(精品)电磁感应考纲要求与例题

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电磁感应考纲要求与例题,高三,物理知识块,系列,复习,知识要求,类 自感现象 日光灯,类 电磁感应现象，,感应电流的方向,楞次定律,右手定则,法拉第电磁感应定律,技能要求,1,、电磁感应现象中的能量转化与守恒,楞次定律及其应用,2,、电磁感应现象中的全电路问题,法拉第电磁感应定律的应用,3,、用图象表示电磁感应的规律,例题一,如图所示，,AB,、,CD,是两极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是,。,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,棒的最大速度。要求画,出,ab,棒的受力图。已知,ab,与导轨间的滑动摩擦系数,，,导轨和金属棒的电阻都不计。,mg,N,f,F,受,力图如右,例题分析与解答,导体棒的受力图以及它的速度加速度的方向如图所示。,当,a=0,时速度最大。,mgsin,=,mgcos,+ILB,I=,LV,m,B,/R,V,m,=mgR(sin,-,cos,)/L,2,B,2,。,例题二,两根相距,d=0.20m,的平行金属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=0.20T,。,导轨上面横放着两根金属细杆，构成矩形回路，每条金属细杆的电阻,r=0.25,，,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。,例题分析与解答,（,1,）,E=LVB2=0.4V,，,I=0.8A,，,F=,IdB,=0.032N,。,（,2,）,Q=I,2,Rt=0.0128J,本题中外力做的功等于电流产生的热量，故：,Q=2FX=2 0.2 0.032=0.0128J,例题三,两金属杆,ab,和,cd,长均为,L,，,电阻均为,R,，,质量分别为,M,和,m,，,Mm,。,用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧。两金属杆都处在水平位置（如图所示）。整个装置处在一与回路平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为,B,。,若金属杆,ab,正好匀速向下运动，求运动速度。,例题分析与解答,设磁场方向向外,先研究,M,Mg,T,T,I,F=ILB,I,F=ILB,mg,T,T,Mg=2T+ILB,再研究,m,mg+ILB=2T,I=2LVB/2R,V=(M-m)g/2L,2,B,2,。,I,怎么求？,例题四,把总电阻为,2R,的均匀电阻丝焊接成一半径为,a,的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为,B,的匀强磁场中，如图所示，一长度为,2a,，,电阻为,R,的粗细均匀金属棒,MN,放在圆环上，它与圆环始终保护良好的电接触。当金属棒以恒定的速度,v,垂直于棒向右运动到图示位置时，求：（,1,）棒中电流的大小和方向及金属棒两端的电压,U,MN,；（,2,）,金属棒所受磁场力的大小和方向。,例题分析与解答,这类问题的关键是找出电源，分清内外电路。,V,I,F,方向向左,（,1,）,（,2,）,例题五,图为一个直流发电机及其给负载输电的电路，导体滑轨为两个半径为,L,1,=0.3m,以及,L,2,=1.3m,的同心圆轨，水平放置，其电阻可略去，滑线可绕过圆心且垂直轨面的轴,OO,自由转动，并且与滑轨接触良好，滑线单位长度的电阻为,=1,/m,，,整个装置处在垂直轨面、磁感应强度为,B,的匀强磁场中，滑轨上,a,、,b,两点为发电机的输出端，,R,0,=1,，,L,为“,2V1W,”,灯泡，不计其电阻的变化。当,K,断开时，,L,刚好发正常发光，,B=0.5T,。,求：（,1,）滑线的转数；（,2,）当,K,闭合时，,L,与,R,两者的功率之和正好等于,L,的额定功率，求,R,。,例题分析与解答,（,1,）灯正常发光时电流,I,1,=0.5A,U,ab,=2.5V E=,U,ab,Ir,=3V,（,2,）,EI=I,2,（,r+R,0,）,+1,3I=2I,2,+1,，,I=1A,U,并,=1V,R,并,=1,.,R,并,=RR,L,/,（,R+R,L,）,=4R/,（,4+R,）,=1,R=4/3,=1.33 。,例题六,一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中，设向里为磁感应强度,B,的正方向，线圈中的箭头为电流,i,的正方向,如图,(1),所示,。已知线圈中感生电流,i,随时间而变化的图象,如图,(2),所示,，则磁感应强度,B,随时间而变化的图象可能是,例题分析与解答,在已知感生电流的情况下，原磁场的变化一般有两种可能。由图,2,知,0,0.5s,内感生电流是负值，即感生电流产生“点”,原磁场可能是“点”减少或者“叉”增加；,0.5s,1.5s,内感生电流是正值，即感生电流产生“叉”，,原磁场可能是“叉”减少或者“点”增加；,1.5s,2.5s,内感生电流是负值，感生电流又产生“点”，,原磁场又可能是“点”减少或者“叉”增加；,这里“叉”增的意义就是,B0,且增大；,“点”减的意义是,B0,且绝对值减小，,所以正确选项是,CD,。,作业,1,、,如图所示，,A,、,B,为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度。两个相同的磁性小球，同时从,A,、,B,管上端的管口无初速释放，穿过,A,管的小球比穿过,B,管的小球先落到地面。下面对于两管的描述中可能正确的是,A A,管是用塑料制成的，,B,管是用铜制成的,B A,管是用铝制成的，,B,管是用胶木制成的,C A,管是用胶木制成的，,B,管是用塑料制成的,D A,管是用胶木制成的，,B,管是用铝制成的,B,中的小球阻力较大，可能发生了电磁感应现象,A,D,作业,2,、,如图所示，有两根和水平方向成,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，磁感强度为,B,，,有一根质量为,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近于一个最大速度则,A,、,如果,B,增大，,v,m,将变大,B,、,如果,变大，,v,m,将变大,C,、,如果,R,变大，,v,m,将变大,D,、,如果,m,变小，,v,m,将变大,B,C,作业,3,、,如图所示是一种延时开关，当,S,1,闭合时，电磁铁,F,将衔铁,D,吸下，,C,线路接通。当,S,1,断开时，由于电磁感应作用，,D,将延迟一段时间才被释放。则,A,、,由于,A,线圈的电磁感应作用，才产生延时释放,D,的作用,B,、,由于,B,线圈的电磁感应作用，才产生延时释放,D,的作用,C,、,如果断开,B,线圈的电键,S,2,无延时作用,D,、,如果断开,B,线圈的电键,S,2,延时将变长,B,C,作业,4,、,如图（,a,），,圆形线圈,P,静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈,Q,，,P,和,Q,共轴，,Q,中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图（,b,）,所示，,P,所受的重力为,G,，,桌面对,P,的支持力为,N,，,则,A,、,t,1,时刻,N,G,。,B,、,t,2,时刻,N,G,。,C,、,t,3,时刻,N,G,。,D,、,t,4,时刻,N=G,。,Q,中电流增大相当于,Q,向,P,靠近，,P,中感应电流要排斥,Q,。,A,C,作业,5,、,如图所示，一宽,40cm,的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一边长为,20cm,的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度,v=20cm/s,通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行。取它刚进入磁场的时刻,t=0,，,在下列图线中，正确反映感生电流强度随时间变化规律的是,磁通量先增大，再不变，最后减少,C,作业,6,、,M,和,N,是绕在一个环形铁心上的两个线圈，绕法和线路如图所示。现将开关,K,从,a,处断开，然后合向,b,处，在此过程中，通过电阻,R,2,的电流方向是：,A,、,先由,c,流向,d,，,后又由,c,流向,d,B,、,先由,c,流向,d,，,后又由,d,流向,c,C,、,先由,d,流向,c,，,后又由,d,流向,c,D,、,先由,d,流向,c,，,后又由,c,流向,d,对,线圈,N,来说，,a,断开则顺时针的磁通量减少，,b,接通则逆进针的磁通量增大。,A,作业,7,、,图示电路中,A,1,和,A,2,是完全相同的灯泡，线圈,L,的,电阻为零下列说法中正确的是：,A,、,合上开关,K,接通电路时,A,2,先亮，,A,1,后亮最后一样亮,B,、,合上开关,K,接通电路时，,A,1,和,A,2,始终一样亮,C,、,断开开关,K,切断电路时，,A,2,立刻熄灭，,A,1,过一会儿熄灭,D,、,断开开关,K,切断电路时，,A,1,和,A,2,都要过一会儿才熄灭,合上,电键时,L,阻碍电流增大，,A,2,先亮,断开电键时,L,是个电源，,LA,1,A,2,是个新回路,A,D,作业,8,、,在图中的自感现象中，发现当断开电键,K,时，灯泡,A,会更亮一些再熄灭此现象表明,A,、,线圈,L,中电流增大,B,、,线圈,L,中电流减小,C,、,线圈,L,中电流先增大后减小,D,、,线圈,L,中电流变化无法判断,L,的作用是阻碍电流的减少，但电流肯定在减少,因为阻碍不是阻止。,B,灯,变亮是因为,A,中电流比原来的电流大,灯,为何变亮？,作业,9,、,如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为,l,0.2,米，在导轨的一端接有阻值为,R,0.5,欧的电阻，在,X,0,处有一与水平面垂直的均匀磁场，磁感强度,B,0.5,特斯拉。一质量为,m,0.1,千克的金属直杆垂直放置在导轨上，并以,v,0,2,米,/,秒的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力,F,的共同作用下作匀变速直线运动，加速度大小为,a,2,米,/,秒,2,、方向与初速度方向相反。设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好。求：（,1,）电流为零时金属杆所处的位置；（,2,）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力,F,的大小和方向；（,3,）保持其他条件不变，而初速度,v,0,取不同值，求开始时,F,的方向与初速度,v,0,取值的关系。,解答,（,1,）,V=0,时,I=0,-2aX=0-V,0,2,X=1m.,(2)I,m,=LV,0,B/R=0.4A,当,I=0.2A,时,ILB=0.02N,当导体棒向右运动时,F,f,安,ma,，,F,ma,f,安,0.18N,方向与,x,轴相反,当导体棒向左运动,时,F,f,安,ma,F,ma,f,安,0.22N,方向与,x,轴相反,（,3,）开始时,v,v,0,，,f,安,I,m,BL,B,2,L,2,v,0,/R,F,f,安,ma,，,F,ma,f,安,ma,B,2,L,2,v,0,/R,当,v,0,maR/B,2,L,2,10m/s,时，,F,0,方向与,x,轴相反,当,v,0,maR/B,2,L,2,10,m/s,时，,F,0,方向与,x,轴相同,作业,10,、,如图所示，固定水平桌面上的金属框架,cdef,，,处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒,ab,搁在框架上，可无摩擦滑动，此时,adeb,构成一个边长为,L,的正方形，棒的电阻为,r,，,其余部分电阻不计，开始时磁感强度为,B,0,。（,1,）,若从时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为,K,，,同时保持棒静止，求棒中的感应电流，在图上标出感应电流的方向。（,2,）在上述（,1,）情况中，始终保持棒静止，当秒,t=t,1,秒末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？（,3,）若从,t=0,时