2020年高中物理竞赛(电磁学)电磁感应(含真题练习题):感生电动势和感生电场(共22张PPT)
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[典型例题]例1 如图1所示,在竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中,有两根水平放置且足够长的平行金属导轨AB 、CD ,在导轨的AC 端连接一阻值为R 的电阻,一根质量为m 的金属棒ab ,垂直导轨放置,导轨和金属棒的电阻不计。
金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ,若用恒力F 沿水平向右拉导体棒运动,求金属棒的最大速度。
分析:金属棒向右运动切割磁感线,产生动生电动势,由右手定则知,棒中有ab 方向的电流;再由左手定则,安培力向左,导体棒受到的合力减小,向右做加速度逐渐减小的加速运动;当安培力与摩擦力的合力增大到大小等于拉力F 时,加速度减小到零,速度达到最大,此后匀速运动,所以, m g BIL F μ+=, R BLVI = 22)(L B R mg F V μ-=例2 如图2所示,线圈内有理想的磁场边界,当磁感应强度均匀增加时,有一带电量为q ,质量为m 的粒子静止于水平放置的平行板电容器中间,则此粒子带 ,若线圈的匝数为n ,线圈面积为S ,平行板电容器的板间距离为d ,则磁感应强度的变化率为 。
分析:线圈所在处的磁感应强度增加,发生变化,线圈中有感生电动势;由法拉第电磁感应定律得,t B t nS n E ∆∆∆∆==φ ,再由楞次定律线圈中感应电流沿逆时针方向,所以,板间的电场强度方向向上。
带电粒子在两板间平衡,电场力与重力大小相等方向相反,电场力竖直向上,所以粒子带正电。
B qns E q mg ∆== q n s m g d t B =∆∆[针对训练]1.通电直导线与闭合线框彼此绝缘,它们处在同一平面内,导线位置与线框对称轴重合,为了使线框中产生如图3所示的感应电流,可采取的措施是:(A)减小直导线中的电流(B)线框以直导线为轴逆时针转动(从上往下看)(C)线框向右平动 (D)线框向左平动2.一导体棒长l=40cm,在磁感强度B=0.1T的匀强磁场中做切割磁感线运动,运动的速度v=5.0m/s,导体棒与磁场垂直,若速度方向与磁感线方向夹角β=30°,则导体棒中感应电动势的大小为V,此导体棒在做切割磁感线运动时,若速度大小不变,可能产生的最大感应电动势为 V3.一个N匝圆线圈,放在磁感强度为B的匀强磁场中,线圈平面跟磁感强度方向成30°角,磁感强度随时间均匀变化,线圈导线规格不变,下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是:(A)将线圈匝数增加一倍 (B)将线圈面积增加一倍(C)将线圈半径增加一倍 (D)适当改变线圈的取向4.如图4所示,四边完全相同的正方形线圈置于一有界匀强磁场中,磁场垂直线圈平面,磁场边界与对应的线圈边平行,今在线圈平面内分别以大小相等,方向与正方形各边垂直的速度,沿四个不同的方向把线圈拉出场区,则能使a、b两点电势差的值最大的是:(A)向上拉(B)向下拉(C)向左拉(D)向右拉5.如图5所示,导线MN可无摩擦地沿竖直的长直导轨滑动,导线位于水平方向的匀强磁场中,回路电阻R,将MN由静止开始释放后的一小段时间内,MN运动的加速度可能是:(A).保持不变(B)逐渐减小(C)逐渐增大(D)无法确定6.在水平面上有一固定的U形金属框架,框架上置一金属杆ab,如图所示(纸面即水平面),在垂直纸面方向有一匀强磁场,则:(A)若磁场方向垂直纸面向外并增长时,杆ab将向右移动(B)若磁场方向垂直纸面向外并减少时,杆ab将向左移动(C)若磁场方向垂直纸面向里并增长时,杆ab将向右移动(D)若磁场方向垂直纸面向里并减少时,杆ab将向右移7.如图7所示,圆形线圈开口处接有一个平行板电容器,圆形线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中,要使电容器所带电量增加一倍,正确的做法是:(A)使电容器两极板间距离变为原来的一半(B)使线圈半径增加一倍(C)使磁感强度的变化率增加一倍(D)改变线圈平面与磁场方向的夹角[能力训练]1.有一铜块,重量为G,密度为D,电阻率为ρ,把它拉制成截面半径为r的长导线,再用它做成一半径为R的圆形回路(R>>r).现加一个方向垂直回路平面的匀强磁场,磁感强度B的大小变化均匀,则(A)感应电流大小与导线粗细成正比(B)感应电流大小与回路半径R 成正比(C)感应电流大小与回路半径R 的平方成正比(D)感应电流大小和R 、r 都无关2.在图8中,闭合矩形线框abcd ,电阻为R ,位于磁感应强度为B 的匀强磁场中,ad 边位于磁场边缘,线框平面与磁场垂直,ab 、ad 边长分别用L 1、L 2表示,若把线圈沿v 方向匀速拉出磁场所用时间为△t ,则通过线框导线截面的电量是:(A )t R L BL ∆21(B ) R L BL 21(C ) t L BL ∆21 (D )BL 1L 23.如图9所示,矩形线框abcd 的ad 和bc 的中点M 、N 之间连接一电压表,整个装置处于匀强磁场中,磁场的方向与线框平面垂直,当线框向右匀速平动时,以下说法正确的是( )(A )穿过线框的磁通量不变化,MN 间无电势差(B )MN 这段导体做切割磁感线运动,MN 间有电势差(C )MN 间有电势差,所以电压表有读数(D )因为无电流通过电压表,所以电压表无读数4.在磁感应强度为B ,方向如图10所示的匀强磁场中,金属杆PQ 在宽为L 的平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动,PQ 中产生的感应电动势为E 1;若磁感应强度增为2B ,其它条件不变,所产生的感应电动势大小变为E 2,则E 1与E 2之比及通过电阻R 的感应电流方向为:(A )2:1,b →a (B )1:2,b →a(C )2:1,a →b (D )1:2,a →b5.如图11所示,一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的下方,当通电直导线中电流I增大时,圆环的面积S和橡皮绳的长度L 将(A)S减小,L 变长 (B)S减小,L 变短(C)S增大,L 变长 (D)S增大,L 变短6.A 、B 两个闭合电路,穿过A 电路的磁通量由O 增加到3×103Wb ,穿过B 电路的磁通量由5×103Wb 增加到6×103Wb 。
大学物理竞赛—电磁学题目训练知识点罗列1、电场和磁场的计算2、电能和磁能的计算3、有电解质和磁介质存在的情况4、电容器的电容和螺线管的自感互感5、静电场力和磁场力的计算6、动生电动势和感生电动势的计算例1:如图,两边为电导率很大的导体,中间两层是电导率分别为和的均匀导电介质,它们的厚度分别为d 1和d 2,导体的横截面积为S ,流过的电流为I 。
求:(1)两层导电介质中的电场强度;(2)每层导电介质两端的电势差。
1σ2σ12σσ12d d IISIjE σσ==SIE 11σ=SIE 22σ=SId d E U 11111σ==SId d E U 22222σ==解:(1)由欧姆定律的微分形式,有:于是:(2)根据电势的定义可得:解:例2一半径为的半球形电极埋在大地里,大地视为均匀的导电介质,其电导率为,求接地电阻。
rI1r 2r 跨步电压若通有电流I ,求半径为,两个球面的电压。
1r 2r σr 2d 1d 22rrr R R r rσπσπ∞∞===⎰⎰221112212d 111d ()22r r r r r R R r r r σπσπ===-⎰⎰12121211()2I V V IR r r σπ-==-211212111d ()2r r V V E r r r σπ-==-⎰另一种解法:j Eσ=22I j rπ=22I E rπσ⇒=rI1r 2r例3 两根长直导线沿半径方向引到铁环上A 、B 两点,并与很远的电源相连,如图所示。
求:环中心的磁感应强度。
A BI I OABI OI l 21l 21⎰B I 10d l m π40r 2=1l 1解:==I 1I 2R 2R 1l 2l 1=B =B 1B 2⎰B I 20d l m π40r 2=2l 2I l =I 21l 21其他几种变化:AoB:0=B O 处环心IO R⎪⎭⎫⎝⎛-=πI m 11200R B IO R⎪⎭⎫⎝⎛+=πI m 11200R B1IIabco2≠B12IIoab=B12abcdoII=B例4 半径为R 的木球上绕有细导线,所绕线圈很紧密,相邻的线圈彼此平行地靠着,以单层盖住半个球面,共有N 匝。
2021届高考物理题:电磁感应一轮练习及答案高考:电磁感应一、选择题1、(双选)图所示是研究性学习小组的同学设计的防止电梯坠落的应急安全装置,在电梯轿厢上安装上永久磁铁,电梯的井壁上铺设线圈,能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。
关于该装置,下列说法正确的是()A.当电梯突然坠落时,该安全装置可起到阻碍电梯下落的作用B.当电梯突然坠落时,该安全装置可使电梯停在空中C.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时,闭合线圈A、B中电流方向相同D.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时,闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落2、如图所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块()A.在P和Q中都做自由落体运动B.在两个下落过程中的机械能都守恒C.在P中的下落时间比在Q中的长D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大3、如图所示,一个N极朝下的条形磁铁竖直下落,恰能穿过水平放置的固定矩形导线框,则()A.磁铁经过位置①时,线框中感应电流沿abcd方向;经过位置②时,沿adcb 方向B.磁铁经过位置①时,线框中感应电流沿adcb方向;经过位置②时,沿abcd 方向C.磁铁经过位置①和②时,线框中的感应电流都沿abcd方向D.磁铁经过位置①和②时,线框中感应电流都沿adcb方向4、如图所示,灯泡A、B与定值电阻的阻值均为R,L是自感系数较大的线圈,当S1闭合、S2断开且电路稳定时,A、B两灯亮度相同,再闭合S2,待电路稳定后将S1断开,下列说法中正确的是()A.B灯立即熄灭B.A灯将比原来更亮一下后熄灭C.有电流通过B灯,方向为c→dD.有电流通过A灯,方向为b→a5、(多选)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。
铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。
圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B 中。
圆盘旋转时,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是()A.若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流动C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍6、(多选)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有三条水平虚线l1、l2、l3,它们之间的区域Ⅰ、Ⅱ宽度均为d,两区域分别存在垂直斜面向下和垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,一个质量为m、边长为d、总电阻为R的正方形导线框,从l1上方一定高度处由静止开始沿斜面下滑,当ab边刚越过l1进入磁场Ⅰ时,恰好以速度v1做匀速直线运动;当ab边在越过l2运动到l3之前的某个时刻,线框又开始以速度v2做匀速直线运动,重力加速度为g.在线框从释放到穿出磁场的过程中,下列说法正确的是()A.线框中感应电流的方向不变B.线框ab边从l1运动到l2所用时间大于从l2运动到l3所用时间C.线框以速度v2做匀速直线运动时,发热功率为m2g2R4B2d2sin2θD.线框从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中,减少的机械能ΔE机与重力做功W G的关系式是ΔE机=W G+12m v21-12m v227、如图所示,均匀金属圆环的总电阻为4R,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过圆环。
物理竞赛练习题《电场》班级____________座号_____________姓名_______________1、半径为R的均匀带电半球面,电荷面密度为σ,求球心处的电场强度。
2、有一均匀带电球体,半径为R,球心为P,单位体积内带电量为ρ,现在球体内挖一球形空腔,空腔的球心为S,半径为R/2,如图所示,今有一带电量为q,质量为m的质点自L点(LS⊥PS)由静止开始沿空腔内壁滑动,不计摩擦和质点的重力,求质点滑动中速度的最大值。
3、在-d ≤x ≤d 的空间区域内,电荷密度ρ>0为常量,其他区域均为真空。
若在x =2d 处将质量为m 、电量为q (q <0)的带电质点自静止释放。
试问经多长时间它能到达x =0的位置。
4、一个质量为M 的绝缘小车,静止在光滑水平面上,在小车的光滑板面上放一个质量为m 、带电量为+q 的带电小物体(可视为质点),小车质量与物块质量之比M :m =7:1,物块距小车右端挡板距离为l ,小车车长为L ,且L =1.5l 。
如图所示,现沿平行于车身方向加一电场强度为E 的水平向右的匀强电场,带电小物块由静止开始向右运动,之后与小车右挡板相碰,碰后小车速度大小为碰前物块速度大小的1/4。
设小物块滑动过程中及其与小车相碰过程中,小物块带电量不变。
(1)通过分析与计算说明,碰撞后滑块能否滑出小车的车身?(2)若能滑出,求由小物块开始运动至滑出时电场力对小物块所做的功;若不能滑出,求小物块从开始运动至第二次碰撞时电场力对小物块所做的功。
E物理竞赛练习题 《电势和电势差》班级____________座号_____________姓名_______________1、两个电量均为q =3.0×10-8C 的小球,分别固定在两根不导电杆的一端,用不导电的线系住这两端。
将两杆的另一端固定在公共转轴O 上,使两杆可以绕O 轴在图面上做无摩擦地转动,线和两杆长度均为l =5.0cm 。
2020年届专题卷物理专题九答案与解析1.【命题立意】本题主要考查磁通量的变化率和Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的区别。
【思路点拨】Φ表示穿过磁场中某个面的磁感线的条数,是状态量,由面积S、磁感应强度B以及它们的夹角决定,只有当面积S与磁感应强度B垂直时,Φ=BS才能成立,如果B与S的夹角为θ,则应把面积S 沿与B垂直的方向投影,此时Φ=BS sinθ。
磁通量变化量ΔΦ是指末态的Φ2与初态的Φ1的差,即ΔΦ=Φ2-Φ1,是过程量,它可以由有效面积的变化、磁场的变化而引起,且穿过闭合回路的磁通量发生变化是产生感应电动势的必要条件。
磁通量变化率ΔΦ/Δt是表示单位时间内磁通量变化的大小,即磁通量变化快慢,感应电动势的大小与回路中磁通量变化率ΔΦ/Δt成正。
【答案】C【解析】E=ΔΦ/Δt,ΔΦ与Δt的比值就是磁通量的变化率,所以只有C正确。
2.【命题立意】本题主要考查自感现象和互感现象。
【思路点拨】自感现象的应用:凡是有导线、线圈的设备中,只要有电流变化都有自感现象存在,但对于特殊的双线绕法要加以区别,因此在做题时要特别留心这一特殊情况。
【答案】BD【解析】两线圈绕的方向相反,线圈产生的磁场方向相反。
螺旋管内磁场和穿过螺旋管的磁通量都不发生变化,回路中一定没有自感电动势产生,正确答案选BD。
3.【命题立意】本题考查感应电流产生的条件。
【思路点拨】长度为L的导体,以速度v在磁感应强度为B的匀强磁场中做切割磁感线运动时,在B、L、v互相垂直的情况下,导体中产生的感应电动势的大小恒为:E=BLv,在M中产生恒定的感应电流,不会造成N中磁通量的变化,电流表无读数。
【答案】D【解析】导体棒匀速向右运动的过程中,根据法拉第电磁感应定律可知,M中产生稳定的电流,则通过N中的磁通量保持不变,故N中无感应电流产生,选项D正确。
4.【命题立意】本题主要考查感应电动势和感应电流的产生条件和楞次定律。
【思路点拨】感应电动势和感应电流产生的条件是:穿过电路的磁通量发生变化,就一定有感应电动势产生,电路可以闭合也可以断开。
2019年物理高考真题和模拟题 知识点分项汇编《电磁感应》一、磁通量1. 公式:Φ=BS . 其中B 为匀强磁场的场强,S 为垂直磁场的有效面积.2.单位:1 Wb =1T·m 2.3. 磁通量是标量,但是有正负之分.二、电磁感应现象1.定义:当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.2.条件:(1)闭合电路(2)磁通量发生变化.3.实质产生感应电动势,如果电路闭合,则有感应电流.如果电路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.三、法拉第电磁感应定律1.感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势.2.法拉第电磁感应定律公式:E =n ΔΦΔt,n 为线圈匝数. 3.导体切割磁感线的情形(1)若B 、l 、v 相互垂直,则E =Blv .(2)若B ⊥l ,l ⊥v ,v 与B 夹角为θ,则E =Blv sin_θ.四、自感与涡流1.自感现象(1)概念:由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感,由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势.(2)表达式:E =L ΔI Δt. (3)自感系数L 的影响因素:与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关.2.涡流当线圈中的电流发生变化时,在它附近的任何导体中都会产生像水的旋涡状的感应电流.(1)电磁阻尼:当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体的运动.(2)电磁驱动:如果磁场相对于导体转动,在导体中会产生感应电流,使导体受到安培力作用,安培力使导体运动起来.交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的.五、电磁感应中的电路问题1.内电路和外电路(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源.(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻,其余部分是外电阻.2.电源电动势和路端电压(1)电动势:E =Blv 或E =n ΔΦΔt. (2)路端电压:U =IR =E R +r·R . 六、电磁感应现象中的动力学问题1.安培力的大小⎭⎪⎬⎪⎫安培力公式:F =BIl 感应电动势:E =Blv 感应电流:I =E R ⇒F =B 2l 2v R 2.安培力的方向(1)先用右手定则判定感应电流方向,再用左手定则判定安培力方向.(2)根据楞次定律,安培力的方向一定和导体切割磁感线运动方向相反.七、电磁感应中的能量转化1.过程分析(1)电磁感应现象中产生感应电流的过程,实质上是能量的转化过程.(2)感应电流在磁场中受安培力,若安培力做负功,则其他形式的能转化为电能;若安培力做正功,则电能转化为其他形式的能.(3)当感应电流通过用电器时,电能转化为其他形式的能.2.安培力做功和电能变化的对应关系“外力”克服安培力做多少功,就有多少其他形式的能转化为电能;安培力做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能.【方法归纳总结】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,推论如下:(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”;(2)阻碍相对运动——“来拒去留”;(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”;(4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”电磁感应中的“双杆”模型1.模型分类“双杆”模型分为两类:一类是“一动一静”,甲杆静止不动,乙杆运动,其实质是单杆问题,不过要注意问题包含着一个条件:甲杆静止、受力平衡.另一种情况是两杆都在运动,对于这种情况,要注意两杆切割磁感线产生的感应电动势是相加还是相减.2.分析方法通过受力分析,确定运动状态,一般会有收尾状态.对于收尾状态则有恒定的速度或者加速度等,再结合运动学规律、牛顿运动定律和能量观点分析求解.3.分析“双杆”模型问题时,要注意双杆之间的制约关系,即“动杆”与“被动杆”之间的关系,需要注意的是,最终两杆的收尾状态的确定是分析该类问题的关键.电磁感应中的含容电路分析一、电磁感应回路中只有电容器元件1.这类问题的特点是电容器两端电压等于感应电动势,充电电流等于感应电流.2.(1)电容器的充电电流用I=ΔQΔt=CΔUΔt表示.(2)由本例可以看出:导体棒在恒定外力作用下,产生的电动势均匀增大,电流不变,所受安培阻力不变,导体棒做匀加速直线运动.二、电磁感应回路中电容器与电阻并联问题1.这一类问题的特点是电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压,充电过程中的电流只是感应电流的一支流.稳定后,充电电流为零.2.在这类问题中,导体棒在恒定外力作用下做变加速运动,最后做匀速运动.2019年物理高考真题和模拟题相关题目1.(2019·新课标全国Ⅰ卷)空间存在一方向与直面垂直、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。
专题12 电磁感应【2020年高考题组】1.(2020·新课标Ⅱ卷)管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。
焊机的原理如图所示,圆管通过一个接有高频交流电源的线圈,线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流,电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。
焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为A.库仑B.霍尔C.洛伦兹D.法拉第【答案】D【解析】由题意可知,圆管为金属导体,导体内部自成闭合回路,且有电阻,当周围的线圈中产生出交变磁场时,就会在导体内部感应出涡电流,电流通过电阻要发热。
该过程利用原理的是电磁感应现象,其发现者为法拉第。
故选D。
2.(2020·新课标Ⅲ卷)如图,水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈,右边套有一金属圆环。
圆环初始时静止。
将图中开关S由断开状态拨至连接状态,电路接通的瞬间,可观察到A.拨至M端或N端,圆环都向左运动B.拨至M端或N端,圆环都向右运动C.拨至M端时圆环向左运动,拨至N端时向右运动D.拨至M端时圆环向右运动,拨至N端时向左运动【答案】B【解析】无论开关S拨至哪一端,当把电路接通一瞬间,左边线圈中的电流从无到有,电流在线圈轴线上的磁场从无到有,从而引起穿过圆环的磁通量突然增大,根据楞次定律(增反减同),右边圆环中产生了与左边线圈中方向相反的电流,异向电流相互排斥,故选B。
3.(2020·江苏卷)如图所示,两匀强磁场的磁感应强度1B和2B大小相等、方向相反。
金属圆环的直径与两磁场的边界重合。
下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是()A.同时增大1B减小2BB.同时减小1B增大2BC.同时以相同的变化率增大1B和2BD.同时以相同的变化率减小1B和2B【答案】B【解析】AB.产生顺时针方向的感应电流则感应磁场的方向垂直纸面向里。
由楞次定律可知,圆环中的净磁通量变化为向里磁通量减少或者向外的磁通量增多,A错误,B正确。
CD.同时以相同的变化率增大B1和B2,或同时以相同的变化率较小B1和B2,两个磁场的磁通量总保持大小相同,所以总磁通量为0,不会产生感应电流,CD 错误。
2020版高考物理单元测试电磁感应1.如图所示,空间某区域中有一匀强磁场,磁感应强度方向水平,且垂直于纸面向里,磁场上边界b和下边界d水平.在竖直面内有一矩形金属线圈,线圈上下边的距离很短,下边水平.线圈从水平面a开始下落.已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离.若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时,线圈所受到的磁场力的大小分别为F b、F c和F d,则( )A.F d>F c>F b B.F c<F d<F b C.F c>F b>F d D.F c<F b<F d2.如图所示,一圆形金属线圈放置在水平桌面上,匀强磁场垂直桌面竖直向下,过线圈上A点做切线OO′,OO′与线圈在同一平面上.在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中,线圈中电流流向( )A.始终由A→B→C→AB.始终由A→C→B→AC.先由A→C→B→A再由A→B→C→AD.先由A→B→C→A再由A→C→B→A3.如图所示为地磁场磁感线的示意图.一架民航飞机在赤道上空匀速飞行,机翼保持水平,由于遇到强气流作用使飞机竖直下坠,在地磁场的作用下,金属机翼上有电势差.设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1,右方机翼末端处的电势为φ2,忽略磁偏角的影响,则( )A.若飞机从西往东飞,φ2比φ1高B.若飞机从东往西飞,φ2比φ1高C.若飞机从南往北飞,φ2比φ1高D.若飞机从北往南飞,φ2比φ1高4.如图所示电路中,L为电感线圈,C为电容器,当开关S由断开变为闭合时( )A.A灯中无电流通过,不可能变亮B.A灯中有电流通过,方向由a到bC.B灯逐渐熄灭,c点电势高于d点电势D.B灯逐渐熄灭,c点电势低于d点电势5.如图所示,一条形磁铁从左向右匀速穿过线圈,当磁铁经过A、B两位置时,线圈中( )A.感应电流方向相同,感应电流所受作用力的方向相同B.感应电流方向相反,感应电流所受作用力的方向相反C.感应电流方向相反,感应电流所受作用力的方向相同D.感应电流方向相同,感应电流所受作用力的方向相反6.如图所示,甲、乙两个矩形线圈同处在纸面内,甲的ab边与乙的cd边平行且靠得较近,甲、乙两线圈分别处在垂直纸面方向的匀强磁场中,穿过甲的磁场的磁感应强度为B1,方向指向纸面里,穿过乙的磁场的磁感应强度为B2,方向指向纸面外,两个磁场可同时变化,当发现ab边和cd边之间有排斥力时,磁场的变化情况可能是( )A.B1变小,B2变大B.B1变大,B2变大C.B1变小,B2变小D.B1不变,B2变小7.如图所示,有一等腰直角三角形的区域,其斜边长为2L,高为L.在该区域内分布着如图所示的磁场,左侧磁场方向垂直纸面向外,右侧磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小均为B.一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd,从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域.取沿顺时针的感应电流方向为正,则下列表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是( )8.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∶1C.a、b线圈中感应电流之比为3∶4D.a、b线圈中电功率之比为3∶19. (多选)如图所示,足够长的金属导轨竖直放置,金属棒ab、cd均通过棒两端的环套在金属导轨上.虚线上方有垂直纸面向里的匀强磁场,虚线下方有竖直向下的匀强磁场,两匀强磁场的磁感应强度大小均为B.ab、cd棒与导轨间动摩擦因数均为μ,两棒总电阻为R,导轨电阻不计.开始两棒静止在图示位置,当cd棒无初速度释放时,对ab棒施加竖直向上的力F,使其沿导轨向上做匀加速运动.则( )A.ab棒中的电流方向由b到aB.cd棒先做加速运动后做匀速运动C.cd棒所受摩擦力的最大值大于其重力D.力F做的功等于两棒产生的电热与增加的机械能之和10.如图所示,一导线弯成闭合线圈,以速度v向左匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直平面向外,线圈总电阻为R。
的长方形线圈有一半垂直处在磁感强度为B的当线圈绕ef图 1-例2:匀强磁场区域宽为d,一正方形线框abcd的边长为,且>d,线框以速度v通过磁场区域,如图1-4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.B.C. D.图 1-41流I 减小时(A 环在螺线管中部)( )A .A 环有缩小的趋势B .A 环有扩大的趋势C .螺线管有缩短的趋势D .螺线管有伸长的趋势例7:(08年朝阳一模)如图2-7所示,A 、B 为两个闭合金属环挂在光滑的绝缘杆上,其中A 环固定。
现给A 环中分别通以如下图所示的四种电流,其中能使B 环在0~t1时间内始终具有向右加速度的是( )例8:图2-9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,那么合上电键后可能出现的情况有:a .将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将__________.b .原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电 流计指针将________. 三.法拉第电磁感应定律1.在电磁感应现象中产生的电动势叫_____________,产生感应电动势的那部分导体相当于______.注意:当电路闭合时,回路有感应电流;当电路断开时,没有感应电流,但__________依然存在。
2.感应电动势大小的求解:⑴E=______(n 为线圈匝数.本式是确定感应电动势的普遍规律,适用于导体回路.回路不一定闭合)①在中(这里△φ总取绝对值),E 的大小是由______及_________(即磁通量变化的快慢)决定的,与φ或△φ之间无大小上的必然联系.②一般用以求E 在△t 时间内的________,但若是恒定的,则E 是稳恒的. ③若B 随时间变化,S 不变,则________;若S 随时间变化,B 不变,则________;若B 、S 都随时间变化,则______________.⑵E=________,(适用于回路中一部分导体在匀强磁场中做切割磁感线运动的情况,B 、ν均与导线 垂直,θ为ν与B 的夹角)①一般用以计算感应电动势的_________.②若导线是曲折的,则是导线的有效切割长度.例1:以下说法中正确的是( )A .只要穿过闭合电路中的磁通量不为零,闭合电路中就一定有感应电流产生图 2-6图 2-8.3-3所示,有一匝接在电容器竖直向上且正在增强,竖直向下且正在增强,竖直向上且正在减弱,,所示,导体棒长为,在垂直纸面向里的匀强磁场中以点为_________.四、电磁感应中的电路问题上向右做切割磁感线的匀速运动,速度大小为v=5m/s,图 3-5例4:(08年崇文一模)如图4-3所示,长度为L=0.2m、电阻r=0.3Ω、质量m=0.1kg的金属棒CD,垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑的金属导轨上,导轨间距离也为L,棒与导轨间接触良好,导轨电阻不计. 导轨左端接有R=0.5Ω的电阻,垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过导轨平面,磁感应强度B=4T. 现以水平向右的恒定外力F使金属棒右移,当金属棒以v=2m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时,求:(1)电路中理想电流表和理想电压表的示数;(2)拉动金属棒的外力F的大小;(3)若此时撤去外力F,金属棒将逐渐慢下来,最终停止在导轨上.求撤去外力到金属棒停止运动的过程中,在电阻R上产生的电热.五电磁感应中的动力学问题方法:从运动和力的关系着手,运用牛顿第二定律:(1)基本思路:受力分析→运动分析→变化趋向→确定运动过程和最终的稳定状态→由牛顿第二定律列方程求解。