高中物理专题复习电磁感应.docx

1、高中物理专题复习电磁感应高中物理专题复习课件 电磁感应电磁感应现象、感应 电流方向的判断 跟踪练习1 如图所示，两个同心放置的共面单匝金属环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直放置，设穿过圆形a的磁通量为a，穿过圆形b的磁通量为b,已知两圆环的横截面积分别为Sa和Sb,且Sab C.al)，磁感应强度为B，方向竖直向下.线框以v的初速度沿光滑水平面进入磁场，已知ab边刚进入磁场时通过导线框的电流为I0.试在ix坐标上定性画出此后流过导线框的电流i随坐标位置x变化的图线.【例与练】穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如下图所示下列关于回路中产生的感应电动势的论述中正确的是( )A图中，回

2、路产生的感应电动势恒定不变B图中，回路产生的感应电动势一直在变大C图中，回路在0t1时间内产生的感应电动势小于在t1t2时间内产生的感应电动势D图中，回路产生的感应电动势先变小再变大【例与练】如下图所示，三个相同的金属圆环内存在不同的有界匀强磁场，虚线表示环的某条直径已知所有磁场的磁感应强度随时间变化的关系都满足Bkt，方向如图所示测得A环中感应电流强度为I，则B环和C环内感应电流强度分别为( )AIBI，IC0 BIBI，IC2ICIB2I，IC2I DIB2I，IC0【例与练】如图所示是高频焊接原理示意图线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量

3、热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少以下说法正确的是( )A电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高得越快B电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高得越快C工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小D工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大【例与练】一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在匀强磁场中，如图所示，线圈平面与磁场方向成60角，磁感应强度随时间均匀变化，用下列哪种方法可使感应电流增加一倍( )A把线圈匝数增加一倍B把线圈面积增加一倍C把线圈半径增加一倍D改变线圈与磁场方向的夹角【例与练】(09年全国卷）如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时

4、间的变化率 k为负的常量用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一边长为 l 的方框将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中求：(1)导线中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率法拉第电磁感应定律的应用 例1 如图所示，水平的平行虚线间距为d=50 cm，其间有B=1.0 T的匀强磁场.一个正方形线圈边长为l=10 cm，线圈质量m=100 g，电阻为R=0.020 .开始时，线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm.将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等.取g=10 m/s2，求：(1)线圈进入磁场过程中产生的是电热Q;(2)线圈下边缘穿越磁场过程

5、中的最小速度v;(3)线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值a. 例2 两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为l.导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，如图所示.两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计.在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B.设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行，开始时棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速v0.若两导体棒在运动中始终不接触，求：(1) 在运动中产生的焦耳热最多是多少？(2)当ab棒的速度变为初速度的3/4时，cd棒的加速度是多少？ 【例与练】(2010全国卷)某地的地磁场磁感应强度的竖直分

6、量方向向下，大小为4.5105 T。一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过。设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s。下列说法正确的是( )A电压表记录的电压为5 mV B电压表记录的电压为9 mVC河南岸的电势较高 D河北岸的电势较高【例与练】如图所示，长为 6 m 的导体 AB 在磁感应强度 B0.1 T 的匀强磁场中，以 AB 上的一点 O 为轴，沿着顺时针方向旋转角速度5 rad/s，O 点距 A 端为 2 m，求 AB的电势差【例与练】放在绝缘水平面上的两条平行导轨MN和PQ之间宽度为L，在MNQP间存在磁感应强度为B的匀强磁

7、场，B的方向垂直于导轨平面，导轨左端接有阻值为R的电阻，其他部分电阻不计导轨右端接一电容为C的电容器，长为2L的金属棒放在导轨上与导轨垂直且接触良好，其a端放在导轨PQ上现将金属棒以a端为轴，以角速度沿导轨平面顺时针旋转90角，如图所示，解答下列问题(设导轨长度比2L长得多)(1)电阻R中流过的最大感应电流；(2)通过电阻R的总电量自感现象 跟踪练习1 关于线圈中自感电动势的大小说法中正确的是( ) A.电感一定时，电流变化越慢，电动势越大 B.电感一定时，电流变化越快，电动势越大 C.通过线圈的电流为零的瞬间，电动势为零 D.通过线圈的电流为最大值的瞬间，电动势最大 跟踪练习2 如图所示，为

8、日光灯的工作电路. (1)开关S刚合上前，启动器D的静触片和动触片是 (填接通的、断开的). (2)开关S刚合上时，220 V电压加在 .使 灯发出红光. (3)日光灯启辉器断开瞬间，灯管两端电压 220 V(填大于、等于、小于). (4)日光灯正常发光时，启动器D的静触片和动触片 (填接触、断开). 例1 如图所示的电路中有L1和L2两个完全相同的灯泡，线圈L的电阻忽略不计，下列说法中正确的是( ) A.闭合S时，L2先亮，L1后亮，最后一样亮 B.断开S时，L2立刻熄灭，L1过一会儿熄灭 C.L1中的电流始终从a到b D.L2中的电流始终从c到d 例2 如右图所示，S是闭合的，流过线圈L的

9、电流为i1，流过灯A的电流为i2，且i1i2.在t1时刻将S断开，那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是下图中的( )【例与练】在如图所示的电路中，A、B是相同的两个灯泡，L是一个带铁芯的线圈，直流电阻可不计。调节R，电路稳定时两灯都正常发光，则在开关合上和断开时( )A. 两灯同时点亮，同时熄灭B. 合上S时，B比A先达到正常发光状态C. 断开S时，A、B两灯都不会立即熄灭，通过A、B两灯的电流方向都与原来电流的方向相同D. 断开S时，A灯会突然闪亮一下后再熄灭电磁感应中的电路与图像问题 方法图示【例与练】如图所示，两个互相连接的金属环用同样规格的导线制成，大环半径是小环半径的4倍，若穿过大环

10、的磁场不变，小环中磁场变化率为k时，其路端电压为U；若小环中磁场不变，而大环中磁场变化率也为k时，其路端电压为多大？【例与练】如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.8 T，竖直向下穿过水平放置的矩形线框MNQP，MN=PQ=2 m，MP=NQ=1 m，ab是用与线框相同的导线制成，它们单位长度的电阻R0=0.1 /m，不计摩擦。ab杆从MP处开始以v=5 m/s的速度向右匀速滑动。(1)关于ab杆两端的电势差的讨论： 某同学认为：ab杆两端的电势差Uab就是路端电压，ab杆匀速切割磁感线时，感应电动势大小恒定，且内电阻r大小不变。当ab杆滑至线框正中间时，外电路电阻最大，此时，Uab有最大值，

11、也即Uab的值是先变大后变小。你认为该同学的判断是否正确？若他判断错误，你重新分析，并确定Uab的大小。若他的判断正确，请算出Uab的最大值。(2)关于线框MNQP的电功率P的讨论： 某同学认为：既然ab杆滑至线框正中间时，路端电压最大，此时线框MNQP的电功率P也最大，所以P的值是先变大后变小。你认为该同学的判断是否正确？请作出评价，并说明理由。(不需要定量计算)【例与练】如图矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列各图中正确的是( )【例与练】如图1所

12、示，虚线上方空间有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴O以角速度匀速逆时针转动。设线框中感应电流的方向以逆时针为正，线框处于图示位置时为时间零点。那么，在图2中能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是 （ ）【例与练】如图(甲)，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计ab是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆开始，将开关S断开，让杆ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合，若从S闭合开始计时，则金属杆ab的速度v随时间t变化的图象不可能是图(乙)中的( )【例与练】如图所示，在坐标系xOy中，有边长为a的正方形金

13、属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处在y轴的右侧的、象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行t0时刻，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域取沿abcda的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i随时间t变化的图线是下图中的( )【例与练】(07年全国卷)如图所示，在PQ、QR区域存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，bc边与磁场的边界P重合。导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从t0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域。以abcdef为线框

14、中电动势的正方向。以下四个E-t关系示意图中正确的是（ ）【例与练】如图(甲)所示，圆形金属框与一个平行金属导轨相连接，并置于水平桌面上圆形金属框面积为S，内有垂直于线框平面的磁场，磁感应强度B1随时间t 的变化关系如图(乙)所示，01s内磁场方向垂直线框平面向里长为L，电阻为R的导体棒置于平行金属导轨上，且与导轨接触良好导轨和导体棒处于另一匀强磁场中，其磁感应强度恒定为B2，方向垂直导轨平面向里若不计其余各处的电阻，当导体棒始终保持静止时，其所受的静摩擦力f (设向右为力的正方向)随时间变化的图象为( )【例与练】半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分

15、别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图所示。有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图所示。在t=0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止微粒。则以下说法正确的是( )A. 第2秒内上极板为正极B. 第3秒内上极板为负极C. 第2秒末微粒回到了原来位置D. 第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2 r2/d电磁感应中的力学与能量问题动力学问题分析A两种状态处理(a)静止或匀速直线运动状态处理方法：根据平衡条件合外力等于零列式分析（b）加速度不为零处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析B两大研究对象及其相互制约关系C、电磁感应中的动力学

16、临界问题（a）解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度取最大值或最小值的条件（b）基本思路是：能量转化问题A、动态分析B、能量转化特点C电能求解思路主要有三种(a)利用克服安培力求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功（b）利用能量守恒求解：其他形式的能的减少量等于产生的电能(c)利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算【例与练】(09福建卷)如图所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两

17、导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l 时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为 g则此过程( )A杆的速度最大值为B流过电阻R的电量为C恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量【例与练】(2011 年广州一模)如图，金属棒 ab、cd与足够长的水平光滑金属导轨垂直且接触良好，匀强磁场垂直导轨所在的平面ab 棒在恒力 F 作用下向右运动，则( )A.安培力对 ab 棒做正功B.安培力对 cd 棒做正

18、功C.abdca 回路的磁通量先增加后减少 D.F 做的功等于回路产生的总热量和系统动能增量之和【例与练】如图所示，有两根和水平面成角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋于一个最大速度vm，则( )A如果B增大，vm将变大 B如果增大，vm将变大C如果R增大，vm将变大 D如果m变小，vm将变大【例与练】如图所示，平行且足够长的两条光滑金属导轨，相距 0.5 m，与水平面夹角为 30，不计电阻，广阔的匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度 B0.4 T，垂直

19、导轨放置两金属棒 ab 和 cd，长度均为 0.5 m，电阻均为 0.1 ，质量分别为 0.1 kg 和 0.2 kg，两金属棒与金属导轨接触良好且可沿导轨自由滑动现 ab 棒在外力作用下，以恒定速度 v1.5 m/s 沿着导轨向上滑动，cd 棒则由静止释放，试求： (g 取 10 m/s2)(1)金属棒 ab 产生的感应电动势；(2)闭合回路中的最小电流和最大电流；(3)金属棒 cd 的最终速度【例与练】如图所示，竖直平面内有足够长的金属导轨，轨距0.2m，金属导体ab 可在导轨上无摩擦地上下滑动，ab 的电阻为0.4，导轨电阻不计，导轨 ab 的质量为 0.2g，垂直纸面向里的匀强磁场的磁

20、感应强度为0.2T，且磁场区域足够大，当ab导体自由下落 0.4 s 时，突然接通电键 K，则：(1)试说出K 接通后，ab导体的运动情况(2)ab 导体匀速下落的速度是多少？ (g 取 10 m/s2)【例与练】两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L,底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示.除电阻R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则( )A. 释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gB. 金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为abC. 金属棒的速度为v时，所受的安培力大

21、小为 D. 电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少【例与练】两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是( )Aab杆所受拉力F的大小为Bcd杆所受摩擦力为零C回路中的电流为D与v1大小的关系为【例与练】如右图所示，在光滑的水平面上，一质量为m，半径为r，电阻为R的均匀金属环，以初速度v0向一磁感应强度为B的有界匀强磁场滑去(磁场宽度d2r)圆环的一半进入磁场历时t秒，这时圆环上产生的焦耳热为Q，则t秒末圆环中感应电流的瞬时功率为( )【例与练】如图所示，线圈由A位置开始下落，在磁场中受到的磁场力如果总小于它的重力，则它在A、B、C、D四个位置(B、D位置恰好线圈有一半在磁场中)时，加速度关系为( )