电磁感应复习讲义(五)

电磁感应专题（五）

1．如图所示，AB 、CD 是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为L ，导轨平面与

水平面的夹角为θ，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强度

为B ，在导轨的 AC 端连接一个阻值为 R 的电阻，一根质量为m 、垂直于导轨放置的金属棒

ab ，从静止开始沿导轨下滑，求此过程中ab 棒的最大速度。已知ab 与导轨间的动摩擦因数为

μ，导轨和金属棒的电阻都不计。

2．如图所示，两根间距为l 的光滑金属导轨（不计电阻），由一段圆弧部分与一段无限长的水平段部分组成。其水平段加有竖直向下方向的匀强磁场，其磁感应强度为B ，导轨水平段上静止放置一金属棒cd ，质量为2m 。，电阻为2r 。另一质量为m ，电阻为r 的金属棒ab ，从圆弧段M 处由静止释放下滑至N 处进

入水平段，圆弧段MN 半径为R ，所对圆心角为60°，求：

（1）ab 棒在N 处进入磁场区速度多大？此时棒中电流是多少？

（2）ab 棒能达到的最大速度是多大？

（3）ab 棒由静止到达最大速度过程中，系统所能释放的热量是多少？

3．如图所示，两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感应强度B =0.50T 的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计。导轨间的距离l=0.20m 。两根质量均为m=0.10kg 的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R =0.50Ω。在t =0

时刻，两杆都处于静止状态。现有一与导轨平行、大小为0.20N 的恒力F 作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动。经过t =5.0s ，金属杆甲的加速度为a =1.37m/s 2，

问此时两金属杆的速度各为多少？

4．图中a 1b 1c 1d 1和a 2b 2c 2d 2为在同一竖直平面内的金属导轨，处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面（纸面）向里。导轨的a 1b 1段与a 2b 2段是竖直的，距离为l 1；c 1d 1段与c 2d 2

段也是竖直的，距离为l 2。x 1 y 1与x 2 y 2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆，

质量分别为和m 1和m 2，它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。两杆与导轨构成的回路

的总电阻为R 。F 为作用于金属杆x 1y 1上的竖直向上的恒力。已知两杆运动到图示位置时，

已匀速向上运动，求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率。

5．两根相距d =0.20m 的平行金属长导轨固定在同一水平面内，并处于竖直方向的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B =0.2T ，导轨上面横放着两条金属细杆，构成矩形回路，每条金属细杆的电阻为r =0.25Ω，回路中其余部分的电阻可不计.已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反方向匀速平移，速度大小都是v =5.0m/s ，如图所示.不计导轨上的摩擦.

（1）求作用于每条金属细杆的拉力的大小. （2）求两金属细杆在间距增加0.40m 的滑动过程中共产生的热量.

6．两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 的初速度v 0．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？

7．如图所示，磁场的方向垂直于xy 平面向里。磁感强度B 沿y 方向没有变化，沿x 方向均匀增加，每经过1cm 增加量为1.0×10-4T ，即cm T x

B /100.14-?=??。有一个长L =20cm ，宽h =10cm 的不变形的矩形金属线圈，以v =20cm/s 的速度沿x 方向运动。问：

（1）线圈中感应电动势E 是多少？

（2）如果线圈电阻R =0.02Ω，线圈消耗的电功率是多少？

（3）为保持线圈的匀速运动，需要多大外力？机械功率是多少？

8．如图所示，电动机牵引一根原来静止的、长L 为1m 、质量m 为0.1kg 的导体棒MN 上升，导体棒的电阻R 为1Ω，架在竖直放置的框架上，它们处于磁感应强度B 为1T 的匀强磁场中，磁场方

向与框架平面垂直。当导体棒上升h =3.8m 时，获得稳定的速度，导体棒上产生的热

量为2J ，电动机牵引棒时，电压表、电流表的读数分别为7V 、1A ，电动机内阻r

为1Ω，不计框架电阻及一切摩擦，求：

（1）棒能达到的稳定速度；

（2）棒从静止至达到稳定速度所需要的时间。

9．如图所示，水平的平行虚线间距为d =50cm ，其间有B=1.0T 的匀强磁场。一个正方形线圈边

长为l =10cm ，线圈质量m=100g ，电阻为R =0.020Ω。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 =10m/s 2，

求：

⑴线圈进入磁场过程中产生的电热Q 。

⑵线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度v 。

⑶线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值a 。

10．如图所示，金属杆a 在离地h 高处从静止开始沿弧形轨道下滑，导轨平行的水平部分有竖直向上的匀强磁场B ，水平部分导轨上原来放有一金属杆b .已知杆的质量为m a ，且与b 杆的质量比为m a ∶m b =3∶４，水平导轨足够长，不计摩擦，求： （1）a 和b 的最终速度分别是多大？

（2）整个过程中回路释放的电能是多少？

（3）若已知a 、b 杆的电阻之比R a ∶R b =3∶4，其余电阻不计，整个过程中

a 、

b 上产生的热量分别是多少？

11．如图所示，abcd 和a /b /c /d /为水平放置的光滑平行导轨，区域内充满方向竖直向上的匀强磁场。ab 、a /b /间的宽度是cd 、c /d /间宽度的2倍。设导轨足够长，导体棒ef 的质量是棒gh 的质量的2倍。现给导体棒ef 一个初速度v 0，沿导轨向左运动，当两棒的速度稳定时，两棒的速度分别是多少？

12．如图，甲、乙两个完全相同的线圈，在距地面同一高度处由静止开始释放，A 、B 是边界

范围、磁感应强度的大小和方向均完全相同的匀强磁场，只是A 的区域比B 的区域离地面高

一些，两线圈下落时始终保持线圈平面与磁场垂直，则（ ）

A. 甲先落地。

B. 乙先落地。

C. 二者同时落地。

D. 无法确定。

13．水平放置的平行金属框架宽L =0.2m ，质量为m =0.1kg 的金属棒ab 放在框架上，并且

与框架的两条边垂直。整个装置放在磁感应强度B =0.5T ，方向垂直框架平面的匀强磁场中，如图所示。金属棒ab 在F =2N 的水平向右的恒力作用下由静止开始运动。电路中除R =0.05Ω外，其余电阻、摩擦阻力均不考虑。试求当金属棒ab 达到最大速度后，撤去外力F ，此后感应电流还能产生的热量。（设框架足够长）

14．如图所示位于竖直平面的正方形平面导线框abcd ，边长为L =10cm ，线框质量为m =0.1kg ，

电阻为R =0.5Ω，其下方有一匀强磁场区域，该区域上、下两边界间的距离为H （ H > L ），

磁场的磁感应强度为B =5T ，方向与线框平面垂直。今线框从距磁场上边界h =30cm 处自由下

落，已知线框的dc 边进入磁场后，ab 边到达上边界之前的某一时刻线框的速度已达到这一

阶段的最大值，问从线框开始下落到dc 边刚刚到达磁场下边界的过程中，磁场作用于线框

的安培力做的总功是多少？（g =10m/s 2）

15．如图所示，在匀强磁场区域内与B 垂直的平面中有两根足够长的固定金属平行导轨，在它们上面横放两根平

行导体棒构成矩形回路，长度为L ，质量为m ，电阻为R

，回路部分导轨电阻可忽略，棒与导轨无摩擦，不

a /

计重力和电磁辐射，且开始时图中左侧导体棒静止，右侧导体棒具有向右的

初速v 0，试求两棒之间距离增长量x 的上限。

16.风能是一种环保型的可再生能源。目前全球风力发电的总功率已达7000MW ，我国约为100MW 。据勘测，我国的风力资源至少有2.53×105MW ，所以风力发电是很有开发前途的一种能源。

（1）风力发电是将风的动能转化为电能。设空气的密度为ρ，水平风速为v ，若某风力发电机每个叶片的长为L ，它将通过叶片旋转时所扫过面积的风的动能转化为电能的效率为η，求该风力发电机发电的功率P 。

（2）若某地的平均风速v =9m/s ，空气密度ρ=1.3kg/m 3，所用风力发电机的叶片长L=3m ，效率为η=25%，每天平均发电20h ，假设每户居民平均每天用电1.5kW ·h ，那么这台风力发电机发出的电能可供多少户居民日常用电？

17.如图所示，磁流体发电机的通道是一长为L 的矩形管道，其中通过电阻率为ρ的等离子体，通道中左、右一对侧壁是导电的，其高为h ，相距为a ，而通道的上下壁是绝缘的，所加匀强磁场的大小为B ，与通道的上下壁垂直.左、右一对导电壁用电阻值为r 的电阻经导线相接，通道两端气流的压强

差为Δp ，不计摩擦及粒子间的碰撞，求等离子体的速率是多少.

答案:

1.解析：()2

2cos sin L B R mg v m θμθ-= 2.解析：（1）gR v =

；回路中电流强度为 r gR Bl r r E I 32=+= （2）gR v 31=

'；（3）系统释放热量应等于系统机械能减少量，故有mgR Q 31= 3. 解析：)](2[21211ma F F B R m F v -+=)](2[212212m a F I

B R m F v --= 代入数据得s m v s

m v /85.1/15.821== 4. 解析：可得g m m R l l B g m m F P )()()(212

12221+-+-= ；R l l B g m m F Q 21221])()([-+-= 5. 解析：（1）22221102.3-?===r

v d B F F N （2）热量为v L r I Q 222???=，代入数据得 Q =1.28×10-2J. 6．解析：（1）总热量2022041)2(2121mv v m mv Q =-= （2）m R

v L B a 4022= 7. 解析：（1）V x

B hVL t E 5104-?=??=??=φ.（2）P=IE=W 8108-? （3）P 机=P =W 8108-?. 8．解析：（1）2=v m/s （2） t =1s ；9．解析：⑴ Q =mgd=0.50J ⑵ v =22m/s ⑶ a=4.1m/s 2

10．（1）v a =v b =73gh 2（2）ΔE = 72m a gh （3）Q a =73ΔE =4912m a gh ， Q b =74E =49

16m a gh 11．解析：由以上各式可得：020132,31v v v v ==；12．解析：选B ；13．解析：Q =22

1m mv =5J. 14．解析：磁场作用于线框的安培力做的总功是－0.2J ；15．解析： x =220L

B R m v ；16.解：（1）代入可得ηρπ?=3221v L P （2）将数据代入上式可得发电机的电功率为P =3.35×103（W ）每天可发电E=Pt =3.35×20=67（kwh ），可供居民使用的户数为67÷1.5=44（户）

17．解： v =

aL B Lhr a p 2)(+?ρ

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电磁感应试题 一．选择题 1．关于磁通量的概念，下面说法正确的是 （） A ．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大 B．磁感应强度大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量也越大 C．穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率不一定为零 D．磁通量的变化，不一定由于磁场的变化产生的 2．下列关于电磁感应的说法中正确的是（） A．只要闭合导体与磁场发生相对运动，闭合导体内就一定产生感应电流 B．只要导体在磁场中作用相对运动，导体两端就一定会产生电势差 C．感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量变化成正比 D．闭合回路中感应电动势的大小只与磁通量的变化情况有关而与回路的导体材料无关 3．关于对楞次定律的理解，下面说法中正确的是（） A．感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化 B．感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相同C．感应电流 的磁场方向，总是跟原磁砀方向相反 D．感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同，也可以相反 4.物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用.下面列举的四种器件中，在工作时利用了电磁感应现 象的是（） A. 回旋加速器 B.日光灯 C.质谱仪 D.速度选择器 5．如图 1 所示，一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于O 点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过 程中经过匀强磁场区域，则（空气阻力不计）（） A ．圆环向右穿过磁场后，还能摆至原高度 B．在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流 C．圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大 D．圆环最终将静止在平衡位置 6．如图（ 2），电灯的灯丝电阻为 2Ω，电池电动势为 2V ，内阻不计，线圈图（ 1）匝数足够多，其直流电阻为 3Ω．先合上电键 K ，稳定后突然断开 K ，则下列说法正确的是（） A ．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相同 B．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相反 C．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相同 D．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相反 7．如果第 6 题中，线圈电阻为零，当 K 突然断开时，下列说法正确的是（）A ．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相同 B．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相反 C．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前相同 D．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前相反 8．如图（ 3），一光滑的平面上，右方有一条形磁铁，一金属环以初速度V沿磁铁的中线向右滚动，则以下说法正确的是（） A 环的速度越来越小 B 环保持匀速运动

电磁感应复习资料

电磁感应复习资料 C1． 如图所示，一矩形金属线框，以速度v 从无 场空间进入一均匀磁场中，然后又从磁场中出来， 到无场空间中．不计线圈的自感，下面哪一条图 线正确地表示了线圈中的感应电流对时间的函数 关系？(从线圈刚进入磁场时刻开始计时，I 以顺 时针方向为正) B2． 两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I ，并各以d I /d t 的变化率增长，一矩形线圈位于导线平面内(如图)，则： (A) 线圈中无感应电流． (B) 线圈中感应电流为顺时针方向． (C) 线圈中感应电流为逆时针方向． (D) 线圈中感应电流方向不确定． B3． 一块铜板垂直于磁场方向放在磁感强度正在增大的磁场中时，铜板中出现的涡流(感应 电流)将 (A) 加速铜板中磁场的增加． (B) 减缓铜板中磁场的增加． (C) 对磁场不起作用． (D) 使铜板中磁场反向． B4． 一导体圆线圈在均匀磁场中运动，能使其中产生感应电流的一种情况是 (A) 线圈绕自身直径轴转动，轴与磁场方向平行． (B) 线圈绕自身直径轴转动，轴与磁场方向垂直． (C) 线圈平面垂直于磁场并沿垂直磁场方向平移． (D) 线圈平面平行于磁场并沿垂直磁场方向平移． A5． 半径为a 的圆线圈置于磁感强度为B 的均匀磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，线圈电阻为R ；当把线圈转动使其法向与B 的夹角 =60°时，线圈中通过的电荷与线圈面积及 转动所用的时间的关系是 (A) 与线圈面积成正比，与时间无关． (B) 与线圈面积成正比，与时间成正比． (C) 与线圈面积成反比，与时间成正比． (D) 与线圈面积成反比，与时间无关． D6． 将形状完全相同的铜环和木环静止放置，并使通过两环面的磁通量随时间的变化率 相等，则不计自感时 B I O (D)I O (C)O (B) I

高中物理电磁感应讲义

高中物理电磁感应讲义 一、电磁感应现象 1、电磁感应现象与感应电流 . （1）利用磁场产生电流的现象，叫做电磁感应现象。 （2）由电磁感应现象产生的电流，叫做感应电流。 二、产生感应电流的条件 1、产生感应电流的条件：闭合电路 ．．．．．．．。 ．．．．中磁通量发生变化 2、产生感应电流的方法 . （1）磁铁运动。 （2）闭合电路一部分运动。 （3）磁场强度B变化或有效面积S变化。 注：第（1）（2）种方法产生的电流叫“动生电流”，第（3）种方法产生的电流叫“感生电流”。不管是动生电流还是感生电流，我们都统称为“感应电流”。 3、对“磁通量变化”需注意的两点 . （1）磁通量有正负之分，求磁通量时要按代数和（标量计算法则）的方法求总的磁通量（穿过平面的磁感线的净条数）。 （2）“运动不一定切割，切割不一定生电”。导体切割磁感线，不是在导体中产生感应电流的充要条件，归根结底还要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。 4、分析是否产生感应电流的思路方法 . （1）判断是否产生感应电流，关键是抓住两个条件： ①回路是闭合导体回路。 ②穿过闭合回路的磁通量发生变化。 注意：第②点强调的是磁通量“变化”，如果穿过闭合导体回路的磁通量很大但不变化，那么不论低通量有多大，也不会产生感应电流。 （2）分析磁通量是否变化时，既要弄清楚磁场的磁感线分布，又要注意引起磁通量变化的三种情况： ①穿过闭合回路的磁场的磁感应强度B发生变化。 ②闭合回路的面积S发生变化。 ③磁感应强度B和面积S的夹角发生变化。 三、感应电流的方向 1、楞次定律. （1）内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 ①凡是由磁通量的增加引起的感应电流，它所激发的磁场阻碍原来磁通量的增加。 ②凡是由磁通量的减少引起的感应电流，它所激发的磁场阻碍原来磁通量的减少。 （2）楞次定律的因果关系： 闭合导体电路中磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的出现是感应电流存在的结果，简要地说，只有当闭合电路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现。

高中物理电磁感应练习题及答案

【例1】 （2004，上海综合）发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是（ ） A ．安培 B ．赫兹 C ．法拉第 D ．麦克斯韦 解析：该题考查有关物理学史的知识，应知道法拉第发现了电磁感应现象。 答案：C 【例2】发现电流磁效应现象的科学家是___________，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是__________，发现电磁感应现象的科学家是___________，发现电荷间相互作用力规律的的科学家是___________。 解析：该题考查有关物理学史的知识。 答案：奥斯特 安培 法拉第 库仑 ☆☆对概念的理解和对物理现象的认识 【例3】下列现象中属于电磁感应现象的是（ ） A ．磁场对电流产生力的作用 B ．变化的磁场使闭合电路中产生电流 C ．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化 D ．电流周围产生磁场 解析：电磁感应现象指的是在磁场产生电流的现象，选项B 是正确的。 答案：B ★巩固练习 1. ） A ．磁感应强度越大的地方，磁通量越大 B ．穿过某线圈的磁通量为零时，由B = S Φ 可知磁通密度为零 C ．磁通密度越大，磁感应强度越大 D ．磁感应强度在数值上等于1 m 2的面积上穿过的最大磁通量 解析：B 答案中“磁通量为零”的原因可能是磁感应强度（磁通密度）为零，也可能是线圈平面与磁感应强度平行。答案：CD 2. ） A ．Wb/m 2 B ．N/A ·m C ．kg/A ·s 2 D ．kg/C ·m 解析：物理量间的公式关系，不仅代表数值关系，同时也代表单位.答案：ABC 3. ） A ．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流 B ．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流 C ．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流 D ．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流 答案：D 4.在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时，套在长直导线上的闭合线环（环面与导线 ） A ．保持电流不变，使导线环上下移动 B ．保持导线环不变，使长直导线中的电流增大或减小 C ．保持电流不变，使导线在竖直平面内顺时针（或逆时针）转动 D ．保持电流不变，环在与导线垂直的水平面内左右水平移动 解析：画出电流周围的磁感线分布情况。答案：C

高二物理-选修3-2-电磁感应-期末重点复习资料

电磁感应专题复习 知识网络 第一部分电磁感应现象、楞次定律 知识点一——磁通量 ▲知识梳理 1．定义 磁感应强度B与垂直场方向的面积S的乘积叫做 穿过这个面积的磁通量，。如果面积S与B不垂直，如图所示，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积,即 。 2．磁通量的物理意义 磁通量指穿过某一面积的磁感线条数。 3．磁通量的单位：（韦伯）。 特别提醒： （1）磁通量是标量，当有不同方向的磁感线穿过某面时，常用正负加以区别；另外，磁通量与线圈匝数无关。

（2）磁通量的变化，它可由B、S或两者之间的夹角的变化引起。 ▲疑难导析 一、磁通量改变的方式有几种 1．线圈跟磁体间发生相对运动，这种改变方式是S不变而相当于B变化。 2．线圈不动，线圈所围面积也不变，但穿过线圈面积的磁感应强度是时间的函数。 3．线圈所围面积发生变化，线圈中的一部分导体做切割磁感线运动。其实质也是B不变，而S增大或减小。 4．线圈所围面积不变，磁感应强度也不变，但二者间的夹角发生变化，如在匀强磁场中转动矩形线圈。 二、对公式的理解 在磁通量的公式中，S为垂直于磁感应强度B方向上的有效面积，要正确理解三者之间的关系。 1．线圈的面积发生变化时磁通量是不一定发生变化的，如图（a），当线圈面积由变为时，磁通量并没有变化。 2．当磁场范围一定时，线圈面积发生变化，磁通量也可能不变，如图（b）所示，在空间有磁感线穿过线圈S，S外没有磁场，如增大S，则不变。

3．若所研究的面积内有不同方向的磁场时，应是将磁场合成后，用合磁场根据去求磁通量。 例：如图所示，矩形线圈的面积为S（），置于磁感应强度为B（T）、方向水平向右的匀强磁场中，开始时线圈平面与中性面重合。求线圈平面在下列情况的磁通量的改变量：绕垂直磁场的轴转过（1）；（2）；（3）。 （1）； （2）； （3）。负号可理解为磁通量在减少。 知识点二——电磁感应现象 ▲知识梳理 1．产生感应电流的条件 只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，即，则闭合电路中就有感应电流产生。 2．引起磁通量变化的常见情况 （1）闭合电路的部分导体做切割磁感线运动。 （2）线圈绕垂直于磁场的轴转动。 （3）磁感应强度B变化。 ▲疑难导析

16 《电磁感应》讲义

《电磁感应》讲义 1、感应电流的产生条件 不论用什么方法，只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。 注：磁通量： （） 单位：韦伯（Wb） 2、感应电动势的大小 （1）法拉第电磁感应定律： （2）导体切割磁感线时，则 注：利用感应电动势公式 计算时，l应是等效长度，即垂直切割磁感线的长度。 例题1、（09年山东卷）21．如图所示，一导线弯成半径为a的半圆 形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始络与MN 垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是 　A．感应电流方向不变 　B．CD段直线始终不受安培力 　C．感应电动势最大值E＝Bav 　D．感应电动势平均值 3、感应电流的方向 （1）楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 ①从磁通量变化的角度来看，感应电流总要阻碍磁通量的变化。→“增反减同”

②从相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍相对运动。→“来拒去留” ③从能量转化和守恒的角度来看，“阻碍”意味着需要消耗其它能以克服这一阻碍做功，能量由其它形式转化为电能。 注意：“阻碍”不是“阻止”。感应电动势仅仅是减缓了原磁通量的变化，不会阻止原磁通量的变化或逆转原磁通量的变化． （2）导体切割磁感线时，感应电流的方向遵循“右手定则” 例题2、（09年浙江卷）17．如图所示，在磁感应强度大小为B、方 向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为 、阻值为 的闭合矩形金属线框 用绝缘轻质细杆悬挂在 点，并可绕 点摆动。金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最 高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是 A． B． C．先是

高二物理电磁感应测试题.doc

高二物理电磁感应测试题 交城中学校梁文娟 一、单选题 1、如图所示,平行金属导轨的间距为,一端跨接一阻值为的电阻,匀强磁 场的磁感应强度为,方向垂直于导轨所在平面向里,一根足够长的直金属棒 与导轨成60°角放置,且接触良好,则当金属棒以垂直于棒的恒定速度沿金 属导轨滑行时,其他电阻不计,电阻中的电流为( ) A. B. C. D. 2、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,方向如图所示.测得环中感应电流强度为,则环和环内感应电流强度分别为( ) A.、 B.、 C.、 D.、 3、如图,和为空间一匀强磁场的边界,其中 ,,且;为的角平 分线,间的距离为;磁场方向垂直于纸面向里,一边长为的正方形 导线框沿方向匀速通过磁场,时刻恰好位于图示位置.规定导 线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则感应电流与时间的关系图线 可能正确的是( ) A. B. C. D. 4如图甲所示,有两个相邻的有界匀强磁场区域,磁感应强度的大小均为, 磁场方向相反,且与纸面垂直,磁场区域在轴方向宽度均为,在轴方向 足够宽。现有一高为的正三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁 场区域。若以逆时针方向为电流的正方向,在各选项中,线框中感应电流 与线框移动距离的关系图象正确的是( ) A. B. C. D. 5、如图所示,边长相等的正方形导体框与正方形匀强磁场区,其对角线 在同一水平线上,导体框沿水平方向由到匀速通过垂直于纸面向外的磁 场区,导体框中的电流随时间变化关系正确的是(顺时针方向电流为正)图 中的( )

A. B. C. D. 6、图所示,在、区域中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.一导线框位于纸面内, 线框的邻边都相互垂直,边与磁场的边界重合.导线框与磁场区域 的尺寸如图所示.从时刻开始,线框匀速横穿两个磁场区域.以 为线框中的电动势的正方向,下图四 个关系示意图中正确的是( ) A. B. C. D. 7、如图所示,闭合铜环与闭合金属框接触放在匀强磁场中,当铜环向右移动时 (金属框不动),下列说法正确的是( ) A.铜环内没有感应电流产生,因为它的磁通量没有变化 B.金属框内没有感应电流产生,因为它的磁通量没有变化 C.金属框边中有感应电流,因为回路中的磁通量增加了 D.铜环的半圆中有感应电流,因为回路中的磁通量减少了 8、下列关于涡流的说法中正确的是( ) A.涡流跟平时常见的感应电流一样,都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的 B.涡流不是感应电流,而是一种有别于感应电流的特殊电流 C.涡流有热效应,但没有磁效应 D.在硅钢中不能产生涡流 9、用相同导线绕绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框、以相同的速度匀速进入右侧匀强磁 场，如图所示。在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为U a、U b、U c和U d。下列判断正确的是 A．U a＜U b＜U d＜U B．U a＜U b＜U c＜U d C．U a＝U b＝U c＝U d． D．U b＜U a＜U d＜U c 二、多选题 10如图所示,单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,穿过线 圈的磁通量随时间的关系可用图象表示,则( ) A.在时刻,线圈中磁通量最大,感应电动势也最大 B.在时刻,感应电动势最大 C.在时刻,感应电动势为零 D.在时间内,线圈中感应电动势的平均值为零

高中物理竞赛讲义电磁感应

电磁感应 【拓展知识】 1．楞次定律的推广 （1）阻碍原磁通量的变化； （2）阻碍（导体的）相对运动； （3）阻碍原电流的变化。 2.感应电场与感应电动势 磁感应强度发生变化时，在磁场所在处及周围的空间范围内，将激发感应电场。感应电场不同于静电场： （1）它不是电荷激发的，而是由变化的磁场所激发； （2）它的电场线是闭合的，没有起止点。而静电场的电场线是从正电荷出发终止于负电荷； （3）它对电荷的作用力不是保守力。 如果变化的磁场区域是一个半径为R 的圆形，则半径为r 的回路上各点的感应电场的场强大小为 ???? ??????≤???=.,2;,22R r t B r R R r t B r E φ 方向沿该点的切线方向。感应电场作用于单位电荷上的电场力所做的功就是感应电动势。 【试题赏析】 1．如图所示，在一无限长密绕螺线管中，其磁感应强度随时间线性变化（ t B ??=常数），求螺线管内横截面上直线段MN 的感应电动势。已知圆心O 到MN 的距离为h 、MN 的长为L 以及 t B ??的大小。

解:求感生电动势有两种方法。 (1) 根据电动势的定义：某一线段上的感生电动势等于感生电场搬运单位 正电荷沿此段运动时所做的功。在MN 上任选一小段l ?，O 点到l ?距离为r ，l ?处 的感E ρ 如图4-4-8所示，与l ?的夹角为θ，感生电场沿l ?移动单位正电荷所做的功为 θ?=?cos l E A 感， 而 t B r E ??= 2感则 θ????= ?cos 2l t B r A 而 h r =θcos 故 l t B h A ???=?2 把MN 上所有l ?的电动势相加， t B hl l t B ??=???=ε∑ 2121 (2)用法拉第定律求解。连接OM ，ON ，则封闭回路三角形OMN 的电动势等于其所包围的磁通量的变化率。 lhB BS 21 ==Φ t B hl t ??=??Φ=ε21 OM 和ON 上各点的感生电场感E ρ 均各自与OM 和ON 垂直，单位正电荷OM 和ON 上移动时，感生电场的功为零，故OM 和ON 上的感生电动势为零，封闭回路OMNO 的电动势就是MN 上的电动势。 电动势的方向可由楞次定律确定。 【总结反思】理解两种电动势的产生机理 【变式训练】 图4-4-8

高考物理法拉第电磁感应定律(大题培优易错试卷)含答案

一、法拉第电磁感应定律 1．如图，匝数为N 、电阻为r 、面积为S 的圆形线圈P 放置于匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，线圈P 通过导线与阻值为R 的电阻和两平行金属板相连，两金属板之间的距离为d ，两板间有垂直纸面的恒定匀强磁场。当线圈P 所在位置的磁场均匀变化时，一质量为m 、带电量为q 的油滴在两金属板之间的竖直平面内做圆周运动。重力加速度为g ，求： (1)匀强电场的电场强度 (2)流过电阻R 的电流 (3)线圈P 所在磁场磁感应强度的变化率 【答案】(1)mg q (2)mgd qR (3)()B mgd R r t NQRS ?+=? 【解析】 【详解】 (1)由题意得： qE =mg 解得 mg q E = (2)由电场强度与电势差的关系得： U E d = 由欧姆定律得： U I R = 解得 mgd I qR = (3)根据法拉第电磁感应定律得到： E N t ?Φ =? B S t t ?Φ?=??

根据闭合回路的欧姆定律得到：()E I R r =+ 解得： () B mgd R r t NqRS ?+=? 2．如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 竖直放置，其宽度L ＝1 m ，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M 与P 之间连接阻值为R ＝0.40 Ω的电阻，质量为m ＝0.01 kg 、电阻为r ＝0.30 Ω的金属棒ab 紧贴在导轨上．现使金属棒ab 由静止开始下滑，下滑过程中ab 始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x 与时间t 的关系如图所示，图象中的OA 段为曲线，AB 段为直线，导轨电阻不计，g ＝10 m/s 2(忽略ab 棒运动过程中对原磁场的影响)，求： (1) ab 棒1.5 s-2.1s 的速度大小及磁感应强度B 的大小； (2)金属棒ab 在开始运动的1.5 s 内，通过电阻R 的电荷量； (3)金属棒ab 在开始运动的1.5 s 内，电阻R 上产生的热量。 【答案】(1) v ＝7 m/s B ＝0.1 T (2) q ＝0.67 C (3)0.26 J 【解析】 【详解】 (1)金属棒在AB 段匀速运动，由题中图象得： v ＝ x t ??＝7 m/s 根据欧姆定律可得： I ＝ BLv r R + 根据平衡条件有 mg ＝BIL 解得： B ＝0.1T (2)根据电量公式： q ＝I Δt 根据欧姆定律可得： I ＝ ()R r t ?Φ +? 磁通量变化量 ΔΦ＝ S t ??B

高中物理经典复习资料电磁感应与电路规律的综合应用

黑龙江省哈尔滨市木兰高级中学高中物理 经典复习资料 电磁感应与 电路规律的综合应用 教学目标： 1．熟练运用右手定则和楞次定律判断感应电流及感应电动势的方向。 2．熟练掌握法拉第电磁感应定律，及各种情况下感应电动势的计算方法。 3．掌握电磁感应与电路规律的综合应用 教学重点：电磁感应与电路规律的综合应用 教学难点：电磁感应与电路规律的综合应用 教学方法：讲练结合，计算机辅助教学 教学过程： 一、电路问题 1、确定电源：首先判断产生电磁感应现象的那一部分导体（电源），其次利用t n E ??Φ=或θsin BLv E =求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向。 2、分析电路结构，画等效电路图 3、利用电路规律求解，主要有欧姆定律，串并联规律等 二、图象问题 1、定性或定量地表示出所研究问题的函数关系 2、在图象中E 、I 、B 等物理量的方向是通过正负值来反映 3、画图象时要注意横、纵坐标的单位长度定义或表达 【例1】如图所示，平行导轨置于磁感应强度为B 的匀强磁场 中（方向向里），间距为L ，左端电阻为R ，其余电阻不计，导轨右 端接一电容为C 的电容器。现有一长2L 的金属棒ab 放在导轨上，ab 以a 为轴顺时针转过90°的过程中，通过R 的电量为多少？ 解析：（1）由ab 棒以a 为轴旋转到b 端脱离导轨的过程中，产

生的感应电动势一直增大，对C 不断充电，同时又与R 构成闭合回路。ab 产生感应电动势的平均值 t S B t E ??=??Φ= ① S ?表示a b 扫过的三角形的面积，即223321L L L S =?= ? ② 在这一过程中电容器充电的总电量Q =CU m ⑤ U m 为ab 棒在转动过程中产生的感应电动势的最大值。即 ωω22)22 1(2BL L L B U m =???= ⑥ 联立⑤⑥得：C BL Q ω222= （2）当ab 棒脱离导轨后（对R 放电，通过R 的电量为 Q 2，所以整个过程中通过 R 的总电量为： Q =Q 1＋Q 2=)223(2C R BL ω+ 电磁感应中“双杆问题”分类解析 【例2】匀强磁场磁感应强度 B=0.2 T ，磁场宽度L=3rn ，一正方形金属框边长ab=l =1m ，每边电阻r=0.2Ω，金属框以v =10m/s 的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图所示，求：

高二物理电磁感应测试题及答案

高二物理同步测试（5）—电磁感应 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分．满分100分，考试用时60分钟． 第Ⅰ卷（选择题，共40分） 一、选择题（每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确 的，全部选对得4分，对而不全得2分。） 1．在电磁感应现象中，下列说法正确的是 （） A．感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反 B．闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流 C．闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动，一定产生感应电流 D．感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化 2. 为了利用海洋资源，海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测量 海水的流速．假设海洋某处的地磁场竖直分量为B＝×10－4T，水流是南北流向，如图将两个电极竖直插入此处海水中，且保持两电极的连线垂直水流方向．若 两极相距L＝10m，与两电极相连的灵敏电压表的读数为U＝2mV，则海水 的流速大小为（） A．40 m／s B．4 m／s C． m／s D．4×10－3m／s 3．日光灯电路主要由镇流器、起动器和灯管组成，在日光灯正常工作的情况下，下列说法正确的是（） A．灯管点燃后，起动器中两个触片是分离的 B．灯管点燃后，镇流器起降压和限流作用 C．镇流器在日光灯开始点燃时，为灯管提供瞬间高压 D．镇流器的作用是将交变电流变成直流电使用 4．如图所示，磁带录音机既可用作录音，也可用作放音，其主要部件为

可匀速行进的磁带a 和绕有线圈的磁头b ，不论是录音或放音过程，磁带或磁隙软铁会存在磁化现象，下面对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的说法，正确的是 （ ） A ．放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应 B ．录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应 C ．放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用 D ．放音和录音的主要原理都是电磁感应 5．两圆环A 、B 置于同一水平面上，其中A 为均匀带电绝缘环，B 为导 体环，当A 以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B 中产生如图所示方向的感应电流。则（ ） A ．A 可能带正电且转速减小 B ．A 可能带正电且转速增大 C ．A 可能带负电且转速减小 D ．A 可能带负电且转速增大 6．为了测出自感线圈的直流电阻，可采用如图所示的电路。在测量完毕后将电路解体时应该（ ） A ．首先断开开关S 1 B ．首先断开开关S 2 C ．首先拆除电源 D ．首先拆除安培表 7．如图所示，圆形线圈垂直放在匀强磁场里，第1秒内磁场方向指向纸里，如图（b ）．若磁感应强度大小随时间变化的关系如图（a ），那么，下面关于线圈中感应电流的说法正确的是 （ ） A ．在第1秒内感应电流增大，电流方向为逆时针 B ．在第2秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针 C ．在第3秒内感应电流减小，电流方向为顺时针 D ．在第4秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针 8．如图所示，xoy 坐标系第一象限有垂直纸面向外的匀强磁 场，第 x y o a b

大学物理电磁感应部分复习资料

71 电磁感应及电磁场理论 基本内容小结 一、 电磁感应的普遍规律 1、楞次定律 感应电流的方向总是企图使感应电流本身所产生的通过回路面积的磁通量去补偿或者说反抗引起感应电流的磁通量的改变。 感应电流总是阻止或减缓产生感应电流的各种变化（相对运动，转动……）。 2、电源电动势与非静电场强度 所有电源内部都由连接电源正负极的导体构成回路，它与电源外的导体（外电路）连成闭合回路。断路时整个回路处处无电流，通路时回路各截面电流强度相等——电流的连续性。电流通过导体时产生电势降落消耗电能，电源有维持两极电势差、把不同形式的能量转化为电能的能力，这种能力强弱用电动势ε表示，它的大小等于断路时电源两极的电势差，方向由电源负极经电源内部指向正极。 电源内部存在着不同于静电力的电场力称为“非静电力”k F r ，它能作用在 任何电荷上因而是“电场力”，它不是保守力故不是静电力。可引入非静电力强 度/k k E F q =r r 。断路时，在电源内部导体中处处有0k E E +=r r ，使电荷受力平 衡而非定向运动，因而没有电流，这时两电极之间的电势差即电动势为： l d E k i ρ ρ??= 正极 负极（内） ε [（内）表示经由内电路]

72 通路时k E r 并不改变：l d E l d E l d E l d E k k k k i ρ ρρρρρρρ????=?+ ?= ?= 负极 正极（外） 正极 负极（内） 正极 负极（内） ε 可见等于单位正电荷按电动势方向绕电路一周时电源非静电力所作功。 3、法拉第电磁感应定律 m i d dt εΦ=- 式中i ε 、m Φ分别是回路中的感应电动势、通过回路所围面积磁通量的代数值。使用该式时要规定电路的绕行正方向，由右手螺旋法则确定回路所围面 积的正法线方向。m Φ的正、负表示磁感应强度B r 方向与回路所围面积的法线 方向相同、相反；i ε的正、负表明电动势的方向与规定的电路绕行正方向相同、相反。 若线圈是多匝线圈的串联，m Φ称为磁通链，这时感应电动势是各单匝线圈感应电动势的串联，当通过各单匝线圈的磁通相等记为Φ时则m N Φ=Φ。 i d N dt εΦ =- 4、感应电流 当电路闭合时，通过回路截面的感应电流与磁通量的变化率成正比，即 1I m i d R dt Φ=- 5、感应电量 当通过回路的磁通由1Φ改变为2Φ时通过回路截面的电量（感应电量）q 与磁通变化的快慢无关，只与磁通改变量有关，即 121 ()q R =Φ-Φ。 二、 动生电动势 由于回路所围面积的变化或面积取向变化而引起的感应电动势，称为动生

物理电磁感应现象的两类情况的专项培优练习题

物理电磁感应现象的两类情况的专项培优练习题 一、电磁感应现象的两类情况 1．如图，在地面上方空间存在着两个水平方向的匀强磁场，磁场的理想边界ef 、gh 、pq 水平，磁感应强度大小均为B ，区域I 的磁场方向垂直纸面向里，区域Ⅱ的磁场方向向外，两个磁场的高度均为L ；将一个质量为m ，电阻为R ，对角线长为2L 的正方形金属线圈从图示位置由静止释放(线圈的d 点与磁场上边界f 等高，线圈平面与磁场垂直)，下落过程中对角线ac 始终保持水平，当对角线ac 刚到达cf 时，线圈恰好受力平衡；当对角线ac 到达h 时，线圈又恰好受力平衡(重力加速度为g ).求： (1)当线圈的对角线ac 刚到达gf 时的速度大小； (2)从线圈释放开始到对角线ac 到达gh 边界时，感应电流在线圈中产生的热量为多少? 【答案】(1)1224mgR v B L = (2)322 44 2512m g R Q mgL B L =- 【解析】 【详解】 (1)设当线圈的对角线ac 刚到达ef 时线圈的速度为1v ，则此时感应电动势为： 112E B Lv =? 感应电流：11E I R = 由力的平衡得：12BI L mg ?= 解以上各式得：122 4mgR v B L = (2)设当线圈的对角线ac 刚到达ef 时线圈的速度为2v ，则此时感应电动势 2222E B Lv =? 感应电流：2 2E I R = 由力的平衡得：222BI L mg ?=

解以上各式得：222 16mgR v B L = 设感应电流在线圈中产生的热量为Q ,由能量守恒定律得： 22122 mg L Q mv ?-= 解以上各式得：322 44 2512m g R Q mgL B L =- 2．如图，垂直于纸面的磁感应强度为B ，边长为 L 、电阻为 R 的单匝方形线圈 ABCD 在外力 F 的作用下向右匀速进入匀强磁场，在线圈进入磁场过程中，求： (1)线圈进入磁场时的速度 v 。 (2)线圈中的电流大小。 (3)AB 边产生的焦耳热。 【答案】(1)22 FR v B L =；(2)F I BL =；(3)4FL Q = 【解析】 【分析】 【详解】 (1)线圈向右匀速进入匀强磁场，则有 F F BIL ==安 又电路中的电动势为 E BLv = 所以线圈中电流大小为 = =E BLv I R R 联立解得 22 FR v B L = (2)根据有F F BIL ==安得线圈中的电流大小 F I BL = (3)AB 边产生的焦耳热 22( )4AB F R L Q I R t BL v ==??

2018年高考物理试题分类解析电磁感应

2018年高考物理试题分类解析：电磁感应 全国1卷 17．如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中心，O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆。M端位于PQS上，O M与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定（过程Ⅰ）；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'（过程Ⅱ）。在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM 的电荷量相等，则 B B ' 等于 A． 5 4 B． 3 2 C． 7 4 D．2 【解析】在过程Ⅰ中 R r B R t R E t I q 2 __4 1 π ? = ?Φ = = =，在过程Ⅱ中 2 2 1 ) ' (r B B R q π ? - = ?Φ =二者相等，解得 B B ' = 3 2 。 【答案】17．B 全国1卷 19．如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是 A．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动 B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向 C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向

D ．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向转动 【解析】A ．开关闭合后的瞬间，铁芯内磁通量向右并增加，根据楞次定律，左线圈感应电流方向在直导线从南向北，其磁场在其上方向里，所以小磁针的N 极朝垂直纸面向里的方向转动,A 正确； B 、 C 直导线无电流，小磁针恢复图中方向。 D ．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，电流方向与A 相反，小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向转动，D 正确。 【答案】19.AD 全国2卷 18．如图，在同一平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域， 区域宽度均为l ,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。一边长为 3 2 l 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动，线框中感应电流i 随时间t 变化的正确图线可能是 【解析】如图情况下，电流方向为顺时针，当前边在向里的磁场时，电流方向为逆时针，但因为两导体棒之间距离为磁场宽度的 2 3 倍，所以有一段时间两个导体棒都在同一方向的磁场中，感应电流方向相反，总电流为0，所以选D. 【答案】18．D 全国3卷 20．如图（a ），在同一平面内固定有一长直导线PQ 和一导线框R ，R 在PQ 的右侧。导线 PQ 中通有正弦交流电流i ，i 的变化如图（b ）所示，规定从Q 到P 为电流的正方向。导线框R 中的感应电动势

电磁感应中的“三类模型问题”高考物理二轮复习讲义

第2讲|电磁感应中的“三类模型问题” ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 模型(一)电磁感应中的“单杆”模型 类型1“单杆”——水平式 ，由牛顿第二定律知导体棒ab的 ab的加速度a减小， [例1](2018·安徽联考)如图所示，光滑平行金属导轨P Q、MN固定在光滑绝缘水平面上，导轨左端连接有阻值为R的定值电阻，导轨间距为L，有界匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向竖直向上，边界ab、cd均垂直于导轨，且间距为s，e、f分别为ac、bd的中 点，将一长度为L、质量为m、阻值也为R的金属棒垂直导轨放置在ab左侧1 2s处。现给金 属棒施加一个大小为F、方向水平向右的恒力，使金属棒从静止开始向右运动，金属棒向右运动过程中始终垂直于导轨并与导轨接触良好。当金属棒运动到ef位置时，加速度刚好为零，不计其他电阻。求：

(1)金属棒运动到ef 位置时的速度大小； (2)金属棒从初位置运动到ef 位置，通过金属棒的电荷量； (3)金属棒从初位置运动到ef 位置，定值电阻R 上产生的焦耳热。 [解析] (1)设金属棒运动到ef 位置时速度为v ， 则感应电动势E ＝BL v 电路中电流I ＝ E 2R 由于加速度刚好为零，则F ＝F 安＝BIL 解得v ＝2FR B 2L 2。 (2)通过金属棒的电荷量q ＝I Δt I ＝ E 2R E ＝ ΔΦΔt ＝BLs 2Δt 解得q ＝ BLs 4R 。 (3)设定值电阻R 中产生的焦耳热为Q ，由于金属棒的电阻也为R ，因此整个电路中产生的总的焦耳热为2Q 。金属棒从初位置运动到ef 位置的过程中，根据动能定理有 W F ＋W 安＝1 2 m v 2 根据功能关系有W 安＝－2Q 拉力F 做的功W F ＝Fs 解得Q ＝1 2Fs －mF 2R 2B 4L 4。 [答案] (1)2FR B 2L 2 (2)BLs 4R (3)1 2Fs －mF 2R 2B 4L 4 类型2 “单杆”——倾斜式 ↑→感应电动势E

电磁感应复习专题(DOC)

电磁感应复习专题 ［知识结构］ ［重点知识回顾］ 一. 法拉第电磁感应定律 1. 引起某一回路磁通量变化的原因 （1）磁感强度的变化 （2）线圈面积的变化 （3）线圈平面的法线方向与磁场方向夹角?的变化 2. 电磁感应现象中能的转化 感应电流做功，消耗了电能。消耗的电能是从其它形式的能转化而来的。 在转化和转移中能的总量是保持不变的。 3. 法拉第电磁感应定律： （1）决定感应电动势大小因素：穿过这个闭合电路中的磁通量的变化快慢（2）注意区分磁通量中，磁通量的变化量，磁通量的变化率的不同 φ—磁通量，?φ—磁通量的变化量，? ?? φφφt t = - 21 （3）定律内容：感应电动势大小决定于磁通量的变化率的大小，与穿过这一电路磁通量的变化率成正比。 （4）感应电动势大小的计算式：E n t Wb t s E v n = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? φ φ— — — —线圈匝数 注：①若闭合电路是一个n匝的线圈，线圈中的总电动势可看作是一个线圈感应电动势的 1

2 n 倍。 ②E 是?t 时间内的平均感应电动势 （5）几种题型 ①线圈面积S 不变，磁感应强度均匀变化：E B S t n B t s = ?=????? ②磁感强度不变，线圈面积均匀变化：E n B S t nB S t ==???? ③B 、S 均不变，线圈绕过线圈平面内的某一轴转动时，计算式为： E n BS BS t nBS t =-=-cos cos cos cos ????2121 ?? 二. 导体切割磁感线时产生感应电动势大小的计算式： 1. 公式：E Blv B T l m v m s E V =----???? ???/ 2. 题型：（1）若导体变速切割磁感线，公式中的电动势是该时刻的瞬时感应电动势。 （2）若导体不是垂直切割磁感线运动，v 与B 有一夹角，如图： E B l v B l v ==1s i n θ （3）若导体在磁场中绕着导体上的某一点转动时，导体上各点的线速度不同，不能用 E Blv =计算，而应根据法拉第电磁感应定律变成“感应电动势大小等于直线导体在单位时间内切割磁感线的条数即磁通量的变化量”来计算，如图： ω 从图示位置开始计时，经过时间?t ，导体位置由oa 转到oa 1，转过的角度??θω=t ，则导体扫过的面积???S l l t = =121 2 22θω 切割的磁感线条数（即磁通量的变化量）

(江苏专版)2018年高考物理第二轮复习 第17讲 电磁感应之电磁推理讲义册子

第17讲电磁感应之电磁推理 题一：如图所示，水平边长均为L、横截面积分别为S1、S2（S1＜S2）的铜线框M、N由同一高处自由下落，下落过程中经过一磁感应强度为B的匀强磁场（不计空气阻力），则（）A．M、N同时落地 B．M先落地 C．N先落地 D．无法确定 题二：一个足够长的竖直放置的磁铁结构如图所示，磁铁的两个磁极分别为同心的圆形和圆环形。在两极之间的缝隙中，存在辐射状的磁场，磁场方向水平向外，某点的磁感应强度大小与该点到磁极中心轴的距离成反比。用横截面积一定的细金属丝制成的圆形单匝线圈，从某高度处被无初速释放，在磁极缝隙间下落的过程中，线圈平面始终水平且保持与磁极共轴。线圈被释放后（） A．线圈中没有感应电流，线圈做自由落体运动 B．在俯视图中，线圈中感应电流沿逆时针方向 C．线圈有最大速度，线圈半径越大，最大速度越小 D．线圈有最大速度，线圈半径越大，最大速度越大 题三：如图所示，宽度L＝0.5 m的光滑金属框架MNPQ固定于水平面内，并处在磁感应强度大小B＝0.4 T、方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布。将质量m＝0.1 kg，电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上，并与框架接触良好。以P为坐标原点，PQ方向为x 轴正方向建立坐标。金属棒从x0＝1 m处以v0＝2 m/s的初速度，沿x轴负方向做a＝2 m/s2的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用。求： （1）金属棒ab运动0.5 m时，框架产生的焦耳热Q；

（2）框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系。

题四：电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图所示，上、下为两个电磁铁，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室内做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，在两极间产生一个由中心向外逐渐减弱而且变化的磁场，这个变化的磁场又在真空室内激发感生电场，其电场线是在同一平面内的一系列同心圆，产生的感生电场使电子加速。图甲中上部分为侧视图、下部分为俯视图。已知电子质量为m、电荷量为e，初速度为零，电子圆形轨道的半径为R。穿过电子圆形轨道面积的磁通量Φ随时间t 的变化关系如图乙所示，在t0时刻后，电子轨道处的磁感应强度为B0，电子加速过程中忽略相对论效应。 电子在半径不变的圆形轨道上加速是电子感应加速器的关键技术要求，试求电子加速过程中电子轨道处的磁感应强度随时间变化的函数关系。

(完整版)2017年高考物理试题分类汇编及答案解析《电磁感应》,推荐文档

电磁感应 1.【2017·新课标Ⅰ卷】扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM 的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施 加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是 【答案】A 【解析】感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发上变化。在A 图中系统振动时在磁 场中的部分有时多有时少，磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力，阻碍系统的振动，故A 正确；而BCD 三个图均无此现象，故错误。 【考点定位】感应电流产生的条件 【名师点睛】本题不要被题目的情景所干扰，抓住考查的基本规律，即产生感应电流的条件，有感应电流产生，才会产生阻尼阻碍振动。 2.【2017·新课标Ⅲ卷】如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U 形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ 置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T 位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ 突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是

A．PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿逆时针方向 B．PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿顺时针方向 C．PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿逆时针方向 D．PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿顺时针方向 【答案】D 【考点定位】电磁感应、右手定则、楞次定律 【名师点睛】解题关键是掌握右手定则、楞次定律判断感应电流的方向，还要理解PQRS 中感应电流产生的磁场会使T 中的磁通量变化，又会使T 中产生感应电流。 3.【2017·天津卷】如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒ab 与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小，ab 始终保持静止，下列说法正确的是 A.ab 中的感应电流方向由b 到a B.ab 中的感应电流逐渐减小 C.ab 所受的安培力保持不变 D.ab 所受的静摩擦力逐渐减小