第四章、电磁感应复习课件分解

第四章、电磁感应复习课第四章、电磁感应复习课件分解件分解8、楞次定律的使用步骤、楞次定律的使用步骤9、楞次定律的推广v对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因：v(1)阻碍原磁通量的变化“增反减同”；v(2)阻碍相对运动“来拒去留”；v(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”；v(4)阻碍原电流的变化(自感现象)“增反减同”.【例1】如图所示，CDEF为闭合线圈，AB为电阻丝.当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感应强度的方向是“”时，电源的哪一端是正极？【答案答案】下端下端【详解详解】当线圈当线圈CDEF中的感应电流在中的感应电流在G处产生的磁感应强度的处产生的磁感应强度的方向是方向是“”时，它在线圈内部产生磁感应强度方向应是时，它在线圈内部产生磁感应强度方向应是“”，根据电路知识，根据电路知识,电电路中路中AB的电流是增大的的电流是增大的,由楞次定律知由楞次定律知,线圈线圈CDEF中感应电流的磁场要和原磁场方中感应电流的磁场要和原磁场方向相反，向相反，AB中增强的电流在线圈内部产生的磁感应强度方向是中增强的电流在线圈内部产生的磁感应强度方向是“”，所以，所以，AB中电流的方向是由中电流的方向是由B流向流向A，故电源的下端为正极，故电源的下端为正极.【例例2 2】如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的】如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图绕向如图.左线圈连着平行导轨左线圈连着平行导轨M M和和N N，导轨电阻不计，在，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒导轨垂直方向上放着金属棒abab，金属棒处于垂直纸面向外，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是的匀强磁场中，下列说法中正确的是()()A.当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B.当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势C.当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点D.当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点选选B、D【详解】(1)金属棒匀速向右运动切割磁感线时，产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流由ab，b点电势高于a点，c、d端不产生感应电动势，c点与d点等势，故A错、B正确.(2)金属棒向右加速运动时，b点电势仍高于a点，感应电流增大，穿过右边线圈的磁通量增大，所以右线圈中也产生感应电流，由楞次定律可判断电流从d流出，在外电路d点电势高于c点，故C错，D正确 例3、（2011上海高考物理T20）如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于点，将圆环拉至位置后无初速释放，在圆环从摆向的过程中(A)感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 (B)感应电流方向一直是逆时针(C)安培力方向始终与速度方向相反 (D)安培力方向始终沿水平方向选AD v【详解】圆环从位置后无初速释放，在到达磁场分界线之前，穿过圆环向里的磁感线条数在增加，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，圆环经过磁场分界线之时，穿过圆环向里的磁感线条数在减少，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针，圆环经过磁场分界线之后，穿过圆环向外的磁感线条数在减少，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，A正确因为磁场在竖直方向分布均匀，圆环受到的竖直方向的安培力抵消，所以D正确例例4、（、（2010全国卷全国卷2）18.如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d水平。在竖直面内有一矩形金属统一加线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。线圈从水平面a开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离。若线圈下边刚通过水平面b、c（位于磁场中）和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为Fc、Fd和Fb，则 A.FdFc Fb B.FcFdFb Fd D FcFbFd【答案】D线圈从a到b做自由落体运动，在b点开始进入磁场切割磁感线所有受到安培力，由于线圈的上下边的距离很短，所以经历很短的变速运动而进入磁场，以后线圈中磁通量不变不产生感应电流，在c处不受安培力，但线圈在重力作用下依然加速，因此从d处切割磁感线所受安培力必然大于b处，答案D。例5、(2011江门模拟)如图是某电磁冲击钻的原理图，若突然发现钻头M向右运动,则可能是()vA.开关S闭合瞬间vB.开关S由闭合到断开的瞬间vC.开关S已经是闭合的，变阻器滑片P向左迅速滑动vD.开关S已经是闭合的，变阻器滑片P向右迅速滑动 选选A、C.【详解详解】M向右运动是阻碍磁通向右运动是阻碍磁通量的增加量的增加,原因是左边螺线管中电原因是左边螺线管中电流的磁场增强流的磁场增强,所以有两种情况所以有两种情况,一是一是S闭合闭合,二是滑片二是滑片P向左滑动向左滑动,故故A、C对对.例例6 6；如图所示，宽度为如图所示，宽度为d d的有界匀强磁场，方向垂直于纸面向的有界匀强磁场，方向垂直于纸面向里在纸面所在平面内有一对角线长也为里在纸面所在平面内有一对角线长也为d d的正方形闭合导线的正方形闭合导线ABCDABCD，沿，沿ACAC方向垂直磁场边界，匀速穿过该磁场区域规定逆方向垂直磁场边界，匀速穿过该磁场区域规定逆时针方向为感应电流的正方向，时针方向为感应电流的正方向，t t0 0时时C C点恰好进入磁场，则从点恰好进入磁场，则从C C点进入磁场开始到点进入磁场开始到A A点离开磁场为止，闭合导线中感应电流随点离开磁场为止，闭合导线中感应电流随时间的变化图象正确的是时间的变化图象正确的是()答案答案A练：练：如图如图1212所示，空间分布着宽为所示，空间分布着宽为L L、方向垂直于纸面、方向垂直于纸面向里的匀强磁场一金属线框从磁场左边界匀速向右向里的匀强磁场一金属线框从磁场左边界匀速向右通过磁场区域规定逆时针方向为电流的正方向，则通过磁场区域规定逆时针方向为电流的正方向，则感应电流随位移变化的关系图感应电流随位移变化的关系图(i ix x)正确的是正确的是 答案答案B1如图所示，R1=12，R2=4，导线电阻r=1，导线长L=1m，B=0.5T，导线以速度v=4m/s切割匀强磁场B，求R1，R2的功率分别是多少？练习题练习题2有一个1000匝的线圈，在0.4s内穿过它的磁通量从0.02Wb增加到0.09Wb，求线圈中的感应电动势。如果线圈的电阻是10，把它跟一个电阻是990的电热器串联组成闭合电路时，通过电热器的电流是多大？3、一个边长为a=1m的正方形线圈，总电阻为R=2，当线圈以v=2ms的速度通过磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场区域时，线圈平面总保持与磁场垂直。若磁场的宽度b1m，如图所示，求：v（1）、线圈进入磁场过程中感应电流的大小；v（2）、线圈在穿过整个磁场过程中释放的焦耳热。练习4：AB杆受一冲量作用后以初速度 v0=4m/s，沿水平面内的固定轨道运动，经一段时间后而停止。AB的质量为m=5g，导轨宽为L=0.4m，电阻为R=2，其余的电阻不计，磁感强度B=0.5T，棒和导轨间的动摩擦因数为=0.4，测得杆从运动到停止的过程中通过导线的电量q=102C，求：上述过程中(g取10m/s2)(1)AB杆运动的距离；(2)AB杆运动的时间；(3)当杆速度为2m/s时其加速度为多大？5.5.如图所示，一正方形平面导线框如图所示，一正方形平面导线框abcdabcd位于竖直平面内位于竖直平面内,经一经一条不可伸长的绝缘轻绳与砝码相连条不可伸长的绝缘轻绳与砝码相连,并使其张紧处于静止状态并使其张紧处于静止状态,线框上方的一区域内有方向垂直于线框平面向里的匀强磁场线框上方的一区域内有方向垂直于线框平面向里的匀强磁场.磁场区域的上、下边界与线框的磁场区域的上、下边界与线框的abab、cdcd边平行，从某一位置释边平行，从某一位置释放线框和砝码系统，使线框放线框和砝码系统，使线框abab边刚进入磁场时就开始做匀速运边刚进入磁场时就开始做匀速运动已知线框边长动已知线框边长l l0.20 m0.20 m，磁场区域的宽度为，磁场区域的宽度为h h1.10 m1.10 m，线框质量线框质量m m1 10.10 kg0.10 kg，电阻，电阻R R0.10 0.10，砝码质量，砝码质量m m2 20.14 0.14 kgkg，磁感应强度，磁感应强度B B1.0 T1.0 T轻绳绕过两等高的轻滑轮，不计绳轻绳绕过两等高的轻滑轮，不计绳与滑轮间的摩擦和空气阻力，重力加速度取与滑轮间的摩擦和空气阻力，重力加速度取g g10 m/s10 m/s2 2.试求：试求：(1)(1)线框做匀速运动的速度大小；线框做匀速运动的速度大小；(2)(2)当线框当线框abab边刚穿出磁场上边边刚穿出磁场上边界时轻绳上的弹力大小界时轻绳上的弹力大小 答案答案(1)1 m/s(1)1 m/s(2)1.63 N(2)1.63 N6.6.如图所示，光滑平行的水平金属导轨如图所示，光滑平行的水平金属导轨MNMN、PQPQ相距相距d d,在在M M点和点和P P点间接一个阻值为点间接一个阻值为R R的电阻，在两导轨间的电阻，在两导轨间OOOO1 1O O1 1O O矩形区域内矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为有垂直导轨平面竖直向下、宽为l l的匀强磁场，磁感应强度大小的匀强磁场，磁感应强度大小为为B B.一质量为一质量为m m，电阻为，电阻为r r的导体棒的导体棒abab，垂直搁在导轨上，与磁，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距场左边界相距l l0 0.现用一大小为现用一大小为F F、水平向右的恒力拉、水平向右的恒力拉abab棒，使它棒，使它由静止开始运动，棒由静止开始运动，棒abab在离开磁场前已经做匀速直线运动在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒棒abab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计)求：求：(1)(1)棒棒abab在离开磁场右边界时的速度；在离开磁场右边界时的速度；(2)(2)棒棒abab通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能；通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能；(3)(3)棒棒abab通过磁场区域的过程中通过电阻通过磁场区域的过程中通过电阻R R的电荷量的电荷量 7.7.相距相距L L1.5 m1.5 m的足够长金属导轨竖直放置，质量为的足够长金属导轨竖直放置，质量为m m1 11 kg1 kg的的金属棒金属棒abab和质量为和质量为m m2 20.27 kg0.27 kg的金属棒的金属棒cdcd均通过棒两端的套环均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上水平地套在金属导轨上,如图如图(a)(a)所示，虚线上方磁场方向垂直纸所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下面向里，虚线下方磁场方向竖直向下,两处磁场磁感应强度大小两处磁场磁感应强度大小相同相同.abab棒光滑，棒光滑，cdcd棒与导轨间动摩擦因数为棒与导轨间动摩擦因数为0.750.75，两棒总，两棒总电阻为电阻为1.8 1.8，导轨电阻不计，导轨电阻不计abab棒在方向竖直向上、大小按图棒在方向竖直向上、大小按图(b)(b)所示规律变化的外力所示规律变化的外力F F作用下，从静止开始沿导轨匀加速运动，作用下，从静止开始沿导轨匀加速运动，同时同时cdcd棒也由静止释放棒也由静止释放(1)(1)指出在运动过程中指出在运动过程中abab棒中的电流方向和棒中的电流方向和cdcd棒受到的安培力方向棒受到的安培力方向(2)(2)求出磁感应强度求出磁感应强度B B的大小和的大小和abab棒加速度大小；棒加速度大小；(3)(3)已知在已知在2 s2 s内外力内外力F F做功做功40 J40 J，求这一过程中，两金属棒产生的总焦耳热；，求这一过程中，两金属棒产生的总焦耳热；(4)(4)判断判断cdcd棒将做怎样的运动，求出棒将做怎样的运动，求出cdcd棒达到最大速度所需的时间棒达到最大速度所需的时间t t0 0，并在图，并在图(c)(c)中定性画出中定性画出cdcd棒所受摩擦力棒所受摩擦力F Ff fcdcd随时间变化的图象随时间变化的图象