高中物理法拉第電磁感應(yīng)定律自感新人教版

課前檢測、在如圖8－2－1所示寬度范圍內(nèi)，用場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場可使初速度是v0的某種正粒子偏轉(zhuǎn)θ角．在同樣寬度范圍內(nèi)，若改用方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，使該粒子穿過該區(qū)域，并使偏轉(zhuǎn)角也為θ(不計粒子的重力)，問：(1)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？(2)粒子穿過電場和磁場的時間之比是多大？圖8－2－1[答案]

2．如圖8－2－16所示，一束電子流沿管的軸線進(jìn)入螺線管，忽略重力，電子在管內(nèi)的運(yùn)動應(yīng)該是(

)A．當(dāng)從a端通入電流時，電子做勻加速直線運(yùn)動B．當(dāng)從b端通入電流時，電子做勻加速直線運(yùn)動C．不管從哪端通入電流，電子都做勻速直線運(yùn)動D．不管從哪端通入電流，電子都做勻速圓周運(yùn)動圖8－2－16答案：C3．(2010·中山模擬)半徑為r的圓形空間內(nèi)，存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一個帶電粒子(不計重力)從A點以速度v0垂直于磁場方向射入磁場中，并從B點射出．∠AOB＝120°，如圖8－2－17所示，則該帶電粒子在磁場中運(yùn)動的時間為(

)圖8－2－17答案：

D4．(2009·安徽高考)如圖8－2－18所示是科學(xué)史上一張著名的實驗照片，顯示一個帶電粒子在云室中穿過某種金屬板運(yùn)動的徑跡．云室放置在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直照片向里．云室中橫放的金屬板對粒子的運(yùn)動起阻礙作用．分析此徑跡可知粒子(

)A．帶正電，由下往上運(yùn)動B．帶正電，由上往下運(yùn)動C．帶負(fù)電，由上往下運(yùn)動D．帶負(fù)電，由下往上運(yùn)動圖8－2－18答案：A5．電子質(zhì)量為m，電荷量為q，以與x軸成θ角的速度v0射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，最后從x軸上的P點射出，如圖8－2－19所示，求：(1)OP的長度；(2)電子由O點射入到從P點射出所需的時間t.圖8－2－19答案：(1)

(2)例題、如圖9－2－1所示，導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線，半徑為r的圓內(nèi)有垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一根長度大于2r的導(dǎo)線MN以速度v在圓環(huán)上無摩擦地自左端勻速滑到右端，電路的固定電阻為R，其余電阻不計，求MN從圓環(huán)的左端滑到右端的過程中電阻R上的電流的平均值和通過電阻R的電荷量．

圖9－2－1[答案](12分)在范圍足夠大，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，B＝0.2T，有一水平放置的光滑框架，寬度為L＝0.4m，如圖9－2－2所示，框架上放置一質(zhì)量為0.05kg、電阻為1Ω的金屬桿cd，框架電阻不計．若桿cd以恒定加速度a＝2m/s2，由靜止開始做勻變速運(yùn)動，求：(1)在5s內(nèi)平均感應(yīng)電動勢是多少？(2)第5s末回路中的電流多大？(3)第5s末作用在桿cd上的水平外力多大？

圖9－2－2[答案]

(1)0.4V

(2)0.8A

(3)0.164N如圖9－1－4所示，兩個線圈套在同一個鐵芯上，線圈的繞向在圖中已經(jīng)標(biāo)出．左線圈連著平行導(dǎo)軌M和N，導(dǎo)軌電阻不計，在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab，金屬棒處在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場中．下列說法中正確的是(

)A．當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動時，a點電勢高于b點，c點電勢高于d點B．當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動時，b點電勢高于a點，c點與d點等電勢C．當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動時，b點電勢高于a點，c點電勢高于d點D．當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動時，b點電勢高于a點，d點電勢高于c點[答案]

BD2．如圖9－1－5所示，水平放置

的兩條光滑軌道上有可自由

移動的金屬棒PQ、MN，當(dāng)

PQ在外力的作用下運(yùn)動時，

MN在磁場力的作用下向右運(yùn)動，

則PQ所做的運(yùn)動可能是(

)A．向右加速運(yùn)動

B．向左加速運(yùn)動

C．向右減速運(yùn)動

D．向左減速運(yùn)動答案：

BC2．如圖9－1－6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I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．受力向上

D．受力為零答案：

A1．有N匝面積為S＝100cm2的金屬環(huán)，電阻為R＝0.1Ω，環(huán)中磁場的變化規(guī)律如圖9－2－3所示，且磁場方向垂直于環(huán)向里，在t1到t2時間內(nèi)，通過金屬環(huán)的電荷量是多少？圖9－2－3答案：0.01NC兩根光滑的長直金屬導(dǎo)軌MN、M′N′平行置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，電阻不計，M、M′處接有如圖9－3－1所示的電路，電路中各電阻的阻值均為R，電容器的電容為C.長度也為l、阻值同為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中．a(chǎn)b在外力作用下向右勻速運(yùn)動且與導(dǎo)軌保持良好接觸，在ab運(yùn)動距離為x的過程中，整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q.求：

(1)ab運(yùn)動速度v的大?。?/p>

(2)電容器所帶的電荷量q.圖9－3－1[答案]

(1)4QR/(B2l2x)

(2)CQR/(Blx)例2、一矩形線圈位于一隨時間t變化的磁場內(nèi)，磁場方向垂直線圈所在的平面(紙面)向里，如圖9－3－2甲所示．磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律如圖9－3－2乙所示．以I表示線圈中的感應(yīng)電流，以圖9－3－2甲中線圈上箭頭所示方向的電流為正，則圖9－3－3所示的I－t圖中正確的是(

)圖9－3－2[答案]

A(14分)位于豎直平面內(nèi)的矩形平面導(dǎo)線框abcd，ab長L1＝1.0m，bc長L2＝0.5m，線框的質(zhì)量m＝0.2kg，電阻R＝2Ω.其下方有一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，該區(qū)域的上、下邊界PP′和QQ′均與ab平行．兩邊界間距離為H，H＞L2，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0T，方向與線框平面垂直．如圖9－3－6所示，令線框的cd邊從離磁場區(qū)域上邊界PP′的距離為h＝0.7m處自由下落．已知線框的cd邊進(jìn)入磁場以后，ab邊到達(dá)邊界PP′之前的某一時刻線框的速度已達(dá)到這一階段的最大值．求從線框開始下落，到cd邊剛剛到達(dá)磁場區(qū)域下邊界QQ′的過程中，磁場作用于線框的安培力所做的總功為多少？(g取10m/s2)圖9－3－6

[答案]

－0.8J2．(2009·廣東高考)如圖9－3－7(a)所示，一個電阻值為R、匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路，線圈的半徑為r1，在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的關(guān)系圖線如圖9－3－7(b)所示.圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0.導(dǎo)線的電阻不計，求0至t1時間內(nèi)：

(1)通過電阻R1上的電流大小和方向；

(2)通過電阻R1上的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量．圖9－3－71．如9－3－8所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，將一水平

放置的金屬棒ab以水平速度v0拋出．設(shè)在整個過程中，棒

的取向不變且不計空氣阻力，則在金屬棒運(yùn)動過程中產(chǎn)生

的感應(yīng)電動勢大小變化情況是(

)A．越來越大

B．越來越小

C．保持不變

D．無法判斷圖9－3－8[隨堂鞏固]答案：C

2．用均勻?qū)Ь€做成的正方形線框邊長為0.2m，正方形的一半放在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，如圖9－3－9所示．在磁場以10T/s的變化率增強(qiáng)時，線框中a、b兩點間的電勢差是(

)A．Uab＝0.1VB．Uab＝－0.1VC．Uab＝0.2VD．Uab＝－0.2V圖9－3－9答案：B3．在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖9－3－10甲所示，當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t做如圖乙所示變化時，圖9－3－11中正確表示線圈中感應(yīng)電動勢E變化的是(

)圖9－3－

10圖9－3－11答案：

A4．(2009·天津高考)如圖9－3－12所示，豎直放置的兩根平

行金屬導(dǎo)軌之間接有定值電阻R，質(zhì)量不能忽略的金屬棒

與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良好接觸且無摩擦，棒與導(dǎo)軌的

電阻均不計，整個裝置放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌

平面垂直，棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段

時間內(nèi)，力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于(

)A．棒的機(jī)械能增加量

B．棒的動能增加量

C．棒的重力勢能增加量

D．電阻R上放出的熱量圖9－3－12答案：A通電自感斷電自感電路圖器材要求A1、A2同規(guī)格，R＝RL，L較大L很大(有鐵芯)斷電自感通電自感現(xiàn)象在S閉合瞬間，燈A2立即亮起來，燈A1逐漸變亮，A1、A2最終一樣亮在開關(guān)S斷開時，燈A漸漸熄滅或閃亮一下再熄滅原因由于開關(guān)閉合時流過電感線圈的電流增大，使線圈產(chǎn)生自感電動勢，阻礙了電流的增大，使流過燈A1的電流比流過燈A2的電流增加得慢S斷開時，線圈L產(chǎn)生自感電動勢，阻礙了電流的減小，使電流繼續(xù)存在一段時間；燈A中電流反向不會立即熄滅．若RL<RA，原來的IL>IA，則燈A熄滅前要閃亮一下；若RLRA，原來的電流ILIA，則燈A逐漸熄滅不再閃亮一下4．反電動勢

(1)定義：電動機(jī)轉(zhuǎn)動時，線圈中也會產(chǎn)生

，

這個感應(yīng)電動勢總要

電源電動勢的作用．我們把這

個電動勢稱為反電動勢．

(2)作用：

線圈的轉(zhuǎn)動．感應(yīng)電動勢削弱阻礙三、互感、自感和渦流1．互感現(xiàn)象兩個互相靠近的線圈，當(dāng)一個線圈中的電流變化時，它所

產(chǎn)生的變化的

會在另一個線圈中產(chǎn)生