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文档简介

1、第1课时 电磁感应现象楞次定律【导学目标】能熟练应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向及相关的导体运动方向.、电磁感应现象 基础导引试分析下列各种情形中,金属线框或线圈里能否产生感应电流?cd知识梳理1 .电磁感应现象:当穿过闭合电路的磁通量发生 时,电路中有 产生, 这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.2 .产生感应电流的条件:表述1:闭合电路的一部分导体在磁场内做 运动.表述2:穿过闭合电路的磁通量 .3 .能量转化发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为 .思考|: 1.电路不闭合时,磁通量发生变化是否能产生电磁感应现象?2,引起磁通量 变化的情况有哪些?二、感应电流方向的判

2、断 基础导引下图是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动, 将磁铁从线圈上方插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流.各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中正确的是知识梳理1 .楞次定律(1)内容:感应电流的磁场总要 引起感应电流的 的变化.(2)适用情况:所有的电磁感应现象.2 .右手定则(1)内容:伸开右手,使拇指与其余四个手指 ,并且都与手掌在同一个 让磁感线从掌心进入,并使拇指指向 的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向.(2)适用情况: 产生感应电流.1里寻时走,再不走里可越适莹反身里寻声不是,只是

3、 1顶通堂时童化,运时更牝兴想号蔻系一课堂探究*突破考点先做后听共同探究规律方法3考点一电磁感应现象能否发生的判断【考点解读判断流程:(1)确定研究的闭合电路.(2)弄清楚回路内的磁场分布,并确定该回路的磁通量.不变一无感应电流回路闭合,有感应电流变化一 si一不闭合,无感应电流,但有感应电动势图3 【典例剖析】例1如图1所示,一个金属薄圆盘水平放置在竖 直向上的匀强磁场中,下列做法中能使圆盘中 产生感应电流的是(a.圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动b.圆盘以某一水平直径为轴匀速转动c.圆盘在磁场中向右匀速平移d.匀强磁场均匀增加思维突破判断能否产生电磁感应现象,关键是看回路的磁通量是否发生了变化

4、.磁通量的变化量4虫=21有多种形式,主要有:s、。不变,b改变,这时 4虫=ab ssin 0(2)b、。不变,s改变,这时 4虫=as bsin 0b、s不变,。改变,这时 4虫=bs(sin由一sin 6)跟踪训练1如图2所示,一个u形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一个磁感应强度为 b的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为 。.在下列各过程中,一定能在轨道回路里产生感应电流的是()a. ab向右运动,同时使 。减小b.使磁感应强度 b减小,。角同时也减小c. ab向左运动,同时增大磁感应强度bd. ab向右运动,同时增大磁感应强度b和。角(0ub5.如图5所

5、示,水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场,电场竖直向下,磁场垂直纸面向外.半圆形铝框从直径处于水平位置时,沿竖直平面由静止开始下落.不计阻力,a、b两端落到地面的次序是()b. b先于ac. a、b同时落地d.无法判定 6.如图6所示,线圈a、b是由不同材料制成的导体线圈,它们质量一样大,形状一样,设磁场足够大,下列说法正确的是xxxxxxa .电阻大的线圈达到稳定速度时的速度大b .电阻小的线圈达到稳定速度时的速度大c.两线圈的稳定速度是一样的d.电阻率大的材料制成的线圈,稳定速度大7.如图7所示,ab是一个可以绕垂直于纸面的轴o转动的闭合矩形导ab将线圈,当滑动变阻器 r的滑片p自左向右

6、滑动过程中,线圈a.静止不动b.逆时针转动c.顺时针转动d.发生转动,但因电源的极性不明,无法确定转动的方向m a图88 .如图8所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向如图.左线圈连着平行导轨 m和n,导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒 ab,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a .当金属棒向右匀速运动时, b .当金属棒向右匀速运动时, c .当金属棒向右加速运动时,a点电势高于b点,c点电势高于d点b点电势高于b点电势高于a点,a点,c点与d点等电势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b中产生顺时针a与金属圆环b同方(

7、)图99 . (2011上海单科13)如图9,均匀带正电的绝缘圆环 心共面放置,当a绕o点在其所在平面内旋转时, 向的感应电流,且具有收缩趋势,由此可知,圆环 a.顺时针加速旋转b.顺时针减速旋转c.逆时针加速旋转d.逆时针减速旋转10 .如图10所示,每米电阻为1 的一段导线被弯成半径 r = 1 m的三段 ce圆弧,并组成闭合回路.每段圆弧都是4圆周,位于空间直角坐标系的不同平面内,其中 ab段位于xoy平面内,bc段位于yoz平面内,*ca段位于zox平面内.空间存在一个沿+ x轴方向的磁场,其磁感应强度大小随图10时间变化的关系式为b= 0.7+0.6t,则a.导线中的感应电流大小是

8、b.导线中的感应电流大小是c.导线中的感应电流大小是d.导线中的感应电流大小是0.1 a, 方向是 a一c一b-a0.1 a,方向是 a-bca 兀、 , ._20 a ,方向是 a一c一b-a兀、,一20 a ,万向是 a-b-c-a11 .一飞机下有一沿竖直方向的金属杆,若仅考虑地磁场的影响,不考虑磁偏角影响,当飞机水平飞行经过我国某市上空()a .由东向西飞行时,金属杆上端电势比下端电势高 b.由西向东飞行时,金属杆上端电势比下端电势高 c.由南向北飞行时,金属杆上端电势比下端电势高 d.由北向南飞行时,金属杆上端电势比下端电势高12 .如图11所示,金属棒ab置于水平放置的金属导体框架

9、cdef上,棒ab与框架接触良好.从某一时刻开始,给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场,并且磁场均匀增加,ab棒仍静止,在磁场均匀图11增加的过程中,关于 ab棒受到的摩擦力,下列说法正确的是()a .摩擦力大小不变,方向向右b.摩擦力变大,方向向右c.摩擦力变大,方向向左d .摩擦力变小,方向向左、非选择题13.如图12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?图12复习讲义基础再现基础导引 b、c、d、e均能产生感应电流.知识梳理 1.变化感应电流 2.切割磁感线 发生变化 3

10、.电能思考:1.当电路不闭合时,没有感应电流,但有感应电动势,只产生感应电动势的现象也可 以称为电磁感应现象.2. (1)磁场变化如:永磁铁与线圈的靠近或远离、电磁铁(螺线管)内电流的变化.(2)回路的有效面积变化回路面积变化:如闭合线圈部分导线切割磁感线,如图甲.x x甲乙回路平面与磁场夹角变化:如线圈在磁场中转动,如图乙.基础导引cd知识梳理 1.(1)阻碍 磁通量 2.(1)垂直 平面内 导体运动 (2)导体棒切割磁感线思考:引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化磁通量的变化 相反相同阻止延缓继续进行课堂探究例1 bd跟踪训练1 a例2 d跟踪训练2 d例3 ad跟踪训练3左收缩跟踪

11、训练4 bd分组训练1. d2. c3. b4. b5. d6. c课时规范训练1 a2 bd3 ac4 bd5 a6 a7 c8 bd9 b10 a11 b12 b13下端第2课时法拉第电磁感应定律自感 涡流【导学目标】1.能用法拉第电磁感应定律、公式 e=blv计算感应电动势.2.理解自感、涡流产 生,并能分析实际应用.基础再现*深度思考先想息毡自主机现寰通船正一、法拉第电磁感应定律基础导引1 .关于电磁感应,下述说法正确的是( )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

12、快,感应电动势越大2 .试计算下列几种情况下的感应电动势.(1)平动切割如图1(a),在磁感应强度为 b的匀强磁场中,棒以速度 v垂直切割磁感线时,感应电 动势e=.it $送受)| x x * x x(a)(b)(c)图1如图(b),在磁感应强度为 b的匀强磁场中,棒运动的速度 v与磁场的方向成 。角,此 时的感应电动势为 e =.(2)转动切割如图(c),在磁感应强度为 b的匀强磁场中,长为l的导体棒绕一端为轴以角速度 匀速 转动,此时产生的感应电动势 e =.(3)有效切割长度:即导体在与 v垂直的方向上的投影长度.试分析图 2中的有效切割长甲图中的有效切割长度为: ;乙图中的有效切割长

13、度为: ;丙图 中的有效切割长度:沿 v1的方向运动时为 ;沿v2的方向运动时为 .知识梳理1 .感应电动势(1)感应电动势:在 中产生的电动势.产生感应电动势的那部分导体 就相当于,导体的电阻相当于 .(2)感应电流与感应电动势的关系:遵循 定律,即1=.2 .法拉第电磁感应定律(1)法拉第电磁感应定律内容:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的 成正比.公式: e =.(2)导体切割磁感线的情形一般情况:运动速度 v和磁感线方向夹角为依则e=.常用情况:运动速度 v和磁感线方向垂直,则 e =.导体棒在磁场中转动导体棒以端点为轴,在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势e=bl

14、-v=(平均速度等于中点位置线速度 21 0.二、自感与涡流基础导引判断下列说法的正误(1)线圈的自感系数跟线圈内电流的变化率成正比.()(2)自感电动势阻碍电流的变化,但不能阻止电流的变化.()(3)当导体中电流增大时,自感电动势的方向与原电流方向相反.()(4)线圈中电流变化的越快,穿过线圈的磁通量越大.()知识梳理1 .自感现象(1)概念:由于导体本身的 变化而产生的电磁感应现象称为自感,由于自感而产 生的感应电动势叫做 .(2)表达式: e =.(3)自感系数l相关因素:与线圈的 、形状、以及是否有铁芯有关.单位:亨利(h,1 mh =h,1仆=h).2 .涡流当线圈中的电流发生变化时

15、,在它附近的任何导体中都会产生 ,这种电流 像水中的旋涡所以叫涡流.(1)电磁阻尼:当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到 ,安培力的方 向总是 导体的相对运动.(2)电磁驱动:如果磁场相对于导体转动,在导体中会产生 使导体受到安培力 的作用,安培力使导体运动起来.(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了 的推广应用.课堂探究突破考点先做后听共同抓究规律方法考点一法拉第电磁感应定律的应用【考点解读11 .感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率等和线圈的匝数共同决定, 而与磁通量、磁通量的变化量 a的大小没有必然联系.2 .具体而言:当 a仅由b引起时,则e= nsb;当a仅由s引起时,则e

16、= nbs. 、. 、 a 一 3 .磁通量的变化率是一t图象上某点切线的斜率.【典例剖析】例1如图3(a)所示,一个电阻值为 r,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为 2r的电阻r连 接成闭合回路.线圈的半径为ri,在线圈中半径为2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度b随时间t变化的关系图线如图(b)所示.图线与横、纵轴的截距分别为to和bo.导线的电阻不计.求 0至ti时间内:图321(1)通过电阻ri上的电流大小和方向;(2)通过电阻ri上的电荷量q及电阻ri上产生的热量.思维突破i,公式e= n号是求解回路某段时间内平均电动势的最佳选择.2,用公式e=ns号求感应电动势时,

17、s为线圈在磁场范围内的有效面积.3.通过回路截面的电荷量q仅与n、a和回路电阻r有关,与时间长短无关.推导如下:n anaq= i 及=与&=-.跟踪训练i如图4所示,导线全部为裸导线,半径为 r的圆内有直于圆平面的匀强磁场,磁感应强度为 b, 一根长度大于 2r的 线mn以速度v在圆环上无摩擦地自左端匀速滑到右端. 电路的固定电阻为r,其余电阻不计,求 mn从圆环的左端滑到右端的过程中图4电阻r上的电流的平均值和通过电阻 r的电荷量.考点二导体切割磁感线产生感应电动势的计算典例剖析例2在范围足够大,方向竖直向下的匀强磁场中,b=0.2 t,有一水 a平放置的光滑框架,宽度为l = 0.4 m

18、,如图5所示,框架上放置一质/量为0.05 kg、电阻为1 的金属杆cd,框架电阻不计.若杆 cd以恒 / 定加速度a = 2 m/s2,由静止开始做匀变速运动,则:铝图5(1)在5 s内平均感应电动势是多少?(2)第5 s末,回路中的电流多大?(3)第5 s末,作用在cd杆上的水平外力多大?思维突破公式e = n号与e=blvsin。的区别与联系两个公式项目ae=nate= blvsin 0区别(1)求的是at时间内的平均 感应电动势,e与某段时间 或某个过程相对应(1)求的是瞬时感应电动 势,e与某个时刻或某个 位置相对应(2)求的是整个回路的感应 电动势.整个回路的感应 电动势为零时,其

19、回路中 某段导体的感应电动势不 一零(2)求的是回路中一部分 导体切割磁感线时产生 的感应电动势(3)由于是整个回路的感应 电动势,因此电源部分不 容易确定(3)由于是由一部分导体 切割磁感线的运动产生 的,该部分就相当于电源联系公式e= 唠和e = blvsin。是统一的,当 at0时,e为 瞬时感应电动势,只是由于高中数学知识所限,现在还不 能这样求瞬时感应电动势,而公式e = blvsin。中的v若代入v,则求出的e为平均感应电动势图6的0.8r时电动势大小为跟踪训练2 (2010课标全国21)如图6所示,两个端面半径同为r圆柱形铁芯同轴水平放置,相对的端面之间有一缝隙,铁芯上绕导线并与

20、电源连接,在缝隙中形成一匀强磁场.一铜质细直棒ab水平置于缝隙中,且与圆柱轴线等高、垂直.让铜棒从静止开始自由卜落,铜棒下落距离为0.2r时铜棒中电动势大小为ei,下落距离为e2.忽略涡流损耗和边缘效应.关于ei、e2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性,下列判断正确的是()a. eie2, a端为正b. eie2, b端为正c. eie2, a端为正d. eie2, b端为正考点三自感现象的分析 【考点解读】通电自感与断电自感的比较通电自感断电自感电路图a.(g|i! *14* 1als-(lh* 1器材要求ai、a2同规格,r= rl, l较大l很大(有铁芯)现象在s闭合瞬间,a2灯立即亮起来

21、,ai灯 逐渐变亮,最终一样亮在开关s断开时,灯a突然闪 亮一下后再渐渐熄灭(当抽掉 铁芯后,重做实验,断开开关 s时,会看到灯a马上熄灭)原因由于开关闭合时,流过电感线圈的电流迅速增大,使线圈产生自感电动势,阻 碍了电流的增大,流过 ai灯的电流比流 过a2灯的电流增加得慢断开开关s时,流过线圈l的 电流减小,产生自感电动势, 阻碍了电流的减小,使电流继 续存在一段时间;在s断开后, 通过l的电流反向通过a灯, 且由于rl? ra,使得流过a灯 的电流在开关断开瞬间突然增 大,从而使a灯的发光功率突 然变大能量 转 化情 况电能转化为磁场能磁场能转化为电能【典例剖析例3 (2010江苏单科4

22、)如图7所示的电路中,电源的电动势为 e,p内阻为r,电感l的电阻不计,电阻 r的阻值大于灯泡 d的阻口值.在t=o时刻闭合开关s,经过一段时间后,在t=ti时刻断rv开s.下列表示a、b两点间电压uab随时间t变化的图象中,正 , *确的是()图7思维突破自感现象中主要有两种情况:即通电自感与断电自感.在分析过程中,要注意:(1)通过自感线圈的电流不能发生突变,即通电过程中,电流是逐渐变大,断电过程中,电流是逐渐变小,此时线圈可等效为“电源”,该“电源”与其他电路元件形成回路.(2) 断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断在于对电流大小的分析,若断电后通过灯泡的电流比原来强,则灯泡先闪亮后

23、再慢慢熄灭.跟踪训练3如图8(a)、(b)所示的电路中,电阻r和自感线圈l的电阻值都很小, 且小于灯a的电阻,接通s,使电路达到稳定,灯泡a发光,则()(-)图8a.在电路(a)中,断开s, a将渐渐变暗b.在电路(a)中,断开s, a将先变得更亮,然后渐渐变暗c.在电路(b)中,断开s, a将渐渐变暗d.在电路(b)中,断开s, a将先变得更亮,然后渐渐变易错易混辨析12.对“、a、a/虫”的意义理解错误图9例4 半径为八电阻为r的n匝圆形线圈在边长为l的正方abcd外,匀强磁场充满并垂直穿过该正方形区域,如图 9 甲所示.当磁场随时间的变化规律如图乙所示时,则穿过 圆形线圈磁通量的变化率为

24、 , to时刻线圈产生的感应电流为.误区警示 错解1:认为磁通量的变化率与线圈的匝数有关,得出=nws=nb0l2tatt02错解2:将线圈的面积代入上式得出 -77= nbs= n乎.atatto错解3:认为to时刻磁感应强度为零,所以感应电动势和感应电流均为零.正确解析磁通量的变化率为= s= b0i2zm atto根据法拉第电磁感应定律得线圈中的感应电动势a bo 2e=n 1t=唱再根据闭合电路欧姆定律得感应电流2答案管n totor正本清源错因:对“、a、的大小之间没有必然的联系,二0,a bol2i nn zt-atrtor.a/日”的意义理解不清.,(2)要注意 、a、a/公a/

25、 *不一定等于0;还要注意感应电动势e与线圈匝数n有关,但 、a、a/&的大小均与线圈匝数无关13.对双杆切割磁感线问题中的电动势和安培力计算错误b。,方向lo,整例5 t=0时,磁场在xoy平面内的分布如图10所示,其磁感应强度的大小均为垂直于xoy平面,相邻磁场区域的磁场方向相反,每个同向磁场区域的宽度均为个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动.若在磁场所在区间内放置一由 n匝线圈组成的矩 形线框abcd,线框的bc边平行于x轴.bc= lb、ab=l, lb略大于l0,总电阻为 r,线 框始终保持静止.求:图1023图11(1)线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小;(2)线框所受安培力

26、的大小和方向.误区警示没有考虑线框的ab、cd两条边在方向相反的磁场中均产生电动势,只按一条边切割磁感线计算电动势,得出e= nbolv的错误结果.求线框所受安培力时,一是不注意总安培力为n匝线圈受力之和;二是没有考虑线框的ab、cd两条边均受到安培力,得出f= bil = nb0l v的错误结论.r切割磁感线的速度大小为2nb0lv正确解析(1)线框相对于磁场向左做切割磁感线的匀速运动,v,任意时刻线框中总的感应电动势大小e=2nbolv,导线中的电流大小 i = -r(2)线框所受安培力的大小f = 2nboli = 4n b0l vr由左手定则判断,线框所受安培力的方向始终沿x轴正方向.

27、答案(1)2nbolv 2nb0lv (2)4n b0l v方向沿x轴正方向 rr正本清源对于双杆切割磁感线或闭合导线框在磁场中运动的情况,有可能线框的两条边均产生电动势,要看两电动势是同向还是反向;同样求导线框所受安培力的时候,也要注意两条边是否均受安培力,还要注意匝数n的问题.bc跟踪训练4 (2010 上海单科19)如图11, 一有界区域内,存在着感应强度大小均为 b,方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁场宽度均为 l,边长为l的正方形线框 abcd的边紧靠磁场边缘置于桌面上,使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域,若以逆时针方向为电流的正方向,能反映线框中感应电流

28、变化规律25a组公式e=na/血的应用1. (2010江苏单科2)矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直.先保持线框 的面积不变,将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍.接着保持增大后的磁感应强度不变,在 1 s时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半.先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为1a;b. 12.图中ad所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量 生的感应电动势下列论述正确的是()c. 2d. 4随时间t变化的图象,关于回路中产()a.图a中回路产生的感应电动势恒定不变b.图b中回路产生的感应电动势一直在变大c.图c中回路在0t1时间内产生的感应电动势小于在t1t2

29、时间内产生的感应电动势d.图d中回路产生的感应电动势先变小再变大b组公式e=blv的应用3. (2010山东理综21)如图12所示,空间存在两个磁场, 磁感 应强度大小均为 b,方向相反且垂直纸面,mn、pq为其边界,oo为其对称轴.一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd,回路在纸面内以恒定速度vo向右运动,当运动到关于oo对称的位置时()a .穿过回路的磁通量为零b.回路中感应电动势大小为2blvoc.回路中感应电流的方向为顺时针方向 d.回路中ab边与cd边所受安培力方向相同m q pn or q 图12图13c组自感现象l1和l2分别串联一个4. (2010北京理综19)在如图13所

30、示的电路中,两个相同的小灯泡带铁芯的电感线圈 l和一个滑动变阻器 r.闭合开关s后,调整r,使l1和l2发光的亮度一样,此时流过两个灯泡的电流均为 i.然后,断开s.若t时刻再闭合 s,则在t前 后的一小段时间内, 正确反映流过li的电流i、流过l2的电流i2随时间t变化的图象是、选择题如图1所示为新一代炊具2.3.4.课时规范训练(限时:60分钟)电磁炉,无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优势所在.电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场,当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时,即会产生无数小涡流,使锅体本身自行高速发热,然后再加热锅内食物.下列相关说法中正确的是a.锅

31、体中的涡流是由恒定的磁场产生的b.恒定磁场越强,电磁炉的加热效果越好c.锅体中的涡流是由变化的磁场产生的d.提高磁场变化的频率,可提高电磁炉的加热效果图1(2011海南单科7)自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它 们之间的联系做出了贡献.下列说法正确的是a.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系b.欧姆发现了欧姆定律,说明了热现象和电现象之间存在联系c.法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系d.焦耳发现了电流的热效应,定量给出了电能和热能之间的转换关系(2011广东理综15)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中, 直,关于线圈中产生

32、的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是a.感应电动势的大小与线圈的匝数无关b.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大c.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大d .感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同如图2所示,正方形线圈abcd位于纸面内,边长为l,匝数为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na.c.bl22r2blrb.d.nbl22r2nblr5.(2010浙江理综19)半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置,在圆环的缺口两d,端引出两根导线,分别与

33、两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接,两板间距为如图3甲所示.有一变化的磁场垂直于纸面,规定向内为正,变化规律如图乙所示.在t=0时刻平板之间中心有一重力不计、电荷量为q的静止微粒.则以下说法正确的是甲x xb/t0.1-29图9a .第2秒内上极板为正极b.第3秒内上极板为负极c.第2秒末微粒回到了原来位置d .第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2 r2/d6.如图4所示,矩形金属框置于匀强磁场中,ef为一导体棒,可在ab与cd间滑动并接触良好.设磁感应强度为b, ac长l,在at时间内向左匀速滑过距离ad,由法拉第电磁感应律e=n号可知,下列说法正确的是为7e图4a.当ef向左滑动时

34、,左侧面积减少lad,右侧面积增加一,,2bl adlad,因此 e= atb.当ef向左滑动时,左侧面积减少l ad,右侧面积增加lad,互相抵消,因此e=0c,在公式e = n号中,在切割磁感线情况下,=b asas应是导体棒切割磁感线扫过的面积,因此 e=blad/ztd.在切割磁感线的情况下,只能用e=blv计算,不能用e= n号计算7.如图5是用电流传感器(相当于电流表,其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路,图中两个电阻的阻值均为r, l是一个自感系数足够大的自感线圈,其直流电阻传感器值也为r.下图是某同学画出的在 to时刻开关s切换前后,通过传感器的电流随时间变化的图象.关于

35、这些图象,下列说法中正确的是a .图甲是开关s由断开变为闭合,通过传感器1的电流随时间变化的情况的正方向,下面四幅图中能够正确表示电流一位移(i x)关系的是b.图乙是开关s由断开变为闭合,通过传感器1的电流随时间变化的情况c.图丙是开关s由闭合变为断开,通过传感器2的电流随时间变化的情况d.图丁是开关s由闭合变为断开,通过传感器2的电流随时间变化的情况8 .如图6所示,等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场,它的底边在x轴上且长为2l,高为l.纸面内一边长为l的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动过匀强磁场区域,在 t=0时刻恰好位于图中所示的位置.以顺时针方向为导线框中电流9 .如图

36、7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.圆环从左边界 进入磁场,以垂直于磁场边界的恒定速度 v穿过磁场区域.则下 列说法正确的是()a.感应电流的大小先增大后减小再增大再减小b.感应电流的方向先逆时针后顺时针c.金属圆环受到的安培力先向左后向右1d.进入磁场时感应电动势平均值e =2田10 . 一空间有垂直纸面向里的匀强磁场b,两条电阻不计的平行光滑导 x x轨竖直放置在磁场内,如图8所示,磁感应强度 b= 0.5 t,导体棒 x ,x xab、cd长度土匀为0.2 m ,电阻均为0.1 q,重力均为0.1 n,现用力卡x x向上拉

37、动导体棒ab,使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良 寓x x好),此时cd静止不动,则ab上升时,下列说法正确的是()。七一7一工a. ab受到的拉力大小为 2 nb. ab向上运动的速度为 2 m/sc.在2 s内,拉力做功,有 0.4 j的机械能转化为电能d.在2 s内,拉力做功为 0.6 j 二、非选择题mn和op放置在11 .如图9所示,电阻不计的平行金属导轨平面内,mo间接有阻值为 r=3 q的电阻.导轨相距 d =1 m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度b=0.5t.质量为 m=0.1 kg,电阻为r=1 的导体棒cd垂直于导轨放置,并接触良好.用平行于 mn的恒力f=1

38、 n向右拉动cd.cd受到的摩擦阻 力ff恒为0.5 n,则:(1)cd运动的最大速度是多少?(2)当cd达到最大速度后,电阻r消耗的电功率是多少?(3)当cd的速度为最大速度的一半时,cd的加速度是多少?12. (2011浙江理综23)如图10甲所示,在水平面上固定有长为l = 2 m、宽为d= 1 m的金属“u”型导轨,在“ u”型导轨右侧l=0.5 m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场, 且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示.在t=0时刻,质量为m=0.1 kg的导体棒以vo=1 m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动,导体棒与导轨之间的动摩擦因数为= 0.1,导轨与导体棒单位长度的电阻均

39、为壮0.1 am,不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取g = 10 m/s2 ).甲乙图10(1)通过计算分析4 s内导体棒的运动情况;(2)计算4 s内回路中电流的大小,并判断电流方向;(3)计算4 s内回路产生的焦耳热.基础再现复习讲义基础导引1.d2.(1)blv blvsin 0(2加23 (3) cdsin 0 mn巾r r知识梳理1.(1)电磁感应现象 电源电源内阻(2)闭合电路欧姆 _a 2. (1)磁通量的变化率n1 2(2)blvsin 0 blv 2bl er+ r基础导引(1)x (2), (3), (4)x知识梳理1.(1)电流 自感电动势(2)l彗(3)

40、大小 匝数10-3 10 6 2.感应电流(1)安培力 阻碍(2)感应电流楞次定律课堂探究例1嘿五方向由b到a 3rt0nb0 2t1 2n2b0 7i2r2t1(2) 3rt09rt2跟踪训练12b tvr b 为例 2 (1)0.4 v (2)0.8 a (3)0.164 n跟踪训练2 d例3 b跟踪训练3 ad跟踪训练4 ac分组训练1. b2. d3. abd4. b课时规范训练1. cd2. acd3. c4. b5. a6. c9 ab10 bc211 (1)8 m/s (2)3 w (3)2.5 m/s212 . (1)前1 s导体棒做匀减速直线运动,14 s内一直保持静止(2)

41、0.2 a,顺时针方向(3)0.04 j图133专题9电磁感应中的电路和图象问题【导学目标】1.能认识电磁感应现象中的电路结构,并能计算电动势、电压、电流、电功等 .2. 能由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象或由给定的有关图象分析电磁感应过程, 求 解相应的物理量.课堂探究突破考点先做后听共同辞党规律方法考点一 电磁感应中的电路问题【考点解读11 .对电源的理解:在电磁感应现象中,产生感应电动势的那部分导体就是电源.如:切割 磁感线的导体棒、内有磁通量变化的线圈等.这种电源将其他形式能转化为电能.2 .对电路的理解:内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈,外电路由电阻、 电容等电

42、学元件组成.3 .问题分类(1)确定等效电源的正负极、感应电流的方向、电势高低、电容器极板带电性质等问题.(2)根据闭合电路求解电路中的总电阻、路端电压、电功率等问题.(3)根据电磁感应的平均感应电动势求解电路中通过的电荷量:一 n a i at =.r总的部分根据而内特别提醒 1.判断感应电流和感应电动势的方向,都是利用“相当于电源”右手定则或楞次定律判定的. 实际问题中应注意外电路电流由高电势流向低电势, 电路则相反.2 .在闭合电路中,“相当于电源”的导体两端的电压与真实的电源两端的电压一样,等于路端电压,而不等于感应电动势.【典例剖析1例1如图1(a)所示,水平放置的两根平行金属导轨,间距l=0.3 m,导轨左端连接 r= 0.6q的电阻,区域 abcd内存在垂直于导轨平面 b = 0.6 t的匀强磁场,磁场区域宽d=0.2m.细金属棒a1和a2用长为2d = 0.4 m的轻质绝缘杆连接,放置在导轨平面上,并与导轨垂直,每根金属棒在导轨间的电阻均为r=0.3 导轨电阻不计.使金属棒以恒定速度 v 思维突破 解决电磁感应中的电路问题三步曲:=1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场.计算从金属棒不同时间段通过电阻 r的电流强度,并在图ai进入磁场(t=0)到a2离开磁场的时间内,(b)中画出.(1)确定电源

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