11电磁感应专题.docx
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11电磁感应专题
电磁感应专题
一.知识框架:
二.重点知识复习:
1.产生感应电流的条件
(1)电路为闭合回路
(2)回路中磁通量发生变化
2.自感电动势
(1)
(2)L—自感系数,由线圈本身物理条件(线圈的形状、长短、匝数,有无铁芯等)决定。
(2)自感电动势的作用:
阻碍自感线圈所在电路中的电流变化。
(4)应用:
<1>日光灯的启动是应用
产生瞬时高压
<2>双线并绕制成定值电阻器,排除
影响。
3.法拉第电磁感应定律
(1)表达式:
N—线圈匝数;
—线圈磁通量的变化量,
—磁通量变化时间。
(2)法拉第电磁感应定律的几个特殊情况:
i)回路的一部分导体在磁场中运动,其运动方向与导体垂直,又跟磁感线方向垂直时,导体中的感应电动势为
若运动方向与导体垂直,又与磁感线有一个夹角
时,导体中的感应电动势为:
ii)当线圈垂直磁场方向放置,线圈的面积S保持不变,只是磁场的磁感强度均匀变化时线圈中的感应电动势为
iii)若磁感应强度不变,而线圈的面积均匀变化时,线圈中的感应电动势为:
iv)当直导线在垂直匀强磁场的平面内,绕其一端作匀速圆周运动时,导体中的感应电动势为:
注意:
(1)
用于导线在磁场中切割磁感线情况下,感应电动势的计算,计算的是切割磁感线的导体上产生的感应电动势的瞬时值。
(2)
,用于回路磁通量发生变化时,在回路中产生的感应电动势的平均值。
(3)若导体切割磁感线时产生的感应电动势不随时间变化时,也可应用
,计算E的瞬时值。
4.引起回路磁通量变化的两种情况:
(1)磁场的空间分布不变,而闭合回路的面积发生变化或导线在磁场中转动,改变了垂直磁场方向投影面积,引起闭合回路中磁通量的变化。
(2)闭合回路所围的面积不变,而空间分布的磁场发生变化,引起闭合回路中磁通量的变化。
5.楞次定律的实质:
能量的转化和守恒。
楞次定律也可理解为:
感应电流的效果总是要反抗(或阻碍)产生感应电流的原因。
(1)阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化
(2)阻碍相对运动,可理解为“来拒去留”。
(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势。
(4)阻碍原电流的变化(自感现象)。
6.综合题型归纳
(1)右手定则和左手定则的综合问题
(2)应用楞次定律的综合问题
(3)回路的一部分导体作切割磁感线运动
(4)应用动能定理的电磁感应问题
(5)磁场均匀变化的电磁感应问题
(6)导体在磁场中绕某点转动
(7)线圈在磁场中转动的综合问题
(8)涉及以上题型的综合题
1.关于感应电动势大小的下列说法中,正确的是[]
A.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大
B.线圈中磁通量越大,产生的感应电动势一定越大
C.线圈放在磁感强度越强的地方,产生的感应电动势一定越大
D.线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大
2.与x轴夹角为30°的匀强磁场磁感强度为B(图1),一根长l的金属棒在此磁场中运动时始终与z轴平行,以下哪些情况可在棒中得到方向相同、大小为Blv的电动势[]
A.以2v速率向+x轴方向运动
B.以速率v垂直磁场方向运动
3.如图2,垂直矩形金属框的匀强磁场磁感强度为B。
导体棒ab垂直线框两长边搁在框上,ab长为l。
在△t时间内,ab向右匀速滑过距离d,则[]
4.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图3所示[]
A.线圈中O时刻感应电动势最大
B.线圈中D时刻感应电动势为零
C.线圈中D时刻感应电动势最大
D.线圈中O至D时间内平均感电动势为0.4V
5.一个N匝圆线圈,放在磁感强度为B的匀强磁场中,线圈平面跟磁感强度方向成30°角,磁感强度随时间均匀变化,线圈导线规格不变,下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是[]
A.将线圈匝数增加一倍
B.将线圈面积增加一倍
C.将线圈半径增加一倍
D.适当改变线圈的取向
6.如图4所示,圆环a和圆环b半径之比为2∶1,两环用同样粗细的、同种材料的导线连成闭合回路,连接两圆环电阻不计,匀强磁场的磁感强度变化率恒定,则在a环单独置于磁场中和b环单独置于磁场中两种情况下,M、N两点的电势差之比为[]
A.4∶1
B.1∶4
C.2∶1
D.1∶2
7.沿着一条光滑的水平导轨放一个条形磁铁,质量为M,它的正前方隔一定距离的导轨上再放质量为m的铝块。
给铝块某一初速度v使它向磁铁运动,下述说法中正确的是(导轨很长,只考虑在导轨上的情况)[]
A.磁铁将与铝块同方向运动
D.铝块的动能减为零
8.如图5所示,相距为l,在足够长度的两条光滑平行导轨上,平行放置着质量和电阻均相同的两根滑杆ab和cd,导轨的电阻不计,磁感强度为B的匀强磁场的方向垂直于导轨平面竖直向下,开始时,ab和cd都处于静止状态,现ab杆上作用一个水平方向的恒力F,下列说法中正确的是[]
A.cd向左运动
B.cd向右运动
C.ab和cd均先做变加速运动,后作匀速运动
D.ab和cd均先做交加速运动,后作匀加速运动
9.如图6所示,RQRS为一正方形导线框,它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场,磁场方向垂直线框平面,MN线与线框的边成45°角,E、F分别为PS和PQ的中点,关于线框中的感应电流[]
A.当E点经过边界MN时,感应电流最大
B.当P点经过边界MN时,感应电流最大
C.当F点经过边界MN时,感应电流最大
D.当Q点经过边界MN时,感应电流最大
10.如图7所示,平行金属导轨的间距为d,一端跨接一阻值为R的电阻,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于平行轨道所在平面。
一根长直金属棒与轨道成60°角放置,且接触良好,则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金属轨道滑行时,其它电阻不计,电阻R中的电流强度为[]
11.如图8中,闭合矩形线框abcd位于磁感应强度为B的匀强磁中,ab边位于磁场边缘,线框平面与磁场垂直,ab边和bc边分别用L1和L2。
若把线框沿v的方向匀速拉出磁场所用时间为△t,则通过框导线截面的电量是[]
12.图13各情况中,电阻R=0.lΩ,运动导线的长度都为l=0.05m,作匀速运动的速度都为v=10m/s.除电阻R外,其余各部分电阻均不计.匀强磁场的磁感强度B=0.3T.试计算各情况中通过每个电阻R的电流大小和方向.
13.如图14,边长l=20cm的正方形线框abcd共有10匝,靠着墙角放着,线框平面与地面的夹角α=30°。
该区域有磁感应强度B=0.2T、水平向右的匀强磁场。
现将cd边向右一拉,ab边经0.1s着地。
在这个过程中线框中产生的感应电动势为多少?
14.用粗细均匀的绝缘导线制成一个圆环,在圆环用相同导线折成一个内接正方形。
将它们放入一个均匀变化的匀强磁场,磁场方向和它们所在的平面垂直。
问
(1)圆环中和正方形中的感应电动势之比是多少?
多大?
15..如图15所示,金属圆环的半径为r,电阻的值为2R。
金属杆oa一端可绕环的圆心O旋转,另一端a搁在环上,电阻值为R。
另一金属杆ob一端固定在O点,另一端b固定在环上,电阻值也是R。
加一个垂直圆环的磁感强度为B的匀强磁场,并使oa杆以角速度匀速旋转。
如果所有触点接触良好,ob不影响oa的转动,求流过oa的电流的范围。
16.如图16,光滑金属导轨互相平行,间距为L,导轨平面与水平面夹角为θ。
放在一个范围较大的竖直向上的磁感强度为B的匀强磁场中。
将一根质量为m的金属棒ab垂直导轨搁在导轨上。
当ab最后在导轨上以v匀速下滑时,与导轨相连的小灯炮D正好正常发光,若不计导轨、金属棒ab的电阻,则D的额定功率为多少?
灯丝此时的电阻为多少?
17.如图17所示,匀强磁场B=0.1T,金属棒AB长0.4m,与框
Ω,当金属棒以5m/s的速度匀速向左运动时,求:
(1)流过金属棒的感应电流多大?
(2)若图中电容器C为0.3μF,则充电量多少?
18.如图18所示,平行金属导轨的电阻不计,ab、cd的电阻均为R,长为l,另外的电阻阻值为R,整个装置放在磁感强度为B的匀强磁场中,当ab、cd以速率v向右运动时,通过R的电流强度为多少?
1.D2.A、D
3.C4.A、B、D
5.C、D6.C
7.A、B8.B、D
9.B10.A11.B
12.a∶0b∶3A从左向右C∶1.5A,从上向下d∶1A,从下向上
13.0.4V
14.π∶2,0.5mA
16.mgvsinθ,(BLcosθ)2v/(mgsinθ)
17.0.2A,4×10-8C
18.2BLv/3R