刘坤:电磁感应基础
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廊坊2013年高考押题猜想电磁感应一、大纲解读二、重点剖析2.电磁感应与电路的综合问题,关键在于电路结构的分析,能正确画出等效电路图,并结合电学知识进行分析、求解.求解过程中首先要注意电源的确定.通常将切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路作为等效电源.若产生感应电动势是由几个相互联系部分构成时,可视为电源的串联与并联.其次是要能正确区分内、外电路,通常把产生感应电动势那部分电路视为内电路.最后应用全电路欧姆定律及串并联电路的基本性质列方程求解.4.电磁感应中的图象问题电磁感应的图象主要包括B-t图象、Φ-t图象、E-t图象和I-t图象,还可能涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象,即E-x图象和I-x图象.一般又可把图象问题分为两类:①由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象.②由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量.解答电磁感应中的图象问题的基本方法是利用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解答.三、高考考点透视(1)简要叙述列车运行中获得驱动力的原理;(2)为使列车获得最大驱动力,写出MN、PQ 边应处于磁场中的什么位置及λ与d之间应满足的关系式:(3)计算在满足第(2)问的条件下列车速度为v时驱动力的大小。
xB-BF MN = B0IlPQ边所受的安培力F PQ = B0Il2.电磁感应与电路的综合例2.在磁感应强度为B=0.4 T的匀强磁场中放一个半径r0=50 cm的圆形导轨,上面搁有互相垂直的两根导体棒,一起以角速度ω=103rad/s逆时针匀速转动.圆导轨边缘和两棒中央通过电刷与外电路连接,若每根导体棒的有效电阻为R0=0.8 Ω,外接电阻R=3.9 Ω,如所示,求:(1)每半根导体棒产生的感应电动势.(2)当电键S接通和断开时两电表示数(假定R V→∞,R A→0).3.电磁感应中的图象问题解析:0-1s内B垂直纸面向里均匀增大,则由楞次定律及法拉第电磁感应定律可得线圈中产生恒定的感应电流,方向为逆时针方向,排除A、C选项;2s-3s内,B垂直纸面向外均匀增大,同理可得线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向,排除B选项,D正确。
闭合电路的欧姆定律一、电源1.电源:是将其它形式的能转化成电能的装置.2.电动势:单位:V 。
非静电力搬运电荷所做的功跟搬运电荷电量的比值,E=W/q 。
表示电源把其它形式的能⇒电能本领的大小,等于电路中通过1 C 电量时电源所提供的电能的数值在数值上= 电源没有接入电路时两极板间的电压, 内外电路上电势降落之和E =U 外+U 内. 3.电动势是标量.要注意电动势不是电压;二、闭合电路的欧姆定律 (对于给定电源:一般认为E ,r 不变,但电池用久后,E 略变小,r 明显增大。
) (1)内、外电路①内电路:电源两极(不含两极)以内,如电池内的溶液、发电机的线圈等.内电路的电阻叫做内电阻r .内电路分得的电压称为内电压,②外电路:电源两极间包括用电器和导线等,外电路的电阻叫做外电阻R,外电路分得的电压称为外电压(在电闭合电路中两源两极的电压是外电压)(2) 闭合电路的欧姆定律 适用条件:纯电阻电路 ①内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,与内、外电路的电阻之和成反比,即I=E/(R+r )研究闭合电路,主要物理量有E 、r 、R 、I 、U ,前两个是常量,后三个是变量。
②表达形式:)()()(关系关系关系内外R U E rR R U R I r R E I I U Ir E U U U E -+=-+=--=+=③讨论:1外电路断开时(I=0),路端电压等于电源的电动势(即U=E);而这时用电压表测量时,其读数略小于电动势(有微弱电流)2外电路短路时(R=0,U=0)电流最大为 (一般不允许这种情况,会把电源烧坏)(3)路端电压跟负载的关系①路端电压:外电路的电势降落,也就是外电路两端的电压.U =E -Ir, 路端电压随着电路中电流的增大而减小;路端电压随外电阻变化的情况:R ↓→I ↑→U ↓,反之亦然。
②电源的外特性曲线——路端电压U随电流I变化的图象:(U 一I 关系图线) 图象的函数表达:U =E -Ir(1)当外电路断路时 (即R →∞,I =0),纵轴上的截距表示电源的电动势E(E=U端);(2)当外电路短路时(R =0,U =0),横坐标的截距表示电源的短路电流I 短=E/r ;(3)图线的斜率的绝对值为电源的内电阻.某点纵坐标和横坐标值的乘积为电源的输出功率,在图中的那块矩形的“面积”表示电源的输出功率,该直线上任意一点与原点连线的斜率表示该状态时外电阻的大小;当U=E/2(即R=r)时,P出最大。
高三物理一轮复习,应该如何快速掌握知识点,灵活运用物理公式呢?三好网小编整理出高三物理一轮复习,电磁感应知识点总结,希望能帮助高三生轻松应对一轮复习。
高中物理电磁感应知识点总结(一)电磁感应现象因磁通量变化而产生感应电动势的现象我们诚挚为电磁感应现象。
具体来说,闭合电路的一部分导体,做切割磁感线的运动时,就会产生电流,我们把这种现象叫电磁感应,导体中所产生的电流称为感应电流。
法拉第电磁感应定律概念基于电磁感应现象,大家开始探究感应电动势大小到底怎么计算?法拉第对此进行了总结并得到了结论。
感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定,电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通变化率成正比。
公式:E= -n(dΦ)/(dt)。
对动生的情况,还可用E=BLV来求。
电动势的方向可以通过楞次定律来判定。
高中物理wuli.in楞次定律指出:感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化。
对于动生电动势,同学们也可用右手定则判断感应电流的方向,也就找出了感应电动势的方向。
需要注意的是,楞次定律的应用更广,其核心在”阻碍”二字上。
感应电动势的大小计算公式(1)E=n*ΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ,Δt磁通量的变化率}(2)E=BLVsinA(切割磁感线运动) E=BLV中的v和L不可以和磁感线平行,但可以不和磁感线垂直,其中sinA为v或L与磁感线的夹角。
{L:有效长度(m)}(3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值}(4)E=B(L^2)ω/2(导体一端固定以ω旋转切割)其中ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一,它显示了电、磁现象之间的相互联系和转化,对其本质的深入研究所揭示的电、磁场之间的联系,对麦克斯韦电磁场理论的建立具有重大意义。
电磁感应现象在电工技术、电技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用。
动能定理作业西南高级中学刘坤一、作业目标1、理解做功与动能变化的关系(只限于一个力做功的情况)2、知道用功与动能变化的关系解题的基本步骤,能解决相关物理问题。
3、根据功是能量变化的量度,解决简单的力学问题。
二、难度区分系数设定简单(知道1)——60%;中等(理解2)——40%;较难(掌握3)——0% 其中简单题8道,中等题5道,较难题0道。
预计完成作业用时26分钟。
四、作业内容(见下页)动能定理班级___ ___ 姓名______ 学号______ 一、单项选择题1.关于速度与动能,下列说法中正确的是( )A.一个物体速度变化时,动能一定也变化B.速度相等的物体,如果质量相等,那么它们的动能也相等C.动能相等的物体,如果质量相等那么它们的速度也相同D.动能越大的物体,速度也越大2.关于动能,下列说法中正确的是A.甲物体向东运动,动能大小为200J;乙物体向南运动,动能大小为200J.这两个物体的动能不相同B.做匀速圆周运动的物体具有变化的动能C.做匀速直线运动的物体的动能是变化的D.物体下落时具有向下的动能3.下列情况中,甲、乙两物体动能不相等的是A.甲的质量是乙的2倍,速度是乙的一半B.甲的质量是乙的4倍,速度是乙的一半C.甲、乙的质量、速度大小都相同;但甲做直线运动,乙做曲线运动D.甲、乙的质量、速度大小都相同;但甲在向上运动,乙在向下运动4.在地面15m高处,某人将一质量为4kg的物体以5m/s的速度抛出,人对物体做功( )A.20JB.50JC.588JD.638J5.一物体作变速运动时,以下说法中正确的是A.物体所受外力的合力可能为零B.物体动能一定改变C.合外力对物体做功可能为零,物体动能可能不变D.物体可能处于平衡状态6.一质量为1.0kg的滑块,以4m/s的初速度在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻起一向右水平力作用于滑块,经过一段时问,滑块的速度方向变为向右,大小为4m/s,则在这段时间内水平力所做的功为( )A.0 B.8J C.16J D.32J7.质量不等但有相同动能的两物体,在动摩擦因数相同的水平地面上滑行直到停止,则下列说法不正确的是()A.质量大的物体滑行距离小B.它们滑行的距离一样大C.质量大的物体滑行时间短D.它们克服摩擦力所做的功一样多8.速度为v 的子弹,恰可穿透一块固定着的木板,如果子弹的速度为2v ,子弹穿透木板时阻力视为不变,则可穿透同样的木板( )A .1块B .2块C .3块D .4块二.填空题9.一颗出膛的子弹,假设子弹质量50g ,出膛速度可达700m/s ,则子弹出膛时的动能为J ,一位骑着自行车的人,人加自行车的总质量约为80kg ,行驶速度10 m/s ,人骑车时动能是 J 。
高中物理竞赛讲义:电磁感应
电磁感应是许多物理现象的基础,广泛应用于工业和科研技术领域。
电磁感应的概念和法则,有助于理解电的电压、电流的方向,以及电场和磁场的作用机理,熟练掌握电磁感应知识,对于物理高考也是十分重要。
电磁感应可以分为对磁场的电磁感应和对电场的电磁感应。
1. 对磁场的电磁感应:
当某一磁体中有磁通时,如果将该磁体放置于一外加的磁场中,该磁体会在引起的力作用下产生电流。
这种现象叫磁感应电流。
它的磁场特征可由于各种不同原因而改变,其磁通的力正比于外加磁场的强度,反比于磁体的两端的磁电阻(非导体类型的磁电阻),并且受其体积影响。
因此,当一磁体移动到另一外加磁场中时,这种磁感应电流产生的电动势就是电磁感应势。
电磁感应的概念和法则可以帮助学生全面了解电的基本原理和机理,加深学生对电的理解。
在高考中,电磁感应也是一个重要的考试知识点,学生在复习中要认真掌握,提高自己的成绩。
高二物理备课组计划高二物理备课组2011-8-31海丰县实验中学一、指导思想以《高中物理课程标准》为指导,注重课程内外的结合,积极倡导学生“自主、合作、探究”的学习方式。
二、主要工作安排1、制定计划:对这一学年的教学做好打算和安排,在此后一学年中要依照计划安排教学,特殊情况可自行调整。
2、集体备课:坚持每周一次进行集体备课,组内资源共享,分工合作。
杜绝独来独往,闭门造车。
集体备课可以统一教学进度、统一教案、统一课件、统一练习等。
在集体备课时,要先定好中心发言人,对之后要讲的内容进行研究和探讨,避免泛泛而谈,对每周要上的内容的教学重点、难点要明确。
会后要有统一的方向和可行的教学方案拿出,并作好会议记录。
3、听课活动:组织全组教师认真开展听课活动,对学校统一的公开课一定要到,组内要也能经常举行研究课,课后认真讨论,提高改进意见和措施,不断优化教学过程。
4、请教老教师:本组三名成员都是第一次带高二,所以理科的吴哮老师要经常去找去年高二理科班的彭卓鹏老师请教,而文科的刘坤老师和树成老师则多去找罗善课老师请教。
这样对这一学年的教学会有很大帮助。
5、帮扶新老师:本级虽只有三名老教师,但在高一级有三名新教师加入这个教师队伍。
所以作为上一届高一的老教师,有时间多去高一级参加高一级的集体备课活动,科组也安排了新老教师“一对一帮扶”,在日常教学中督促新教师备好课,讲好课,改好作业。
使其可以快速融入这个学校,对教学也有很大帮助。
6、课题研究:组织全组教师开展课题研究,积极撰写各级各类论文,不断提高教学科研水平,有效地指导学生开展丰富的课外活动和学科竞赛活动,提高学生学习的兴趣,开阔学生的视野。
7、课外活动:积极开展物理课外活动。
8、考试:组织好每次阶段考的复习,出卷,评卷等工作,做好每一次考试的质量分析,加强对学生学生方法的传授。
三、备课计划做好每一堂课的备课工作做到:1、备《课程标准》。
在认真学习《课程标准》、《考试大纲》的基础上,制定切实可行的教学方案。
专题十 电磁感应一.磁通量与磁通量的变化1.磁通量可以形象的认为是穿过某一面积的磁感线的条数。
在匀强磁场中,垂直于磁场方向的面积S 上的磁通量Φ为Φ=BS①若平面S 不跟磁场方向垂直,则应把S 平面投影到垂直磁场方向的面上,若这两个面间夹角为θ,则:Φ=BS ⊥=BScos θ,当平面S 与磁场方向平行时,θ=90°,Φ=0。
②在国际单位中,磁通量的单位是韦伯(Wb ),简称韦。
1韦(Wb )=1特(T )×1米2(m 2)由Φ=BS ,可得B=Φ/S ,所以磁感应强度B 等于垂直于磁场单位面积上的磁通量,也叫做磁通密度,用韦(Wb )/米2(m 2)作单位.③磁通量是标量,只有大小,无方向.但是磁通量有正负,其符号与磁感线从线圈正面还是反面穿过有关。
穿过某平面的磁通量等于正、负磁通量的代数和。
2.磁通量的变化量:21∆Φ=Φ-Φ根据磁通量的定义Φ=BSn ,(Sn 为有效面积),引起磁通量变化的原因,一般存在以下几种情况:(1). Sn 不变,磁感应强度发生变化,即ΔΦ=ΔB·Sn (2).磁感应强度不变,Sn 发生变化,ΔΦ=ΔSn·B.其中Sn 发生变化的情况又分为两种形式:①处在磁场中的闭合回路面积发生变化,引起磁通量发生变化;②闭合回路面积不变,但与磁场的夹角发生变化,从而引起投影面积发生变化. 例:(1) 此时Φ= (2) 以OO '为轴: 向上翻转60︒,Φ= , 翻转90︒,Φ= , 翻转180︒,Φ= , 磁通量在上述过程中变化了多少?矩形线框平面与条形磁铁平行,在其正上方由左向右平移,穿过线框的磁通量如何变化?二.楞次定律1.楞次定律的得出(实验):作下列表格,并将实验及记录情况填入。
2.楞次定律的内容: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。
感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场,总是阻碍..引起这个感应电流的磁通量的变化。
高中物理竞赛《电磁感应》内容讲解奥林匹克物理竞赛专题辅导电磁感应全国物理竞赛知识要点:法拉第电磁感应定律。
楞次定律。
自感系数。
互感和变压器。
交流发电机原理。
交流电的最大值和有效值。
纯电阻、纯电感、纯电容电路。
整流和滤波。
一、感应电动势、感应电流的计算基本原理:法拉第电磁感应定律、麦克斯韦电磁场理论、电路分析的原理1、如图OC为一绝缘杆,C端固定着一金属杆ab,已知ac=cb,ab=oc=R,∠aco=600,此结构整体可绕O点在纸面内沿顺时针方向以角速度ω匀速转动,设有磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里的匀强磁场存在,则a、b间的电势差Uab是多少?2、如图所示,六根长度均为a的导线组成一个正三棱锥形,绕过O点且垂直于OBC 所在平面的轴,以角速度ω匀速转动,匀强磁场B垂直于OBC平面向下,求导线AC中产生的电动势大小。
3、如图所示,在垂直与纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场中,有一细金属丝环,环上A点有长度为L的很小缺口,环面与磁场垂直,当环作无滑动地滚动时,环心以速度v匀速向右运动,半径OA与竖直方向成的角θ不断增大,试求缺口处感应电动势与θ的关系。
(A即为缺口)第1页奥林匹克物理竞赛专题辅导4、如图所示,匀强磁场分布在半径为R的圆形区域中,磁场以如何求A、C间、A、D 间的电压?5、圆abcd的半径为圆形磁场区域的2倍,磁场以?B?k均匀增加,AC=CD=R,?t?B?k(常数)均匀增加,已知bad、bd、bcd?t及电流计电阻均为R,其余电阻不计磁场区域的直径为D,。
求电流计中的感应电流(?D2k16R)将右半回路(bcd)以bd为轴转90(与上述相同)、将右半回路以bd为轴转180(第2页00?D2k8R)奥林匹克物理竞赛专题辅导6、一横截面积为矩形的水平金属板,宽为d,两侧由滑动接头e和f通过细金属杆与小伏特表相连,金属杆ab长为2d,位于水平位置,整个装置处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,不计金属板和金属杆的电阻,在下列情况下,问伏特表的读数为多少?a点的电势比b点高多少?b点的电势比e点高多少?(1)若金属板以恒定的速度v向右运动,但伏特表和金属杆保持静止;(2)若金属杆和伏特表一起以恒定的水平速度v向左运动,但金属板保持静止;(3)若整个装置一起以恒定的水平速度v向右运动。
高三如何进行《电磁感应》的复习作者:崔燕来源:《成才之路》 2013年第24期电磁感应在各地高考中主要以选择题和计算题出现,而又以选择题的考查形式占多数,选择题主要从三个方面考查:电磁感应的图像问题、电磁感应与电路知识的综合问题、电磁感应中的能量问题。
下面,我将从这三个方面谈一下需要注意的问题。
复习时我先帮助学生建立物理模型,如图1所示,常见到的题型都会以图中涉及到的物理情景出现,矩形、三角形、圆形线框匀速穿过匀强磁场,导体棒在导轨上滑动,当然导轨可以水平、倾斜、竖直放置,磁场一定会与导轨垂直,图中最下面的矩形框代表,线框不动,磁场在均匀变化而引起的电磁感应现象,这样,学生心中先有了基本的物理情景,再总结题型及解题思路就不难了。
第一类问题:电磁感应中的图像问题让我们先看一个比较简单的题目,例1:如图2,闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域。
从BC边进入磁场区开始计时,到A点离开磁场区为止的过程中,线框内感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向)是图中的()。
此题目的答案应该选A,可以应用右手定则或楞次定律判断电流方向,运动法拉第电磁感应定律分析框切割磁场的有效长度的变化,即可选出正确答案。
上面的题目是关于感应电流的判断,这也是最基本的判断,实际考查中还会涉及其他的物理量,比如电压、安培力、功率等,在此不一一赘述。
我们要通过题目,引导学生总结解决图像问题的思路和方法及注意问题。
比如:①注意题目中正方向的设定,各物理量的方向是否发生变化;②基本物理量的选择常采用“排除法”,特殊位置“对照法”;③特殊位置通常是物理量的大小或方向发生变化的转折点。
④涉及力时,要正确受力分析;⑤涉及电路问题,要画出等效电路图。
第二类问题:电磁感应与电路知识的综合先看一个典型题目,例:半径为a、右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆单位长度电阻均为R0。
圆环水平固定放置,整个内部区域分布竖直向下的匀强磁着场,磁感应强度为B。
电磁感应备课指要教学建议1、磁通量及其变化是研究电磁感应现象的基础,在复习中庆讲清楚计算磁通量的基本方法和注意问题,明确磁通量的物理意义.可以结合“案例导入”和“探究延伸”中的例题来复习.2、楞次定律是本章的重点内容之一,可以将其归纳为“减同增反”以及另一种表述“效果反抗原因”,要明确“减和增”“同和反”“效果”和“原因”的物理意义,它们在本质上是相同的,但在不同的情形下应用相应的表述可以简化解题,各有优点,如另一种表述较适宜用于相对运动(来柜去留).对于一些典型的问题如二级电磁感应、多回路问题等,要分析透彻,总结出一般的解题方法.如“重、难、疑点剖析”中的例1和例2.3、要注意区别右手定则和右手定则,学生容易将二者混淆.可以总结出简明易记的结论帮助学生记忆,如“左动右发”.资料链接节能炊具电磁灶块状的金属放在变化的磁场中,或在磁场中运动时,金属中产生的感应电流在金属块内形成闭合回路,类似于水的游涡,称为涡流.电磁灶就是根据这一原理制成的.电磁灶首先把50H Z的交流电通过桥式整流装置换成直流电,再通过逆变器变成15—50H Z 的高频电流.此电流通过螺旋形加热线圈(带有磁芯)产生高频交变磁场,磁场穿过非金属的灶台面板进入熟饪铁锅底内,由于电磁感应产生电场,形成强大的涡流,产生大量的热量,从而对食物进行加热.电磁灶加热的温度在50—200℃的范围内,功率在300—1200VW之间.由于电磁灶是通过锅底产生涡流而加热的,不存在传递过程中的热量损耗,所以热功当量效率可高达83%,而普通电炉的热效率只有52%左右,电磁灶比普通电炉可节电33%.电磁灶是一种安全、卫生、高效、节能的炊具.案例导入例1 如图12-41-1所示,通电直导线与闭合导线框彼此绝缘,处于同一平面内,导线与线框的对称轴重合.为以采取的措施是().A.使直导线中的电流减小 B.线框以直导线为轴匀速运动C.线框向左匀速运动 D.线框向右匀速运动【分析】要产生感应电流,穿过线框的磁通量必须发生变化.【解答】直导线中的电流变化(增强或减小)时,由于直导线右方的磁场垂直纸面向里,左方的磁场垂直线面向外,而两边的相等,故总的磁通量始终为零,与电流的大小无关,线框中不产生感应电流.线框以直导线为轴转动时,由于右方穿入和左方穿出的磁感线条数始终相等,所以穿过线框的磁通量仍始终为零,不会产生感应电流.线框匀速运动时,可由右手定则来判断.向左匀速时,线框的右边中产生向下的电流,左边中产生向上的电流;向右匀速时,方向则反之.【答案】 C.【归纳】习题主要考查对产生感应电流条件的理解.容易发生错误的是B项,尽管线框绕直导线转动,但磁通量却不变,从运动的角度看,由于线框的左右两边始终处在同一个圆周上,与磁感线平行,不切割磁感线,故不产生感应电流.知识梳理1、磁通量、磁通量的增量穿过某一面积的磁感线的条数称磁通量.计算公式Φ=BScosθ,θ为面积S与垂直于匀强磁场方向平面的夹角.磁通量的增量定义为△Φ=Φ2-Φ1,Φ2和Φ1分别是末状态和初状态的磁通量.在计算磁通量时,要注意理解:(1)磁通量是标量,没有方向但有正负.有两个或以上的磁场同时存在时,要先规定磁场的正方向,则反方向磁场的磁通为负值,再由△Φ=Φ2-Φ1,计算磁通量的变化.(2)磁通量与匝数无关.2、产生感应电流的条件穿过闭合电路的磁通量发生变化.当电路不闭合时,穿过电路的磁经受量发生变化,电路中产生感应电动势,但无感应电流.3、楞次定律表述:感应电流具有这样的方向,感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.可以简化为“减同增反”.“减”和“增”是指磁通量的变化是增加还是减小;“同”和“反”是指感应电流的磁场和原磁场的关系.如磁通量减小,则感应电流的磁场和原磁场的方向就相同,反之则相反.4、楞次定律的另一种表述感应电流的效果,总是要反抗引起感应电流的原因.可简述为“效果反抗原因”;“效果”是指导体中产生感应电流后所引起的结果,“反抗”是指“阻碍磁通量的变化”或是“阻碍相对运动”,通常可简化为“来拒去留”.如磁铁靠近线圈,线圈中产生感应电流,其效果是线圈对磁铁“来拒去留”,总是阻碍相对运动.4、右手定则伸开右手,让拇指与其余四指垂直,并且同手掌在同一平面内,让磁感线从手心进入,拇指指向导体运动方向,其余四指所指就是感应电流方向.用右手定则判断部分导体切割磁感线产生感应电流的方向较为简便.5、运用楞次定律判定感应电流方向的步骤(1)明确穿过闭合电路的原磁场的方向及空间分布情况;(2)判断穿过闭合电路的磁通量的变化情况;(3)根据楞次定律判定感应电流磁场的方向;(4)利用安培定则判定感应电流的方向.重、难、疑点剖析1、对楞次定律、右手定则和另种表述的辨析楞次定律是判断感应电流方向的普遍规律,右手定则适合于导体切割磁感线的特殊情况,另种表述在判断由相对运动而产生的电磁感应现象时较为方便.凡是可由右手定则、另种表述判断的问题,都可用楞次定律来确定.2、要注意区分左手定则和右手定则左手定则是判断载流导体(运动电荷)在磁场中所受磁场力方向的;右手定则是判定导体在磁场中切割磁感线而产生感应电流方向的,两者不可混淆.例1 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M相接,如图12-41-2所示,垂直于导轨放一根导线,匀强磁场垂直于导轨所在平面.要使M所包围的小闭合线圈N中产生顺时针方向的感应电流,则导线运动情况可以是().A.匀速向右运动 B.匀速向左运动C.加速向右运动 D.减速向右运动【分析】利用代入法,即把题中所设的运动逐个代入,进行判断.【解答】当ab匀速运动时,ab中产生的电动势恒定,则回路中产生恒定的感应电流,穿过线圈N的磁场不变化,故N中不会产生感应电流,选项A、B均错误.当ab向右加速运动时,ab中产生向下的感应电流,此电流在线圈N处产生的磁场应是垂直纸面向里,由于ab中的电流在不断增强,则N中的磁通量也不断增加.由楞次定律可得,N中应产生逆时针方向的感应电流.同理可得,当ab向右减速运动时,N中就会产生顺时针方向的感应电流.【答案】 D.【归纳】这是一个二级电磁感问题.此类问题的规律是在第一级中产生的感应电流必须是变化的,才可能在第二级中产生感应电流.像题中第一级电磁感应中,导体棒ab匀速运动时,产生恒定的电流,就不能引起第二次的电磁感应.例2 如图12-41-3所示,ab是一个可绕垂直于纸面的轴转动的闭合导线圈,当滑线变阻器R自左向右滑动时,线圈ab的运动情况是().A.保持静止不动B.B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动,但因电源极性不明,无法确定转动方向【分析】可用楞次定律的另一种表述来判断.【解答】当滑线变阻器的滑动端自左向右滑动时,电路的电阻增大,电流减小.由题图可知,线圈所在处的磁场是水平方向,电流减小则穿过线圈的磁通量减小,线圈中将产生感应电流.由楞次定律的另一种表述,感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因,原因是磁通量的减少,则效果应是线圈做顺时针的转动,使线圈在垂直于磁场方向的投影面积增大,穿过线圈的磁通量有增大的趋势,以“反抗”磁通量减少的“原因”,故C正确.【答案】 C【归纳】可以看出,由楞次定律的另一种表述——“效果”反抗“原因”来判断,不需要具体判断电流和磁场的方向,只要能判断出穿过线圈的磁通量的变化即可,较为简捷,若由楞次定律——“减同增反”来判断,则要先假设电源的极性,再判断出磁场的方向,才可以判断出线圈中的感应电流方向,再由左手定则判断线圈所受的磁场力的方向,最终才能得出线圈的转动方向.请读者试一试.备用题例3 如图12-41-4所示,MN是一根用定的通电长直导线,电流方向向上,今将一金属线框abcd放在导线上,让线框的位置偏向导线的左边,两者彼此绝缘,当导总经理中的电流突然增大时,线框整体受力的情况为().A.受力向右B.B.受力向左C.受力向上D.D.受力为零【分析】先由楞次定律判断线框中感应电流的方向,再由左手定同判断线框各所受磁场力的方向.【解答】由题意知,线框在直导线MN左方的面积大于右方的面积,直导线中的电流产生的磁场在右方为垂直于纸面向里,在左方为垂直于纸面向外,线框中左方的磁通量大于右方的磁能量.当导线中电流突然增大时,线框中的总磁通量增加,且合磁场的方向应是向外的. 由楞次定律,可得感应电流的方向为顺时针方向.由左手定则可以判断,ab边和cd边所受的磁场力方向都是水平向右的,而ac边和bc边所受的磁场力等值反向,相平衡,所以线框受力为水平向右,将会向右平动.选项A正确.【归纳】题中线框的磁通量应是左右两部分的代数和,判断时需先明确合磁场的方向.在判断磁场力时不可凭想当然认为ab边和cd边所受的磁场力是等值反向的,要注意到在左右两边磁场是反向的,实际上F cd>F ab,因为磁感应强度B cd>B ab.考题回放感应电流方向的判定是高考考查的重点,多以选择题出现.试题常以电磁感应现象背景,考查楞次定律与磁场知识的综合运用.例如图12-41-5所示,A、B为大小、形状均相同且内壁光滑、但用不同材料制成的圆管,竖直固定在相同高度.两个相同的磁性小球,同时从A、B管上端的管口无初速释放,穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面.下面对于两管的描述中可能正确的是().A.A管是用塑料制成的,B管是用铜制成的B.A管是用铝制成的,B管是用胶木制成的C.A管是用胶木制成的,B管是用塑料制成的D.A管是用胶木制成的,B管是用铝制成的【分析】磁性小球在导体管中运动时,会产生感应电流.【解答】塑料和胶木都是绝缘材料,铝和铜都是导体.磁性小球在塑料管或胶木管中下落时,不会产生感应电流,两者之间无相互作用,对小球的运动状态设有影响.而在铝管或铜管中下落时,相当于铝管或铜管在切割磁感线,所以在铝管或铜管中都会产生感应电流.由楞次定律可知,此感应电流的磁场对小球的运动起到阻碍作用,即小球所受的磁场力与重力必是反向的,阻碍小球的小落,故小球下落的时间将会变小.【答案】 A、D.【反思】注意区分导体和绝缘体,只有在导体中才可能产生电磁感应现象.探究延伸例如图12-41-6所示,两个同心放置的共面金属圆环a和b,一条形磁铁穿过圆心又与环面垂直,则穿过两环的磁通量的大小关系为().A.Φa>Φb B.Φa<ΦbC.Φa=Φb D.无法比较【分析】线圈把磁铁包围在其中,磁铁的内部和外部磁感线的方向是相反的,磁通量应该是两部分的代数和.【解答】磁感线是闭合曲线,在条形磁铁外部从N极到S极,在内部从S极到N极,线圈中的磁通量应是这两部分磁通量的代数和.因磁铁外部空间的所有磁感线都要穿过内部,又由于圆环a的面积小于圆环b的面积.故从外部N极到S极穿过a面的磁感线条数少,则穿过a面的磁通量大,选项A正确.【点评】计算磁通量时要注意正、负.对存在相反方向磁场的问题,一般要分区域来性分析或定量计算各自的磁通量,最后再求代数和.随堂闯关1关于磁通量,下面说法中正确的是( B ).A.磁通量是反映磁场强弱和方向的物理量B.穿过某个面积的磁感线的条数越多,则磁通量越大C.穿过某一面积的磁通量等于面积S与该处磁感应强度B的乘积D.若穿过某一面积的磁通量为零,则磁感应强度B也为零2 恒定的匀强磁场中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?( C、D ).(2)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.线圈绕任意一条直线做变速转动3 如图12-41-7所示,矩形线圈abcd与长直导线在同一平面内,当线圈从导线的左方运动至右方的过程中,线圈内感应电流的方向是( C ).A.先顺时针,后逆时针B.先逆时针,后顺时针C.先顺时针,后逆时针,再顺时针D.先逆时针,后顺时针,再逆时针【提示】直线电流左方磁场垂直纸面向外,且越靠近导线磁场越强,右方的磁场垂直纸面向里,且越运离磁场越弱.当线圈由图示位置运动到ab边与直导线重合时,磁通量增大,产生顺时针感6应电流.当ab边越过导线直到cd边与导线重合时,均产生逆时针方向的电流.再向右运动则磁场方向向里且磁通量减小,产生顺时针方向的电流.4 如图12-41-8所示,一闭合的金属环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落,空气阻力不计,则圆环的运动过程中,下列说法正确的是( B ).A.在磁铁上方时,圆环的加速度小于g,在下方时大于gB.圆环在磁铁的上方时,加速度小于g,在下方也小于gC.圆环在磁铁的上方时,加速度小于g,在下方时等于gD.圆环在磁铁的上方时,加速度大于g,在下方时小于g【提示】在磁铁上方时下落过程磁通量增加,在磁铁下方下落时磁通量减少,均产生感应电流,受到磁场力的作用.磁场力阻碍相对运动,则均为a<g.5 如图12-41-9所示的整个装置在竖直平面内,欲使带负电的油滴P在两平行金属板间静止,导体棒ab沿导轨运动的情况是向右减速或向左加速.【提示】 ab棒向右运动时,线圈M中的感应中流磁场向下,线圈N中的磁场方向则向上.P静止时受电场力向上,因P带负电,电容器上极板应带正电,所以N中的感应电流方向应向上,故其中的磁通量应减小,即ab应向右减速运动.ab向左做加速运动也符合题意.结论是ab向右减速或向左加速.6 如图12-41-10所示,导体棒MM′和NN′分别通过平行的导轨与左、右两个线圈组成闭合回路,而且MM′和NN′可在水平光滑导轨上自由滑动,导轨之间的匀强磁场方向如图所示.当MM′向左加速运动时,左侧线圈ab中的感应电流方向为b→a,右侧线圈cd中感应电流方向为c→d,NN′棒的运动方向为向左 .【提示】 MM′向左加速,感应电流由M→M′且在不断增大,ab和cd线圈中的磁场方向向左且在不断增强,cd中产生由c→d的感应电流,NN′棒中有N→N′的电流,故受磁场力方向向左.课后测试1 如图12-41-11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源,则这时的感应电流( D ).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【提示】超导体电阻为零,电流会继续维持.2 如图12-41-12所示,有一单匝矩形金属线框,条形磁铁垂直穿过其中心处,此时穿过矩形线框的磁通量为Φ1,保持磁铁和线框的位置不变,将矩形线框变为圆形线框,此时穿过圆形线框的磁通量为Φ2,则( A ).A.Φ1>Φ2B.B.Φ1<Φ2C.Φ1=Φ2D.无法比较【提示】当边长一定时,形状为图形其面积最大.面积增大时,因磁铁内部的磁感线条数不变(方向向上),磁铁处部的磁感线条数增多(方向向下),故Φ减小.3 如图12-41-13所示,矩形线圈abcd垂直放在匀强磁场中,ab上接有一电压表,cd 上接有一电流表,现使线圈以速度v向右切割磁感线,运动过程中线圈不穿出磁场,不发生形变,则下列说法正确的是( A ).A.电流表无读数,ab间有电势差,电压表无读数(3)电流表有读数,ab间有电势差,电压表无读数C.电流表无读数,ab间无电势差,电压表无读数D.电流表有读数,ab间有电势差,电压表有读数【提示】回路中的磁通量不变,回路无感应电动势,无感应电流.但是ab和dc均有电势差为U=BLv,电压表无读数○V测的不是U ab!),电流表无读数.4、如图12-41-14所示,在一固定圆柱形磁铁的N极附近置一平面线圈abcd,磁铁轴线与线圈水平中心线xx′轴重合,下列说法正确的是( C、D ).A.当线圈刚沿xx′轴向右平移时,线圈中有感应电流,方向为adcbaB.当线圈刚绕xx′轴转动时(ad向外,bc向里),线圈中有感应电流,方向为abcda C.当线圈刚沿垂直纸面方向向外平移时,线圈中有感应电流,方向为adcbaD.当线圈刚绕yy′轴转动时(ab向量,cd向外),线圈中有感应电流,方向为abcda 【提示】 A、B中磁通量不变化,不产生感应电流.C中穿过线圈的磁场向外,磁通量由零开始增大,产一顺时针方向的电流.D中穿地线圈的磁场方向向右.磁通量增加,产生逆时针方向的感应电流.5 如图12-41-15所示,磁带录音机既可用作录音,也可用作放音,其主要部件为匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b,不论是录音或放音过程,磁带或磁隙软铁会发生磁化现象.下面是对它们在录音、放音过程中主要工作原理的描述,正确的是( A )A.放音的主要原理是电磁感应,录音的主要原理是电流的磁效应B.录音的主要原理是电磁感应,放音的主要原理是电流的磁效应C.放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用D.放音和录音的主要原理都是电磁感应6 如图12-41-16所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd,在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,从图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ.在这个过程中,线图中感应电流( A ).A.沿abcd流动B.沿dcba流动C.由Ⅰ到Ⅱ沿abcd流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动D.由Ⅰ到Ⅱ沿dcba流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动【提示】在位置Ⅱ时穿过线圈的磁通量为零.由Ⅰ→Ⅱ线圈中磁场向上,磁通量减少,产生感应电流为abcda.由Ⅱ→Ⅲ磁通量增加,但磁场方向向下,电流方向仍为abcda.7 闭合铜环与闭合金属框接触良好,放在匀强磁场中,如图12-41-17所示,当铜环向右移动时(金属框不动),下列说法正确的是( C、D ).A.铜环内没有感应电流产生,因为磁通量没有发生变化B.金属框内没有感应电流产生,因为磁通量没有发生变化C.金属框ab边中有感应电流,因为回路abfgea中磁通量增加了D.铜环的半圆egf中有感应电流,因为回路egfcde中的磁通量减小了【提示】对多回路问题,只要穿过任一回路的磁通量发生变化,该回路中就产生感应电流.如abfge回路中磁通量增加,产生逆时针方向的感应电流,所以金属框ab边中有a→b 方向的电流,而环的左半边有f→g→e的电流.其余可类似分析.也可将环的两半边等效成两根导体杆向右平动切割磁感线,产生感应电流,由右手定则判断.8 在图12-41-18的两条平行长直导线M、N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,线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线间匀速移动,在移动过程中线框中感应由流的方向为( C ).A.先dcbad,后abcdaB.先abcda,后dcbadC.一直是dcbad不变(4)一直是abcda不变【提示】直导线产生的磁场合成后,在中心线左方合磁场方向垂直线面向里,在中心线右方为垂直纸面向外,且越靠近中心线磁场均越弱(在中心线上B=0).由此判断磁通量的变化,再根据楞次定律判定感应电流的方向.9 磁悬浮列车已进入试运行阶段,磁悬浮列车是在车辆底部安装电磁铁,在轨道两旁埋设一系列闭合的铝环,当列车运行时,电磁铁产生的磁场相对铝环运动,列车凌空浮起,使车与轨之间的摩擦减小到零,从而提高列车的速度,以下说法正确的是( B ).A.当列车通过铝环时,铝环中有感应电源,感应电流产生的磁场的方向与电磁铁产生磁场的方向相同B.当列车通过铝环时,铝环中有感应电流,感应电流产生的磁场的方向与电磁铁产生磁场的方向相反C.当列车通过铝环时,铝环中通有电流,铝环中电流产生的磁场的方向与电磁铁产生磁场的方向相同D.当列车通过铝环时,铝环中通有电流,铝环中电流产生的磁场的方向与电磁铁产生磁场的方向相反【提示】列车能浮起,则感应电流产生的磁场与电磁铁产生的磁场方向相反,受到电磁斥力与重力相平衡.10 如图12-41-19所示是一种延时开关,当S1闭合时,电磁铁F将衔铁D吸下,C线路接通;当S1断开时,由于电磁感应作用,D将延迟一段时间才被释放,则( B、C ).A.由于A线圈的电磁感应作用,才产生延时释放的作用B.由于B线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用C.如果断开B 线圈的电键S 2,无延时作用D.如果断开B 线圈的电键S 2,延时将变长【提示】 S 1断开时,B 中产生感应电流,电磁铁F 仍吸引衔铁D ,产生延时释放作用.若S 2断开,同在断开S 1时B 中无感应电流,故无延时作用.11 如图12-41-20所示,光滑固定导轨M 、N 水平放置,两根导体棒P 、Q 平行放于导线上,形成一个闭合固路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时,则( A 、D ).A .P 、Q 将互相靠拢B .P 、Q 将互相远离C .磁铁的加速度仍为gD .磁铁的加速度小于g【提示】 磁铁下落时回路中磁通量增加,由楞次定律知,要阻碍Φ的增加,则P 、Q 必靠拢.感应电流的效果要阻碍相对运动(来拒去留),故磁铁受到向上的磁场力,a <g.第42课时 法拉第电磁感应定律备课指要教学建议1、法拉第电磁感应定律E=n t∆∆Φ是研究电磁感应问题的基础,这是普遍适用的规律.它指明了电路中产生的感应电动势与磁通量的变化率成正比,而与电路是否闭合、外电路的情况、磁通量的变化原因无关.2、闭一电路中产生感应电流的实质,是其他形式的能量转化为电能,通常电能最终又转化为内能.法拉第电磁感应定律,就是能量的转化和守恒定律在电磁感应现象中的具体表现形式.在复习中要抓住能量守恒这一规律,来研究电路中的外力做功、磁场力做功、动能、电能、内能以及相应的功率等.如“考题回放”中的例题.3、磁通量的变化原因通常分磁场变化或面积变化(也可以是二者同时变化).对于磁场变化的问题,要紧紧抓住磁感应强度的变化率tB ∆∆,通过讨论相应的B-t 图,研究斜率的变化,根据斜率来判断感应电动势E 的大小和方向的变化. 如“案例导入”中的例题.4、要引导学生注意区分各种情况下的感应电动势的计算,可以结合知识梳理和“重、难、疑点剖析”来讲解.对于相关结论的推导和成立的条件,应特别强调,不可以死记硬背.此类题具有较强的综合性,需要将力学、电学知识灵活运用到解题中来,可结合“重、难、疑点剖析”中的例1、例2,以及“备用题”和“探究延伸”中的例题来讨论.资料链接科学巨人法拉第法拉第,1791年9月22日出生于英国伦敦一个贫穷的铁匠家庭.因为贫穷,小时候没有机会上学,只受过一点启蒙教育.十三岁当学徒,在工作之余勤奋学习,省吃俭用买器具做实验.1812年给化学家戴维做抄写员,开始研究化学.在1821年开始研究电磁学,同年9月发明。
高中物理教学中传感器实验六步法发布时间:2021-04-09T15:45:25.250Z 来源:《中小学教育》2021年4月2期作者:孙静思[导读] 实验教学是高中物理教学中重要的组成部分,丰富、新颖、有探究性的物理实验,不仅能引导学生主动参与探究实验,还有利于学生物理观和实践观的形成,使学生在探究过程中发展和提升实验探究能力、科学思维能力和创新应用能力,进而促进学生综合素质的提升。
基于此,本篇文章对高中物理教学中传感器实验六步法进行研究,以供相关人士参考。
孙静思广东省汕尾市海丰县陆安高级中学 516400【摘要】实验教学是高中物理教学中重要的组成部分,丰富、新颖、有探究性的物理实验,不仅能引导学生主动参与探究实验,还有利于学生物理观和实践观的形成,使学生在探究过程中发展和提升实验探究能力、科学思维能力和创新应用能力,进而促进学生综合素质的提升。
基于此,本篇文章对高中物理教学中传感器实验六步法进行研究,以供相关人士参考。
【关键词】高中物理;传感器实验;六步法中图分类号:G652.2 文献标识码:A 文章编号:ISSN1001-2982(2021)04-046-01引言高中阶段,学生的学习任务繁重,承受着巨大的学习压力。
物理课程的开设和语数外相比课程量明显少的多,并且物理课程仅仅只局限于教室。
因此高中物理教师要逐渐地提升学生物理实验操作的兴趣,尝试去转变传统的讲授模式,让物理实验课程变得丰富多彩。
在实验的过程中,教师把重心放在学生的需求上,教师在实验过程中扮演引导者的角色,帮助学生在物理实验课上自主地理解物理实验知识,发现实验相关的问题,并且尝试自主解决问题。
一、兴趣导入,实验课题新颖、有吸引力高中物理属于基础性学科,理论性很强,如果教师在教学时照本宣科,难免会让学生有枯燥感、乏味感,会让学生产生理解上的困难、进入认识上的误区,影响和制约了物理教学质量。
因此,在物理教学过程中,教师应充分发挥物理实验教学的特点,通过设置新颖、有趣、能激发学生主动参与探究的物理实验,激发学生主动探究物理现象、物理规律的兴趣,通过实验逐步引入物理教学的重点。
二.导体切割磁感线产生的感应电动势(1) 当B、L、v,两两垂直时:E BLv=对E BLv=的讨论①L应为导体棒切割的有效长度②当v为恒量时,E为恒量;当v为瞬时值时,E为瞬时值;当v为平均值时,E为平均值。
③切割导体相当于电源,电源内部的电流从负极流向正极。
(因切割而产生的感应电流方向可用右手定则判断)④导体做匀变速直线运动,若在1t、2t时刻速度为别为1v、2v,则11E BLv=,22E BLv=,1221()E E E BL v v BL v∆=-=-=∆,所以E vBL BLat t∆∆==∆∆,因加速度a为恒量,所以Et∆∆为恒量。
⑤导体做匀速转动时,因为v Lω=,当ω不变时,v与L成正比,所以棒端速度为v时可取1122v v Lω==,212E BLv BLω==。
例1.写出图示各种情况下导线两端的感应电动势的表达式(B.L.ν.θ.R已知)①②③例2:如图11-B2-8所示,水平放置的U形导线框左端接一个阻值为R=1.0Ω的电阻器,U 形框宽度L=2.0m,框架足够长,U形框架和导体棒ab电阻均不计,放在B=0.50T的匀强磁场中,ab受一水平向右恒力F =2N作用从静止开始向右运动,ab导线质量m=0.50kg,框架是光滑的。
(1)分析ab导线运动情况;(2)求ab导线的最大速度;(3)ab导线达到最大速度时F力的功率;(4)ab导线达到最大速度时,电阻R上消耗的电功率;(5)ab导线的速度为最大速度一半时,ab导线的加速度大小。
V+-⨯⨯⨯⨯⨯⨯v BIabR图11-B2-8FB××××××××××××例3:如图11-B2-9所示,一U 形金属框架,宽度为L ,其所在平面与水平面夹角为θ,一端接有电阻R ,ab 导体电阻为r ,质量为m ,能在U 形框上无摩擦滑动,匀强磁场垂直于斜面向上,磁感应强度为B ,磁场足够大,ab 导体在平行于斜面且与ab 垂直的恒力F 作用下从静止开始向上滑动。
求:(1)导体ab 滑动的最大速度;(2)当导体ab 达到最大速度时,在ab 上损耗的电功率;[练习题]A 卷 一、填空题1. 在电磁感应现象中产生的电动势叫______________。
2. 如图11-B2-12所示,当条形磁铁插进带有缺口的圆形铜环时,在铜环中有___________,没有____________,铜环的a 端是电源的____________极。
3. 如图11-B2-13所示,日字形金属框架向右滑动,ab 、cd 、ef 的电阻均为R ,其余部分电阻不计,试画出该电路的等效电路。
4. 如图11-B2-14所示,一正方形金属线框,向右运动到图示位置,试画出该电路的等效电路。
线框各边电阻均为R 。
5. 电路中产生的感应电动势大小跟穿过这一电路的磁通量________成正比,这就是__________定律。
6. 如图11-B2-15所示,一个横截面积为S=0.2m 2的50匝线圈,在磁感应强度为B=0.2T 的匀强磁场中转动,开始时线圈平面与磁感线平行,经2s ,线圈绕oo ’轴转过90°,在此过程中,穿过线圈的磁通量变化量为______Wb ,线圈中产生的平均感应电动势大小为__________V 。
Rθθ a b F Br 图11-B2-9v c da 图11-B2-13 ×× ×× ×× ××b e f B ×××××× ××× ××× ××× B d a b cv B · · · · · ·· · · · · · 图11-B2-14 · a bN S 图11-B2-12· o ,a bc d o 图11-B2-15B7.关于感应电动势和感应电流的关系,下列说法中正确的是……………()(A)电路中有感应电动势,就一定有感应电流;(B)电路中有感应电流,就一定有感应电动势;(C)两个电路中,感应电动势大的,感应电流一定大;(D)两个电路中,感应电流大的,感应电动势一定大。
8. 下列说法中,哪种说法是正确的………………()(A)感应电动势大小跟穿过电路的磁通量的变化量成正比,跟所用时间成反比;(B)感应电动势大小跟穿过电路的磁通量成正比;(C)感应电动势大小跟穿过电路的磁通量的变化量成正比;(D)感应电动势大小跟穿过电路的磁通量的变化快慢成正比。
三、计算题9. 如图11-B2-16所示,固定在水平面内U形金属框架,左端接一电阻,R=2Ω,框架间距离L=0.5m,导线ab跨接在框架上,接触良好地在光滑框架上向右做匀速运动,ab垂直于框架两边。
整个装置放在垂直于框架的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T,ab导线电阻r=0.5Ω,当导线ab向右运动的速度为v=2m/s时,求:(1)电路中产生的感应电动势的大小;(2)通过电阻R的电流大小和方向;(3)要维持ab作匀速直线运动,作用在ab导线上的水平外力大小和方向。
10. 如图11-B2-17所示,一矩形导线框架固定在水平桌面上,框架电阻不计,框架两边固定有两个电阻R1=6.0Ω,R2=3.0Ω,导体ab可在光滑框架上平行移动,导体ab长L =1.0m,其电阻r =0.50Ω,整个装置放在垂直于框架的匀强磁场中,磁感应强度B =0.80T,当ab以速度v =5.0m/s向右作匀速直线运动时,求:(1)ab导线中产生的感应电流大小和方向;(2)R1中消耗的电功率;(3)维持ab导线作匀速直线运动时的水平拉力的大小。
abR1图11-B2-17v×××××××××××××××BR 2abR图11-B2-16v××××××××××××B一、填空题1.将一条形磁铁插入螺线管线圈。
第一次插入用0.2秒,第二次插入用1秒,则两次线圈中电流强度之比为 ,通过线圈的电量之比为 ,线圈发出的热量之比为 。
2.如图11-B2-18所示,矩形线圈边长分别为a 和b ,置于磁感应强度为B 的匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直。
现将矩形线圈从磁场中匀速拉出,第一次所用时间为t 1,第二次所用时间为t 2,则第一次和第二次外力所做的功之比W 1:W 2= ,外力的功率之比P 1:P 2= ,通过导线的感应电量之比q 1:q 2= 。
3.一个边长为a 的正方形线圈,总电阻为R ,以匀速υ通过匀强磁场区域,线圈平面与磁场垂直,磁感强度为B ,磁场宽度为b ,如图11-B2-19。
若a <b ,线圈通过磁场释放的热量为 ;若a >b ,线圈通过磁场释放的热量为 。
4.如图11-B2-20所示,MN 为金属杆,在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑,导轨的间距L=10厘米,导轨上端接有电阻R=0.5欧,导轨与金属杆电阻不计,整个装置处于磁感强度B=0.5特的水平匀强磁场中。
若杆稳定下落时,每秒有0.02焦的重力势能转化为电能,则MN 杆的下落速度υ= 米/秒。
二、选择题5.穿过一个电阻为1欧的闭合线圈的磁通量每秒均匀减少0.5韦,则线圈中感应电动势或感应电流的变化为………………………………………………( ) (A )感应电动势每秒增加0.5伏; (B )感应电动势每秒减少0.5伏;(C )感应电流每秒减少0.5安; (D )感应电流大小不变,等于0.5安。
6.穿过线圈的磁通量φ与时间t 的关系如图11-B2-21所示,则在下列所述的几段时间内,线圈中产生感应电动势最大的是……………………………( )(A )0~2秒;(B )2~4秒;(C )4~5秒;(D )5~7秒。
1 2 3 4 5 6 7 图11-B2-21 1 23-2-3 -1 0φ(韦)t(秒) 图11-B2-18 × × ×× × × × × × B ba × × × ×× × × ×υa b图11-B2-19 × × ×× × ×× × × 图11-B2-20B υM NR7.如图11-B2-22所示,三角形金属导轨EOF 上放一金属杆AB ,在外力作用下使AB 保持与OF 垂直,以速度υ从O 点开始右移,设导轨和金属棒均为粗细相同的同种金属制成,则下列判断正确的是( ) (A )电路中的感应电动势大小不变; (B )电路中感应电动势逐渐增大; (C )电路中感应电流大小不变; (D )电路中感应电流逐渐增大。
8.一环形线圈放在均匀磁场中,设在第1秒内磁感线垂直于线圈平面指向纸内,如图11-B2-23(a )所示。
若磁感强度B 随时间t 变化的关系如图11-B2-23(b )中实线所示,那么第4秒内线圈中感应电流为( ) (A )大小恒定,顺时针方向;(B )大小恒定,逆时针方向; (C )逐渐增加,逆时针方向;(D )逐渐增加,顺时针方向。
三、计算题9.在一个磁感强度是10-3特的匀强磁场里放一个面积是100厘米2、500匝的线圈。
若在0.2秒内把它从平行于磁场的方向转过900,变成垂直于磁场方向。
求线圈内的平均感应电动势。
10.一个圆形线圈,直径30厘米,电阻0.10欧,在磁感强度为2.0×10-4特的匀强磁场中,线圈平面由垂直于磁场方向转至与磁场方向平行,求通过线圈导线截面的电量。
11.如图11-B2-24所示,一边长l =0.50米、电阻R=0.40欧的正方形线圈,在外力作用下,以υ=2.0米/秒的速度匀速进入磁感强度B=0.040特的匀强磁场,线圈平面与磁感线垂直。
试求线圈在图示位置时外力的功率。
图11-B2-24 × × × × × × × × 图11-B2-22 × × × × × × × × × × × ×× × × ×B AOEF υ × × × ×× × × × × × × ×B(a ) (b ) 0 1 3 5 2 4B(特)t(秒) 图11-B2-2312.如图11-B2-25所示,竖直放置的导轨宽0.5米,导轨中接有电阻为0.2欧、额定功率为5瓦的小灯泡。