电磁感应限时训练
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《电磁感应》章节检测
1．如图所示，边长为L ，匝数为N 的正方形线圈abcd 位于纸面内，线圈内接有电阻值为R 的电阻，过ab 中点和cd 中点的连线OO ′恰好位
于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁场的磁感应强度为
B .当线圈转过90°时，通过电阻R 的电荷量为( )
A.BL 22R
B.NBL 22R
C.BL 2R
D.NBL 2R
2．有人把自行车进行了改装，在后车轮上装上了一个小
型发电机，想看电视时，就骑在自行车上不停地蹬车，可供电
视、照明用电．发电机原理如图甲所示，在匀强磁场中，磁感应强
度为B ，放置一个有固定转轴的发电轮，如图所示，发电轮平面与
磁感应强度垂直，发电轮半径为r ，轮轴和轮缘为两个输出电极，
该发电机输出电压接一理想变压器，再给一小灯泡供电，则下列说
法中正确的是( )
A ．当人蹬车的速度增大时，小灯泡两端的电压降低
B ．当人蹬车的速度增大时，小灯泡两端的电压不变
C ．小灯泡的功率与发电机转速无关
D ．小灯泡的功率随发电机转速的增大而增大
3.如图所示，长为L 的金属导线上端悬于C 点，下端系一小球
A ，在竖直向下的匀强磁场中做圆锥摆运动，转动方向如图所示，导线与竖直方向的夹角为θ，摆球的角速度为ω，磁感应强度为
B ，则金属导线中
产生感应电动势的高电势端及大小为( )
A ．C 点 12BL 2ω
B ．
C 点 12
BL 2ωsin 2θ C ．A 点 12BL 2ω D ．A 点 12
BL 2ωsin 2θ 4、英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发
感生电场．如图所示，一个半径为r 的绝缘细圆环水平放置，环
内存在竖直向上的匀强磁场B ，环上套一带电荷量为＋q 的小
球．已知磁感应强度B 随时间均匀增加，其变化率为k ，若小球
在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是
A ．0 B.12
r 2qk C ．2πr 2qk D ．πr 2qk 5．如图所示，水平放置的粗糙U 形框架上接一个阻值为R 0的电阻，放在垂直纸面向里的、场强大小为B 的匀强磁场中，一个半径为L 、质量为m 的半圆形硬导体
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AC 在水平向右的恒定拉力F 的作用下，由静止开始运动距离d 后速度达到v ，半圆形硬导体AC 的电阻为r ，其余电阻不计．下列说法正确的是( )
A ．此时AC 两端电压为U AC ＝2BL v
B ．此时A
C 两端电压为U AC ＝2BL v R 0R 0＋r
C ．此过程中电路产生的电热为Q ＝Fd －12
m v 2 D ．此过程中通过电阻R 0的电荷量为q ＝2BLd R 0＋r
6．如图所示，水平放置的光滑金属长导轨MM ′和NN ′之间接有电阻R ，导轨左、右两区域分别存在大小相等方向相反且与导轨平面垂直的匀强磁场，设左、右区域磁场的磁感应强度大小分别为B 1和B 2，虚线为两区域的分界线，一根阻值也为R 的金属棒ab 放在导轨上并与其垂直，导轨电阻不计．若
金属棒ab 在外力F 的作用下从左边的磁场区域距离磁场
边界x 处匀速运动到右边的磁场区域距离磁场边界x 处，
下列说法中正确的是( )
A ．当金属棒通过磁场边界时，通过电阻R 的电流反向
B ．当金属棒通过磁场边界时，金属棒受到的安培力反向
C ．金属棒在题设的运动过程中，通过电阻R 的电荷量等于零
D ．金属棒在题设的运动过程中，回路中产生的热量等于Fx
7.如图所示，在光滑的水平面上，一质量为m ＝0.1 kg ，半径为r ＝0.5 m ，电阻为R ＝0.5 Ω的均匀金属圆环，以v 0＝5 m/s 的初速度向一磁
感应强度为B ＝0.1 T 的有界匀强磁场滑去(磁场宽度
d >2r )．圆环的一半进入磁场历时2秒，圆环上产生的焦
耳热为0.5 J ，则2秒末圆环中感应电流的瞬时功率为
A ．0.15 W
B ．0.2 W
C ．0.3 W
D ．0.6 W
8．如图甲所示，MN 、PQ 两条平行的光滑金属轨道
与水平面成θ＝30°角固定，间距为L ＝1 m ，质量为m 的
金属杆ab 水平放置在轨道上，其阻
值忽略不计．空间存在匀强磁场，
磁场方向垂直于轨道平面向上，磁
感应强度为B ＝0.5 T ．P 、M 间接有
阻值R 1的定值电阻，Q 、N 间接变
阻箱R .现从静止释放ab ，改变变阻
箱的阻值R ，测得最大速度为v m ，
得到1v m 与1R
的关系如图乙所示．若轨
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道足够长且电阻不计，重力加速度g 取10 m/s 2.则( )
A ．金属杆中感应电流方向为a 指向b
B ．金属杆所受安培力沿斜面向下
C ．定值电阻的阻值为1 Ω
D ．金属杆的质量为1 kg
9．如图(a)所示为磁悬浮列车模型，质量M ＝1 kg 的绝缘板底座静止在动摩擦因数μ1＝0.1的粗糙水平地面上．位于磁场中的正方形金属框ABCD 为动力源，其质量
m ＝1 kg ，边长为1 m ，电阻为116
Ω，与绝缘板间的动摩擦因数μ2＝0.4.OO ′为AD 、BC 的中线．在金属框内
有可随金属框同步移动
的磁场，OO ′CD 区域内
磁场如图(b)所示，CD 恰
在磁场边缘以外；
OO ′BA 区域内磁场如图
(c)所示，AB 恰在磁场边缘以内(g ＝10 m/s 2)．若绝缘板足够长且认为绝缘板与地面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则金属框从静止释放后( )
A ．若金属框固定在绝缘板上，金属框的加速度为 3 m/s 2
B ．若金属框固定在绝缘板上，金属框的加速度为 7 m/s 2
C ．若金属框不固定，金属框的加速度为4 m/s 2，绝缘板仍静止
D ．若金属框不固定，金属框的加速度为4 m/s 2，绝缘板的加速度为2 m/s 2
10．很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒．一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐．让条形磁铁从静止开始下落．条形磁铁在圆筒中的运动速率( )
A ．均匀增大
B ．先增大，后减小
C ．逐渐增大，趋于不变
D ．先增大， 再减小，最后不变
11．如图所示，正方形线框的左半侧处在磁感应强度为B
的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，线框的对称轴MN
恰与磁场边缘平齐．若第一次将线框从磁场中以恒定速度v 1向
右匀速拉出，第二次让线框绕轴MN 以线速度v 2匀速转过90°，
若两次操作过程中线框产生的平均感应电动势相等，则( )
A ．v 1∶v 2＝2∶π
B ．v 1∶v 2＝π∶2
C ．v 1∶v 2＝1∶2
D ．v 1∶v 2＝2∶1
12．如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，
有一条形磁铁，从离地面高h 处，由静止开始下落，最后落在
水平地面上．磁铁下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中
心穿过圆环，而不与圆环接触．若不计空气阻力，重力加速度
为g ，下列说法中正确的是( )
A ．在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆
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时针后顺时针(从上向下看圆环)
B ．磁铁在整个下落过程中，所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下
C ．磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变
D ．磁铁落地时的速率一定等于2gh
13．如图所示，足够长的U 型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°)，其中MN 与PQ 平行且间距为L ，导轨平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab 由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab 棒接入电路的电阻为R ，当流过ab 棒某一横截面的电荷量为q 时，棒的速度大小为v ，则金属棒ab 在这一过程中( )
A ．运动的平均速度大小为12
v B ．下滑的位移大小为qR BL
C ．产生的焦耳热为qBL v
D ．受到的最大安培力大小为B 2L 2v R
sin θ 14．在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为0.1 m 2，线圈电阻为1 Ω.规定线圈中感应电流I 的正方向从上往下看是顺时针方向，如图甲所示．磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图乙所示．则下列说法正确的是( )
A ．在时间0～5 s 内，I 的最大值
为0.1 A
B ．在第4 s 时刻，I 的方向为逆时
针
C ．前2 s 内，通过线圈某截面的总
电荷量为0.01 C
D ．第3 s 内，线圈的发热功率最大
15如图所示，是研究自感通电实验的电路图，L 1、L 2是两个规格相同的小灯泡，闭合电键调节电阻R ，使两个灯泡的亮度相同，调节可变电阻R 1，使它们都正常发光，然后断开电键S.重新闭合电键S ，则( )
A ．闭合瞬间，L 1立刻变亮，L 2逐渐变亮
B ．闭合瞬间，L 2立刻变亮，L 1逐渐变亮
C ．稳定后，L 和R 两端电势差一定相同
D ．稳定后，L 1和L 2两端电势差不相同
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1【答案】 B 【解析】 初状态时，通过线圈的磁通量为Φ1＝
BL 22，当线圈转过90°时，通过线圈的磁通量为0，由q ＝N ΔΦR 可得通过电阻R 的电量为NBL 2
2R
. 2【答案】 D 【解析】 转轮发电机的电动势为E ＝12
Br 2ω，蹬车的速度增大时，角速度增大，电动势增大，输入电压和输入功率增大．D 正确．
3【答案】 B 【解析】 由右手定则可判断φC >φA ，即C 端的电势高于A 端的电势；
金属导线切割磁感线的有效长度为L sin θ，所以导线中产生的感应电动势为：E ＝12
B (L sin θ)2ω＝12
BL 2ωsin 2θ.故B 正确． 4【答案】 D 【解析】 由法拉第电磁感应定律得：E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt
·πr 2＝k π·r 2 小球运动一圈，电场力做的功为 W ＝Eq ＝πr 2qk ，选项D 正确．
5【答案】 BD 【解析】 AC 的感应电动势为：E ＝2BLv ，两端电压为U AC ＝ER 0R 0＋r ＝2BLvR 0R 0＋r
，A 错、B 对；由功能关系得Fd ＝12
mv 2＋Q ＋W μ，C 错；此过程中平均感应电流为I ＝2BLd R 0＋r Δt ，通过电阻R 0的电荷量为q ＝I Δt ＝2BLd R 0＋r
，D 对． 6【答案】 AC 【解析】 金属棒的运动方向不变，磁场方向反向，则电流方向相反，选项A 正确；电流方向反向，磁场也反向时，安培力的方向不变，选项B 错误；由q ＝ΔΦR 总
，因初、末状态磁通量相等，所以通过电阻R 的电荷量等于零，选项C 正确；由于金属棒匀速运动，所以动能不变，即外力做功全部转化为电热，所以Q ＝2Fx
7【答案】 C 【解】圆环刚好有一半进入磁场时，设瞬时速度为v ，由Q ＝12mv 20－12
mv 2，解得v ＝15 m/s ，此时环上的瞬时感应电动势为E ＝Bv ×2r ，故瞬时功率为P ＝E 2/R ＝0.3 W.
8【答案】 C 【解】由受力平衡知，金属杆所受安培力沿斜面向上，由左手定则判断，金属杆中感应电流方向由b 指向a ，所以AB 错误；总电阻为R 总＝R 1R /(R 1＋R )，I ＝
BLv /R 总，当达到最大速度时金属杆受力平衡，mg sin θ＝BIL ＝B 2L 2v m R 1R ·(R 1＋R )，1v m
＝B 2L 2
mg sin θR ＋B 2L 2mg sin θR 1
，根据图乙代入数据，可以得到杆的质量m ＝0.1 kg ，R 1＝1 Ω，
C 对． 9【答案】A
D 【解】若金属框固定在绝缘板上，由题意得
E ＝ΔB 1Δt ·12S ABCD ＝1×12
×1×1 V ＝0.5 V ，I ＝E R
＝8 A ，F AB ＝B 2IL ＝8 N ，取绝缘板和金属框整体进行受力分析，由牛
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顿第二定律：F AB －μ(M ＋m )g ＝(M ＋m )a ，解得a ＝3 m/s 2
，A 对，B 错；若金属框不固定，对金属框进行受力分析，假设其相对绝缘板滑动，F f 1＝μ2mg ＝0.4×1×10 N＝4
N 应用牛顿第二定律得F f 1－F f 2＝Ma 2，F f 2＝μ1(M ＋m )g ＝2 N ，解得a 2＝2 m/s 2，C 错，D 对． 10【答案】 C 【解析】 开始时，条形磁铁以加速度g 竖直下落，则穿过铜环的磁通量发生变化，铜环中产生感应电流，感应电流的磁场阻碍条形磁铁的下落．开始时的感应电流比较小，条形磁铁向下做加速运动，且随下落速度增大，其加速度变小．当条形磁铁的速度达到一定值后，相应铜环对条形磁铁的作用力趋近于条形磁铁的重力．故条形磁铁先加速运动，但加速度变小，最后的速度趋近于某个定值． 11【答案】 A 【解析】 将线框从磁场中以恒定速度v 1向右匀速拉出，时间t 1＝L /2÷v 1 ＝L /(2v 1)；让线框绕轴MN 以线速度v 2匀速转过90°，角速度ω＝2v 1/L ，时间t 2＝π2 ÷ω＝πL /(4v 2)，两次过程中线框产生的平均感应电动势相等，t 2＝t 1，解得v 1∶v 2＝2∶π，选项A 正确． 12【答案】 A 【解析】 当条形磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量增加，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为逆时针，当条形磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为顺时针，A 正确；根据楞次定律的推论“来拒去留”原则，可判断磁铁在整个下落过程中，所受圆环对它的作用力始终竖直向上，B 错误；磁铁在整个下落过程中，由于受到磁场力的作用，磁铁的机械能不守恒，C 错误；若磁铁从高度h 处做自由落体运动，其落地时的速度为v ＝2gh ，但磁铁穿过圆环的过程中要产生一部分电热，根据能量守恒定律可知，其落地速度一定小于2gh ，D 错误． 13【答案】 B 【解析】 对棒受力分析如图所示． F 安＝BIL ＝B 2L 2v R ，故D 错；F 安随棒的速度的增大而增大，故棒做的不是匀加速直线运动．因此运动的平均速度v ≠12 v ，A 错；由q ＝n ΔΦR 总可得：q ＝BLx R ，故棒下滑的位移x ＝qR BL ，B 正确；求焦耳热应该用有效值 14【答案】 BC 【解析】 根据B －t 图象的斜率表示ΔB Δt ，由E ＝n ΔΦΔt ＝nSk ，因此刚开始时，图象的斜率为0.1，代入得电源的电动势为0.01 V ，电流为0.01 A ，故A 项错误；在第4 s 时，根据楞次定律，电流为逆时针，故B 项正确；由q ＝ΔΦR ，代入得C 项正确；第3 s 内，B 不变，故不产生感应电流，因此发热功率为零，D 错误 15【答案】 BC 【解析】 根据题设条件可知，闭合电键调节电阻R ，使两个灯泡的亮度相同，说明此时电阻R 的阻值与线圈L 的电阻一样大，断开电键再重新闭合电键的瞬间，根据自感原理，可判断L 2立刻变亮，而L 1逐渐变亮，A 项错误，B 项正确；稳定后，自感现象消失，根据题设条件可判断线圈L 和R 两端的电势差一定相同，L 1和L 2两端电势差也相同，所以C 项正确，D 项错误． 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 压U ab 、线框所受安培力 F 、穿过线圈的磁通量 ①随位移x 的变化图像正确的是 B . 电磁感应图像问题 1如图所示，由粗细均匀的电阻丝制成的边长为 I 的正方形线框abed ，其总电阻为 R 现 使线框以水平向右的速度 v 匀速穿过一宽度为 2I 、磁感应强度为 B 的匀强磁场区域，整个 过程中ab 、cd 两边始终保持与磁场边界平行。 令线框的ed 边刚好与磁场左边界重合时 t =o , 电流沿abeda 流动的方向为正，u o =Blv 。线框中a 、b 两点间电势差u ab 随线框cd 边的位移x X X X X X X ； X K X X X X ； X X X X X X ； x \ X X A I X X X X X X ; II ? 为坐标原点建立x 轴.一边长为L 的正方形金属线框 abed ,在外力作用下以速度 v 匀速穿过 匀强磁场.从线框cd 边刚进磁场开始计时，线框中产生的感应电流 i 、线框ab 边两端的电 2.如图所示，空间存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁场区域宽度为 D 2L ，以磁场左边界 变化的图象正确的是（ /减 X X j I ￡■74 t ） -坯的 K X X I 3.如图所示，两相邻的宽均为0.8m的匀强磁场区域，磁场方向分别垂直纸面向里和垂直纸 面向外。一边长为0.4m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=0.2m/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=O,规定线框中感应电流逆时针方向为正方向。在下列图线中，正确反映感应电流强 度随时间变化规律的是（） 4 .如图所示，为三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向外、向 里和向外，磁场宽度均为L,在磁场区域的左侧边界处，有一边长为L的正方形导体线框， 总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域， 以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里 时的磁通量①为正值，外力F向右为正。则以下反映线框中的磁通量①、感应电动势E、 外力F和电功率P随时间变化规律图象错误的是 * ? * 1 ??■V ? ?4 ■ ?■ ? ?■ ------ ? 物理电磁感应知识点的归纳 物理电磁感应知识点的归纳 1.电磁感应现象 利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。 (1)产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，即0。 (2)产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 (3)电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。 2.磁通量 (1)定义：磁感应强度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，定义式：=BS。如果面积S与B不垂直，应以B 乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S，即=BS，国际单位：Wb (2)求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数。任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时，穿过该面的磁通量为正。反之，磁通量为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和。 3.楞次定律 (1)楞次定律：感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右 手定则只适用于导线切割磁感线运动的`情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便。 (2)对楞次定律的理解 ①谁阻碍谁---感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量。 ③如何阻碍---原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即增反减同。 ④阻碍的结果---阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少。 (3)楞次定律的另一种表述：感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种： ①阻碍原磁通量的变化;②阻碍物体间的相对运动;③阻碍原电流的变化(自感)。 4.法拉第电磁感应定律 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。表达式：E=n/t 当导体做切割磁感线运动时，其感应电动势的计算公式为 E=BLvsin。当B、L、v三者两两垂直时，感应电动势E=BLv。 (1)两个公式的选用方法E=n/t计算的是在t时间内的平均电动势，只有当磁通量的变化率是恒定不变时，它算出的才是瞬时电动势。E=BLvsin中的v若为瞬时速度，则算出的就是瞬时电动势：若v为平均速度，算出的就是平均电动势。 (2)公式的变形 ①当线圈垂直磁场方向放置，线圈的面积S保持不变，只是磁场的磁感强度均匀变化时，感应电动势：E=nSB/t。 ②如果磁感强度不变，而线圈面积均匀变化时，感应电动势 E=Nbs/t。 电磁感应专题练习 【四川省成都外国语学校2019-2020学年高二（下）5月物理试题】如图所示，竖直平面 内有一半径为r、电阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在M、N处与距离为2r、电 阻不计的平行光滑金属导轨ME、NF相接，E、F之间接有电阻R2，已知R1=12R，R2=4R。在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ，磁感应强度大小均为B。现有质量 为m、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒 始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，设平行导轨足够长。已知导体棒下落r 2时的速度大小为v1，下落到MN处时的速度大小为v2。 (1)求导体棒ab从A处下落r 2时的加速度大小a； (2)若导体棒ab进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变，求磁场Ⅰ和Ⅱ之间的距离h； (3)当ab棒通过MN以后将半圆形金属环断开，同时将磁场Ⅱ的CD边界略微上移，导体棒ab刚进入磁场Ⅱ时的速度大小为v3，设导体棒ab在磁场Ⅱ下落高度H刚好达到匀速，则导体棒ab在磁场Ⅱ下落高度H的过程中电路所产生的热量是多少？ 【安徽省舒城中学2019－2020学年高二(下)第三次月考物理试题】如图所示，固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨，垂直于导轨放置的两根金属棒MN和PQ长度也为l、电阻均为R，两棒与导轨始终接触良好。MN两端通过开关S与电阻为R的单匝金属线圈相连，面积为S0，线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场，磁通量变化率为常量k。 图中两根金属棒MN和PQ均处于垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。MN、PQ的质量都为m，金属导轨足够长，电阻忽略不计。 (1)闭合S，若使MN、PQ保持静止，需在其上各加多大的水平恒力F，并指出其方向； (2)断开S，去除MN上的恒力，PQ在上述恒力F作用下，经时间t，PQ的加速度为a， 求此时MN、PQ棒的速度各为多少； (3)断开S，固定MN，PQ在上述恒力作用下，由静止开始到速度大小为v的加速过程中安 培力做的功为W，求流过PQ的电荷量q。 【重庆市主城区七校2019－2020学年高二(下)期末联考物理试题】如图所示，两条固定 的光滑平行金属导轨，导轨宽度为L＝1m，所在平面与水平面夹角为θ＝30°，导轨电阻忽略不计。虚线ab、cd均与导轨垂直其间距为l＝1.6m，在ab与cd之间的区域存在垂直于 导轨所在平面的匀强磁场B＝2T。将两根质量均为m＝1kg电阻均为R＝2Ω的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，其时间间隔为Δt＝0.1s。两者始终与导轨垂直且 接触良好。已知PQ进入磁场时加速度恰好为0。当MN到达虚线ab处时PQ仍在磁场区 域内。求： (1)导体棒PQ到达虚线ab处的速度v； (2)当导体棒PQ到达虚线cd的过程中导体棒MN上产生的热量Q； (3)当导体棒PQ刚离开虚线cd的瞬间，导体棒PQ两端的电势差U PQ。 第16章:电磁感应 L 闭合电路中磁通量发生变化时产生感应电流 当磁场为匀强磁场，并且线圈平面垂直磁场时磁通量： $ =BS 如果该面积与磁场夹角为 a,则其投影面积为 Ssin a,则磁通量为 =BSsin a 。磁通量的单位： 韦伯，符号： Wb 、重、难点知识归纳 1. 法拉第电磁感应定律 (1) .产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。 以上表述是充分必要条件。不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两 个条件，就必然产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，穿过 该电路的磁通量也一定发生了变化。 当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，电路中有感应电流产生。 这个表述是充分条件，不是必要的。在导体做切割磁感线运动时用它判定比较方便。 (2) .感应电动势产生的条件：穿过电路的磁通量发生变化。 、知识网络 产生感应电一 闭合电路中的部分导体在做切割磁感线运动 流的方法 闭合电路的磁通量发生变 感应电流方 _ 右手疋则， 向的判定 ? 楞次定律 E=BL v sin 0 感应电动势 A (h 的大小 ■ E - n A t 大小: 方向: 日光 构造 E 2 总是阻碍原电流的变化方向 灯管 镇流器 启动器 日光灯工作原理：自感现象 通电、断电自感实验 实验: 应用 自 感 自感电 动势 这里不要求闭合。无论电路闭合与否，只要磁通量变化了，就一定有感应电动势产生。 这好比一个电源：不论外电路是否闭合， 电动势总是存在的。 但只有当外电路闭合时， 电路 中才会有电流。 (3) .引起某一回路磁通量变化的原因 a 磁感强度的变化 b 线圈面积的变化 c 线圈平面的法线方向与磁场方向夹角 的变化 (4) .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。 (5) .法拉第电磁感应定律： a 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 b 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 —磁通量， 一磁通量的变化量， c 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。 (6 )在匀强磁场中， 磁诵量的变化 △① =①t -①o 有多种形式，主要有 ①S 、 a 不变， B 改变，这时 △①= △ B Ssin a ②B 、 a 不变， S 改变，这时 △①= △ S Bsin a ③B 、 S 不变， a 改变，这时 △①=BS(sin a 2-sin a 1) 在非匀强磁场中，磁通量变化比较复杂。有 几种情况需要特别注意： 形磁铁附近移动，穿过上边线圈的磁通量由方向向 上减小到零，再变为方向向下增大；右边线圈的磁通量由方向向下减 小到零，再变为方向向上增大。 ②如图16-2所示，环形导线 a 中有顺时针方向的电流， a 环外有 两个同心导线圈b 、c ,与环形导线a 在同一平面内。当 a 中的电流增 ①如图16-1所示，矩形线圈沿a T b T c 在条 a be 图 16-1 a 图 16-2 电磁感应练习 一 选择题 1. 在无限长载流导线附近有一个球形闭合曲面S ，当S 面垂直于导线电流方向向长直导线靠近时，穿过S 面的磁通量Φm 和面上各点的磁感应强度的大小将： （A ）Φm 增大，B 也增大； （B ）Φm 不变，B 也不变； （C ）Φm 增大，B 不变； （D ）Φm 不变，B 增大。 [ ] 2. 在无限长的载流直导线附近放置一矩形闭合线圈，开始时线圈与导线在同一平面内，且线圈中两条边与导线平行，当线圈以相同的速率作如图所示的三种不同方向的平动时，线圈中的感应电流 (A) 以情况Ⅰ中为最大． (B) 以情况Ⅱ中为最大． (C) 以情况Ⅲ中为最大． (D) 在情况Ⅰ和Ⅱ中相同． ［ ］ 题一（2）图 3. 铜圆盘水平放置在均匀磁场中，B 的方向垂直向上。当铜盘绕通过中心垂直于盘面的轴沿图示方向转动时， （A ）铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转动的相反方向流动。 （B ）铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转动的方向流动。 （C ）铜盘上有感应电动势产生，铜盘边缘处电势高。 （D ）铜盘上有感应电动势产生，铜盘中心处电势高。 [ ] B ω 题一（3）图 4．如图，导体棒AB=L 在均匀磁场B 中绕通过C 点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴OO`转动（角速度ω与B 同方向），BC 的长度为棒长的1/3。则(1) （A ）A 点比B 点电势高. （B ）A 点与B 点电势相等. （C ）A 点比B 点电势低. （D ）无法判断. [ ] (2)求：U A U B B O A B C O` 题一（4）图 a b c d a b c d a b c d v v v ⅠⅢⅡ I 天津市静海区物理第十三章电磁感应与电磁波精选测试卷专题练习 一、第十三章电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难） 1．分子运动看不见、摸不着，不好研究，但科学家可以通过研究墨水的扩散现象认识它，这种方法在科学上叫做“转换法”，下面是小红同学在学习中遇到的四个研究实例，其中采取的方法与刚才研究分子运动的方法相同的是（） A．研究电流、电压和电阻关系时，先使电阻不变去研究电流与电压的关系；然后再让电压不变去研究电流与电阻的关系 B．用磁感线去研究磁场问题 C．研究电流时，将它比做水流 D．电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A．这种研究方法叫控制变量法，让一个量发生变化，其它量不变，A错误； B．用磁感线去研究磁场问题的方法是建立模型法，使抽象的问题具体化，B错误 C．将电流比做水流，这是类比法，C错误 D．判断电路中是否有电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定，即将电流的有无转化为灯泡是否发光，故是转化法，D正确。 故选D。 2．如图，在直角三角形ACD区域的C、D两点分别固定着两根垂直纸面的长直导线，导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流，∠A=90?，∠C=30?，E是CD边的中点，此时E 点的磁感应强度大小为B，若仅将D处的导线平移至A处，则E点的磁感应强度（） A．大小仍为B,方向垂直于AC向上 B．大小为 3 2 B，方向垂直于AC向下 C 3 ，方向垂直于AC向上 D3，方向垂直于AC向下【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 根据对称性C 、D 两点分别固定着两根垂直纸面的长直导线在E 点产生的磁感应强度 02B B = 由几何关系可知 AE =CE =DE 所以若仅将D 处的导线平移至A 处在E 处产生的磁感应强度仍为B 0，如图所示 仅将D 处的导线平移至A 处，则E 点的磁感应强度为 032cos302 B B B '=?= 方向垂直于AC 向下。 A ．大小仍为B ,方向垂直于AC 向上 与上述结论不相符，故A 错误； B 3，方向垂直于A C 向下 与上述结论相符，故B 正确； C ．大小为32 B ，方向垂直于A C 向上 与上述结论不相符，故C 错误； D 3，方向垂直于AC 向下 与上述结论不相符，故D 错误； 故选B 。 3．正三角形ABC 在纸面内，在顶点B 、C 处分别有垂直纸面的长直导线，通有方向如图所示、大小相等的电流，正方形abcd 也在纸面内，A 点为正方形对角线的交点，ac 连线与BC 平行，要使A 点处的磁感应强度为零，可行的措施是 电磁感应复习与巩固 编稿：张金虎审稿：李勇康 【学习目标】 1．电磁感应现象发生条件的探究与应用。 2．楞次定律的建立过程与应用：感应电流方向决定因素的探究，楞次定律的表述及意义。 3．法拉第电磁感应定律的运用，尤其是导体棒切割磁感线产生感应电动势 sin EBLv??的计算是感应电动势定量计算的重点所在。在应用此公式时要特别注意导体棒的有效切割速度和有效长度。 4．利用法拉第电磁感应定律、电路知识、牛顿运动定律、能的转化和守恒定律进行综合分析与计算。 【知识络】 【要点梳理】 要点一、关于磁通量?，磁通量的变化??、磁通量的变化率t??? 1、磁通量 磁通量cos BSBSBS???????，是一个标量，但有正、负之分。 可以形象地理解为穿过某面积磁感线的净条数。 2、磁通量的变化 磁通量的变化21??????． 要点诠释： ??的值可能是2?、1?绝对值的差，也可能是绝对值的和。例如当一个线圈从与磁感 线垂直的位置转动180?的过程中21??????． 3、磁通量的变化率 磁通量的变化率t???表示磁通量变化的快慢，它是回路感应电动势的大小的决定因素。 2121ttt????????， 在回路面积和位置不变时BStt??????（Bt??叫磁感应强度的变化率）； 在B均匀不变时SBtt??????，与线圈的匝数无关。 要点二、关于楞次定律 （1）定律内容：感应电流具有这样的方向：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量发生变化。 （2）感应电流方向的决定因素是：电路所包围的引起感应电流的磁场的方向和磁通量的增减情况。 （3）楞次定律适用范围：适用于所有电磁感应现象。 （4）应用楞次定律判断感应电流产生的力学效果（楞次定律的变式说法）：感应电流受到的安培力总是阻碍线圈或导体棒与磁场的相对运动，即线圈与磁场靠近时则相斥，远离时则相吸。 （5）楞次定律是能的转化和守恒定律的必然结果。 要点三、法拉第电磁感应定律 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，即Et????． 要点诠释： 对n匝线圈有Ent????． （1）Ent????是t?时间内的平均感应电动势，当0t??时，Ent????转化为瞬时感应电动势。 电磁感应基础练习题： 1、面积是0.5m 2的导线环，放在某一匀强磁场中，环面与磁场垂直，穿过导线的磁通量是Wb 2100.1-?，则该磁场的磁感应强度是（ ） Ａ、T 2105.0-? Ｂ、T 2105.1-? Ｃ、T 2101-? Ｄ、T 2102-? 2、关于电磁感应现象，下列说法正确的是（ ） Ａ、只要磁通量穿过电路，电路中就有感应电流 Ｂ、只要穿过闭合导体回路的磁通量足够大，电路中就有感应电流 Ｃ、只要闭合导体回路在切割磁感线运动，电路中就有感应电流 Ｄ、只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流 3、如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积321S S S =>，穿过各线圈的磁通量依次为1Φ、2Φ、3Φ，则它们的大小关系是（ ） A 、32 1 Φ>Φ>Φ B 、321Φ=Φ>Φ C 、321Φ=Φ<Φ D 、321Φ<Φ<Φ 4、关于电磁感应，下列说法正确的是（ ） A 、穿过线圈的磁通量越大，感应电动势就越大 B 、穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零 C 、穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 D 、穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势越大 5、如图所示，在《探究产生感应电流的条件》的实验中，开关断开时，条形 磁铁插入或拔出线圈的过程中，电流表指针不动；开关闭合时，磁铁静止在 线圈中，电流表指针也不动；开关闭合时，将磁铁插入或拔出线圈的过程中， 电流表指针发生偏转．由此得出，产生感应电流的条件是：电路必须 ， 穿过电路的磁通量发生 ． 6、如图所示是探究感应电流与磁通量变化关系的实验．下列操作会产生感应 电流的有 ． ①闭合开关的瞬间； ②断开开关的瞬间； ③闭合开关，条形磁铁穿过线圈； ④条形磁铁静止在线圈中 此实验表明：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生 闭合导体回路中就有感应电流产生． 1、关于电磁感应，下列说法正确的是（ ） A 、穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 B 、穿过线圈的磁通量为零，感应电动势为零 C 、穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 D 、穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势越大 2、关于感应电动势的大小，下列说法正确的是（ ） A 、跟穿过闭合导体回路的磁通量有关 S 电磁感应专题复习（重要） 基础回顾 （一）法拉弟电磁感应定律 1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比 E＝nΔΦ/Δt（普适公式） 当导体切割磁感线运动时，其感应电动势计算公式为E＝BLVsinα 2、E＝nΔΦ/Δt与E＝BLVsinα的选用 ①E＝nΔΦ/Δt计算的是Δt时间内的平均电动势，一般有两种特殊求法 ΔΦ/Δt=BΔS/Δt即B不变ΔΦ/Δt=SΔB/Δt即S不变 ② E＝BLVsinα可计算平均动势，也可计算瞬时电动势。 ③直导线在磁场中转动时，导体上各点速度不一样，可用 V平=ω（R1+R2）/2代入也可用E＝nΔΦ/Δt 间接求得出 E＝BL2ω/2（L为导体长度， ω为角速度。） （二）电磁感应的综合问题 一般思路：先电后力即：先作“源”的分析--------找出电路中由电磁感应所产生的 电源，求出电源参数E和r。再进行“路”的分析-------分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相应部分的电流大小，以便安培力的求解。然后进行“力”的分析--------要分析 力学研究对象（如金属杆、导体线圈等）的受力情况尤其注意其所受的安培力。按着进行“运动”状态的分析---------根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型。最后是“能量”的分析-------寻找电磁感应过程和力学研究对象的运动过程中能量转化和守恒的关系。【常见题型分析】 题型一楞次定律、右手定则的简单应用 例题（2006、广东）如图所示，用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为L0 、下弧 长为d0的金属线框的中点连接并悬挂于o点，悬点正下方存在一个弧长为2 L0、下弧长为 2 d0、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0 远小于L先将线框拉开到图示位置，松手后让线 框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦，下列说法中正确的是 A、金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→ B、金属线框离开磁场时感应电流的方向a→d→c→b→ C、金属线框d c边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等 D、金属线框最终将在磁场内做简谐运动。 题型二法拉第电磁感应定律的简单应用 例题（2000、上海卷）如图所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef，处在坚直向下的匀 强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动，此时abcd构成一个边长为Ｌ的正方形，棒的电阻力为r，其余部分电阻不计，开始时磁感强度为B。 （1）若从t=0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（1）情况中，始终保持棒静止，当t=t1 秒未时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？（3）若从t=0时刻起，磁感强度逐渐减小，当棒以速度v向右做匀速运动时，若使棒中不 产生感应电流，则磁感强度怎样随时间变化（写出B与t的关系式）？ d a c B0 人教版高中物理选修3-2 知识点梳理 重点题型（常考知识点）巩固练习 【巩固练习】 一、选择题 1．在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是（ ） A ．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象 B ．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在 C ．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值 D ．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律 2． 1873年奥地利维也纳世博会上，比利时出生的法国工程师格拉姆在会展中偶然接错了导线，把另一直流发电机发出的电接到了他自己送展的直流发电机的电流输出端。由此而观察到的现象导致了他的一项重要发明，从而突破了人类在电能利用方面的一个瓶颈，此项发明是（ ） A ．新型直流发电机 B ．直流电动机 C ．交流电动机 D ．交流发电机 3．法拉第通过精心设计的一系列实验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学科“电学”和“磁学”联系起来，在下面几个典型的实验设计思想中，所做的推论后来被实验否定的是（ ） A ．既然磁铁可以使近旁的铁块带磁，静电荷也可以使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线中的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流 B ．既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流 C ．既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势 D ．既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可以在近旁的线圈中感应出电流 4．如图所示，矩形线框abcd 放置在水平面内，磁场方向与水平方向成α角，已知4sin 5 α=，回路面积为S ，磁感应强度为B ，则通过线框的磁通量为 （ ） A ．BS B ． 45BS C ．35BS D ．34BS 5．如图所示，ab 是水平面上一个圆的直径，在过ab 的竖直平面内有一根通电导线ef 。已知ef 平行于ab ，当ef 竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面积的磁通 量将（ ） 电磁感应综合练习题（基本题型） 一、选择题： 1．下面说法正确的是 （ ） A ．自感电动势总是阻碍电路中原来电流增加 B ．自感电动势总是阻碍电路中原来电流变化 C ．电路中的电流越大，自感电动势越大 D ．电路中的电流变化量越大，自感电动势越大 【答案】B 2．如图9-1所示，M 1N 1与M 2N 2是位于同一水平面内的两条平行金属导轨，导轨间距为L 磁感应强度为B 的匀强磁场与导轨所 在平面垂直，ab 与ef 为两根金属杆，与导轨垂直且可在导轨上滑 动，金属杆ab 上有一伏特表，除伏特表外，其他部分电阻可以不计，则下列说法正确的是 （ ） A ．若ab 固定ef 以速度v 滑动时，伏特表读数为BLv B ．若ab 固定ef 以速度v 滑动时，ef 两点间电压为零 C ．当两杆以相同的速度v 同向滑动时，伏特表读数为零 D ．当两杆以相同的速度v 同向滑动时，伏特表读数为2BLv 【答案】AC 3．如图9-2所示，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下落。 如果线圈中受到的磁场力总小于其重力，则它在1、2、3、4位置 时的加速度关系为 （ ） A ．a 1＞a 2＞a 3＞a 4 B ．a 1 = a 2 = a 3 = a 4 C ．a 1 = a 2＞a 3＞a 4 D ．a 4 = a 2＞a 3＞a 1 【答案】C 4．如图9-3所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行，当电键S 接通一瞬间，两铜环的运动情况是（ ） A ．同时向两侧推开 B ．同时向螺线管靠拢 C ．一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断 D ．同时被推开或同时向螺线管靠拢，但因电源正负极未知，无法具体判断 【答案】 A 图9-2 图9-3 图9-4 图9-1 高中物理专项练习：电磁感应 一．选择题 1. （高三考试大纲调研卷10）如图所示,空间存在一有边界的条形匀强磁场区域,磁场方向与竖直平面(纸面)垂直,磁场边界的间距为L。一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动,线框所在平面始终与磁场方向垂直,且线框上、下边始终与磁场的边界平行。t＝0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合 (图中位置Ⅰ),导线框的速度为v0。经历一段时间后,当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置Ⅱ),导线框的速度刚好为零。此后,导线框下落,经过一段时间回到初始位置Ⅰ(不计空气阻力),则 A. 上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等 B. 上升过程中线框产生的热量与下降过程中线框产生的热量相等 C. 上升过程中,导线框的加速度逐渐增大 D. 上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程重力的平均功率 【答案】D 【解析】线框运动过程中要产生电能,根据能量守恒定律可知,线框返回原位置时速率减小,则上升过程动能的变化量大小大于下降过程动能的变化量大小,根据动能定理得知,上升过程中合力做功较大,故A错误；线框产生的焦耳热等于克服安培力做功,对应与同一位置,上升过程安培力大于下降过程安培力,上升与下降过程位移相等,则上升过程克服安培力做功等于下降过程克服安培力做功,上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量的多,故B错误；上升过程中,线框所受的重力和安培力都向下,线框做减速运动。设加速度大小为a,根据牛顿第二定律得：,,由此可知,线框速度v减小时,加速度a也减小, 故C错误；下降过程中,线框做加速运动,则有：,,,由此可知,下降过程加速度小于上升过程加速度,上升过程位移与下降过程位移相等,则上升时间短,下降时 高中物理《电磁感应》核心知识点归 纳 一、电磁感应现象 1、产生感应电流的条件 感应电流产生的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化。 以上表述是充分必要条件。不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。 2、感应电动势产生的条件。 感应电动势产生的条件是：穿过电路的磁通量发生变化。 这里不要求闭合。无论电路闭合与否，只要磁通量变化了，就一定有感应电动势产生。这好比一个电源：不论外电路是否闭合，电动势总是存在的。但只有当外电路闭合时，电路中才会有电流。 3、关于磁通量变化 在匀强磁场中，磁通量，磁通量的变化有多种形式，主要有： ①S、α不变，B改变，这时 ②B、α不变，S改变，这时 ③B、S不变，α改变，这时 二、楞次定律 1、内容：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 在应用楞次定律时一定要注意：“阻碍”不等于“反向”；“阻碍”不是“阻止”。 （1）从“阻碍磁通量变化”的角度来看，无论什么原因，只要使穿过电路的磁通量发生了变化，就一定有感应电动势产生。 （2）从“阻碍相对运动”的角度来看，楞次定律的这个结论可以用能量守恒来解释：既然有感应电流产生，就有其它能转化为电能。又由于感应电流是由相对运动引起的，所以只能是机械能转化为电能，因此机械能减少。磁场力对物体做负功，是阻力，表现出的现象就是“阻碍”相对运动。 （3）从“阻碍自身电流变化”的角度来看，就是自感现象。自感现象中产生的自感电动势总是阻碍自身电流的变化。 2、实质：能量的转化与守恒 3、应用：对阻碍的理解： （1）顺口溜“你增我反，你减我同” 电磁感应 课标导航 课程容标准： 1.收集资料，了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。 2.通过实验，理解感应电流的产生条件，举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。 3.通过探究，理解楞次定律。理解法拉第电磁感应定律。 4.通过实验，了解自感现象和涡流现象。举例说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用。 复习导航 本章容是两年来高考的重点和热点，所占分值比重较大，复习时注意把握： 1.磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的区别与联系。 2.楞次定律的应用和右手定则的应用，理解楞次定律中“阻碍”的具体含义。 3.感应电动势的定量计算，以及与电磁感应现象相联系的电路计算题（如电流、电压、功 率等问题）。 4.滑轨类问题是电磁感应的综合问题，涉及力与运动、静电场、电路结构、磁场及能量、 动量等知识、要花大力气重点复习。 5.电磁感应中图像分析、要理解E-t、I-t等图像的物理意义和应用。 第1课时电磁感应现象、楞次定律 1、高考解读 真题品析 知识：安培力的大小与方向 例1. （09年物理）13．如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有__________（填收缩、扩）趋势，圆环产生的感应电流_______________（填变大、变小、不变）。 解析：由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动，则abcd回路中产生逆时针方向的感应电 【巩固练习】 一、选择题 1．在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是（）A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象 B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在 C．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值 D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律 2．1873年奥地利维也纳世博会上，比利时出生的法国工程师格拉姆在会展中偶然接错了导线，把另一直流发电机发出的电接到了他自己送展的直流发电机的电流输出端。由此而观察到的现象导致了他的一项重要发明，从而突破了人类在电能利用方面的一个瓶颈，此项发明是（）A．新型直流发电机B．直流电动机C．交流电动机D．交流发电机 3．法拉第通过精心设计的一系列实验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的“电学”和“磁学”联系起来，在下面几个典型的实验设计思想中，所做的推论后来被实验否定的是（）A．既然磁铁可以使近旁的铁块带磁，静电荷也可以使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线中的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流 B．既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流 C．既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势 D．既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可以在近旁的线圈中感应出电流 ?角，已知放置在水平面内，磁场方向与水平方向成．如图所示，矩形线框abcd44??sin，回路面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为5 ）（BS33BS4BS．B A C．D．．BS 455 。ef是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电导线5．如图所示，ab竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面积的磁通efab，当已知ef平行于 电磁感应中的图像问题专题练习 电磁感应中的图像问题专题练习 1.(2016武汉模拟)如图(甲)所示,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(乙)所示.若规定顺时针方向为感应电流i的正方向,图中正确的是( ) 2.(2016山西康杰中学高二月考)如图所示,两条平行虚线之间存在 匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,虚线间的距离为L.金属圆环的直径也是L.自圆环从左边界进入磁场开始计时,以垂直于磁场边界的 恒定速度v穿过磁场区域.规定逆时针方向为感应电流i的正方向,则圆环中感应电流i随其移动距离x的变化的i x图像最接近( ) 3.如图(甲)所示,光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图(乙)所示(规定向下为正方向),导体棒ab垂直导轨放置,除电阻R的阻值外,其余电阻不计,导体棒ab在水平外力F的作用下始终处于静止状态.规定a→b的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,则在0～2t0时间内,能正确反映流过导体棒ab的电流与时间或外力与时间关系的图线是( ) 4.如图所示,有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域其直角边长为L,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B.边长为L、总电阻为R 的正方形导线框abcd,从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域.取沿abcda的感应电流方向为正,则表示线框中电流i 随bc边的位置坐标x变化的图像正确的是( ) 5.如图所示,EOF和E′O′F′为空间一匀强磁场的边界,其中EO∥E′O′,FO∥F′O′,且EO⊥OF,OO′为∠EOF的角平分线,OO′间的距离为l,磁场方向垂直于纸面向里,一边长为l的正方形导线框ABCD 沿O′O方向匀速通过磁场,t=0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,则在图中感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是( ) 6.如图所示,用导线制成的矩形框长2L,以速度v穿过有理想界面的宽为L的匀强磁场,那么,线框中感应电流和时间的关系可用下图中的哪个图表示( ) 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。 电磁感应 课标导航 课程内容标准： 1.收集资料，了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。 2.通过实验，理解感应电流的产生条件，举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。 3.通过探究，理解楞次定律。理解法拉第电磁感应定律。 4.通过实验，了解自感现象和涡流现象。举例说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用。 复习导航 本章内容是两年来高考的重点和热点，所占分值比重较大，复习时注意把握： 1.磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的区别与联系。 2.楞次定律的应用和右手定则的应用，理解楞次定律中“阻碍”的具体含义。 3.感应电动势的定量计算，以及与电磁感应现象相联系的电路计算题（如电流、电压、功 率等问题）。 4.滑轨类问题是电磁感应的综合问题，涉及力与运动、静电场、电路结构、磁场及能量、 动量等知识、要花大力气重点复习。 5.电磁感应中图像分析、要理解E-t、I-t等图像的物理意义和应用。 第1课时电磁感应现象、楞次定律 1、高考解读 真题品析 知识：安培力的大小与方向 例1. （09年上海物理）13．如图，金属棒ab置于水平 放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B， 磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef 内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有__________（填收缩、扩张）趋势，圆环内产生的感应电流_______________（填变大、变小、不变）。 解析：由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动，则abcd回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于只面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，圆环的磁通量将增大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量将增大；又由于金属棒向右运动的加速度减小，单位时间内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小。 答案：收缩，变小 点评：深刻领会楞次定律的内涵 热点关注 知识：电磁感应中的感应再感应问题 例8、如图所示水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒 PQ、MN,当PQ在外力作用下运动时,MN在磁场力作用下向右运动. 则PQ所做的运动可能是 A.向右匀速运动 B.向右加速运动 C.向左加速运动 D.向左减速运动 电磁感应训练题 一、选择题（本题共52分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分） 1．电磁感应现象揭示了电和磁之间的在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备。下列用电器中，没有利用电磁感应原理的是 A ．动圈式话筒 B ．日光灯镇流器 C ．磁带录音机 D ．白炽灯泡 2．关于电磁感应，下列说确的是 A ．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 B ．穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零 C ．穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势越大 D ．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 3．如图所示，等腰直角三角形OPQ 区域存在匀强磁场，另有一等腰直角三角形导线框ABC 以恒定的速度沿垂直于磁场方向穿过磁场，穿越过程中速度方向始终与AB 边垂直，且保持AC 平行于OQ 。关于线框中的感应电流，以下说确的是 A ．开始进入磁场时感应电流最小 B ．开始穿出磁场时感应电流最大 C ．开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向 D ．开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向 4．如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N 极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈部），则 A ．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引 B ．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥 C ．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引 D ．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥 5．在一个较长的铁钉上，用漆包线绕上两个线圈A 、B ，将线圈B 的两端接在一起，并把CD 段直漆包线南北方向放置在静止的小磁针的上方，如图所示。下列判断正确的是A ．开关闭合时，小磁针不发生转动 B ．开关闭合时，小磁针的N 及垂直纸面向里转动 C ．开关断开时，小磁针的N 及垂直纸面向里转动 D ．开关断开时，小磁针的N 及垂直纸面向外转动 6．如图所示，在蹄形磁铁的两极间有一可以自由转动的铜盘（不计各种摩擦），现让铜盘转动。下面对观察到的现象描述及解释正确的是 A ．铜盘中没有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去 B ．铜盘中有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去 C ．铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将很快停下 D ．铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将越转越快 7．在如图所示的电路中，灯A 1和A 2是规格相同的两盏灯。当开关闭合后达到稳定状态时，A 1和A 2两灯一样亮。下列判断正确的是 A ．闭合开关时，A 1、A 2同时发光 B ．闭合开关时，A 1逐渐变亮，A 2立刻发光 S N ω高二物理-选修3-2-电磁感应-期末重点复习资料
完整版电磁感应图像问题练习
物理电磁感应知识点的归纳
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天津市静海区物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷专题练习
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(完整版)电磁感应综合练习题(基本题型,含答案)
高中物理专项练习：电磁感应
高中物理电磁感应核心知识点归纳
电磁感应典型例题和练习
巩固练习 电磁感应基础知识
电磁感应中的图像问题专题练习
80知识讲解 电磁感应现象 感应电流方向的判断(基础)
电磁感应典型例题和练习进步
电磁感应专项训练(含答案)