电磁感应易错问题归类剖析
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高考物理新电磁学知识点之电磁感应易错题汇编附解析一、选择题1.穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2Wb,则()A.线圈中感应电动势每秒增加2VB.线圈中感应电动势始终为2VC.线圈中感应电动势始终为一个确定值,但由于线圈有电阻,电动势小于2VD.线圈中感应电动势每秒减少2V2.如图所示,有一正方形闭合线圈,在足够大的匀强磁场中运动。
下列四个图中能产生感应电流的是A.B.C.D.3.如图所示,MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l为0.4m,电阻不计。
导轨所在平面与磁感应强度B为0.5T的匀强磁场垂直。
质量m为6.0×10-3kg电阻为1Ω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R2和阻值为3.0Ω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。
则()A.ab稳定状态时的速率v=0.4m/sB.ab稳定状态时的速率v=0.6m/sC.滑动变阻器接入电路部分的阻值R2=4.0ΩD.滑动变阻器接入电路部分的阻值R2=6.0Ω4.如图所示,用粗细均匀的铜导线制成半径为r、电阻为4R的圆环,PQ为圆环的直径,在PQ的左右两侧均存在垂直圆环所在平面的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,但方向相反,一根长为2r、电阻为R的金属棒MN绕着圆心O以角速度 顺时针匀速转动,金属棒与圆环紧密接触。
下列说法正确的是()A .金属棒MN 两端的电压大小为2B r ωB .金属棒MN 中的电流大小为22B r R ωC .图示位置金属棒中电流方向为从N 到MD .金属棒MN 转动一周的过程中,其电流方向不变5.如图所示,两块水平放置的金属板间距离为d ,用导线与一个n 匝线圈连接,线圈置于方向竖直向上的磁场B 中。
两板间有一个质量为m 、电荷量为+q 的油滴恰好处于平衡状态,则线圈中的磁场B 的变化情况和磁通量变化率分别是( )A .正在增强;t φ∆∆dmg q = B .正在减弱;dmg t nq φ∆=∆ C .正在减弱;dmg t q φ∆=∆ D .正在增强;dmg t nqφ∆=∆ 6.如图甲所示,矩形线圈位于一变化的匀强磁场内,磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里,磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图乙所示.用I 表示线圈中的感应电流,取顺时针方向的电流为正.则下图中的I -t 图像正确的是 ( )A.B.C.D.7.如图甲所示,一根电阻R=4 Ω的导线绕成半径d=2 m的圆,在圆内部分区域存在变化的匀强磁场,中间S形虚线是两个直径均为d的半圆,磁感应强度随时间变化如图乙所示(磁场垂直于纸面向外为正,电流逆时针方向为正),关于圆环中的感应电流—时间图象,下列选项中正确的是( )A. B.C.D.8.有一种自行车,它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机,其原理示意图如图甲所示,图中N,S是一对固定的磁极,磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈,转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩擦轮.如图乙所示,当车轮转动时,因摩擦而带动摩擦轮转动,从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电.关于此装置,下列说法正确的是()A.自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电B.小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关C.知道摩擦轮与后轮的半径,就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数D.线圈匝数越多,穿过线圈的磁通量的变化率越大9.物理课上老师做了这样一个实验,将一平整且厚度均匀的铜板固定在绝缘支架上,将一质量为m的永磁体放置在铜板的上端,t=0时刻给永磁体一沿斜面向下的瞬时冲量,永磁体将沿斜面向下运动,如图甲所示。
高考物理法拉第电磁感应定律易错题知识归纳总结含答案解析一、高中物理解题方法:法拉第电磁感应定律1.如图所示,在垂直纸面向里的磁感应强度为B 的有界矩形匀强磁场区域内,有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框abcd ,线框平面垂直于磁感线。
线框以恒定的速度v 沿垂直磁场边界向左运动,运动中线框dc 边始终与磁场右边界平行,线框边长ad =l ,cd =2l ,线框导线的总电阻为R ,则线框离开磁场的过程中,求:(1)线框离开磁场的过程中流过线框截面的电量q ; (2)线框离开磁场的过程中产生的热量 Q ; (3)线框离开磁场过程中cd 两点间的电势差U cd . 【答案】(1)22Bl q R =(2) 234B l vQ R=(3)43cd Blv U =【解析】 【详解】(1)线框离开磁场的过程中,则有:2E B lv = E I R =q It =l t v=联立可得:22Bl q R=(2)线框中的产生的热量:2Q I Rt=解得:234B l vQ R=(3) cd 间的电压为:23cd U IR = 解得:43cd BlvU =2.如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 竖直放置,其宽度1L m =,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M 与P 之间连接一阻值为0.40R =Ω的电阻,质量为0.01m kg =、电阻为0.30r =Ω的金属棒ab 紧贴在导轨上.现使金属棒ab 由静止开始下滑,下滑过程中ab 始终保持水平,且与导轨接触良好,其下滑距离x 与时间t 的关系如图乙所示,图象中的OA 段为曲线,AB 段为直线,导轨电阻不计,g 取210/(m s 忽略ab 棒运动过程中对原磁场的影响).()1判断金属棒两端a 、b 的电势哪端高; ()2求磁感应强度B 的大小;()3在金属棒ab 从开始运动的1.5s 内,电阻R 上产生的热量.【答案】(1) b 端电势较高(2)0.1B T = (3) 0.26J 【解析】 【详解】()1由右手定可判断感应电流由a 到b ,可知b 端为感应电动势的正极,故b 端电势较高。
第11单元电磁感应[内容和方法]本单元内容包括电磁感应现象、自感现象、感应电动势、磁通量的变化率等基本概念,以及法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则等规律。
本单元涉及到的基本方法,要求能够从空间想象的角度理解法拉第电磁感应定律。
用画图的方法将题目中所叙述的电磁感应现象表示出来。
能够将电磁感应现象的实际问题抽象成直流电路的问题;能够用能量转化和守恒的观点分析解决电磁感应问题;会用图象表示电磁感应的物理过程,也能够识别电磁感应问题的图像。
[例题分析]在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:概念理解不准确;空间想象出现错误;运用楞次定量和法拉第电磁感应定律时,操作步骤不规范;不会运用图像法来研究处理,综合运用电路知识时将等效电路图画错。
例1在图11-1中,CDEF为闭合线圈,AB为电阻丝。
当滑动变阻器的滑动头向下滑动时,线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时,电源的哪一端是正极?【错解分析】错解:当变阻器的滑动头在最上端时,电阻丝AB因被短路而无电流通过。
由此可知,滑动头下移时,流过AB中的电流是增加的。
当线圈CDEF中的电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时,由楞次定律可知AB中逐渐增加的电流在G处产生的磁感强度的方向是“×”,再由右手定则可知,AB中的电流方向是从A流向B,从而判定电源的上端为正极。
楞次定律中“感生电流的磁场总是要阻碍引起感生电流的磁通量的变化”,所述的“磁通量”是指穿过线圈内部磁感线的条数,因此判断感应电流方向的位置一般应该选在线圈的内部。
【正确解答】当线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时,它在线圈内部产生磁感强度方向应是“×”,AB中增强的电流在线圈内部产生的磁感强度方向是“·”,所以,AB中电流的方向是由B流向A,故电源的下端为正极。
【小结】同学们往往认为力学中有确定研究对象的问题,忽略了电学中也有选择研究对象的问题。
第11单元电磁感应[内容和方法]本单元内容包括电磁感应现象、自感现象、感应电动势、磁通量的变化率等基本概念,以及法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则等规律。
b5E2RGbCAP本单元涉及到的基本方法,要求能够从空间想象的角度理解法拉第电磁感应定律。
用画图的方法将题目中所叙述的电磁感应现象表示出来。
能够将电磁感应现象的实际问题抽象成直流电路的问题;能够用能量转化和守恒的观点分析解决电磁感应问题;会用图象表示电磁感应的物理过程,也能够识别电磁感应问题的图像。
p1EanqFDPw[例题分析]在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:概念理解不准确;空间想象出现错误;运用楞次定量和法拉第电磁感应定律时,操作步骤不规范;不会运用图像法来研究处理,综合运用电路知识时将等效电路图画错。
DXDiTa9E3d例1在图11-1中,CDEF为闭合线圈,AB为电阻丝。
当滑动变阻器的滑动头向下滑动时,线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时,电源的哪一端是正极?RTCrpUDGiT【错解分析】错解:当变阻器的滑动头在最上端时,电阻丝AB因被短路而无电流通过。
由此可知,滑动头下移时,流过AB中的电流是增加的。
当线圈CDEF中的电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时,由楞次定律可知AB中逐渐增加的电流在G处产生的磁感强度的方向是“×”,再由右手定则可知,AB中的电流方向是从A 流向B,从而判定电源的上端为正极。
5PCzVD7HxA楞次定律中“感生电流的磁场总是要阻碍引起感生电流的磁通量的变化”,所述的“磁通量”是指穿过线圈内部磁感线的条数,因此判断感应电流方向的位置一般应该选在线圈的内部。
jLBHrnAILg 【正确解答】当线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时,它在线圈内部产生磁感强度方向应是“×”,AB中增强的电流在线圈内部产生的磁感强度方向是“·”,所以,AB中电流的方向是由B流向A,故电源的下端为正极。
高考物理最新电磁学知识点之电磁感应易错题汇编及解析(1)一、选择题1.如图所示,一直角三角形金属框,向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向内的匀强磁场,磁场仅限于虚线边界所围的区域内,该区域的形状与金属框完全相同,且金属框的下边与磁场区域的下边在一直线上.若取顺时针方向为电流的正方向,则金属框穿过磁场过程的感应电流I随时间t变化的图象是下图所示的()A.B.C.D.2.如图所示,L1和L2为直流电阻可忽略的电感线圈。
A1、A2和A3分别为三个相同的小灯泡。
下列说法正确的是()A.图甲中,闭合S1瞬间和断开S1瞬间,通过A1的电流方向不同B.图甲中,闭合S1,随着电路稳定后,A1会再次亮起C.图乙中,断开S2瞬间,灯A3立刻熄灭D.图乙中,断开S2瞬间,灯A2立刻熄灭3.两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个n匝线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直方向的磁场,电阻R与金属板连接,如图所示,两板间有一个质量为m、电荷量+q的油滴恰好处于静止,则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是A .磁感应强度B 竖直向上且正增强,t φ∆=dmg nq B .磁感应强度B 竖直向下且正增强,t φ∆=dmg nq C .磁感应强度B 竖直向上且正减弱,t φ∆=()dmg R r nqR + D .磁感应强度B 竖直向下且正减弱,tφ∆=()dmgr R r nqR + 4.如图所示,MN 和PQ 为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l 为0.4m ,电阻不计。
导轨所在平面与磁感应强度B 为0.5T 的匀强磁场垂直。
质量m 为6.0×10-3kg 电阻为1Ω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R 2和阻值为3.0Ω的电阻R 1。
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 。
则( )A .ab 稳定状态时的速率v =0.4m/sB .ab 稳定状态时的速率v =0.6m/sC .滑动变阻器接入电路部分的阻值R 2=4.0ΩD .滑动变阻器接入电路部分的阻值R 2=6.0Ω5.如图所示,把金属圆环在纸面内拉出磁场,下列叙述正确的是( )A .将金属圆环向左拉出磁场时,感应电流方向为逆时针B .不管沿什么方向将金属圆环拉出磁场时,感应电流方向都是顺时针C .将金属圆环向右匀速拉出磁场时,磁通量变化率不变D .将金属圆环向右加速拉出磁场时,受到向右的安培力6.如图所示为地磁场磁感线的示意图,在北半球地磁场的竖直分量向下。
高考物理最新电磁学知识点之电磁感应易错题汇编及解析一、选择题1.在图中,EF、GH为平行的金属导轨,其电阻不计,R为电阻,C为电容器,AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆.有匀强磁场垂直于导轨平面.若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流,则当横杆AB( )A.匀速滑动时,I1=0,I2=0 B.匀速滑动时,I1≠0,I2≠0C.加速滑动时,I1=0,I2=0 D.加速滑动时,I1≠0,I2≠02.如图所示,A、B是两个完全相同的灯泡,D是理想二极管,L是带铁芯的线圈,其电阻忽略不计。
下列说法正确的是A.S闭合瞬间,A先亮B.S闭合瞬间,A、B同时亮C.S断开瞬间,A闪亮一下,然后逐渐熄灭D.S断开瞬间,B逐渐熄灭3.如图所示,一带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧,与线圈相连的导线abcd内有水平向里变化的磁场.下列哪种变化磁场可使铝框向左偏离 ( )A.B.C.D.4.在倾角为θ的两平行光滑长直金属导轨的下端,接有一电阻R,导轨自身的电阻可忽略不计,有一匀强磁场与两金属导轨平面垂直,方向垂直于导轨面向上。
质量为m,电阻可不计的金属棒ab,在沿着导轨面且与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,上升高度为h,如图所示,则在此过程中()A.恒力F在数值上等于mgsinθB.恒力F对金属棒ab所做的功等于mghC.恒力F与重力的合力对金属棒ab所做的功等于电阻R上释放的焦耳热D.恒力F与重力的合力对金属棒ab所做的功等于零5.如图所示,A、B是相同的白炽灯,L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。
下面说法正确的是()A.闭合开关S瞬间,A、B灯同时亮,且达到正常B.闭合开关S瞬间,A灯比B灯先亮,最后一样亮C.断开开关S瞬间,P点电势比Q点电势低D.断开开关S瞬间,通过A灯的电流方向向左6.如图所示,水平绝缘的桌面上放置一个金属环,现有一个竖直的条形磁铁从圆环左上方沿水平方向快速移动经过正上方到达右上方,在此过程中()A.圆环一定向右运动B.圆环中的感应电流方向不变C.圆环受到的摩擦力方向不变D.圆环对桌面的压力先减小后增大7.如图所示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。
电磁感应现象易错题综合题及答案解析一、高中物理解题方法:电磁感应现象的两类情况1.如图甲所示,MN 、PQ 两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定,M 、P 之间接电阻箱R ,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B = 1T .质量为m 的金属杆ab 水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r ,现从静止释放杆ab ,测得最大速度为v m .改变电阻箱的阻值R ,得到v m 与R 的关系如图乙所示.已知轨距为L = 2m ,重力加速度g 取l0m/s 2,轨道足够长且电阻不计.求:(1)杆ab 下滑过程中流过R 的感应电流的方向及R =0时最大感应电动势E 的大小; (2)金属杆的质量m 和阻值r ;(3)当R =4Ω时,求回路瞬时电功率每增加2W 的过程中合外力对杆做的功W . 【答案】(1)电流方向从M 流到P ,E =4V (2)m =0.8kg ,r =2Ω (3)W =1.2J 【解析】本题考查电磁感应中的单棒问题,涉及动生电动势、闭合电路欧姆定律、动能定理等知识.(1)由右手定则可得,流过R 的电流方向从M 流到P 据乙图可得,R=0时,最大速度为2m/s ,则E m = BLv = 4V (2)设最大速度为v ,杆切割磁感线产生的感应电动势 E = BLv 由闭合电路的欧姆定律EI R r=+ 杆达到最大速度时0mgsin BIL θ-= 得 2222sin sin B L mg mg v R r B Lθθ=+ 结合函数图像解得:m = 0.8kg 、r = 2Ω(3)由题意:由感应电动势E = BLv 和功率关系2E P R r =+得222B L V P R r=+则22222221B L V B L V P R r R r∆=-++ 再由动能定理22211122W mV mV =- 得22()1.22m R r W P J B L +=∆=2.如图()a ,平行长直导轨MN 、PQ 水平放置,两导轨间距0.5L m =,导轨左端MP 间接有一阻值为0.2R =Ω的定值电阻,导体棒ab 质量0.1m kg =,与导轨间的动摩擦因数0.1μ=,导体棒垂直于导轨放在距离左端 1.0d m =处,导轨和导体棒电阻均忽略不计.整个装置处在范围足够大的匀强磁场中,0t =时刻,磁场方向竖直向下,此后,磁感应强度B 随时间t 的变化如图()b 所示,不计感应电流磁场的影响.当3t s =时,突然使ab 棒获得向右的速度08/v m s =,同时在棒上施加一方向水平、大小可变化的外力F ,保持ab 棒具有大小为恒为24/a m s =、方向向左的加速度,取210/g m s =.()1求0t =时棒所受到的安培力0F ;()2分析前3s 时间内导体棒的运动情况并求前3s 内棒所受的摩擦力f 随时间t 变化的关系式;()3从0t =时刻开始,当通过电阻R 的电量 2.25q C =时,ab 棒正在向右运动,此时撤去外力F ,此后ab 棒又运动了2 6.05s m =后静止.求撤去外力F 后电阻R 上产生的热量Q .【答案】(1)00.025F N =,方向水平向右(2) ()0.01252?f t N =-(3) 0.195J 【解析】 【详解】 解:()1由图b 知:0.20.1T /s 2B t == 0t =时棒的速度为零,故回路中只有感生感应势为: 0.05V BE Ld t tΦ=== 感应电流为:0.25A EI R== 可得0t =时棒所受到的安培力:000.025N F B IL ==,方向水平向右;()2ab 棒与轨道间的最大摩擦力为:00.10.025N m f mg N F μ==>=故前3s 内导体棒静止不动,由平衡条件得: f BIL = 由图知在03s -内,磁感应强度为:00.20.1B B kt t =-=- 联立解得: ()0.01252(3s)f t N t =-<;()3前3s 内通过电阻R 的电量为:10.253C 0.75C q I t =⨯=⨯=设3s 后到撤去外力F 时又运动了1s ,则有:11BLs q q I t R RΦ-=== 解得:16m s =此时ab 棒的速度设为1v ,则有:221012v v as -= 解得:14m /s v =此后到停止,由能量守恒定律得: 可得:21210.195J 2Q mv mgs μ=-=3.如图所示,足够长且电阻忽略不计的两平行金属导轨固定在倾角为α=30°绝缘斜面上,导轨间距为l =0.5m 。
法拉第电磁感应定律易错题知识归纳总结word一、高中物理解题方法:法拉第电磁感应定律1.如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n=100,线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。
求:(1)线圈中的感应电流的大小和方向;(2)电阻R两端电压及消耗的功率;(3)前4s内通过R的电荷量。
【答案】(1)0﹣4s内,线圈中的感应电流的大小为0.02A,方向沿逆时针方向。
4﹣6s 内,线圈中的感应电流大小为0.08A,方向沿顺时针方向;(2)0﹣4s内,R两端的电压是0.08V;4﹣6s内,R两端的电压是0.32V,R消耗的总功率为0.0272W;(3)前4s内通过R的电荷量是8×10﹣2C。
【解析】【详解】(1)0﹣4s内,由法拉第电磁感应定律有:线圈中的感应电流大小为:由楞次定律知感应电流方向沿逆时针方向。
4﹣6s内,由法拉第电磁感应定律有:线圈中的感应电流大小为:,方向沿顺时针方向。
(2)0﹣4s内,R两端的电压为:消耗的功率为:4﹣6s内,R两端的电压为:消耗的功率为:故R消耗的总功率为:(3)前4s内通过R的电荷量为:2.如图所示,在垂直纸面向里的磁感应强度为B 的有界矩形匀强磁场区域内,有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框abcd ,线框平面垂直于磁感线。
线框以恒定的速度v 沿垂直磁场边界向左运动,运动中线框dc 边始终与磁场右边界平行,线框边长ad =l ,cd =2l ,线框导线的总电阻为R ,则线框离开磁场的过程中,求:(1)线框离开磁场的过程中流过线框截面的电量q ; (2)线框离开磁场的过程中产生的热量 Q ; (3)线框离开磁场过程中cd 两点间的电势差U cd . 【答案】(1)22Bl q R =(2) 234B l vQ R=(3)43cd Blv U =【解析】 【详解】(1)线框离开磁场的过程中,则有:2E B lv = E I R=q It =l t v=联立可得:22Bl q R=(2)线框中的产生的热量:2Q I Rt=解得:234B l vQ R=(3) cd 间的电压为:23cd U IR = 解得:43cd BlvU =3.如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 竖直放置,其宽度1L m =,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M 与P 之间连接一阻值为0.40R =Ω的电阻,质量为0.01m kg =、电阻为0.30r =Ω的金属棒ab 紧贴在导轨上.现使金属棒ab 由静止开始下滑,下滑过程中ab 始终保持水平,且与导轨接触良好,其下滑距离x 与时间t 的关系如图乙所示,图象中的OA 段为曲线,AB 段为直线,导轨电阻不计,g 取210/(m s 忽略ab 棒运动过程中对原磁场的影响).()1判断金属棒两端a 、b 的电势哪端高; ()2求磁感应强度B 的大小;()3在金属棒ab 从开始运动的1.5s 内,电阻R 上产生的热量.【答案】(1) b 端电势较高(2)0.1B T = (3) 0.26J 【解析】 【详解】()1由右手定可判断感应电流由a 到b ,可知b 端为感应电动势的正极,故b 端电势较高。
电磁感应问题电磁感应是电磁学的重要概念之一,在我们生活和科学研究的各个领域都有着广泛的应用和重要性。
本文将从电磁感应的概念、易错点和实际应用等方面进行探讨。
一、电磁感应的概念电磁感应是指当磁通量发生变化时,在闭合导体回路中会产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
这一概念在物理学中有着重要的地位,不仅帮助我们理解电磁现象,还为发电机、电动机等重要设备的设计提供了理论基础。
二、电磁感应易错点在学习电磁感应时,存在一些容易混淆的概念和易错点,下面将介绍两个常见的问题。
1. 磁场和电流的关系有些学生往往会错误地认为电流产生磁场,而忽略了磁场也能引发电流的产生。
实际上,磁场和电流是相互关联的,它们之间存在着紧密的联系。
当磁场发生变化时,会在导体中产生感应电流;而通过导体的电流也会产生磁场。
这种相互作用是电磁感应现象的基本表现之一。
2. 右手法则的运用右手法则是解决一些与电磁感应相关问题时经常使用的方法。
但是,学生在运用右手法则时,往往会出现迷惑或错误的情况。
例如,在判断感应电流方向时,有些学生只是按照右手法则的规定握住导线,而没有结合器件的实际情况进行分析。
因此,在学习和应用右手法则时,要结合具体的物理场景,并且理解其原理,才能正确使用。
三、电磁感应的实际应用电磁感应作为一种重要的物理现象,其实际应用也非常广泛。
以下将介绍几个典型的电磁感应应用实例。
1. 发电机发电机是电磁感应的经典应用之一。
它通过转动的磁场与导线的相互作用,产生感应电动势。
这种电动势在闭合的电路中产生电流,从而实现了电能的转换和传输。
发电机的原理被广泛应用于发电站和各种发电设备中。
2. 变压器变压器是电力系统中常见的设备之一,也是电磁感应的重要应用之一。
变压器通过磁通量的变化产生感应电动势,将电能从一个电路传输到另一个电路中,并通过变换线圈的匝数比例实现电压的升降。
变压器在电力传输和配电中起到了至关重要的作用。
高中物理电磁感应现象易错题知识归纳总结一、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(3222mgs 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 Rθ==, 解得: 222sin 18.75cos mgR v B L θθ==; (2)由牛顿第二定律有:sin cos mg F ma θθ-= ,cos 1BLv I A Rθ==, 0.2F BIL N ==, 24.4/a m s =;(3)根据能量守恒有:22012mgs mv I Rt =+ , 解得: 202mgs mv I Rt -=2.如图所示,足够长的U 型金属框架放置在绝缘斜面上,斜面倾角30θ=︒,框架的宽度0.8m L =,质量0.2kg M =,框架电阻不计。
边界相距 1.2m d =的两个范围足够大的磁场I 、Ⅱ,方向相反且均垂直于金属框架,磁感应强度均为0.5T B =。
法拉第电磁感应定律易错题知识归纳总结及答案解析一、高中物理解题方法:法拉第电磁感应定律1.如图所示,正方形单匝线框bcde边长L=0.4 m,每边电阻相同,总电阻R=0.16 Ω.一根足够长的绝缘轻质细绳跨过两个轻小光滑定滑轮,一端连接正方形线框,另一端连接物体P,手持物体P使二者在空中保持静止,线框处在竖直面内.线框的正上方有一有界匀强磁场,磁场区域的上、下边界水平平行,间距也为L=0.4 m,磁感线方向垂直于线框所在平面向里,磁感应强度大小B=1.0 T,磁场的下边界与线框的上边eb相距h=1.6 m.现将系统由静止释放,线框向上运动过程中始终在同一竖直面内,eb边保持水平,刚好以v =4.0 m/s的速度进入磁场并匀速穿过磁场区,重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力.(1)线框eb边进入磁场中运动时,e、b两点间的电势差U eb为多少?(2)线框匀速穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q为多少?(3)若在线框eb边刚进入磁场时,立即给物体P施加一竖直向下的力F,使线框保持进入磁场前的加速度匀加速运动穿过磁场区域,已知此过程中力F做功W F=3.6 J,求eb边上产生的焦耳Q eb为多少?【答案】(1)1.2 V(2)3.2 J(3)0.9 J【解析】【详解】(1)线框eb边以v=4.0 m/s的速度进入磁场并匀速运动,产生的感应电动势为:10.44V=1.6 VE BLv==⨯⨯因为e、b两点间作为等效电源,则e、b两点间的电势差为外电压:U eb=34E=1.2 V.(2)线框进入磁场后立即做匀速运动,并匀速穿过磁场区,线框受安培力:F安=BLI根据闭合电路欧姆定律有:I=E R联立解得解得F安=4 N所以克服安培力做功:=2=420.4J=3.2J W F L ⨯⨯⨯安安而Q =W 安,故该过程中产生的焦耳热Q =3.2 J(3)设线框出磁场区域的速度大小为v 1,则根据运动学关系有:22122v v a L -=而根据牛顿运动定律可知:()M m ga M m-=+联立整理得:12(M+m )( 21v -v 2)=(M-m )g ·2L 线框穿过磁场区域过程中,力F 和安培力都是变力,根据动能定理有:W F -W'安+(M-m )g ·2L =12(M+m )( 21v -v 2) 联立解得:W F -W'安=0而W'安= Q',故Q'=3.6 J又因为线框每边产生的热量相等,故eb 边上产生的焦耳热:Q eb =14Q'=0.9 J. 答:(1)线框eb 边进入磁场中运动时,e 、b 两点间的电势差U eb =1.2 V. (2)线框匀速穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q =3.2 J. (3) eb 边上产生的焦耳Q eb =0.9J.2.如图,水平面(纸面)内同距为l 的平行金属导轨间接一电阻,质量为m 、长度为l 的金属杆置于导轨上,t =0时,金属杆在水平向右、大小为F 的恒定拉力作用下由静止开始运动.0t 时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动.杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为μ.重力加速度大小为g .求(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小; (2)电阻的阻值.【答案】0F E Blt g m μ⎛⎫=- ⎪⎝⎭ ; R =220B l t m【解析】 【分析】 【详解】(1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a ,由牛顿第二定律得:ma=F-μmg ① 设金属杆到达磁场左边界时的速度为v ,由运动学公式有:v =at 0 ②当金属杆以速度v 在磁场中运动时,由法拉第电磁感应定律,杆中的电动势为:E=Blv ③ 联立①②③式可得:0F E Blt g m μ⎛⎫=-⎪⎝⎭④ (2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时,金属杆的电流为I ,根据欧姆定律:I=ER⑤ 式中R 为电阻的阻值.金属杆所受的安培力为:f BIl = ⑥ 因金属杆做匀速运动,由牛顿运动定律得:F –μmg–f=0 ⑦联立④⑤⑥⑦式得: R =220B l t m3.如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L 1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R =1.5Ω的电阻,质量为m =0.2Kg 、阻值r=0.5Ω的金属棒放在两导轨上,距离导轨最上端为L 2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触.整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示.为保持ab 棒静止,在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F ,g =10m/s 2求:(1)当t =1s 时,棒受到安培力F 安的大小和方向; (2)当t =1s 时,棒受到外力F 的大小和方向;(3)4s 后,撤去外力F ,金属棒将由静止开始下滑,这时用电压传感器将R 两端的电压即时采集并输入计算机,在显示器显示的电压达到某一恒定值后,记下该时刻棒的位置,测出该位置与棒初始位置相距2m,求棒下滑该距离过程中通过金属棒横截面的电荷量q. 【答案】(1)0.5N ;方向沿斜面向上(2)0.5N ,方向沿斜面向上(3)1.5C 【解析】 【分析】 【详解】(1)0-3s 内,由法拉第电磁感应定律得:122V BE L L t t∆Φ∆===∆∆ T =1s 时,F 安=BIL 1=0.5N 方向沿斜面向上(2)对ab 棒受力分析,设F 沿斜面向下,由平衡条件:F +mg sin30° -F 安=0 F =-0.5N外力F 大小为0.5N .方向沿斜面向上 (3)q =It ,EI R r =+;E t∆Φ=∆; 1∆Φ=BL S 联立解得1 1.512C 1.5C 1.50.5BL S q R r ⨯⨯===++4.如图所示,在匀强磁场中有一足够长的光滑平行金属导轨,与水平面间的夹角θ=30°,间距L =0.5 m ,上端接有阻值R =0.3 Ω的电阻.匀强磁场的磁感应强度大小B =0.4 T ,磁场方向垂直导轨平面向上.一质量m =0.2 kg ,电阻r =0.1 Ω的导体棒MN ,在平行于导轨的外力F 作用下,由静止开始向上做匀加速运动,运动过程中导体棒始终与导轨垂直,且接触良好.当棒的位移d =9 m 时,电阻R 上消耗的功率为P =2.7 W .其它电阻不计,g 取10 m/s 2.求:(1)此时通过电阻R 上的电流; (2)这一过程通过电阻R 上的电荷量q ; (3)此时作用于导体棒上的外力F 的大小. 【答案】(1)3A (2)4.5C (3)2N 【解析】 【分析】 【详解】(1)根据热功率:P =I 2R , 解得:3A PI R== (2)回路中产生的平均感应电动势:E n tφ∆=∆ 由欧姆定律得:+E I R r=得电流和电量之间关系式:q I t n R rφ∆=⋅∆=+ 代入数据得: 4.5C BLdq R r==+ (3)此时感应电流I =3A ,由E BLvI R r R r==++解得此时速度:()6m/sI R rvBL+==由匀变速运动公式:v2=2ax,解得:222m/s2vad==对导体棒由牛顿第二定律得:F-F安-mgsin30°=ma,即:F-BIL-mgsin30°=ma,解得:F=ma+BIL+mgsin30°=2 N【点睛】本题考查电功率,电量表达式及电磁感应电动势表达式结合牛顿第二定律求解即可,难度不大,本题中加速度的求解是重点.【考点】动生电动势、全电路的欧姆定律、牛顿第二定律.5.如图甲所示,两根间距L=1.0m、电阻不计的足够长平行金属导轨ab、cd水平放置,一端与阻值R=2.0Ω的电阻相连.质量m=0.2kg的导体棒ef在恒定外力F作用下由静止开始运动,已知导体棒与两根导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为f=1.0N,导体棒电阻为r=1.0Ω,整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场B中,导体棒运动过程中加速度a 与速度v的关系如图乙所示(取g=10m/s2).求:(1)当导体棒速度为v时,棒所受安培力F安的大小(用题中字母表示).(2)磁场的磁感应强度B.(3)若ef棒由静止开始运动距离为S=6.9m时,速度已达v′=3m/s.求此过程中产生的焦耳热Q.【答案】(1);(2);(3)【解析】【详解】(1)当导体棒速度为v时,导体棒上的电动势为E,电路中的电流为I.由法拉第电磁感应定律由欧姆定律导体棒所受安培力联合解得:(2)由图可以知道:导体棒开始运动时加速度 ,初速度,导体棒中无电流.由牛顿第二定律知计算得出:由图可以知道:当导体棒的加速度a=0时,开始以 做匀速运动此时有:解得:(3)设ef 棒此过程中,产生的热量为Q, 由功能关系知 :带入数据计算得出故本题答案是:(1);(2);(3)【点睛】利用导体棒切割磁感线产生电动势,在结合闭合电路欧姆定律可求出回路中的电流,即可求出安培力的大小,在求热量时要利用功能关系求解。
中考物理电磁感应知识点汇总及易错解析!超全的复习资料哦!1.磁通量:磁感应强度B与垂直磁场方向面积S的乘积。
定义式:Φ=BS。
关键点拨①S为有磁感线穿过的有效面积。
②磁通量为正、反两个方向穿入的磁感线的代数和。
2.产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即ΔΦ≠0.(1)闭合电路中部分导体做切割磁感线运动产生感应电流,本质是引起穿过闭合电路磁通量的变化。
(2)电磁感应现象的实质是产生感应电动势,回路闭合,有感应电流,回路不闭合,只有感应电动势而无感应电流。
3.感应电流的方向判定:(1)楞次定律:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.(2)右手定则:伸开右手,让拇指跟其余四指在同一平面内,并跟四指垂直,让磁感线垂直从掌心进入,拇指指向导体运动方向,四指所指的方向就是感应电流的方向。
关键点拨①“阻碍”不是“相反”.例如:当线圈中磁通量减小时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同.即“增反减同”.②“阻碍”不是“阻止”.阻碍的作用只是使磁通量增大或减小变慢,并不能阻止这种变化,磁通量仍会增大或减小。
电磁感应探究实验的考查1.电磁感应实验的标志:连有电流计的螺线管(注意未通电),它们组成了一个闭合电路,如图.另一重要装置提供变化磁场,可是条形磁铁或电流能调节的通电螺线管。
2.考题通常的考查情况:产生电磁感应现象的条件:条形磁体一极靠近或远离接有电流计的螺线管或插入大螺线管的通电小螺线管电流发生变化或是通、断电瞬间.较复杂的考查是:已知通电螺线管的电流方向与变化情况,判断电流计指针的偏转情况.这个时候需要仔细判断原磁通量的方向原磁通量的变化,应用楞次定律判断阻碍这种变化的感应电流方向,再判断电流计指针的偏转情况.例1 在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的试验中,能观察到感应电流的是()A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化【解析】绕在磁铁上的线圈磁通量不变,不会产生感应电流,A错误;通电线圈周围的磁场是恒定的,穿过线圈的磁通量不变,也不会产生感应电流,B错误;将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁的过程会产生感应电流,磁铁放入线圈中后感应电流就消失了,所以再到相邻房间观察电流表时,感应电流已为零,C错误;给线圈通电或断电的瞬间,线圈中电流发生变化,线圈内磁场发生变化,磁通量发生变化,会产生感应电流,D正确。
高考物理最新电磁学知识点之电磁感应易错题汇编及答案解析一、选择题1.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行,现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移动过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是()A.B.C.D.2.如图所示,A和B是电阻为R的电灯,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灯逐渐熄灭B.A灯将比原来更亮一些后再熄灭C.有电流通过B灯,方向为c→dD.有电流通过A灯,方向为b→a3.如图所示,用粗细均匀的同种金属导线制成的两个正方形单匝线圈a、b,垂直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,a的边长为L,b的边长为2L。
当磁感应强度均匀增加时,不考虑线圈a、b之间的影响,下列说法正确的是()A.线圈a、b中感应电动势之比为E1∶E2=1∶2B.线圈a、b中的感应电流之比为I1∶I2=1∶2C.相同时间内,线圈a、b中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=1∶4D.相同时间内,通过线圈a、b某截面的电荷量之比q1∶q2=1∶44.如图所示,L是自感系数很大的线圈,但其自身的电阻几乎为零。
A和B是两个完全相同的小灯泡。
下列说法正确的是()A.接通开关S瞬间,A灯先亮,B灯不亮B.接通开关S后,B灯慢慢变亮C.开关闭合稳定后,突然断开开关瞬间,A灯立即熄灭、B灯闪亮一下D.开关闭合稳定后,突然断开开关瞬间,A灯、B灯都闪亮一下5.如图所示,把金属圆环在纸面内拉出磁场,下列叙述正确的是()A.将金属圆环向左拉出磁场时,感应电流方向为逆时针B.不管沿什么方向将金属圆环拉出磁场时,感应电流方向都是顺时针C.将金属圆环向右匀速拉出磁场时,磁通量变化率不变D.将金属圆环向右加速拉出磁场时,受到向右的安培力6.下列关于教材中四幅插图的说法正确的是()A.图甲是通电导线周围存在磁场的实验。
第11单元电磁感应[内容和方法]本单元内容包括电磁感应现象、自感现象、感应电动势、磁通量的变化率等基本概念,以及法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则等规律。
b5E2RGbCAP本单元涉及到的基本方法,要求能够从空间想象的角度理解法拉第电磁感应定律。
用画图的方法将题目中所叙述的电磁感应现象表示出来。
能够将电磁感应现象的实际问题抽象成直流电路的问题;能够用能量转化和守恒的观点分析解决电磁感应问题;会用图象表示电磁感应的物理过程,也能够识别电磁感应问题的图像。
p1EanqFDPw[例题分析]在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:概念理解不准确;空间想象出现错误;运用楞次定量和法拉第电磁感应定律时,操作步骤不规范;不会运用图像法来研究处理,综合运用电路知识时将等效电路图画错。
DXDiTa9E3d例1在图11-1中,CDEF为闭合线圈,AB为电阻丝。
当滑动变阻器的滑动头向下滑动时,线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时,电源的哪一端是正极?RTCrpUDGiT【错解分析】错解:当变阻器的滑动头在最上端时,电阻丝AB因被短路而无电流通过。
由此可知,滑动头下移时,流过AB中的电流是增加的。
当线圈CDEF中的电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时,由楞次定律可知AB中逐渐增加的电流在G处产生的磁感强度的方向是“×”,再由右手定则可知,AB中的电流方向是从A 流向B,从而判定电源的上端为正极。
5PCzVD7HxA楞次定律中“感生电流的磁场总是要阻碍引起感生电流的磁通量的变化”,所述的“磁通量”是指穿过线圈内部磁感线的条数,因此判断感应电流方向的位置一般应该选在线圈的内部。
jLBHrnAILg 【正确解答】当线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时,它在线圈内部产生磁感强度方向应是“×”,AB中增强的电流在线圈内部产生的磁感强度方向是“·”,所以,AB中电流的方向是由B流向A,故电源的下端为正极。
电磁感应易错问题归类剖析
电磁感应技术是一项新兴的技术,在现代社会中被广泛应用在飞机、车辆、设备及各种电子设备等方面,电磁感应技术至此更加得以普及。
然而,电磁感应技术也存在易错问题,比如:电磁感应装置的接口连接错误、信号的传输延迟、距离的弱点、接收信号的噪声等等。
为了更有效的开展电磁感应技术,本文将就电磁感应易错问题归类剖析。
一、连接错误
连接错误是最常见的电磁感应错误之一,它是指电磁感应装置的接口连接错误。
电磁感应接口一般有数字、模拟、RS-232、485、网
口等,因此,电磁感应装置需要以正确的接口方式连接,以确保装置之间的通信及正确传输信息。
此外,还需检测电磁感应装置的接口信号是否准确,是否存在短路、断路或超负荷等情况,以准确发送数据信号和控制信号。
二、信号传输延迟
信号传输延迟是指电磁感应装置在传输信号的过程中出现的延迟,这可能会导致系统的信号传输不准确或受阻等情况。
电磁感应传输延迟可能会导致机械性能的异常,而且可能还会导致数据传输失败。
因此,需要检查电磁感应装置的数据传输线路状况,确保传输线路完整,以缩短信号传输延迟时间,从而保证电磁感应装置的正常运行。
三、距离弱点
距离弱点是指电磁感应装置在一定距离内传输信号受阻的情况。
一般来说,随着传输信号的距离增加,信号的弱化也会加剧,甚至导致信号的消失。
对于电磁感应装置来说,如果它们处于距离不确定的环境中,那么就很容易出现距离弱点。
这时,我们需要通过距离测量,并根据不同距离选择合适的设备,这样可以有效地提高信号的传输质量,从而提高电磁感应装置的性能。
四、接收信号的噪声
接收信号的噪声是指电磁感应装置接收时出现的噪音。
通常,这种噪音可能会影响到接收信号的正确性,从而影响到电磁感应装置的工作效率。
要解决这一问题,我们可以考虑采用屏蔽材料来消除噪声,以及采用滤波器来稳定噪声,降低噪声对电磁感应装置的影响。
总结
电磁感应技术日趋普及,但它也存在着一些易错问题,为了准确发送数据信号和控制信号,应当仔细检查电磁感应装置的接口连接、信号传输延迟、距离弱点以及接收信号的噪声,以保证电磁感应装置的正确使用和高效运行。