电磁感应期中复习材料
知识结构: 常见题型 一、磁通量
【例1】如图所示,两个同心放置的共面单匝金属环a和b,一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直放置.设穿过圆环a的磁通量为Φa,穿过圆环b的磁通量为Φb,已知两圆环的横截面积分别为Sa和Sb,且Sa<Sb,则穿过两圆环的磁通量大小关系为 A.Φa=Φb
电磁感应产生的条件 回路中的磁通量变化 感应电流的方向判定 楞次定律 特殊情况:右手定则 感应电动势的大小 法拉第电磁感应定律E=ΔΦ/Δt 特殊情况:导体切割磁感线E=BLV 电磁感应的实际应用:自感现象(自感系数L),涡流
B.Φa>Φb C.Φa<Φb
D.无法确定
二、电磁感应现象
【例2】图为“研究电磁感应现象”的实验装置. (1)将图中所缺的导线补接完整.
(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上电键后( ) A.将原线圈迅速插入副线圈时,电流计指针向右偏转一下 B.将原线圈插入副线圈后,电流计指针一直偏在零点右侧 C.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电流计指针向右偏转一下
D.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电流计指针向左偏转一下
三、感应电流产生的条件 (1)文字概念性
【例3】关于感应电流,下列说法中正确的是( ) A.只要闭合电路里有磁通量,闭合电路里就有感应电流
B.穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生 C.线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框也没有感应电流 D.只要电路的一部分切割磁感线运动电路中就一定有感应电流
- 1 -
(2)图象分析性
【例4】金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图6所示的运动,线圈中有感应电流的是:
【例5】如图所示,在条形磁铁的外面套着一个闭合弹簧线圈,若把线圈四周向外拉,使线圈包围的面积变大,这时:
A、线圈中有感应电流 B、线圈中无感应电流 C、穿过线圈的磁通量增大 D、穿过线圈的磁通量减小 二、感应电流的方向 1、楞次定律
【例6】在电磁感应现象中,下列说法中正确的是( ) A.感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反 B.闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流
C.闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动时一定能产生感应电流 D.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化
【例7】如图,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是( ) A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左 B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左 C.FN先大于mg后大于mg,运动趋势向右 D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右
【例8】如图1所示,当变阻器R的滑动触头向右滑动时,流过电阻R′的电流方向是_______.
图1 图2 图3
回路.当一条形磁铁从上方向下迅速接近回路时,可动的两导体棒PQ将( ) A.保持不动 B.两根导体相互远离 C.两根导体相互靠近 D.无法判断
【例9】如图2所示,光滑固定导轨MN水平放置,两根导体棒PQ平行放在导轨上,形成闭合
【例10】如图3所示,在匀强磁场中放有平行金属导轨,它与大线圈M相连接,要使小线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面)( )
A.向右匀速运动
B.向左加速运动? C.向右减速运动
- 2 -
D.向右加速运动?
2、右手定则
【例11】如图所示为地磁场磁感线的示意图,在北半球地磁场的竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度不变,由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为U1,右方机翼末端处电势为U2,则
A、 若飞机从西往东飞,U1比U2高 B、若飞机从东往西飞,U2比U1高 C、若飞机从南往北飞,U1比U2高 D、若飞机从北往南飞,U2比U1高 三、法拉第电磁感应定律 1、公式E=BLv 或 E=nΔФ12 或 E=BLw 或 E=NBSwsinwt Δt2【例12】如下图所示,铜杆OA长为L, 在垂直于匀强磁场的平面上绕O点以角速度ω匀速转动,磁场的磁感应强度为B,求杆OA两端的电势差,并分析O、A两点电势的高低。
四、法拉第电磁感应定律的应用 1、基本概念
【例13】如图所示,将边长为l、总电阻为R的正方形闭合线圈,从磁感强度为B的匀强磁场中以速度v匀速拉出过程中(磁场方向垂直线圈平面) (1)所用拉力F= . (2)拉力F做的功W= . (3)拉力F的功率PF= . (4)线圈放出的热量Q= . (5)线圈发热的功率P热= (6)通过导线截面的电量q= .
上题中,用一个平行线框的力将此线框匀速地拉进磁场。设第一次速度为v,第二次速度为2 v,则
(7)两次拉力大小之比为F1:F2=_ ___, (8)拉力做的功之比为W1:W2=___ _, (9)拉力功率之比为P1:P2=___ _,
(10)流过导线横截面的电量之比为q1:q2=___ _
- 3 -
A'
O 2.图像
【例14】穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像分别如图甲、乙、丙、丁所示,下列关于回路中产生的感应电动势的论述,正确的是( ) A.图甲中回路产生的感应电动势恒定不变 B.图乙中回路产生的感应电动势一直在变大
C.图丙中回路在0~t1时间内产生的感应电动势大于在t1~t2时间内产生的感应电动势 D.图丁中回路产生的感应电动势先变小再变大
【例15】在竖直的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图1所示,当磁场的磁感应强度B随时间t如图2变化时,图3中正确表示线圈中感应电动势E变化的是( )
【例16】如图甲所示,有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域,其直角边长为L,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B。一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd,从图示位置开始沿x轴正方向以速度υ匀速穿过磁场区域。取沿a?b?c?d?a的感应电流为正,则图乙中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是( )
- 4 -
3、等效电路
【例17】两条光滑平行金属导轨间距d=0.6m,导轨两端分别接有R1=10Ω,R2=2.5Ω的电阻,磁感应强度B=0.2T的匀强磁场垂直于轨道平面向纸外,如图所示,导轨上有一根电阻为1.0Ω的导体杆MN当MN杆以v=5.0m/s的速度沿导轨向左滑动时, (1)MN杆产生的感应电动势大小为多少, 哪一端电势较高? (2)用电压表测MN两点间电压时,电表的示数为多少? (3)通过电阻R1的电流为多少?通过电阻R2的电流为多少? (4)杆所受的安培力的大小为多少?方向怎样?
【例18】粗细均习的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是( )
4、电磁感应中的动力学和能量问题
【例19】如图所示,空间有一个方向水平的有界磁场区域,一个矩形线框,自磁场上方某一高度下落,然后进入磁场,进入磁场时,导线框平面与磁场方向垂直.则在进入时导线框不可能( )
A.变加速下落 B.变减速下落 C.匀速下落 D.匀加速下落
- 5 -