2021-2022學年高二物理競賽課件：電磁感應例題

1、電磁感應例題例1：矩形線框長a寬b置于均勻磁場，線框繞對稱軸oo以角速度旋轉(zhuǎn)。t=0時線框平面在紙面內(nèi)，則任一時刻的感應電動勢的大小為A、B、C、D、abooBtnB解：E、 答案：E例2、矩形線框以勻速自無場區(qū)平移入均勻磁場又移出，A、B、C、D各I-t曲線中哪一個符合線圈中電流隨時間的變化關(guān)系（以逆時針為電流正方向，不計線圈自感）。vIIIIttttABCD答案：B例3、如圖所示，一半徑為 r的很小的金屬圓環(huán)，在初始時刻與一半徑為a(ar)的大金屬圓環(huán)共面且同心。在大圓環(huán)中通以恒定的電流I，方向如圖。如果小圓環(huán)以勻角速度繞其任一方向的直徑轉(zhuǎn)動，并設(shè)小圓環(huán)的電阻為R，則任一時刻t通過小圓環(huán)的

2、磁通量= 小圓環(huán)中的電流i=I解：因為r很小，則它所處的磁場為勻強磁場，即為大環(huán)圓心處的磁感應強度小環(huán)內(nèi)的磁通量為例4、在長直載流導線附近，放一導體半圓環(huán)MN，圓環(huán)的半徑為b，環(huán)平面與直導線共面，環(huán)的圓心O距直導線為a （如圖）。若長直導線通有電流I，半圓環(huán)以速度v平行于長直導線移動，求環(huán)兩端的動生電動勢。MNOavIb解法一：x方向：NMMNOavIb解法二:而例5、長度為l=1m，直徑為20cm的螺線管上繞有N1=5000匝線圈，線圈上通有電流I，其遞增變化率dI/dt=0.2A.s-1。螺線管中心處，放置一半徑為r=5cm，繞有N2 =10匝的小線圈。試回答下列問題：1、設(shè)大線圈的電流如

3、圖所示，小線圈上感應電流的方向如何？電阻R上哪端電勢高？R解按圖示電流方向，大線圈內(nèi)磁場方向向左，因為dI/dt0，根據(jù)楞次定律感應電流方向如圖所示。Bi例5、長度為l=1m，直徑為20cm的螺線管上繞有N1=5000匝線圈，線圈上通有電流I，其遞增變化率dI/dt=0.2A.s-1。螺線管中心處，放置一半徑為r=5cm，繞有N2 =10匝的小線圈。試回答下列問題：2、求小線圈上的感應電動勢。R解長直螺線管內(nèi)的磁感應強度：小線圈中的磁通量感應電動勢方向如圖所示例5、長度為l=1m，直徑為20cm的螺線管上繞有N1=5000匝線圈，線圈上通有電流I，其遞增變化率dI/dt=0.2A.s-1。螺線

4、管中心處，放置一半徑為r=5cm，繞有N2 =10匝的小線圈。試回答下列問題：3、若大線圈中通以穩(wěn)恒電流I=0.2A，小線圈和外電路的總電阻R=10。將小線圈在0.3s內(nèi)轉(zhuǎn)過 1800，則平均感應電動勢為多少？通過小線圈導線橫截面的感應電量為多少？例6、如圖所示，質(zhì)量為m的銅棒ab，可以在矩形導體框架上無摩擦的水平滑動?？蚣茏筮叴?lián)一電阻R。均勻磁場B垂直框架向上。試回答下列問題：1、當時間t=0時， ab 具有初速度v0，求此時的感應電動勢。感應電流方向如何？銅棒哪端電勢高？所受磁力的方向如何？BabRv0l按動生電動勢公式，可得方向a指向b，b端電勢高。所受磁力由安培定律可知，方向向左。F

5、例6、如圖所示，質(zhì)量為m的銅棒ab，可以在矩形導體框架上無摩擦的水平滑動?？蚣茏筮叴?lián)一電阻R。均勻磁場B垂直框架向上。試回答下列問題：BabRv0l2、感應電動勢和感應電流是否隨時間變化？為什么？由于銅棒受磁力作用而減速，故其速度將隨時間變化，按感應電動勢將隨時間而減少，感應電流也將隨時間而減少。F例6、如圖所示，質(zhì)量為m的銅棒ab，可以在矩形導體框架上無摩擦的水平滑動?？蚣茏筮叴?lián)一電阻R。均勻磁場B垂直框架向上。試回答下列問題：BabRv0l3、銅棒在停止運動以前共移動多長距離？設(shè)框架足夠長。設(shè)坐標軸向右為正，由F得運動方程：根據(jù)初始條件：t=0時，v=v0，可得銅棒的速度隨時間作指數(shù)衰

6、減，漸趨于零，最后停止t=0時，v=v0，x=0，例7、兩個單匝線圈A、B，半徑分別為a、b，且ba，放在同軸共面的位置（如圖）。若線圈A中通以變化的電流I=kt，（k為正恒量），求在線圈B中產(chǎn)生的互感電動勢的大小和方向。解：設(shè)B中通有電流i，則其圓心處的由于ba，A中的磁場可作為勻強磁場，Ba=BbOA中的通量：互感系數(shù)：方向由楞次定律判定為順時針。ab例8、內(nèi)外半徑為R1、R2的帶電平面圓環(huán)，電荷面密度為，其中心有一半徑為r的導體小環(huán)（ R1、R2r），二者同心共面如圖。設(shè)帶電圓環(huán)以變角速度=(t)繞垂直于環(huán)面的中心軸旋轉(zhuǎn)，導體小環(huán)中的感應電流i等于多少？方向如何？（已知小環(huán)的電阻為R）解

7、：帶電圓環(huán)由于變速轉(zhuǎn)動形成變化電流，該電流產(chǎn)生一變化的磁場，使小環(huán)中的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生感應電流。 rR1R2 rR1R21、求圓環(huán)產(chǎn)生的B在圓環(huán)上取一面積元dS，帶電荷dqdqdq由于旋轉(zhuǎn)形成dI該電流等效為一圓電流，其在圓心處的圓環(huán)產(chǎn)生的B：r rR1R2dq2、小環(huán)內(nèi)的磁通量3、小環(huán)內(nèi)的感應電流若則i為順時針r 例 9: 如圖，兩個線圈P和Q并聯(lián)地接到一電動勢恒定的電源上線圈P的自感和電阻分別是線圈Q的兩倍當達到穩(wěn)定狀態(tài)后，線圈P的磁場能量與Q的磁場能量的比值是 （ A）4 （ B）2 （ C） 1 （ D） 1/2Wm=LI2/2 LP=2LQ RP=2RQIQ= /RQIP= /RP= /2RQ = IQ /2WmP= LP IP2 /2= 2LQ(IQ /2)2 / 2 = (LQ IQ2 /2 ) / 2 = WmQ / 2DPQ 例10: 面積為S和2S的兩圓線圈1、2如圖放置，通有相同的電流I線圈1的電流所產(chǎn)生的通過線圈2的磁通用21表示，線圈2的電流所