高中物理電磁感應(yīng)專題復(fù)習(xí)

1、 電磁感應(yīng)專題復(fù)習(xí)一. 知識框架：二. 知識點考試要求： 知識點 要求 1. 右手定則B 2. 楞次定律B 3. 法拉第電磁感應(yīng)定律B 4. 導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢B 5. 自感現(xiàn)象A 6. 自感系數(shù)A 7. 自感現(xiàn)象的應(yīng)用A三. 重點知識復(fù)習(xí)： 1. 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 （1）電路為閉合回路 （2）回路中磁通量發(fā)生變化 2. 自感電動勢 （1） （2）L自感系數(shù)，由線圈本身物理條件（線圈的形狀、長短、匝數(shù)，有無鐵芯等）決定。 （2）自感電動勢的作用：阻礙自感線圈所在電路中的電流變化。 （4）應(yīng)用：日光燈的啟動是應(yīng)用產(chǎn)生瞬時高壓 雙線并繞制成定值電阻器，排除影響。 3. 法拉第電磁感應(yīng)定

2、律 （1）表達式： N線圈匝數(shù)；線圈磁通量的變化量，磁通量變化時間。 （2）法拉第電磁感應(yīng)定律的幾個特殊情況： i）回路的一部分導(dǎo)體在磁場中運動，其運動方向與導(dǎo)體垂直，又跟磁感線方向垂直時，導(dǎo)體中的感應(yīng)電動勢為 若運動方向與導(dǎo)體垂直，又與磁感線有一個夾角時，導(dǎo)體中的感應(yīng)電動勢為： ii）當線圈垂直磁場方向放置，線圈的面積S保持不變，只是磁場的磁感強度均勻變化時線圈中的感應(yīng)電動勢為 iii）若磁感應(yīng)強度不變，而線圈的面積均勻變化時，線圈中的感應(yīng)電動勢為： iv）當直導(dǎo)線在垂直勻強磁場的平面內(nèi)，繞其一端作勻速圓周運動時，導(dǎo)體中的感應(yīng)電動勢為： 注意： （1）用于導(dǎo)線在磁場中切割磁感線情況下，感應(yīng)電

3、動勢的計算，計算的是切割磁感線的導(dǎo)體上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值。 （2），用于回路磁通量發(fā)生變化時，在回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的平均值。 （3）若導(dǎo)體切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不隨時間變化時，也可應(yīng)用，計算E的瞬時值。 4. 引起回路磁通量變化的兩種情況： （1）磁場的空間分布不變，而閉合回路的面積發(fā)生變化或?qū)Ь€在磁場中轉(zhuǎn)動，改變了垂直磁場方向投影面積，引起閉合回路中磁通量的變化。 （2）閉合回路所圍的面積不變，而空間分布的磁場發(fā)生變化，引起閉合回路中磁通量的變化。 5. 楞次定律的實質(zhì)：能量的轉(zhuǎn)化和守恒。 楞次定律也可理解為：感應(yīng)電流的效果總是要反抗（或阻礙）產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因。 （1）阻礙

4、原磁通量的變化或原磁場的變化 （2）阻礙相對運動，可理解為“來拒去留”。 （3）使線圈面積有擴大或縮小的趨勢。 （4）阻礙原電流的變化（自感現(xiàn)象）。 6. 綜合題型歸納 （1）右手定則和左手定則的綜合問題 （2）應(yīng)用楞次定律的綜合問題 （3）回路的一部分導(dǎo)體作切割磁感線運動 （4）應(yīng)用動能定理的電磁感應(yīng)問題 （5）磁場均勻變化的電磁感應(yīng)問題 （6）導(dǎo)體在磁場中繞某點轉(zhuǎn)動 （7）線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的綜合問題 （8）涉及以上題型的綜合題【典型例題】 例1. 如圖12-9所示，平行導(dǎo)軌傾斜放置，傾角為，勻強磁場的方向垂直于導(dǎo)軌平面，磁感強度，質(zhì)量為的金屬棒ab直跨接在導(dǎo)軌上，ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)。

5、ab的電阻，平行導(dǎo)軌間的距離，導(dǎo)軌電阻不計，求ab在導(dǎo)軌上勻速下滑的速度多大？此時ab所受重力的機械功率和ab輸出的電功率各為多少？（，g取10 m/s2） 分析：金屬棒下滑過程中，除受重力、支持力外，還受到磁場力和滑動摩擦力作用。勻速下滑時，合外力為零。金屬棒沿斜面下滑，重力方向豎直向下，重力做功的功率。 解：（1） 其中 （2） （3） 由上，金屬棒ab最大速度為10 m/s，重力的功率為60W，輸出電功率為36W。 例2. 如圖12-23所示，一矩形線圈面積為400 cm2，匝數(shù)為100匝，繞線圈的中心軸線以角速度勻速轉(zhuǎn)動，勻強磁場的磁感強度，轉(zhuǎn)動軸與磁感線垂直，線圈電阻為，其余電阻不計

6、，電鍵K斷開，當線圈轉(zhuǎn)到線圈平面與磁感線平行時，線圈所受磁場力矩為。求： （1）線圈轉(zhuǎn)動的角速度。 （2）感應(yīng)電動勢的最大值。 （3）電鍵K閉合后，線圈的輸出功率。 分析：當線圈平面與磁感線平行時，感應(yīng)電動勢最大，線圈所受磁場力矩也最大。解：（1）線圈平面平行磁感線時 （2） （3）當K閉合后，外電路總電阻為 電流有效值 輸出功率 例3. 如圖3（b）所示，一個圓形線圈的匝數(shù)，線圈面積線圈電阻為，在線圈外接一阻值的電阻，電阻一端b跟地相接，把線圈放入一個方向垂直線圈平面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度隨時間變化規(guī)律如圖16（a）所示。 求：（1）從計時起，在時穿過線圈的磁通量是多少？（2）a點最高

7、電勢和最低電勢各多少？ 解析：（1）由題知04s內(nèi)， 46s內(nèi)， （B2為時的磁場強度，B1為時的磁場強度） 時， 時， （2）線圈與電阻構(gòu)成閉合回路 由法拉第電磁感應(yīng)定律 ，取順時針電流為正。 伏 或 最小值 電磁感應(yīng)-基礎(chǔ)知識練習(xí)一. 選擇題： 1. 如圖1所示，矩形線框abcd位于通電直導(dǎo)線附近，且開始時與導(dǎo)線在同一平面，線框的兩個邊與導(dǎo)線平行。欲使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，下面做法可行的是（ ） A. 線框向上平動 B. ad邊與導(dǎo)線重合，繞導(dǎo)線轉(zhuǎn)過一個小角度 C. 以bc邊為軸轉(zhuǎn)過一個小角度 D. 以ab邊為軸轉(zhuǎn)過一個小角度 2. 如圖2所示，兩光滑水平導(dǎo)軌平行放置在勻強磁場中，磁場垂直導(dǎo)

8、軌所在平面。金屬棒ab可沿導(dǎo)軌自由滑動，導(dǎo)軌一端跨接一個定值電阻R，導(dǎo)軌電阻不計?，F(xiàn)將金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止向右拉，若保持拉力恒定，經(jīng)時間t1后速度為v，加速度為a1，最終以速度2v作速運動，保持拉力的功率恒定，經(jīng)時間t2后速度為v，加速度為a2，最終速度為2v作勻速運動，則（ ） A. t1=t2 B. t2aR2，線圈的圓心與磁場的中心重合，若磁場的磁感應(yīng)強度隨時間均勻減小，則任一時刻線圈中的感應(yīng)電動勢之比為_。 14. 面積為0.1m2的120匝的矩形線圈放在與線圈平面垂直的勻強磁場中，線圈總電阻為1.2歐，磁場變化如圖14所示，在0.3秒內(nèi)穿過線圈磁通量的變化量為_，0.3秒內(nèi)電流做的功為

9、_。 三. 計算題： 15. 如圖15所示，在磁感應(yīng)強度的勻強磁場中，垂直于磁場水平放置著兩根相距為的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ的電阻不計。在兩根導(dǎo)軌端點N和Q之間連接一阻值為的電阻，導(dǎo)軌上跨放著一根長為，每米長電阻的金屬棒ab，金屬棒與導(dǎo)軌正交放置，交點為c、d，當金屬棒以速度向左勻速運動時，試求： （1）電阻R中的電流強度大小和方向。 （2）使金屬棒作勻速運動的外力。 （3）金屬棒ab兩端點的電勢差。 電磁感應(yīng)-基礎(chǔ)知識練習(xí)參考答案一. 選擇題： 1. CD 2. BD 3. B 4. D 5. B 6. D 7. B 8. C 9. D二. 填空題： 10. 解析： ，左端接地，電勢為零，b

10、點電勢較低。 11. 答案：1：1； 解析： 勻速運動，恒量，電流恒定 12. 答案：2m/s 解析：穩(wěn)定下落時，重力勢能全部轉(zhuǎn)化為電能 13. 答案： 解析： 14. 答案：0.02 Wb 18J 解析： 電流做的功，應(yīng)代入有效值 00.2 s 0.20.3 S 三. 計算題： 15. 答案：（1），方向從 （2）0.02N，向左 （3）0.32V 解析：（1）ab棒切割磁感線的有效長度為，感應(yīng)電動勢，與R構(gòu)成回路。 方向。 （2），方向向右。 （3）ab間電勢差應(yīng)為cd間的外電壓與ac、bd產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢之和。 電磁感應(yīng)-能力提高練習(xí) 1. （1996全國3）一平面線圈用細桿懸P點，開始

11、時細桿處于水平位置，釋放后讓它在如圖13-1所示的勻強磁場中運動，已知線圈平面始終與紙面垂直，當線圈第一次通過位置I和位置II時，順著磁場的方向看去，線圈中感應(yīng)電流的方向分別為（ ） 位置I 位置II A. 逆時針方向 逆時針方向 B. 逆時針方向 順時針方向 C. 順時針方向 順時針方向 D. 順時針方向 逆時針方向 2. （1998上海9）如圖13-2所示，在一固定圓柱形磁鐵的N極附近置一平面線圈abcd，磁鐵軸線與線圈水平中心線軸重合，下列說法正確的是（ ） A. 當線圈剛沿軸向右平移時，線圈中有感應(yīng)電流，方向是abcda B. 當線圈剛繞軸轉(zhuǎn)動時（ad向外，bc向里），線圈中有感應(yīng)電流

12、，方向為abcda C. 當線圈剛沿垂直紙面方向向外平移時，線圈中有感應(yīng)電流，方向為adcba D. 當線圈剛繞軸轉(zhuǎn)動時（ab向里，cd向外），線圈中有感應(yīng)電流，方向為abcda 3. （1999全國6）如圖13-3所示，為地磁場磁感線的示意圖，在北半球地磁場的豎直分量向下，飛機在我國上空勻速巡航，機翼保持水平，飛機高度不變，由于地磁場的作用，金屬機翼上有電勢差。設(shè)飛行員左方機翼末端處的電勢為U1，右方機翼末端處的電勢為U2（ ） A. 若飛機從西往東飛，U1比U2高 B. 若飛機從東往西飛，U2比U1高 C. 若飛機從南往北飛，U1比U2高 D. 若飛機從北往南飛，U2比U1高4. （199

13、9上海6）如圖13-4（a）所示，豎直放置的螺線管與導(dǎo)線abcd構(gòu)成回路，導(dǎo)線所圍區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里變化的勻強磁場，螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體圓環(huán)，導(dǎo)線abcd所圍區(qū)域內(nèi)磁場的磁感強度按圖13-4（b）中哪一圖線所表示的方式隨時間變化時，導(dǎo)體圓環(huán)將受到向上的磁場作用力（ ） 5. （2000上海10）如圖13-5（a），圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方懸掛一相同線圈Q，P和Q共軸，Q中通有變化電流，電流隨時間變化的規(guī)律如圖13-5（b）所示，P所受的重力為G，桌面對P的支持力為N，則（ ） A. t1時刻NG B. t2時刻NG C. t3時刻NE2，I1沿逆時針方向，I2沿順時針方

14、向 B. E1E2，I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向 C. E1E2，I2沿順時針方向，I3沿逆時針方向 D. E2=E3，I2沿順時針方向，I3沿順時針方向 10. （1999上海24）如圖13-14所示，長為L，電阻、質(zhì)量的金屬棒CD垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌上，兩條軌間距也是L，棒與導(dǎo)軌間接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計，導(dǎo)軌左端接有的電阻，量程為03.0A的電流表串接在一條導(dǎo)軌上，量程為01.0V的電壓表接在電阻R的兩端，垂直導(dǎo)軌平面的勻強磁場向下穿過平面，現(xiàn)以向右恒定外力F使金屬棒右移，當金屬棒以的速度在導(dǎo)軌平面上勻速滑動時，觀察到電路中的一個電表正好滿偏，而另一個電表未滿

15、偏，問： （1）此滿偏的電表是什么表？說明理由。 （2）拉動金屬棒的外力F多大？ （3）此時撤去外力F，金屬棒將逐漸慢下來，最終停止在導(dǎo)軌上，求從撤去外力到金屬棒停止運動的過程中通過電阻R的電量。 11. （2000全國12）空間存在以ab、cd為邊界的勻強磁場區(qū)域，磁感強度大小為B，方向垂直紙面向外，區(qū)域?qū)挒?，現(xiàn)有一矩形線框處在圖中紙面內(nèi)，它的短邊與ab重合，長度為，長邊的長度為，如圖13-15所示，某時刻線框以初速度v沿與ab垂直的方向進入磁場區(qū)域，同時某人對線框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不變，設(shè)該線框的電阻為R，從線框開始進入磁場到完全離開磁場的過程中，人對線框作用力所做的功等

16、于_。 12. （1996上海二、2）如圖13-16所示（a）（b）中，R和自感線圈L的電阻都很小，接通K，使電路達到穩(wěn)定，燈泡S發(fā)光，下列說法正確的是（ ） A. 在電路（a）中，斷開K，S將漸漸變暗 B. 在電路（a）中，斷開K，S將先變得更亮，然后漸漸變暗 C. 在電路（b）中，斷開K，S將漸漸變暗 D. 在電路（b）中，斷開K，S將先變得更亮，然后漸漸變暗 13. （1997全國33）如圖13-17所示的電路，A1和A2是完全相同的燈泡，線圈L的電阻可以忽略，下列說法正確的是（ ） A. 合上開關(guān)K接通電路時，A2先亮，A1后亮，最后一樣亮 B. 合上開關(guān)K接通電路時，A1和A2始終一

17、樣亮 C. 斷開開關(guān)K切斷電路時，A2立刻熄滅，A1過一會兒才熄滅 D. 斷開開關(guān)K切斷電路時，A1和A2都要過一會兒才熄滅 14. （1994全國12）如圖13-18所示，A是一邊長為的正方形線框，電阻為R，今維持線框以恒定速度v沿x軸運動，并穿過圖中所示的勻強磁場B區(qū)域，若以x軸正方向作為力的正方向，線框在圖示位置的時刻作為時間的零點，則磁場對線框的作用力F隨時間t的變化圖線為圖13-19中的（ ） 15. （1994上海二、5）兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計，斜面處在一勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向上，質(zhì)量為m，電阻可不計的金屬

18、棒ab，在沿著斜面，與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升h高度，如圖13-20所示，在這過程中（ ） A. 作用在金屬棒上的各個力的合力所做的功等于零 B. 作用在金屬棒上的各個力的合力所做的功等于mgh與電阻R上發(fā)出的焦耳熱之和 C. 恒力F與安培力的合力所做的功等于零 D. 恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱 16. （1997上海三、B、5）如圖13-23所示，空間存在垂直于紙面的均勻磁場，在半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)、外，磁場方向相反，磁感強度的大小均為B，一半徑為b，電阻為R的圓形導(dǎo)線環(huán)放置在紙面內(nèi)，其圓心與圓形區(qū)域的中心重合，在內(nèi)外磁場同時由B均勻地減小到零的過程

19、中，通過導(dǎo)線截面的電量_。 17. （1995上海二、5）如圖13-21所示，通有恒定電流的螺線管豎直放置，銅環(huán)R沿螺線管的軸線加速下落，在下落過程中，環(huán)面始終保持水平，銅環(huán)先后經(jīng)過軸線上1、2、3位置時的加速度分別為，位置2處于螺線管中心，位置1、3與位置2等距離，則（ ） A. B. C. D. 18. （1996上海一、6）如圖13-22所示，MN是一根固定的通電長直導(dǎo)線，電流方向向上，今將一金屬線框abcd放在導(dǎo)線上，讓線框的位置偏向?qū)Ь€的左邊，兩者彼此絕緣，當導(dǎo)線中的電流突然增大時，線框整體受力情況為（ ） A. 受力向右 B. 受力向左 C. 受力向上 D. 受力為零 19. （2

20、001全國理科綜合24）電磁流量計廣泛應(yīng)用于測量可導(dǎo)電流體（如污水）在管中的流量（在單位時間通過管內(nèi)橫截面的流體的體積），為了簡化，假設(shè)流量計是如圖13-34所示的橫截面為長方形的一段管道，其中空部分的長、寬、高分別為圖中的a、b、c，流量計的兩端與輸送流體的管道相連接（圖中虛線），圖中流量計的上下兩面是金屬材料，前后兩面是絕緣材料，現(xiàn)于流量計所在處加磁感強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直于前后兩面，當導(dǎo)電流體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計時，在管外將流量計上、下表面分別與一串接了電阻R的電流表的兩端連接，I表示測得的電流值，已知液體的電阻率為，不計電流表的內(nèi)阻，則可求得流量為（ ） A. B. C. D.

21、20. （2001上海理科綜合14）某實驗小組用如圖13-38所示的實驗裝置來驗證楞次定律，當條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時，通過電流計的感生電流方向是（ ） A. B. 先，后 C. D. 先，后 21. （2001廣東理科綜合28）有一種高速磁懸浮列車的設(shè)計方案是在每節(jié)車廂底部安裝磁鐵（磁場方向向下），并在兩條鐵軌之間沿途平放一系列線圈，下列說法中不正確的是（ ） A. 當列車運動時，通過線圈的磁通量會發(fā)生變化 B. 列車速度越快，通過線圈的磁通量變化越快 C. 列車運行時，線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流 D. 線圈中的感應(yīng)電流的大小與列車速度無關(guān) 22. （2002江蘇30）如圖13-39所示，

22、在一均勻磁場中有一U形導(dǎo)線框abcd，線框處于水平面內(nèi)，磁場與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導(dǎo)體桿，它可在ab、cd上無摩擦地滑動，桿ef及線框中導(dǎo)線的電阻都可不計，開始時，給ef一個向右的初速度，則（ ） A. ef將減速向右運動，但不是勻減速 B. ef將勻減速向右運動，最后停止 C. ef將勻速向右運動 D. ef將往返運動 23. （2002天津20）圖13-40中MN、GH為平行導(dǎo)軌，AB、CD為跨在導(dǎo)軌上的兩根橫桿，導(dǎo)軌和橫桿均為導(dǎo)體，有勻強磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面，方向如圖，用I表示回路中的電流（ ） A. 當AB不動而CD向右滑動時，且沿順時針方向 B. 當AB向左、CD向右滑動且速度大小相等時， C. 當AB、CD都向右滑動且速度大小相等時， D. 當AB、CD都向右滑動，且AB速度大于CD時，且沿逆時針方向 24. （2002全國17）圖13-41中EF、GH為平行的金屬導(dǎo)軌，其電阻可不計，R為電阻器，C為電容器，AB為可在EF和GH上滑動的導(dǎo)體橫桿，有均勻磁場垂直于導(dǎo)軌平面，若用和分別表示圖中該處導(dǎo)線中的電流，則當橫桿AB（ ） A. 勻速滑動時， B. 勻速滑動時， C. 勻速滑動時， D. 勻速滑動時， 25. （2001上海5）如圖13-35所示，有兩根和水平方向成角