电磁感应复习例题.doc

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1、期末复习-电磁感应 班级 姓名 一、电磁感应现象、楞次定律1.磁通量(1)概念:穿过某一面积的磁感线的 叫做穿过这一面积的磁通量,是_量(2)注:磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率的计算及区别例题1.条形磁铁竖直放置,闭合圆环水平放置,条形磁铁中心线穿过圆环中心,如图所示。若圆环为弹性环,其形状由扩大为,那么圆环内磁通量变化情况是( )A磁通量增大 B磁通量减小C磁通量不变 D条件不足,无法确定2.感应电流方向的判断(1)右手定则:伸开右手让 跟其余四指垂直,并且都跟手掌在 内,让磁感线垂直穿入掌心,大拇指指向导体 的方向,其余四指所指的方向就是 方向。(2)楞次定律:感应电流具有这样的方向

2、,就是感应电流产生的磁场,总要_引起感应电流的磁通量变化利用楞次定律判断感应电流方向问题的思路: (1)明确原磁场:弄清原磁场的方向及磁通量的变化情况; (2)确定感应磁场:即根据楞次定律中的“阻碍”原则,结合原磁场磁通量变化情况确定出感应电流产生的感应磁场的方向; (3)判定感应电流方向:即根据感应磁场的方向,运用安培定则判断出感应电流的方向。 *可用楞次定律推论来判断(阻碍原磁通量变化、阻碍相对运动、自感现象中阻碍原电流的变化)例题2. 如图所示,光滑导轨MN水平放置,两根导体棒平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从上方下落(未达导轨平面)的过程中,导体P、Q的运动情况是: (

3、)AP、Q互相靠扰 BP、Q互相远离C因磁铁下落的极性未知,无法判断 D磁铁下落的加速度小于g例题3.如图所示电路,电感线圈L的自感系数足够大,其直流电阻忽略不计,LA、LB是两个相同的灯泡,则( )AS闭合瞬间,LA不亮,LB很亮;S断开瞬间,LA、LB立即熄灭BS闭合瞬间,LA很亮,LB逐渐亮;S断开瞬间,LA逐渐熄灭,LB立即熄灭CS闭合瞬间,LA、LB同时亮,然后LA熄灭,LB亮度不变;S断开瞬间,LA亮一下才熄灭,LB立即熄灭DS闭合瞬间A、B同时亮,然后A逐渐变暗到熄灭,B变得更亮;S断开瞬间,A亮一下才熄灭,B立即熄灭二、法拉第电磁感应定律(1)内容:法拉第电磁感应定律:电路中感

4、应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,即 ,在国际单位制中可以证明其中的k=1,所以有 。对于n匝线圈有 。注:平均感应电动势与瞬时感应电动势t为一段时间,公式计算的是t时间内的平均感应电动势。t0时,公式计算值等于感应电动势的瞬时值。(2)感应电动势分类:感生电动势:动生电动势:(平动切割、转动切割)三、电磁感应中的电路问题在电磁感应现象中,有些问题往往可以归结为电路问题,在这类问题中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路就相当于电源,这部分的电阻相当于电源的内阻,其余部分相当于外电路。解这类问题时,一般先画出等效电路图,然后应用电路的有关规律进行分析计算例题4.如图所示,

5、在两平行光滑导体杆上,垂直放置两导体ab、cd,其电阻分别为,且,其他电阻不计,整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中,当ab在外力F1作用下向左匀速运动时,cd在外力F2作用下保持静止,则下面判断正确的是 ( ) A. B. C. D. 例题5.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框原先整个置于有界匀强磁场内,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行。现使线框沿四个不同的方向以匀速度v平移出磁场,如图所示,则在线框移出磁场的整个过程中( )A、四种情况下流过ab边的电流方向都相同。B、(1)图中流过线框的电量与v的大小无关。C、(2)图中线框的电功率与v大小成正比。D、(3)图中磁场力对

6、线框做的功与v2成正比。例题6.如图甲所示,在匀强磁场中,放置一边长L=10 cm、电阻r=1、共100匝的正方形线圈,与它相连的电路中,电阻R1=4,R2=5,电容C=10 F.磁场方向与线圈平面成30角,磁感应强度变化如图乙所示,开关K在t0=0时闭合,在t2=1.5 s时又断开.求:(1)t1=1 s时,R2中电流强度的大小及方向.(2)K断开后,通过R2的电荷量.例题7.如图所示,粗细均匀的金属环的电阻为R,可绕轴O转动的金属杆OA的电阻为R/4,杆长为l,A端与环相接触,一阻值为R/2的定值电阻分别与杆的端点O及环边缘连接.杆OA在垂直于环面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中,以角速度

7、顺时针转动.求电路中总电流的变化范围.四、电磁感应中的力学问题例题8.如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨间距为L.M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图.(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小.(3)求在下

8、滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值.拓展思考:(改变初始条件:例如有初速度、力为变力、磁场运动等)五、电磁感应中的能量问题电磁感应的过程,同时总伴随着能量的转化和守恒,当外力克服安培力做功时,就有其它形式的能转化为电能;当安培力做正功时,就有电能转化为其它形式的能。注:熟练地应用能量转化与守恒定律是求解较复杂的电磁感应问题常用的简便方法。例如:在较复杂的电磁感应现象中,经常涉及求焦耳热的问题。尤其是变化的安培力,不能直接由Q=I2Rt解,用能量守恒的方法就可以不必追究变力、变电流做功的具体细节,只需弄清能量的转化途径,用能量的转化与守恒定律就可求解。例题9.如图所示,位于一水平面内的、两根平

9、行的光滑金属导轨,处在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨所在的平面,导轨的一端与一电阻相连;具有一定质量的金属杆ab放在导轨上并与导轨垂直。现用一平行于导轨的恒力F拉杆ab,使它由静止开始向右运动。杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计。用E表示回路中的感应电动势,i表示回路中的感应电流,在i随时间增大的过程中,电阻消耗的功率等于:( )A F的功率 B 安培力的功率的绝对值 C F与安培力的合力的功率 D iE 例题10.两个沿水平方向且磁感应强度大小均为B的有水平边界的匀强磁场,如图所示,磁场高度均为L.一个框面与磁场方向垂直、质量为m、电阻为R、边长为L的正方形金属框abcd,从某一高度

10、由静止释放,当ab边刚进入第一个磁场时,金属框恰好做匀速直线运动,当ab边下落到GH和JK之间的某位置时,又恰好开始做匀速直线运动.整个过程中空气阻力不计.求金属框从ab边开始进入第一个磁场至刚刚到达第二个磁场下边界JK过程中产生的热量Q.六、电磁感应中的图像问题例题11.一个闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中,设磁场方向向里为磁感强度B的正方向,线圈中的箭头为电流I的正方向线圈及线圈中感应电流I随时间变化的图线如图所示,则磁感强度B随时间变化的图线可能是图中的( ) 例题12. aaavBB如图所示,一个边长为a、电阻为R的等边三角形线框,在外力作用下,以速度v匀速穿过宽均为a的两个匀强磁场.这两个磁场的磁感应强度大小均为B方向相反.线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直.取逆时针方向的电流为正。若从图示位置开始,线框中产生的感应电流I与沿运动方向的位移x之间的函数图象,下面四个图中正确的是( )itOitOitOitOA B C D

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