最新高中物理電磁感應(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. 右手定那么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12L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)定律1表達(dá)式： N線圈匝數(shù)；線圈磁通量的變化量

2、，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回路的一局部導(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)電動勢為假設(shè)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(dāng)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(qiáng)度均勻變化時線圈中的感應(yīng)電動勢為 iii假設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)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(dāng)直導(dǎo)線在垂直勻強(qiáng)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

3、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假設(shè)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)電流的效果總是要對抗或阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因。1阻礙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(kuò)大或縮小的趨勢。4阻礙原

4、電流的變化自感現(xiàn)象。 6. 綜合題型歸納1右手定那么和左手定那么的綜合問題2應(yīng)用楞次定律的綜合問題3回路的一局部導(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(qiáng)磁場的方向垂直于導(dǎo)軌平面，磁感強(qiáng)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)。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(jī)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

5、，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23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(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度，轉(zhuǎn)動軸與磁感線垂直，線圈電阻為，其余電阻不計，電鍵K斷開，當(dāng)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(dāng)線圈平面與磁感線平行時，感應(yīng)電動勢最大，線圈所受磁

6、場力矩也最大。解：1線圈平面平行磁感線時23當(dāng)K閉合后，外電路總電阻為電流有效值輸出功率例3. 如圖3b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(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化規(guī)律如圖16a所示。求：1從計時起，在時穿過線圈的磁通量是多少？2a點最高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(qiáng)度，B1為時的磁場強(qiáng)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)-根底知識練習(xí)一. 選擇題： 1. 如圖1所示，矩形線框abcd位于通電直導(dǎo)線

7、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(qiáng)磁場中，磁場垂直導(dǎo)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，假設(shè)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，那么 A. t1=t2 B. t

8、2aR2，線圈的圓心與磁場的中心重合，假設(shè)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻減小，那么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(qiáng)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_。三. 計算題： 15. 如圖15所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)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(dāng)金屬棒以速度向左勻速運動時，試求：1電阻

9、R中的電流強(qiáng)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)-根底知識練習(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20.02N，向左30.32V解析

10、：1ab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。3ab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(xì)桿懸P點，開始時細(xì)桿處于水平位置，釋放后讓它在如圖13-1所示的勻強(qiáng)磁場中運動，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a

11、bcd，磁鐵軸線與線圈水平中心線軸重合，以下說法正確的是 A. 當(dāng)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(dāng)線圈剛繞軸轉(zhuǎn)動時ad向外，bc向里，線圈中有感應(yīng)電流，方向為abcda C. 當(dāng)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(dāng)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(jī)在我國上空勻速巡航，機(jī)翼保持水平，飛機(jī)高度不變，由于地磁場的作用，金屬機(jī)翼上有電勢差。設(shè)飛行員左方機(jī)翼末端處的電勢為U1，右方機(jī)翼末端處的電勢為

12、U2 A. 假設(shè)飛機(jī)從西往東飛，U1比U2高 B. 假設(shè)飛機(jī)從東往西飛，U2比U1高 C. 假設(shè)飛機(jī)從南往北飛，U1比U2高 D. 假設(shè)飛機(jī)從北往南飛，U2比U1高4. 1999上海6如圖13-4a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(qiáng)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(qiáng)度按圖13-4b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13-5a，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13-5b所

13、示，P所受的重力為G，桌面對P的支持力為N，那么 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

14、強(qiáng)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(dāng)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(qiáng)磁場區(qū)域，磁感強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外，區(qū)域?qū)挒椋F(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(jìn)入磁場區(qū)域，同時某人對線框施以作用力

15、，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(jìn)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于_。 12. 1996上海二、2如圖13-16所示ab中，R和自感線圈L的電阻都很小，接通K，使電路到達(dá)穩(wěn)定，燈泡S發(fā)光，以下說法正確的是 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，以下說法正確的是 A. 合上開關(guān)K接通電路時，A

16、2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(qiáng)磁場B區(qū)域，假設(shè)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，那么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

17、一勻強(qiáng)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(qiáng)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

18、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，那么 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(dāng)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

19、力向上 D. 受力為零 19. 2001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，其中空局部的長、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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于前后兩面，當(dāng)導(dǎo)電流體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計時，在管外將流量計上、下外表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，液體的電阻率為，不計電流表的內(nèi)阻，那么可求得流量為 A. B.

20、C. D. 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(dāng)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，以下說法中不正確的是 A. 當(dāng)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，在一均勻磁場中有一U

21、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，那么 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(qiáng)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(dāng)AB不動而CD向右滑動時，且沿順時針方向 B. 當(dāng)AB向左、CD向右滑動且速度大小相等時， C. 當(dāng)AB、CD都向右滑動且速度大小相等時， D. 當(dāng)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，假設(shè)用和分別表示圖中該處導(dǎo)線中的電流，那么當(dāng)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的光滑平行的金屬軌道，上端接