電磁感應(yīng)基礎(chǔ)題

1、 電磁感應(yīng)一、磁通量【例1】如圖所示,兩個同心放置的共面單匝金屬環(huán)a和b,一條形磁鐵穿過圓心且與環(huán)面垂直放置.設(shè)穿過圓環(huán)a的磁通量為a,穿過圓環(huán)b的磁通量為b,已知兩圓環(huán)的橫截面積分別為Sa和Sb,且SaSb,則穿過兩圓環(huán)的磁通量大小關(guān)系為A.a=b B.ab C.ab D.無法確定二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1、18411842年，焦耳和楞次先后各自獨立發(fā)現(xiàn)電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律。2、1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特電流可以使周圍的磁針偏轉(zhuǎn)的效應(yīng)，稱為電流的磁效應(yīng)。3、1831年英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了由磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律電磁感應(yīng)現(xiàn)象；【例2】圖為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗裝置.（1）將圖中

2、所缺的導(dǎo)線補接完整.（2）如果在閉合電鍵時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下,那么合上電鍵后（ ）A.將原線圈迅速插入副線圈時,電流計指針向右偏轉(zhuǎn)一下B.將原線圈插入副線圈后,電流計指針一直偏在零點右側(cè)C.原線圈插入副線圈后,將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時,電流計指針向右偏轉(zhuǎn)一下D.原線圈插入副線圈后,將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時,電流計指針向左偏轉(zhuǎn)一下三、感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢四、感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件（1）文字概念性【例3】關(guān)于感應(yīng)電流，下列說法中正確的是（ ）A只要閉合電路里有磁通量，閉合電路里就有感應(yīng)電流 B穿過螺線管的磁通量發(fā)生變化時，螺線管內(nèi)部就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生 C線框不閉合時，即使穿過線

3、框的磁通量發(fā)生變化，線框也沒有感應(yīng)電流 D只要電路的一部分切割磁感線運動電路中就一定有感應(yīng)電流（2）圖象分析性【例4】金屬矩形線圈abcd在勻強磁場中做如圖6所示的運動，線圈中有感應(yīng)電流的是：【例5】如圖所示，在條形磁鐵的外面套著一個閉合彈簧線圈，若把線圈四周向外拉，使線圈包圍的面積變大，這時：A、線圈中有感應(yīng)電流 B、線圈中無感應(yīng)電流C、穿過線圈的磁通量增大 D、穿過線圈的磁通量減小二、感應(yīng)電流的方向?qū)愦味傻睦斫猓簭拇磐孔兓慕嵌葋砜矗袘?yīng)電流總是 ；從導(dǎo)體和磁體相對運動的角度來看，感應(yīng)電流總是要 ；從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度來看，產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程中 能通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化成 電能1、楞次定

4、律的第一種表述 “增反減同”【例6】在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，下列說法中正確的是( )A感應(yīng)電流的磁場總是跟原來的磁場方向相反B閉合線框放在變化的磁場中一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流C閉合線框放在勻強磁場中做切割磁感線運動時一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流D感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁通量的變化2、楞次定律的第二種表述之一 “來拒去留”abcdv××××××××××××××××【例7】如圖所示線框ABCD從有界的勻強磁場區(qū)域穿過，下列說法中正確的是（ ）A進入勻強磁場區(qū)域

5、的過程中，ABCD中有感應(yīng)電流B在勻強磁場中加速運動時，ABCD中有感應(yīng)電流C在勻強磁場中勻速運動時，ABCD中沒有感應(yīng)電流D離開勻強磁場區(qū)域的過程中，ABCD中沒有感應(yīng)電流3、楞次定律的第二種表述之二 “反抗”【例8】a、b兩個金屬圓環(huán)靜止套在一根水平放置的絕緣光滑桿上，如圖所示一根條形磁鐵自右向左向b環(huán)中心靠近時，a、b兩環(huán)將A兩環(huán)都向左運動，且兩環(huán)互相靠近B兩環(huán)都向左運動，且兩環(huán)互相遠(yuǎn)離C兩環(huán)都向右運動，且兩環(huán)靠攏Da環(huán)向左運動，b環(huán)向右運動【例9】如圖所示,通電螺線管置于閉合金屬環(huán)a的軸線上,當(dāng)螺線管中電流I減少時 （ ）A、環(huán)有縮小的趨勢以阻礙原磁通量的減小B、環(huán)有擴大的趨勢以阻礙原

6、磁通量的減小C、環(huán)有縮小的趨勢以阻礙原磁通量的增大D、環(huán)有擴大的趨勢以阻礙原磁通量的增大4、右手定則5、比較電勢的高低【例10】如圖所示，螺線管中放有一根條形磁鐵，當(dāng)磁鐵突然向左抽出時，A點的電勢比B點的電勢 ；當(dāng)磁鐵突然向右抽出時，A點的電勢比B點的電勢 。 三、法拉第電磁感應(yīng)定律1、兩個公式的應(yīng)用（弄清兩組概念）（1）感生電動勢與動生電動勢；（2）平均電動勢與瞬時電動勢A'O【例11】如下圖所示，銅桿OA長為L, 在垂直于勻強磁場的平面上繞O點以角速度勻速轉(zhuǎn)動，磁場的磁感應(yīng)強度為B，求桿OA兩端的電勢差,并分析O、A兩點電勢的高低。四、法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用1、基本概念【例12】

7、如圖所示，將邊長為l、總電阻為R的正方形閉合線圈，從磁感強度為B的勻強磁場中以速度v勻速拉出過程中（磁場方向垂直線圈平面）（1）所用拉力F （2）拉力F做的功W （3）拉力F的功率PF （4）線圈放出的熱量Q （5）線圈發(fā)熱的功率P熱 （6）通過導(dǎo)線截面的電量q 上題中，用一個平行線框的力將此線框勻速地拉進磁場。設(shè)第一次速度為v，第二次速度為2 v，則（7）兩次拉力大小之比為F1：F2=_ _，（8）拉力做的功之比為W1：W2=_ _，（9）拉力功率之比為P1：P2=_ _，（10）流過導(dǎo)線橫截面的電量之比為q1：q2=_ _2、等效電路及電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題【例13】如圖所示，長為L的金屬

8、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），勻強磁場中的磁感應(yīng)強度為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面，金屬棒無初速度釋放，釋放后一小段時間內(nèi)，金屬棒下滑的速度逐漸 ，加速度逐漸 。 電磁感應(yīng)與磁場、導(dǎo)體的受力以及運動相結(jié)合的綜合題目，題中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象、力現(xiàn)象相互聯(lián)系而又相互制約，其關(guān)系如下這類題目綜合程度高，涉及的知識面廣，解題時可將問題分解為電學(xué)和力學(xué)兩部分，其應(yīng)對思路分別為電學(xué)部分：一是將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分電路等效為電源，如果電路中有幾個這樣的電源，要看清楚它們的串、并聯(lián)關(guān)系；二是分清內(nèi)外電路，利用閉合電路的歐姆定律（或部分電路歐姆定律）解決個電學(xué)量之間的關(guān)系。力學(xué)部分：分析通電導(dǎo)

9、體的受力情況，應(yīng)用牛頓定律、動能定理、動量定理或動量守恒定律、解械能守恒定律等解決力學(xué)量之間的關(guān)系。解本類題，一般可依據(jù)“力的觀點”解題，也可依據(jù)“能的觀點”解題。大家應(yīng)該特別熟練。本題需要注意的問題有：一是要理解“最終速度”的含義；二是要注意，安培力對于每一根金屬桿來講是外力，而對于、組成的系統(tǒng)而言則成了內(nèi)力?！纠?4】如圖所示，電阻為R的矩形線圈abcd，邊長ab=L,bc=h，質(zhì)量為m。該線圈自某一高度自由落下，通過一水平方向的勻強磁場， 磁場區(qū)域的寬度為h，磁感應(yīng)強度為B。若線圈恰好以恒定速度通過磁場，則線圈全部通過磁場所用的時間為多少？ 【例15】豎直放置的光滑U形導(dǎo)軌寬0.5m，電

10、阻不計，置于很大的磁感應(yīng)強度是1T的勻強磁場中，磁場垂直于導(dǎo)軌平面，如圖所示，質(zhì)量為10g，電阻為1的金屬桿ab無初速度釋放后，緊貼導(dǎo)軌下滑（始終能處于水平位置）。問：(1)到通過ab的電量達(dá)到0.2c時，ab下落了多大高度？(2)若此時ab正好到達(dá)最大速度，此速度多大？ (3)以上過程產(chǎn)生了多少熱量？【例16】如圖所示，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)軌平面有一勻強磁場。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；現(xiàn)用水平恒力F作用于金屬棒cd上，由靜止開始運動的過程中，下列說法正確的是：A、水平恒力F對cd棒做的功等于電路中產(chǎn)生的電能B

11、、只有在cd棒做勻速運動時， F對cd棒做的功才等于電路中產(chǎn)生的電能C、無論cd棒做何種運動，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)電動勢的值【例17】如圖甲所示,兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為的絕緣斜面上,兩導(dǎo)軌間距為L.M、P兩點間接有阻值為R的電阻.一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直.整套裝置處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直斜面向下.導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略.讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑,導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好,不計它們之間的摩擦.（1）由b向a方向看到的裝置如圖乙所示,請在此圖中畫出ab桿下滑

12、過程中某時刻的受力示意圖.（2）在加速下滑過程中,當(dāng)ab桿的速度大小為v時,求此時ab桿中的電流及其加速度的大小.（3）求在下滑過程中,ab桿可以達(dá)到的速度最大值. 【例18】如圖所示,在水平臺面上鋪設(shè)兩條很長但電阻可忽略的平行導(dǎo)軌MN和PQ,導(dǎo)軌間寬度L=0.50 m.水平部分是粗糙的,置于勻強磁場中,磁感應(yīng)強度B=0.60 T,方向豎直向上.傾斜部分是光滑的,該處沒有磁場.直導(dǎo)線a和b可在導(dǎo)軌上滑動,質(zhì)量均為m=0.20 kg,電阻均為R=0.15.b放在水平導(dǎo)軌上,a置于斜導(dǎo)軌上高h(yuǎn)=0.050 m處,無初速釋放.設(shè)在運動過程中a、b間距離足夠遠(yuǎn),且始終與導(dǎo)軌MN、PQ接觸并垂直,回路感

13、應(yīng)電流的磁場可忽略不計.求:（1）由導(dǎo)線和導(dǎo)軌組成回路的感應(yīng)電流最大值是多少?（2）如果導(dǎo)線與水平導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)=0.10,當(dāng)導(dǎo)線b的速度達(dá)到最大值時,導(dǎo)線a的加速度多大?（3）如果導(dǎo)線與水平導(dǎo)軌間光滑,回路中產(chǎn)生多少焦耳熱?3、自感要求知道什么是自感，掌握自感現(xiàn)象中線圈中電流的變化，知道線圈的自感系數(shù)，知道自感電動勢與哪些因素有關(guān)系?！纠?9】如圖所示的電路（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，

14、斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗4、渦流要求知道什么是渦流，知道電磁阻尼和電磁驅(qū)動，知道渦流的危害和應(yīng)用【例21】電磁爐（或電磁灶）是采用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生渦流加熱的， 它利用變化的電流通過線圈產(chǎn)生變化的磁場，當(dāng)變化的磁場通過含鐵質(zhì)鍋的底部時， 即會產(chǎn)生無數(shù)之小渦流，使鍋體本身自行高速升溫，然后再加熱鍋內(nèi)食物。 電磁爐工作時產(chǎn)生的電磁波，完全被線圈底部的屏蔽層和頂板上的含鐵質(zhì)鍋所吸收， 不會泄漏，對人體健康無危害。關(guān)于電磁爐，以下說法中正確的是：A、 電磁爐是利用變化的磁場在食物中產(chǎn)生渦流對食物加熱的B、 電磁爐是利用變化的磁場產(chǎn)生渦流，使含鐵質(zhì)鍋底迅速升溫，進而對鍋內(nèi)食物加熱的C、 電磁爐

15、是利用變化的磁場使食物中的極性水分子振動和旋轉(zhuǎn)來對食物加熱的D、 電磁爐跟電爐一樣是讓電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量來對食物加熱的練習(xí)：1.如圖所示裝置中，在下列各種情況下，能使懸掛在螺線管附近的銅質(zhì)閉合線圈A中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 ( ) A.開關(guān)S接通的瞬間 B.開關(guān)S接通后，電路中有穩(wěn)定電流時 C.開關(guān)S接通后，移動滑動變阻器的滑動觸頭的過程中 D.開關(guān)S斷開的瞬間2.線圈在長直導(dǎo)線電流的磁場中，做如圖的運動：A向右平動，B向下平動，C繞軸轉(zhuǎn)動(ad邊向外)，D從紙面向紙外作平動，E向上平動(E線圈有個缺口)，線圈中有感應(yīng)電流的是_(填代號)。6.畫出下圖中ab導(dǎo)線(或a，b環(huán))中感應(yīng)電流的方向。7

16、.根據(jù)楞次定律知感應(yīng)電流的磁場一定是 A.阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量 B.與引起感應(yīng)電流的磁場反向 C.阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 D.與引起感應(yīng)電流的磁場同向10.如圖所示，一平面線圈用細(xì)桿懸于P點，開始時細(xì)桿處于水平位置，釋放后讓它在如圖所示的勻強磁場中運動。已知線圈平面始終與紙面垂直，當(dāng)線圈第一次通過位置I和位置時，順著磁場方向看去，線圈中感應(yīng)電流的方向分別為 ( )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11.如圖所示，線圈A與電源、開關(guān)相連。線圈B與電阻R連接成閉合電路。開關(guān)閉合、斷開的瞬間，關(guān)于通過電阻R的電流

17、方向，判斷正確的是 ( )A.電鍵閉合瞬間，電流方向a到b B.電鍵閉合瞬間，電流方向b到a C.電鍵斷開瞬間，電流方向a到b D.電鍵斷開瞬間，電流方向b到a12.如圖所示，MN是一根固定的通電長直導(dǎo)線，電流方向如圖所示，今將一金屬線框abcd放在導(dǎo)線上，讓線框的位置偏向?qū)Ь€左邊，導(dǎo)線與線框彼此絕緣。當(dāng)導(dǎo)線中的電流突然增大時，則線 框整體受力方向為 ( ) A.由d指向a B.由a指向d C.由M指向N D.由N指向M13.法拉第電磁感應(yīng)定律可以這樣表述：閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小 ( ) A.跟穿過這一閉合電路的磁通量成正比 C.跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化率成正比 B.跟穿過這一閉合

18、電路的磁感應(yīng)強度成正比 D.跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化量成正比14.有一個1000匝的線圈，在0.4s內(nèi)穿過它的磁通量從0.02Wb均勻增加到0.09Wb，則線圈中的感應(yīng)電動勢為_。如果線圈電阻是10W，把它跟一個電阻為990W的電熱器串聯(lián)組成閉合電路，通過電熱器的電流為_。（答案：175V，0.175A）15.如圖所示，長度L=0.4m，電阻Rab=0.1W的導(dǎo)體ab沿光滑導(dǎo)線框向右做勻速運動。運動速度a=5m/s。線框中接有R=0.4W的電阻。整個空間有磁感應(yīng)強度B=0.1T的勻強磁場，磁場方向垂直于線框平面。其余電阻不計。電路abcd中相當(dāng)于電源的部分是_；_相當(dāng)于電源的正極。導(dǎo)線

19、曲所受安培力大小F=_，電阻R上消耗的功率P=_。（答案：ab,a,0.016N,0.064W）16.如圖所示，一個由導(dǎo)軌制成的矩形線框，以恒定速度v運動，從無場區(qū)進入勻強磁場區(qū)，然后拉出磁場，若取逆時針方向為電流的正方向，那么在下圖中，能正確反映出回路中感應(yīng)電流隨時間變化的圖象是 ( )17.如圖所示，在豎直向下的勻強磁場中，將一水平放置的金屬棒ab以水平速度砂v0拋出，設(shè)整個過程中棒與水平面平行，且空氣阻力不計。則在金屬棒運動的過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小變化情況是 ( ) A.越來越大 B.越來越小 C.保持不變 D-無法判斷18.如圖甲所示，一個500匝的線圈的兩端跟R=99W的電阻相

20、連，置于豎直向下的勻強磁場中，線圈的橫截面積是20cm2，電阻為1W，磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化的圖象如圖乙所示。求磁場變化過程中通過電阻R的電流的大小。（答案：0.1A）19.如圖所示，在一磁感應(yīng)強度B=O.5T的勻強磁場中，垂直于磁場方向水平放置著兩根相距h=0.1m的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，導(dǎo)軌的電阻忽略不計，在兩根導(dǎo)軌的端點N，Q之間連接一阻值為R=0.3W的電阻。導(dǎo)軌上跨放著一根長為L=O.2m，每米長電阻v0=2.0W的金屬棒ab，金屬棒與導(dǎo)軌垂直放置，交點為c，d。當(dāng)金屬棒以速度v=4.0m/s向左勻速運動時。試求：(1)電阻R中電流的大小；(2)金屬棒cd兩點間的電勢差U的大小

21、。（答案：（1）0.4A，（2）0.12V）21：如圖所示，粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強磁場中，磁場方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行，現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個不同方向平移出磁場，則在移出過程中線框的一邊a，b兩點問電勢差的絕對值最大的是 ( )22.如圖所示，電阻為R的金屬棒ab，從圖示位置分別以速度v1，v2沿電阻不計的光滑軌道勻速滑到虛線處。若v1:v2=1：2，則兩次移動棒的過程中 ( ) A.回路中感應(yīng)電流之比I1:I2=1：2 B.回路中產(chǎn)生熱量之比Q1:Q2=1：2 C.外力做功的功率之比P1:P2=1：2D.回路中通過截面的總電荷量之比q1:q2=1：223.如圖所示，繞在同