电磁感应复习110114

1、电磁感应电磁感应 复习复习2011.01.10奥斯特梦圆奥斯特梦圆“电生磁电生磁”对称性的思考对称性的思考英国的法拉第认为：英国的法拉第认为： 电和磁是一对和谐对称电和磁是一对和谐对称的自然现象的自然现象.依据：依据：磁化和静电感应现象磁化和静电感应现象.猜想猜想:磁铁可以感应出电流磁铁可以感应出电流!信念信念: :一定要转磁为电一定要转磁为电!法拉第法拉第心系心系“磁生电磁生电”法拉第法拉第心系心系“磁生电磁生电”法拉第法拉第心系心系“磁生电磁生电”产生感应电流的条件：产生感应电流的条件： （1）电路）电路闭合闭合 （2）磁通量发生）磁通量发生变化变化2 2如图所示，磁场中有一个闭合的弹簧线

2、圈。先把如图所示，磁场中有一个闭合的弹簧线圈。先把线圈撑开（图甲），然后放手，让线圈收缩（图乙）。线圈撑开（图甲），然后放手，让线圈收缩（图乙）。线圈收缩时，其中是否有感应电流？为什么？线圈收缩时，其中是否有感应电流？为什么？楞次定律楞次定律楞次定律的应用楞次定律的应用3 3、如图所示，将一条形磁铁插入一闭合螺线管中，螺线、如图所示，将一条形磁铁插入一闭合螺线管中，螺线管固定在停在光滑水平面的车中，在插入过程中（管固定在停在光滑水平面的车中，在插入过程中（ ）A A车将向右运动车将向右运动B B条形磁铁会受到向左的力条形磁铁会受到向左的力C C由于没标明条形磁铁极性，因此无法判断受力情况由于没

3、标明条形磁铁极性，因此无法判断受力情况 D D车会受向左的力车会受向左的力4 4如图所示，螺线管如图所示，螺线管B B置于闭合金属圆环置于闭合金属圆环A A的轴线上，的轴线上，当当B B中通过的电流中通过的电流I I减小时（减小时（ AD AD ）A A环环A A有缩小的趋势有缩小的趋势 B B环环A A有扩张的趋势有扩张的趋势C C螺线管螺线管B B有缩短的趋势有缩短的趋势 D D螺线管螺线管B B有伸长的趋势有伸长的趋势电磁感应定律电磁感应定律注意注意：以上两式计算出：以上两式计算出讨论：讨论：平均速度瞬时速度5、穿过一个单匝数线圈的磁通量，始终为每秒、穿过一个单匝数线圈的磁通量，始终为每

4、秒钟均匀地增加钟均匀地增加2 Wb，则（，则（ ）A、线圈中的感应电动势每秒钟增大、线圈中的感应电动势每秒钟增大2 VB、线圈中的感应电动势每秒钟减小、线圈中的感应电动势每秒钟减小2 VC、线圈中的感应电动势始终为、线圈中的感应电动势始终为2 VD、线圈中不产生感应电动势、线圈中不产生感应电动势C6 6、如图所示，、如图所示，C C 是一只电容器，先用外力使金属是一只电容器，先用外力使金属杆杆abab贴着水平平行金属导轨在匀强磁场中沿垂直磁贴着水平平行金属导轨在匀强磁场中沿垂直磁场方向运动，到有一定速度时突然撤销外力场方向运动，到有一定速度时突然撤销外力. .不计不计摩擦，则摩擦，则abab以

5、后的运动情况可能是（以后的运动情况可能是（ ）A.A.减速运动到停止减速运动到停止 B.B.来回往复运动来回往复运动C.C.匀速运动匀速运动 D.D.加速运动加速运动C9 9、在图中，、在图中，EFEF、GHGH为平行的金属导轨，其电阻可不计，为平行的金属导轨，其电阻可不计，R R为电阻器，为电阻器，C C为电容器，为电容器，ABAB为可在为可在EFEF和和GHGH上滑动的导体上滑动的导体横杆横杆. .有均匀磁场垂直于导轨平面有均匀磁场垂直于导轨平面. .若用若用I I1 1和和I I2 2分别表示分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆图中该处导线中的电流，则当横杆ABAB（ D ）A A、匀

6、速滑动时，、匀速滑动时，I I1 1=0=0，I I2 2=0 =0 B B、匀速滑动时，、匀速滑动时，I I1 10,I0,I2 200C C、加速滑动时，、加速滑动时，I I1 1=0,I=0,I2 2=0 =0 D D、加速滑动时，、加速滑动时，I I1 10,I0,I2 2007、如图所示，半径为、如图所示，半径为(r的的n匝线圈套在边长为匝线圈套在边长为L的的正方形正方形abcd之外，匀强磁场局限在正方形区域内之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形面积且垂直穿过正方形面积.当磁感应强度以当磁感应强度以的变的变化率均匀变化时，线圈中产生感应电动势的大小化率均匀变化时，线圈中产

7、生感应电动势的大小为为_.n nL L2 2tB8 8、粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀、粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行方形线框的边平行. .现使线框以同样大小的速度沿四现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边中线框的一边a a、b b两点间电势差绝对值最大的是两点间电势差绝对值最大的是（ B B ）由于引起磁通量的变化的原因不同感应电动势产生由于引起磁通量的变化的原因不同感应电动势

8、产生的机理也不同，一般分为两种：一种是的机理也不同，一般分为两种：一种是磁场磁场不变，导不变，导体运动引起的磁通量的变化而产生的感应电动势，这体运动引起的磁通量的变化而产生的感应电动势，这种电动势称作种电动势称作动生电动势动生电动势。 ，另外一种是，另外一种是电路电路不动，不动，由于磁场变化引起磁通量的变化而产生的电动势称作由于磁场变化引起磁通量的变化而产生的电动势称作感生电动势。感生电动势。动生电动势动生电动势练习练习自感电动势自感电动势“增反减同”1111如如图图1 1所示，所示，L L为自感系数较大的线圈，电路稳定为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键后小灯泡正常发光

9、，当断开电键S S的瞬间会有（的瞬间会有（ A A ）A A灯灯A A立即熄灭立即熄灭 B B灯灯A A慢慢熄灭慢慢熄灭C C灯灯A A突然闪亮一下再慢慢熄灭突然闪亮一下再慢慢熄灭 D D灯灯A A突然闪亮一下再突然熄灭突然闪亮一下再突然熄灭图图11212如图所示，如图所示，L L是自感系数很大、电阻很小的线圈，是自感系数很大、电阻很小的线圈，下述情况中下述情况中不正确不正确的是（的是（ ）A AS1S1合上后，合上后，Q Q灯逐渐亮起来灯逐渐亮起来B B再合上再合上S2S2稳定后，稳定后，P P灯是暗的灯是暗的C C再断开再断开S1S1瞬间，瞬间，Q Q灯立即熄灭，灯立即熄灭，P P灯亮一下

10、再灭灯亮一下再灭D D再断开再断开S1S1瞬间，瞬间，P P灯和灯和Q Q灯过一会才熄灭灯过一会才熄灭D一一. .涡流涡流1.1.当线圈中的电流随时间变化时当线圈中的电流随时间变化时, ,这个线圈附近这个线圈附近的的任何导体任何导体中都会产生感应电流中都会产生感应电流-涡流涡流. .2.2.涡流的产生：把金属块放在变化的磁场中或涡流的产生：把金属块放在变化的磁场中或让它在磁场中运动（涡流是整块导体发生的电让它在磁场中运动（涡流是整块导体发生的电磁感应现象）磁感应现象）3.3.涡流的特点：电流在金属块内自成闭合回路，涡流的特点：电流在金属块内自成闭合回路，电阻很小，涡流很强。金属块中的涡流也要产

11、生电阻很小，涡流很强。金属块中的涡流也要产生热量热量, ,如果金属的电阻率小，则涡流很强，产生如果金属的电阻率小，则涡流很强，产生的的热量热量也很多。也很多。( (同时同时涡流也产生磁场）涡流也产生磁场）生活中的物理：电磁灶的工作原理生活中的物理：电磁灶的工作原理电磁灶的台面下布满了金属导线缠绕的线圈，当通上电磁灶的台面下布满了金属导线缠绕的线圈，当通上交替变化极快的交流电时，在台板与铁锅底之间产生交替变化极快的交流电时，在台板与铁锅底之间产生强大的交变的磁场，磁感线穿过锅体，使锅底产生强强大的交变的磁场，磁感线穿过锅体，使锅底产生强涡流，当涡流受材料电阻的阻碍时，就放出大量的热涡流，当涡流受

12、材料电阻的阻碍时，就放出大量的热量，将饭菜煮熟。量，将饭菜煮熟。磁感线磁感线 线圈中流过变化的电流线圈中流过变化的电流, ,在铁芯中产生的涡流使在铁芯中产生的涡流使铁芯发热铁芯发热, ,浪费了能量浪费了能量, ,还可能损坏电器。还可能损坏电器。减少涡流的途径减少涡流的途径: :a.a.增大铁芯材料的电阻率增大铁芯材料的电阻率, ,常用的材料是硅钢。常用的材料是硅钢。(2)(2)减少涡流减少涡流b.b.用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。硅钢铁芯。二二. .电磁阻尼电磁阻尼 当导体在磁场中运动时当导体在磁场中运动时, ,感应电流会使导感应电流会使

13、导体受到安培力体受到安培力, ,安培力的方向总是阻碍导体的安培力的方向总是阻碍导体的运动运动-电磁阻尼电磁阻尼V三三. .电磁驱动电磁驱动 如磁场相对于导体转动如磁场相对于导体转动, ,在导体中会产生感在导体中会产生感应电流应电流, ,感应电流使导体受到安培力的作用感应电流使导体受到安培力的作用, ,安培安培力使导体运动起来力使导体运动起来-电磁驱动。电磁驱动。V1313、如图所示，挂在弹簧下端的条形磁铁在固、如图所示，挂在弹簧下端的条形磁铁在固定的闭合线圈内振动，如果空气阻力不计，则定的闭合线圈内振动，如果空气阻力不计，则（ BD ）A A磁铁的振幅不变磁铁的振幅不变 B B磁铁做阻尼振动磁

14、铁做阻尼振动C C线圈中有逐渐变弱的直流电线圈中有逐渐变弱的直流电 D D线圈中逐渐变弱的交流电线圈中逐渐变弱的交流电1414如图所示，在如图所示，在O O点正下方有一个具有理想点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在边界的磁场，铜环在A A点由静止释放向右摆至点由静止释放向右摆至最高点最高点B B不考虑空气阻力，则下列说法正确不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（的是（ ）A AA A、B B两点在同一水平线两点在同一水平线B BA A点高于点高于B B点点C CA A点低于点低于B B点点D D铜环将做等幅摆动铜环将做等幅摆动B1515、如图所示为一光滑轨道，其中、如图所示为一光滑轨道，其中

15、MNMN部分为一段对称部分为一段对称的圆弧，两侧的直导轨与圆弧相切，在的圆弧，两侧的直导轨与圆弧相切，在MNMN部分有如图部分有如图所示的匀强磁场，磁场高度为所示的匀强磁场，磁场高度为h h有一直径有一直径L L的金属环如的金属环如图放置在图放置在P P点，点，L Lh,金属环由静止自由释放，经很多金属环由静止自由释放，经很多次来回运动后，下列判断正确的有（次来回运动后，下列判断正确的有（BD）A A、金属环仍能上升到与、金属环仍能上升到与P P等高处；等高处；B B、金属环最终将静止在最低点；、金属环最终将静止在最低点；C C、金属环上升的最大高度与、金属环上升的最大高度与MNMN等高处；等

16、高处；D D、金属环上升的最大高度一直在变小。、金属环上升的最大高度一直在变小。MNPQh电磁感应中的电磁感应中的能量能量的问题的问题专题讨论：专题讨论：abcdabB专题讨论：专题讨论：电磁感应中的电磁感应中的电荷量电荷量的问题的问题Q=?RCadbAO电磁感应中的电磁感应中的图像图像的问题的问题专题讨论：专题讨论：abadefaabadefabadefB0-B0B/Tt/s12340dcab5、穿过一个单匝数线圈的磁通量，始终为每秒、穿过一个单匝数线圈的磁通量，始终为每秒钟均匀地增加钟均匀地增加2 Wb，则（，则（ ）A、线圈中的感应电动势每秒钟增大、线圈中的感应电动势每秒钟增大2 VB、

17、线圈中的感应电动势每秒钟减小、线圈中的感应电动势每秒钟减小2 VC、线圈中的感应电动势始终为、线圈中的感应电动势始终为2 VD、线圈中不产生感应电动势、线圈中不产生感应电动势CLbadcv1616、如图所示，大圆导线环、如图所示，大圆导线环A A中通有电流，方中通有电流，方向如图所示，另在导线环所在的平面画一个圆向如图所示，另在导线环所在的平面画一个圆B B，它的一半面积在，它的一半面积在A A环内，另一半面积在环内，另一半面积在A A环环外外. .则则B B圆内的磁通量（圆内的磁通量（ ）A.A.为零为零 B B. .是进去的是进去的 C.C.是出来的是出来的 D.D.条件不足，无法判别条件

18、不足，无法判别1717、水平放置的光滑绝缘杆上挂有两个铜环、水平放置的光滑绝缘杆上挂有两个铜环M M和和N N，通电密绕长螺线管穿过两环，如图所示，螺线管通电密绕长螺线管穿过两环，如图所示，螺线管中部区域的管外磁场可以忽略中部区域的管外磁场可以忽略. .当变阻器滑动触当变阻器滑动触头向左移动时，两环将（头向左移动时，两环将（ ）A.A.一起向左移动一起向左移动 B.B.一起向右移动一起向右移动C C. .相互靠拢相互靠拢 D.D.相互分离相互分离1818、如图、如图4-2-154-2-15所示，一通电螺线管所示，一通电螺线管b b放在闭放在闭合金属线圈合金属线圈a a内，螺线管的中心线正好和线

19、圈内，螺线管的中心线正好和线圈的一条直径的一条直径MNMN重合重合. .要使线圈要使线圈a a中产生感应电中产生感应电流，可采用的方法有（流，可采用的方法有（ ）A.A.将螺线管在线圈将螺线管在线圈a a所在平面内转动所在平面内转动 B.B.使螺线管上的电流发生变化使螺线管上的电流发生变化C.C.使线圈以使线圈以MNMN为轴转动为轴转动 D D. .使线圈以与使线圈以与MNMN垂直的一条直径为轴转动垂直的一条直径为轴转动1919、带负电的圆环绕圆心旋转，在环的圆心处有一个、带负电的圆环绕圆心旋转，在环的圆心处有一个闭合的小线圈，小线圈和圆环在同一平面内闭合的小线圈，小线圈和圆环在同一平面内.

20、.则下列则下列说法正确的是（说法正确的是（ ）A.A.只要圆环转动，小线圈内就一定有感应电流产生只要圆环转动，小线圈内就一定有感应电流产生B.B.圆环不管怎样转动，小线圈内都没有感应电流产生圆环不管怎样转动，小线圈内都没有感应电流产生C.C.圆环做变速转动，小线圈内不一定产生感应电流圆环做变速转动，小线圈内不一定产生感应电流D D. .圆环做匀速转动时，小线圈内没有感应电流产生圆环做匀速转动时，小线圈内没有感应电流产生2020如图如图3 3所示，导体所示，导体ABAB在做切割磁感线运动时，在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过下将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过下

21、列说法中正确的是（列说法中正确的是（ ）A A因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势B B动生电动势的产生与洛伦兹力有关动生电动势的产生与洛伦兹力有关C C动生电动势的产生与电场力有关动生电动势的产生与电场力有关D D动生电动势和感生电动势的产生原因是一样的动生电动势和感生电动势的产生原因是一样的 2121如图如图6 6所示，金属杆所示，金属杆abab以以恒定的速率恒定的速率v v在光滑在光滑平行导轨上向右滑行设整个电路中总电阻为平行导轨上向右滑行设整个电路中总电阻为R R（恒定不变），整个装置置于垂直纸面向里的匀（恒定不变），整个装置置于垂直纸面

22、向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是（强磁场中，下列叙述正确的是（ ）A Aabab杆中的电流与速率杆中的电流与速率v v成正比成正比B B磁场作用于磁场作用于abab杆的安培力与速率杆的安培力与速率v v成正比成正比C C电阻电阻R R上产生的电热功率与速率上产生的电热功率与速率v v的平方成正比的平方成正比D D外力对外力对abab杆做功的功率与速率杆做功的功率与速率v v的平方成正比的平方成正比电磁感应中的电磁感应中的力电综合力电综合的问题的问题专题讨论：专题讨论：bBBMPRabNL2.2.如图所示，如图所示，M NM N是一根固定的通电长直导线，是一根固定的通电长直导线，电流方向向左今

23、将一金属线框电流方向向左今将一金属线框abcdabcd放在导线上，放在导线上，让线框的位置偏向导线的下方，两者彼此绝缘，当让线框的位置偏向导线的下方，两者彼此绝缘，当导线中的电流导线中的电流I I突然增大时，线框的整体受力情况突然增大时，线框的整体受力情况为：为：A A受力向左受力向左 B B受力向右受力向右C C受力向上受力向上 D D受力为零受力为零MNC3 3如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈圈abcdabcd. .则则 （ ）A.A.若线圈向右平动，其中感应电流方向是若线圈向右平动，其中感应电流方向是a ab bc cd dB.B.若线圈竖直向下平动，无感应电流产生若线圈竖直向下平动，无感应电