电磁感应全章复习.docx

1、电磁感应全章复习电磁感应全章复习【教学内容】一、 知识框架感应电流感应电动势磁通变化自感现象切割磁感线特例二、重要公式内 容公 式感应电动势 【方法指导与教材延伸】一、分清磁通、磁通变化、磁通变化率 磁通（单位Wb），表示穿过垂直磁感线的某个面积的磁感线的多少。 磁通变化，是回路中产生电磁感应现象的必要条件，即只要有，一定有感应电动势的产生。 磁通变化率，反映了穿过回路的磁通变化的快慢，是决定感应电动势大小的因素。 因此，判断回路中是否发生电磁感应现象，应从上着手；比较回路中产生的感应电动势大小，应从上着手。 应该注意，当穿过回路的磁通按正弦（或余弦）规律变化时（如放在匀强磁场中匀速转动的线圈

2、），穿过线圈的磁通量最大时，磁通的变化率恰最小。二、从能的转化上理解电磁感应现象 电磁感应现象的实质是其它形式的能与电能之间的转化。因此，无论用磁体与线圈相对运动或是用导体切割磁感线，产生感应电流时都会受到磁场的阻碍作用，外力在克服磁场的这种阻碍作用下做了功，把机械能转化为电能。 所以，发生磁通变化的线圈、作切割运动的这一部分导体，都相当于一个电源，由它们可以对外电路供电。在求解电磁感应问题时，认识电源，区分内外电路，画出等效电路十分有用。三、认识一般与特殊的关系磁通变化是回路中产生电磁感应现象的普通条件，闭合电路的一部分导体作切割磁感线运动仅是一个特例。深刻认识两者之间的关系，就不至于被整个

3、线框在匀强磁场中运动时，其中部分导体的切割运动所迷惑。磁通变化时产生感应电动势是一般现象，它跟电路的是否闭合、电路的具体组成等无关，而产生的感应电流则可以看成是电路闭合的一个特例，由感受电动势决定电流，所以感应电动势是更本质的、更重要的量。同理，自感现象仅是电磁感应普遍现象中的一个特例，它所激起的电流方向同样符合“阻碍电流变化”的普遍结论。【例题选讲】例1、图1中PQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边的匀强磁场，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，正确的说法是（ ） A、当E点经过边界MN时，线框中感应电流最大。

4、 B、当P点经过边界MN时，线框中感应电流最大。 C、当F点经过边界MN时，线框中感应电流最大 D、当Q点经过边界MN时，线框中感应电流最大分析 导线作切割运动时的感应电动势大小为。当B、v一定时，作切割运动的导线越长，产生的感应电动势越大。题中线框向右运动时，有效切割边是SR或PQ两竖边，另外的SP、QR两水平边不切割磁感线。当E点经过边界MN时，有效切割边长只是竖边SR的一半；当P点经过边界MN时，有效切割边长就是竖边SR；当F点经过边界MN时，由于竖边SR和PF部分都切割磁感线，但两者产生的电动势在框内引起方向相反的电流，等效于竖边SR的一半作切割运动；当Q点经过边界MN时，整个线框都在

5、磁场内，有效切割边长为零。由此可见，当P点经过边界MN时，有效切割边长最长，产生的感应电动势最大，框内的感应电流也最大。答：B例2、如图2所示，两水平平行金属导轨间接有电阻R，置于匀强磁场中，导轨上垂直搁置两根金属棒ab、cd。当用外力F拉动ab棒向右运动的过程中，cd棒将会（ ） A、向右运动B、向左运动C、保持静止D、向上跳起分析 ab棒向右运动时，切割磁感线。根据右手定则，电流方向从b流向a。这个感应电流从a端流出后，分别流向cd棒和电阻R。cd棒中由于通有从c到d的电流，会受到磁场力，根据左手定则，其方向向右。结果，使cd棒跟着ab棒向右运动。 答：A例3、如图3所示，小灯泡的规格为“

6、2V、4W”，接在光滑水平导轨上，轨距0.1m，电阻不计，金属棒ab垂直搁置在导轨上，电阻1，整个装置处于磁感强度B=1T的匀强磁场中，求：（1）为使小灯正常发光，ab的滑行速度多大？（2）拉动金属棒ab的外力功率多大？分析 要求小灯正常发光，灯两端电压应等于其额定值2V。这个电压是由于金属棒滑动时产生的感应电动势提供的，金属棒移动时，外力的功率转化为全电路上的电功率。解答：（1）根据小灯的标志是小灯的额定电流和电阻分别为设金属棒滑行速度为v，它产生的感应电流为。式中r为棒的电阻。由I感=I，即，得。 （2）根据能的转换，外力的机械功率等于整个电路中的电功率，所以拉动ab作切割运动的功率为说明

7、 第（1）题也可以不必算出感应电流，直接根据感应电动势分压得出，即由只是必须注意，此时灯两端电压，即ab棒两端电压，指的是路端电压，并不是电动势，在电磁感应现象中，分清电源电动势和端电压十分重要。【同步练习】 一、选择题：1、如图1所示，当变阻器滑片向右移动时，用细线吊着的金属环将（ ） A、向左运动 B、向右运动 C、不动 图2图1 D、无法判断2、如图2所示，Q是用毛皮摩擦过的橡校圆棒，由于它的转动，使得金属环P中产生了如图所示的电流，那么Q棒的转动情况是（ ） A、顺时针加速运动 B、逆时针加速转动 C、顺时针匀速转动 D、逆时针减速转动3、一个线圈中电流强度均匀增大，则这个线圈的（ ）

8、 A、自感系数也将均匀增大 B、磁通量也将均匀增大 C、自感系数、自感电动势都均匀增大 D、自感系数、自感电动势、磁通量都不变4、如图3所示，匀强磁场中有一线框abcdef匀速拉出磁场，其ab、cd、ef的电阻均为r，其它电阻不计，ab拉出磁场后，流过ab的电流强度为I，则（ ） A、流过ab棒的电流强度大小始终不变 B、 ef棒中感应电流所受安培力大小始终不变图3 C、作用在金属框上外力的功率始终不变 D、穿过金属框磁通量的变化由大变小5、如图4所示，将一个正方形多匝线圈从磁场中匀速拉出的过程中，关于拉力的功率说法中错误的是（ ） A、与线圈匝数成正比图4 B、与线圈边长成正比 C、与导线的

9、截面积成正比 D、与导线的电阻率成正比6、如图5所示，光滑导轨水平放置，匀强磁场竖直向上，金属棒ab、cd质量相等，开始给ab一个冲量，使它具有向右初速v，经过较长一段时间后，金属棒cd的速度（ ） A、向右，等于v B、向左，等于v C、向右，等于v/2 D、静止不动7、如图6所示，半径不同的两金属圈环ab、AB都不封口，用导线分别连接Aa、Bb组成闭合回路，当图中磁场逐渐增加时，回路中感应电流的方向是（ ）图6 A、abBAa B、ABbaA C、内环ba，外环BA D、无感应生电流8、如图7所示，闭合铜框两侧均有电阻R，铜环与框相切并可沿框架无摩擦活动，匀强磁场垂直框架向里，当圆环在水平

10、恒力作用下右移时，则（ ） A、铜环内无感应电流 B、铜环内有顺时针方向电流 C、铜环内有逆时针方向电流 D、以上说法均不正确图8图79、如图8所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它和小线圈C相连接，要使大线圈A获得顺时针方向感应电流，则放在导轨上金属棒MN的运动情况可能是（ ） A、向右匀速 B、向左加速 C、向左减速 D、向右加速 E、向右减速10、如图9所示，闭合金属环从高h的曲面左侧自由滚下，又滚上曲面的右侧，环平面与运动方向均垂直于非匀强磁场，摩擦不计，则（ ） A、环滚上的高度小于h B、环滚上的高度等于h图9 C、运动过程中环内无感应电流 D、运动过程中安培力对环一定做负功11、如

11、图10所示，圆形线圈的一半位于匀强磁场中，当线圈由图示位置开始运动时，弧acb受到向右的磁场力，则线圈的运动可能是（ ） A、向左平动 B、向右平动（线圈未全部进入磁场） C、以直径ab为轴转动（不超过90）图11图10 D、以直径cd为轴转动（不超过90）12、如图11所示，ab、cd金属棒均处于匀强磁场中，当导体棒ab向右运动时，则cd棒（ ） A、必向右运动 B、可能向左运动 C、可能不动 D、其运动方向与ab棒运动方向和运动性质有关二、填空题：13、将一条磁铁分别两次插入一闭合线圈中同一位置，两次插入时间比为1:2，则感应电动势比为 ，产生热量比为 ，通过电量比为 ，电功率比为 。14

12、、如图12所示，光滑铝棒a和c平行地固定在水平桌面上，铝棒b和d搁在a、c棒上面，接触良好，组成回路，O为回路中心，当条形磁铁的一端从O点的正上方向下运动接近回路的过程中，则b棒和d棒的运动情况是 。15、在赤道某地的地磁场为410-5T，磁感线方向与水平面平行，有一条东西方向水平放置的导体棒长0.5m，当它以2m/s初速向北水平抛出后，感应电动势与时间t的关系式是 ，电势较高的是 端。图14图13图1216、电阻为R的矩形线框abcd，边长ab=L，ad=h，质量为m，自某一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h，如图13所示，若线框恰好以恒定速度通过磁场，线

13、框中产生的焦耳热是 。（不考虑空气阻力）17、如图14所示，MN、PQ为水平面上足够长的平行光滑导轨、匀强磁场方向如图所示，导电棒ab、cd的质量均为m，ab初速为零，cd初速为v0，则ab最终的速度是 ，整个过程中产生的热量为 。图17图16图1518、AB两闭合线圈为同样导线绕成且均为10匝，半径为rA=2rB，内有如图15所示的有理想边界的匀强磁场，若磁场均匀地减小，则A、B环中感应电动势之比A:B= ，产生的感应电流之比IA:IB= 。19、如图16所示两电阻分别为2R和R，其余电阻不计，电容器电容为C，匀强磁场B垂直纸面向里，当MN为2v向右、PQ以v向左运动时，电容器左极板带电量为

14、 。（轨宽为）20、如图17所示，两条平行滑轨MN、PQ相距30cm，上面放置着ab、cd两平行可动的金属棒，两棒用40cm丝线系住，abcd回路电阻0.5。设磁感强度的变化率B/t=-10T/s，当B减少到1T时，丝线受到的张力为 N。三、计算题：21、如图18所示，水平平行放置的两根长直光滑导电轨道MN与PQ上放有一根直导线ab，ab和导轨垂直，轨宽20cm，ab电阻为0.02，导轨处于竖直向下的磁场中，B=0.2T，电阻R=0.03，其它线路电阻不计，ab质量为0.1kg。（1）打开电键S，ab从静止开始在水平恒力F=0.1N作用下沿轨道滑动，求出ab中电动势随时间变化的表达式，并说明哪

15、端电势高？（2）当ab速度为10m/s时闭合S，为了维持ab仍以10m/s速度匀速滑动，水平拉力应变为多大？此时ab间电压为多少？（3）在ab以10m/s速度匀速滑动的某时刻撤去外力，S仍闭合，那么此时开始直至最终，R上产生多少热量？图1822、如图19所示，MN为相距L1的光滑平行金属导轨，ab为电阻等于R1的金属棒，且可紧贴平行导轨运动，相距为L2的水平放置的金属板A、C与导轨相连，两导轨左端接一阻值为R2的电阻，导轨电阻忽略不计，整个装置处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，当ab以速率v向右匀速运动时，一带电微粒也能以速率v在A、C两平行板间做半径为R的匀速圆周运动。求（1）微粒带何种荷？

16、沿什么方向运动？（2）金属棒ab运动的速度v多大？图1923、如图20所示，AB、CD是两根足够长的固定金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面的夹角是。在整个导轨平面内都有垂直导轨平面的斜向上方的匀强磁场，磁感强度为B。在导轨的AC端连接一个阻值为R的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为m，从静止开始沿导轨下滑，求ab的最大速度。要求画出ab棒的受力图。已知ab与导轨间的动摩擦因数，导轨和金属棒的电阻都不计。图2024、如图21所示，不计电阻的水平平行金属导轨间距L=1.0m，电阻R=0.9，电池（内阻不计）=1.5V，匀强磁场方向垂直导轨平面，一根质量m=100g，电阻R=0

17、.1的金属棒ab正交地跨接于两导轨上并可沿导轨无摩擦地滑动。在F=1.25N的外力向右拉动ab棒的过程中，当开关S倒向A接触点时，金属棒达到某最大速度vmax，若接着将开关S倒向C触点，则此刻金属棒的加速度为7.5m/s2。（1）求磁感强度B和S接A后棒的最大速度vmax的值。（2）通过计算，讨论金属棒以最大速度运动过程中能量转化与守恒的问题。图21【参考答案】一、1、B 2、B 3、B 4、C 5、D 6、C 7、A 8、D 9、CD 10、AD 11、ACD 12、BCD二、填空题13、2:1 2:1 1:1 4:1 14、将向O靠拢15、E=210-5gt，东 16、2mgh17、v0， mv02 18、1:1 1:219、- 20、0.72三、计算题21、（1）E=0.04t(v) a端电势高 （2）F=0.32N u=0.24v （3）Q=5J22、（1）负电荷，沿顺时针方向运动 （2）23、24、（1）2m/s （2）PF+P电源=