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