电磁感应专题复习

【本讲教育信息】

一. 教学内容：

电磁感应考点例析

【典型例题】

问题3：电磁感应中的“双杆问题”

电磁感应中“双杆问题”是学科内部综合的问题，涉及到电磁感应、安培力、牛顿运动定律和动量定理、动量守恒定律及能量守恒定律等。要求学生综合上述知识，认识题目所给的物理情景，找出物理量之间的关系，因此是较难的一类问题，也是近几年高考考察的热点。

下面对“双杆”类问题进行分类例析

1.“双杆”向相反方向做匀速运动

当两杆分别向相反方向运动时，相当于两个电池正向串联。

［例5］两根相距d=0.20m的平行金属长导轨固定在同一水平面内，并处于竖直方向的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.2T,导轨上面横放着两条金属细杆，构成矩形回路，每条金属细杆的电阻为r=0.25Q,回路中其余部分的电阻可不计。已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反方向匀速平移，速度大小都是v=5.0m/s,如图所示，不计导轨上的摩擦。

(1)求作用于每条金属细杆的拉力的大小。

(2)求两金属细杆在间距增加0.40m的滑动过程中共产生的热量。

解析：(1)当两金属杆都以速度v匀速滑动时，每条金属杆中产生的感应电动势分别为：E 1= E2=Bdv

由闭合电路的欧姆定律，回路中的电流强度大小为：上尸

因拉力与安培力平衡，作用于每根金属杆的拉力的大小为F 1=F2=IBd。

及二三二艺二二 3.2五

由以上各式并代入数据得" N

(2)设两金属杆之间增加的距离为△£,则两金属杆共产生的热量为如代入数据得Q =1.28X10-J。

2.“双杆”同向运动，但一杆加速另一杆减速

当两杆分别沿相同方向运动时，相当于两个电池反向串联。

［例6］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H,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 的初速度v0。若两导体棒在运动中始终不接触，求：

(1)在运动中产生的焦耳热最多是多少。

(2)当ab棒的速度变为初速度的3/4时，cd棒的加速度是多少？

解析：ab棒向cd棒运动时，两棒和导轨构成的回路面积变小，磁通量发生变化，于是产生感应电流。ab棒受到与运动方向相反的安培力作用作减速运动，cd棒则在安培力作用下作加速运动。在ab棒的速度大于cd棒的速度时，回路总有感应电流，ab棒继续减速，cd棒继续加速。两棒速度达到相同后，回路面积保持不变，磁通量不变化，不产生感应电流，两棒以相同的速度v作匀速运动。

（1）从初始至两棒达到速度相同的过程中，两棒总动量守恒，有网' "之网〉根据能Q

= ?耀$ -酬）y

量守恒，整个过程中产生的总热量 2 2 4

（2）设ab棒的速度变为初速度的3/4时，cd棒的速度为匕，则由动量守恒可知：=网：为 + 耀其

此时回路中的感应电动势和感应电流分别为： 4 ，2衣

此时）棒所受的安培力：F = ，所以）棒的加速度为附

由以上各式，可得4/衣

3. “双杆”中两杆都做同方向上的加速运动。

“双杆”中的一杆在外力作用下做加速运动，另一杆在安培力作用下做加速运动，最终两杆以同样加速度做匀加速直线运动。

［例7］（2003年全国理综卷）如图所示，两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感应强度B=0.50T的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计。导轨间的距离l=0.20m。两根质量均为m=0.10kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R=0.50Q。在t=0时刻，两杆都处于静止状态。现有一与导轨平行、大小为0.20N的恒力F作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动。经过t=5.0s,金属杆甲的加速度为a=1.37m/s2,问此时两金属杆的速度各为多少？

解析：设任一时刻t两金属杆甲、乙之间的距离为％，速度分别为v 1和v2,经过很短的时间△ t,杆甲移动距离v 1^t,杆乙移动距离v41,回路面积改变

AS =［（x-A/）+期位］-改）=（vj -V2）IA1

3 口AS

ft = £）

由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势也£

E

回路中的电流位

杆甲的运动方程—也"/口

由于作用于杆甲和杆乙的安培力总是大小相等，方向相反，所以两杆的动量口二0时为0）等于外力F的冲量及二期为十期内

联立以上各式解得

厂人""代入数据得/二品15碗2△="短汽

点评：题中感应电动势的计算也可以直接利用导体切割磁感线时产生的感应电动势公式和右手定则求解：设甲、乙速度分别为匕和v2，两杆切割磁感线产生的感应电动势分别为E 1 =Blv 1 , E2=Blv2由右手定则知两电动势方向相反，故总电动势为E=E2—E 1= B M v2—v1）。

分析甲、乙两杆的运动，还可以求出甲、乙两杆的最大速度差”唳：开始时，金属杆甲在恒力F作用下做加速运动，回路中产生感应电流，金属杆乙在安培力作用下也将做加速运动，但此时甲的加速度肯定大于乙的加速度，因此甲、乙的速度差将增大。根据法拉第电磁感应定律，感应电流将增大，同时甲、乙两杆所受安培力增大，导致乙的加速度增大，甲的加速度减小。但只要a甲,a4甲、乙的速度差就会继续增大，所以当甲、乙两杆的加速度相等时，速度差最大。此后，甲、乙两杆做加速度相等的匀加速直线运动。

设金属杆甲、乙的共同加速度为a，回路中感应电流最大值I m。对系统和乙杆分别应用牛顿第二定律有：F=2ma；BLI m=ma。

由闭合电路欧姆定律有E=21m R，而内二 ""%

FR

= —= 1U掰 / s

由以上各式可解得B产

4.“双杆”在不等宽导轨上同向运动。

“双杆”在不等宽导轨上同向运动时，两杆所受的安培力不等大反向，所以不能利用动量守恒定律解题。

[例8] （2004年全国理综卷）图中a 1 b 1 c 1 d 1和a 2 b 2 c 2 d2为在同一竖直平面内的金属导轨，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面（纸面）向里。导轨的a 1 b 1 段与a2b2段是竖直的，距离为11；c 1 d 1段与c2d2段也是竖直的，距离为12。％1匕与12 y2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆，质量分别为m 1和m2,它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。两杆与导轨构成的回路的总电阻为R。F为作用于金属杆11y1上的竖直向上的恒力。已知两杆运动到图示位置时，已匀速向上运动，求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率。

解析：设杆向上的速度为v，因杆的运动，两杆与导轨构成的回路的面积减少，从而磁通量也减少。由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势的大小亘二吼一①

/ =—

回路中的电流衣②

电流沿顺时针方向。两金属杆都要受到安培力作用，作用于杆11 y 1的安培力为

其二小③

方向向上，作用于杆12y2的安培力为为二加八④

方向向下，当杆作匀速运动时，根据牛顿第二定律有「一啊晓啊@ +力一丁『。⑤

F 一（而1+掰。自

1 = ... - ---- - ---

解以上各式得犯7⑥

为_尸一（〃十微口）宫下

「下丁丁⑦

作用于两杆的重力的功率的大小户二（㈣+网0副⑧

电阻上的热功率⑨

由⑥⑦⑧⑨式，可得

尸一切1+啊）g

F =—不针田伽1 +…

白电一" ⑩

F一隗+也）g :

M - I I 上、

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问题4：电磁感应中的一个重要推论一一安培力的冲量公式

占中

户& = BLIM = BLq = BL —— R

感应电流通过直导线时，直导线在磁场中要受到安培力的作用，当导线与磁场垂直时，

= BL1A1 = BLq = BL ——

安培力的大小为b=5〃。在时间A t内安培力的冲量衣，式中

q是通过导体截面的电量。利用该公式解答问题十分简便，下面举例说明这一点。

［例9］如图所示，在光滑的水平面上，有一垂直向下的匀强磁场分布在宽为L的区域内，有一个边长为a（a

（v<%）那么（）

A.完全进入磁场中时线圈的速度大于（v0+v）/2

B.安全进入磁场中时线圈的速度等于（v0+v）/2

C.完全进入磁场中时线圈的速度小于（v0+v）/2

D.以上情况A、B均有可能，而C是不可能的

解析：设线圈完全进入磁场中时的速度为v x。线圈在穿过磁场的过程中所受合外力为

安培力。对于线圈进入磁场的过程，据动量定理可得：

△①白心

-F及=—Ba. - Ba ----------- = - /环

R R K 0

对于线圈穿出磁场的过程，据动量定理可得：

-FM - -Ba ----- =一Ba ----- = ^2v- mv r

R R

由上述二式可得" 2 ，即B选项正确。

［例10］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%，使棒始终垂直框架并沿框架运动，如图所示。求导体棒的最终速度。

解析：当金属棒ab做切割磁力线运动时，要产生感应电动势，这样，电容器C将被充电，ab棒中有充电电流存在，ab棒受到安培力的作用而减速，当ab棒以稳定速度v匀速运动时，有：BLv = U c=q/C

而对导体棒ab利用动量定理可得：-BLq=mv—mv0

由上述二式可求得：覆+

问题5：电磁感应中电流方向问题

［例11］(06广东物理卷)如图所示，用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为‘。，下弧长为盘的金属线框的中点联结并悬挂于0点，悬点正下方存在一个上弧长为因口、下弧长为2诙的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且壮<<<口先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是( )

A.金属线框进入磁场时感应电流的方向为：a一b一c一d-a

B.金属线框离开磁场时感应电流的方向为：a一d一c一b-a

C.金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等

D.金属线框最终将在磁

场内做简谐运动

分析：金属线框进入磁场时，由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为：a-d-c-b-a。金属线框离开磁场时由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为a-b-c-d-a。根据能量转化和守恒，可知，金属线框dc边进入磁场与ab 边离开磁场的速度大小不相等。如此往复摆动，最终金属线框在匀强磁场内摆动，由于服

<<口，单摆做简谐运动的条件是摆角小于等于10度，故最终在磁场内做简谐运动。答案为

D。

小结：本题考查了感应电动势的产生条件，感应电流方向的判定，物体做简谐运动的条件，这些是高中学生必须掌握的基础知识。感应电动势产生的条件只要穿过回路的磁通量发生变化，回路中就产生感应电动势，若电路闭合则有感应电流产生。因此弄清引起磁通量的变化因素是关键，感应电流的方向判定可用楞次定律与右手定则，在应用楞次定律时要把握好步骤：先明确回路中原磁场的方向及磁通量的变化情况，再依楞次定律确定感应电流的磁场方向，然后根据安培定则确定感应电流的方向。线圈在运动过程中的能量分析及线框最终的运动状态的确定为此题增大了难度。

练习：［06四川卷］如图所示，接有灯泡L的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动，其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同。图中0位置对应于弹簧振子的平衡位置，P、Q两位置对应于弹簧振子的最大位移处。若两导轨的电阻不计，则（）

A.杆由0到P的过程中，电路中电流变大

B.杆由P到Q的过程中，电路中电流一直变大

C. 杆通过0处时，电路中电流方向将发生改变

D.杆通过0处时，电路中电流最大

------------------- -| -------------- n ---------- r«—

> । + + ♦11 卜

B ; ：：

L | ：!

j -- u -- p a Q

解答：D

问题6：电磁感应中的多级感应问题

［例12］如图所示，ab、cd金属棒均处于匀强磁场中，cd原静止，当ab向右运动时，cd如何运动（导体电阻不计）（）

A.若ab向右匀速运动，cd静止；

B.若ab向右匀加速运动，cd向右运动；

C.若ab向右匀减速运动，cd向左运动

分析：这是多级电磁感应问题，ab相当于一个电源，右线圈相当于负载；左线圈相当于电源，cd相当于负载。ab运动为因，切割磁感线产生感应电流为果，电流流过右线圈为因，右线圈中形成磁场为果，右线圈磁场的磁感线通过左线圈，磁场变化时为因，左线圈中产生感应电流为果，感应电流流过cd为因，cd在左磁场中受安培力作用而运动为果。故A、B、C均正确。

小结：分析电磁感应现象中的多级感应问题，要正确处理好因果关系，步步为营，紧扣闭合回路及回路中的磁通量的变化这一关键，对于线圈问题还应注意线圈的绕向。

练习：在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈时相接，如图所示。 导轨上放一根导线ab ，磁力线垂直于导轨所在平面。欲使我所包围的小闭合线圈"产生 顺时针方向的感应电流，则导线的运动可能是( )

A. 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

分析：此题可用逆向思维的方法分析。欲使N 产生顺时针方向的感应电流，感应电流 在凶中的磁场方向垂直纸面向里，由楞次定律可知，有两种情况：一那中有顺时针方向 的逐渐减小的电流，其在M 中的磁场方向亦向里，且磁通量在减小；二炉 中有逆时针方 向的逐渐增大的电流，其在M 中的磁场方向为向外，且磁通量在增大，对于前者，应使ab 减速向右运动；对于后者，应使ab 加速向左运动，故CD 正确。

问题7：电磁感应中的动力学问题

[例13](2005年上海)如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导 轨相距1m ,导轨平面与水平面成。=370角，下端连接阻值为R 的电阻。匀强磁场的方向与 导轨平面垂直。质量为0.2kg 、电阻不计的导体棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并且接触良 好,它们间的动摩擦因数为0.25。

(1)金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小。

(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R 消耗的功率为8W ,求该速度的大小。

(3)在上问中，若R=2Q ,金属棒中电流方向由a 到b ,求磁感应强度的大小与方向。 (g=10m/s 2, sin37o =0.6, cos37o =0.8)

分析：

(1)金属棒开始下滑时初速度为零，根据牛顿第二定律有：刑且"1n 日一 “g g* '=网口 a =

10x (0.6- 0.25x 0.3)m/ =4烟//

(2)设金属棒达到稳定时，速度为v ,所受安培力为F ,棒在沿导轨方向受力平衡，

cos&- = 0

(3)设电路中电流强度为I ,两导轨间金属棒的长度为L ,磁场的感应强度为B ,则

-------- ----------- = --------- -- ----- 2 = U. 4 2

I=&，P=I 2R ,由以上两式得 B= vl 10x1

磁场的方向垂直导轨平面向上。

代入数据得: 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R 消耗的电功率尸廿二

尸

小结：此题为电磁感应知识与力学、电路知识的综合问题，此类题目常以导轨运动为背景，解决此类题的关键是对金属导体作出正确的受力分析，并通过运动状态的动态分析来寻找过程的临界状态，得出速度、加速度的极值条件，找到解题的突破口，然后综合运用力学及电学规律分析和解决实际问题。

练习：（06重庆卷）两根相距为L的足够长的金属直角导轨如题下图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数为〃，导轨电阻不计，回路总电阻为2 R。整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度匕沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速率向下V2匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是（）

A. ab杆所受拉力F的大小为/img + ?尺

B. cd杆所受摩擦力为零

问题8：电磁感应中的电路问题

［例14］如图所示，在磁感强度为§的匀强磁场中有一半径为工的金属圆环。已知构成圆环的电线电阻为a〜，以O为轴可以在圆环上滑动的金属棒神电阻为” ,电阻为二氏2 二43。如果以棒以某一角速度匀速转动时，电阻鸟的电功率最小值为耳，那么必棒匀速转动的角速度应该多大？（其它电阻不计）

分析：力棒的感应电动势£=BL23/2,等效电路如图所示，当阴棒工端处于圆环最上端时，即,1二年时，圆环的等效电阻最大，其值'=包作2+电）=% 干路中的最小电流、…黑电阻R 1的最小功率P0=12 >

小结：电磁感应现象常与恒定电路相结合构建综合题，分析此类问题时一般遵循“三步曲”即：用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向，找准等效电源；

正确画好等效电路，区分内、外电路，路端电压与电动势；灵活运用闭合电路欧姆定律，串、并联电路的性质及电功、电功率、电热等计算公式求解相关物理量。

【模拟试题】

1.一飞机在北半球的上空以速度v水平飞行，飞机机身长为。，翼展为b；该空间地磁场磁感应强度的水平分量为约，竖直分量为B2；驾驶员左侧机翼的端点用A表示，右侧机翼的端点用B表示，用E表示飞机产生的感应电动势，则（）

A. E=B 1 vb，且A点电势低于B点电势

B. E=B 1 vb，且A点电势高于B点电势

C. E=B2vb，且A点电势低于B点电势

D. E=B2vb，且A点电势高于B点电势

2.图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l，t=0时刻，bc边与磁场区域边界重合（如图）。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿a - b - c - d - a的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是（）

BCD

3. 铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置。能产生匀强磁场的磁铁，被安装在火车首节车厢下面，如图（甲）所示（俯视图）。当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收。当火车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号为图（乙）所示，则说明火车在做（）

A. 匀速直线运动

B. 匀加速直线运动

C.匀减速直线运动

D.加速度逐渐增大的变加速直线运动

4.如图所示，将一个正方形导线框ABCD置于一个范围足够大的匀强磁场中，磁场方向与其平面垂直。现在AB、CD的中点处连接一个电容器，其上、下极板分别为a、b，让匀强磁场以某一速度水平向右匀速移动，则（）

A.ABCD回路中没有感应电流

B.A与D、B与C间有电势差

C.电容器a、b两极板分别带上负电和正电

D.电容器a、b两极板分别带上正电和负电

5. 如图所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab> cd与导轨构成矩形回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为凡回路上其余部分的电阻不计。在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。开始时，导体棒处于静止状态。剪断细线后，导体棒在运动过程中（）

A.回路中有感应电动势

B.两根导体棒所受安培力的方向相同

C.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒

D.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能不守恒

6.如图所示，一个边长为a、电阻为R的等边三角形线框，在外力作用下，以速度v匀速穿过宽均为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，取逆时针方向的电流为正。若从图示位置开始，线框中产生的感应电流I与沿运动方向的位移％之间的函数图象，下面四个图中正确的是（）

7.图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l为0.40m,电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直。质量m为6.0X 10Fkg、电阻为1.0 Q的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0 Q 的电阻R1。当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑，整个电路消耗的电功率P为0.27W,重力加速度取10m/s2,试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值R2。

8.如图所示，一半径为厂的圆形导线框内有一匀强磁场，磁场方向垂直于导线框所在平面，导线框的左端通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离为小板长为l，t=0时，磁场的磁感应强度B从B0开始均匀增大，同时，在板2的左端且非常靠近板2的位置有一质量为m、带电量为一q的液滴以初速度%水平向右射入两板间，该液滴可视为质点。

(1)要使该液滴能从两板间射出，磁感应强度随时间的变化率K应满足什么条件？

(2)要使该液滴能从两板间右端的中点射出，磁感应强度B与时间t应满足什么关系？

9.如图甲，平行导轨MN、PQ水平放置，电阻不计。两导轨间距d=10cm,导体棒ab、cd放在导轨上，并与导轨垂直，每根棒在导轨间的部分，电阻均为R= 1.0Q用长为L=20cm 的绝缘丝线将两棒系住。整个装置处在匀强磁场中。t=0的时刻，磁场方向竖直向下，丝线刚好处于未被拉伸的自然状态。此后，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示。不计感应电流磁场的影响。整个过程丝线未被拉断。求：

(1)0~2.0s的时间内，电路中感应电流的大小与方向；

(2)t=1.0s的时刻丝线的拉力大小。

10.如图所示导体棒ab质量为100g,用绝缘细线悬挂后，恰好与宽度为50cm的光滑水平导轨良好接触。导轨上放有质量为200g的另一导体棒cd,整个装置处于竖直向上的磁感强度B=0.2T的匀强磁场中，现将ab棒拉起0.8m高后无初速释放。当ab第一次摆到最低点与导轨瞬间接触后还能向左摆到0.45m高处，求：

(1) cd棒获得的速度大小；

(2)瞬间通过ab棒的电量；

(3)此过程中回路产生的焦耳热。

【 高考物理一轮电磁学专题复习】 选择题专练4 电磁感应(含解析)

【备考2022 高考物理一轮电磁学专题复习】选择题专练4 电磁感应（含解析）1．以下电器，主要原理不是电磁感应的是（） A．手机无线充电器B．电暖器 C．变压器D．电磁炉 2．安装在公路上的测速装置如图，在路面下方间隔一定距离埋设有两个通电线圈，线圈与检测抓拍装置相连，车辆从线圈上面通过时线圈中会产生脉冲感应电流，检测装 置根据两个线圈产生的脉冲信号的时间差计算出车速大小，从而对超速车辆进行抓 拍。下列说法正确的是（） A．汽车经过线圈上方时，两线圈产生的脉冲电流信号时间差越长，车速越大 B．汽车经过通电线圈上方时，汽车底盘的金属部件中会产生感应电流 C．当汽车从线圈上方匀速通过时，线圈中不会产生感应电流 D．当汽车从线圈上方经过时，线圈中产生感应电流属于自感现象 3．某科学家在探索电磁实验时，将一长金属棍用双手握住，当他在某房间内快速移动时，能够感受到电流的冲击。则该房间最有可能是（） A．电压房B．电流房C．磁场房D．太空站 4．某种手机的无线充电原理如图所示。已知发射线圈的两端电压为45V，电流的频率

为100kHz，接收线圈的两端电压为5.4V。充电时效率大约60%。下列说法正确的是（） A．无线充电工作原理是“电流的磁效应” B．接收线圈中电流的频率为100kHz C．无线充电发射线圈与接收线圈匝数比为25:3 D．充电时接收线圈始终有收缩的趋势 5．将线圈置于范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场B中，各线圈的运动方式如下列图所示，则能够在线圈中产生感应电动势的是（） A．水平向左移动B．水平向右移动 C．绕虚线轴转动D．竖直向下移动 6．动能回收系统能够提高电动车的续航能力，在电动车刹车瞬间，电源与电动车的电动机断开，同时启动动能回收系统，车轮带动电机转动向蓄电池充电，实现动能的回收，下列说法正确的是（） A．动能回收技术应用了电磁感应的原理 B．动能回收技术应用了磁场对电流的驱动原理 C．如果关闭此系统，刹车时汽车的机械能守恒 D．随着技术的进步，动能回收的效率可以达到100% 7．航母上的飞机起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动原理示意图如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同、已知铜的电阻率较小，不计所有接触面间的摩擦，则闭合开关S的瞬间（）

电磁感应现象习题专项复习及答案

电磁感应现象习题专项复习及答案 一、高中物理解题方法：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：2 2012 mgs mv I Rt = + ， 解得： 2 02mgs mv I Rt -=

高三高考物理复习专题练习：电磁感应

电磁感应 1.［多选］如图甲所示，电阻R1=R, R 2=2 R,电容为C的电容器,圆形金属线圈半径为广2,线圈的电阻为R半径为r1(r1

B.线框穿出磁场时间(t4-t3)等于进入磁场时间(t2-t1)

C.线框穿出磁场与进入磁场过程所受安培力方向相同 D.线框穿出磁场与进入磁场过程产生的焦耳热相等 3.［多选］如图所示,x轴上方第一象限和第二象限分别有垂直纸面向里和垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度大小相同，现有四分之一圆形线框。〃乂绕。点逆时针匀速转动，若规定线框中感应电流/顺时针方向为正方向,从图示时刻开始计时，则感应电流I及ON边所受的安培力大小F随时间t的变化示意图正确的是（） A BCD 4.［多选］匀强磁场方向垂直纸面,规定垂直纸面向里的方向为正方向，磁感应强度B随时间t的变化规律如图甲所示.在磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内,如图乙所示.令11、12、13分别表示Oa、ab、bc段的感应电流工、力、力分别表示感应电流为11、12、13时，金属环上很小一段受到的安培力.则（） A.11沿逆时针方向,12沿顺时针方向 B.12沿逆时针方向,13沿顺时针方向 C f1方向指向圆心石方向指向圆心 D外方向背离圆心向外右方向指向圆心 5.［多选］如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里, 质量为m、边长为a的正方形线框ABCD斜向穿进磁场，当AC刚进入磁场时线框的速度大小为％方向与磁场边界所成夹角为45°，若线框的总电阻为凡则（） A.线框穿进磁场的过程中，框中电流的方向为D T C T B T A T D B AC刚进入磁场时线框中感应电流为

电磁感应现象易错题专项复习及答案

电磁感应现象易错题专项复习及答案 一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况 1．如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 倾斜放置，两导轨间距离为L ，导轨平面与水平面间的夹角θ，所处的匀强磁场垂直于导轨平面向上，质量为m 的金属棒 ab 垂直于导轨放置，导轨和金属棒接触良好，不计导轨和金属棒ab 的电阻，重力加速度为g ．若在导轨的M 、P 两端连接阻值R 的电阻，将金属棒ab 由静止释放，则在下滑的 过程中，金属棒ab 沿导轨下滑的稳定速度为v ，若在导轨M 、P 两端将电阻R 改接成电容为C 的电容器，仍将金属棒ab 由静止释放，金属棒ab 下滑时间t ，此过程中电容器没有被击穿，求： （1）匀强磁场的磁感应强度B 的大小为多少？ （2）金属棒ab 下滑t 秒末的速度是多大？ 【答案】（1）2sin mgR B L v θ=2）sin sin t gvt v v CgR θθ=+ 【解析】 试题分析：（1）若在M 、P 间接电阻R 时，金属棒先做变加速运动，当加速度为零时做匀速运动，达到稳定状态．则感应电动势E BLv =，感应电流E I R = ，棒所受的安培力F BIL = 联立可得22B L v F R =，由平衡条件可得F mgsin θ=，解得2 mgRsin B L v θ （2）若在导轨 M 、P 两端将电阻R 改接成电容为C 的电容器，将金属棒ab 由静止释放，产生感应电动势，电容器充电，电路中有充电电流，ab 棒受到安培力． 设棒下滑的速度大小为v '，经历的时间为t 则电容器板间电压为 U E BLv ='= 此时电容器的带电量为 Q CU = 设时间间隔△t 时间内流经棒的电荷量为Q 则电路中电流 Q C U CBL v i t t t ∆∆∆===∆∆∆，又v a t ∆=∆，解得i CBLa = 根据牛顿第二定律得mgsin BiL ma θ-=，解得22mgsin gvsin a m B L C v CgRsin θθ θ = =++

电磁感应专题复习

【本讲教育信息】 一. 教学内容： 电磁感应考点例析 【典型例题】 问题3：电磁感应中的“双杆问题” 电磁感应中“双杆问题”是学科内部综合的问题，涉及到电磁感应、安培力、牛顿运动定律和动量定理、动量守恒定律及能量守恒定律等。要求学生综合上述知识，认识题目所给的物理情景，找出物理量之间的关系，因此是较难的一类问题，也是近几年高考考察的热点。 下面对“双杆”类问题进行分类例析 1.“双杆”向相反方向做匀速运动 当两杆分别向相反方向运动时，相当于两个电池正向串联。 ［例5］两根相距d=0.20m的平行金属长导轨固定在同一水平面内，并处于竖直方向的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.2T,导轨上面横放着两条金属细杆，构成矩形回路，每条金属细杆的电阻为r=0.25Q,回路中其余部分的电阻可不计。已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反方向匀速平移，速度大小都是v=5.0m/s,如图所示，不计导轨上的摩擦。 (1)求作用于每条金属细杆的拉力的大小。 (2)求两金属细杆在间距增加0.40m的滑动过程中共产生的热量。 解析：(1)当两金属杆都以速度v匀速滑动时，每条金属杆中产生的感应电动势分别为：E 1= E2=Bdv 由闭合电路的欧姆定律，回路中的电流强度大小为：上尸 因拉力与安培力平衡，作用于每根金属杆的拉力的大小为F 1=F2=IBd。 及二三二艺二二 3.2五 由以上各式并代入数据得" N (2)设两金属杆之间增加的距离为△£,则两金属杆共产生的热量为如代入数据得Q =1.28X10-J。 2.“双杆”同向运动，但一杆加速另一杆减速 当两杆分别沿相同方向运动时，相当于两个电池反向串联。 ［例6］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H,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 的初速度v0。若两导体棒在运动中始终不接触，求： (1)在运动中产生的焦耳热最多是多少。 (2)当ab棒的速度变为初速度的3/4时，cd棒的加速度是多少？

物理一轮微专题复习 第10章 电磁感应 微专题55 含答案

［方法点拨］（1）产生电动势的那部分导体相当于电源,电源内部电流由负极流向正极，电源两端电压为路端电压；(2)Φ－t图象、B－t图象的斜率不变或平行，感应电动势大小不变,电流方向不变． 1．（B－t图象)(多选)如图1甲所示，abcd是匝数为100匝、边长为10 cm、总电阻为0.1 Ω的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的如图所示的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，则以下说法正确的是（） 图1 A．导线圈中产生的是交变电流 B．在t＝2。5 s时导线圈产生的感应电动势为1 V C．在0～2 s内通过导线横截面的电荷量为20 C D．在t＝1 s时,导线圈内电流的瞬时功率为10 W 2．(I－t图象）如图2所示，导体棒沿两平行金属导轨从图中位置以速度v向右匀速通过一正方形磁场区域abcd，ac垂直于导轨且平行于导体棒，ac右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向相反,导轨和导体棒的电阻均不计,下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图象正确的是（规定电流从M经R到N为正方向，安培

力向左为正方向)（） 图2 3．（线框切割有界磁场）(多选）空间中存在一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场区域的横截面为等腰直角三角形，底边水平，其斜边长度为L。一正方形导体框abcd的边长也为L，开始正方形导体框的ab边与磁场区域横截面的斜边刚好重合，如图3所示．由图示的位置开始计时，正方形导体框以平行于bc边的速度v匀速穿越磁场．若导体框中的感应电流为i，a、b两点间的电压为U ab,感应电流取逆时针方向为正，则导体框穿越磁场的过程中，i、U ab随时间的变化规律的图象正确的是（) 图3

2020高考二轮复习 专题9、电磁感应(含解析)

电磁感应 专题 一、电磁感应现象、楞次定律 1、如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。以下说法正确的是（ ） A.金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 B.金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 C.金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针 D.金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针 2、 （多选）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， 3、如图所示，一个 U 形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab ，有一个磁感应强度为 B 的匀强磁场斜向上穿过导轨平面，且与竖直 方向的夹角为θ。在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是（ ） A.ab 向右运动，同时使θ减小 B.使磁感应强度B 减小，θ角同时也减小 C.ab 向左运动，同时增大磁感应强度B D.ab 向右运动，同时增大磁感应强度B 和θ角（0°<θ<90°） 4、（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 5、如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd 构成闭合电路，电路所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一个导体圆环。欲使导体圆环受到向上的磁场力，磁感应强度随时间变化的规律应是（ ）

电磁感应总复习(含答案,详解)

电磁感应复习课 1．在磁感应强度为B = 0 .2T 的匀强磁场中，有一面积为S =30cm 2的矩形线框，线框平面与磁场方向垂直，这时穿过线框的磁通量为 Wb 。若从图示位置开始绕垂直于磁场方向的OO ′轴转过600角，这时穿过线框平面 的磁通量为 Wb 。从图示位置开始，在转过1800角的过程中，穿过线框平面的磁通量的变化为 Wb 。 答案：4106-?，4103-?，41012-? 2．如图所示，a 、b 是平行金属导轨，匀强磁场垂直导轨平面，c 、d 是分别串有电压表和电流表金属棒，它们与导轨接触良好，当c 、d 以相同速度向右运动时，下列正确的是 A.两表均有读数 B.两表均无读数 C.电流表有读数，电压表无读数 D.电流表无读数，电压表有读数 3．如图所示，有一固定的超导体圆环，在其右侧放一条形磁铁，此时圆环中没有电流。当把磁铁向右方移走时，由于电磁感应，在超导体圆环中产生了一定的电流，则这时的感应电流 A ．方向如图所示，将很快消失 B ．方向如图所示，能继续维持 C ．方向与图示相反，将很快消失 D ．方向与图示相反，将继续维持 答案：D 4．如图所示，ab 是一个可绕垂直于纸面的轴O 转动的闭合矩形导线框，当 滑动变阻器R 的滑片P 自左向右滑动时，线框ab 将 A ．保持静止不动 B ．逆时针转动 C ．顺时针转动 D ．发生转动，但电源极性不明，无法确定转动方向 答案C 5．取两个完全相同的磁电式仪表A 、B ，按图所示方式用导线连接起来。在把电流 表A 的指针向左边拨动的过程中，电流表B 的指针将 A ．向左摆动 B ．向右摆动 C ．静止不动 D ．发生摆动，但无法判断摆动方向，因为不知道电流表的内部结构情况。 答案：B

电磁感应复习

电磁感应（复习一） 1.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 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___________。 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 电磁感应（复习二） 1.关于磁通量、磁通密度、磁感应强度，下列说法正确的是 （） 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=Φ/S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 m2的面积上穿过的最大磁通量 2.下列单位中与磁感应强度的单位“特斯拉”相当的是 （） A．Wb/m2 B．N/A·m C．kg/A·s2 D．kg/C·m 3.关于感应电流，下列说法中正确的是 （） 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 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（环面与导线垂直，长直导线通过环的中心），当发生以下变化时，肯定能产生感应电流的是 （） 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 5.如图所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置。若将弹簧沿半径向 外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将 （） A．增大B．减小C．不变D．无法确定如何变化 6.在无线电技术中，常有这样的要求：有两个线圈，要使一个线圈中有电流变化时，对另一个线圈几乎没有影响。下图中，最能符合这样要求的一幅图是（） A B C D 电磁感应（复习三） 1．根据楞次定律知感应电流的磁场一定是（） A.阻碍引起感应电流的磁通量 B.与引起感应电流的磁场反向 C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D.与引起感应电流的磁场方向相同 2．如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd.则（） A.若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→d B.若线圈竖直向下平动，无感应电流产生 C.当线圈以ab边为轴转动时，其中感应电流方向是a→b→c→d D.当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→ d

高考物理电磁感应现象压轴题专项复习及答案

高考物理电磁感应现象压轴题专项复习及答案 一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况 1．如图所示，两根光滑、平行且足够长的金属导轨倾斜固定在水平地面上，导轨平面与水平地面的夹角37θ=︒，间距为d =0.2m ，且电阻不计。导轨的上端接有阻值为R =7Ω的定值电阻和理想电压表。空间中有垂直于导轨平面斜向上的、大小为B =3T 的匀强磁场。质量为m =0.1kg 、接入电路有效电阻r =5Ω的导体棒垂直导轨放置，无初速释放，导体棒沿导轨下滑一段距离后做匀速运动，取g =10m/s 2，sin37°=0.6，求： （1）导体棒匀速下滑的速度大小和导体棒匀速运动时电压表的示数； （2）导体棒下滑l =0.4m 过程中通过电阻R 的电荷量。 【答案】（1）20m/s 7V （2）0.02C 【解析】 【详解】 （1）设导体棒匀速运动时速度为v ，通过导体棒电流为I 。 由平衡条件 sin mg BId θ=① 导体棒切割磁感线产生的电动势为 E =Bdv ② 由闭合电路欧姆定律得 E I R r = +③ 联立①②③得 v =20m/s ④ 由欧姆定律得 U =IR ⑤ 联立①⑤得 U =7V ⑥ （2）由电流定义式得 Q It =⑦ 由法拉第电磁感应定律得 E t ∆Φ = ∆⑧

B ld ∆Φ=⋅⑨ 由欧姆定律得 E I R r = +⑩ 由⑦⑧⑨⑩得 Q =0.02C ⑪ 2．如图甲所示，相距d 的两根足够长的金属制成的导轨，水平部分左端ef 间连接一阻值为2R 的定值电阻，并用电压传感器实际监测两端电压，倾斜部分与水平面夹角为37°.长度也为d 、质量为m 的金属棒ab 电阻为R ，通过固定在棒两端的金属轻滑环套在导轨上，滑环与导轨上MG 、NH 段动摩擦因数μ＝ 1 8 (其余部分摩擦不计)．MN 、PQ 、GH 相距为L ，MN 、PQ 间有垂直轨道平面向下、磁感应强度为B 1的匀强磁场，PQ 、GH 间有平行于斜面但大小、方向未知的匀强磁场B 2，其他区域无磁场，除金属棒及定值电阻，其余电阻均不计，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，当ab 棒从MN 上方一定距离由静止释放通过MN 、PQ 区域(运动过程中ab 棒始终保持水平)，电压传感器监测到U －t 关系如图乙所示． （1）求ab 棒刚进入磁场B 1时的速度大小． （2）求定值电阻上产生的热量Q 1. （3）多次操作发现，当ab 棒从MN 以某一特定速度进入MNQP 区域的同时，另一质量为2m ，电阻为2R 的金属棒cd 只要以等大的速度从PQ 进入PQHG 区域，两棒均可同时匀速通过各自场区，试求B 2的大小和方向． 【答案】（1）11.5U B d （2）2 221934-mU mgL B d ；（3）32B 1 方向沿导轨平面向上 【解析】 【详解】 (1)根据ab 棒刚进入磁场B 1时电压传感器的示数为U ,再由闭合电路欧姆定律可得此时的感应电动势： 1 1.52U E U R U R =+ ⋅= 根据导体切割磁感线产生的感应电动势计算公式可得： 111E B dv = 计算得出:111.5U v B d = . (2)设金属棒ab 离开PQ 时的速度为v 2，根据图乙可以知道定值电阻两端电压为2U ，根据

(word完整版)高中物理电磁感应专题复习

高考综合复习——电磁感应专题复习一 电磁感应基础知识、自感和互感 编稿：郁章富审稿：李井军责编：郭金娟 总体感知 知识网络 考纲要求 内容要求 电磁感应现象 磁通量 法拉第电磁感应定律楞次定律 自感、涡流 I I II II I 命题规律 1．从近五年的高考试题可以看出，本专题内容是高考的重点，每年必考，命题频率较高的知识点有：感应电流的产生条件、方向判断和感应电动势的计算；电磁感应现象与磁场、电路、力学、能量等知识相联系的综合题及感应电流（或感应电动势）的图象问题，在高考中时常出现。 2．本专题在高考试卷中涉及的试题题型全面，有选择题、填空题和计算题，选择题和填空题多为较简单的题目，计算题试题难度大，区分度高，能很好地考查学生的能力，备受命题专家的青睐。 今后高考对本专题内容的考查可能有如下倾向： ①判断感应电流的有无、方向及感应电动势的大小计算仍是高考的重点，但题目可能会变得更加灵活。 ②力学和电学知识相结合且涉及能量转化与守恒的电磁感应类考题将继续扮演具有选拔性功能的压轴题。 复习策略

1．左手定则与右手定则在使用时易相混，可采用“字形记忆法”： （1）通电导线在磁场中受安培力的作用，“力”字的最后一撇向左，用左手定则； （2）导体切割磁感线产生感应电流，“电”字最后一钩向右，用右手定则； 总之，可简记为力“左”电“右”。 2．矩形线框穿越有界匀强磁场问题，涉及楞次定律（或右手定则）、法拉第电磁感应定律、磁场对电路的作用力、含电源电路的计算等知识，综合性强，能力要求高，这也是命题热点。 3．电磁感应图象问题也是高考常见的题型之一；滑轨类问题是电磁感应中的典型综合性问题，涉及的知识多，与力学、静电场、电路、磁场及能量等知识综合，能很好的考察考生的综合分析能力。本章知识在实际中应用广泛，如日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术应用等，有些问题涉及多学科知识，不可轻视。 第一部分电磁感应现象、楞次定律 知识要点梳理 知识点一——磁通量 ▲知识梳理 1．定义 磁感应强度B与垂直场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，。如果面积S与B不垂直，如图所示，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积。即 。 2．磁通量的物理意义 磁通量指穿过某一面积的磁感线条数。 3．磁通量的单位：Wb 。 特别提醒： （1）磁通量是标量，当有不同方向的磁感线穿过某面时，常用正负加以区别，这时穿过某面的磁通量指的是不同方向穿过的磁通量的代数和。另外，磁通量与线圈匝数无关。 磁通量正负的规定：任何一个面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿入磁通量为正，

电磁感应复习

《选修3-2》专题复习 第一部分感应电流方向的判断 一、楞次定律及其应用 1.已知一灵敏电流计，当电流从正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转，现把它与线圈串联接成如图所示电路，当条形磁铁按如图所示情况运动时，以下判断不正确的是() A.甲图中电流表偏转方向向右 B.乙图中磁铁下方的极性是N极 C.丙图中磁铁的运动方向向下 D.丁图中线圈的绕制方向从上往下看为顺时针方向 2.一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 中的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 3.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向下滑动，下列表述正确 的是() A.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流 B.穿过线圈a的磁通量变小 C.线圈a有扩张的趋势 D.线圈a对水平桌面的压力F N将增大 二、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别及应用 4.物理学家法拉第在研究电磁学时，亲手做过许多实验，如图所示的实验就是著名的电磁旋转实验，这种现象是：如果载流导线附近只有磁铁的一个极，磁铁就会围绕导线旋转；反之，载流导线也会围 绕单独的某一磁极旋转.这一装置实际上就是最早的电动机.图中A是可动磁铁，B是固定 导线，C是可动导线，D是固定磁铁.图中阴影部分表示汞(磁铁和导线的下半部分都浸没 在汞中)，下部接在电源上.请你判断这时自上向下看，A和C转动方向为() A.顺时针、顺时针 B.顺时针、逆时针 C.逆时针、顺时针 D.逆时针、逆时针 第二部分感应电动势两计算公式的比较 一、法拉第电磁感应定律的应用 5.一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中，设向里为磁感应强度B的正方向，线圈中的箭头为电流i的正方向，如图(a)所示.已知线圈中感应电流i随时间变化的图象如图(b)所示，则磁感应强度B随时间变化的图象可能是下图中的() 6.(多选)如图甲所示，螺线管匝数n＝1 000匝，横截面积S＝10 cm2，螺线管导线电阻r＝1 Ω，电阻R＝4 Ω，磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示(以向右为正方向)，下列说法正确的是() A.通过电阻R的电流是交变电流 B.感应电流的大小保持不变 C.电阻R两端的电压为6 V D.C点的电势为4.8 V

高中物理电磁感应现象习题专项复习及答案

高中物理电磁感应现象习题专项复习及答案 一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况 1．如图所示，线圈工件加工车间的传送带不停地水平传送长为L ，质量为m ，电阻为R 的正方形线圈，在传送带的左端线圈无初速地放在以恒定速度v 匀速运动的传送带上，经过一段时间，达到与传送带相同的速度v 后，线圈与传送带始终相对静止，并通过一磁感应强度为B 、方向竖直向上的匀强磁场，已知当一个线圈刚好开始匀速度运动时，下一个线圈恰好放在传送带上，线圈匀速运动时，每两个线圈间保持距离L 不变，匀强磁场的宽度为3L ，求： (1)每个线圈通过磁场区域产生的热量Q ． (2)在某个线圈加速的过程中，该线圈通过的距离S 1和在这段时间里传送带通过的距离S 2之比． (3)传送带每传送一个线圈，电动机多消耗的电能E （不考虑电动机自身的能耗） 【答案】(1)232B L v Q R = (2) S 1:S 2=1:2 (3)E=mv 2+2B 2L 3v/R 【解析】 【分析】 【详解】 (1)线圈匀速通过磁场，产生的感应电动势为E=BLv ，则每个线圈通过磁场区域产生的热量 为223()22BLv L B L v Q Pt R v R === (2)对于线圈：做匀加速运动，则有S 1=vt /2 对于传送带做匀速直线运动，则有S 2=vt 故S 1：S 2=1：2 (3)线圈与传送带的相对位移大小为2112 vt s s s s ∆=-== 线圈获得动能E K =mv 2/2=fS 1 传送带上的热量损失Q /=f (S 2-S 1）=mv 2/2 送带每传送一个线圈，电动机多消耗的电能为E =E K +Q +Q /=mv 2+2B 2L 3v/R 【点睛】 本题的解题关键是从能量的角度研究电磁感应现象，掌握焦耳定律、E=BLv 、欧姆定律和能量如何转化是关键．

电磁感应复习

电磁感应复习 一、基础知识复习 1.深刻理解磁通量的概念及产生感应电流条件。 （1）磁通量：穿过某一面积的磁感线条数。公式为φ=BSsina，其中a是指回路平面与磁感强度方向的夹角。 （2）合磁通：若通过一个回路中有方向相反的磁场，则不能直接用公式φ=BSsina求φ，应考虑相反方向抵消以后所剩余的磁通量，亦即此时的磁通是合磁通。 （3）产生感应电流的条件：穿过闭合回路的磁通量发生的变化。若电路不闭合，即使有感应电动势产生，也没有感应电流。 2．深刻理解楞次定律和右手定则。 （1）感应电流方向的判断有两种方法：楞次定律和右手定则。当闭合电路中磁通量发生变化时，用楞次定律判断感应电流方向，但当闭合电路中一部分导体做切割磁感线运动时，则用右手定则就比较简便。 （2）楞次定律的内容：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的原磁通的变化。可理解为：如原来磁场在增强，感应电流磁场与原磁场反向；如原来磁场在减弱，感应电流磁场就与原磁场方向一致。“阻碍”不是“阻止”，线圈中的磁通量还是在改变的。 （3）应用楞次定律的基本程序是：(1)弄清原磁场是谁产生的(由磁体还是电流产生)，画出穿过闭合回路的磁场方向和分析磁通量的变化情况(增或减)；(2)判定感应电流磁场的方向；当磁通量增加时感应电流磁场与原磁场方向相反；当磁通量减少时感应电流的磁场与原磁场方向相同；(3)用安培定则(右手螺旋定则)确定感应电流的方向。 注意：(1)楞次定律中“阻碍”二字的含义不是阻止，只是减缓引起感应电流的磁通量变化的快慢，闭合电路中的磁通量还是在改变的；“阻碍”的含义也不是相反，其实感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同也可能相反；(2)感应电流的能量并不是“创生”，在电磁感应现象中能量是守恒的，具体过程是：导体中感应电流在磁场中受到安培力的作用，从而阻碍导体与磁场间的相对运动，要维持它们间的相对运动，外力必须克服这个安培力做功，完成机械能向电能的转化，所以在电磁感应现象的一些问题中，有时用能量守恒的观点解答十分简便。 (4)楞次定律的含义是：感应电流的方向总要使自己的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。我们可以将楞次定律的含义推广为下列三种表述方式：○1阻碍引起感应电流的磁通量的变化；○2阻碍(导体的)相对运动(由磁体相对运动而引起感应电流的情况)；○3阻碍引起感应电流的原电流的变化(自感现象)。 3.深刻理解法拉第电磁感应定律 （1）定律内容：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，即E=△Φ/△t。 （2）要注意的几个问题：○1当导体垂直切割磁感线时，定律的公式取特殊形式：E=BLV，如果电路有n匝，定律的公式写E=n△Φ/△t。○2E=△Φ/△t用来计算△t时间内的平均感应电动势；E=BLV，当V是瞬时速度时，用来计算瞬时感应电动势；当V是平均速度时，用来计算平均感应电动势。○3要严格区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率等三个不同的概念，磁通量Φ=BS⊥是指穿过某一线圈平面的磁感线条数，磁通量的变化量△Φ=Φ2-Φ1(增量)，△Φ大只说明磁通量改变多，但不能说明感应电动势就一定大，更值得注意的是磁通量从什么方向穿过线圈平面。例如一个回路开始时和转过180°时，回路平面都与磁场方向改变了。设从一方向穿过为正即+Φ2，则从另一方向穿过为负即-Φ2,在这一过程中磁通量的变化量△Φ=｜Φ1｜+｜Φ2｜，磁通量的变化率△Φ/△t是指穿过某一回路平面的磁通量变化的快慢程度，它决定回路的感应电动势的大小，但不能决定该回路感应电流的大小，感应电流的大小由该回路的感应电动势E和回路的电阻R共同决定(I=E/R)。 (3)求磁通量变化量一般有四种情况：当回路面积S不变时，△Φ=△B·S；当磁感强度B不变时，△Φ=B·△S；当磁感强度和回路面积都变化时，△Φ=△B·S+=B·△S；当B和S都不变而它们的相对 位置发生变化时(如转动)，△Φ=B·S⊥(S⊥是回路面积S在与B垂直方向上的投影)。 (4)感应电动势在△t时间内的平均值一般不等于初态和末态的电动势之和的一半，即E ≠(E1+E2)/2。 二、解析典型问题 典型问题1：会分析求解磁通量及其变化。 磁通量φ是电磁感应中的重要概念，必须会分析求解磁通量及其变化的大小。 例1、如图1所示，两个同心放置的同平面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量Φa、Φb比较： A、Φa>Φb。 B、Φa<Φb。图1 N S a b

2022届高考物理一轮复习专题12电磁感应含解析新人教版

专题十二电磁感应 考点1 电磁感应现象楞次定律 1.[2021某某某某高三质量检测]为探讨磁场对脑部神经组织的影响与其在临床医学上的应用,某小组查阅资料得知:将金属线圈放置在头部上方几厘米处,给线圈通以上千安培、历 时约几毫秒的脉冲电流,电流流经线圈产生瞬间的高强度脉冲磁场,磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电场与感应电流,对脑神经产生电刺激作用,其装置如下列图.同学们讨论得出的如下结论正确的答案是() C.假如将脉冲电流改为恒定电流,可持续对脑神经产生电刺激作用 D.假如脉冲电流最大强度不变,但缩短脉冲电流时间,如此在脑部产生的感应电场与感应电流会增强 2.[2021某某某某高三调研,多项选择]如下列图,教师在课堂上做了一个实验:弹簧上端固定,下端

悬挂一个磁铁,将磁铁托起到某一高度后放开,磁铁能上、下振动较长时间才停下来;如果在磁铁下方放一个固定的铝质圆环,使磁极上、下振动时穿过它,磁铁就会很快地停下来.某同学课后在家重做该实验,反复实验后发现:磁铁下方放置圆环,并没有对磁铁的振动产生影响,比照教师演示的实验,其产生的原因可能是() A.磁铁N、S极倒置 3.[2020某某,3]如下列图,两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反.金属圆环的直径与两磁场的边界重合.如下变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是() B1减小B2 B1增大B2 B1和B2

B1和B2 4.[新角度——LC振荡电路]如下列图的LC振荡电路中,某时刻线圈中磁场方向向上,且电路中的电流正在减小,如此此时() A.电容器上极板带负电,下极板带正电 D.线圈中的磁通量变化率正在变小 5.[2020某某统考,多项选择]竖直放置的长直密绕螺线管接入如图甲所示的电路中,通有俯视顺时针方向的电流,其大小按如图乙所示的规律变化.螺线管内中间位置固定有一水平放置的硬质闭合金属小圆环(未画出).圆环轴线与螺线管轴线重合,如下说法正确的答案是() A.t=时刻,圆环有扩X的趋势 B.t=时刻,圆环有收缩的趋势

高考物理专题复习(教案+学案+考案)专题七 电磁感应

专题七电磁感应 一教案 一．专题要点 1.感应电流：⑴产生条件：闭合电路的磁通量发生变化。⑵方向判断：楞次定律和右手定则。 ⑶“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（来斥去吸），阻碍原电流的变化（自感现象）。 2.感应电动势的产生： ⑴感生电场：英国物理学家麦克斯韦的电磁场理论认为，变化的磁场周围产生电场，这种电场叫感生电场。感生电场是产生感生电动势的原因。 ⑵动生电动势：由于导体的运动而产生的感应电动势为动生电动势。产生动生电动势的那部分导体相当于电源 3.感应电动势的分类、计算 二．考纲要求

三．教法指引 此专题复习时，可以先让学生完成相应的习题，在精心批阅之后以题目带动知识点，进行适当提炼讲解。这一专题的知识点较为综合，高考要求普遍较高，属于必考知识点因为这部分的综合题较多，二轮复习时还是要稳扎稳打，从基本规律，基本解题步骤出发再进行提升。 四．知识网络 五．典例精析 题型1.（楞次定律的应用和图像）如图甲所示，存在有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧相距为L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直. 现使线框以速度v匀速穿过磁场区域以初始位置为计时起点，规定电流逆时针方向时的电流和电动势方向为正，B 垂直纸面向里时为正，则以下关于线框中的感应电动势、磁通量、感应电流、和电功率的四个图象描述不正确的是（）

解析：在第一段时间内，磁通量等于零，感应电动势为零，感应电流为零，电功率为零。 在第二段时间内，BLvt BS ==Φ，BLv E =，R BLv R E I ==，R BLv P 2)(=。 在第三段时间内， BLvt BS 2==Φ，BLv E 2=，R BLv R E I 2==，R BLv P 2)2(=。 在第四段时间内， BLvt BS ==Φ，BLv E =，R E I =，R BLv P 2)(=。此题选B 。 规律总结：对应线圈穿过磁场产生感应电流的图像问题，应该注意以下几点： ⑴要划分每个不同的阶段，对每一过程采用楞次定律和法拉第电磁感应定律进行分析。 ⑵要根据有关物理规律找到物理量间的函数关系式，以便确定图像的形状 ⑶线圈穿越方向相反的两磁场时，要注意有两条边都切割磁感线产生感应电动势。 题型2.（电磁感应中的动力学分析）如图所示，固定在绝缘水平面上的的金属框架cdef 处于竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab 电阻为r ，跨在框架上，可以无摩擦地滑动，其余电阻不计．在t =0时刻，磁感应强度为B 0，adeb 恰好构成一个边长为L 的正方形．⑴若从t =0时刻起，磁感应强度均匀增加，增加率为 k (T/s)，用一个水平拉力让金属棒保持静止．在t =t 1时刻，所施加的对金属棒的水平拉力大小是多大？⑵若从t =0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当金属棒以速度v 向右匀速运动时，可以使金属 棒中恰好不产生感应电流．则磁感应强度B 应怎 样随时间t 变化？写出B 与t 间的函数关系式． 解析：

2020年高考物理一轮复习考点归纳：专题(10)电磁感应(含答案)

2020年高考一轮复习知识考点专题10 《电磁感应》 第一节电磁感应现象楞次定律 【基本概念、规律】 一、磁通量 1．定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S和B的乘积． 2．公式：Φ＝B·S. 3．单位：1 Wb＝1_T·m2. 4．标矢性：磁通量是标量，但有正、负． 二、电磁感应 1．电磁感应现象 当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有电流产生，这种现象称为电磁感应现象．2．产生感应电流的条件 (1)电路闭合；(2)磁通量变化． 3．能量转化 发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能． 特别提醒：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线圈中就有感应电动势产生． 三、感应电流方向的判断 1．楞次定律 (1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化． (2)适用情况：所有的电磁感应现象． 2．右手定则 (1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导体运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向． (2)适用情况：导体切割磁感线产生感应电流． 【重要考点归纳】 考点一电磁感应现象的判断 1.判断电路中能否产生感应电流的一般流程： 2.判断能否产生电磁感应现象，关键是看回路的磁通量是否发生了变化．磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1有多种形式，主要有： (1)S、θ不变，B改变，这时ΔΦ＝ΔB·S sin θ； (2)B、θ不变，S改变，这时ΔΦ＝ΔS·B sin θ；

(3)B、S不变，θ改变，这时ΔΦ＝BS(sin θ2－sin θ1)． 考点二楞次定律的理解及应用 1．楞次定律中“阻碍”的含义 2．应用楞次定律判断感应电流方向的步骤 考点三“一定律三定则”的综合应用 1．“三个定则与一个定律”的比较 2. 无论是“安培力”还是“洛伦兹力”，只要是涉及磁力都用左手判断． “电生磁”或“磁生电”均用右手判断． 【思想方法与技巧】 楞次定律推论的应用 楞次定律中“阻碍”的含义可以理解为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因，推论如

高考物理二轮复习 专题13 电磁感应 专题练(信阳高中)(含答案)

专题13电磁感应专题练 1．如图所示，水平面内两光滑的平行金属导轨，左端与电阻R 相连接，匀强磁场B 竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好。今对金属棒施加一个水平向右的外力F ，使金属棒从a 位置开始向右做初速度为零的匀加速运动，依次通过位置b 和c 。若导轨与金属棒的电阻不计，ab 与bc 的距离相等，关于金属棒在运动过程中的有关说法正确的是（ ） A ．金属棒通过b 、c 两位置时，外力F 的大小之比为：1 B ．金属棒通过b 、c 两位置时，电阻R 的电功率之比为1：2 C ．从a 到b 和从b 到c 的两个过程中，通过金属棒横截面的电荷量之比为2：1 D ．从a 到b 和从b 到c 的两个过程中，电阻R 上产生的热量之比为1：1 2．关于电磁感应，下列说法中正确的是（ ） A ．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 B ．穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零 C ．穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大 D ．通过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 3．如图甲，间距为L 的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B ， 轨道左侧连接一定值电阻R ．垂直导轨的导体棒ab 在水平外力F 作用下沿导轨运动， F 随t 变化的规律如图乙。在0～t 0时间内，棒从静止开始做匀加速直线运动。乙图中t 0、F 1、F 2为已知，棒接入电路的电阻为R ，轨道的电阻不计。则下列说法正确的是（ ） A ．在t 0以后，导体棒一直做匀速直线运动 B ．导体棒最后达到的最大速度大小为222 F R B L

C ．在0～t 0时间内，导体棒的加速度大小为 21022 2()F F Rt B L - D ．在0～t 0时间内，通过导体棒横截面的电量为210()2F F t BL - 4．如图1所示的是工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术．其原理是用电流线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变，从而获得构件内部是否断裂及位置的信息．如图2所示的是一个带铁芯的线圈L 、开关S 和电源用导线连接起来的跳环实验装置，将一个套环置于线圈L 上且使铁芯穿过其中，闭合开关S 的瞬间，套环将立刻跳起．关于对以上两个运用实例理解正确的是（ ） A ．涡流探伤技术运用了互感原理，跳环实验演示了自感现象 B ．能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料 C ．以上两个案例中的线圈所连接电源都必须是变化的交流电源 D ．以上两个案例中的线圈所连接电源也可以都是稳恒电源 5．如图在研究自感现象的实验中,用两个完全相同的灯泡a 、b 分别与有铁芯的线圈L 和定值电阻R 组成如图所示的电路（自感线圈的直流电组与定值电阻R 的阻值相等）,闭合开关S 达到稳定后两灯均可以正常发光.关于这个实验的下面说法中正确的是 A ．闭合开关的瞬间,通过a 灯的电流大于通过b 灯的电流 B ．闭合开关后,a 灯先亮,b 灯后亮 C ．闭合开关,待电路稳定后断开开关,通过a 灯的电流不大于原来的电流 D ．闭合开关,待电路稳定后断开开关,通过b 灯的电流大于原来的电流 6．经过不懈的努力，法拉第终于在1831年8月29日发现了“磁生电”的现象，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，一个线圈A 连接电池与开关，另一线圈B 闭合并在其中一段直导线附近平行放置小磁针，如图1所示，法拉第可观察到的现象有（ ）