物理电磁感应试题

《物理电磁感应试题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理电磁感应试题（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第十二章 电磁感应磁通量 电磁感应现象 楞次定 律法拉第电磁感 应定律自感现象 日 光灯电磁感 应的综合应用点击 高考电磁感应综 合测 试卷2006 考纲电磁感应考点内容 说明78、电磁感应现象，磁通量，法拉第电磁感应定律，楞次定律。79、导体切割磁感线时的感应电动势.右手定则 。80 自感现象81、日光灯1、切割磁感线时感应电动势的计算，只限于 L 垂直于B、V 的情况2、在电磁感应现象里，不要求判断内电路中各点电势的高低)2000 2001 2002理综2003理综2004理综2005理综2005理综选择题 4 6 6 6填空题 5高考分类统计分析知识脉络考纲要求电磁感应产生感应电流的条件

2、 闭合电路的部分导体做切割磁感线的运动穿过闭合电路的磁通量发生变化右手定则楞次定律感应电流的方向感应电动势的大小自感现象.日光灯单根切割：E=BLvsin 法拉第电磁感应定律：E=n/t产生条件：导体本身的电流变化应用：日光灯的工作原理实验题计算题 13 18总分 5 17 6 0 18 6 61、本章知识点虽然不多，但是牵涉知识面广，是高考的热点内容。题目以中档题和综合题为主。2、本章选择题的重点是楞次定律和自感现象，另外磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率等概念也是常考知识点。3、电磁感应的图像问题及动态问题的分析也是近年的热点。4、本章综合题比较喜欢考：应用牛顿第二定律解决导体切割磁感

3、线的动力学问题，应用动量定理、动量守恒定律解答导体切割磁感线的运动问题，应用能的转化和守恒定律解决电磁感应问题。(返 回) 磁通量 电磁感应现象 楞次定律 知识要点概览 一、磁通量1磁通量：穿过某一面积的磁感线的条数叫做穿过这个面积的磁通量 ，简称磁通，符号是 。2磁通量的计算：BS 由于穿过垂直于磁感强度方向的单位面积的磁感线的条数等于磁感强度 B，所以 在匀强磁场中垂直于磁感强度平面的面积为 S 的磁通量可用上式计算。若磁感强度的方向与平面不垂直，其夹角为 ，则 Bssin3磁通量的单位：在国际单位制中磁通量的单位是韦伯，简称韦，符号是 Wb (1Wb1T1m 2)二、电磁感应现象1.电磁

4、感应现象:不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，电磁感应中产生的电流叫感应电流.2.感应电流的产生条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化.3.感应电动势产生的条件: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.产生感应电动势的那部分导体相当于电源.电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流；回路不闭合，则只产生感应电动势而不产生感应电流.4.关于磁通量变化在

5、匀强磁场中，磁通量 =BSsin（ 是 B 与 S 的夹角） ，磁通量的变化 = 2- 1 有多种形式，主要有：S、 不变，B 改变，这时 = BSsinB、 不变，S 改变，这时 = SBsinB、S 不变， 改变，这时 =BS(sin 2-sin 1)当 B、 S、 中有两个或三个一起变化时，就要分别计算 1、 2，再求 2- 1 了.在非匀强磁场中，磁通量变化比较复杂.有几种情况需要特别注意： 如 图 所 示 ， 矩 形 线 圈 沿 a b c 在 条 形 磁 铁 附 近移 动 ， 试 判 断 穿 过 线 圈 的 磁 通 量 如 何 变 化 ？ 如 果 线 圈 M高考考点分析abca c

6、bM N S沿 条 形 磁 铁 轴 线 向 右 移 动 ， 穿 过 该 线 圈 的 磁 通 量 如 何 变 化 ？（ 穿 过 上 边 线 圈 的 磁 通 量 由 方 向 向 上 减 小 到 零 ， 再 变 为 方 向 向 下 增 大 ； 右 边 线圈 的 磁 通 量 由 方 向 向 下 减 小 到 零 ， 再 变 为 方 向 向 上 增 大 ）如图所示，环形导线 a 中有顺时针方向的电流，a 环外有两个同心导线圈b、c，与环形导线 a 在同一平面内。当 a 中的电流增大时，穿过线圈 b、c 的磁通量各如何变化？在相同时间内哪一个变化更大？（b、c 线圈所围面积内的磁通量有向里的也有向外的，但向

7、里的更多，所以总磁通量向里，a中的电流增大时，总磁通量也向里增大.由于穿过 b 线圈向外的磁通量比穿过 c 线圈的少，所以穿过 b 线圈的磁通量更大，变化也更大.）如图所示，虚线圆 a 内有垂直于纸面向里的匀强磁场，虚线圆 a外是无磁场空间.环外有两个同心导线圈 b、c，与虚线圆 a 在同一平面内.当虚线圆 a 中的磁通量增大时，穿过线圈 b、c 的磁通量各如何变化？在相同时间内哪一个变化更大？（与的情况不同，b、c 线圈所围面积内都只有向里的磁通量，且大小相同.因此穿过它们的磁通量和磁通量变化都始终是相同的.）三、楞次定律1.内容:感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流

8、的磁通量的变化.楞次定律的另一种表达:感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因.这里的效果可以是感应电流产生的磁场，也可以是因感应电流的出现而引起的机械作用.若问题不涉及感应电流的方向，用这种表述判定比较方便.2.对楞次定律的理解楞次定律揭示了判定感应电流方向的规律，即“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。 ”“阻碍”两字是该定律的核心，只有深刻理解“阻碍”的含义，才能正确掌握定律的实质。阻碍不是“阻止” ，因磁通量的变化是引起感应电流的必要条件，若这种变化被阻止，也就不可能继续产生感应电流了。其实质是感应电流的磁场阻碍了原磁通量的变化速率。阻碍不是“相反” ，如果将阻碍理解

9、成感应电流的磁场总是与原磁场方向相反，则楞次定律就违背了电磁感应现象也必须符合能量守恒定律这个自然界的基本法则。正确的是当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当原磁通量减弱时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，可归纳为“增反减同” 。楞次定律与右手定则的应用对象不同，楞次定律的研究对象是整个回路，而右手定则却是一段做切割磁感线运动的导线。但二者是统一的。解题时应根据研究对象的不同灵活选择。从能量角度理解，能量守恒是自然界的普遍规律，能量的转化是通过做功来量度的，这一点正是楞次定律的根据所在，实际上楞次定律是能量转化和能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。从力的角度理解，

10、由能量观点可以推论出产生磁场的物体与闭合线圈之间的相互作用力可概括为四个字“来拒去留” 。3.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.4.用楞次定律判断感应电流的步骤楞次定律的应用应该严格按以下四步进行：确定原磁场方向；判定原磁场如何变化（增大还是减小） ；确定感应电流的磁场方向（增反减同） ；根据安培定则判定感应电流的方向.例题精析例 1.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abcbc a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:由于磁感线是闭合曲线，内

11、环内部向里的磁感线条数和内环外部向外的所有磁感线条数相等，所以外环所围面积内（这里指包括内环圆面积在内的总面积，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 2.如图所示，闭合导体环固定。条形磁铁 S 极向下以初速度 v0沿过导体环圆心的竖直线下落过程，导体环中的感应电流方向如何？解:从“阻碍磁通量变化”来看，当条形磁铁的中心恰好位于线圈 M 所在的水平面时，磁铁内部向上的磁感线都穿过了线圈，而磁铁外部向下穿过线圈的磁通量最少，所以此时刻穿过线圈 M 的磁通量最大.因此全过程中原磁场方向向上，先增后减，感应电流磁场方

12、向先下后上，感应电流先顺时针后逆时针.从“阻碍相对运动”来看，线圈对应该是先排斥（靠近阶段）后吸引（远离阶段） ，把条形磁铁等效为螺线管，该螺线管中的电流是从上向下看逆时针方向的，根据“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥” ，感应电流方向应该是先顺时针后逆时针的，与前一种方法的结论相同.例 3.如图所示，O 1O2 是矩形导线框 abcd 的对称轴，其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场.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:A、C 两种

13、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 4.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:ab 匀速运动时，ab 中感应电流恒定，L 1 中磁通量不变，穿过 L2 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 C 不正确，D 正确.选 B、D.例 5

14、.如图所示，竖直放置的螺线管与导线 abcd 构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的磁场，螺线管下方水平桌面上有一导线圆环.导线 abcd 所围区域内的磁场按下图所示的哪一方式随时间变化时，导线圆环对桌面的压力小于其重力？（A）例 6.如图所示，圆形线圈中串联了一个平行板电容器，圆形线圈中有磁场，磁感应强度随时间按正弦规律变化.以垂直纸面向里的磁场为正，从 t=0 开始，在平行板电容器中点释放一个电子，若电子运动中不会碰到极板，关于电子在一个周期内的加速度的判断正确的是（A）A.第一个 内加速度方向向上，大小越来越小4Ta db cO1O2c a d bL2 L1NS v0MBd cbaA

15、O tBBO tBCO tBDO tBBt/sOT/4 TT/23T/4B.第二个 内加速度方向向上，大小越来越大4TC.第三个 内加速度方向向下，大小越来越大D.第四个 内加速度方向向下，大小越来越小例 7.如图所示，水平面上有两根平行导轨，上面放两根金属棒 a、b.当条形磁铁如图向下移动时（不到达导轨平面） ，a 、 b 将如何移动？解:若按常规用“阻碍磁通量变化”判断，则需要根据下端磁极的极性分别进行讨论，比较繁琐.而且在判定 a、 b 所受磁场力时.应该以磁极对它们的磁场力为主，不能以 a、b 间的磁场力为主（因为它们的移动方向由所受的合磁场的磁场力决定，而磁铁的磁场显然是起主要作用的）.如果注意到：磁铁向下插，通过闭合回路的磁通量增大，由 =BS 可知磁通量有增大的趋势，因此 S 的相应变化应该是阻碍磁通量的增加，所以 a、b 将互相靠近.这样判定比较起来就简便得多.例 8.如图所示，绝缘水平面上有两个离得很近的导体环 a、 b.将条形磁铁沿它们的正中向下移动（不到达该平面） ，a 、 b 将如何移动？解:根据 =BS，磁铁向下移动过程中，B 增大，所以穿过每个环中的磁通量都有增大的趋势，由于 S 不可改变，为阻碍增大，导体环应该尽量远离磁铁，所以 a、 b 将相互远离.例 9.