電磁感應基礎題

1、電磁感應、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S和Sb,且SaV Sb,則穿過兩圓環(huán)的磁通量大小關系為A.a=O b B.a > O bC.aVbD.無法確定二、電磁感應現(xiàn)象1、18411842年，焦耳和楞次 先后各自獨立發(fā)現(xiàn)電流通過導體時產(chǎn)生熱效應的規(guī)律。2、1820年，丹麥物理學家 奧斯特電流可以使周圍的磁針偏轉的效應，稱為電流的磁效應。3、1831年英國物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)了由磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律一一電磁感應現(xiàn)象;【例2】圖為“研究電磁感應現(xiàn)

2、象”的實驗裝置.(1) 將圖中所缺的導線補接完整，那么合上電鍵后()，電流計指，電流計指(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A. 將原線圈迅速插入副線圈時，電流計指針向右偏轉一下B. 將原線圈插入副線圈后，電流計指針一直偏在零點右側C. 原線圈插入副線圈后，將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時 針向右偏轉一下D. 原線圈插入副線圈后，將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時 針向左偏轉一下三、感應電流與感應電動勢四、感應電流產(chǎn)生的條件(1) 文字該念性【例3】關于感應電流，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電流B. 穿過螺線管的磁通量發(fā)生變化時，螺線管內部

3、就一定有感應電流產(chǎn)生C. 線框不閉合時，即使穿過線框的磁通量發(fā)生變化，線框也沒有感應電流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電流(2) 圖象分析性【例4】金屬矩形線圈abed在勻強磁場中做如圖6所示的運動，線圈中有感應電流的是:X X X X X【例5】如圖所示，在條形磁鐵的外面套著包圍的面積變大，這時：A、線圈中有感應電流C穿過線圈的磁通量增大二、感應電流的方向對楞次定律的理解:X X X XX X X XABCD中有感應電流ABCD中有感應電流ABCD中沒有感應電流ABCD中沒有感應電流個閉合彈簧線圈，若把線圈四周向外拉，使線圈B、線圈中無感應電流D 、穿過線圈的磁通量減

4、小從磁通量變化的角度來看，感應電流總是;從導體和磁體相對運動的角度來看，感應電流總是要 ;從能量轉化與守恒的角度來看，產(chǎn)生感應電流的過程中 能通過電磁感應轉化成 電能.1、楞次定律的第一種表述一一“增反減同”【例6】在電磁感應現(xiàn)象中，下列說法中正確的是（）A. 感應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)生感應電流D. 感應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一一一“來拒去留”【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)域的過

5、程中,B. 在勻強磁場中加速運動時，C. 在勻強磁場中勻速運動時，D. 離開勻強磁場區(qū)域的過程中,3、楞次定律的第二種表述之二一一“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)互相遠離O點以角速度3勻速轉IXXXX；Xx|XFXXXXjIV,第二次速度為C .兩環(huán)都向右運動，且兩環(huán)靠攏D. a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

6、的趨勢以阻礙原磁通量的減小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，當磁鐵突然向左抽出時，A點的電勢比B點的電勢 ;當磁鐵突然向右抽出時，點的電勢比B點的電勢。三、法拉第電磁感應定律1、兩個公式的應用一一(弄清兩組概念)E BLv E nt(1) 感生電動勢與動生電動勢;(2) 平均電動勢與瞬時電動勢【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 動，磁場的磁感應強度為 B，求桿OA兩端的電勢差，并分析O、A兩點電勢的高低。X X A' X X XX xz 竇

7、xK /XX X四、法拉第電磁感應定律的應用 ； ： O：:X 從*- * X X1、基本概念【例12】如圖所示，將邊長為 I、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。設第一次速度為2 v,則(7) 兩次拉力大小之比為 F1： F2=(8) 拉力做的功之比為 Wi： W2=,(9) 拉力功率之比為 Pi： P

8、2=,(10) 流過導線橫截面的電量之比為q仁q2=2、等效電路及電磁感應中的動力學問題【例13】如圖所示，長為L的金屬棒ab與豎直放置的光滑金屬導軌接觸良好(導軌電阻不計)，勻強磁場中的磁感應強度為 B、方向垂直于導軌平面， 金 屬棒無初速度釋放，釋放后一小段時間內，金屬棒下滑的速度逐 漸，加速度逐漸。電磁感應與磁場、導體的受力以及運動相結合的綜合題目，題中的電磁感應現(xiàn)象、力現(xiàn)象 相互聯(lián)系而又相互制約，其關系如下導體運動電磁感應.感應電動勢阻磚ffl合電路安培力磁場對電流的作用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和力學兩部分，其應對思路分別為電學部分：一是將產(chǎn)生感應

9、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)關系；二是分清內外電路，利用閉合電路的歐姆定律(或部分電 路歐姆定律)解決個電學量之間的關系。力學部分：分析通電導體的受力情況，應用牛頓定律、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量之間的關系。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 a、b組成的系統(tǒng)而言則成了內力?！纠?4】如圖所示，電阻為 R的矩形線圈abed，邊長ab=L,bc=h，質量為m

10、該線圈自某一高度磁感應強度為B若線圈恰好自由落下，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？電阻為1Q的金屬桿PQt初速度釋放后,X X X X X【例15】豎直放置的光滑U形導軌寬0.5m，電阻不計，置于很大的磁感應強度是1T的勻強磁場中，磁場垂直于導軌平面，如圖18所示，質量為10g,緊貼導軌下滑(始終能處于水平位置)。問： 到通過PQ的電量達到0.2c時，PQF落了多大高度？(2) 若此時PQ正好到達最大速度，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軌，垂直于導軌平面有一勻

11、強 磁場。質量為 m的金屬棒cd垂直放在導軌上，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只有在cd棒做勻速運動時，F(xiàn)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棒中的感應電動勢的值【例17】如圖甲所示，兩根足夠長的直金屬導軌MN、PQ平行放置在傾角為B的絕緣斜面上兩導軌間距為L.M、P兩點間接有阻值為 R的電阻一根質量為 m的均勻直金屬桿ab放在兩導 軌上,并與導軌垂直整

12、套裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直斜面向下導軌和金屬桿的電阻可忽略讓ab桿沿導軌由靜止開始下滑，導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桿下滑過程中某時刻的受力示意圖（2）在加速下滑過程中，當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?。?） 求在下滑過程中,ab桿可以達到的速度最大值.MN和PQ，導軌間寬【例18】如圖所示，在水平臺面上鋪設兩條很長但電阻可忽略的平行導軌 度L=0.50 m.水平部分是粗糙的，置于勻強磁場中，磁感應強度B=0.60 T，方向豎直向上傾斜部分 是光滑的，該處沒有磁場

13、直導線a和b可在導軌上滑動，質量均為 m=0.20 kg，電阻均為R=0.15 Q b放在水平導軌上，a置于斜導軌上高h=0.050 m處，無初速釋放設在運動過程中a、b間距離足夠遠，且始終與導軌 MN、PQ接觸并垂直，回路感應電流的磁場可忽略不計 求:（1） 由導線和導軌組成回路的感應電流最大值是多少？（2） 如果導線與水平導軌間的動摩擦因數(shù)卩=0.10,當導線b 的速度達到最大值時，導線a的加速度多大？（3） 如果導線與水平導軌間光滑，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系。A發(fā)光.【例19】如

14、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 電路達到穩(wěn)定，燈泡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【例20】如圖所示是日光燈的結構示意圖，若按圖示的電路連接，關于日光燈發(fā)光的情況，下列敘述中正確的是A.S1接通,S2、S3斷開，日光燈就能正常發(fā)光B. Si、Sa接通,S3斷開，日光燈就能正常發(fā)光C. S3斷開,接通S、S2后,再斷開S2,日光燈就能正常發(fā)光D. 當日光燈正常發(fā)光后，再接通S,日光燈仍能正常發(fā)光4、渦流要求知道什么是渦流，知道電磁阻尼和電磁驅動，知道渦流的危害和應用【例21】電磁爐（或電磁灶）是采用電磁感應原理產(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，當變化的磁場通過含鐵質鍋的底部時，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鍋所吸收，不會泄漏，對人體健康無危害。關于電磁爐，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，使含鐵質鍋底迅速升溫，進而對鍋