杆所在轨道宽度相同——常用动量守恒求稳定速度 例4、两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为L 。导轨上面横放着两根导体棒ab 和cd ,构成矩形回路,如图所示.两根 导体棒的质量皆为m ,电阻皆为R ,回路中其余部分的电阻可不计.在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B .设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行.开始时,棒cd 静止,棒ab 有指向棒cd B v 0 L a d b

法拉第电磁感应定律知识点及例题

第3讲 法拉第电磁感应定律及其应用 一、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:穿过闭合电路的磁通量发生变化。 二、法拉第电磁感应定律 公式一: t n E ??=/φ 注意: 1)该式普遍适用于求平均感应电动势。 2)E 只与穿过电路的磁通量的变化率??φ/t 有关, 而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关。 公式t n E ??=φ 中涉及到磁通量的变化量?φ的计算, 对?φ的计算, 一般遇到有两种情况: 1)回路与磁场垂直的面积S 不变, 磁感应强度发生变化, 由??φ=BS , 此时S t B n E ??=, 此式中的 ??B t 叫磁感应强度的变化率, 若 ??B t 是恒定的, 即磁场变化是均匀的, 那么产生的感应电动势是恒定电动势。 2)磁感应强度B 不变, 回路与磁场垂直的面积发生变化, 则??φ=B S ·, 线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属这种情况。 严格区别磁通量φ, 磁通量的变化量?φB 磁通量的变化率 ??φ t , 磁通量φ=B S ·, 表示穿过研究平面的磁感线的条数, 磁通量的变化量?φφφ=-21, 表示磁通量变化的多少, 磁通量的变化率??φ t 表示磁通量变化的快慢, 公式二: θsin Blv E = 要注意: 1)该式通常用于导体切割磁感线时 , 且导线与磁感线互相垂直(l B )。 2)θ为v 与B 的夹角。l 为导体切割磁感线的有效长度(即l 为导体实际长度在垂直于B 方向上的投影)。 公式Blv E =一般用于导体各部分切割磁感线的速度相同, 对有些导体各部分切割磁感线的速度不相同的情况, 如何求感应电动势? 如图1所示, 一长为l 的导体杆AC 绕A 点在纸面内以角速度ω匀速转动, 转动的区域的有垂直纸面向里的匀强磁场, 磁感应强度为B , 求AC 产生的感应电动势, 显然, AC 各部分切割磁感线的速度不相等, v v l A C ==0,ω, 且AC 上各点的线速度大小与半径成 正比, 所以AC 切割的速度可用其平均切割速v v v v l A C C =+== 222ω, 故2 21l B E ω=。 ω2 2 1BL E = ——当长为L 的导线,以其一端为轴,在垂直匀强磁场B 的平面内,以角速度ω匀速转动时,其两端感应电动势为E 。 公式三:ω···S B n E m =——面积为S 的纸圈,共n 匝,在匀强磁场B 中,以角速度ω匀速转坳,其转轴与磁

电磁感应综合练习题1

高二物理(理班)电磁感应的八种典型案例 【案例1】感应电动势的计算 (1)导体棒平动切割磁感线产生的感应电动势 练习1.如图所示,导轨与电流表相连,导轨的宽度为d,处于向里的大小为B的匀强磁场中,一根导线沿着导轨以速度v向右运动,求导线上产生的感应电动势. (2)导体棒转动产生的感应电动势 练习2.若导体棒半径为r,处于匀强磁场B中,以角速度ω匀速转动,则导线产生的感应电动势的大小是多少? (3)磁场变化产生的感生电动势 练习3.正方形线框边长为L、质量为m、电阻为R,线框的上半部 处于匀强磁场中,磁场的磁感应强度按B=kt的规律均匀增强,细 线能承受的最大拉力为T=2mg,从t=0起经多少时间绳被拉断? 【案例2】感应电流大小计算问题 练习4.由两个同种材料,同样粗细的导线制成圆环a、b已知其半径之比为2:1,在B中充满了匀强磁场,当匀强磁场随着时间均匀变化时,圆环a、b的感应电流之比为多少?

【案例3】阻碍“磁通量的变化” 练习5.判定下列各种情况下灯泡中是否有感应电流,若有则写明在ab 处感应电流的方向 (1)导体棒匀速向右运动 ( (2)导体棒匀加速向右运动 ( (3 )导体棒匀减速向右运动 ( (4)导体棒匀减速向左运动 ( 练习6. (1)当线圈a 中有电流,电流方向为逆时针且大小均匀增加时,线圈b 中的感应电流方向应为( )。 (2)若线圈b 中有电流,电流方向为逆时针且大小均匀增加时,线 圈a 中的感应电流方向应为( )。 【案例4】阻碍导体的相对运动——“跟着走” 练习7.线圈A 闭合,线圈B 开口,当条形磁铁插入线圈的过程中,线圈A 、 B 如何运动? 【案例5】电磁感应的能量问题 练习8.如图所示,导体棒向右匀速运动切割磁感线,已知匀 强磁场为B ,轨道宽度为L ,切割速度为v ,外电阻为R ,导体棒的电阻为R ’,求:安培力及t 时间内所做的功。

完整版电磁感应综合典型例题

电磁感应综合典型例题 【例11电阻为R的矩形线框abed,边长ab=L, ad=h,质量为m 自某一高度自由落下,通过一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁 场区域的宽度为h,如图所示,若线框恰好以恒定速度通过磁场,线 框中产生的焦耳热是 _________ ?(不考虑空气阻力) 【分析】线框通过磁场的过程中,动能不变。根据能的转化和守恒,重力对线框所做的功全部转化为线框中感应电流的电能,最后又全部转化为焦耳热?所以,线框通过磁场过程中产生的焦耳热为 Q=W=mg- 2h=2mgh 【解答1 2mgh

【说明】本题也可以直接从焦耳热公式Q=l2Rt进行推算: 设线框以恒定速度v通过磁场,运动时间 从线框的cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程中,因切割磁感 线产生的感应电流的大小为 cd边进入磁场时的电流从d到c, cd边离开磁场后的电流方向从a到b.整个下落过程中磁场对感应电流产生的安培力方向始终向上, 大小恒为 据匀速下落的条件,有 因线框通过磁场的时间,也就是线框中产生电流的时间,所以据 焦耳定律,联立(I )、(2)、(3)三式,即得线框中产生的焦耳热 为

Q=2mgh 两种解法相比较,由于用能的转化和守恒的观点,只需从全过程 考虑,不需涉及电流的产生等过程,计算更为简捷. 【例2】一个质量m=0.016kg、长L=0.5m,宽d=0.1m、电阻R=0.1 Q的矩形线圈,从离匀强磁场上边缘高h i=5m处由静止自由下落.进 入磁场后,由于受到磁场力的作用,线圈恰能做匀速运动(设整个运 动过程中线框保持平动),测得线圈下边通过磁场的时间△t=0.15s,取g=10m/s,求: (1)匀强磁场的磁感强度B; (2)磁场区域的高度h2;

物理高考选考中电磁感应计算题问题归类例析(精品,有详解)

物理选考中电磁感应计算题问题归类例析 余姚八中 陈新生 导体在磁场中运动切割磁感线产生电磁感应现象,是历年物理选考的一个热点问题。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,要探讨的问题不外乎以下几种: 1、问题的总体动态分析: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等效电路分析:谁是等效电源,路端电压如何求解,外电路的串并联情况等。 2、能量转化的计算:分析运动过程中各力做功和能量转化的问题:如安培力所做的功、摩擦力做功等,结合研究对象写好动能定理。明确在电磁感应现象中,通过克服安培力做功,把其他形式的能转化为电能,再通过电流做功,把电能转化为内能和其他形式的能。 3、各运动量速度v 、位移x 、时间t 的计算:两个思路,①位移x 的计算一般需要结合电量q : ②速度v 和时间t 的计算一般需要结合动量定理: 12mv -mv q -t =+BL I F 变力恒力, 还可以计算变力的冲量。以电荷量作为桥梁,可以直接把上面的物理量位移x 、速度v 、时间t 联系起来。 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R 0=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R 0产生的热量Q 0=0.375J(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8;g 取 10m /s2)求: 总总总R BL R B R x n s n n q =?=?=φ

备战高考物理法拉第电磁感应定律-经典压轴题附详细答案

备战高考物理法拉第电磁感应定律-经典压轴题附详细答案 一、法拉第电磁感应定律 1.如图甲所示,一个电阻值为R,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为r1。在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示,图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0。导线的电阻不计,求0至t1时间内 (1)通过电阻R1上的电流大小及方向。 (2)通过电阻R1上的电荷量q。 【答案】(1) 2 02 3 n B r Rt π 电流由b向a通过R1(2) 2 021 3 n B r t Rt π 【解析】【详解】 (1)由法拉第电磁感应定律得感应电动势为 2 202 2 n B r B E n n r t t t π π ?Φ? === ?? 由闭合电路的欧姆定律,得通过R1的电流大小为 2 02 33 n B r E I R Rt π == 由楞次定律知该电流由b向a通过R1。 (2)由 q I t =得在0至t1时间内通过R1的电量为: 2 021 1 3 n B r t q It Rt π == 2.光滑平行的金属导轨MN和PQ,间距L=1.0m,与水平面之间的夹角α=30°,匀强磁场磁感应强度B=2.0T,垂直于导轨平面向上,MP间接有阻值R=2.0Ω的电阻,其它电阻不计,质量 m=2.0kg的金属杆ab垂直导轨放置,如图(a)所示.用恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab,由静止开始运动,v?t图象如图(b)所示.g=10m/s2,导轨足够长.求: (1)恒力F的大小; (2)金属杆速度为2.0m/s时的加速度大小; (3)根据v?t图象估算在前0.8s内电阻上产生的热量.

高中物理电磁感应经典例题总结

1.如图,金属棒ab 置于水平放置的U 形光滑导轨上,在ef 右侧存在有界匀强磁场B ,磁场方向垂直导轨平面向下,在ef 左侧的无磁场区域cdef 内有一半径很小的金属圆环L ,圆环与导轨在同一平面内。当金属棒ab 在水平恒力F 作用下从磁场左边界ef 处由静止开始向右运动后,圆环L 有__________(填收缩、扩张)趋势,圆环内产生的感应电流_______________(填变大、变小、不变)。 答案:收缩,变小 解析:由于金属棒ab 在恒力F 的作用下向右运动,则abcd 回路中产生逆时针方向的感应电流,则在圆环处产生垂直于只面向外的磁场,随着金属棒向右加速运动,圆环的磁通量将增大,依据楞次定律可知,圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量将增大;又由于金属棒向右运动的加速度减小,单位时间内磁通量的变化率减小,所以在圆环中产生的感应电流不断减小。 2.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 ( BD ) 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 解析:当杆达到最大速度v m 时,022=+- -r R v d B mg F m μ得()()22d B r R mg F v m +-=μ,A 错;由公式 () ()r R BdL r R S B r R q +=+= += ??Φ ,B 对;在棒从开始到达到最大速度的过程中由动能定理有: K f F E W W W ?=++安,其中mg W f μ-=,Q W -=安,恒力F 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变 化量与回路产生的焦耳热之和,C 错;恒力F 做的功与安倍力做的功之和等于于杆动能的变化量与克服摩擦力做的功之和,D 对。 3.(09·浙江·17)如图所示,在磁感应强度大小为B 、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为m 、阻值为R 的闭合矩形金属线框abcd 用绝缘轻质细杆悬挂在O 点,并可绕O 点摆动。金属线框从右侧某一位置静止开始释放,在摆动到左侧最

电磁感应综合应用例题

电磁感应综合应用例题 图9-2-10 1.如图9-2-10所示,在水平面内固定着U形光滑金属导轨,轨道间距为50 cm,金属导体棒ab质量为0.1 kg,电阻为0.2 Ω,横放在导轨上,电阻R的阻值是0.8 Ω(导轨其余部分电阻不计).现加上竖直向下的磁感应强度为0.2 T的匀强磁场.用水平向右的恒力F=0.1 N拉动ab,使其从静止开始运动,则().A.导体棒ab开始运动后,电阻R中的电流方向是从P流向M B.导体棒ab运动的最大速度为10 m/s C.导体棒ab开始运动后,a、b两点的电势差逐渐增加到1 V后保持不变D.导体棒ab开始运动后任一时刻,F的功率总等于导体棒ab和电阻R的发热功率之和

图9-2-14 2.如图9-2-14所示,质量m1=0.1 kg,电阻R1=0.3 Ω,长度l=0.4 m的导体棒ab横放在U型金属框架上.框架质量m2=0.2 kg,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.相距0.4 m的MM′、NN′相互平行,电阻不计且足够长.电阻R2=0.1 Ω的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5 T.垂直于ab施加F=2 N的水平恒力,ab从静止开始无摩擦地运动,始终与MM′、NN′保持良好接触.当ab运动到某处时,框架开始运动.设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2. (1)求框架开始运动时ab速度v的大小; (2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中,MN上产生的热量Q=0.1 J,求该过程ab位移x的大小.

图9-2-13 4.如图9-2-13所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为37 °,宽度为0.5 m,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1 Ω.一导体棒MN垂直于导轨放置,质量为0.2 kg,接入电路的电阻为1 Ω,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0. 5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为0.8 T.将导体棒MN由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光,此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6)(). A.2.5 m/s 1 W B.5 m/s 1 W C.7.5 m/s9 W D.15 m/s9 W 5.如图1所示,MN、PQ为足够长的平行金属导轨,间距L=0.50 m,导轨平面与水平面 间夹角θ=37°,N、Q间连接一个电阻R=5.0 Ω,匀强磁场垂直于导轨平面向上,磁感应强度B=1.0 T.将一根质量为m=0.050 kg的金属棒放在导轨的ab位置,金属棒及导轨的电阻不计.现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直,且与导轨接触良好.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.50,当金属棒滑行至cd处时,其速度大小开始保持不变,位置cd与ab之间的距离s=2.0 m.已知g=10 m/s2,sin 37°=0.60,cos 37°=0.80.求: 图1 (1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小; (2)金属棒到达cd处的速度大小; (3)金属棒由位置ab运动到cd的过程中,电阻R产生的热量.

法拉第电磁感应定律题型分类讲解

法拉第电磁感应定律 一、图像问题 1.感生电动势 (1)穿过某闭合回路的磁通量φ 随时间t 变化的图象分别如图①~④所示,下列说法正确的是 ( ) A.图①有感应电动势,且大小恒定不变 B.图②产生的感应电动势一直在变大 C.图③在0~t1时间内的感应电动势是t1~t2时间内感应电动势的2倍 D.图④产生的感应电动势先变大再变小 (2)在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一个面积不变的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示,取线圈中磁场B 的方向向上为正,当磁场中的磁感应强度B 随时间t 如图乙变化时,以下四图中正确表示线圈中感应电流变化的是( )

(3)图甲表示圆形导线框固定在磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,取磁场垂直纸面向外为正方向,磁感应强度B 随时间变化的规律如图乙所 示,若规定逆时针方向为感应电流i的正方向,图丙中能正确反应导线框中 感应电流变化的情况是() (4)一矩形线圈位于一随时间t 变化的匀强磁场内,磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里如左图所示,磁感应强度B 随t 的变化规律如右图所示。以 I 表示线圈中的感应电流,以图1 中线圈上箭头所示方向的电流为正,则以

(5)如图,一个固定不动的闭合线圈处于垂直纸面的匀强磁场中,设垂直纸面向里为磁感应强度的正方向,线圈中箭头方向为电流i的正方向,已知线圈中 感应电流如图,则磁感应强度随时间变化的图像是() (6)矩形导轨线框abcd放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线圈平面垂直,磁感应强度B 随时间t 变化的图象如图所示,设t=0 时刻,磁感应强度的方 向垂直纸面向里,则在0~4 s 时间内,下图中能正确反映线框ab 边所受的安培力F 随时间t 变化的图象是(规定ab 边所受的安培力向左为正)( )

电磁感应典型例题

典型例题——电磁感应与电路、电场相结合 1.如图所示,螺线管的导线的两端与两平行金属板相接,一个带负电的通草球用丝线悬挂在 两金属板间,并处于静止状态,若条形磁铁突然插入线圈时,通草球的运动情况是( ) A 、向左摆动 B 、向右摆动 C 、保持静止 D 、无法确定 解:当磁铁插入时,穿过线圈的磁通量向左且增加,线圈产生感应电动势,因此线圈是一个产生感应电动势的电路,相当于一个电源,其等效电路图如图,因此A 板带正电,B 板带负电,故小球受电场力向左 答案:A 3.如图所示,匀强磁场B=,金属棒AB 长0.4m ,与框架宽度相同,电阻为R=1/3Ω,框架电阻不计,电阻R 1=2Ω,R 2=1Ω当金属棒以5m/s 的速度匀速向左运动时,求: (1)流过金属棒的感应电流多大 (2)若图中电容器C 为μF,则充电量多少(1),(2)4×10-8C 解:(1)金属棒AB 以5m/s 的速度匀速向左运动时,切割磁感线,产生的感应电动势为Blv E =,得V V E 2.054.01.0=??=, 由串并联知识可得Ω=3 2外R ,Ω=1总R , 所以电流 A I 2.0= (2)电容器C 并联在外电路上, V U 3 4 .0= 外 由公式 N

C CU Q 3 4 .0103.06? ?==-C 8104-?= 4.(2003上海)粗细均习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100-1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( ) 解:沿四个不同方向移出线框的感应电动势都是Blv E =,而a 、b 两点在电路中的位置不同,其等效电路如图100-2所示,显然图B’的Uab 最大,选B 。 5.(2004年东北三校联合考试)粗细均匀的电阻丝围成如图12-8所示的线框abcd e (ab =bc )置于正方形有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面.现使线框以同样大小的速度匀速地沿四个不同方向平动进入磁场,并且速度方向始终与线框先进入磁场的那条边垂直,则在通过图示位置时,线框ab 边两端点间的电势差绝对值最大的是

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