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1、高中物理選修3-2 復(fù)習(xí)學(xué)案 第四章 電磁感應(yīng)4.1 劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn) 探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過(guò)程2.了解奧斯特、法拉第等科學(xué)家的科學(xué)思維方法3.理解磁通量的概念,會(huì)用公式計(jì)算穿過(guò)某一面積的磁通量和該公式中每一個(gè)物理量的物理意義4.知道穿過(guò)某一面積的磁通量大小也可以用穿過(guò)這一面積的磁感線多少來(lái)表示,且與磁感線怎樣穿過(guò)(垂直該面或傾斜該面穿過(guò))無(wú)關(guān),如果有一條磁感線穿過(guò)某一面積但又穿過(guò)來(lái)一條,則穿過(guò)這一面積的磁通量為零。5.知道磁通量的變化等于末磁通量與初磁通量的差,即6.理解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化。穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化,有兩個(gè)要點(diǎn)

2、,一是閉合電路,二是磁通量變化;與穿過(guò)閉合電路的磁通量有無(wú),多少無(wú)關(guān),只要磁通量變化,閉合電路中就有感應(yīng)電流,不變就沒(méi)有。如圖1所示,閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)方向的軸轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí),穿過(guò)線圈平面的磁通量最大,但此時(shí)磁通量不變,線圈中無(wú)感應(yīng)電流(可用示波器觀察)。自主學(xué)習(xí)1、定義: 的現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中所產(chǎn)生的電流稱為 。2、到了18世紀(jì)末,人們開始思考不同自然現(xiàn)象之間的聯(lián)系,一些科學(xué)家相信電與磁之間存在著某種聯(lián)系,經(jīng)過(guò)艱苦細(xì)致地分析、試驗(yàn), 發(fā)現(xiàn)了電生磁,即電流的磁效應(yīng); 發(fā)現(xiàn)了磁生電,即電磁感應(yīng)現(xiàn)象。3、 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為 ,產(chǎn)生感應(yīng)電

3、動(dòng)勢(shì)的那段導(dǎo)體相當(dāng)于 ; 4、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是: 。5、判斷感應(yīng)電流的方向利用 或 ,但前者應(yīng)用于閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng),后者可應(yīng)用于一切情況。 典型例題例1 如圖2所示,兩個(gè)同心圓形線圈a、b在同一水平面內(nèi),圓半徑,一條形磁鐵穿過(guò)圓心垂直于圓面,穿過(guò)兩個(gè)線圈的磁通量分別為和,則:,(D)無(wú)法判斷分析:在磁鐵的內(nèi)部磁感線從S極指向N極,在磁鐵的外部磁感線從N極指向S極;故從下向上穿過(guò)的磁感線條數(shù)一樣多,但面積越大從上向下穿過(guò)來(lái)的磁感線條數(shù)越多,則磁感線的條數(shù)差越少,磁通量越少,C正確例2 光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線,如圖3所示,拋物線的方程是,下部處在一個(gè)水平方

4、向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的上邊界是的直線(圖中的虛線所示)。一個(gè)小金屬塊從拋物線上(ba)處以速度V沿拋物線自由下滑,假設(shè)拋物線足夠長(zhǎng),金屬塊沿拋物線下滑后產(chǎn)生的總熱量是:分析:金屬塊可以看成一圈一圈的線圈組成的,線圈在進(jìn)、出磁場(chǎng)的過(guò)程中,穿過(guò)線圈的磁通量變化,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,金屬塊的機(jī)械能越來(lái)越少,上升的最大高度越來(lái)越小,最后限定在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng),由能量守恒定律,所以D正確。針對(duì)訓(xùn)練1、1831年8月29日,法拉第終于取得突破性進(jìn)展。這次他用一個(gè)軟鐵圓環(huán),環(huán)上繞兩個(gè)互相絕緣的線圈A和B,如圖4所示,他在日記中寫道:“使一個(gè)有10對(duì)極板,每板面積為4平方英寸的電池充電。用一根銅導(dǎo)線將一個(gè)線圈,或更確切

5、地說(shuō)把B邊的線圈的兩個(gè)端點(diǎn)連接,讓銅線通過(guò)一個(gè)距離,恰好經(jīng)過(guò)一根磁針的上方(距鐵環(huán)3英尺遠(yuǎn))然后把電池連接在A邊線圈的兩端;這時(shí)立即觀察到磁針的效應(yīng),它振蕩起來(lái),最后又停在原先的位置上,一旦斷開A邊與電池的連接,磁針再次被擾動(dòng)?!?以上載自郭奕玲 沈慧君所著物理學(xué)史,清華大學(xué)出版社)在法拉第的這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,(1)電路的連接是:A線圈與 ,B線圈 。法拉第觀察到的現(xiàn)象是: (2)線圈與電源接通時(shí),小磁針 ,說(shuō)明另一個(gè)線圈中產(chǎn)生了 。并且最后小磁針又 。2、下列說(shuō)法正確的是:(A)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中一定有感應(yīng)電流(B)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中一定有感應(yīng)電流(C)只要穿過(guò)電路的磁

6、通量發(fā)生變化,電路中一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生(D)只要穿過(guò)閉合電路磁通量發(fā)生變化,電路中一定有感應(yīng)電流3、關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是:(A)導(dǎo)體相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體內(nèi)一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流(B)導(dǎo)體垂直磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體內(nèi)一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流(C)閉合電路在磁場(chǎng)中作切割磁感線運(yùn)動(dòng),電路內(nèi)一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流(D)穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化,電路中一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流4、關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,下列說(shuō)法中正確的是:(B) 閉合線圈放在變化的磁場(chǎng)中,必然有感應(yīng)電流產(chǎn)生(C) 閉合正方形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直磁感線運(yùn)動(dòng),必然產(chǎn)生感應(yīng)電流(D) 穿過(guò)閉合線圈的磁通量變化時(shí),線圈中有感應(yīng)電流(E) 穿過(guò)閉合電路的磁感線條數(shù)

7、發(fā)生變化時(shí),電路中有感應(yīng)電流 能力訓(xùn)練1、如圖5所示,條形磁鐵穿過(guò)一閉合彈性導(dǎo)體環(huán),且導(dǎo)體環(huán)位于條形磁鐵的中垂面上,如果把導(dǎo)體環(huán)壓扁成橢圓形,那么這一過(guò)程中:(B) 穿過(guò)導(dǎo)體環(huán)的磁通量減少,有感應(yīng)電流產(chǎn)生(C) 穿過(guò)導(dǎo)體環(huán)的磁通量增加,有感應(yīng)電流產(chǎn)生(D) 穿過(guò)導(dǎo)體環(huán)的磁通量變?yōu)榱?,無(wú)感應(yīng)電流(E) 穿過(guò)導(dǎo)體環(huán)的磁通量不變,無(wú)感應(yīng)電流2金屬矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做如圖6所示的運(yùn)動(dòng),線圈中有感應(yīng)電流的是:3、如圖7所示,一個(gè)矩形線圈與通有相同大小電流的平行直導(dǎo)線在同一平面內(nèi),且處于兩直導(dǎo)線的中央,則線框中有感應(yīng)電流的是; (E) 兩電流同向且不斷增大 (B)兩電流同向且不斷減小(C)兩電流

8、反向且不斷增大 (D)兩電流反向且不斷減小4、如圖8所示,線圈兩端接在電流表上組成閉合回路,在下列情況中,電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是(A)線圈不動(dòng),磁鐵插入線圈 (B)線圈不動(dòng),磁鐵拔出線圈(C)磁鐵插在線圈內(nèi)不動(dòng) (D)磁鐵和線圈一塊平動(dòng)5、一個(gè)處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的閉合線圈中有一定的磁通量穿過(guò),能使該回路產(chǎn)生感應(yīng)電流的是:A) 改變磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度(B) 改變回路平面與磁場(chǎng)方向的夾角(C) 改變閉合線圈所圍成的面積(D) 線圈在磁場(chǎng)中平移6、如圖9所示,直導(dǎo)線中通以電流I,矩形線圈與電流共面,下列情況能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是:(A) 電流I增大 (B)線圈向右平動(dòng)(C)線圈向下平動(dòng) (D)線圈繞ab邊轉(zhuǎn)

9、動(dòng)7、如圖10所示,線圈abcd在磁場(chǎng)區(qū)域ABCD中,下列哪種情況下線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生:(B) 把線圈變成圓形(周長(zhǎng)不變)(B)使線圈在磁場(chǎng)中加速平移(C)使磁場(chǎng)增強(qiáng)或減弱 (D)使線圈以過(guò)ad的直線為軸旋轉(zhuǎn)8、閉合矩形線圈跟磁感線方向平行,如圖11所示,下列那種情況線圈中有感應(yīng)電流:(A) 線圈繞ab軸轉(zhuǎn)動(dòng) (B)線圈垂直紙面向外平動(dòng)(C)線圈沿ab軸向下移動(dòng)(D)線圈繞cd軸轉(zhuǎn)動(dòng)9、如圖12所示,開始時(shí)矩形線圈平面與磁場(chǎng)垂直,且一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)外,若要使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,下列方法可行的是:(A)以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng) (B)以為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(C)以ad為軸轉(zhuǎn)動(dòng) (小于60)(D)以bc

10、為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于)10、如圖13所示,在條形磁鐵的外面套著一個(gè)閉合彈簧線圈,若把線圈四周向外拉,使線圈包圍的面積變大,這時(shí):(A) 線圈中有感應(yīng)電流 (B)線圈中無(wú)感應(yīng)電流(C)穿過(guò)線圈的磁通量增大 (D)穿過(guò)線圈的磁通量減小學(xué)后反思 _ _ 。參考答案自主學(xué)習(xí):1.利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電 感應(yīng)電流 2.法拉第 3.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 電源4.穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化 5.右手定則 楞次定律針對(duì)訓(xùn)練 1.(1)電源連接 兩端點(diǎn)連在一起 (2)振蕩(振動(dòng)) 感應(yīng)電流 停在原位置2D 3.D 4.CD 能力訓(xùn)練 1.B 2.A 3.CD 4.AB 5.ABC 6.ABD 7.ACD 8.A 9.ABD 10.A

11、D4.2法拉第電磁感應(yīng)定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容及表達(dá)式2、會(huì)用法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算3、會(huì)用公式進(jìn)行計(jì)算自主學(xué)習(xí)1穿過(guò)一個(gè)電阻為R=1的單匝閉合線圈的磁通量始終每秒鐘均勻的減少2Wb,則:(A)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒鐘減少2V (B)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是2V (C)線圈中的感應(yīng)電流每秒鐘減少2A (D)線圈中的電流是2A2下列幾種說(shuō)法中正確的是:(B) 線圈中的磁通量變化越大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大(C) 穿過(guò)線圈的磁通量越大,線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大(D) 線圈放在磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置,線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大(E) 線圈中的磁通量變化越快,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

12、越大3有一個(gè)n匝線圈面積為S,在時(shí)間內(nèi)垂直線圈平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化了,則這段時(shí)間內(nèi)穿過(guò)n匝線圈的磁通量的變化量為 ,磁通量的變化率為 ,穿過(guò)一匝線圈的磁通量的變化量為 ,磁通量的變化率為 。4如圖1所示,前后兩次將磁鐵插入閉合線圈的相同位置,第一次用時(shí)0.2S,第二次用時(shí)1S;則前后兩次線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比 。5如圖2所示,用外力將單匝矩形線框從勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊緣勻速拉出設(shè)線框的面積為S,磁感強(qiáng)度為B,線框電阻為R,那么在拉出過(guò)程中,通過(guò)導(dǎo)線截面的電量是_典型例題例1 如圖3所示,一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n=1000,線圈面積S=200cm2,線圈的電阻r=1,線圈外接一個(gè)阻值R=4的電阻,把線圈

13、放入一方向垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示;求:(1)前4S內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(2)前5S內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 例2.如圖4所示,金屬導(dǎo)軌MN、PQ之間的距離L=0.2m,導(dǎo)軌左端所接的電阻R=1,金屬棒ab可沿導(dǎo)軌滑動(dòng),勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T, ab在外力作用下以V=5m/s的速度向右勻速滑動(dòng),求金屬棒所受安培力的大小。分析:導(dǎo)體棒ab垂直切割磁感線 針對(duì)訓(xùn)練1長(zhǎng)度和粗細(xì)均相同、材料不同的兩根導(dǎo)線,分別先后放在U形導(dǎo)軌上以同樣的速度在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作切割磁感線運(yùn)動(dòng),導(dǎo)軌電阻不計(jì),則兩導(dǎo)線:(A)產(chǎn)生相同的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) (B)產(chǎn)生的感應(yīng)電流之比等于兩者電阻率之比(

14、C)產(chǎn)生的電流功率之比等于兩者電阻率之比(D)兩者受到相同的磁場(chǎng)力2在圖5中,閉合矩形線框abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,ad邊位于磁場(chǎng)邊緣,線框平面與磁場(chǎng)垂直,ab、ad邊長(zhǎng)分別用L1、L2表示,若把線圈沿v方向勻速拉出磁場(chǎng)所用時(shí)間為t,則通過(guò)線框?qū)Ь€截面的電量是: 3在理解法拉第電磁感應(yīng)定律及改寫形勢(shì),的基礎(chǔ)上(線圈平面與磁感線不平行),下面敘述正確的為:(B) 對(duì)給定線圈,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁通量的變化率成正比(C) 對(duì)給定的線圈,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化 成正比 (D) 對(duì)給定匝數(shù)的線圈和磁場(chǎng),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟面積的平均變化率成正比(E)題目給的三種計(jì)算電動(dòng)勢(shì)的形式

15、,所計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小都是時(shí)間內(nèi)的平均值4如圖6所示,兩個(gè)互連的金屬圓環(huán),粗金屬環(huán)的電阻為細(xì)金屬環(huán)電阻的,磁場(chǎng)方向垂直穿過(guò)粗金屬環(huán)所在的區(qū)域,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化時(shí),在粗環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E,則a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差為 。5.根椐法拉第電磁感應(yīng)定律E=/t推導(dǎo)導(dǎo)線切割磁感線,即在BL,VL, VB條件下,如圖7所示,導(dǎo)線ab沿平行導(dǎo)軌以速度V勻速滑動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的表達(dá)式E=BLV。 6如圖8所示,水平放置的平行金屬導(dǎo)軌,相距L=0.5m,左端接一電阻R=0.20,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面,導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放在導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì),當(dāng)a

16、b棒以V=4.0m/s的速度水平向右滑動(dòng)時(shí),求:(1)ab棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 (2)回路中感應(yīng)電流的大小能力訓(xùn)練 3 如圖9所示,把金屬圓環(huán)勻速拉出磁場(chǎng),下列敘述正確的是:(A)向左拉出和向右拉出所產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反 (B)不管向什么方向拉出,只要產(chǎn)生感應(yīng)電流,方向都是順時(shí)針(C)向右勻速拉出時(shí),感應(yīng)電流方向不變(D)要將金屬環(huán)勻速拉出,拉力大小要改變2如圖10所示,兩光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)與導(dǎo)軌所在平面垂直,金屬棒可沿導(dǎo)軌自由移動(dòng),導(dǎo)軌一端跨接一個(gè)定值電阻,金屬棒和導(dǎo)軌電阻不計(jì);現(xiàn)用恒力將金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止向右拉,經(jīng)過(guò)時(shí)間速度為V,加速度為,最終以2V做勻速運(yùn)動(dòng)。若

17、保持拉力的功率恒定,經(jīng)過(guò)時(shí)間,速度也為V,但加速度為,最終同樣以2V的速度做勻速運(yùn)動(dòng),則:3如圖11所示,金屬桿ab以恒定速率V在光滑平行導(dǎo)軌上向右滑行,設(shè)整個(gè)電路中總電阻為R(恒定不變),整個(gè)裝置置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,下列敘述正確的是: (A)ab桿中的電流與速率成正比;(B)磁場(chǎng)作用于ab桿的安培力與速率V成正比;(C)電阻R上產(chǎn)生的電熱功率與速率V的平方成正比;(D)外力對(duì)ab桿做的功的功率與速率V的平方成正比。4如圖12中,長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬桿在外力作用下,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿水平光滑導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng),如果速度v不變,而將磁感強(qiáng)度由B增為2B。除電阻R外,其它電阻不計(jì)。那么:(A)作用力將增為

18、4倍 (B)作用力將增為2倍(C)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將增為2倍(D)感應(yīng)電流的熱功率將增為4倍5如圖13所示,固定于水平絕緣平面上的粗糙平行金屬導(dǎo)軌,垂直于導(dǎo)軌平面有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為m的金屬棒cd垂直放在導(dǎo)軌上,除電阻R和金屬棒cd的電阻r外,其余電阻不計(jì);現(xiàn)用水平恒力F作用于金屬棒cd上,由靜止開始運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是:(A)水平恒力F對(duì)cd棒做的功等于電路中產(chǎn)生的電能(B)只有在cd棒做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí), F對(duì)cd棒做的功才等于電路中產(chǎn)生的電能(C)無(wú)論cd棒做何種運(yùn)動(dòng),它克服安培力所做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能 (D) R兩端的電壓始終等于cd棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的值6如圖14所示,在連有電

19、阻R=3r的裸銅線框ABCD上,以AD為對(duì)稱軸放置另一個(gè)正方形的小裸銅線框abcd,整個(gè)小線框處于垂直框面向里、磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中已知小線框每邊長(zhǎng)L,每邊電阻為r,其它電阻不計(jì)?,F(xiàn)使小線框以速度v向右平移,求通過(guò)電阻R的電流及R兩端的電壓7. 在磁感強(qiáng)度B=5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,放置兩根間距d=0.1m的平行光滑直導(dǎo)軌,一端接有電阻R=9,以及電鍵S和電壓表垂直導(dǎo)軌擱置一根電阻r=1的金屬棒ab,棒與導(dǎo)軌良好接觸現(xiàn)使金屬棒以速度v=10m/s勻速向右移動(dòng),如圖15所示,試求: (1)電鍵S閉合前、后電壓表的示數(shù);(2)閉合電鍵S,外力移動(dòng)棒的機(jī)械功率 8如圖16所示,電阻為R的矩形線圈abc

20、d,邊長(zhǎng)ab=L,bc=h,質(zhì)量為m。該線圈自某一高度自由落下,通過(guò)一水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng), 磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為h,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。若線圈恰好以恒定速度通過(guò)磁場(chǎng),則線圈全部通過(guò)磁場(chǎng)所用的時(shí)間為多少?9如圖17所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab與豎直放置的光滑金屬導(dǎo)軌接觸良好(導(dǎo)軌電阻不計(jì)),勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面,金屬棒無(wú)初速度釋放,釋放后一小段時(shí)間內(nèi),金屬棒下滑的速度逐漸 ,加速度逐漸 。 10豎直放置的光滑U形導(dǎo)軌寬0.5m,電阻不計(jì),置于很大的磁感應(yīng)強(qiáng)度是1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面,如圖18所示,質(zhì)量為10g,電阻為1的金屬桿PQ無(wú)初速度釋放后,緊貼導(dǎo)軌下滑(始終能處

21、于水平位置)。問(wèn):(1)到通過(guò)PQ的電量達(dá)到0.2c時(shí),PQ下落了多大高度? (2)若此時(shí)PQ正好到達(dá)最大速度,此速度多大? (3)以上過(guò)程產(chǎn)生了多少熱量? 學(xué)后反思_ 。參考答案自主學(xué)習(xí) 1.BD 2.D 3. 4.5:1 5.針對(duì)訓(xùn)練 1.A 2.B 3.ACD 4. 5.證明:設(shè)導(dǎo)體棒以速度V勻速向右滑動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌所圍面積的變化 6(1)0.8V (2)4A能力訓(xùn)練 1.BCD 2.AD 3.ABCD 4. ACD 5.BC 6. 7.(1)5V,4.5V (2) 2.5W 8. 9.增大,減小 10(1)0.4米 (2)0.4米/秒 0.0392J4.3楞次定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1

22、知道楞次定律的內(nèi)容,理解感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化的含義2會(huì)利用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向3會(huì)利用右手定則判斷感應(yīng)電流的方向自主學(xué)習(xí)注意:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,是“阻礙”“變化”,不是阻止變化,阻礙的結(jié)果是使磁通量逐漸的變化。如果引起感應(yīng)電流的磁通量增加,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)就跟引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反,如果引起感應(yīng)電流的磁通量減少,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向就跟引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同。楞次定律也可理解為“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)”。1磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖1所示,磁場(chǎng)方向垂直閉合線圈所在的平面,以垂直紙面向里為正方向。t1時(shí)刻感應(yīng)電流沿

23、 方向,t2時(shí)刻 感應(yīng)電流,t3時(shí)刻 感應(yīng)電流;t4時(shí)刻感應(yīng)電流的方向沿 。2如圖2所示,導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中垂直磁場(chǎng)方做切割磁感線運(yùn)動(dòng),則a、b兩端的電勢(shì)關(guān)系是 。典型例題 例1 如圖3所示,通電螺線管置于閉合金屬環(huán)A的軸線上,A環(huán)在螺線管的正中間;當(dāng)螺線管中電流減小時(shí),A環(huán)將:(A)有收縮的趨勢(shì) (B)有擴(kuò)張的趨勢(shì)(C)向左運(yùn)動(dòng) (D)向右運(yùn)動(dòng)分析:螺線管中的電流減小,穿過(guò)A環(huán)的磁通量減少,由楞次定律感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量的減少,以后有兩種分析:(1)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同,感應(yīng)電流的磁感線也向左,由安培定則,感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较颍◤淖笙蛴铱矗坏獳環(huán)導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)方向向

24、右(因?yàn)锳環(huán)在線圈的中央),由左手定則,安培力沿半徑向里,A環(huán)有收縮的趨勢(shì)。(2)阻礙磁通量減少,只能縮小A環(huán)的面積,因?yàn)槊娣e越小,磁通量越大,故A環(huán)有收縮的趨勢(shì)。A正確例2 如圖4所示,在O點(diǎn)懸掛一輕質(zhì)導(dǎo)線環(huán),拿一條形磁鐵沿導(dǎo)線環(huán)的軸線方向突然向環(huán)內(nèi)插入,判斷導(dǎo)線環(huán)在磁鐵插入過(guò)程中如何運(yùn)動(dòng)?分析:磁鐵向?qū)Ь€環(huán)運(yùn)動(dòng),穿過(guò)環(huán)的磁通量增加,由楞次定律感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量的增加,導(dǎo)線環(huán)向右運(yùn)動(dòng)阻礙磁通量的增加,導(dǎo)線環(huán)的面積減小也阻礙磁通量的增加,所以導(dǎo)線環(huán)邊收縮邊后退。此題也可由楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向,再由左手定則判斷導(dǎo)線環(huán)受到的安培力,但麻煩一些。針對(duì)訓(xùn)練1下述說(shuō)法正確的是:(A)感應(yīng)電流

25、的磁場(chǎng)方向總是跟原來(lái)磁場(chǎng)方向相反(B)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是跟原來(lái)的磁場(chǎng)方向相同(C)當(dāng)原磁場(chǎng)減弱時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的方向相同 (D)當(dāng)原磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的方向相同2關(guān)于楞次定律,下列說(shuō)法中正確的是:(A)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的增強(qiáng)(B)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的減弱(C)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的變化(D)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通量的變化3 如圖5所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一直導(dǎo)線ab在一個(gè)導(dǎo)體框架上向左運(yùn)動(dòng),那么ab導(dǎo)線中感應(yīng)電流方向(有感應(yīng)電流)及ab導(dǎo)線所受安培力方向分別是:(A)電流由b向a,安培力向左(B)電流由b向a,安培力向右(C

26、)電流由a向b,安培力向左(D)電流由a向b,安培力向右4如圖6所示,若套在條形磁鐵上的彈性金屬導(dǎo)線圈突然縮小為線圈,則關(guān)于線圈的感應(yīng)電流及其方向(從上往下看)是: (A)有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流(B)有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流(C)先 逆時(shí)針后順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流(D)無(wú)感應(yīng)電流5如圖7所示,螺線管中放有一根條形磁鐵,當(dāng)磁鐵突然向左抽出時(shí),A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì) ;當(dāng)磁鐵突然向右抽出時(shí),A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì) 。6對(duì)楞次定律的理解:從磁通量變化的角度來(lái)看,感應(yīng)電流總是 ;從導(dǎo)體和磁體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度來(lái)看,感應(yīng)電流總是要 ;從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度來(lái)看,產(chǎn)生感應(yīng)電流的過(guò)程中 能通過(guò)電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化成 電能7

27、、楞次定律可以理解為以下幾種情況(1)若因?yàn)橄鄬?duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí),感應(yīng)電流引起的效果總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)(2)若因?yàn)樵艌?chǎng)的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí),感應(yīng)電流引起的效果總是阻礙原磁場(chǎng)的變化(3)若因?yàn)殚]合回路的面積發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí),感應(yīng)電流引起的效果總是阻礙面積的變化(4)若因?yàn)殡娏鞯淖兓a(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí),感應(yīng)電流引起的效果總是阻礙電流的變化綜合以上分析,感應(yīng)電流引起的效果總是阻礙(或反抗)產(chǎn)生感應(yīng)電流的 。 能力訓(xùn)練1如圖8所示,AB為固定的通電直導(dǎo)線,閉合導(dǎo)線框P與AB在同一平面內(nèi),當(dāng)P遠(yuǎn)離AB運(yùn)動(dòng)時(shí),它受到AB的磁場(chǎng)力為:(A)引力且逐漸減小 (B)引力且大小不變(C)斥力且逐漸減小

28、 (D)不受力2如圖9所示,當(dāng)條形磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí),流過(guò)電阻的電流方向是由A流向B,則磁鐵的運(yùn)動(dòng)可能是:(A)向下運(yùn)動(dòng) (B)向上運(yùn)動(dòng)(C)若N極在下,向下運(yùn)動(dòng) (D)若S極在下,向下運(yùn)動(dòng)3如圖10所示,a、b兩個(gè)同心圓線圈處于同一水平面內(nèi),在線圈a中通有電流I,以下哪些情況可以使線圈b有向里收縮的趨勢(shì)?(A)a中的電流I沿順時(shí)針?lè)较虿⒅饾u增大(B)a中的電流I沿順時(shí)針?lè)较虿⒅饾u減小(C)a中的電流沿逆時(shí)針?lè)较虿⒅饾u增大 (D)a中的電流沿逆時(shí)針?lè)较虿⒅饾u減小4如圖11所示,兩同心金屬圓環(huán)共面,其中大閉合圓環(huán)與導(dǎo)軌絕緣,小圓環(huán)的開口端點(diǎn)與導(dǎo)軌相連,平行導(dǎo)軌處在水平面內(nèi),磁場(chǎng)方向豎直向下,金屬棒ab與

29、導(dǎo)軌接觸良好,為使大圓環(huán)中產(chǎn)生圖示電流,則ab應(yīng)當(dāng): (A)向右加速運(yùn)動(dòng) (B)向右減速運(yùn)動(dòng)(C)向左加速運(yùn)動(dòng) (D)向左減速運(yùn)動(dòng)5一環(huán)形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,第一秒內(nèi)磁感線垂直線圈平面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖12所示,則第二秒內(nèi)線圈中感應(yīng)電流大小變化和方向是:(A)逐漸增加逆時(shí)針 (B)逐漸減小順時(shí)針(C)大小恒定順時(shí)針 (D)大小恒定逆時(shí)針6如圖13所示,Q為用毛皮摩擦過(guò)的橡膠圓盤,由于它的轉(zhuǎn)動(dòng),使得金屬環(huán)P中產(chǎn)生了逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎瑒tQ盤的轉(zhuǎn)動(dòng)情況是:(A) 順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng) (B)逆時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)(C)順時(shí)針減速轉(zhuǎn)動(dòng) (D)逆時(shí)針減速轉(zhuǎn)動(dòng)7如圖14所示,三角形線圈abc與長(zhǎng)直導(dǎo)線

30、彼此絕緣并靠近,線圈面積被分為相等的兩部分,導(dǎo)線MN接通電流的瞬間,在abc中(A) 無(wú)感應(yīng)電流(B)有感應(yīng)電流,方向abc(C)有感應(yīng)電流,方向 cba(D)不知MN中電流的方向,不能判斷abc中電流的方向8如圖15所示,條形磁鐵從h高處自由下落,中途穿過(guò)一個(gè)固定的空心線圈,K斷開時(shí),落地時(shí)間為t1,落地速度為V1;K閉合時(shí),落地時(shí)間為t2,落地速度為V2,則: t1 t2,V1 V2。9、如圖16所示,在兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線M、N中,通過(guò)同方向、同強(qiáng)度的電流,導(dǎo)線框ABCD和兩導(dǎo)線在同一平面內(nèi)。線框沿著與兩導(dǎo)線垂直的方向,自右向左在兩導(dǎo)線間勻速移動(dòng)。在移動(dòng)過(guò)程中,線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向是()

31、A沿ABCDA,方向不變。B沿ADCBA,方向不變。C由沿ABCDA方向變成沿ADCBA方向。D由沿ADCBA方向變成沿ABCDA方向。10如圖17所示,面積為0.2m2的100匝的線圈A處在磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面,t=0時(shí)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里磁感強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律是B=(6-0.2t)T,已知R1=4,R2=6,電容C=3OF線圈A的電阻不計(jì)求:(1)閉合S后,通過(guò)R2的電流大小和方向(2)閉合S一段時(shí)間后再斷開,S斷開后通過(guò)R2的電量是多少?學(xué)后反思_ 。參考答案自主學(xué)習(xí) 1.逆時(shí)針 無(wú) 有 順時(shí)針 2.針對(duì)訓(xùn)練 1.C 2.D 3.D 4.A 5.高 高 6.阻礙磁通量的變化

32、阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng) 是其它形式的 7.磁通量的變化能力訓(xùn)練 1. A 2.D 3.BD 4.BC 5.D 6.BC 7.D 8. 9.B 10.(1)0.4A a b (2) 4.4感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)學(xué)習(xí)目標(biāo)1知道感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)2理解感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生機(jī)理自主學(xué)習(xí)1英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為,變化的磁場(chǎng)會(huì)在空間激發(fā)一種電場(chǎng),這種電場(chǎng)叫做 電場(chǎng);有這種電場(chǎng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做 ,該電場(chǎng)的方向可以由右手定則來(lái)判定。2由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為 。典型例題例1 如圖1所示,在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有兩根水平放置且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌AB、CD,在導(dǎo)軌的AC端連接一阻

33、值為R的電阻,一根質(zhì)量為m的金屬棒ab,垂直導(dǎo)軌放置,導(dǎo)軌和金屬棒的電阻不計(jì)。金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,若用恒力F沿水平向右拉導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng),求金屬棒的最大速度。分析:金屬棒向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線,產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì),由右手定則知,棒中有ab方向的電流;再由左手定則,安培力向左,導(dǎo)體棒受到的合力減小,向右做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng);當(dāng)安培力與摩擦力的合力增大到大小等于拉力F時(shí),加速度減小到零,速度達(dá)到最大,此后勻速運(yùn)動(dòng),所以, , 例2 如圖2所示,線圈內(nèi)有理想的磁場(chǎng)邊界,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加時(shí),有一帶電量為q,質(zhì)量為m的粒子靜止于水平放置的平行板電容器中間,則此粒子帶 ,若線圈的匝數(shù)為n,線圈面積為

34、S,平行板電容器的板間距離為d,則磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為 。分析:線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度增加,發(fā)生變化,線圈中有感生電動(dòng)勢(shì);由法拉第電磁感應(yīng)定律得, ,再由楞次定律線圈中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较?,所以,板間的電場(chǎng)強(qiáng)度方向向上。帶電粒子在兩板間平衡,電場(chǎng)力與重力大小相等方向相反,電場(chǎng)力豎直向上,所以粒子帶正電。 針對(duì)訓(xùn)練 1.通電直導(dǎo)線與閉合線框彼此絕緣,它們處在同一平面內(nèi),導(dǎo)線位置與線框?qū)ΨQ軸重合,為了使線框中產(chǎn)生如圖3所示的感應(yīng)電流,可采取的措施是:(A)減小直導(dǎo)線中的電流(B)線框以直導(dǎo)線為軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(從上往下看)(C)線框向右平動(dòng) (D)線框向左平動(dòng)2一導(dǎo)體棒長(zhǎng)l=40cm,在磁感強(qiáng)度B=0

35、.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的速度v=5.0ms,導(dǎo)體棒與磁場(chǎng)垂直,若速度方向與磁感線方向夾角=30,則導(dǎo)體棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為 V,此導(dǎo)體棒在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),若速度大小不變,可能產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 V3一個(gè)N匝圓線圈,放在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈平面跟磁感強(qiáng)度方向成30角,磁感強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化,線圈導(dǎo)線規(guī)格不變,下列方法中可使線圈中感應(yīng)電流增加一倍的是:(A)將線圈匝數(shù)增加一倍 (B)將線圈面積增加一倍(C)將線圈半徑增加一倍 (D)適當(dāng)改變線圈的取向4如圖4所示,四邊完全相同的正方形線圈置于一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)垂直線圈平面,磁場(chǎng)邊界與對(duì)應(yīng)的線圈邊平行,今在線

36、圈平面內(nèi)分別以大小相等,方向與正方形各邊垂直的速度,沿四個(gè)不同的方向把線圈拉出場(chǎng)區(qū),則能使a、b兩點(diǎn)電勢(shì)差的值最大的是:(A)向上拉(B)向下拉(C)向左拉(D)向右拉5如圖5所示,導(dǎo)線MN可無(wú)摩擦地沿豎直的長(zhǎng)直導(dǎo)軌滑動(dòng),導(dǎo)線位于水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,回路電阻R,將MN由靜止開始釋放后的一小段時(shí)間內(nèi),MN運(yùn)動(dòng)的加速度可能是:(A)保持不變(B)逐漸減?。–)逐漸增大(D)無(wú)法確定6在水平面上有一固定的U形金屬框架,框架上置一金屬桿ab,如圖所示(紙面即水平面),在垂直紙面方向有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),則: (A)若磁場(chǎng)方向垂直紙面向外并增長(zhǎng)時(shí),桿ab將向右移動(dòng) (B)若磁場(chǎng)方向垂直紙面向外并減少時(shí),桿ab

37、將向左移動(dòng) (C)若磁場(chǎng)方向垂直紙面向里并增長(zhǎng)時(shí),桿ab將向右移動(dòng) (D)若磁場(chǎng)方向垂直紙面向里并減少時(shí),桿ab將向右移7如圖7所示,圓形線圈開口處接有一個(gè)平行板電容器,圓形線圈垂直放在隨時(shí)間均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,要使電容器所帶電量增加一倍,正確的做法是:(A)使電容器兩極板間距離變?yōu)樵瓉?lái)的一半 (B)使線圈半徑增加一倍(C)使磁感強(qiáng)度的變化率增加一倍 (D)改變線圈平面與磁場(chǎng)方向的夾角 能力訓(xùn)練1有一銅塊,重量為G,密度為D,電阻率為,把它拉制成截面半徑為r的長(zhǎng)導(dǎo)線,再用它做成一半徑為R的圓形回路(Rr)現(xiàn)加一個(gè)方向垂直回路平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度B的大小變化均勻,則 (A)感應(yīng)電流大小與導(dǎo)

38、線粗細(xì)成正比(B)感應(yīng)電流大小與回路半徑R成正比(C)感應(yīng)電流大小與回路半徑R的平方成正比(D)感應(yīng)電流大小和R、r都無(wú)關(guān)2在圖8中,閉合矩形線框abcd,電阻為R,位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,ad邊位于磁場(chǎng)邊緣,線框平面與磁場(chǎng)垂直,ab、ad邊長(zhǎng)分別用L1、L2表示,若把線圈沿v方向勻速拉出磁場(chǎng)所用時(shí)間為t,則通過(guò)線框?qū)Ь€截面的電量是:(A)(B) (C) (D)BL1L2 3如圖9所示,矩形線框abcd的ad和bc的中點(diǎn)M、N之間連接一電壓表,整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的方向與線框平面垂直,當(dāng)線框向右勻速平動(dòng)時(shí),以下說(shuō)法正確的是( ) (A)穿過(guò)線框的磁通量不變化,MN間無(wú)電勢(shì)差(B

39、)MN這段導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng),MN間有電勢(shì)差(C)MN間有電勢(shì)差,所以電壓表有讀數(shù)(D)因?yàn)闊o(wú)電流通過(guò)電壓表,所以電壓表無(wú)讀數(shù)4在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向如圖10所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬桿PQ在寬為L(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng),PQ中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1;若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B,其它條件不變,所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小變?yōu)镋2,則E1與E 2之比及通過(guò)電阻R的感應(yīng)電流方向?yàn)?(A)2:1,ba (B)1:2,ba(C)2:1,ab (D)1:2,ab5如圖11所示,一個(gè)有彈性的金屬圓環(huán)被一根橡皮繩吊于通電直導(dǎo)線的下方,當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時(shí),圓環(huán)的面積和橡皮繩的長(zhǎng)度L將(A)減小,L變長(zhǎng)(

40、)減小,L變短(C)增大,L變長(zhǎng)()增大,L變短6A、B兩個(gè)閉合電路,穿過(guò)A電路的磁通量由O增加到3103Wb,穿過(guò)B電路的磁通量由5103Wb增加到6103Wb。則兩個(gè)電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EA和EB的關(guān)系是:(A)EAEB (B)EA=EB (C) EAEB (D) 無(wú)法確定7如圖12所示。在有明顯邊界PQ的勻強(qiáng)磁場(chǎng)外有一個(gè)與磁場(chǎng)垂直的正方形閉合線框。一個(gè)平行線框的力將此線框勻速地拉進(jìn)磁場(chǎng)。設(shè)第一次速度為v,第二次速度為2 v,則兩次拉力大小之比為F1:F2=_,拉力做的功之比為W1:W2=_,拉力功率之比為P1:P2=_,流過(guò)導(dǎo)線橫截面的電量之比為Q1:Q2=_8如圖13所示,水平桌面上

41、固定一個(gè)無(wú)電阻的光滑導(dǎo)軌,導(dǎo)軌左端有一個(gè)R=0.08歐的電阻相連,軌距d=50厘米。金屬桿ab的質(zhì)量m=0.1千克,電阻r=0.02歐,橫跨導(dǎo)軌。磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2特的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面。現(xiàn)用水平力F=0.1牛拉ab向右運(yùn)動(dòng),桿ab勻速前進(jìn)時(shí)速度大小為_米/秒;此時(shí)電路中消耗的電功率為_瓦,突然撤消外力F后,電阻R上還能產(chǎn)生的熱量為_焦。9如圖14所示,M與N為兩塊正對(duì)的平行金屬板,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。ab是可以緊貼平板邊緣滑動(dòng)的金屬棒,能以v1速度勻速向左或向右滑動(dòng)。現(xiàn)有一個(gè)電子以v2速度自左向右飛入兩塊板中間,方向與板平行與磁場(chǎng)垂直。為使電子在兩板間做勻速直線運(yùn)動(dòng)

42、,則v1的方向應(yīng)如何?v1、v2的關(guān)系如何?10如圖15所示,矩形線圈abcd共有n匝,ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1,bc邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2,置于垂直穿過(guò)它的均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。平行正對(duì)放置的兩塊金屬板M和N,長(zhǎng)為L(zhǎng),間距為h。今有一束帶電量為q、質(zhì)量為m的離子流從兩板中央平行于板的方向以初速v0飛入板間,要使這些離子恰好能從兩板邊緣射出,求:線圈abcd中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率如何??jī)砂彘g的電場(chǎng)對(duì)每一個(gè)離子做多少功?學(xué)后反思_ 。參考答案自主學(xué)習(xí) 1.感生電場(chǎng) 感生電動(dòng)勢(shì) 2.動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)針對(duì)訓(xùn)練 1.D 2.0.1 0.2 3.D 4.B 5.B 6.D 7.AC能力訓(xùn)練 1.D 2.B 3.BD 4.D 5.A

43、6.D 7.1:2 1:2 4:1 1:1 8.1m/s 0.1W 0.04J 9. 10.4.5互感和自感學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道什么是自感,2掌握自感現(xiàn)象中線圈中電流的變化3知道線圈的自感系數(shù)4知道自感電動(dòng)勢(shì)與哪些因素有關(guān)系自主學(xué)習(xí)1自感現(xiàn)象是指 而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象2自感電動(dòng)勢(shì)的方向:自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙流過(guò)導(dǎo)體電流的變化,當(dāng)電流增大 時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原來(lái)電流的方向 ;當(dāng)電流減小時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原來(lái)電流的方向 。3自感電動(dòng)勢(shì)的大小與通過(guò)導(dǎo)體的電流的 成正比。典型例題例1、如圖1所示電路中, D1和D2是兩個(gè)相同的小燈泡, L是一個(gè)自感系數(shù)很大的線圈, 其電阻與R相同, 由于存在自感現(xiàn)象

44、, 在開關(guān)S接通和斷開瞬間, D1和D2發(fā)亮的順序是怎樣的?分析:開關(guān)接通時(shí),由于線圈的自感作用,流過(guò)線圈的電流為零,D2與R并聯(lián)再與D1串聯(lián),所以兩燈同時(shí)亮;開關(guān)斷開時(shí),D2立即熄滅,由于線圈的自感作用,流過(guò)線圈的電流不能突變,線圈與等D1組成閉合回路,D1滯后一段時(shí)間滅。例2 如圖2所示的電路(a)、(b)中,電阻R和自感線圈L的電阻值都很小接通S,使電路達(dá)到穩(wěn)定,燈泡A發(fā)光 A在電路(a)中,斷開S,A將漸漸變暗B在電路(a)中,斷開S,A將先變得更亮,然后漸漸變暗C在電路(b)中,斷開S,A將漸漸變暗D在電路(b)中,斷開S,A將先變得更亮,然后漸漸變暗分析:在(b)圖中,由于線圈的電

45、阻很小,穩(wěn)定時(shí)流過(guò)線圈的電流比流過(guò)燈的電流大,S斷開時(shí),燈更亮一下再熄滅;在(a)圖中,由于燈與線圈串聯(lián),穩(wěn)定時(shí)流過(guò)燈和線圈的電流相等,S斷開時(shí),流過(guò)線圈的電流逐漸減小,燈漸漸變暗。所以,AD正確。 針對(duì)訓(xùn)練1 圖3所示為一演示實(shí)驗(yàn)電路圖,圖中L是一帶鐵芯的線圈,A是一個(gè)燈泡,電鍵S處于閉合狀態(tài),電路是接通的現(xiàn)將電鍵S打開,則在電路切斷的瞬間,通過(guò)燈泡A的電流方向是從_端到_端這個(gè)實(shí)驗(yàn)是用來(lái)演示_現(xiàn)象的2圖4所示是演示自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路圖, L是電感線圈, A1、A2是規(guī)格相同的燈泡,R的阻值與L的電阻值相同當(dāng)開關(guān)由斷開到合上時(shí),觀察到自感現(xiàn)象是_,最后達(dá)到同樣亮 3如圖5所示,兩燈A1、A2

46、完全相同,電感線圈與負(fù)載電阻及電燈電阻均為R當(dāng)電鍵S閉合的瞬間,較亮的燈是_;電鍵S斷開的瞬間,看到的現(xiàn)象是_ 4如圖6所示,A1、A2是完全相同的燈泡,線圈L的電阻可以忽略,下列說(shuō)法中正確的是:A開關(guān)S接通時(shí),A2燈先亮、A1燈逐漸亮,最后A1A2一樣亮 B開關(guān)S接通時(shí),A1、A2兩燈始終一樣亮C斷開S的瞬間,流過(guò)A2的電流方向與斷開S前電流方向相反D斷開S的瞬間,流過(guò)A1的電流方向與斷開S前電流方向相反5如圖7所示,E為電池組,L是自感線圈(直流電阻不計(jì)),D1 D2是規(guī)格相同的小燈泡。下列判斷正確的是: (A)開關(guān)S閉合時(shí),D1先亮,D2后亮(B)閉合S達(dá)穩(wěn)定時(shí),D1熄滅,D2比起初更亮

47、(C)再斷開S時(shí),D1不立即熄滅(D)再斷開S時(shí),D1、D2均不立即熄滅6、如圖8為演示自感現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)的電路,實(shí)驗(yàn)時(shí)先閉合開關(guān)S,穩(wěn)定后設(shè)通過(guò)線圈L的電流為I1,通過(guò)小燈泡D的電流為I2,小燈泡處于正常發(fā)光狀態(tài),迅速斷開開關(guān)S,則可觀察到燈泡E閃亮一下后熄滅,在燈泡E閃亮的短暫過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是:(A)線圈L中電流由I1逐漸減為零。(B)線圈L兩端a端電勢(shì)高于b端。(C)小燈泡E中電流由I1逐漸減為零,方向與I2相反。(D)小燈泡中的電流由I2逐漸減為零,方向不變。 能力訓(xùn)練2 一個(gè)線圈中的電流如果均勻增大,則這個(gè)線圈的:(A)自感電動(dòng)勢(shì)將均勻增大 (B)磁通量將均勻增大(C)自感系數(shù)均勻增大 (D)自感系數(shù)和自感電動(dòng)勢(shì)都不變2、如圖9所示電路中,L為電感線圈,電阻不計(jì),A、B為兩燈泡,則:(A)合上S時(shí),A先亮,B后亮 (B)合上S時(shí),A、B同時(shí)亮(C)合上S后,A更亮,B熄滅 (D)斷開S時(shí),A熄滅,B重新亮后再熄滅3.如圖10所示,A、B是兩盞完全相同的白熾燈,L是電阻不計(jì)的電感線圈,如果斷開開關(guān)S1,接通S2,A、B兩燈都能同樣發(fā)光。最初S1是接通的,S2是斷開的。那么,可

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