第10讲电磁感应和楞次定律
知识点睛
一、电磁感应现象
1.产生感应电流的条件
感应电流产生的条件是:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
以上表述是充分必要条件。不论什么情况,只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件,就必然产生感应电流;反之,只要产生了感应电流,那么电路一定是闭合的,穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。
当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,电路中有感应电流产生。这个表述是充分条件,不是必要的。在导体做切割磁感线运动时用它判定比较方便。
2.感应电动势产生的条件。
感应电动势产生的条件是:穿过电路的磁通量发生变化。
这里不要求闭合。无论电路闭合与否,只要磁通量变化了,就一定有感应电动势产生。这好比一个电源:不论外电路是否闭合,电动势总是存在的。但只有当外电路闭合时,电路中才会有电流。
二、楞次定律
1.楞次定律
感应电流总具有这样的方向,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。
楞次定律解决的是感应电流的方向问题。它关系到两个磁场:感应电流的磁场(新产生的磁场)和引起感应电流的磁场(原来就有的磁场)。前者和后者的关系不是“同向”或“反向”的简单关系,而是前者“阻碍”后者“变化”的关系。
2.对“阻碍”意义的理解:
(1)阻碍原磁场的变化。“阻碍”不是阻止,而是“延缓”,感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化,只能使原磁场的变化被延缓或者说被迟滞了,原磁场的变化趋势不会改变,不会发生逆转.
(2)阻碍的是原磁场的变化,而不是原磁场本身,如果原磁场不变化,即使它再强,也不会产生感应电流.
(3)阻碍不是相反.当原磁通减小时,感应电流的磁场与原磁场同向,以阻碍其减小;当磁体远离导体运动时,导体运动将和磁体运动同向,以阻碍其相对运动.
(4)由于“阻碍”,为了维持原磁场的变化,必须有外力克服这一“阻碍”而做功,从而导致其它形式的能转化为电能.因此楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体现.
3.楞次定律的具体应用
(1)从“阻碍磁通量变化”的角度来看,由磁通量计算式Φ=BS sinα可知,磁通量变化ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式,主要有:
①S、α不变,B改变,这时ΔΦ=ΔB?S sinα
②B、α不变,S改变,这时ΔΦ=ΔS?B sinα
③B、S不变,α改变,这时ΔΦ=BS(sinα2-sinα1)
当B、S、α中有两个或三个一起变化时,就要分别计算Φ1、Φ2,再求Φ2-Φ1了。
(2)从“阻碍相对运动”的角度来看,楞次定律的这个结论可以用能量守恒来解释:既然有感应电流产生,就有其它能转化为电能。又由于是由相对运动引起的,所以只能是机械能减少转化为电能,表现出的现象就是“阻碍”相对运动。
(3)从“阻碍自身电流变化”的角度来看,就是自感现象。
在应用楞次定律时一定要注意:“阻碍”不等于“反向”;“阻碍”不是“阻止”。
4.右手定则。
对一部分导线在磁场中切割磁感线产生感应电流的情况,右手定则和楞次定律的结论是完全一致的。这时,用右手定则更方便一些。
5.楞次定律的应用步骤
楞次定律的应用应该严格按以下四步进行:①确定原磁场方向;②判定原磁场如何变化(增大还是减小);③确定感应电流的磁场方向(增反减同);④根据安培定则判定感应电流的方向。
6.解法指导:
(1)楞次定律中的因果关联
楞次定律所揭示的电磁感应过程中有两个最基本的因果联系,一是感应磁场与原磁场磁通量变化之间的阻碍与被阻碍的关系,二是感应电流与感应磁场间的产生和被产生的关系.抓住“阻碍”和“产生”这两个因果关联点是应用楞次定律解决物理问题的关键.
(2)运用楞次定律处理问题的思路
(a)判断感应电流方向类问题的思路
运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为:“一原、二感、三电流”,即为:
①明确原磁场:弄清原磁场的方向及磁通量的变化情况.
②确定感应磁场:即根据楞次定律中的"阻碍"原则,结合原磁场磁通量变化情况,确定出感应电流产生的感应磁场的方向.
③判定电流方向:即根据感应磁场的方向,运用安培定则判断出感应电流方向.
(b )判断闭合电路(或电路中可动部分导体)相对运动类问题的分析策略
在电磁感应问题中,有一类综合性较强的分析判断类问题,主要讲的是磁场中的闭合电
路在一定条件下产生了感应电流,而此电流又处于磁场中,受到安培力作用,从而使闭合电路或电路中可动部分的导体发生了运动.(如例2)对其运动趋势的分析判断可有两种思路方法:
①常规法:
据原磁场(B 原方向及ΔΦ情况)????→?楞次定律确定感应磁场(B 感方向)????→
?安培定则判断感应电流(I 感方向)????→?左手定则导体受力及运动趋势.
②效果法
由楞次定律可知,感应电流的“效果”总是阻碍引起感应电流的“原因”,深刻理解“阻
碍”的含义.据"阻碍"原则,可直接对运动趋势作出判断,更简捷、迅速.
三、法拉第电磁感应定律
1.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,即t k
E ??Φ=,在国际单位制中可以证明其中的k =1,所以有t E ??Φ=。对于n 匝线圈有t
n E ??Φ=。 在导线切割磁感线产生感应电动势的情况下,由法拉第电磁感应定律可推出感应电动势
的大小是:E=BLv sin α(α是B 与v 之间的夹角)。
2.转动产生的感应电动势
⑴转动轴与磁感线平行。如图磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直于纸面向外,
长L 的金属棒oa 以o 为轴在该平面内以角速度ω逆时针匀速转动。求金属棒中
的感应电动势。在用导线切割磁感线产生感应电动势的公式时注意其中的速度v
应该是平均速度,即金属棒中点的速度。
22
12L B L BL E ωω=?= ⑵线圈的转动轴与磁感线垂直。如图矩形线圈的长、宽分别为L 1、L 2,所围面积为S ,向右的匀强磁场的磁感应强度为B ,线圈绕图示的轴以角速度ω匀速转动。线
圈的ab 、cd 两边切割磁感线,产生的感应电动势相加可得E=BS ω。如果
o a
v
线圈由n 匝导线绕制而成,则E=nBS ω。从图示位置开始计时,则感应电动势的即时值为e=nBS ωcos ωt 。该结论与线圈的形状和转动轴的具体位置无关(但是轴必须与B 垂直)。 实际上,这就是交流发电机发出的交流电的即时电动势公式。
四、感应电量的计算
根据法拉第电磁感应定律,在电磁感应现象中,只要穿过闭合电路的磁通
量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流。设在时间?t 内通过导线截
面的电量为q ,则根据电流定义式I q t =/?及法拉第电磁感应定律t n E ??Φ=/,得:
R
n t t R n t R E t I q ?Φ=????Φ=??=??= 如果闭合电路是一个单匝线圈(n =1),则q R
=?Φ. 上式中n 为线圈的匝数,?Φ为磁通量的变化量,R 为闭合电路的总电阻。
可见,在电磁感应现象中,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生
感应电流,在时间?t 内通过导线截面的电量q 仅由线圈的匝数n 、磁通量的变化量?Φ和闭合电路的电阻R 决定,与发生磁通量的变化量的时间无关。
因此,要快速求得通过导体横截面积的电量q ,关键是正确求得磁通量的变化量?Φ。磁通量的变化量?Φ是指穿过某一面积末时刻的磁通量Φ2与穿过这一面积初时刻的磁通量Φ1之差,即?ΦΦΦ=-21。在计算?Φ时,通常只取其绝对值,如果Φ2与Φ1反向,那么Φ2与Φ1的符号相反。
线圈在匀强磁场中转动,产生交变电流,在一个周期内穿过线圈的磁通量的变化量?Φ=0,故通过线圈的电量q =0。
穿过闭合电路磁通量变化的形式一般有下列几种情况:
(1)闭合电路的面积在垂直于磁场方向上的分量S 不变,磁感应强度B 发生变化时,?Φ?=?B S ;
(2)磁感应强度B 不变,闭合电路的面积在垂直于磁场方向上的分量S 发生变化时,?Φ?=?B S ;
(3)磁感应强度B 与闭合电路的面积在垂直于磁场方向的分量S
均发生变化时,
?ΦΦΦ
=-
。下面举例说明:
21
例题精讲
【例1】[B]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
位置Ⅰ位置Ⅱ
(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
命题意图:考查对楞次定律的理解应用能力及逻辑推理能力.
[解析]:解题方法与技巧:线圈第一次经过位置Ⅰ时,穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律,线圈中感应电流的磁场方向向左,根据安培定则,顺着磁场看去,感应电流的方向为逆时针方向.当线圈第一次通过位置Ⅱ时,穿过线圈的磁通量减小,可判断出感应电流为顺时针方向,故选项B正确.
【例2】[C]如图所示,有两个同心导体圆环。内环中通有
顺时针方向的电流,外环中原来无电流。当内环中电流逐
渐增大时,外环中有无感应电流?方向如何?
[解析]:由于磁感线是闭合曲线,内环内部向里的磁感线
条数和内环外向外的所有磁感线条数相等,所以外环所围
面积内(应该包括内环内的面积,而不只是环形区域的面积)的总磁通向里、增大,所以外环中感应电流磁场的方向为向外,由安培定则,外环中感应电流方向为逆时针。
【例3】[B]如图,线圈A中接有如图所示电源,线圈B有一半面积处在线圈A中,两线圈平行但不接触,则当开关S闭和瞬间,线圈B中的感应电流的情况是:()
A.无感应电流B.有沿顺时针的感应电流
C.有沿逆时针的感应电流D.无法确定
解:当开关S 闭和瞬间,线圈A 相当于环形电流,其内部磁感线方向向里,其外部磁
感线方向向外。线圈B 有一半面积处在线圈A 中,则向里的磁场与向外的磁场同时增大。这时就要抓住主要部分。由于所有向里的磁感线都从A 的内部穿过,所以A 的内部向里的磁感线较密, A 的外部向外的磁感线较稀。这样B 一半的面积中磁感线是向里且较密,另一半面积中磁感线是向外且较稀。主要是以向里的磁感线为主,即当开关S 闭和时,线圈B 中的磁通量由零变为向里,故该瞬间磁通量增加,则产生的感应电流的磁场应向外,因此线圈B 有沿逆时针的感应电流。答案为C 。 【例4】[C]: 如图所示,O 1O 2是矩形导线框abcd 的对称轴,其左方有匀
强磁场。以下哪些情况下abcd 中有感应电流产生?方向如何? A.将abcd 向纸外平移 B.将abcd 向右平移 C.将abcd 以ab 为轴转动60° D.将abcd 以cd 为轴转动60° [解析]:A 、C 两种情况下穿过abcd 的磁通量没有发生变化,无感应电流产生。B 、D 两种情况下原磁通向外,减少,感应电流磁场向外,感应电流方向为abcd 。
【例6】[B]:如图所示装置中,cd 杆原来静止。当ab 杆做如下那些运动时,cd 杆将向右移动?
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
[解析]:.ab 匀速运动时,ab 中感应电流恒定,L 1中磁通量不变,穿过L 2的磁通量不变化,L 2中无感应电流产生,cd 保持静止,A 不正确;ab 向右加速运动时,L 2中的磁通量向下,增大,通过cd 的电流方向向下,cd 向右移动,B 正确;同理可得C 不正确,D 正确。选B 、D
【例7】[B]:如图所示,长L 1宽L 2的矩形线圈电阻为R ,处于磁感应强度为B 的匀强磁场边缘,线圈与磁感线垂直。求:将线圈以向右的速度v 匀速拉出磁场的过程中,⑴拉力F 大小; ⑵拉力的功率P ; ⑶拉力做的功W ; ⑷线圈中产生的电热Q ;⑸通过线圈某一截面的电荷量q 。
[解析]:这是一道基本练习题,要注意要注意所用的边长究竟是L 1还是L 2 ,还应该思考一下所求的各物理量与速度v 之间有什么关系。 ⑴v R v L B F BIL F R E I v BL E ∝=∴===2
2222,,, ⑵22
22
2v R v L B Fv P ∝== ⑶v R v
L L B FL W ∝==12
221
⑷v W Q ∝=
⑸ R
t R E t I q ?Φ==?=与v 无关 特别要注意电热Q 和电荷q 的区别,其中R
q ?Φ=与速度无关!(这个结论以后经常会遇到)。
【例8】[B]:如图所示,竖直放置的U 形导轨宽为L ,上端串有电阻R (其余
导体部分的电阻都忽略不计)。磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直于纸面向
外。金属棒ab 的质量为m ,与导轨接触良好,不计摩擦。从静止释放后ab 保
持水平而下滑。试求ab 下滑的最大速度v m
[解析]:释放瞬间ab 只受重力,开始向下加速运动。随着速度的增大,感应电
动势E 、感应电流I 、安培力F 都随之增大,加速度随之减小。当F 增大到F=mg
时,加速度变为零,这时ab 达到最大速度。 由mg R v L B F m ==22,可得22L
B mgR v m = 【例9】[B]: 如图所示,xoy 坐标系y 轴左侧和右侧分别有垂直于纸面向外、向里的匀强磁场,磁感应强度均为B ,一个围成四分之一圆形的导体环oab ,其圆心在原点o ,半径为R ,开始时在第一象限。从t =0起绕o 点以角速度ω逆时针匀速转动。试画出环内感应电动势E 随时间t 而变的函数图象(以顺时针电动势为正)。
[解析]:开始的四分之一周期内,oa 、ob 中的感应电动势
方向相同,大小应相加;第二个四分之一周期内穿过线
圈的磁通量不变,因此感应电动势为零;第三个四分之
一周期内感应电动势与第一个四分之一周期内大小相同
而方向相反;第四个四分之一周期内感应电动势又为零。
感应电动势的最大值为E m =BR 2ω,周期为T =2π/ω,图象如右。
【例10】[A]:如图所示,水平面上固定有平行导轨,磁感应强度为B
的匀强磁场方向竖直向下。同种合金做的导体棒ab 、cd 横截面积之
比为2∶1,长度和导轨的宽均为L ,ab 的质量为m ,电阻为r ,开
始时ab 、cd 都垂直于导轨静止,不计摩擦。给ab 一个向右的瞬时冲
量I ,在以后的运动中,cd 的最大速度v m 、最大加速度a m 、产生的电
热各是多少?
[解析]:给ab 冲量后,ab 获得速度向右运动,回路中产生感应电流,cd 受安培力作用而加速,ab 受安培力而减速;当两者速度相等时,都开始做匀速运动。所以开始时cd 的加速度最大,最终cd
的速度最大。全过程系统动能的损失都转化为电能,电能又转化为内能。由
于ab 、cd 横截面积之比为2∶1,所以电阻之比为1∶2,根据Q=I 2Rt ∝R ,所以cd 上产生的电热应该是回路中产生的全部电热的2/3。又根据已知得ab 的初速度为v 1=I/m ,因此有:
2
/,,2,1m F a BLI F r r E I BLv E m ==+== ,解得r m I L B a m 22232=。最后的共同速度为v m =2I/3m ,系统动能损失为ΔE K =I 2/ 6m ,其中cd 上产生电热Q=I 2/ 9m
【例11】[B]:如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用0.3s 时间拉出,外力所做的功为W 1,通过导线截面的电量为q ;第二次用09.s 时间拉出,外力所做的功为W 2,通过导线截面的电量为q 2,则( )
A. W W q q 1212<<,
B. W W q q 1212<=,
C. W W q q 1212>=,
D. W W q q 1212>>, [解析]:设线框长为L 1,宽为L 2,第一次拉出速度为V 1,第二次拉出速度为V 2,则V 1=3V 2。匀速拉出磁场时,外力所做的功恰等于克服安培力所做的功,有
R V L L B L L BI L F W /112
22121111==?=,
同理 R V L L B W /212222=, 故W 1>W 2;
又由于线框两次拉出过程中,磁通量的变化量相等,即?Φ?Φ12=,
由q R =?Φ/,得:q q 12=
故正确答案为选项C 。
【例12】[B]如图所示,空间存在垂直于纸面的均匀磁场,在半径为a 的圆形区域内部及外部,磁场方向相反,磁感应强度的大小均为B 。一半径为b ,电阻为R 的圆形导线环放置在纸面内,其圆心与圆形区域的中心重合。当内、外磁场同时由B 均匀地减小到零的过程中,通过导线截面的电量q =____________。
[解析]:由题意知:
ΦΦ122220=-=B b a π(),,
∴=-=-?ΦΦΦ21222πBb a ,
由q R q B b a R
==-?Φ,π222 巩固练习
[A Level]
1.如图所示,为地磁场磁感线的示意图,在北半球地磁场的坚直分量向下。飞机在我国上空匀逐巡航。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。设飞行员左方机翼未端处的电势为U 1,右方机翼未端处的电
势力U 2,则
A.若飞机从西往东飞,U 1比U 2高
B.若飞机从东往西飞,U 2比U 1高
C.若飞机从南往北飞,U 1比U 2高
D.若飞机从北往南飞,U 2比U 1高
2.如图所示,在两根平行长直导线中,通以同方向、同强度的电流,导线框ABCD 和两导线在同一平面内,导线框沿着与两导线垂直的方向自右向左在两导线间匀速运动。在运动过程中,导线框中感应电流的方向( )
A .沿ABCD 方向不变。
B .沿ADCB 方向不变。
C .由ABC
D 方向变成ADCB 方向。
D .由ADCB 方向变成ABCD 方向。
3.如图所示,两个线圈绕在同一圆筒上,A 中接有电源,B 中导线ab 短路。当把磁铁迅速
插入A 线圈中时,A 线圈中的电流将 (填减少,增大,不变),B 线圈中的感应电流的方向在外电路中是由 到 的;如线圈B 能自由移动,则它将向 移动(左,右,不)。
S
a b A B
4.如图所示,闭合金属铜环从高为h 的曲面滚下,沿曲面的另一侧
上升,设闭合环初速度为零,不计摩擦,则( )
A .若是匀强磁场,环上升的高度小于h
B .若是匀强磁场,环上升的高度大于h
C .若是非匀强磁场,环上升的高度等于h
D .若是非匀强磁场,环上升的高度小于h
5.一根磁化的钢棒以速度v 射入水平放置的固定的铜管内,v 的方向沿管中心轴,不计棒的重力和空气阻力,则在入射过程中( )
A.铜管的内能增加
B.钢棒的速率减小
C.钢棒的速率不变
D.钢棒的速率增大
6.如图(a ),圆形线圈P 静止在水平桌面上,其正上方悬挂一相同的线圈Q ,P 和Q 共轴.Q 中通有变化电流,电流随时间变化的规律如图(b )所示.P 所受的重力为G ,桌面对P 的支持力为N ,则
A.t 1时刻N >G
B.t 2时刻N >G
C.t 3时刻N <G
D.t 4时刻N =G
7.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,当滑动变阻器的滑片P 自左向右滑动时,从纸外向纸内看,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
8.如图所示,线圈内有理想边界的磁场,当磁场均匀增加时,
有一带电微粒静止于平行板(两板水平放置)电容器中间,
则此粒子带 电,若线圈的匝数为n ,平行板电容器
的板间距离为d ,粒子质量为m ,带电量为q ,则磁感应强
度的变化率为 (设线圈的面积为s )
9.如图所示,水平铜盘半径为r ,置于磁感应强度为B ,方向竖直向下的匀强磁场中,铜盘绕通过圆盘中心的竖直轴以角速度ω速圆周运动,铜盘的边
缘及中心处分别通过滑片
与理想变压器的原线圈及R 1相连,该理想变压器原副线圈
的匝数比为n ,变压器的副线圈与电阻为R 2的负载相连,则
变压器原线圈两端的电压为 ,通过负载R 2的电流
强度为 。
10.如图甲所示,在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的一半径为r = 1m 、电阻为R = 3.14Ω的金属圆形线框,当磁场按图乙所示规律变化时,线框中有感应电流产生。
(1)在丙图中画出感应电流随时间变化的t i 图象(以逆时针方向为正)
(2)求出线框中感应电流的有效值
2 ×
× × × × ×
× × ×
×
× × 甲
[答案]:
1.AC 2.B 3.减小 b a 左 4.D 5.AB 6.AD 7.C 8、负,mgd/nsq 9、Br 2
ω/2,0 10
(1)
(2)I= 2(A )
[B Level]
1.如图所示,足够长的两条光滑水平导轨平行放置在匀强磁
场中,磁场垂直于导轨所在平面,金属棒
ab 可沿导轨自由
滑动,导轨一端跨接一定值电阻,其他电阻不计。现将金属
棒沿导轨由静止向右拉,第一次保持拉力恒定,经时间1t 后
金属棒速度为v ,加速度为1a ,最终金属棒以速度v 2做匀
速运动,第二次保持拉力的功率恒定,经时间2t 后金属棒速
度也为v ,加速度为2
a ,最终也以v 2做匀速运动,则( )
A .12t t =
B .2t
<1t C .122a a = D .a a 32=
2.如图所示,用铝板制成“?”形框,将一质量为m 的带电小
球用绝缘细线悬挂在板上方,让整体在垂直于水平方向的
匀强磁场中向左以速度v 匀速运动,悬线拉力为T ,则:( )
A .悬线竖直,T = mg
B .v 选择合适,可使T = 0
C .悬线竖直,T <mg
D .条件不足,不能确定 3.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,现有
一个边长为a a (<L )的正方形闭合线圈以速度0v 垂直磁场边界滑过磁场后速度变为
v v (<)0v 那么:( )
A .完全进入磁场时线圈的速度大于)(0v v +/2
B ..完全进入磁场时线圈的速度等于)(0v v +/2
C .完全进入磁场时线圈的速度小于)(0v v +/2
D .以上情况AB 均有可能,而C 是不可能的
4.如图所示,变压器原副线圈匝数之比为4∶1,输入电压
3
V 0 a
)
(
100
sin
2
120v
t
uπ
=,输电线电阻R = 1Ω,有标有
“25V,5W”的灯炮接入盏才能正常发光,输入
电路上保险丝允许电流应大于 A
5. 如图所示,圆环a和b的半径之比R1∶R2=2∶1,且是粗细相同,用同样材料的导线构成,
连接两环导线的电阻不计,匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化,那么,当只有
a环置于磁场中与只有b环置于磁场中的两种情况下,AB两点的电势差之比为多少?
6. 如图所示,金属圆环圆心为O,半径为L,金属棒Oa以O点为轴在环上转动,角速度为
ω,与环面垂直的匀强磁场磁感应强度为B,电阻R接在O点与圆环之间,求通过R的电流
大小。
7.关于线圈中的自感电动势的大小,下列说法正确的是()
A.跟通过线圈的电流大小有关B.跟线圈中的电流变化大小有关
C.跟线圈中的磁通量大小有关D.跟线圈中的电流变化快慢有关
8.如图13-10所示,在同一铁芯上绕着两个线圈,单刀双掷开关原来接在点1,现把它从1
扳向2,试判断在此过程中,在电阻R上的电流方向是()
A.先由P→Q,再由Q→P
B.先由Q→P,再由P→Q
C.始终由Q→P
D.始终由P→Q
9.如图13-11所示,导线框abcd与导线在同一平面内,直导线通有恒定电流I,当线框由
左向右匀速通过直导线时,线框中感应电流的方向是()
A.先abcd,后dcba,再abcd
……
。
。
B .先abcd ,后dcba
C .始终dcba
D .先dcba ,后abcd ,再dcba
E .先dcba ,后abcd
10.如图13-12所示,光滑导轨MN 水平放置,两根导体棒平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从上方下落(未达导轨平面)的过程中,导体P 、Q 的运动情况是 ( )
A .P 、Q 互相靠拢
B .P 、Q 互相远离
C .P 、Q 均静止
D .因磁铁下落的极性未知,无法判断
[答案]:
1BD 2、A 3、B 4、25,1.25 5.2∶1 6.I=BL 2ω/2R ; 7.D ;8.A 、C .9.D .10.A .
[C Level]
1.1820年丹麦的物理学家 发现了电流能够产生磁场;之后,英国的科学家 经过十年不懈的努力终于在1831年发现了电磁感应现象,并发明了世界上第一台感应发电机.
2.下列图中能产生感应电流的是( )
3.下列说法中正确的是:感应电动势的大小跟( )有关:
A .穿过闭合电路的磁通量.
B .穿过闭合电路的磁通量的变化大小.
C .穿过闭合电路的磁通量的变化快慢.
D .单位时间内穿过闭合电路的磁通量的变化量.
× × × × × × × ×× × × ×v × × × × × × × ×× v × × ×
× × × × ××
× × ×
V N S V (A ) (B )
(C ) (D ) (E ) (F )
4.如图所示,试根据已知条件确定导线中的感应电流方向(图中的导线是闭合电路中的一部分):
5.如图所示,矩形闭合线圈与匀强磁场垂直,一定产生感应电流的是()
A.垂直于纸面运动B.以一条边为轴转动
C.线圈形状逐渐变为圆形D.沿与磁场垂直的方向平动
6.闭合电路中产生感应电动势的大小,跟穿过这一闭合电路的下列哪个物理量成正比()
A.磁通量B.磁感强度
C.磁通量的变化率D.磁通量的变化量
7.穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟减少2Wb,则()
A.线圈中感应电动势每秒增加2V
B.线圈中感应电动势每秒减少2V
C.线圈中无感应电动势
D.线圈中感应电动势保持不变
8.如图所示,在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中,有一长为0.5m的导体AB在金属框架上以10m/s的速度向右滑动,R1=R2=20Ω,其它电阻不计,则流过AB的电流是。
9. 如图所示,在匀强磁场中,有一接有电容器的导线回路,已知C=30μF,L1=5cm,L2=8cm,磁场以5×10-2T/s的速率均匀增强,则电容器C所带的电荷量为 C ×××
××
×××
×××
B B
v
v
B
v
B
(A)(B)(C)(D)
10. 如图所示,先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域,v1=2v2在先后两种情况下()
A.线圈中的感应电流之比为I1∶I2=2∶1
B.线圈中的感应电流之比为I1∶I2=1∶2
C.线圈中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=1∶4
D.通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2=1∶2
[答案]:
1、奥斯特,法拉第
2、B C F
3、C
4、略5.B、C;6.B、C;7.A、C、D;8.D;9.-3.6N·s;10.C;