第9講 電磁感應(yīng)總結(jié).doc

洋涇中學(xué)高三物理第二輪復(fù)習(xí)專題講座 第9講 電磁感應(yīng)總結(jié)一、知識點(diǎn)思維導(dǎo)圖電磁感應(yīng)本質(zhì)磁通量的變化回路閉合才有感應(yīng)電流 方向判斷 楞次定律(兩種表述) 右手定則 大小計算 法拉第電磁感應(yīng)定律：e=nDF/Dt 切割產(chǎn)生：e=BLv二、能力目標(biāo)訓(xùn)練題例1在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，下列說法中正確的是 ( )A、感應(yīng)電流的磁場總是跟原來的磁場方向相反B、閉合線框放在變化的磁場中，一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流C、閉合線框放在勻強(qiáng)磁場中作切割磁感線運(yùn)動，一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流D、感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙原來磁場磁通量的變化 例2朝南的鋼窗原來關(guān)著，今將它突然朝外推開，轉(zhuǎn)過一個小于900的角度，考慮到地球磁場的影響，則鋼窗活動的一條邊中(左邊) ( )A、有自下而上的微弱電流B、有自上而下的微弱電流C、有微弱電流，方向是先自上而下，后自下而上D、有微弱電流，方向是先自下而上，后自上而下例3（多選）如圖所示，一根長導(dǎo)線彎曲成“P”形，通入直流電I，正中間用絕緣線懸掛一金屬環(huán)C，環(huán)與導(dǎo)線處于同一豎直平面內(nèi)。在電流I增大的過程中，下列敘述正確的是( )A、金屬環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生 B、金屬環(huán)中有逆時針方向的感應(yīng)電流C、懸掛金屬環(huán)C的豎直線中的拉力變大 D、金屬環(huán)C仍能保持靜止?fàn)顟B(tài) 例4（多選）如圖所示，蹄形磁鐵和矩形線圈均可繞豎直軸OO/轉(zhuǎn)動，若線圈和轉(zhuǎn)軸之間的摩擦不能忽略。從上向下看，當(dāng)磁鐵逆時針勻速轉(zhuǎn)動時，則 ( )A、線圈將逆時針勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同 B、線圈將逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速一定比磁鐵轉(zhuǎn)速小C、從圖示位置磁鐵開始轉(zhuǎn)動時，線圈abcd中的感應(yīng)電流的方向是abcda D、在磁鐵不斷轉(zhuǎn)動的過程中，線圈abcd中感應(yīng)電流的方向一定會發(fā)生改變 例5如圖所示，兩個大小相等互相絕緣的導(dǎo)體環(huán)，B環(huán)有一半面積在A環(huán)內(nèi)，當(dāng)電鍵K斷開時，B環(huán)內(nèi)_感應(yīng)電流(填“有、無”)，若有，感應(yīng)電流方向為_時針方向。順例6以下四種情況中，可以使空間與直線aOb垂直的平面上出現(xiàn)如圖所示的一組以O(shè)為圓心的同心圓狀閉合的電場線的是( ) A、在O點(diǎn)有點(diǎn)電荷 B、沿a到b方向有恒定電流 C、沿a到b方向的磁場在減弱 D、沿a到b方向的磁場在增強(qiáng) 例7已知某一區(qū)域的地下埋有一根與地表面平行的直線電纜，電纜中通有變化的電流，在其周圍有變化的磁場，因此可以通過在地面上測量閉合試探小線圈中的感應(yīng)電動勢來探測電纜的確切位置、走向和深度。當(dāng)線圈平面平行地面測量時，在地面上a、c兩處測得試探線圈中的電動勢為零，b、d兩處線圈中的電動勢不為零；當(dāng)線圈平面與地面成450夾角時，在b、d兩處測得試探線圈中的電動勢為零，經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)，a、b、c、d恰好位于邊長為1m的正方形的四個頂角上，如圖所示。據(jù)此可以判定地下電纜在_兩點(diǎn)連線的正下方，離地表面的深度為_m。例8一個圓形線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化的勻強(qiáng)磁場中，線圈平面與磁感線成600角。要想使線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大一倍，可采用的辦法是( ) A、將線圈的匝數(shù)增加一倍B、將線圈的面積增加一倍 C、將線圈的直徑增加一倍D、使線圈平面與磁感線垂直例9如圖PQRS為一正方形導(dǎo)線框，它以恒定速度向右進(jìn)入以MN為邊界的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于線框平面，MN線與線框的邊成450角，E、F分別為PS和PQ的中點(diǎn)，則線圈中感應(yīng)電流的最大值出現(xiàn)在 ( B ) A、E點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時 B、P點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時 C、F點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時 D、Q點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時例10矩形線圈abcd和長直導(dǎo)線處于同一平面內(nèi)，如圖所示，用兩種方法將線圈移到II的位置上，(1)平移；(2)繞cd邊轉(zhuǎn)過1800，兩次通過線圈的電量分別為q1、q2，則（） A、q1q2 C、q1=q2 D、條件不足，無法確定例11甲、乙兩個完全相同的金屬環(huán)可繞固定軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)給以相同初速度開始轉(zhuǎn)動時，由于阻力，經(jīng)相同時間便停止，若將兩金屬環(huán)置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等的勻強(qiáng)磁場中，甲環(huán)轉(zhuǎn)軸與磁場方向平行，乙環(huán)轉(zhuǎn)軸與磁場垂直，如圖，當(dāng)同時以相同的初速度開始轉(zhuǎn)動后，則(B ) A、甲環(huán)先停 B、乙環(huán)先停 C、兩環(huán)同時停 D、無法判斷例12（多選）如圖所示，閉合導(dǎo)體框abcd從高處自由下落，從bc邊進(jìn)入磁場到ad邊進(jìn)入磁場那段時間內(nèi)，線框運(yùn)動的速度圖象可能是下面的哪些？()例13（多選）如圖甲所示，導(dǎo)體框架abcd放在傾角為q的絕緣光滑斜面上，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ放在ab、cd上，且正好卡在垂直于斜面的四枚光滑小釘之間。回路總電阻為R，整個裝置放在垂直于框架平面的變化的磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化情況如圖乙所示。則在0t秒內(nèi)回路內(nèi)的感應(yīng)電流I及PQ與小釘間的彈力N的大小變化情況可能是( )A、I是恒定的 B、I是變化的 C、N先減小后增大 D、N一直增大例14（多選）如圖所示，邊長為L的正方形導(dǎo)線框底邊水平，且平行于正下方的磁場邊界，正下方的勻強(qiáng)磁場寬度均為L，磁感強(qiáng)度等值反向，兩磁場區(qū)域緊鄰。當(dāng)線框底邊進(jìn)入磁場I區(qū)域時，導(dǎo)線框恰好做勻速運(yùn)動，這時導(dǎo)線框的電功率為P。則當(dāng)導(dǎo)線框底邊剛進(jìn)入磁場II區(qū)域時，下列結(jié)論正確的是：（ ） A、導(dǎo)線框作加速運(yùn)動，其加速度為g/2； B、導(dǎo)線框作減速運(yùn)動，其加速度大小為3g； C、導(dǎo)線框作減速運(yùn)動，其瞬時電功率為2P； D、導(dǎo)線框作減速運(yùn)動，其瞬時電功率為4P。 例16如圖所示，間距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌彎成“”型，底部導(dǎo)軌面水平，傾斜部分與水平面成q角，導(dǎo)軌與固定電阻R相連，整個裝置處于豎直向上的大小為B的勻強(qiáng)磁場中。導(dǎo)體ab和cd，質(zhì)量均為m，垂直于導(dǎo)軌放置，且與導(dǎo)軌間接觸良好，兩導(dǎo)體棒的電阻與固定電阻R阻值相等，其余部分電阻不計，當(dāng)導(dǎo)體棒cd沿底部導(dǎo)軌向右以速度為v勻速滑動時，導(dǎo)體棒ab恰好在傾斜導(dǎo)軌上處于靜止?fàn)顟B(tài)，則導(dǎo)體棒ab消耗的熱功率與cd棒克服安培力做功的功率之比為_，電阻R的阻值為_。例17一電阻為R的金屬圓環(huán)，放在勻強(qiáng)磁場中，磁場與圓環(huán)所在平面垂直，如圖(a)所示。已知通過圓環(huán)的磁通量隨時間t的變化關(guān)系如圖(b)所示，圖中的最大磁通量F0和變化周期T都是已知量，求：(1)t=0到t=T/4的時間內(nèi)，通過金屬圓環(huán)某橫截面的電荷量q。(2)在t=0到t=2T的時間內(nèi)，金屬圓環(huán)所產(chǎn)生的電熱Q。例18 如圖所示，abcd為一等腰梯形導(dǎo)體框，質(zhì)量為m，電阻為R，ab=3cd=3L，此導(dǎo)體框放在絕緣的光滑水平面上，cd邊平行于y軸，y軸右方為方向垂直于線圈平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。若導(dǎo)體框以動能E0沿x軸方向進(jìn)入磁場運(yùn)動一段時間后，當(dāng)線圈中產(chǎn)生的電能為E(EE0)時，導(dǎo)體框兩腰與y軸的交點(diǎn)恰為兩腰的中點(diǎn)。求此時磁場力的功率。例19 如圖(甲)所示，一正方形金屬線框放置在絕緣的光滑水平面上，并位于一豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域內(nèi)，線框的右邊緊貼著磁場的邊界，從t=0時開始，對線框施加一水平向右的外力F，使線框從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，在t1時刻穿出磁場。已知外力F隨時間變化的圖象如圖(乙)所示，且線框的質(zhì)量m、電阻R、圖(乙)中的F0、t1均為已知量。試求出兩個與上述過程有關(guān)的電磁學(xué)物理量(即由上述已知量表達(dá)的關(guān)系式)例20 如圖所示，兩條水平虛線之間有垂直于紙面向里、寬度為d、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。質(zhì)量為m、電阻為R的正方形線圈邊長為L(Ld)，線圈下邊緣到磁場上邊緣距離為h。將線圈由靜止釋放(不計空氣阻力)，其下邊緣剛進(jìn)入磁場和剛穿出磁場時刻的速度相等，則在整個線圈穿過磁場的全過程中(從下邊緣進(jìn)入到上邊緣穿出磁場)。 (1)線圈中產(chǎn)生的熱量是多少? (2)線圈的最小速度一定是多大? 例21 如圖所示是磁懸浮列車的原理圖，水平面上有2根很長的平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間有豎直方向等間距的勻強(qiáng)磁場B1和B2，B1=B2=1T，導(dǎo)軌上金屬框abcd，電阻R=2W，寬度與磁場間隔L=0.4m相同，當(dāng)勻強(qiáng)磁場以速度v0=5.0m/s向左運(yùn)動時，線框?qū)⑾蚰膫€方向運(yùn)動?如果無任何阻力，線框的最大速度將達(dá)到多少?如果阻力f=1N，線框的最大速度是多少?此時為了維持該速度，磁場必須提供的功率為多少?例22 如圖所示為足夠長的光滑斜面導(dǎo)軌MM/和NN/，斜面的傾角q=300，導(dǎo)軌相距為d，上端M和N用導(dǎo)線相連，并處于垂直斜面向上的均勻磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時間t的變化規(guī)律為B=kt，其中k為常數(shù)。質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置在MN附近。從靜止開始下滑，通過的路程為L時，速度恰好達(dá)到最大，此時磁場的磁感強(qiáng)度的大小為B。設(shè)金屬棒的電阻為R。導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻不計，求：(1)金屬棒最大速度vm ；(2)如果按照下式Q=mgLsinq-mvm2/2求金屬棒從靜止開始下滑，通過的路程為L過程中所產(chǎn)生熱量Q是否可行？作出評價并說明理由。例23如圖所示，光滑的足夠長的平行水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距l(xiāng)，在M 、P點(diǎn)和N、Q點(diǎn)間各連接一個額定電壓為U、阻值恒為R的燈泡，在兩導(dǎo)軌間cdfe矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為d的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，且磁場區(qū)域可以移動。一電阻也為R、長度也剛好為l的導(dǎo)體棒ab垂直固定在磁場左邊的導(dǎo)軌上，離燈L1足夠遠(yuǎn)?，F(xiàn)讓勻強(qiáng)磁場在導(dǎo)軌間以某一恒定速度向左移動，當(dāng)棒ab剛處于磁場時兩燈恰好正常工作。棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計。(1)求磁場移動的速度；(2)求在磁場區(qū)域經(jīng)過棒ab的過程中燈L1所消耗的電能；(3)若保持磁場不移動(仍在cdfe矩形區(qū)域)，而是均勻改變磁感應(yīng)強(qiáng)度，為保證兩燈都不會燒壞且有電流通過，試求出均勻改變時間t時磁感應(yīng)強(qiáng)度的可能值Bt。例24 如圖所示，在同一平面內(nèi)放置的三條光滑平行足夠長金屬導(dǎo)軌a、b、c構(gòu)成一個斜面，此斜面與水平面的夾角q=300，金屬導(dǎo)軌相距均為d=1m，導(dǎo)軌ac間橫跨一質(zhì)量為m=0.8kg的金屬棒MN，棒與每根導(dǎo)軌始終良好接觸，棒的電阻r=1W，導(dǎo)軌的電阻忽略不計。在導(dǎo)軌bc間接一電阻恒為R=2W的燈泡，導(dǎo)軌ac間接一電壓傳感器(相當(dāng)于理想電壓表