高二物理電磁感應(yīng)全章復(fù)習(xí)

1、高二物理電磁感應(yīng)全章復(fù)習(xí)【教學(xué)內(nèi)容】一、 知識框架感應(yīng)電流感應(yīng)電動勢磁通變化自感現(xiàn)象切割磁感線特例二、重要公式內(nèi) 容公 式感應(yīng)電動勢 【方法指導(dǎo)與教材延伸】一、分清磁通、磁通變化、磁通變化率 磁通（單位Wb），表示穿過垂直磁感線的某個面積的磁感線的多少。 磁通變化，是回路中產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的必要條件，即只要有，一定有感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生。 磁通變化率，反映了穿過回路的磁通變化的快慢，是決定感應(yīng)電動勢大小的因素。 因此，判斷回路中是否發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，應(yīng)從上著手；比較回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小，應(yīng)從上著手。 應(yīng)該注意，當穿過回路的磁通按正弦（或余弦）規(guī)律變化時（如放在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的線圈），穿過

2、線圈的磁通量最大時，磁通的變化率恰最小。二、從能的轉(zhuǎn)化上理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是其它形式的能與電能之間的轉(zhuǎn)化。因此，無論用磁體與線圈相對運動或是用導(dǎo)體切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流時都會受到磁場的阻礙作用，外力在克服磁場的這種阻礙作用下做了功，把機械能轉(zhuǎn)化為電能。 所以，發(fā)生磁通變化的線圈、作切割運動的這一部分導(dǎo)體，都相當于一個電源，由它們可以對外電路供電。在求解電磁感應(yīng)問題時，認識電源，區(qū)分內(nèi)外電路，畫出等效電路十分有用。三、認識一般與特殊的關(guān)系磁通變化是回路中產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的普通條件，閉合電路的一部分導(dǎo)體作切割磁感線運動僅是一個特例。深刻認識兩者之間的關(guān)系，就不至于被整個線框在勻

3、強磁場中運動時，其中部分導(dǎo)體的切割運動所迷惑。磁通變化時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢是一般現(xiàn)象，它跟電路的是否閉合、電路的具體組成等無關(guān)，而產(chǎn)生的感應(yīng)電流則可以看成是電路閉合的一個特例，由感受電動勢決定電流，所以感應(yīng)電動勢是更本質(zhì)的、更重要的量。同理，自感現(xiàn)象僅是電磁感應(yīng)普遍現(xiàn)象中的一個特例，它所激起的電流方向同樣符合“阻礙電流變化”的普遍結(jié)論?！纠}選講】例1、圖1中PQRS為一正方形導(dǎo)線框，它以恒定速度向右進入以MN為邊的勻強磁場，磁場方向垂直線框平面，MN線與線框的邊成45°角。E、F分別為PS和PQ的中點。關(guān)于線框中的感應(yīng)電流，正確的說法是（ ） A、當E點經(jīng)過邊界MN時，線框中感應(yīng)電流最

4、大。 B、當P點經(jīng)過邊界MN時，線框中感應(yīng)電流最大。 C、當F點經(jīng)過邊界MN時，線框中感應(yīng)電流最大 D、當Q點經(jīng)過邊界MN時，線框中感應(yīng)電流最大分析 導(dǎo)線作切割運動時的感應(yīng)電動勢大小為。當B、v一定時，作切割運動的導(dǎo)線越長，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大。題中線框向右運動時，有效切割邊是SR或PQ兩豎邊，另外的SP、QR兩水平邊不切割磁感線。當E點經(jīng)過邊界MN時，有效切割邊長只是豎邊SR的一半；當P點經(jīng)過邊界MN時，有效切割邊長就是豎邊SR；當F點經(jīng)過邊界MN時，由于豎邊SR和PF部分都切割磁感線，但兩者產(chǎn)生的電動勢在框內(nèi)引起方向相反的電流，等效于豎邊SR的一半作切割運動；當Q點經(jīng)過邊界MN時，整個線框

5、都在磁場內(nèi)，有效切割邊長為零。由此可見，當P點經(jīng)過邊界MN時，有效切割邊長最長，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，框內(nèi)的感應(yīng)電流也最大。答：B例2、如圖2所示，兩水平平行金屬導(dǎo)軌間接有電阻R，置于勻強磁場中，導(dǎo)軌上垂直擱置兩根金屬棒ab、cd。當用外力F拉動ab棒向右運動的過程中，cd棒將會（ ）A、向右運動B、向左運動C、保持靜止D、向上跳起分析 ab棒向右運動時，切割磁感線。根據(jù)右手定則，電流方向從b流向a。這個感應(yīng)電流從a端流出后，分別流向cd棒和電阻R。cd棒中由于通有從c到d的電流，會受到磁場力，根據(jù)左手定則，其方向向右。結(jié)果，使cd棒跟著ab棒向右運動。 答：A例3、如圖3所示，小燈泡的規(guī)格為

6、“2V、4W”，接在光滑水平導(dǎo)軌上，軌距0.1m，電阻不計，金屬棒ab垂直擱置在導(dǎo)軌上，電阻1，整個裝置處于磁感強度B=1T的勻強磁場中，求：（1）為使小燈正常發(fā)光，ab的滑行速度多大？（2）拉動金屬棒ab的外力功率多大？分析 要求小燈正常發(fā)光，燈兩端電壓應(yīng)等于其額定值2V。這個電壓是由于金屬棒滑動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢提供的，金屬棒移動時，外力的功率轉(zhuǎn)化為全電路上的電功率。解答：（1）根據(jù)小燈的標志是小燈的額定電流和電阻分別為設(shè)金屬棒滑行速度為v，它產(chǎn)生的感應(yīng)電流為。式中r為棒的電阻。由I感=I，即，得。 （2）根據(jù)能的轉(zhuǎn)換，外力的機械功率等于整個電路中的電功率，所以拉動ab作切割運動的功率為說

7、明 第（1）題也可以不必算出感應(yīng)電流，直接根據(jù)感應(yīng)電動勢分壓得出，即由只是必須注意，此時燈兩端電壓，即ab棒兩端電壓，指的是路端電壓，并不是電動勢，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，分清電源電動勢和端電壓十分重要。【同步練習(xí)】 一、選擇題：1、如圖1所示，當變阻器滑片向右移動時，用細線吊著的金屬環(huán)將（ ） A、向左運動 B、向右運動 C、不動圖2圖1 D、無法判斷2、如圖2所示，Q是用毛皮摩擦過的橡校圓棒，由于它的轉(zhuǎn)動，使得金屬環(huán)P中產(chǎn)生了如圖所示的電流，那么Q棒的轉(zhuǎn)動情況是（ ） A、順時針加速運動B、逆時針加速轉(zhuǎn)動 C、順時針勻速轉(zhuǎn)動D、逆時針減速轉(zhuǎn)動3、一個線圈中電流強度均勻增大，則這個線圈的（ ） A

8、、自感系數(shù)也將均勻增大B、磁通量也將均勻增大 C、自感系數(shù)、自感電動勢都均勻增大 D、自感系數(shù)、自感電動勢、磁通量都不變4、如圖3所示，勻強磁場中有一線框abcdef勻速拉出磁場，其ab、cd、ef的電阻均為r，其它電阻不計，ab拉出磁場后，流過ab的電流強度為I，則（ ） A、流過ab棒的電流強度大小始終不變 B、 ef棒中感應(yīng)電流所受安培力大小始終不變圖3 C、作用在金屬框上外力的功率始終不變 D、穿過金屬框磁通量的變化由大變小5、如圖4所示，將一個正方形多匝線圈從磁場中勻速拉出的過程中，關(guān)于拉力的功率說法中錯誤的是（ ） A、與線圈匝數(shù)成正比圖4 B、與線圈邊長成正比 C、與導(dǎo)線的截面積

9、成正比 D、與導(dǎo)線的電阻率成正比圖5Bcabd6、如圖5所示，光滑導(dǎo)軌水平放置，勻強磁場豎直向上，金屬棒ab、cd質(zhì)量相等，開始給ab一個沖量，使它具有向右初速v，經(jīng)過較長一段時間后，金屬棒cd的速度（ ） A、向右，等于v B、向左，等于v C、向右，等于v/2 D、靜止不動7、如圖6所示，半徑不同的兩金屬圈環(huán)ab、AB都不封口，用導(dǎo)線分別連接Aa、Bb組成閉合回路，當圖中磁場逐漸增加時，回路中感應(yīng)電流的方向是（ ）圖6 A、abBAa B、ABbaA C、內(nèi)環(huán)ba，外環(huán)BA D、無感應(yīng)生電流8、如圖7所示，閉合銅框兩側(cè)均有電阻R，銅環(huán)與框相切并可沿框架無摩擦活動，勻強磁場垂直框架向里，當圓

10、環(huán)在水平恒力作用下右移時，則（ ） A、銅環(huán)內(nèi)無感應(yīng)電流 B、銅環(huán)內(nèi)有順時針方向電流 C、銅環(huán)內(nèi)有逆時針方向電流 D、以上說法均不正確圖8圖79、如圖8所示，在勻強磁場中放有平行銅導(dǎo)軌，它和小線圈C相連接，要使大線圈A獲得順時針方向感應(yīng)電流，則放在導(dǎo)軌上金屬棒MN的運動情況可能是（ ） A、向右勻速B、向左加速 C、向左減速D、向右加速 E、向右減速10、如圖9所示，閉合金屬環(huán)從高h的曲面左側(cè)自由滾下，又滾上曲面的右側(cè)，環(huán)平面與運動方向均垂直于非勻強磁場，摩擦不計，則（ ） A、環(huán)滾上的高度小于h B、環(huán)滾上的高度等于h圖9 C、運動過程中環(huán)內(nèi)無感應(yīng)電流 D、運動過程中安培力對環(huán)一定做負功11

11、、如圖10所示，圓形線圈的一半位于勻強磁場中，當線圈由圖示位置開始運動時，弧acb受到向右的磁場力，則線圈的運動可能是（ ） A、向左平動 B、向右平動（線圈未全部進入磁場） C、以直徑ab為軸轉(zhuǎn)動（不超過90°）圖11圖10 D、以直徑cd為軸轉(zhuǎn)動（不超過90°）12、如圖11所示，ab、cd金屬棒均處于勻強磁場中，當導(dǎo)體棒ab向右運動時，則cd棒（ ） A、必向右運動 B、可能向左運動 C、可能不動 D、其運動方向與ab棒運動方向和運動性質(zhì)有關(guān)二、填空題：13、將一條磁鐵分別兩次插入一閉合線圈中同一位置，兩次插入時間比為1:2，則感應(yīng)電動勢比為 ，產(chǎn)生熱量比為 ，通過電

12、量比為 ，電功率比為 。14、如圖12所示，光滑鋁棒a和c平行地固定在水平桌面上，鋁棒b和d擱在a、c棒上面，接觸良好，組成回路，O為回路中心，當條形磁鐵的一端從O點的正上方向下運動接近回路的過程中，則b棒和d棒的運動情況是 。15、在赤道某地的地磁場為4×10-5T，磁感線方向與水平面平行，有一條東西方向水平放置的導(dǎo)體棒長0.5m，當它以2m/s初速向北水平拋出后，感應(yīng)電動勢與時間t的關(guān)系式是 ，電勢較高的是 端。圖14圖13圖1216、電阻為R的矩形線框abcd，邊長ab=L，ad=h，質(zhì)量為m，自某一高度自由落下，通過一勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，磁場區(qū)域的寬度為h，如圖1

13、3所示，若線框恰好以恒定速度通過磁場，線框中產(chǎn)生的焦耳熱是 。（不考慮空氣阻力）17、如圖14所示，MN、PQ為水平面上足夠長的平行光滑導(dǎo)軌、勻強磁場方向如圖所示，導(dǎo)電棒ab、cd的質(zhì)量均為m，ab初速為零，cd初速為v0，則ab最終的速度是 ，整個過程中產(chǎn)生的熱量為 。圖17圖16圖1518、AB兩閉合線圈為同樣導(dǎo)線繞成且均為10匝，半徑為rA=2rB，內(nèi)有如圖15所示的有理想邊界的勻強磁場，若磁場均勻地減小，則A、B環(huán)中感應(yīng)電動勢之比A:B= ，產(chǎn)生的感應(yīng)電流之比IA:IB= 。19、如圖16所示兩電阻分別為2R和R，其余電阻不計，電容器電容為C，勻強磁場B垂直紙面向里，當MN為2v向右、

14、PQ以v向左運動時，電容器左極板帶電量為 。（軌寬為）20、如圖17所示，兩條平行滑軌MN、PQ相距30cm，上面放置著ab、cd兩平行可動的金屬棒，兩棒用40cm絲線系住，abcd回路電阻0.5。設(shè)磁感強度的變化率B/t=-10T/s，當B減少到1T時，絲線受到的張力為 N。三、計算題：21、如圖18所示，水平平行放置的兩根長直光滑導(dǎo)電軌道MN與PQ上放有一根直導(dǎo)線ab，ab和導(dǎo)軌垂直，軌寬20cm，ab電阻為0.02，導(dǎo)軌處于豎直向下的磁場中，B=0.2T，電阻R=0.03，其它線路電阻不計，ab質(zhì)量為0.1kg。（1）打開電鍵S，ab從靜止開始在水平恒力F=0.1N作用下沿軌道滑動，求出

15、ab中電動勢隨時間變化的表達式，并說明哪端電勢高？（2）當ab速度為10m/s時閉合S，為了維持ab仍以10m/s速度勻速滑動，水平拉力應(yīng)變?yōu)槎啻?？此時ab間電壓為多少？（3）在ab以10m/s速度勻速滑動的某時刻撤去外力，S仍閉合，那么此時開始直至最終，R上產(chǎn)生多少熱量？圖1822、如圖19所示，MN為相距L1的光滑平行金屬導(dǎo)軌，ab為電阻等于R1的金屬棒，且可緊貼平行導(dǎo)軌運動，相距為L2的水平放置的金屬板A、C與導(dǎo)軌相連，兩導(dǎo)軌左端接一阻值為R2的電阻，導(dǎo)軌電阻忽略不計，整個裝置處于方向垂直紙面向里的勻強磁場中，當ab以速率v向右勻速運動時，一帶電微粒也能以速率v在A、C兩平行板間做半徑為

16、R的勻速圓周運動。求（1）微粒帶何種荷？沿什么方向運動？（2）金屬棒ab運動的速度v多大？圖1923、如圖20所示，AB、CD是兩根足夠長的固定金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間的距離為L，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角是。在整個導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直導(dǎo)軌平面的斜向上方的勻強磁場，磁感強度為B。在導(dǎo)軌的AC端連接一個阻值為R的電阻，一根垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab，質(zhì)量為m，從靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，求ab的最大速度。要求畫出ab棒的受力圖。已知ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻都不計。圖2024、如圖21所示，不計電阻的水平平行金屬導(dǎo)軌間距L=1.0m，電阻R=0.9，電池（內(nèi)阻不計）=1.5V，勻強磁場方向垂直導(dǎo)軌平面，一根質(zhì)量m=100g，電阻R=0.1的金屬棒ab正交地跨接于兩導(dǎo)軌上并可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑動。在F=1.25N的外力向右拉動ab棒的過程中，當開關(guān)S倒向A接觸點時，金屬棒達到某最大速度vmax，若接著將開關(guān)S倒向C觸點，則此刻金屬棒的加速度為7.5m/s2。（1）求磁感強度B和S接A后棒的最大速度vmax的值。（2）通過計算，討論金屬棒以最大速度運動過