第 1 页 共 16 页 2012届高三物理一轮复习精品资料：电磁感应（高考真题+模拟新题）（有详解）
L单元 电磁感应
L1 电磁感应现象、楞次定律
2．K1 L1[2011·江苏物理卷] 如图2所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中(
)
图2
A．穿过线框的磁通量保持不变
B．线框中感应电流方向保持不变
C．线框所受安培力的合力为零
D．线框的机械能不断增大
2．K1 L1[2011·江苏物理卷] B 【解析】 当线框由静止向下运动时，穿过线框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可得，产生的感应电流的方向为顺时针且方向不发生变化，A错误，B正确；因线框上下两边所处的磁场强弱不同，线框所受的安培力的合力一定不为零，C错误；整个线框所受的安培力的合力竖直向上，对线框做负功，线框的机械能减小，D错误．
5．L1[2011·江苏物理卷] 如图5所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计．匀强磁场与导轨平面垂直．阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好．t＝0时，将开关S由1掷到2.q、i、v和a 分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度．下列图象正确的是( )
图5
A B C D
图6
5．L1[2011·江苏物理卷] D 【解析】 当开关S由1掷到2时，电容器开始放电，此时电流最大，棒受到的安培力最大，加速度最大，以后棒开始运动，产生感应电动势，棒相当于电源，利用右手定则可判断棒上端为正极，下端为负极，当棒运动一段时间后，电路中的电流逐渐减小，当电容器极板电压与棒两端电动势相等时，电容器不再放电，电路电流等于零，棒做匀速运动，加速度减为零，所以，B、C错误，D正确；因电容器两极板有电压，由q＝CU知电容器所带的电荷量不等于零，A错误.
第 2 页 共 16 页 L2 法拉第电磁感应定律、自感
§8.3 感生电动势和感生电场
一、感生电动势和感生电场
我们把处于静止状态的导体或导体回路,由于内部磁场变化而产生的感应电动势称为感生电动势.
由于产生感生电动势的导体或导体回路不运动,因此感生电动势的起因不能用洛仑磁力来解释.由于这时的感应电流是原来宏观静止的电荷受非静电力作用形成的,而静止电荷受到的力只能是电场力,所以这时的非静电力也只能是一种电场力.由于这种电场是由变化的磁场引起的,所以叫感生电场,即产生感生电动势的非静电场是感生电场.以iE表示感生电场,则根据电动势的定义,感生电动势可表为
LiildE
根据法拉第电磁感应定律应该有
SSLiiSdtBSdBdtddtdldE
即 SLiiSdtBldE (8.6)
上式是感生电场与变化磁场的一般关系,同时它也提供了一种计算感生电动势的方法.感生电动势的计算,可先计算出导体内感生电场,然后通过对感生电场的积分来计算感生电动势；也可直接利用法拉第电磁感应定律计算.利用后者计算一段非闭合导线ab的感生电动势时,要设想一条辅助曲线与ab组成闭合回路,但求得的感生电动势不一定等于导线ab上的感生电动势,因为辅助曲线上的感生电动势不一定为零.因此所选的辅助曲线应当满足：它上面的感生电动势或者为零,或者易于求出.
值得指出,在磁场变化时,不但在导体回路中,而且在空间任一地点都会产生感生电场,这与空间中有无导体或导体回路无关.然而,感生电动势虽不要求导体是闭合电路,但却必须在导体中才能产生.由于感生电场的环路积分一般不等于零,故它不是保守力场,所以又叫它涡旋电场.涡旋电场不同于静电场的重要方面就在于它不是保守力场.
例题 8.2 匀强磁场局限在半径为R 的柱形区域内,磁场方向如图8.5所示.磁感应强度B 的大小正以速率dB/dt 在增加,求空间涡旋电场的分布.
- 27 - 第14单元 电磁感应 麦克斯韦方程组
第八章 涡旋电场和位移电流的磁场
序号 学号 姓名 专业、班级
一 选择题
[ B ]1．一块铜板放在磁感应强度正在增大的磁场中时，铜板中出现涡流（感应电流），则涡流将：
(A)加速铜板中磁场的增加 (B)减缓铜板中磁场的增加
(C)对磁场不起作用 (D)使铜板中磁场反向
[ D ]2．在感应电场中电磁感应定律可写成 ldtddlEk，式中 kE为感应电场的电场强度，此式表明:
(A) l上kE
(B)
(C)
(D)
[ B ]3．在圆柱形空间内有一磁感应强度为 B的均匀磁场，如图所示，B的大小以速率dB/dt变化。有一长度为 0l的金属棒先后放在磁场的两个不同位置1(ab)和2(a′b′)，则金属棒在这两个位置时
(A) 2= 1≠0 (B)2＞1 (C) 2＜1 (D)2= 1=0
[ B ]4．两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I，I以tIdd的变化率增长，一矩形线圈位于导线平面内（如图），则：
(A)线圈中无感应电流。 (B)线圈中感应电流为顺时针方向。
(C)线圈中感应电流为逆时针方向。 (D)线圈中感应电流方向不确定。
[ C ]5．在一通有电流I的无限长直导线所在平面内，有一半经为r，电阻为R的导线环，环中心距直导线为a，如图所示，且ra。当直导线的电流被切断后，沿着导线环流过的电量约为： I - 28 - (A))11(220raaRIr (B)araRIrln20
(C)aRIr220 (D) rRIa220
二 填空题
§8.4 自感和互感
一、自感现象
当一线圈的电流发生变化时,通过线圈自身的磁通量也要发生变化,进而在回路中产生感应电动势.这种现象称为自感现象,这种电动势称为自感电动势.
设某线圈有N 匝,据毕奥-萨伐尔定律,此电流所产生的磁场在空间任一点的磁感应强度与电流成正比.因此通过此线圈的磁链也与电流成正比,即
LI (8.10)
式中比例系数L称为自感系数,简称自感.其数值与线圈的大小、几何形状、匝数及磁介质的性质有关.在线圈大小和形状保持不变,并且附近不存在铁磁质的情况下,自感L为常数,利用法拉第电磁感应定律可得自感电动势为
dtdILdtdL (8.11)
这表明,当L恒定时,自感电动势的大小与线圈中的电流变化率成正比.当电流增加时,自感电动势的方向与电流方向相反.
在国际单位制中,自感的单位是亨利,简称为亨(H).
11As1VA1Wb1H
亨利这个单位太大,平时多采用mH(毫亨)或H(微亨).
自感现象在日常生活及工程技术中均有广泛的应用.日光灯上的镇流器,无线电技术中的扼流圈,电子仪器中的滤波装置等都要应用自感现象.
但自感现象有时也会带来危害.例如在大自感和强电流的电路中,接通或断开电路时会产生很大的自感电动势,从而击穿空气,形成电弧,造成事故,或烧坏设备,甚至危及工作人员的生命安全.为避免这类事故的发生,电业部门须在输电线路上加装一种特殊的灭弧开关——油开关或负荷开关,以避免电弧的产生.
二、互感现象
根据法拉第电磁感应定律,当一个线圈的电流发生变化时,必定在邻近的另一个线圈中产生感应电动势,反之亦然.这种现象称为互感现象,这种现象中产生的电动势称为互感电动势.
如图8.8所示,设有两个相邻近的线圈1和线圈2,分别通有电流21II和.当线圈1中的电流发生变化时,就会在线圈2中产生互感电动势；反之,当线圈2中的电流变化时,也会在线圈1中产生互感电动势.若两线圈的形状、大小、相对位置及周围介质(设周围不存在铁磁质)的磁导率均保持不变,则根据毕奥——萨伐尔定律可知,线圈1中的电流1I所产生的并通过线圈2的磁链应与1I成正比,即
