高二物理寒假專題——電磁感應、交流電北師大版知識精講

1、用心 愛心 專心 高二物理高二物理寒假專題寒假專題電磁感應、交流電電磁感應、交流電北師大版北師大版 【本講教育信息本講教育信息】 一. 教學內(nèi)容： 寒假專題電磁感應、交流電 1. 公式 BScos 及其應用 磁通量的計算式 BScos，不僅確定了 的物理意義，而且還表明了改變磁通量 有三種基本方法，即改變 B、S 或 。在使用此公式時應注意以下幾點： （1）公式的適用條件。一般只適用于計算平面在勻強磁場中的磁通量。 （2） 角的物理意義。表示平面法線方向（n）與磁場（B）的夾角或平面（S）與磁 場中性面（OO）的夾角（如圖 1 所示） ，而不是平面（S）與磁場（B）的夾角 。因為 90，所以磁

2、通量公式還可以表示為 BSsin。 （3） 的計算。 是雙向標量，其正負表示與規(guī)定的正方向（如平面法線的方向） 是相反還是相同。當磁感線沿相反方向穿過同一平面時，磁通量等于穿過平面的磁感線的 凈條數(shù)（磁通量的代數(shù)和） ，即 12。 2. 對產(chǎn)生感應電流條件的理解 穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，能反映電磁感應現(xiàn)象的實質，具有概括性和一般性。 而閉合電路的部分導體做切割磁感線運動，是由于閉合電路所包圍面積發(fā)生變化，而使穿 過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。 3. 右手定則和左手定則的區(qū)別 左手定則 右手定則 適用條件 通電導線在磁場中 受力（因電而動） 閉合電路的部分導體切 割磁感線產(chǎn)生感應電流 （因動

3、而電） 所反映的能 量轉化關系 電能機械能 機械能電能 4. 感應電動勢的大小 （1）法拉第電磁感應定律 內(nèi)容：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。 公式：En t 用心 愛心 專心 注意：的大小與無關，只與成正比；不管電路是否閉合，只a E t b. 要穿 過電路的磁通量發(fā)生變化，就會產(chǎn)生感應電動勢；若電路是閉合的，就會有感應電流產(chǎn)生。 （2）導體在勻強磁場中做切割磁感線運動時 EBLvsin，該式的適用條件是 B 與 L 垂直， 是 v 與 B 的夾角，L 是導體切割磁感線的有效長度。 5. 感應電動勢大小的計算 用公式求得的是在時間內(nèi)的平均感應電動勢；用公式，E

4、n t tEBLv sin既可 求一段時間內(nèi)的平均感應電動勢，又可求某一時刻的瞬時感應電動勢。若 v 是平均速度， 則求得的 E 是平均感應電動勢，若 v 是瞬時速度，求得的 E 是瞬時感應電動勢。 求瞬時感應電動勢，一般用公式 EBLvsin，求一段時間內(nèi)的平均感應電動勢既可 用公式，又可用。En t EBLv sin 求解導線切割磁感線問題時，一般用 EBLvsin。 6. 關于楞次定律內(nèi)容的理解 楞次定律的內(nèi)容簡明扼要，內(nèi)涵豐富，開始學習時往往難以完全正確理解定律內(nèi)容。 學習楞次定律關鍵是正確理解“阻礙”的含義，在學習中要注意以下幾點： （1）誰起阻礙作用？要明確起阻礙作用的是“感應電流

5、的磁場” ； （2）阻礙什么？感應電流的磁場阻礙的是“引起感應電流的磁通量的變化” ，而不是 阻礙原磁場，也不是阻礙原磁通量； （3）怎樣阻礙？當引起感應電流的磁通量（原磁通量）增加時，感應電流的磁場就與 原磁場的方向相反，感應電流的磁場“反抗”原磁通量的增加，當原磁通量減少時，感應 電流的磁場就與原磁場的方向相同，感應電流的磁場“補償”原磁通量的減少； （4） “阻礙”不等于“阻止” ，當由于原磁通量的增加引起感應電流時，感應電流的磁 場方向與原磁場方向相反，其作用僅僅使磁通量的增加變慢了，但磁通量仍在增加。當由 于原磁通量的減少而引起感應電流時，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同，其作用僅

6、 僅使磁通量的減少變慢了，但磁通量仍在減少。 “阻礙”也不意味著“相反” 。在理解楞次 定律時，有些同學錯誤地把“阻礙”作用認為，感應電流的磁場方向和原磁場方向相反， 事實上，它們可能同向，也可能反向，需根據(jù)磁通量的變化情況判斷； （5）電磁感應過程實質上是能的轉化和轉移過程。楞次定律中的“阻礙”正是能的轉 化和守恒定律的具體體現(xiàn)。 7. 右手定則是楞次定律的特例 當磁通量的變化是由于閉合電路中部分導體切割磁感線運動而引起的時候，用楞次定 律和用右手定則都可以確定感應電流的方向，但用右手定則顯得比較簡便。實際上，仔細 比較一下右手定則和左手定則，所不同的僅僅在于大拇指指向的含義不同，而且方向相

7、反； 右手大拇指指導體運動方向，而左手大拇指指電流所受磁場力的方向，當都應用于感應電 流時，導體運動方向正好與感應電流所受安培力方向相反，這正是楞次定律所期盼的“反 抗”引起感應電流的原因。 用心 愛心 專心 8. 推導交變電動勢的瞬時值方程式 eEt m sin 如圖 2 所示，每邊產(chǎn)生的感應電動勢均為： BL vtBL L t 11 2 2 sinsin 對于 N 匝線圈 eNBL L tNBStEt m 2 2 1 2 sinsinsin 所以eEt m sin （ ）當線圈轉過角度，速度方向與磁場方向夾角為，1 tv L t 2 2 v L tsinsin 2 2 表示垂直切割磁感線的

8、有效速度分量。 （2）EmNBS 表示交變電動勢的峰值，線圈每轉動一周，交變電動勢有兩次取峰 值。 9. 理解正弦交變電流的圖像 正弦交變電流隨時間的變化情況可以從圖像上表示出來，圖像描述的是交變電流隨時 間變化的規(guī)律，它是一條正弦曲線，如圖 3 所示。從圖中我們可以找出正弦交變電流的最 大值 Im、周期 T，也可以根據(jù)線圈在中性面時刻感應電動勢 e 為零、感應電流 i 為零，線 圈中的磁通量最大的特點找出線圈旋轉到中性面的時刻為 0 時刻、t2時刻和 t4時刻；線圈 中磁通量最大的時刻是 0 時刻、t2時刻和 t4時刻。也可以根據(jù)線圈旋轉至平行磁感線時， 感應電動勢最大、線圈中感應電流最大和

9、磁通量為零的特點，找出線圈平行磁感線的時刻 是 t1時刻和 t3時刻；線圈中磁通量為零是在 t1時刻和 t3時刻，感應電動勢最大和感應電流 最大的時刻是 t1時刻和 t3時刻。 10. 交流電的值 （1）瞬時值：交流電的瞬時值反映的是不同時刻交流電的大小和方向，瞬時值是時間 的函數(shù)，不同時刻瞬時值不同。正弦交流電瞬時值的表達式為 用心 愛心 專心 et m sin UUt m sin （2）最大值：交流電的最大值反映的是交流電大小的變化范圍，當線圈平面與磁力線 平行時，交流電動勢最大，mNBS，瞬時值與最大值的關系是：mem。 （3）有效值：交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應來規(guī)定的。即在同一時

10、間內(nèi)，跟某 一交流電能使同一電阻產(chǎn)生相等熱量的直流電的數(shù)值，叫做該交流電的有效值，正弦交流 電的有效值與最大值之間的關系是： m 2 U Um 2 I Im 2 各種交流電電氣設備上所標的、交流電表上所測得的以及在敘述中沒有特別加以說明 的交流電的最大值，都是指有效值。 （4）平均值：交流電的平均值是交流電圖像中波形與橫軸所圍的面積跟時間的比值， 其數(shù)值可以用計算，某段時間內(nèi)的交流電的平均值不等于這段時間始、 n t 終時刻瞬時值的算術的平均值。在時間內(nèi)，。 T m 4 2 11. 交流電的周期和頻率都是描寫交流電變化快慢的物理量 （1）周期 T：交流電完成一次周期性變化所需的時間，單位是秒，

11、周期越大，交流電 變化越慢。在一個周期內(nèi)，交流電的大小和方向各變化 2 次。 （2）頻率 f：交流電在 1s 內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，單位是赫茲（Hz） 。頻率越大， 交流電變化越快。 f T 1 （3）我國市用正弦交流電的周期：0.02s，頻率 50Hz。在每秒鐘內(nèi)，電流的大小和方 向各變化 100 次。 （4）交流電的周期和頻率的決定因素：發(fā)電機轉子轉動的角速度 。 Tf T 21 2 ， 12. 變壓器不能用于穩(wěn)恒直流電路 我們知道，變壓器是根據(jù)互感現(xiàn)象制成的，若接在原線圈上的不是交變電流而是穩(wěn)恒 電流則原副線圈中就不會有交變的磁場。副線圈中就不會產(chǎn)生感應電動勢、電能就不會通 過磁場從原

12、線圈到達副線圈。而且由于線圈的電阻很小，當變壓器接上直流電源后，原線 圈中的電流將會很大，這樣副線圈不但不會產(chǎn)生感應電動勢，還可能因電流過大將直流電 源和變壓器損壞。 汽車點火線圈接入的雖是直流電，但它由于有機械開關周期性的閉合和斷開，變壓器 原線圈得到的是脈沖直流電，在變壓器的鐵芯上會產(chǎn)生變化的磁場，于是副線圈就會得到 汽車點火所需要的高電壓。 用心 愛心 專心 13. 1 2 根據(jù)法拉第電磁感應定律推導 U U n n 1 2 如圖 4 所示，初級線圈輸入電壓 U1，輸出電壓 U2，則 Un t Un t 111 1 1 222 2 2 ， 對于理想變壓器（無漏磁） 1 1 2 2 1 2

13、 1 2 tt U U n n ，所以 14. 變壓器中的動態(tài)分析 如圖 5 所示，當滑片 P 從 AB 滑動時，電流表 A1與 A2、電壓表 V 的讀數(shù)如何變化。 變壓器的輸入功率 P入如何變化。 因為，所以電壓表 示數(shù)即次級輸出電壓（）與負載 U U n n VUU n n U 1 2 1 2 22 2 1 1 電阻 無關。 P 從 AB，負載電阻 RL，電流 I2U/RL，電流表 A2讀數(shù)變大。 又因為，電流表示數(shù)變大。 I I n n IIA 1 2 2 1 211 PI UUIP 入入 ，不變，。 1111 15. 遠距離輸電線路的電壓損失和功率損失的計算 在輸送電能的具體計算時，為

14、使我們條理清楚、一目了然，解題時最好畫出電能輸送 線路圖，并作如下處理： （1）以變壓器為界劃分回路 （2）分析、計算回路的電壓、電流、電壓損耗、功率損耗 （3）回路之間通過變壓器的電壓比、電流比和變壓器的功率傳遞關系、相互聯(lián)系 16. 幾個常用的關系式 如圖 6 所示，若電站輸出的電功率為 P，輸出電壓為 U，用戶得到電功率為 P，輸入 用戶的電壓為 U，則輸電電流為： 用心 愛心 專心 I P U P U UU R 線 I R線 電站 U,P U,P 用戶 圖 6 輸電導線損耗的電功率為： PPPI R UU R I UU 耗線 線 () () 2 2 由式及可推得 耗線 PI RI P

15、U 2 P P U R 耗線 2 2 注：在求解遠距離輸電有關問題時，常會涉及到較多的物理量，應特別注意各物理量 的對應性。 【典型例題典型例題】 例 1. A、B 兩閉合圓形導線環(huán)用相同規(guī)格的導線制成，它們的半徑之比 rA：rB2：1，在兩導線環(huán)包圍的空間內(nèi)存在一有理想邊界的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂 直于兩導線環(huán)的平面，如圖 7 所示，圖中實線為有界磁場的邊界。當磁場的磁感應強度隨 時間均勻增大的過程中，求兩導線環(huán)內(nèi)所產(chǎn)生的感應電動勢之比和流過兩導線環(huán)的感應電 流的電流強度之比。 解析：解析：勻強磁場的磁感應強度隨時間均勻變化，設 t 時刻的磁感應強度為 Bt，則 BtB0kt，其中 B0為

16、 t0 時的磁感應強度，k 為一常數(shù)。A、B 兩導線環(huán)的半徑不同， 它們所包圍的面積不同，但某一時刻穿過它們的磁通量均為穿過磁場所在區(qū)域面積上的磁 通量，設磁場區(qū)域的面積為 S，則 tBtS，即在任一時刻穿過兩導線環(huán)包圍面上的磁 通量是相等的，所以兩導線環(huán)上的磁通量變化率是相等的。 導線環(huán)內(nèi)的感應電流除與感應電動勢的大小有關外，還應與導線環(huán)的電阻有關，由電 阻定律可知由于 、 相同，而長度不同，故兩導線環(huán)的電阻不同。R l S Slr2 因為，所以（ 為磁場區(qū)域的面積）E t E B t SS 對 、 兩導線環(huán)，由于及 均相同，故。AB B t S E E A B 1 1 用心 愛心 專心 ，

17、（ 為導線的橫截面積）； E R R l S S lr I I E E r r A B A B B A 2 1 2 ，所以 說明：說明： 1. 本題中，由于兩導線環(huán)所包圍面積上的磁場隨時間做均勻變化，故兩導線環(huán)內(nèi)所產(chǎn)生 的感應電動勢均為不隨時間而變化的恒定的電動勢，因而流過兩導線環(huán)內(nèi)的感應電流為穩(wěn) 恒電流。 2. 若將本題的條件改為如圖 8 所示，將 A、B 兩導線環(huán)放入無限大的勻強磁場中，當磁 場的磁感應強度隨時間均勻增大時，請同學自己求這種情況下 A、B 兩導線環(huán)內(nèi)的感應電 動勢之比及感應電流的電流強度之比。 （EA：EB4：1，IA：IB2：1） 例 2. 在勻強磁場中放一個平行金屬導軌

18、，導軌跟大線圈 M 相接，如圖 9 所示，導軌 上放一根導線 ab，磁感線垂直于導軌所在平面。假設除 ab 導線外其余部分電阻不計。欲 使 M 平面上其內(nèi)包圍的小閉合線圈 N 產(chǎn)生順時針方向的感應電流，導線 ab 應該（ ） A. 勻速向右運動 B. 加速向右運動 C. 減速向右運動 D. 減速向左運動 解析：解析：這是一道綜合電磁感應問題，連帶發(fā)生兩次電磁感應現(xiàn)象，導線 ab 運動產(chǎn)生的 感應電流又在小線圈 N 中激發(fā)產(chǎn)生新的感應電流。也是一道逆向性問題，由獲得的感應電 流的結果找其產(chǎn)生原因ab 如何運動。 導線 ab 若在導軌上勻速運動，ab 及 M 中產(chǎn)生恒定的感應電流，M 內(nèi)的磁場不變

19、，因 而小線圈 N 中無感應電流。只有當導線 ab 作變速運動時，使 M 中產(chǎn)生變化的電流，才能 使小線圈 N 中的磁場變化，N 中產(chǎn)生感應電流。當小線圈中產(chǎn)生順時針方向的感應電流時， N 內(nèi)必須有垂直紙面向里的不斷減小的磁通，或垂直紙面向外不斷增加的磁通。題設條件 下，當 ab 向右減速運動時，ab 中電流方向 ab，M 中的電流順時針方向并逐漸減小，N 中的感應電流方向才為順時針方向。 若 ab 向左加速運動，M 中產(chǎn)生逆時針方向并逐漸增大的感應電流，根據(jù)楞次定律，N 中感應電流方向為順時針，以阻礙因 M 中電流增大而引起 N 中的磁通增加。 故正確答案應選 C。 用心 愛心 專心 例 3

20、. 如圖 10 所示，兩根光滑的水平放置的平行導軌，相距為 d，兩根質量都是 m 的 金屬棒 ab、cd 平行靜止在導軌上，金屬桿與導軌垂直，其中 ab 棒用長為 L 的細線懸掛在 支架上，細線伸直。ab 恰好與兩導軌接觸，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，現(xiàn)把 ab 棒移至水平（ab）位置，從靜止釋放到最低點與軌道接觸，又繼續(xù)向左擺動，擺到最高 （a”b”）位置時細線與豎直方向成 60。試問： （1）在 ab 與導軌接觸的過程中，cd 棒上的電流方向如何？ （2）ab 與導軌第一次接觸后，cd 棒的速度大小和方向如何？ （3）在 ab 與導軌第一次接觸的過程中，感應電流產(chǎn)生的熱量是多少？ 精

21、析：精析：（1）當 ab 棒從右端水平位置自然釋放后，它運動到和軌道接觸時速度為 v0， 但接觸前 ab 棒雖切割磁感線，但無感應電流，這個過程機械能守恒，則有 mgLmv 1 2 1 0 2 ab 棒與導軌接觸的過程，它切割磁感線，由右手定則，ab 中的感應電流從 ba，而 cd 棒中的電流是 cd。 （2）cd 棒中的感應電流受到的安培力（由左手定則）向左，所以 cd 棒速度向左，大 小為 vcd。這個過程 ab、cd 棒組成的系統(tǒng)受到的安培力為內(nèi)力，不受外力，系統(tǒng)動量守恒。 設 ab 離開導軌的速度為 v，規(guī)定向左方向為正，則有 mvmvmvcd 0 2 ab 棒離開導軌，它雖切割磁感線

22、，但不產(chǎn)生感應電流，機械能仍守恒，則有 1 2 603 2 mvmg LL(cos) 解式得： vgL cd ()214 vgL 0 25 vgL6 （3）在 ab 棒與導軌第一次接觸的過程中，對 ab、cd 兩棒組成的系統(tǒng)，由能量守恒定 律有 1 2 1 2 7 0 222 mvm vvQ cd () 解之有： QmgL()21 故在 ab 棒與導軌接觸的過程中產(chǎn)生的熱量為： ()21mgL 例 4. 為了測量列車運行的速度和加速度大小，可采用如圖 11 的裝置，它是由一塊安 裝在列車車頭底部的強磁體和埋設在軌道地面的一組線圈及電流測量記錄儀組成（記錄測 量儀未畫出） 。當列車經(jīng)過線圈上方時

23、，線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來，就能求出列車在各 用心 愛心 專心 位置的速度和加速度。 如圖 12 所示，假設磁體端部磁感應強度 B0.004T，且全部集中在端面范圍內(nèi)，與端 面相垂直。磁體的寬度與線圈寬度相同，且都很小，線圈匝數(shù) n5，長 l0.2m，電阻 R0.4（包括引出線的電阻） ，測試記錄下來的電流位移圖，如圖 13 所示。 （1）試計算在離 O（原點）30m、130m 處列車的速度 v1和 v2的大小。 （2）假設列車作的是勻加速直線運動，求列車加速度的大小。 精析：精析：（1）列車車頭底部的強磁鐵通過線圈時，在線圈中產(chǎn)生感應電動勢和感應電流， 根據(jù)公式可得 I nBlv R 從圖

24、中可讀出距 O 點 30m、130m 處的電流分別為 I10.12A，I20.15A，代入數(shù)據(jù)可 算出 v I R nBl m sm s 1 1 01204 5000402 12 . . / v I B nBl m sm s 2 2 01504 5000402 15 . . / （ ）根據(jù)勻變速運動公式，從圖中讀出2a vv s sm 2 2 1 2 2 100 am sm s 1512 2100 0405 22 22 /./ 用心 愛心 專心 例 5. 如圖 14 所示，曾經(jīng)流行過一種向自行車車頭燈供電的小型交流發(fā)電機，圖甲為 其結構示意圖。圖中 N、S 是一對固定的磁極，abcd 為固定在

25、轉軸上的矩形線框，轉軸過 bc 邊中點、與 ab 邊平行，它的一端有一半徑 r01.0cm 的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的 邊緣相接觸，如圖乙所示。當車輪轉動時，因摩擦而帶動小輪轉動，從而使線框在磁極間 轉動。設線框由 N800 匝導線圈組成，每匝線圈的面積 S20cm2，磁極間的磁場可視作 勻強磁場，磁感強度 B0.010T，自行車車輪的半徑 R135cm，小齒輪的半徑 R24.0cm。大齒輪的半徑 R310.0cm（見圖乙） ?，F(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速轉動，問大 齒輪角速度為多大才能使發(fā)電機輸出電壓的有效值 U3.2V？（假定摩擦小輪與自行車輪 之間無相對滑動） 精析：精析：當自行車車輪轉

26、動時，通過摩擦小輪使發(fā)電機的線框在勻強磁場內(nèi)轉動，線框 中產(chǎn)生一正弦交流電動勢，其最大值 m BSN 0 式中 0為線框轉動的角速度，即摩擦小輪轉動的角速度 發(fā)電機兩端電壓的有效值 U m 2 2 設自行車車輪轉動的角速度為 1，由于自行車車輪與摩擦小輪之間無相對滑動，有 Rr 1100 小齒輪轉動的角速度與自行車轉動的角速度相同，也為 1。設大齒輪轉動的角速度 為 ，有 RR 321 由以上各式解得 2 2 0 31 U BSN R r R R 代入數(shù)據(jù)得 32 ./rads 【模擬試題模擬試題】 1. 四根同樣的金屬細桿 a、b、c、d 放在絕緣的水平桌面上，其中 a 和 b 固定，c 和

27、 d 放 在 a、b 上且保持靜止，它們之間接觸良好，O 點為回路中心，如圖 15 所示。當條形磁鐵 的一端從 O 點正上方迅速插向 O 點時（感應電流磁場忽略不計） ，c、d 桿將（ ） A. 分別遠離 O 點 B. 保持靜止不動 C. 分別向 O 點靠近 D. 不知磁鐵極性，無法判斷 用心 愛心 專心 a O b c d 圖 15 2. 如果在圖 16 甲所示的線圈 G 的 P、Q 兩端，加上如圖乙所示的隨時間變化的電壓 u， 則懸掛在 G 右側的線圈 C 中將產(chǎn)生感應電流，并受到安培力的作用，在 0t2這段時間內(nèi)， 線圈 C 中（ ） A. 感應電流的方向不變，所受安培力的方向也不變 B

28、. 感應電流的方向改變，所受安培力的方向也改變 C. 感應電流的方向不變，所受安培力的方向改變 D. 感應電流的方向改變，所受安培力的方向不變 3. 一正方形閉合導線框 abcd，邊長為 0.1m，各邊電阻均為 1，bc 邊位于 x 軸上，在 x 軸原點 O 右方有寬 0.2m，磁感應強度為 1T 的垂直紙面方向向里的勻強磁場，如圖 17 所 示，在線框以恒定速度 4m/s 沿 x 軸正方向穿越磁場的過程中，圖 18 所示中哪一圖線可正 確表示線框從進入到穿出過程中，ab 邊兩端電勢差 Uab隨位置變化的情況（ ） 用心 愛心 專心 圖 18 4. 如圖 19 所示，兩平行金屬導軌 MN 和

29、PQ 置于傾角為 30的斜面上，勻強磁場的方 向垂直于斜面向上，NQ 間接有定值電阻 R?，F(xiàn)將放在軌道上的細金屬硬桿 AB 由靜止釋放， 回路中的最大發(fā)熱功率為 P，要使 P 增大為原來的 2 倍（不計摩擦及 R 以外的電阻） ，以下 做法正確的是（ ） A. 將 AB 桿的質量增大到原來的 2 倍 B. 將定值電阻 R 增大到原來的2倍 C. 將磁感應強度 B 減小到原來的一半 D. 將斜面的傾角增大到 45 5. 如圖 20 所示，一臺理想變壓器的原副線圈的匝數(shù)比為 n1：n21：2，原線圈接在最 大電壓為220 2伏的正弦交流電上，Q 為保險絲，其允許通過的電流不超過 2 安培，R 為

30、負載電阻，那么變壓器正常工作時，R 的阻值為（ ） A. 不高于440 2歐B. 不低于440 2歐 C. 不高于 440 歐D. 不低于 440 歐 6. 一長直導線通以如圖 21 甲所示的交變電流，在導線下方有一斷開的線圈如圖乙所示， 規(guī)定電流從左向右為正，則相對于 b 點來說，a 點電勢最高的時刻是在（ ） A. t1時刻B. t2時刻C. t3時刻D. t4時刻 7. 如圖 22 所示，某理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)均可調(diào)節(jié)，原線圈兩端電壓為一最 用心 愛心 專心 大值不變的正弦交流電，在其他條件不變的情況下，為了使變壓器輸入功率增大，可使（ ） A. 原線圈匝數(shù) n1增加B. 副線圈

31、匝數(shù) n2增加 C. 負載電阻 R 的阻值增大D. 負載電阻 R 的阻值減小 8. 如圖 23 所示，EF 為一根通過恒定電流 I 的長直導線，當絕緣的閉合導線框以速率 v 勻速地從 I 位置移到 II 位置的過程中，線框中的電流（ ） E a d v I II b c v 圖 23 A. 始終是順時針方向流動B. 始終是逆時針方向流動 C. 先逆時針后順時針方向流動D. 先順時針后逆時針方向流動 9. 如圖 24 所示，O 是圓心，半徑OKONOLOM，KN 和LM 是同心圓弧， 在 O 處垂直紙面放置一載電流長直導線，電流方向垂直于紙面向外，用一根導線圍成如圖 KLMNK 所示的回路，當在

32、回路中沿圖示的方向通以電流時（電源未在圖中畫出） ，此時回 路（ ） A. 將向左移動 B. 將向右移動 C. 將在紙面內(nèi)繞通過 O 點并垂直于紙面的軸轉動 D. KL 邊垂直于紙面向里運動，MN 邊垂直紙面向外運動 10. 一個面積為 S 的矩形線圈在勻強磁場中以其一條邊為轉軸做勻速轉動，磁場方向與 轉軸垂直。線圈中感應電動勢 e 與時間 t 的關系如圖 25 所示。感應電動勢最大值和周期可 由圖中讀出，則磁感應強度 B_，在t T 12 時刻，線圈平面與磁感應強度的夾 角等于_ 用心 愛心 專心 圖 25 11. 如圖 26 所示，一根均勻導線圍成的正方形線圈 abcd，邊長為 l，總電阻

33、為 R，置于 磁感應強度為 B 的勻強磁場中，現(xiàn)使線圈以 ab 為軸，以角速度 做勻速轉動，則從圖示 位置轉過 90的瞬間，a、b 兩點的電勢差為_。 12. 如圖 27 所示，圓形金屬環(huán)垂直于勻強磁場放置，環(huán)半徑為 r，電阻為 R。當從圖示 位置轉過 180的過程中，通過環(huán)中的電量是_，磁場的磁感應強度為 B。 13. 如圖 28 所示，足夠長的 U 形導體框架的寬度 L0.5m，電阻忽略不計，其所在平面 與水平面成 37，磁感應強度 B0.8T 的勻強磁場方向垂直于導體框平面，一根質量 為 m0.2kg、有效電阻 R2 的導體棒 MN 垂上跨放在 U 形框架上，該導體棒與框架間 的動摩擦因

34、數(shù) 0.5，導體棒由靜止開始沿框架下滑到剛開始勻速運動時，通過導體棒截 面的電量共為 Q2C，求： （1）導體棒做勻速運動時的速度； （2）導體棒從開始下滑到剛開始勻速運動這一過程中，導體棒的有效電阻消耗的電功。 （sin.cos./3706370810 2 ，gm s） 14. 圖 29 為一直線加速器原理的示意圖，在高真空長隧道中有幾個長度逐漸加大的共軸 金屬圓筒。各筒相同間隔地接在頻率為 f、電壓峰值為 U 的交變電源兩極間，筒間間隙極 小。粒子從粒子源發(fā)出后經(jīng)過第一次加速，以速度 v1進入第一個圓筒。此時第二個圓筒的 電勢比第一個圓筒電勢高 U。若粒子質量為 m，電量為 q，為使粒子不

35、斷得到加速，各筒 的長度應滿足什么條件？ 用心 愛心 專心 【試題答案試題答案】 1. C 設條形磁鐵插入 O 點時 N 極在下，則金屬細桿圍成的閉合回路的磁場方向向下，磁通 量在增加，根據(jù)楞次定律，感應電流的磁場與原磁場方向相反，由安培定則可知，俯視看 感應電流沿逆時針方向，根據(jù)左手定則可判斷 c、d 兩桿分別受力向右和向左運動。如果假 設磁鐵插入 O 點時 S 極在下，經(jīng)過同理分析，也會得出 c、d 兩桿分別靠近 O 點的結論。 2. C 通過線圈 G 中的電流以及穿過線圈 C 的磁通量隨時間變化的圖像跟圖乙相同，也就是 說，沿某一方向穿過線圈 C 的磁通量先是逐漸減少到零，然后再反向增加，在這種情形下， 線圈 C 中感應電流的方向相同。在 0t1時間內(nèi)，線圈 C 中的感應電流要阻礙磁通量的減 少，線圈 C 將靠近線圈 G，即它們之間的安培力表現(xiàn)為引力。在 t1t2時間內(nèi)，線圈 C 中 的感應電流要阻礙磁通量的增加，線圈 C 將遠離線圈 G，即它們之間的安培力表現(xiàn)為斥力。 3. B 部分進場時，ab 間電勢差Uab 3 4 （ab 間為路端電壓） ；因為RR 外內(nèi) 3，全部進 場時，ab、cd 都產(chǎn)生，有壓無流，U ab ；部分出場時，dc 為電源，ab 取得路端電壓 的 1 3 ，