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电磁感应中杆切割磁场问题

电磁感应中杆切割磁场问题
电磁感应中杆切割磁场问题

电磁感应中杆切割磁场问题

1.单杆模型

(1)单杆AB以一定的初速度v0在光滑的水平轨道上滑动,质量为m,电阻不计。杆长为L

杆减速最终静止。

(2)轨道水平光滑,单杆AB质量为m电阻不计,杆长为L.

AB 杆作加速度减小的加速运动,当E 感=E 时,以最大的速度Vm 运动。Vm=2

2L B FR =

BL

E 若电路中的电源换成充了电的电容,充电电容与电源作用效果相似。 (3)轨道水平光滑,杆AB 质量为,电阻不计,杆长为L,拉力

F 恒定。

AB 杆作加速度减小的加速运动,最终以最大的速度Vm=

2

2L B FR

匀速运动。 (4)轨道水平光滑,杆AB 质量为m ,电阻不计,杆长为L,拉力F 恒定。

对杆用动量定理,Ft-BLq=mv-mv 0 , q=CBLv V=

C

L B m F

2

2+t 由此式可知杆作匀加速度a=

m

L CB F

+22的匀加速运动。当F=0时,杆匀速运动。

(5)轨道水平光滑,杆AB 质量为,电阻不计,杆长为L,拉力F 与时间成一次关系(线性)。导轨接电阻。F-

r

R at v L B ++)

(022=ma,即F=r R v L B +022+ma+r

R L B +2

2at ,杆受F=Kt,杆做匀加速度

运动。F=K ,则杆最终以0ν匀速运动。

2.双杆模型

(1)初速度不为零,不受其他水平外力作用。 ①m 1=m 2 L 1=L 2

MN作减速运动,PQ加速运动。最终v1=v2匀速运动。

②m1=m2,L1=2L2

MN减速运动,PQ加速。最终以的速度。v2=2v1

③m1=m2 L1=L2

PQ 先减速,MN 杆先减速到零后反向加速,最终二者以共同的速度匀速运动。 (2)初速度为零,受其他水平力作用。

①轨道光滑,质量m 1=m 2,电阻r 1=r 2,长度L 1=L 2

开始PQ 作加速度减小的加速运动,MN 作加速度增大的加速运动,后来PQ 和MN 以共同的加速度作匀加速运动。a=

2

1m m F

+,v p -v q =恒量。

②摩擦力f 1=f 2,质量m 1=m 2,电阻r 1=r 2,长度L 1=L 2

.

F <f 时,都静止;若f <F ≤2f ,则PQ 先加速后匀速;由F=f+F 安m 知F 安<f,所以MN 静止。若F >2f ,则PQ 先变加速,之后两杆以共同的加速度匀加速,且加速度a=

2

12m m f

F +-

作业

(一).单杆模型。

1.(2009天津理综)如图所示,竖直放置的两根平行金属导轨之间接有阻值为R,质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦,棒与导轨的电阻均不计,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内,力F做的功与安培力做的功的代数和等于()

A.棒的机械能增加量。

B.棒的动能增加量。

C.棒的重力势能增加量。

D.电阻R上放出的热量。

2.(2009福建理综)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,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。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为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,重力加速度为g。则此过程()

A.杆的速度最大值为

2

2)

(

d

B R

mg Fμ-

B.流过电阻R 的电量为

r

R BdL

+ 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。

3.(2005江苏物理)如图所示,固定的光滑水平导轨,间距为L ,左端接有阻值为R 的电阻,处在方向竖直,磁感应强度为B 的匀强磁场中,质量为m 的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略。初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度0ν。在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。 (1)求初始时刻导体棒受到的安培力。

(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为E p ,则这一过程中安培力做的功W 1和电阻R 上产生的焦耳热Q 1分别为多少?

(3)导体棒往复运动,最终将静止何处?从导体棒开始运动到最终静止的过程中,电阻R 上产生的焦耳热Q 为多少?

4.如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN ,PQ 固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.3m.导轨电阻忽略不计,其间连接有固定电阻R=0.4Ω.导轨上停放一质量m=0.10㎏,电阻r=0. 20Ω的金属棒ab ,整个装置处于磁感应强度B=0.50T 的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。用一外力F 沿水平方向拉金属杆ab ,使之由静止开始运动,电压传感器可将R 两端的电压U 及时采集并输入电脑,获得电压U 随时间t 变化的关系如图乙所示, (1)利用上述条件证明金属杆做匀加速运动,并计算加速度的大小; (2)求第2秒末外力的F 瞬时功率;

(3)如果水平外力从静止开始拉动2s 所做的功W=0.35J ,求金属杆上产生的焦耳热。

(二)双杆模型

1.如图所示,两根互相平行等宽的金属导轨,固定在同一水平面上,磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在的平面垂直,导轨的电阻很小,可忽略不计,导轨间的距离L.两根质量均为m的平行金属杆甲,乙可在导轨上无摩擦地滑动,滑动过程中始终与导轨保持垂直,每根金属杆的电阻均为R.在t=0时刻,乙杆处于静止状态,甲杆以垂直于杆的初速度v0沿导轨运动。

(1)求整个运动过程中甲,乙杆产生的总热量。

(2)求甲杆速度为初速度的时3/4,乙杆的加速度。

2.如图所示,两根互相平行的金属导轨,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的平面垂直,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=0.10㎏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=5.0s,金属杆甲的加速度a=1.37m/s2,问此时两金属杆的速度各为多少?

3.如图所示,足够长的平行金属导轨水平放置,电阻不计,MN部分的宽度为2L,PQ部分的宽度为L。金属棒a和b的质量m a=2m b=2m,其阻值的大小为R a=R b=2R.a和b分别在MN 和PQ上,垂直导轨且相距足够远,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B。

开始a 棒向右运动的速度为v 0,b 棒静止,两棒运动时始终保持平行且a 总在MN 上运动,b 总在PQ 上运动。求a,b 最终的速度。

4.两根相距为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μ,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 作用下沿导轨向右匀速运动时,cd 杆正好以速度v 2向下匀速运动。重力加速度为g 。以下说法正确的是( ) A.ab 杆匀速运动的速度为

2

22L B Rmg

μ

B.ab 杆所受的拉力为(

μ

μ2

1+)mg

C.cd 杆中感应电流方向为c →d

D.在cd 杆向下运动h 过程中,整个回路中产生的焦耳热为2

2222)(2L

B v hR

mg μ

Daan.ABD.

论电磁感应现象的发现发展历程

论电磁感应的发现历程 古之成大事者,不惟有超世之才,亦必有坚忍不拔之志。昔禹之治水,凿龙门,决大河,而放之海。方其功之未成也,盖亦有溃冒冲突可畏之患,惟能前知其当然,事至不惧而徐为之图,是以得至于成功。电磁感应的发现与发展,凝结了无数人的智慧。 伟大的哲学家康德曾经说过:“各种自然现象之间是相互联系和相互转化的。”在1820年,丹麦物理学家、化学家奥斯特在一次实验中发现了电流的磁效应,这一惊人发现使当时整个科学界受到很大的震动,从此拉开了电磁联系的序幕,“物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的各种其他现象的零散的罗列,我们将把整个宇宙纳在一个体系中。” 奥斯特发现电流的磁现象后不久,各国各地的科学家们展开了对称性的思考:电和磁是一对和谐对称的自然现象,既然存在磁化和静电感应现象,那么磁体或电流也应能在附近导体中感应出电流来。于是,当时许多著名的科学家如法国的安培、菲涅尔、阿拉果和英国的沃拉斯顿等都纷纷投身于探索磁与电的关系之中。 仅仅空有满腔热血是远远不够的,还需要有科学的方法以及持之以恒的毅力,勇于突破思维的局限。安培曾做了很多实验,以期能实现“磁生电”,但他把分子电流理论看的

过分重要,完全被自己的理论囚禁起来了,以致尽管在一次实验中展现出了磁生电的迹象,但却没有引发他的正确认识。 1823年,瑞士物理学家科拉顿曾企图用磁铁在线圈中运动获得电流。他把一个线圈与电流计连成一个闭合回路。为了使磁铁不至于影响电流计中的小磁针,特意将电流计用长导线连后放在隔壁的房间里,他用磁棒在线圈中插入或拔出,然后一次又一次地跑到另一房间里去观察电流计是否偏转。由于感应电流的产生与存在是瞬时的暂态效应,他当然观察不到指针的偏转,发现电磁感应的机会也失之交臂。 为了证明磁能生电,1820年至1831年期间,法拉第用实验的方法探索这一课题,最初也是像上述物理学家一样,利用通常的思想方法,做了大量的实验,但磁生电的迹象却始终未出现。失败并没有使他放弃实验,因为他坚信自然力是统一的、和谐的,电和磁是彼此有关联的。 1825年,斯特詹发明了电磁铁,这给法拉第的研究带来了新的希望。1831年,法拉第终于在一次实验中获得了突破性进展。而这次实验就是著名的法拉第圆环实验。 这一实验使法拉第豁然开朗:由磁感应电的现象是一种暂态效应。发现了这一秘密后,他设计了另外一些实验,并证实了自己的想法。就这样经过近10年的思考与探索,法拉第克服了思维定势采用了新的实验方法,终于发现了电磁

高考物理电磁感应现象的两类情况(大题培优)及答案

高考物理电磁感应现象的两类情况(大题培优)及答案 一、电磁感应现象的两类情况 1.如图所示,光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm ,导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,导轨上端电阻R=0.8Ω,其他电阻不计.导轨放在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4T .金属棒ab 从上端由静止开始下滑,金属棒ab 的质量m=0.1kg .(sin37°=0.6,g=10m/s 2) (1)求导体棒下滑的最大速度; (2)求当速度达到5m/s 时导体棒的加速度; (3)若经过时间t ,导体棒下滑的垂直距离为s ,速度为v .若在同一时间内,电阻产生的热与一恒定电流I 0在该电阻上产生的热相同,求恒定电流I 0的表达式(各物理量全部用字母表示). 【答案】(1)18.75m/s (2)a=4.4m/s 2 (32 22mgs mv Rt 【解析】 【分析】根据感应电动势大小与安培力大小表达式,结合闭合电路欧姆定律与受力平衡方程,即可求解;根据牛顿第二定律,由受力分析,列出方程,即可求解;根据能量守恒求解; 解:(1)当物体达到平衡时,导体棒有最大速度,有:sin cos mg F θθ= , 根据安培力公式有: F BIL =, 根据欧姆定律有: cos E BLv I R R θ==, 解得: 222 sin 18.75cos mgR v B L θ θ = =; (2)由牛顿第二定律有:sin cos mg F ma θθ-= , cos 1BLv I A R θ = =, 0.2F BIL N ==, 24.4/a m s =; (3)根据能量守恒有:22012 mgs mv I Rt = + , 解得: 2 02mgs mv I Rt -=

电磁感应导体棒平动切割类问题综述

试卷第1页,总61页 2013-2014学年度北京师范大学万宁附属中学 电磁感应导体棒平动切割类问题训练卷 考试范围:电磁感应;命题人:孙炜煜;审题人:王占国 注意事项: 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 第I 卷(选择题) 请点击修改第I 卷的文字说明 一、选择题(题型注释) 1.图中EF 、GH 为平行的金属导轨,其电阻可不计,R 为电阻器,C 为电容器,AB 为可在EF 和GH 上滑动的导体横杆,有均匀磁场垂直于导轨平面.若用I 1和I 2分别表示图中该处导线中的电流,则当横杆AB ( ) A .匀速滑动时,I 1=0,I 2=0 B .匀速滑动时,I 1≠0,I 2≠0 C .加速滑动时,I 1=0,I 2=0 D .加速滑动时,I 1≠0,I 2≠0 【答案】D 【解析】 试题分析:当AB 切割磁感线时,相当于电源.电容器的特点“隔直流”,两端间电压变化时,会有充电电流或放电电流.匀速滑动,电动势不变,电容器两端间的电压不变,所以I 2=0,I 1≠0,故AB 均错误;加速滑动,根据E BLv 知,电动势增大,电容两端的电压增大,所带的电量要增加,此时有充电电流,所以I 1≠0,I 2≠0,故C 错误,D 正确.所以选D . 考点:本题考查导体切割磁感线时的感应电动势、闭合电路的欧姆定律及电容器对电流的作用. 2.如图所示,在匀强磁场中,MN 、PQ 是两根平行的金属导轨,而ab ?cd 为串有电压表和电流表的两根金属棒,同时以相同速度向右运动时,正确的有( ) A .电压表有读数,电流表有读数 B .电压表无读数,电流表有读数 C .电压表无读数,电流表无读数

电磁感应现象中的常见题型汇总(精华版)

电磁感应现象的常见题型分析汇总 一、反映感应电流强度随时间的变化规律 例1如图1—1,一宽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,在图1-2所示的下列图线中,正确反 映感应电流强度随时间变化规律的是( ) 分析与解 本题要求能正确分解线框的运动过程(包括部分进入、全部进入、部分离开、全部离开),分析运动过程中的电磁感应现象,确定感应电流的大小和方向。 线框在进入磁场的过程中,线框的右边作切割磁感线运动,产生感应电动势,从而在整个回路中产生感应电流,由于线框作匀速直线运动,其感应电流的大小是恒定的,由右手定则,可判断感应电流的方向是逆时针的,该过程的持续时间为t=(20/20)s=1s 。 线框全部进入磁场以后,左右两条边同时作切割磁感线运动,产生反向的感应电动势,相当于两个相同的电池反向连接,以致回路的总感应电动势为零,电流为零,该过程的时间也为1s 。而当线框部分离开磁场时,只有线框的左边作切割磁感线运动,感应电流的大小与部分进入时相同,但方向变为顺时针,历时也为1s 。正确答案:C 评注 (1)线框运动过程分析和电磁感应的过程是密切关联的,应借助于运动过程的分析来深化对电磁感应过程的分析;(2)运用E=Blv 求得的是闭合回路一部分产生的感应电动势,而整个电路的总感应电动势则是回路各部分所产生的感应电动势的代数和。 例2在磁棒自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动,并穿过线圈向远处而去,如图2—1所示,则下列图2—2中较正确反映线圈中电流i 与时间t 关系的是(线圈中电流以图示箭头为正方向)( ) 分析与解 本题要求通过图像对感应电流进行描述,具体思路为:先运用楞次定律判断磁铁穿过线圈时,线圈中的感应电流的情况,再提取图像中的关键信息进行判断。 条形磁铁从左侧进入线圈时,原磁场的方向向右且增大,根据楞次定律,感应电流的磁场与之相反,再由安培定则可判断,感应电流的方向与规定的正方向一致。当条形磁铁继续向右运动,被 ← → 图1—1 图1—2 图2—1 图2—2

电磁感应的发现

中学高二年级选修3-2 册物理学科导学案(学生版) 课题:电磁感应的发现 【学习目标】(清晰、具体、可检测性强) 1.了解电磁感应现象的发现过程,认识电磁感应现象的时代背景和思想历程。 2.知道电磁感应现象产生的电流叫感应电流。 3.知道科学探究的的一般方法,了解相关的实验。 【学习重点】 认识电磁感应现象,了解相关实验 【学习过程】(预热衔接、问题引领、自主学习、交流互助、学生展示、质疑探究、精彩点评) 一、复习:奥斯特-----电流的磁效应。 阅读教材并回忆有关奥斯特发现电流磁效应的内容。 (1)是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的?在这之前,科学研究领域存在怎样的历史背景? (2)奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的?回忆学过的知识如何解释? (3)电流磁效应的发现有何意义?谈谈自己的感受。 二、学习过程: 1.法拉第发现电磁感应现象。 (1)奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考?法拉第持怎样的观点? (2)法拉第做了大量实验都是以失败告终,失败的原因是什么? (3)法拉第经历了多次失败后,终于发现了电磁感应现象,他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的?之后他又做了大量的实验都取得了成功,他认为成功的“秘诀”是什么? (4)从法拉第探索电磁感应现象的历程中,你学到了什么?谈谈自己的体会。 2.电磁感应现象的分类。 阅读教材并回答: 法拉第发表的论文中,把电磁感应现象分为五类: ①、 ②、

③、 ④、 ⑤、 学生活动:自主完成。 3.感应电流:由产生的电流叫感应电流。 (1)讨论交流,设计实验,如何利用提供的器材产生感应电流?(画出设计草图) (2)观察演示实验,认识感应电流。 4.电磁感应现象发现的意义。 阅读教材并思考回答电磁感应发现的意义: (1)电磁感应的发现,使人们发明了,把能转化为能。 (2)电磁感应的发现,使人们发明了,解决了电能远距离传输中的能量大量损耗的问题。 (3)电磁感应的发现,使人们制造了,反过来把能转化为能,比如生活中的、、。 【课堂总结】 1、我们可以通过哪些实验与现象来说明(证实)磁现象与电现象有联系? 2、如何让磁生成电? 3、生活中电磁有关的现象? 【当堂训练】 【例1】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(C) A.安培B.赫兹C.法拉第D.麦克斯韦 【例2】发现电流磁效应现象的科学家是__奥斯特__,发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是_安培_,发现电磁感应现象的科学家是_法拉第_,发现电荷间相互作用力规律的的科学家是_库仑_。 【例3】下列现象中属于电磁感应现象的是(B) 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 【作业】思考:产生感应电流的条件?

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年高考物理二轮复习 100考点千题精练 第十章 电磁感应 专题10.9 转动切割磁感线问题

专题10.9 转动切割磁感线问题 一.选择题 1. (2018洛阳联考)1831年,法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲).它是利用电磁感应的原理制成的,是人类历史上第一台发电机.图乙是这个圆盘发电机的示意图:铜盘安装在水平的铜轴上,它的边缘正好在两磁极之间,两块铜片C 、D 分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触.使铜盘转动,电阻R 中就有电流通过.若所加磁场为匀强磁场,回路的总电阻恒定,从左往右看,铜盘沿顺时针方向匀速转动,下列说法中正确的是 ( ) A. 铜片D 的电势高于铜片C 的电势 B. 电阻R 中有正弦式交变电流流过 C. 铜盘转动的角速度增大1倍,流过电阻R 的电流也随之增大1倍 D. 保持铜盘不动,磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场,则铜盘中有电流产生 【参考答案】C 【名师解析】根据右手定则,铜片中电流方向为D 指向C ,由于铜片是电源,所以铜片D 的电势低于铜片 C 的电势,选项A 错误;电阻R 中有恒定的电流流过,选项B 错误;铜盘转动的角速度增大1倍,,根据转 动过程中产生的感应电动势公式E =12BL 2 ω,产生是感应电动势增大1倍,根据闭合电路欧姆定律,流过电 阻R 的电流也随之增大1倍,选项C 正确;保持铜盘不动,磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场,则铜盘中没 有电流产生,选项D 错误。 2.如图所示为一圆环发电装置,用电阻R =4 Ω的导体棒弯成半径L =0.2 m 的闭合圆环,圆心为O ,COD 是一条直径,在O 、D 间接有负载电阻R 1=1 Ω。整个圆环中均有B =0.5 T 的匀强磁场垂直环面穿过。电阻 r =1 Ω的导体棒OA 贴着圆环做匀速运动,角速度ω=300 rad/s ,则( )

电磁感应现象中的常见题型汇总(很全很细)---精华版

电磁感应现象的常见题型分析汇总(很全) 命题演变 “轨道+导棒”模型类试题命题的“基本道具”:导轨、金属棒、磁场,其变化点有: 1.图像 2.导轨 (1)轨道的形状:常见轨道的形状为U 形,还可以为圆形、三角形、三角函数图形等; (2)轨道的闭合性:轨道本身可以不闭合,也可闭合; (3)轨道电阻:不计、均匀分布或部分有电阻、串上外电阻; (4)轨道的放置:水平、竖直、倾斜放置等等. 理图像是一种形象直观的“语言”,它能很好地考查考生的推理能力和分析、解决问题的能力,下面我们一起来看一看图像在电磁感应中常见的几种应用。 一、反映感应电流强度随时间的变化规律 例1如图1—1,一宽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,在图 1-2所示的下列图线中,正确反映感应电流强度随时间变化规 律的是( ) 分析与解 本题要求能正确分解线框的运动过程(包括部分进入、全部进入、部分离开、全部离开),分析运动过程中的电磁感应现象,确定感应电流的大小和方向。 线框在进入磁场的过程中,线框的右边作切割磁感线运动,产生感应电动势,从而在整个回路中产生感应电流,由于线框作匀速直线运动,其感应电流的大小是恒定的,由右手定则,可判断感应电流的方向是逆时针的,该过程的持续时间为t=(20/20)s=1s 。 线框全部进入磁场以后,左右两条边同时作切割磁感线运动,产生反向的感应电动势,相当于两个相同的电池反向连接,以致回路的总感应电动势为零,电流为零,该过程的时间也为1s 。而当线框部分离开磁场时,只有线框的左边作切割磁感线运动,感应电流的大小与部分进入时相同,但方向变为顺时针,历时也为1s 。正确答案:C ← → 图1—1 图1—2

电磁感应定律应用之杆切割类转动切割问题

考点4.4杆切割类之转动切割问题 1.当导体在垂直于磁场的平面内,绕一端以角速度ω匀速转动时,产生的感应电动势为E =Bl v -=12 Bl 2ω,如图所示. 2.导体的一部分旋转切割磁场,如图所示,设ON =l 1,OM =l 2,导体棒上任意一点到轴O 的间距为r ,则导体棒OM 两端电压为E =B (l 2-l 1)·ω l 2+l 1 2=Bωl 222-Bωl 212 ,其中(l 2-l 1)为处在磁场中的长度,ω· l 2+l 1 2 为MN 中点即P 点的瞬时速度. 3.其他的电量与能量问题求解与单杆模型类似。 1. 一直升机停在南半球的地磁极上空,该处地磁场的方向竖直向上,磁感应强度为B ,直升机螺旋桨叶片的长度为l ,螺旋桨转动的频率为f ,顺着地磁场的方向看螺旋桨,螺旋桨按顺时针方向转动.螺旋桨叶片的近轴端为a ,远轴端为b ,如图所示.如果忽略a 到转轴中心线的距离,用E 表示每个叶片中的感应电动势,则( A ) A. E =πfl 2B ,且a 点电势低于b 点电势 B. E =2πfl 2B ,且a 点电势低于b 点电势 C. E =πfl 2B ,且a 点电势高于b 点电势 D. E =2πfl 2B ,且a 点电势高于b 点电势 2. 如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流.现使线框保持图

中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化.为了产生与线框转动半周过程中同样大 小的电流,磁感应强度随时间的变化率ΔB Δt 的大小应为( C ) A.4ωB 0π B.2ωB 0π C.ωB 0π D.ωB 02π 3. (多选)如下图所示是法拉第做成的世界 上第一台发电机模型的原理图.将铜盘放在磁场中,让磁感线垂直穿过铜盘;图中a 、b 导线与铜盘的中轴线处在同一平面内;转动铜盘,就可以使闭合电路获得电流.若图中铜盘半径为L ,匀强磁场的磁感应强度为B ,回路总电阻为R ,从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω.则下列说法正确的是( BC ) A . 回路中有大小和方向作周期性变化的电流 B . 回路中电流大小恒定,且等于BL 2ω2R C . 回路中电流方向不变,且从b 导线流进灯泡,再从a 导线流向旋转的铜盘 D . 若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的按正弦规律变化的磁场,不转动铜盘,灯泡 中也会有电流流过 4. 如图所示,半径为r 的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B 中,绕O 轴以角速度ω沿逆 时针方向匀速转动,则通过电阻R 的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计,R 左侧导线与圆盘边缘接触,右侧导线与圆盘中心接触)( D ) A.由c 到d ,I =Br 2ωR B.由d 到c ,I =Br 2ωR C.由c 到d ,I =Br 2ω2R D.由d 到c ,I =Br 2ω2R 5. 如图所示,半径为a 的圆环电阻不计,放

教科版必修(32)《电磁感应现象的发现》word教案

2012-2013学年第一学期高二物理学案(008) 班级 高二( )班 学生姓名 ______ _ 完成时间: (学案A 等级要求:书写规范,全部完成,有用红笔订正,正确率80%以上) 课题:电磁感应现象的发现 课型:新授课 单元5课时:第1课时 【学习目标】 1、 法拉第和电磁感应现象,知道感应电流的产生是由于穿过闭合回路的磁通量发生改变 而引起的 2、 了解电源电动势的概念 目标1:法拉第和电磁感应现象 自主学习 1、丹麦物理学家 偶然发现,接通电流时导线附近的小磁针忽然 。 奥斯特实验发现了 ,说明电流能够产生磁场,它使人们第一次认识到电和磁之间确实存在着某种联系,为此后一系列电磁规律的发现奠定了基础。 2、电能产生磁,那磁能不能生电,开始思考并研究这个问题的物理学家是 3、电磁感应现象 如果螺线管中有电流,电流计的指针就会 实验发现当 磁铁时,电流计的指针会偏 转说明,此时螺线管内有 5、磁通量用Φ表示,Φ= ,其中B 表示 ,S 表示 。磁通量的单位是 ,简称 ,符号为 。 6、产生电流的原因:通过闭合回路的 发生改变。 我能做 1、首先发现电流磁效应和电磁感应现象的科学家分别是( )

A.安培和法拉第 B.奥斯特和法拉第 C.库仑和法拉第 D. 奥斯特和麦克斯韦 2、如图所示,矩形区域abcd内有匀强磁场,闭合线圈由位置1通过这个磁场运动到位置2.线圈在运动过程的哪几个阶段有感应电流,哪几个阶段没有感应电流?为什么? 目标2:了解电源电动势的概念 自主学习 1、在下面的电路图里,闭合开关的时候,灯泡会亮,是由的 原因,普通的1号干电池的电动势是。 2、电动势,描述, 称为电动势。电动势的符号是,它的单位与电压的单位同样是 ,符号是。 3、 在这个实验中,电流计会偏转,是在充当电 源的。 这个电源的电动势和一般的干电池电源不一样,是由于 通过螺线管的 的改变,感应产生的,我们称 为。 (简单的理解就是螺线管在这里充当电源) 我能做: 1、安培于1821年时用类似于图的通电线圈进行过探求感应电流的实验,但没有发现电磁感应现象,他失败的原因是() A.他的实验电路有问题 B.他的仪器连接有问题 C.他只关注到稳定时的情形 D.他没有留意磁铁插入或拔出的瞬间情形

电磁感应定律应用之线框切割类问题

考点4.3线框切割类问题 1.线框的两种运动状态 (1)平衡状态——线框处于静止状态或匀速直线运动状态,加速度为零; (2)非平衡状态——导体棒的加速度不为零. 2.电磁感应中的动力学问题分析思路 (1)电路分析:线框处在磁场中切割部分相当于电源,感应电动势相当于电源的电动势,感应电流I= Blv R. (2)受力分析:处在磁场中的各边都受到安培力及其他力,但是根据对称性,在与速度平行方向的两个边所受的安培力相互抵消。安培力F安=BIl= B2l2v R,根据牛顿第二定律列动力学方程:F合=ma. (3)注意点:①线框在进出磁场时,切割边会发生变化,要注意区分;②线框在运动过程中,要注意切割的有效长度变化。 3. 电磁感应过程中产生的焦耳热不同的求解思路(1)焦耳定律:Q=I2Rt; (2)功能关系:Q=W克服安培力(3)能量转化:Q=ΔE其他能的减少量 4. 电磁感应中流经电源电荷量问题的求解:(1)若为恒定电流,则可以直接用公式q=It;(2)若为变化电流,则依据 = N E t q I t t t N R R R ?Φ ?Φ ? =?=??= 总总总 1.如图所示,纸面内有一矩形导体闭合线框abcd,ab边长大于bc边长,置于垂直纸面向里、 边界为MN的匀强磁场外,线框两次匀速地完全进入磁场,两次速度大小相同,方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q1,通过线框导体横截面的电荷量为q1;第二次bc边平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q2,通过线框导体横截面的电荷量为q2,则(A) A.Q1>Q2,q1=q2 B.Q1>Q2,q1>q2 C.Q1=Q2,q1=q2 D.Q1=Q2,q1>q2 2.一个刚性矩形铜制线圈从高处自由下落,进入一水平的匀强磁场区域,然后穿出磁场区

81知识讲解 电磁感应现象 感应电流方向的判断(提高)

物理总复习:电磁感应现象 感应电流方向的判断 【考纲要求】 1、知道磁通量的变化及其求解方法,理解产生感应电流、感应电动势的条件; 2、理解楞次定律的基本含义与拓展形式; 3、理解安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的异同,并能在实际问题中熟练运用。 【知识网络】 【考点梳理】 考点一、磁通量 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,BS φ=。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S '。即 cos BS φθ'=。 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:Wb 21 1Wb T m =?。 要点诠释: (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,这时穿过某面的磁通量指的是不同方向穿过的磁通量的代数和。另外,磁通量与线圈匝数无关。 磁通量正负的规定:任何一个面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿入磁通量为正,则磁感线从反面穿入时磁通量为负。穿过某一面积的磁通量一般指合磁通量。 (2)磁通量的变化21φφφ?=-,它可由B 、S 或两者之间的夹角的变化引起。 4、磁通量的变化 要点诠释: (一)、磁通量改变的方式有以下几种 (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。

高中物理11电磁感应现象的发现教案教科版

1.1 电磁感应现象的发现 [要点导学] 1、不同自然现象之间是有相互联系的,而这种联系可以通过我们的观察与思考来发现。例如摩擦生热则表明了机械运动与热运动是互相联系的,奥斯特之所以能够发现电流产生磁场,就是因为他相信不同自然现象之间是互相联系和互相转化的。 2、机遇总是青睐那些有准备的头脑,奥斯特的发现是必然中的偶然。发现中子的历史过程(在选修3-5中学习)也说明了这一点。小居里夫妇首先发现这种不带电的未知射线,他们误认为这是能量很高的射线,一项划时代的伟大发现就与小居里夫妇擦肩而过了。当查德威克遇到这种未知射线时,查德威克很快就想到这种不带电的射线可能是高速运动的中子流,因为查德威克的老师卢瑟神福早已预言中子的存在,所以查德威克的头脑是一个有准备的头脑,查德威克就首先发现了中子,并因此获得诺贝尔物理学奖。所以学会用联系的眼光看待世界,比记住奥斯特实验重要得多。 3、法拉第就是用联系的眼光看待世界的人,他坚信既然电流能够产生磁场,那么利用磁场应该可以产生电流。信念是一种力量,但信念不能代替事实。探索“磁生电”的道路非常艰苦,法拉第为此寻找了10年之久,我们要学习的就是这种百折不挠的探索精神。 4、法拉第为什么走了10年弯路,这个问题值得我们研究。原来自然界的联系不是简单的联系,自然界的对称不是简单的对称,“磁生电”不象“电生磁”那样简单,“磁生电”必须在变化、运动的过程中才能出现。法拉第的弯路应该使我们对自然界的联系和对称的认识更加深刻、更加全面。 [范例精析] 例1奥斯特的实验证实了电流的周围存在磁场,法拉第经过10年的努力终于发现了利用磁场产生电流的途径,法拉第认识到必须在变化、运动的过程中才能利用磁场产生电流。法拉第当时归纳出五种情形,请说出这五种情形各是什么。 解析法拉第把能引起感应电流的实验现象归纳为五类:变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。它们都与变化和运动有关。 拓展法国物理学家安培也曾将恒定电流或磁铁放在导体线圈的附近,希望在线圈中看到被“感应”出来的电流,可是这种努力均无收获。因为“磁生电”是在变化或运动中产生的物理现象。 例2 自然界的确存在对称美,质点间的万有引力F=Gm1m2/r2和电荷间的库仑力F=kq1q2/r2就是一个对称美的例子。电荷间的相互作用是通过电场传递的,质点间的相互作用则是通过引力场传递的。点电荷q的在相距为r处的电场强度是E=kq/r2,那么质点m在相距为r 处的引力场强度是多少呢?如果两质点间距离变小,引力一定做正功,两质点的引力势能一定减少。如果两电荷间距离变小,库仑力一定做正功吗?两电荷的电势能一定减少吗?请简述理由。

电磁感应现象的两类情况练习题

课后巩固作业 限时:45分钟总分:100分 一、选择题(包括8小题,每小题8分,共64分) 1.下列说法中正确的是( ) A.感生电场由变化的磁场产生 B.恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场 C.感生电场的方向也同样可以用楞次定律和右手定则来判定 D.感生电场的电场线是闭合曲线,其方向一定是沿逆时针方向解析:磁场变化时在空间激发感生电场,其方向与所产生的感应电流方向相同,可由楞次定律和右手定则判断,故A、C项正确,B、D项错. 答案:AC 2.如图所示,导体AB在做切割磁感线运动时,将产生一个感应电动势,因而在电路中有电流通过,下列说法中正确的是( ) A.因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势

B.动生电动势的产生与洛伦兹力有关 C.动生电动势的产生与静电力有关 D.动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的 解析:根据动生电动势的定义可知A项正确.动生电动势中的非静电力与洛伦兹力有关,感生电动势中的非静电力与感生电场有关,B项正确,C、D项错误. 答案:AB 3.如图所示,一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面做圆周运动,当磁感应强度均匀增大时,此粒子的动能将( ) A.不变B.增加 C.减少D.以上情况都可能 解析:当磁感应强度均匀增大时,产生感生电场,根据楞次定律判断出感生电场的方向沿逆时针方向.粒子带正电,所受电场力与感生电场的方向相同,因而运动方向也相同,从而做加速运动,动能增大,B选项正确. 答案:B 4.如图所示,一金属半圆环置于匀强磁场中,当磁场突然减弱

时,则( ) A.N端电势高 B.M端电势高 C.若磁场不变,将半圆环绕MN轴旋转180°的过程中,N端电势高 D.若磁场不变,将半圆环绕MN轴旋转180°的过程中,M端电势高 解析:将半圆环补充为圆形回路,由楞次定律可判断圆环中产生的感应电动势方向在半圆环中由N指向M,即M端电势高,B正确;若磁场不变,半圆环绕MN轴旋转180°的过程中,由楞次定律可判断,半圆环中产生的感应电动势在半圆环中由N指向M,即M端电势高,D正确. 答案:BD 5.在闭合铁芯上绕有一组线圈,线圈与滑动变阻器、电池构成电路,假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯.a、b、c为三个闭合金属圆环,位置如图所示.当滑动变阻器滑片左右滑动时,能产生感应电流的圆环是( )

电磁感应中地单杆切割问题

电磁感应单杆切割问题 (2013·16)如图所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为37°,宽度为0.5m,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1Ω。一导体棒MN垂直于导轨放置,质量为0.2kg,接入电路的电阻为1Ω,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为0.8T。将导体棒MN由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光,此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g 取10m/s2,sin37°=0.6)(B) A.2.5m/s 1W B.5m/s 1W C.7.5m/s 9W D.15m/s 9W (2013全国Ⅰ·16)如图,在水平面(纸面)有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN,其中ab、ac在a点接触,构成“V”字型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使MN向右匀速运动,从图示位置开始计时,运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线.可能正确的是(D) (2013·17)如图,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度V向右匀速滑动, MN中产生的感应电动势为E l;若磁感应强度增为2B,其他条件不变,MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E l:E2分别为(C) A.c→a,2:1 B.a→c,2:1 C.a→c,1:2 D.c→a,1:2 (2013·15)磁卡的词条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区,刷卡器中有检测线圈,当以速度v0刷卡时,在线圈中产生感应电动势。其E-t关系如右图所示。如果只将刷卡速度改为v0/2,线圈中的E-t关系可能是(D)

电磁感应现象中的单杆切割磁感线问题

电磁感应现象中的单杆切割磁感线问题 一、教学内容:电磁感应知识与应用复习之单杆切割磁感线问题 二、教学课时:二课时 三、教学课型:高三第一轮复习课 四、教学设计适合对象:高三理科学生 五、教学理念: 电磁感应现象知识的应用历来是高考的重点、热点,问题可将力学、电磁学等知识溶于一体,能很好地考查学生的理 解、推理、分析综合及应用数学处理物理问题的能力。通过近年高考题的研究,电磁感应问题每年都有“单杆切割磁感线 问题”模型的高考题出现。 而解决电磁感应单杆切割磁感线问题的关键就是借鉴或利用相似原型来启发、理解和变换物理模型,即把最基础的物 理模型进行细致的分析和深入的理解后,有目的的针对某些关键位置进行变式,从而把陌生的物理模型与熟悉的物理模型 相联系,分析异同并从中挖掘其内在联系,从而建立起熟悉模型与未知现象之间相互关系的一种特殊解题方法?巧妙地 运用“类同”变换,“类似”变换, “类异”变换,可使复杂、陌生、抽象的问题变成简单、熟悉、具体的题型,从而使问题大为简化,从而提高了课堂教学的有效 性。 六、电磁感应教学内容与学情分析研究: 6. 1 ?教学内容分析: 电磁感应中的单杆模型包括:导轨、金属棒和磁场,所以对问题的变化点主要有: 1.针对金属棒 1)金属棒的受力情况:平行轨道方向上,除受安培力以外是否存在拉力、阻力; 2)金属棒的初始状态:静止或有一个初速度V。; 3)金属棒的运动状态:与导轨是否垂直,与磁场是否垂直,是不是绕中心点转动; 4)金属棒割磁感线状况:整体切割磁感线或部分切割磁感线。 2?针对导轨 1)导轨的形状:常见导轨的形状为U形,还可以为圆形、三角形、三角函数图形等; 2)导轨的闭合性:导轨本身可以开口,也可闭合; 3)导轨电阻:不计、均匀分布或部分有电阻、串上外电阻; 4)导轨的放置:水平、竖直、倾斜放置。 3.针对磁场 1 )磁场的状态:磁场可以是稳定不变的,也可以均匀变化或非均匀变化; 2)磁场的分布:有界或无界。 6 . 2 .学生学情分析:

2019届人教版 电磁感应现象的判断与楞次定律 单元测试

2019届人教版电磁感应现象的判断与楞次定律单元测试 1. 奥斯特发现了电流能在周围产生磁场,法拉第认为磁也一定能生电,并进行了大量的实验。下图中环形物体是法拉第使用过的线圈,A、B两线圈绕在同一个铁环上,A与直流电源连接,B与灵敏电流表连接。实验时未发现电流表指针偏转,即没有“磁生电”,其原因是() A.线圈A中的电流较小,产生的磁场不够强 B.线圈B中产生的电流很小,电流表指针偏转不了 C.线圈A中的电流是恒定电流,不会产生磁场 D.线圈A中的电流是恒定电流,产生稳恒磁场 【答案】 D 2.某实验小组利用如图所示装置,探究感应电流的产生条件。图中A是螺线管,条形磁铁的S极置于螺线管内,磁铁保持静止状态,B为灵敏电流计,开关K处于断开状态,电路连接和各仪器均正常。下列关于实验现象的说法正确的是() A.K闭合前,通过螺线管的磁通量为零 B.K闭合瞬间,通过螺线管的磁通量不变 C.K闭合瞬间,灵敏电流计指针不发生偏转 D.K闭合,抽出磁铁过程中,灵敏电流计指针发生偏转 【答案】BCD 3.法拉第通过近10年的实验终于发现,电磁感应是一种只有在变化和运动的过程中才能发生的现象,下列哪些情况下能产生电磁感应现象()

A.图甲中,条形磁铁匀速穿过不闭合的环形线圈的过程中 B.图乙中,开关闭合的瞬间 C.图丙中,通电瞬间使小磁针转动 D.丁图中,闭合开关的瞬间 【答案】AD 4.1831 年8月,英国物理学家法拉第在经历多次失败后,终于发现了电磁感应现象。法拉第最初发现电磁感应现象的实验装置如图所示,软铁环上绕有A、B两个线圈。关于该实验,下列说法中正确的是() A.先闭合,再闭合后,线圈B中有持续的电流产生 B.先闭合,再闭合后,线圈B中有持续的电流产生 C.,均闭合,断开瞬间,线圈B中的感应电流向右流过电流表 D.,2均闭合,断开瞬间,线圈B中的感应电流向左流过电流表 【答案】C 5.某同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接,在开关闭合、线圈A放在线圈中的情况下,他发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时,电流计指针向右偏转,则关于他的下列推断中正确的是()学, A.线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动都能引起电流计指针向左偏转

电磁感应现象及电磁在生活中的应用

电磁感应现象及电磁在生活中的应用 摘要:电磁感应,也称为磁电感应现象是指放在变化磁通量中的导体,会产生电动势。此电动势称为感应电动势或感生电动势,若将此导体闭合成一回路,则该电动势会驱使电子流动,形成感应电流。 电磁反应是一个复杂的过程,其运用到现实生活中的技术(例如:电磁炉、微波炉、蓝牙技术、磁悬浮列车等等)。是经过很多人的探索和努力一步一步走到现在的。 正文: 电磁感应的定义:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应现象。本质是闭合电路中磁通量的变化。由电磁感应现象产生的电流叫做感应电流。 电磁感应的发现:1831年8月,法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,线圈A 接直流电源,线圈B接电流表,他发现,当线圈A的电路接通或断开的瞬间,线圈B中产生瞬时电流。法拉第发现,铁环并不是必须的。拿走铁环,再做这个实验,上述现象仍然发生。只是线圈B中的电流弱些。为了透彻研究电磁感应现象,法拉第做了许多实验。1831年11月24日,法拉第向皇家学会提交的一个报告中,把这种现象定名为“电磁感应现象”,并概括了可以产生感应电流的五种类型:变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。法拉第之所以能够取得这一卓越成就,是同他关于各种自然力的统一和转化的思想密切相关的。正是这种对于自然界各种现象普遍联系的坚强信念,支持着法拉第始终不渝地为从实验上证实磁向电的转化而探索不已。这一发现进一步揭示了电与磁的内在联系,为建立完整的电磁理论奠定了坚实的基础。 电磁感应是指因磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现,乃是电磁学中伟大的成就之一。它不仅让我们知道电与磁之间的联系,而且为电与磁之间的转化奠定了基础,为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路,在实用上有重大意义。电磁感应现象的发现,标志着一场重大的工业和技术革命的到来。事实证明,电磁感应在电工、电子技术、电气化、自动化方面的广泛应用对推动社会生产力和科学技术的发展发挥了重要的作用。 若闭合电路为一个n匝的线圈,则又可表示为:式中n为线圈匝数,ΔΦ为磁通量变化量,单位Wb ,Δt为发生变化所用时间,单位为s.ε为产生的感应电动势,单位为V。 磁通量:设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面,磁场的磁感应强度为B,平面的面积为S。(1)定义:在匀强磁场中,磁感应强B与垂直磁场方向的面积S的乘积,叫做穿过这个面的磁通量。 (2)公式:Φ=BS 当平面与磁场方向不垂直时: Φ=BS⊥=BScosθ(θ为两个平面的二面角) (3)物理意义

电磁感应中的单杆切割问题

电磁感应单杆切割问题 (2013安徽·16)如图所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为37°,宽度为0.5m,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1Ω。一导体棒MN垂直于导轨放置,质量为0.2kg,接入电路的电阻为1Ω,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0、5。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为0、8T。将导体棒MN由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光,此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g 取10m/s2,sin37°=0、6)(B) A.2.5m/s 1W B.5m/s 1W C.7.5m/s 9W D.15m/s 9W (2013全国Ⅰ·16)如图,在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac与MN,其中ab、ac在a点接触,构成“V”字型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使MN向右匀速运动,从图示位置开始计时,运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且与导轨保持良好接触。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线、可能正确的就是(D) (2013北京·17)如图,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度V向右匀速滑动, MN中产生的感应电动势为E l;若磁感应强度增为2B,其她条件不变,MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E l:E2分别为(C) A.c→a,2:1 B.a→c,2:1 C.a→c,1:2 D.c→a,1:2

(2013浙江·15)磁卡的词条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区,刷卡器中有检测线圈,当以速度v 0刷卡时,在线圈中产生感应电动势。其E-t 关系如右图所示。如果只将刷卡速度改为v 0/2,线圈中的E-t 关系可能就是(D ) A. B. C. D. 根据感应电动势公式E =BLv 可知,其她条件不变时,感应电动势与导体的切割速度成正比,只将刷卡速度改为20v ,则线圈中产生的感应电动势的最大值将变为原来的21。磁卡通过刷卡器的时间v s t 与速率成反比,所用时间变为原来的2倍.故D 正确。 (2013全国Ⅰ·25)如图,两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ,间距为L 。导轨上端接有一平行板电容器,电容为C 。导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为m 的金属棒,棒可沿导轨下滑,且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g 。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑,求: (1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系; (2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。

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