高中物理电磁感应复习

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1、电磁感应专题复习1一、正确认识电磁感应现象及其产生条件一、正确认识电磁感应现象及其产生条件 电磁感应现象电磁感应现象：导体中产生感应电动势的现象。 产生条件产生条件:磁通量发生变化（0）相关题目：导学相关题目：导学Page177-(3)Page177-(3)等等2例1U形磁铁两个磁极间区域 通常可认为是匀强磁场，如 图所示是一矩形线圈在U形 磁铁上（或附近）的四个位 置。当矩形线圈发生下列运 动时，能产生感应电流的是 （ ） A.将线圈由位置1移至2的过程中 B.将线圈按如图放置在位置3，并以较小的振幅左右平动 C.将线圈按图示放置在位置3，并以恒定的角速度绕轴OO转动 D.将线圈按图示由位置

2、3平移到位置4的过程中ACAC3矩形线圈按图示放置在3位置，并以恒定 角速度绕轴OO转动，试分析当它由图示 位置转过90和180的瞬间，线圈中是否有 感应电流？转过转过9090时，没有感应电流；时，没有感应电流； 转过转过180180时，有感应电流。时，有感应电流。领会产生条件、领会产生条件、 熟悉典型磁场磁感线分布、熟悉典型磁场磁感线分布、 弄清线圈位置及变化。弄清线圈位置及变化。4二、正确理解法拉第电磁感应定律及推论二、正确理解法拉第电磁感应定律及推论 法拉第电磁感应定律：法拉第电磁感应定律： 推论（适用于简单切割）：推论（适用于简单切割）：( (区分区分 ： ） 与无关决定有无决定大小(

3、转动 切割) 5一直升飞机停在南半球 的地磁极上空。该处地磁 场的方向竖直向上，磁感 应强度为B。直升飞机螺旋 桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺 着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方 向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为 b，如图所示。如果忽略a到转轴中心线的距离 ，用表示每个叶片中的感应电动势，则( ) Afl2B，且a点电势低于b点电势 B2fl2B，且a点电势低于b点电势 Cfl2B，且a点电势高于b点电势 D2fl2B，且a点电势高于b点电势例2A A6( (平均值平均值) )( (瞬时值瞬时值) )用于求用于求电量电量Q Q7例3将一条形磁铁插入一个线圈,第一次插入

4、历时 0.2s，第二次插入历时1.0s，则（ ） A.第一次插入与第二次插入通过线圈的电量之比是15 B.第一次插入与第二次插入线圈中产生的平均电动势之比是51 C.第一次插入与第二次插入产生的热量之比是11 D.第一次插入与第二次插入线圈中时的平均感应电流之比为51BDBD8三、正确理解并灵活应用楞次定律三、正确理解并灵活应用楞次定律判断感应电流方向的方法判断感应电流方向的方法： 右手定则右手定则 楞次定律楞次定律“阻碍阻碍原磁场的原磁场的变化变化”9例4如图所示,导线框abcd与通电 直导线在同一平面内，直导线 通有恒定电流并通过ad和bc的 中点，当线框向右运动的瞬间， 则（ ）A.线框

5、中有感应电流，且按顺时针方向 B.线框中有感应电流，且按逆时针方向 C.线框中有感应电流，但方向难以判断 D.穿过线框的磁通量为零，线框中没有感应电流B B10例5如图(a)所示,在直导线MN上通有如图(b)所示 的交流电。设由M到N为电流的正方向，从t=0开 始的一个周期的时间内，线圈中感应电流的方 向变化情况是（ ） A.先顺时针，后逆时针 B.先逆时针，后顺时针 C.顺时针逆时针顺时针逆时针 D.逆时针顺时针逆时针顺时针A A11例6沿沿oooo看，看，abcdabcd顺时针顺时针 旋转旋转ABCDABCD怎么动？怎么动？磁铁突然向铜环运动磁铁突然向铜环运动 铜环怎么动？铜环怎么动？条磁

6、自由下落到条磁自由下落到O O点点 两根导线将怎么动？两根导线将怎么动？螺线管中电流突然螺线管中电流突然 增大增大圆环会受到圆环会受到 什么方向的力？什么方向的力？12四、分析和计算含电磁感应的电路四、分析和计算含电磁感应的电路 切割磁感线的导体切割磁感线的导体或或磁通量变化的线圈磁通量变化的线圈相当于相当于电源电源 若它们有电阻若它们有电阻相当于相当于内阻内阻 它们两端电压它们两端电压相当于相当于路端电压路端电压( (会判断电势高低会判断电势高低) ) 其余部分其余部分相当于相当于外电路外电路画出等效电路画出等效电路, ,按电路题处理按电路题处理. .1314粗细均习的电阻丝围成的正方形线框

7、粗细均习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。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，则在移出方向平移出磁场，如图所示，则在移出 过程中线框的一边过程中线框的一边a a、b b两点间电势差绝两点间电势差绝 对值最大的是（对值最大的是（ ）例7B B14例8如图所示如图所示, ,两个线圈套在两个线圈套在 同一个铁芯上同一个铁芯上, ,线圈的绕向线圈的绕向 在图中已经表示在图中已经表示. .左线圈连左线圈连

8、着平行导轨着平行导轨M M和和N N，导轨电阻不计，在导轨垂直，导轨电阻不计，在导轨垂直 方向上放着金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁方向上放着金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁 场中。下列说法中正确的是场中。下列说法中正确的是( )( ) A.A.当金属棒向右匀速运动时，当金属棒向右匀速运动时，a a点电势高于点电势高于b b点，点，c c点电势高于点电势高于d d点点 B.B.当金属棒向右匀速运动时，当金属棒向右匀速运动时，b b点电势高于点电势高于a a点，点，c c点与点与d d点等电势点等电势 C.C.当金属棒向右加速运动时，当金属棒向右加速运动时，b b点电势高于点电势高于a a点，点，c

9、 c点电势高于点电势高于d d点点 D.D.当金属棒向右加速运动时，当金属棒向右加速运动时，b b点电势高于点电势高于a a点，点，d d点电势高于点电势高于c c点点BDBD例815如图甲所示，截面积为0.2 m2的100匝圆形线圈A处在变化的磁场中，磁场方向垂直纸面，其磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。设垂直纸面向里为B的正方向，线圈A上的箭头为感应电流I的正方向，R1=4 ，R2=6 ，C=30 F，线圈内阻不计。求电容器充电时的电压和2 s后电容器放电的电荷量。例916【解析】由题意可知圆形线圈A上产生的感应电动势E=n(B/t)S=1000.020.2 V=0.4 V，电路中

10、的电流I=E/(R1+R2)=0.4 V/(4 +6 )=0.04 A。电容器充电时的电压UC=IR2=0.04 A6 =0.24 V，2 s后电容器放电的电荷量Q=CUC=3010-6 F0.24V =7.210-6 C。此题是法拉第电磁感应定律与电路问题相结合的题目， 又借助图象提供一定条件来求电容器的电压和电量，是一道 综合性较强的题目，但只要你对每一部分的知识熟悉，并能 够灵活运用知识体系，也是不难做的。17如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.8 T，竖直向下穿过水平放置的矩形线框MNQP ，MN=PQ=2 m，MP=NQ=1 m，ab是用与线框相同的导线制成，它们单位长度的电阻 R

11、0=0.1 /m，不计摩擦。ab杆从MP处开始以v=5 m/s的速度向右匀速滑动。 (1)关于ab杆两端的电势差的讨论：某同学认为：ab杆两端的电势差Uab就是路端电压，ab杆匀速切割磁感线时，感应电动势大小恒定，且内电阻r大小不变。当ab杆滑至线框正中间时，外电路电阻最大，此时，Uab有最大值，也即Uab的值是先变大后变小。你认为该同学的判断是否正确？若他判断错误，你重新分析，并确定Uab的大小。若他的判断正确，请算出Uab的最大值。 (2)关于线框MNQP的电功率P的讨论： 某同学认为：既然ab杆滑至线框正中间时，路端电压最大，此时线框MNQP的电功率P也最大，所以P的值是先变大后变小。你

12、认为该同学的判断是否正确？请作出评价，并说明理由。(不需要定量计算)【答案】(1)正确 Uab最大值2.4 V (2)错误。线框MNQP的电功率P 就是电源输出功率，当R=r时，P最大，而ab杆在正中间位置的两侧某处， 均有R=r。所以，线框MNQP的电功率P先变大、后变小、再变大、再变小。例1018五 电磁感应现象中的力学问题1.处理电磁感应中力学问题的基本方法(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向；(2)求回路中的电流大小；(3)分析研究导体受力情况(包含安培力，用左手定则确定其方向)；(4)列动力学方程或平衡方程求解。电磁感应力学问题中，要抓好受力情况、运动情况的动

13、态 分析，导体受力运动产生感应电动势感应电流通电导体受 安培力合外力变化加速度变化速度变化，周而复始地循 环，循环结束时，加速度等于零，导体达稳定状态，抓住a=0 时，速度v达最大值。19例11竖直平面内有很长两条平行金属导轨竖直平面内有很长两条平行金属导轨 MNMN和和PQPQ，如图所示。，如图所示。M M、P P间接一只电阻间接一只电阻 R R。质量为。质量为m m的金属杆的金属杆abab两端套在导轨上，两端套在导轨上， 使其下滑时始终与导轨良好接触。加上使其下滑时始终与导轨良好接触。加上 一个垂直导轨平面的匀强磁场，自由放一个垂直导轨平面的匀强磁场，自由放 开开abab。若不计摩擦和电阻

14、，则。若不计摩擦和电阻，则abab的运动的运动 将是（将是（ ） A.A.自由落体运动自由落体运动 B.B.最终作匀速运动最终作匀速运动 C.a0W安0电磁感应与力学综合问题中的运动的动态分析和能量转化特点24如图所示，固定在水平绝缘平面上足够长的金 属导轨不计电阻，但表面粗糙，导轨左端连接一个电阻R，质量为m的金属棒(电阻也不计)放在导轨上，并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直。用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中，下列说法正确的是( )A.恒力F做的功等于电路产生的电能B.恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能C.克服安培力做的功等于电路中产生的电能

15、D.恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和例1425【解析】物体克服安培力做功，其他形式的能转化为电 能，且功的数值等于电路中产生的电能，C正确；由动能定 理知，恒力F、安培力和摩擦力三者的合力做的功等于物体 动能的增加量，故A、B错误，D正确，也可从能量守恒角度 进行判定，即恒力F做的功等于电路中产生的电能、因摩擦 而产生的内能及棒动能的增加。(1)克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化 为电能，同理，安培力做功的过程，是电能转化为内能的 过程，安培力做多少功，就有多少电能转化为内能。(2)分清物体的运动过程和受力情况，判断不同过程的 特点和满足的规律，运用恰当规律各个击破。26如图所示，质量m1=0.1 kg，电阻R1=0.3 ，长度l=0.4 m的导 体棒ab横放在U形金属框架上。框架质量m2=0.2 kg，放在绝缘 水平面上，与水平面间的动摩擦因数=0.2。相距0.4 m的MM 、NN相互平行，电阻不计且足够长。电阻R2=0.1 的MN垂直 于MM。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度 B=0.5 T。垂直于ab施加F=2 N的水平恒力，ab从静止开始无摩 擦地运动，始终与MM、NN保持良好接触。当ab运动到某处 时，框架开始运动。设