物理選修3-2第四章電磁感應知識點匯總

1、- -3-2 第四章電磁感應知識點匯總知識點一、電磁感應現象1 、電磁感應現象與感應電流.1 ）利用磁場產生電流的現象，叫做電磁感應現象。（ 2）由電磁感應現象產生的電流，叫做感應電流。物理模型物理模型上下移動導線AB ，不產生感應電流左右移動導線AB ，產生感應電流原因 :閉合回路磁感線通過面積發(fā)生變化不管是 N 級還是S級向下插入，都會產生感應電流，抽出也會產生，唯獨磁鐵停止在線圈力不會產生原因閉合電路磁場B 發(fā)生變化。開關閉合、開關斷開、開關閉合，迅速滑動變阻器，只要線圈A 中電流發(fā)生變化，線圈B 就有 TOC o 1-5 h z 感應電流。知識點二、產生感應電流的條件1 、產生感應電流

2、的條件： 閉合電路 中 磁通量發(fā)生變化 。2、產生感應電流的常見情況.（ 1 ）線圈在磁場中轉動。（法拉第電動機）（ 2）閉合電路一部分導線運動（切割磁感線）。（ 3）磁場強度B 變化或有效面積S 變化。 （比如有電流產生的磁場，電流大小變化或者開關斷開）3、對“磁通量變化”需注意的兩點 .（1 ）磁通量有正負之分，求磁通量時要按代數和（標量計算法則）的方法求總的磁通量（穿過平面的磁感線的凈條數）?！斑\動不一定切割，切割不一定生電”。導體切割磁感線，不是在導體中產生感應電流的充要條件，歸根結底還要看穿過閉合電路的磁通量是否發(fā)生變化。知識點三、感應電流的方向、楞次定律.（ 1 ） 內容： 感應電

3、流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化?！白璧K”的含義 .從阻礙磁通量的變化理解為:當磁通量增大時，會阻礙磁通量增大，當磁通量減小時，會阻礙磁通量 減小。從阻礙相對運動理解為:阻礙相對運動是“阻礙的又一種體現，表現在“近斥遠吸，來拒去留”。“阻礙”的作用 .楞次定律中的“阻礙”作用，正是能的轉化和守恒定律的反映，在克服這種阻礙的過程中，其他形式的能轉化成電能?！白璧K”的形式 . TOC o 1-5 h z 阻礙原磁通量的變化，即“增反減同”。阻礙相對運動，即“來拒去留”。. 使線圈面積有擴大或縮小的趨勢，即“增縮減擴. 阻礙原電流的變化（ 自感現象），即“增反減

4、同”。適用范圍：一切電磁感應現象.使用楞次定律的步驟：明確（引起感應電流的）原磁場的方向.明確穿過閉合電路的磁通量的變化情況，是增加還是減少根據楞次定律確定感應電流的磁場方向.利用安培定則（右手）確定感應電流的方向.2、右手定則.（ 1 ）內容：伸開右手，讓拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在一個平面內，讓磁感線垂直（或傾斜）從手心進入，拇指指向導體運動的方向，其余四指所指的方向就是感應電流的方向。（ 2）作用：判斷感應電流的方向與磁感線方向、導體運動方向間的關系。適用范圍：導體切割磁感線。研究對象：回路中的一部分導體。右手定則與楞次定律的區(qū)別.右手定則只適用于導體切割磁感線的情況，不適合導

5、體不運動，磁場或者面積變化的情況；若導體不動，回路中磁通量變化，應該用楞次定律判斷感應電流方向；若是回路中一部分導體做切割磁感線運動產生感應電流，用右手定則判斷較為簡單，用楞次定律進行判定也可以，但較為麻煩。3、 “三定則”比 較項目右手定則左手定則安培定則基部分導體切割磁場對運動電荷、電運動電荷、電流本現象磁感線流的作用力產生磁場作 用判斷磁場B、速度v、感應電流I方向關系判斷磁場磁場力F 方向B、 電流I、電流與其產生 的磁場間的方向關系圖v（因）（因）B （果）例（果）BF （果）（因）因 果關系因動而電因電而動電流磁場應 用實例發(fā)電機電動機電磁鐵推論：兩平行的同向電流間有相互吸引的磁場

6、力；兩平行的反向電流間有相互排斥的磁場力。安培定則判斷磁場方向，然后左手定則判斷導線受力。 TOC o 1-5 h z 知識點四、法拉第電磁感應定律.、法拉第電磁感應定律.（ 1 ）內容：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比。發(fā)生電磁感應現象的這部分電路就相當于電源，在電源的內部電流的方向是從低電勢流向高電勢。（即：由負到正）2）公式：E （單匝線圈）或 E n （ n 匝線圈）.tt對表達式的理解： E n 本式是確定感應電動勢的普遍規(guī)律，適用于所有電路，此時電路不一定閉合。t在 E n 中（ 在 E n 中（ 取絕對值，此公式只計算感應電動勢E 的大小，t律或右手定則

7、判斷）， E 的大小是由匝數及磁通量的變化率（即磁通量變化的快慢）之間無大小上的必然聯(lián)系（類比學習：關系類似于a、v 和 v 的關系） 。當 t 較長時，E n 求出的是平均感應電動勢；當 t 趨于零時，t瞬時感應電動勢。E 的方向根據楞次定決定的， 與 或 E n 求出的是tE=BLv 的推導過程.如圖所示閉合線圈一部分導體ab 處于勻強磁場中，磁感應強度是B ， ab 以速度 v 勻速切割磁感線，求產生的感應電動勢?推導 ： 回路在時間t 內增大的面積為： S=L（ v t）穿過回路的磁通量的變化為： = B S= BLv t .產生的感應電動勢為： BLv tEB L v （ v是相對于

8、磁場 TOC o 1-5 h z tt的速度）.此時磁感線方向和運動方向垂直。E=BLv 的四個特性.（ 1 ）相互垂直性.公式 E=BLv 是在一定得條件下得出的，除了磁場是勻強磁場外，還需要B、 L、 v 三者相互垂直，實際問題中當它們不相互垂直時，應取垂直的分量進行計算。若 B、 L、 v 三個物理量中有其中的兩個物理量方向相互平行，感應電動勢為零。 TOC o 1-5 h z （ 2） L 的有效性.公式 E=BLv 是磁感應強度B 的方向與直導線L 及運動方向v 兩兩垂直的情形下，導體棒中產生的感應電動勢。L 是直導線的有效長度，即導線兩端點在v、 B 所決定平面的垂線方向上的長度。

9、實際上這個性質是“相互垂直線”的一個延伸，在此是分解 L ，事實上，我們也可以分解v 或者 B，讓B、 L、 v三者相互垂直，只有這樣才能直接應用公式E=BLv。E=BL（vsin） 或 E=Bv（ Lsin）E = B2Rv有效長度 直導線（或彎曲導線）在垂直速度方向上的投影長度.（ 3）瞬時對應性.對于 E=BLv，若 v 為瞬時速度，則E 為瞬時感應電動勢；若v是平均速度，則E 為平均感應電動勢。（ 4） v 的相對性.公式 E=BLv 中的 v 指導體相對磁場的速度，并不是對地的速度。只有在磁場靜止，導體棒運動的情況下，導體相對磁場的速度才跟導體相對地的速度相等。4、公式E n 和 E

10、=BLvsin 的區(qū)別和聯(lián)系t1 ）兩公式比較EntE=BLvsin研 究對象整個閉合電路回路中做切割磁感線運動的那部分導體適 用范圍各種電磁感應現象只適用于導體切割磁感線運動的情況計 算結 果一般情況下，求得的是 t 內的平均感應電動勢一般情況下，求得的是某一時 刻的瞬時感應電動勢適 用情形常用于磁感應強度B 變化所產生的電磁感應現象（磁場變化型）常用于導體切割磁感線所產生的電磁感應現象（切割型）聯(lián) 系E=Blvsin 是由E n在一定條件下推導出來的，該公式可看作法拉第t電磁感應定律的一個推論或者特殊應用。（ 2）兩個公式的選用.求解導體做切割磁感線運動產生感應電動勢的問題時，兩個公式都可

11、以用。求解某一過程（或某一段時間）內的感應電動勢、平均電流、通過導體橫截面的電荷量（ q=It）等問題，應選用E n .t求解某一位置（或某一時刻）的感應電動勢，計算瞬時電流、電功率及某段時間內的電功、電熱等問題，應選用E=BLvsin 。（ 線圈轉動切割）（ （ 線圈轉動切割）（ 直導體繞一端轉動切割）（ 垂直平動切割，動生電動勢）（ 普適公式） （ 法拉第電磁感應tE BLVBs B sE n nnttt定律 )E= nBS sin ( t+ ) ； Em nBS E BL2 /2感應電量的計算E感應電量It t n t n感應電量 TOC o 1-5 h z R RtR知識點五、電磁感應

12、規(guī)律的應用、法拉第電機.）電機模型.（ 2）原理：應用導體棒在磁場中切割磁感線而產生感應電動勢。.銅盤可以看作由無數根長度等于銅盤半徑的導體棒組成，導體棒在轉動過程中要切割磁感線。12大?。?EBL2 （其中 L 為棒的長度， 為角速度）2方向： 在內電路中，感應電動勢的方向是由電源的負極指向電源的正極，跟內電路的電流方向一致。產生感應電動勢的那部分電路就是電源，用右手定則或楞次定律所判斷出的感應電動勢的方向，就是電源內部 的電流方向。2、電磁感應中的電路問題.（ 1 ）解決與電路相聯(lián)系的電磁感應問題的基本步驟和方法：明確哪部分導體或電路產生感應電動勢，該導體或電路就是電源，其他部分是外電路。

13、用法拉第電磁感應定律確定感應電動勢的大小，用楞次定律確定感應電動勢的方向。畫出等效電路圖。分清內外電路，畫出等效電路圖是解決此類問題的關鍵。運用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點、電功率、電熱等公式聯(lián)立求解。. 在電磁感應中對電源的理解電源的正、負極可用右手定則或楞次定律判定, 電源中電流從負極流向正極。電源電動勢的大小可由E=BLv或 E n 求得。t. 對電磁感應電路的理解在電磁感應電路中, 相當于電源的部分把其他形式的能轉化為電能。電源兩端的電壓為路端電壓, 而不是感應電動勢。（考慮電源內阻）3、電磁感應中的能量轉換.電磁感應過程實質是不同形式的能量轉化的過程。電磁感應過程中產生的感應電流

14、在磁場中必定受到安培力作用，因此要維持感應電流的存在，必須有“外力”克服安培力做功。此過程中，其他形式的能轉化為電能。 “外力” 克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉化為電能。當感應電流通過用電器時，電能又轉化為其他形式的能。同理，安培力做功的過程是電能轉化為其他形式的能的過程。安培力做多少功，就有多少電能轉化為其他形式的能。4、電磁感應中的電容問題.在電路中含有電容器的情況下，導體切割磁感線產生感應電動勢，使電容器充電或放電。因此，搞清電容器兩極板間的電壓及極板上電荷量的多少、正負和如何變化是解題的關鍵。知識點六、自感現象及其應用、自感現象.（ 1 ）自感現象與自感電動勢的定義 ：當導

15、體中的電流發(fā)生變化時，導體本身就產生感應電動勢，這個電動勢總是阻礙導體中原來電流的變化。這種由于導體本身的電流發(fā)生變化而產生的電磁感應現象，叫做自感現象。這種現象中產生的感應電動勢，叫做自感電動勢。（ 2）自感現象的原理 ：當導體線圈中的電流發(fā)生變化時，電流產生的磁場也隨之發(fā)生變化。由法拉第電磁感應定律可知，線圈自身會產生阻礙自身電流變化的自感電動勢。（ 3）自感電動勢的作用 .自感電動勢阻礙自身電流的變化， “阻礙”不是“阻止”。 “阻礙”電流變化實質是使電流不發(fā)生“突變”，使其變化過程有所延慢。但它不能使過程停止，更不能使過程反向（ 4）自感現象的三個要點：要點一：自感線圈產生感應電動勢的

16、原因。是通過線圈本身的電流變化引起穿過自身的磁通量變化。要點二：自感電流的方向。自感電流總是阻礙線圈中原電流的變化，當自感電流是由原電流的增強引起時（如通電瞬間） ，自感電流的方向與原電流方向相反；當自感電流時由原電流的減少引起時（如斷電瞬間），自感電流的方向與原電流方向相同。要點三：對自感系數的理解。自感系數L 的單位是亨特（H ） ，常用的較小單位還有毫亨（mH）和微亨（H） 。自感系數L 的大小是由線圈本身的特性決定的：線圈越粗、越長、匝數越密，它的自感系數就越大。此外，有鐵芯的線圈的自感系數比沒有鐵芯的大得多。5）通電自感和斷電自感的比較現象自感電動 勢的作用現象自感電動 勢的作用接通

17、電源的瞬間，燈泡L2馬上變亮，而燈泡L1 是 逐 漸 變亮.阻礙電流 的增加斷開開關的瞬間，燈泡L 1逐漸變暗，有時阻礙電流燈泡會閃亮一 下，然后逐漸變暗.的減小通電瞬間線圈產生的自感電動勢阻礙電流的增加且與電流方向相反，此時含線圈L 的支路相當于斷路； 當電路穩(wěn)定，自感線圈相當于定值電阻，如果線圈沒有電阻，則自感線圈相當于導線（短路） ；斷開瞬間線圈產生的自感電動勢與原電流方向相同，在與線圈串聯(lián)的回路中，線圈相當于電源，它提供的電流從原來的IL 逐漸變小.但流過燈A 的電流方向與原來相反如右圖所示，在垂直于紙面的范圍足夠大的勻強磁場中，有一個矩形線abcd，線圈平面與磁場垂直，O1O2與 O

18、3O4都是線圈的對稱軸，應使線圈怎樣運動才能使其中產生感應電流？（）A 向左或向右平動C繞O1O2轉動B 向上或向下平動D繞O3OB 向上或向下平動D繞O3O4轉動B 線圈遠離或靠近通電導線D 勻強磁場中，周長一定的 閉合線圈由矩形變?yōu)閳A形C D 勻強磁場中，周長一定的 閉合線圈由矩形變?yōu)閳A形圖2 我國已經制定了登月計劃。假如宇航員登月后想探測一下月球表面是否有磁場，他手邊有一個靈敏電流表和一個線圈，則下列推斷正確的是（）A 直接將靈敏電流表放在月球表面，看是否有電流來判斷是否有磁場B 將靈敏電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，如無電流，則可判斷月球表面無磁場C 將靈敏電流表與線圈

19、組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，如有電流，則月球表面可能 有磁場D 將靈敏電流表與線圈組成閉合回路，使線圈在某一平面內沿各方向運動，如無電流，則可4在磁感應強度為B、方向如圖3 所示的勻強磁場中，金屬桿PQ在寬為 l 的平行金屬導軌上v 向右勻速滑動，PQ 中產生的感應電動勢為E1；若磁感應強度增為2B，其它條件不變，所產生的感應電動勢大小變?yōu)镋2，則E1與 E2之比及通R 的感應電流方向為（）A 2 1， ba B 1 2， baC 2 1， abD 1 2， ab5. 如圖 4 所示，繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動變阻器和電鍵組成閉合回路，在鐵芯的右端套A，下列各種情況中銅環(huán)A 中有感應

20、電流的是（A 線圈中通以恒定的電流B 通電過程中，使變阻器的滑片P 作勻速移動C通電過程中，使變阻器的滑片P 作加速移動D 將電鍵突然斷開的瞬間圖46如圖5 所示， abcd 為一勻強磁場區(qū)域，現在給豎直放置的環(huán)以某種約F、 O、 E 為環(huán)的上、中、 下三點， 下列說法中正確的是（當E 和d 重合時，環(huán)中電流最大當O 和d 重合時，環(huán)中電流最大當F 和d 重合時，環(huán)中電流最大以上說法都不對7如圖6 所示，A、 B 兩閉合圓形線圈用同樣導線且均繞成10 匝，半徑 RA 2RB，內有以B 線圈作為理想邊界的勻強磁場，若磁場均勻減小，則A、 B 環(huán)中感應電動勢EA EB與產生的感應電流IA IB分別

21、是（）A EA EB 1 1； I A I B 1 2圖6B EA EB 1 2； I A I B 1 2CEAEB14；I AI B21D EAEB12；I AI B1 48. 如圖 7 所示，一寬40 cm 的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里。一邊長為20 cm 的正方形導線框位于紙面內，以垂直于磁場邊界的恒定速度v 20 cm/s 通過磁場 區(qū)域，在運動過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行，取它剛進入磁場的時刻為t0，下面所示圖線中，正確反映感應電流隨時間變化規(guī)律的是（）圖7圖79如圖8 所示，在一個左右延伸很遠的上、下有界的勻強磁場上方有一閉合線圈，當閉合線圈 TOC o 1-

22、5 h z 從上方下落穿過磁場的過程中（）A 進入磁場時加速度可能小于g，離開磁場時加速度可能大于g，也可能小于gB 進入磁場時加速度大于g，離開時小于gC進入磁場和離開磁場，加速度都大于g圖 8D 進入磁場和離開磁場，加速度都小于g一個環(huán)形線圈放在磁場中，如圖 9-a 所示， 以磁感線垂直于線圈平面向外的方向為正方向，若磁感強度B 隨時間 t 的變化的關系如圖9-b，那么在第2 秒內線圈中的感應電流的大小和方向是圖9）圖9大小恒定，順時針方向逐漸減小，順時針方向大小恒定，逆時針方向逐漸增加，逆時針方向11如圖10 所示， A是長直密繞通電螺線管。小線圈B 與電流表連接，并沿A的軸線 Ox從

23、O 點自左向右勻速穿過螺線管A。能正確反映通過電流表中電流I 隨 x 變化規(guī)律的是（）12如圖11 所示，虛線框和實線框在同一水平面內。虛線框內有矩形勻強磁場區(qū)，矩形的長是寬的 2 倍。 磁場方向垂直于紙面向里。實線框 abcd 是一個正方形導線框。若將導線框以相同的速率勻速拉離磁場區(qū)域，第一次沿ab 方向拉出，第二次沿ad 方向拉出，兩次外力做的功分別為W1、 W2，則（A W1 W2B W1 2W2C W2 2W1D W2 4W1圖 12B 總是從右向左圖 12B 總是從右向左D 先從右向左，然后從左向右13現代汽車中有一種先進的制動系統(tǒng)防抱死（ABS ）系統(tǒng)，它有一個自動控制剎車系統(tǒng)的裝

24、置，原理如圖12。鐵質齒輪P 與車輪同步轉動。右端有一個繞有線圈的磁體，M 是一個電流檢測器。當車輪帶動齒輪轉動時，線圈中會產生感應電流。這是由于齒靠近線圈時被磁化，使穿過線圈的磁通量增大，齒離開線圈時又使磁通量減小，從而能使線圈中產生感應電流。這個電流經電子裝置放大后能控制制動機構。齒輪P 從圖示位置按順時針方向轉過 角的過程中，通過 M 的感應電流的方向是（）A 總是從左向右C先從左向右，然后從右向左 TOC o 1-5 h z 14北半球地磁場的豎直分量向下。如圖13 所示，在北京某中學實驗室的水平桌面上，放置邊長為Labcd，線圈的ab邊沿南北方向，ad邊沿東西方）A 若使線圈向東平動

25、，則a 點的電勢比b 點的電勢低B 若使線圈向北平動，則a 點的電勢比b 點的電勢低圖C若以ab 為軸將線圈向上翻轉，則線圈中感應電流方向為abcdaD若以ab 為軸將線圈向上翻轉，則線圈中感應電流方向為adc ba15圖14- a是用電流傳感器（相當于電流表，其電阻可以忽略不計）研究自感現象的實驗電路，圖中兩個電阻的阻值均為R， L是一個自感系數足夠大的自感線圈，其直流電阻值也為R。圖14-b是某同學畫出的在t0時刻開關S切換前后，通過傳感器的電流隨時間變化的圖像。關于這些圖像，下列說法中正確的是（）A 甲圖是開關S 由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1 的電流隨時間變化的情況B 乙圖是開關S 由斷

26、開變?yōu)殚]合，通過傳感器1 的電流隨時間變化的情況C丙圖是開關S 由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2 的電流隨時間變化的情況D 丁圖是開關S 由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2 的電流隨時間變化的情況二、填空題16閉合線圈abcd 在磁場中向左運動，如圖15所示，則ab 邊受到。圖 1517由于地磁場的存在，飛機在一定高度水平飛行時，其機翼就會切割磁感線，機翼的兩端之間會有一定的電勢差。若飛機在我國東北上空水平飛行，則從飛行員的角度看，機翼左端的電勢比右端的電勢。圖 16圖 17圖 16圖 1718如圖16 所示，矩形線圈abcd 的一半放在B 0.1T 的勻強磁場中，ab 邊長 10 cm， bc邊長20

27、 cm，若線圈繞ab 邊以角速度100 rad/s 勻速旋轉，由圖示位置轉過90 的時刻， 線圈中瞬時感應電動勢大小為，線圈轉過90過程中平均感應電動勢大小為。19如圖 17 所示，a、 b 燈是兩個完全相同的電燈，電路導通時，調節(jié) R，使a、 b 都正常發(fā)光。先斷開開關，再閉合電鍵瞬間看到兩燈沒有同時發(fā)光，請判斷燈比 燈先發(fā)光，原因是：。20現將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關如下圖18 連接。在開關閉合、線圈A 放在線圈B 中的情況下，某同學發(fā)現當他將滑動變阻器的滑動端P 向左加速滑動時，電流計指針向右偏轉。若將線圈A 中鐵芯向上拔出，則能引起電流計的指針向偏轉；若

28、斷開開關，能引起電流計指針 偏轉 ; 若滑動變阻器的滑動端P 勻速向右滑動，能使電流計指針偏轉。三、解答題21如圖 19所示，處于光滑水平面上的矩形線圈邊長分別為L1和 L2，電阻為R，處于磁感應強度為 B 的勻強磁場邊緣，線圈與磁感線垂直。將線圈以向右的速度v 勻速拉出磁場的過程。求： TOC o 1-5 h z （ 1 ）拉力大小F ；（ 2）拉力的功率P；（ 3）拉力做的功W；（ 4）線圈中產生的電熱Q；圖 19（ 5）通過線圈某一截面的電荷量q。22圖 20 中 MN 和 PQ 為豎直方向的兩平行長直金屬導軌，間距l(xiāng) 為0.40 m，電阻不計。導軌所在平面與磁感應強度B 為 0.50

29、T的勻強磁場垂直。質量m為 6.0 10-3 kg、電阻為1.0 的金屬桿ab 始終垂直于導軌，并與其保持光滑接觸。導軌兩端分別接有滑動變阻器和阻值為3.0 的電阻R1。當桿 ab 達到穩(wěn)定狀態(tài)時以速率v勻速下滑，整個電路消耗的電功率P為 0.27 W， 重力加速度取10 m/s2，試求速率v 和滑動變阻器接入電路部分的阻值R2。23一個半徑r 0.10 m 的閉合導體圓環(huán)，圓環(huán)單位長度的電阻R0 1.0 10-2 /m。如圖 21-a所示，圓環(huán)所在區(qū)域存在著勻強磁場，磁場方向垂直圓環(huán)所在平面向外，磁感應強度大小隨時間變化情況如圖21-b 所示。2）分別求在0 0.3 s和0.3 s 0.5s

30、 時間內圓環(huán)中感應電流的大小，并在圖21-c 中畫出圓環(huán)圖 212）分別求在0 0.3 s和0.3 s 0.5s 時間內圓環(huán)中感應電流的大小，并在圖21-c 中畫出圓環(huán)圖 2124 單位時間內流過管道橫截面的液體體積叫做液體的體積流量（以下簡稱流量）。 有一種利用電磁原理測量非磁性導電液體（如自來水、啤酒等）流量的裝置，稱為電磁流量計。它主要由將流量轉換為電壓信號的傳感器和顯示儀表兩部分組成。傳感器的結構如圖22 所示， 圓筒形測量管內壁絕緣，其上裝有一對電極a 和c， a、 c間的距離等于測量管內徑D，測量管的軸線與a、 c的連線方向以及通 TOC o 1-5 h z 電線圈產生的磁場方向三

31、者相互垂直。當導電液體流過測量管時，在電極a、 c 間出現感應電動勢E，并通過與電極連接的儀表顯示出液體的流量Q。設磁場均勻恒定，磁感應強度為B。（ 1）已知D0.40m，B2.510-3T，Q 0.12m3/s。試求E的大?。ㄈ?.0）；（ 2）顯示儀表相當于傳感器的負載電阻，其阻值記為R。 a、 c間導電液體的電阻r 隨液體電阻率的變化而變化，從而會影響顯示儀表的示數。試以E、 R、 r 為參量，給出電極a、 c間輸出電壓U的表達式，并說明怎樣可以降低液體電阻率變化對顯示儀表示數的影響。圖 22參考答案一、選擇題 CDA、 B、 D 解析：當周長一定的線圈由矩形變成圓形時，面積將變大，所以

32、穿過閉合線圈的磁通量增大，能產生感應現象。C解析：靈敏電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，若有電流，說明回路中有磁通量的變化，線圈所在處一定有磁場；若無電流，只說明線圈回路中沒有磁通量的變化，但不一定沒有磁場，可能磁場方向與線圈平面平行。DBCD解析： 滑片 P 不論勻速運動還是變速運動，線圈中的電流都會變化，都會使鐵芯中的磁場變化。B解析：當O 和 d 重合時，環(huán)切割磁感線的有效長度等于環(huán)的半徑，產生的電動勢最大。A 解析：兩環(huán)的磁通量變化率總是相同的，根據法拉第電磁感應定律，兩線圈的電動勢相同。C 解析：線圈進入磁場時，穿過線圈磁通量增加產生逆時針方向電流，線圈完全進入磁場后的

33、運動過程，穿過線圈的磁通量不變，沒有感應電流，線圈穿出磁場過程，穿過線圈的磁通量減小，產生順時針方向電流。A解析：線圈進入磁場過程，穿過線圈的磁通量增加，產生的感應電流沿逆時 TOC o 1-5 h z 針方向，下邊受到的安培力向上，如圖所示。根據牛頓第二定律，線圈的加速度mg22 F ma，其中F Bil Bl BLv ，則a g B l v ，由此式可知，當線圈進入磁場RmR時的速度較小時，加速度向下，且小于g，當線圈進入磁場的速度合適時，加速度可以為0，當線圈進入磁場時的速度很大時，可能使得ag，即安培力等于重力的2 倍，這樣加速度向上，且等于g。出磁場時，同樣可以分析出，線圈的加速度大

34、小可以等于、小于或大于g。A解析：根據圖像可知，在第2 秒內磁場方向垂直紙面向外，穿過線圈的磁場增強，由楞次定律得出，線圈中的感應電流方向為順時針方向。根據電磁感應定律，E N NS B ，由于B 隨時ttB間均勻增加，因此 B 恒定， E 也恒定。tC解析：小線圈B 在進入通電螺線管和穿出螺線管過程中，穿過B 的磁通量一個是增加的，一個是減小的，因此感應電流的方向相反，所以選項A、 D 是錯誤的。已知螺線管是長直密繞的，說明其內部一段距離內可以認為是勻強磁場，那么小線圈在螺線管內部通過時就不會有磁通量的變化，感應電流為零，所以B 錯誤。C解析：沿ab 方向拉出線框時，由于線框勻速運動，因此外

35、力做功等于安培力做功的絕對值，設2B2l3v矩形磁場長為2l，寬為 l。有安培力過程中線框運動距離為2l，拉力做功W1 F2l 2B l v。同樣方R23法可得出沿ad 方向拉出過程，W2 Fl 4B l v 。RD解析：開始時，齒正對著線圈，由于齒被磁化，磁場最強，穿過線圈的磁通量最大，當齒輪轉過 角時，磁場最弱，齒輪轉過角時，磁場又達最強，這樣穿過線圈的磁通量先減弱，再增強，根2據楞次定律，線圈中的感應電流產生的磁場先向左，后向右。 所以流過M 的電流方向是先向左后向右。AC 解析：北半球地球磁場是向北且斜向下的，可以分解為水平和豎直分量，沿東西方向的分量較小我們忽略不計，在實驗室范圍 內

36、，地磁場可看作是勻強磁場，下圖中畫出了地磁場的水平分量和 豎直分量。線圈向東平動時，ab、 cd 邊切割地磁場的豎直分量，產生電動勢，使得a 點電勢低于b 點電勢；若使線圈向北平動，bc、 ad 邊切割地磁場的豎直分量，產生電動勢，則c 點的電勢比b 點的電勢低，但是a、 b 電勢相等；若以ab為軸將線圈向上翻轉，穿過線圈的磁通量減小，根據楞次定律，線圈中產生的感應電流方向為 a bc d a。BC解析：從電路圖看，自感線圈與電阻并聯(lián)，傳感器1 測量干路電流，傳感器2 測量電阻這一支路的電流。當開關閉合時，自感線圈具有阻礙電流增加的作用，從而產生自感電動勢，而電阻可以認為沒有這個作用，因此流過

37、電阻的電流能夠瞬間達到穩(wěn)定電流，流過線圈的電流要延遲一段時間達到穩(wěn)定電流，所以傳感器1 測出的電流應該是圖乙所示。當開關斷開時，自感線圈又阻礙電流的減小，電流要延遲一段時間，電流要通過電阻這一支路構成回路，因此電阻通過的自感電流從右向左，與原來方向相反，電流在t0時刻最大，大小等于線圈中的穩(wěn)定電流，然后逐漸減小到0。電流隨時間變化的圖象就是丙圖形狀。二、填空題16向上解析： 根據右手定則判斷出感應電流方向為順時針方向，再根據左手定則判斷ab 邊受到的安培力方向。17高解析：在我國東北地區(qū)，地磁場的磁感線方向是向北偏下的，豎直分量向下，飛機在水平面內不論向哪個方向飛行，都會切割磁感線的豎直分量，從而產生感應電動勢，根據右手定則可以得出機翼左端的電勢比右端電勢高。0.628 V； 0.2 V解析：由圖示位置轉過90的時刻，cd 邊線速度的大小vlad，方向垂直于磁感線方向，產生的瞬時感應電動勢大小e Blcdv 0.1 0.1 100 0.2 0.628（ V） ；線圈轉過90過程中磁通量