资源简介

暑假复习02--电磁感应
1、楞次定律：增反减同，来拒去留，增缩减扩
谁阻碍谁 感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化
阻碍什么 阻碍的是磁通量的变化，而不是磁通量本身
如何阻碍 当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”
阻碍效果 阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化仍将继续进行
2、右手定则：磁感线穿掌心，大拇指指运动方向，四指指感应电流方向。
3、判断电势高低的方法：假设电路闭合，用楞次定律判定感应电流的方向，由于在电源内部电流的方向是从负极到正极，从而判定不闭合回路中两端点的电势高低。
4、电动势公式
磁通量的变化率：磁通量变化快慢
（1）感应电动势： → 一般算平均电动势
（2）导线切割磁感线时的感应电动势 → 一般算瞬时电动势
①导线垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时，如图1所示，E＝Blv。
②导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如图2所示，E＝Blvsinθ。
图1 图2
（3）旋转切割的感应电动势：
5、涡流：涡流的产生是一种电磁感应现象，若把金属块放在变化的磁场中，金属块内会产生感应电流，因为金属块本身可自行构成闭合回路，会形成涡流。
6、通电自感和断电自感
通电自感 断电自感
自感电路
自感现象 在S闭合瞬间，灯立即亮起来了，灯逐渐变亮，最终两灯一样亮 在开关S断开时，A灯逐渐熄灭或先闪亮一下逐渐熄灭
自感时流经灯泡的电流变化图像
能量转化 有电能转化为中的磁场能 中的磁场能转化为电能
与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡
电路图
通电时 电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮 电流突然增大，灯泡立即变亮
断电时 电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，灯泡中电流方向不变 电路中稳态电流为： （1）若，灯泡逐渐变暗； （2）若，灯泡闪亮后逐渐变暗。 两种情况下灯泡中电流方向均改变
课堂练习
1、关于电磁感应，下列说法正确的是（　　）
A．只要导体切割磁感线就会产生感应电流 B．只要磁通量发生了变化就会产生感应电动势
C．感应电流的磁场总是与原来磁场的方向相反 D．线圈中的电流变化越快，其自感系数就越大
【答案】B 【解析】A．当闭合回路的部分导体切割磁感线运动时才会产生感应电流，选项A错误；B．只要磁通量发生了变化就会产生感应电动势，选项B正确；C．感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化，与原来磁场的方向可能相同，也可能相反，选项C错误；D．线圈的自感系数只由线圈本身决定，与线圈中的电流变化快慢无关，选项D错误。
2、如图所示是手机无线充电板的充电原理示意图。充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电流后对手机电池充电。为方便研究，现将问题做如下简化：设受电线圈的匝数为n，面积为S，若在时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由均匀增加到。下列说法正确的是（　　）
A．点c的电势高于点d的电势
B．受电线圈中感应电流方向由d到c
C．c、d之间的电势差为
D．c、d之间的电势差为
【答案】D【解析】AB．受电线圈内部磁场向上且增强，据楞次定律可知，受电线圈中产生的感应电流方向由c到d，所以c点的电势低于d点的电势，AB错误；CD．根据法拉第电磁感应定律可得电动势为；由于c点的电势较低，故c、d间电势差为C错误，D正确。故选D。
3. 如图所示，在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上置一金属杆ab，不计摩擦.在竖直方向上有匀强磁场，则（　　）
A. 若磁场方向竖直向上并增大时，杆ab将向右移动
B. 若磁场方向竖直向下并增大时，杆ab将向右移动
C. 若磁场方向竖直向上并减小时，杆ab将向右移动
D. 若磁场方向竖直向下并减小时，杆ab将向左移动
【答案】C 【解析】A. 若磁场方向竖直向上并增大时，由楞次定律得到ab中感应电流方向：a→b，根据左手定则，ab受到的安培力向左，则ab向左移动．故A错误；B. 若磁场方向竖直向下并增大时，由楞次定律得到ab中感应电流方向：b→a，根据左手定则，ab受到的安培力向左，则ab向左移动．故B错误； C. 若磁场方向竖直向上并减小时，由楞次定律得到ab中感应电流方向：b→a，根据左手定则，ab受到的安培力向右，则ab向右移动．故C正确；D. 若磁场方向竖直向下并减小时，由楞次定律得到ab中感应电流方向：a→b，根据左手定则，ab受到的安培力向右，则ab向右移动．故D错误．故选C.
4. 在如图所示的条件下，闭合矩形线圈能产生感应电流的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D【解析】感应电流产生的条件是通过闭合电路的磁通量发生变化，ABC三种情况的磁通量都没有发生变化，故没有感应电流产生；D接的是交流电源，通过线圈的磁场发生变化，所以磁通量改变，有感应电流产生。故选D。
5. 在如图所示的电路中，自感线圈L的直流电阻很小，且小于灯泡A的电阻．开关S闭合后，灯泡正常发光．现断开开关S，以下说法正确的是（　　）
A. 断开S的瞬间，灯泡立即熄灭
B. 断开S的瞬间，通过灯泡的电流方向为从C到D
C. 断开S后，灯泡先变亮，再逐渐变暗
D. 断开S后，灯泡原来亮度基础上逐渐变暗
【答案】C【解析】当灯泡正常发光时，线圈的直流电阻远小于灯泡的电阻，故线圈支路的电流大于灯泡电流，开关断开，则灯泡中的电流立即消失，但是L由于自感要阻碍自身电流的减小，L中的电流逐渐减小，由于L与灯泡组成回路，L中的电流要经过灯泡，所以灯泡中的电流突然变大且电流为反方向由D到C，然后逐渐减小到零，故灯泡闪亮一下再熄灭，故C正确，ABD错误．
6. 如图所示，固定不动的绝缘直导线mn和可以自由移动的矩形线框abcd位于同一光滑水平面内，mn与ad、bc边平行且离ad边较近.当导线mn中通入向上的电流，线框中通入顺时针方向的电流时，线框运动情况是( )
A. 向左运动 B. 向右运动
C. 以为mn轴运动 D. 静止不动
【答案】B 根据左手定则可知：线框ab、dc两边所受电流I的磁场力大小相等、方向相反，彼此平衡，ad边的电流和直线电流I方向相同，所以相互吸引，bc边的电流和直线电流方向相反，所以相互排斥，由于ad更靠近电流I，所以ad所受的吸引力大于bc所受的排斥力，所以ad、bc两边受到的磁场力方向都向右，线框将向右运动。故选B。
7. 如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是（　　）
A. B. C. D.
【答案】A 【解析】天平原本处于平衡状态，所以线框所受安培力越大，天平越容易失去平衡，由于线框平面与磁场强度垂直，且线框不全在磁场区域内，所以线框与磁场区域的交点的长度等于线框在磁场中的有效长度，由图可知，A图的有效长度最长，磁场强度B和电流大小I相等，所以A所受的安培力最大，则A图最容易使天平失去平衡． A正确； BCD错误；故选A．
8. 关于磁场中的导线框产生的感应电动势，下列说法正确的是( )
A. 穿过导线框的磁通量为零的瞬间，线框的感应电动势一定为0
B. 穿过导线框的磁通量很大，线框的感应电动势也最大
C. 穿过导线框的磁通量变化量越大，线框的感应电动势一定越大
D. 穿过导线框的磁通量变化率越小，线框的感应电动势一定越小
【答案】D 【解析】AB．据法拉第电磁感应定律可知，导线框产生的感应电动势与磁通量的变化率成正比，与磁通量的大小无关，AB错误；C．磁通量的变化率不仅与磁通量的变化量有关，还与所用时间有关，C错误；D．穿过导线框的磁通量变化率越小，线框的感应电动势一定越小，D正确。故选D。
9. 如图所示，两条足够长的平行金属导轨水平放置，导轨的一端接有电阻和开关，导轨光滑且电阻不计，匀强磁场的方向与导轨平面垂直，金属杆ab置于导轨上.当开关S断开时，在杆ab上作用一水平向右的恒力F，使杆ab向右运动进入磁场.一段时间后闭合开关开始计时，金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好.下列关于金属杆ab的v—t图像不可能的是（　　）
A. B. C. D.
【答案】D 【解析】以金属杆为研究对象,有F-F安=ma,即F-=ma,当闭合开关瞬间,若F=,金属杆做匀速运动,A项正确;若,杆做加速度减小的减速运动,C项符合;若,杆做加速度减小的加速运动,B项符合;本题D图所示是不可能出现的.
10. 下列说法中正确的是（ ）
A. 只要穿过闭合回路有磁通量，闭合电路中就一定会产生感应电流
B. 闭合回路在磁场中做切割磁感线运动时，闭合电路中就一定会产生感应电流
C. 导体垂直切割磁感线运动时，导体内一定能产生感应电流
D. 闭合线圈放在变化的磁场中，线圈中可能没有感应电流
【答案】D 【解析】只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，则闭合电路中就一定会产生感应电流，A错误，当只有闭合回路的一部分做切割磁感线运动时，闭合电路中产生感应电流，B错误，导体切割磁感线运动，必须形成闭合回路才有电流产生，C错误，闭合线圈放在变化的磁场中，可能线圈的磁通量不变化，故可能不产生感应电流，D正确。
11. 某部小说中描述一种窃听电话:窃贼将并排在一起的两根电话线分开,在其中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线,这条导线与电话线是绝缘的,如图所示.下列说法正确的是（ ）
A. 不能窃听到电话,因为电话线中电流太小
B. 不能窃听到电话,因为电话线与耳机没有接通
C. 可以窃听到电话,因为电话中的电流是恒定电流, 在耳机电路中引起感应电流
D. 可以窃听到电话,因为电话中的电流是交变电流,在耳机电路中引起感应电流
【答案】D 【解析】电话线与耳机线相互绝缘,故电话线中的电流不可能进入耳机内,由于电话线中电流是音频电流(即交变电流),不断变化,耳机 导线组成的闭合电路中有不断变化的磁通量,故耳机中产生与电话线中频率一样的感应电流,人可以窃听到谈话内容。综上分析，D正确。故选D。
12. 如图所示，通有恒定电流的螺线管竖直放置，电流方向如图，铜环R螺线管轴线下落，下落过程中环面始终保持水平，铜环先后经过轴线上1、2、3三个位置，位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距，则（ ）
A. 从上向下看，环经过位置1时，感应电流是逆时针的
B. 从上向下看，环经过位置3时，感应电流是逆时针的
C. 环在位置2时的加速度小于重力加速度
D. 环在位置3的磁通量比在位置2时大
【答案】B
13. 如图所示，一有限范围的匀强磁场的宽度为d，将一边长为l的正方形导线框由磁场边缘以速度v匀速地通过磁场区域，若d>l，则在线框通过磁场区域的过程中，不产生感应电流的时间为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B 【解析】如图，从线框完全进入直到右边开始离开磁场区域，线框中的磁通量就不再发生变化，故线圈没有感应电流的距离为d-l；因导线框做匀速运动，故不产生感应电流时间；故选B.
14. 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所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列各图中正确的是（　　）
A. B. C. D.
【答案】D【解析】由图可知，0-1s内，线圈中磁通量的变化率相同，故0-1s内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，即电流为负方向；同理可知，1-2s内电路中的电流为顺时针，2-3s内，电路中的电流为顺时针，3-4s内，电路中的电流为逆时针，由可知，电路中电流大小恒定不变．故选D
15. 如图所示的实验中，在一个足够大的磁铁的磁场中，如果AB沿水平方向运动速度的大小为v1，两磁极沿水平方向运动速度的大小为v2，则(　 　)
A. 当v1=v2，且方向相同时，可以产生感应电流
B. 当v1=v2，且方向相反时，可以产生感应电流
C. 当v1≠v2时，方向相同或相反都可以产生感应电流
D. 当v2=0时，v1的方向改为与磁感线的夹角为θ，且θ<90°，可以产生感应电流
【答案】BC【解析】A．当v1=v2，且方向相同时，导体与磁极相对静止，不切割磁感线，不产生感应电流，故A错误；B．当v1=v2，且方向相反时，导体做切割磁感线运动，可以产生感应电流，故B正确；
C．当v1≠v2时，方向相同或相反时，导体都做切割磁感线运动，都可以产生感应电流，故C正确；
D．若v2=0，磁极静止，v1的速度方向改为与磁感线的夹角为θ，且θ＜90°，但是当角度为零时，导线不切割磁感线，无感应电流产生，故D错误。故选BC。
16.（多选）发现电磁感应规律是人类在电磁学研究中的伟大成就．在取得这项伟大成就的过程中，法国物理学家安培、瑞士人科拉顿、英国物理学家法拉第等人前后进行了多年的研究．在这项研究的众多工作中，其中有一个重要环节：研究者敏锐地觉察并提出“磁生电”的闪光思想．下列说法正确的是（ ）
A. 此环节提出“磁生电”思想是受到了电流磁效应的启发
B. 此环节提出“磁生电”思想是为了对已有实验现象做出解释
C. 此环节“磁生电”是受到宗教神学思想的启发
D. 此环节“磁生电”是受到哲学对称思想的启发
【答案】AD 【解析】“磁生电”思想是受到了电流磁效应的启发，故A正确，B错误；“磁生电”与“电生磁”是体现对称哲学的深厚唯物主义思想，故C错误，D正确．
17.（多选） 1831年8月法拉第把两个线圈绕在一个铁环上（如图所示），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．分析这个实验，下列说法中正确的是（ ）
A. 此实验说明线圈B的感应电流是由线圈A的磁场变化引起的
B. 开关S闭合瞬间，G中的电流方向是b→a
C. 若将其中铁环拿走，再做这个实验，S闭合瞬间，G中没有电流
D. 若将其中的铁环拿走，再做这个实验，S闭合瞬间，G中仍有电流
【答案】AD 【解析】A．此实验说明线圈B的感应电流是由线圈A的磁场变化引起的，选项A正确；
B．开关S闭合瞬间，穿过线圈A的磁通量向上增加，根据楞次定律可知，线圈B中的感应电流的磁场向上，则G中的电流方向是a→b，选项B错误；CD．若将其中的铁环拿走，再做这个实验，S闭合瞬间，穿过线圈B的磁通量仍然变化，故G中仍有电流，选项D正确，C错误；故选AD。
18. 金属杆MN和PQ间距为l，MP间接有电阻R，磁场如图所示，磁感应强度为B．金属棒AB长为2l，由图示位置以A为轴，以角速度ω匀速转过90°（顺时针）．求该过程中（其他电阻不计）：
（1）R上最大电流．
（2）通过R的电荷量．
【答案】（1） ； （2）
【解析】（1）当金属棒转到N点时回路中有效的感应电动势最大，通过R的电流最大，AN产生的感应电动势 则R上的最大电流
（2）转过90°，AN产生的平均感应电动势 平均电流 通过R的电量
磁通量的变化量 联立以上四式得
19. 如图，两平行金属导轨间的距离 L=0.4 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在空间内，分布着磁感应强度 B=0.5 T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势 E=6.0 V、内阻 r=0.5Ω的直流电源．现把一个质量 m=0.05 kg 的导体棒 ab垂直放在金属导轨上，导体棒静止．导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻 R=2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取 10 m/s2．已知 sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）通过导体棒的电流大小；
（2）导体棒受到的安培力大小；
（3）导体棒受到的摩擦力大小．
【答案】（1）2.0A；（2）0.4N；（3）0.1N
【解析】（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路：
（2）导体棒受到的安培力大小：F=BIL=0.5×2×0.4=0.4N根据左手定则，方向平行斜面向上；
（3）导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1=mgsin37 =0.3N，
由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f；
根据共点力平衡条件，有：mgsin37 +f=F 解得：f=0.1N
20. 如图所示，平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距L=0.5m，右端接有阻值R=0.9Ω的电阻，一导体棒ab质量m=0.1kg，电阻r=0.1Ω，把它垂直放在导轨上，导体棒与金属导轨间的动摩擦因数μ=0.2，导体棒在水平恒力F的作用下以v=4m/s的速度向左匀速运动，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，整个装置处在方向竖直向上磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中．导轨电阻不计，求
（1）通过导体棒的电流大小和方向；
（2）恒力F的功率（g取10m/s2）．
【答案】（1）0.8A 电流方向由b流a （2）1.44W
【解析】(1)设导体棒切割电动势为E，通过棒的电流为I 则感应电动势为 E=BLv
感应电流为 联立解得:I=0.8A 由右手定则判断通过导体棒的电流方向由b流向a．
(2)导体棒匀速运动时，受力平衡，则F-F安-f=0 其中安培力 F安=BIL 摩擦力 f=μmg
又F的功率为 P=Fv 联立解得 P=1.44W
21. 如图所示，足够长的水平U形光滑金属导轨，宽度为L=1m，导轨电阻忽略不计，定值电阻R=0.4Ω．所在空间均存在磁感应强度B=0.5T，方向垂直导轨向上的匀强磁场．质量m=0.2kg，电阻r=0.1Ω的金属棒ab垂直置于导轨上，现用水平向右垂直于金属棒、大小为F=2N的恒力拉动ab棒由静止开始向右运动．求金属棒：
（1）匀速运动时的速度大小；
（2）速度达到v1=2m/s时，其加速度大小．
【答案】（1） （2）
【解析】(1)ab棒向右运动切割： 根据闭合电路的欧姆定律知：
导体棒先做加速度减小的变加速直线运动，后做匀速直线运动，有：
联立得：
(2) 速度达到v1=2m/s时的安培力为
对导体棒由牛顿第二定律： 解得：

展开更多......

收起↑