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文档简介
1、2016届高三一轮复习学案电磁感应 专题十二 电磁感应 本章提纲1.磁通量与电路结合2.楞次定律与右手定则与力、能量结合3.法拉第电磁感应定律En和EBlv的应用4.自感问题5.图像问题 第一讲 磁通量 楞次定律一、 磁通量:1.磁通量(1)定义:在匀强磁场中,磁感应强度B与 于磁场方向的面积的乘积(2)公式: 适用条件:匀强磁场S为 面积(3)磁通量是 (填“标量”或“矢量”)(4)磁通量的意义:磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的 同一线圈平面,当它跟磁场方向垂直时,磁通量最 ;当它跟磁场方向平行时,磁通量为 ;当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时,磁通量为 2电磁感应现象
2、(1)电磁感应现象:当穿过导体回路的磁通量发生变化时,导体回路中有感应电流或感应电动势产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做( )(2)产生感应电流的条件:穿过( )回路的( )发生变化产生感应电动势的条件:无论回路是否( ),只要穿过线圈平面的( )发生变化,线圈中就有感应电动势产生3.计算磁通量及变化: 习题:如图所示,一水平放置的N匝矩形线框面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,方向斜向上,与水平面成30°角,现若使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置,则此过程中磁通量的改变量的大小是()A.BS B.NBS C.BS D.NBS二.感应电流及感应电动势方向的判定:1. 楞次
3、定律(1)内容:感应电流的磁场总要( )引起感应电流的( )(2)适用情况:所有的电磁感应现象2楞次定律中“阻碍”的含义当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反;当磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同,即“增反减同”3楞次定律的使用步骤:4.右手定则:当导体切割磁感线运动时,伸开右手,让四指和大拇指垂直且在同一平面内,让( )穿过手心, 大拇指指的是( )方向,四指指的是( ).产生的感应电动势的公式 5.归纳总结:1.楞次定律中“阻碍”的主要表现形式:(1)阻碍原磁通量的变化( );(2)阻碍相对运动( );(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势( );(4)阻碍原电流
4、的变化(自感现象)( );习题:1下列情况中都是线框在磁场中切割磁感线运动,其中线框中有感应电流的是()2某磁场磁感线如图所示,有一铜线圈自图示A处落至B处,在下落过程中,自上向下看,线圈中感应电流的方向是()A始终顺时针B始终逆时针C先顺时针再逆时针D先逆时针再顺时针3如图所示,导线框abcd与通电直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点,当线框向右运动的瞬间,则()A线框中有感应电流,且按顺时针方向B线框中有感应电流,且按逆时针方向C线框中有感应电流,但方向难以判断D由于穿过线框的磁通量为零,所以线框中没有感应电流4如图所示,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上
5、方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列表述正确的是()A线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流B穿过线圈a的磁通量变小C线圈a有扩张的趋势D线圈a对水平桌面的压力FN将增大5 如图所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点,并可绕O点摆动金属线框从右侧某一位置由静止开始释放,在摆动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同一平面,且垂直纸面则线框中感应电流的方向是()AabcdaBdcbadC先是dcbad,后是abcdaD先
6、是abcda,后是dcbad6 如图所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置于导轨上,形成一个闭合回路,一条形磁铁从高处下落接近回路时()AP、Q将相互靠拢BP、Q将相互远离C磁铁的加速度仍为gD磁铁的加速度小于g7如图所示,蹄形磁铁的两极间,放置一个线圈abcd,磁铁和线圈都可以绕OO轴转动,磁铁如图示方向转动时,线圈的运动情况是()A俯视,线圈顺时针转动,转速与磁铁相同B俯视,线圈逆时针转动,转速与磁铁相同C线圈与磁铁转动方向相同,但转速小于磁铁转速D线圈静止不动8如图所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB的正上方等高快速经过时
7、,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向上的运动趋势的判断正确的是()AFN先小于mg后大于mg,运动趋势向左BFN先大于mg后小于mg,运动趋势向左CFN先小于mg后大于mg,运动趋势向右DFN先大于mg后小于mg,运动趋势向右9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,MN的左边有一如图所示的闭合电路,当PQ在一外力的作用下运动时,MN向右运动,则PQ所做的运动可能是()A向右加速运动B向左加速运动C向右减速运动D向左减速运动10 如图,金属环A用轻绳悬挂,与长直螺线管共轴,并位于其左侧,若变阻器滑片P向左移动,则金属环A将向_(填“左”或“右”)运
8、动,并有_(填“收缩”或“扩张”)趋势11 如图所示是一种延时开关S2闭合,当S1闭合时,电磁铁F将衔铁D吸下,将C线路接通当S1断开时,由于电磁感应作用,D将延迟一段时间才被释放,则()A由于A线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用B由于B线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用C如果断开B线圈的电键S2,无延时作用D如果断开B线圈的电键S2,延时将变长12 如图所示,在匀强磁场中放有两条平行的铜导轨,它们与大导线圈M相连接要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两导线圈共面放置)()A向右匀速运动B向左加速运动C向右减速运动D向右加速运动13如
9、图所示,通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈,线圈等距离排列,且与传送带以相同的速度匀速运动为了检测出个别未闭合的不合格线圈,让传送带通过一固定匀强磁场区域,磁场方向垂直于传送带运动方向,根据穿过磁场后线圈间的距离,就能够检测出不合格线圈通过观察图形,判断下列说法正确的是()A若线圈闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动B若线圈不闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动C从图中可以看出,第3个线圈是不合格线圈D从图中可以看出,第4个线圈是不合格线圈14.在“研究电磁感应现象”的实验中,首先按图21(a)接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系当闭合S时,观察到电流表指针向左偏,
10、不通电时电流表指针停在正中央然后按图(b)所示将电流表与副线圈B连成一个闭合回路,将原线圈A、电池、滑动变阻器和电键S串联成另一个闭合电路(1)S闭合后,将螺线管A(原线圈)插入螺线管B(副线圈)的过程中,电流表的指针将_偏转(2)线圈A放在B中不动时,指针将_偏转(3)线圈A放在B中不动,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表指针将_偏转(选填“向左”、“向右”或“不”)15 如图所示,均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置,当a绕O点在其所在平面内旋转时,b中产生顺时针方向的感应电流,且具有收缩趋势,由此可知,圆环a()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
11、转16北半球地磁场的竖直分量向下如图5所示,在北京某中学实验室的水平桌面上,放置着边长为L的正方形闭合导体线圈abcd,线圈的ab边沿南北方向,ad边沿东西方向下列说法中正确的是()A若使线圈向东平动,则a点的电势比b点的电势高B若使线圈向北平动,则a点的电势比b点的电势低C若以ab边为轴将线圈向上翻转,则线圈中的感应电流方向为abcdaD若以ab边为轴将线圈向上翻转,则线圈中的感应电流方向为adcba第二讲:自感现象1自感现象(1)概念:由于导体本身的( )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自感电动势(2)表达式:EL. (3)自感系数L的影响因素:与线圈的大小、形
12、状、匝数以及是否有铁芯有关2自感现象“阻碍”作用的理解(1)流过线圈的电流增加时,线圈中产生的自感电动势与电流方向( ),阻碍电流的增加,使其缓慢地增加在电流变化时,线圈的作用相当于( )。(2)流过线圈的电流减小时,线圈中产生的自感电动势与电流方向( ),阻碍电流的减小,使其缓慢地减小线圈就相当于( ),它提供的电流从原来的I逐渐变小3自感现象的四大特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的( )(2)通过线圈中的电流不能发生( ),只能缓慢变化(3)电流稳定时,自感线圈就相当于普通导体(4)线圈的自感系数越大,自感现象越明显,自感电动势只是延缓了过程的进行,但它不能使过程停止,更不能使过程
13、反向4断电自感中,灯泡是否闪亮问题(1)通过灯泡的自感电流( )原电流时,灯泡闪亮(2)通过灯泡的自感电流( )或等于原电流时,灯泡不会闪亮5.归纳总结:1. 比较通电自感和断电自感:通电自感断电自感电路图器材要求A1、A2同规格,RRL,L较大L很大(有铁芯),RLRA现象在S闭合的瞬间,A2灯立即亮起来,A1灯逐渐变亮,最终一样亮在开关S断开时,灯A突然闪亮一下后再逐渐熄灭(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增大,使线圈产生自感电动势,阻碍了电流的增大,使流过A1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
14、小,使线圈产生自感电动势,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的电流反向通过电灯A,且由于RLRA,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6.分析自感现象的两点注意:(1)通过自感线圈中的电流不能发生突变,即通电过程中,电流是逐渐变大,线圈可等效大电阻;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,则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭习题:1. 如图(a)、(b)所示
15、的电路中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,且小于灯泡A的电阻,接通S,电路达到稳定后,灯泡A发光,则()A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,然后渐渐变暗2.如图所示,线圈L的自感系数很大,且其直流电阻可以忽略不计,L1、L2是两个完全相同的小灯泡,开关S闭合和断开的过程中,灯L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)()AS闭合,L1亮度不变,L2亮度逐渐变亮,最后两灯一样亮;S断开,L2立即熄灭,L1逐渐变暗BS闭合,L1亮度不变,L2很亮;S断开,L1、L
16、2立即熄灭CS闭合,L1、L2同时亮,而后L1逐渐熄灭,L2亮度不变;S断开,L2立即熄灭,L1亮一下再熄灭DS闭合,L1、L2同时亮,而后L1逐渐熄灭,L2则逐渐变得更亮;S断开,L2立即熄灭,L1亮一下再熄灭3如图所示,A、B、C是三个完全相同的灯泡,L是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)则()AS闭合时,A灯立即亮,然后逐渐熄灭BS闭合时,B灯立即亮,然后逐渐熄灭C电路接通稳定后,三个灯亮度相同D电路接通稳定后,S断开时,C灯立即熄灭4.如图所示,a、b、c为三个完全相同的灯泡,L为自感线圈(自感系数较大,电阻不计),E为电源,S为开关闭合开关S,电路稳定后,三个灯泡均能发光则
17、()A断开开关瞬间,c熄灭,稍后a、b同时熄灭B断开开关瞬间,流过a的电流方向改变C闭合开关,a、b、c同时亮D闭合开关,a、b同时先亮,c后亮5某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E,用导线将它们连接成如图13所示的电路检查电路后,闭合开关S,小灯泡发光;再断开开关S,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象虽经多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出原因你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是()A电源的内阻较大B小灯泡电阻偏大C线圈电阻偏大D线圈的自感系数较大6如图所示的电路中,L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈,D1、D2和D3
18、是三个完全相同的灯泡,E是内阻不计的电源在t0时刻,闭合开关S,电路稳定后在t1时刻断开开关S.规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向,分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流,则下列四个图象中能定性描述电流I1、I2随时间t变化关系的是()7.如图9所示是用电流传感器(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,其直流电阻值为R.图10所示是某同学画出的在t0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,关于这些图象,下列说法中正确的是() 8如图所示的电路中,L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈
19、,D1、D2是两个完全相同的灯泡,E是一内阻不计的电源t0时刻,闭合开关S,经过一段时间后,电路达到稳定,t1时刻断开开关S.I1、I2分别表示通过灯泡D1和D2的电流,规定图中箭头所示的方向为电流正方向,以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是 第三讲:电磁感应的图像问题1. 如图所示,一个边长为L、电阻均匀分布的正方形线框abcd,在外力作用下,以速度v匀速穿过宽度均为L的两个匀强磁场。这两个磁场的磁感应强度大小均为B,方向相反。线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直。取逆时针方向电流为正方向。若从图示位置开始,线框中产生的感应电流i、导体ba段电压uba分别与运动位移x之间的函数图
20、象如图6所示,则正确的是A0xii02i0-2i0-i0L2L3L4LB0xii02i0-2i0-i0L2L3L4LC0xuba3u0L2L3L4L2u0u0-u0-2u0-3u0D0xuba3u0L2L3L4L2u0u0-u0-2u0-3u0abdcvBB0xLLL2.图中A是一底边宽为L的闭合线框,其电阻为R。现使线框以恒定的速度v沿x轴向右运动,并穿过图中所示的宽度为d的匀强磁场区域,已知< d,且在运动过程中线框平面始终与磁场方向垂直。若以x轴正方向作为力的正方向,线框从图6所示位置开始运动的时刻作为时间的零点,则在图7所示的图像中,可能正确反映上述过程中磁场对线框的作用力F 随
21、时间t变化情况的是 ( )xdLAFOtAFOtBFOtCFOtD甲BCAOyBxaaaDB3.如图甲所示,两个相邻的有界匀强磁场区,方向相反,且垂直纸面,磁感应强度的大小均为B,以磁场区左边界为y轴建立坐标系,磁场区在y轴方向足够长,在x轴方向宽度均为a。矩形导线框ABCD 的CD边与y轴重合,AD边长为a。线框从图示位置水平向右匀速穿过两磁场区域,且线框平面始终保持与磁场垂直。以逆时针方向为电流的正方向,线框中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是图4乙中的(以逆时针方向为电流的正方向) ( )Di2I0x3aa-I02aI0OAi3aa-I02aI0OxBi3aa-I02aI0Ox
22、CiI0x-2I03aa2aO乙2LLVabc4.如图,直角三角形闭合线圈abc,匀速穿过匀强磁场区域,速度方向与bc边平行,并垂直于磁场边界,其他数据都标在图上,表示感应电动势E随时间t变化的规律,下列四个图中正确的是 ( )EtoAEtoBoEtCEtoD第四讲 法拉第电磁感应定律1.感应电动势(1)感应电动势:在电磁感应现象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:遵循闭合电路欧姆定律,即I.2感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率和线圈的匝数共同决定,而与磁通量、磁通量的变化量的
23、大小没有必然联系(2)分类讨论:a:当仅由B的变化引起时,则En;( 叫磁感强度对时间的变化率)-感生电动势b:当仅由S的变化引起时,则En;E=nBLV-动生电动势c:当由B、S的变化同时引起时,则Enn.(即有感生电动势又有动生电动势)3磁通量的变化率是t图象上某点( )4.产生原因:(1)动生电动势产生的原因是( )。(2)感生电动势产生的原因是( )。5.导体棒平动切割磁感线,电动势= 导体棒转动切割磁感线,电动势= 习题:1穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2 Wb,则()A线圈中感应电动势每秒增加2 V B线圈中感应电动势每秒减少2 VC线圈中感应电动势始终为2 VD线
24、圈中感应电动势始终为一个确定值,但由于线圈有电阻,电动势小于2 V2单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,若线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图所示,则OD过程中( ) A线圈中O时刻感应电动势最大 B线圈中D时刻感应电动势为零C线圈中D时刻感应电动势最大 D线圈中O至D时间内的平均感应电动势为0.4 V3如图所示,A、B两闭合线圈为同样的导线绕成,A有10匝,B有20匝,两圆形线圈半径之比为21.均匀磁场只分布在B线圈内当磁场随时间均匀减弱时( )AA中无感应电流 BA、B中均有恒定的感应电流CA、B中感应电动势之比为21 DA、B中感应电流之比为124.如图所示,两块水平放
25、置的金属板距离为d,用导线、开关K与一个n匝的线圈连接,线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场B中两板间放一台小型压力传感器,压力传感器上表面绝缘,在其上表面静止放置一个质量为m、电荷量为q的带正电小球K没有闭合时传感器有示数,K闭合时传感器示数变为原来的一半则线圈中磁场B的变化情况和磁通量的变化率分别为()A正在增强,B正在增强,C正在减弱,D正在减弱,5如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n100,线圈面积S200cm2,线圈的电阻r1,线圈外接一个阻值R4的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示下列说法中正确的是()A线圈中的感应电流方向为顺时针方
26、向B电阻R两端的电压随时间均匀增大C线圈电阻r消耗的功率为4×104WD前4s内通过R的电荷量为4×104C6. 如图甲所示,有一面积为150 cm2的金属环,电阻为0.1 ,在环中100 cm2的同心圆面上存在如图乙所示的变化的磁场,在0.1 s到0.2 s的时间内环中感应电动势为_,金属环产生的焦耳热为_来源:学|科7如图所示,竖直平面内有一金属圆环,半径为a,总电阻为R(指拉直时两端的电阻),磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面,与环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒AB,AB由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,B点的线速度为v,则这时AB两端的电
27、压大小为( )A. B. C. DBav8如图所示,在磁感应强度B0.50 T的匀强磁场中,导体PQ在力F作用下在U形导轨上以速度v10 m/s向右匀速滑动,两导轨间距离L1.0 m,电阻R1.0 ,导体和导轨的电阻忽略不计,则以下说法正确的是()A导体PQ切割磁感线产生的感应电动势的大小为5.0 VB导体PQ受到的安培力方向水平向右C作用力F大小是0.50 N D作用力F的功率是5 W9在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中,B0.2 T,有一水平放置的光滑框架,宽度为l0.4 m,如图9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cd杆以恒定加速度a2 m/
28、s2由静止开始做匀变速运动,则:(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?10如图所示,在磁感应强度B2 T的匀强磁场中,有一个半径r0.5 m的金属圆环圆环所在的平面与磁感线垂直,OA是一个金属棒,它沿着顺时针方向以20 rad/s的角速度绕圆心O匀速转动A端始终与圆环相接触,OA棒的电阻R0.1 ,图中定值电阻R1100 ,R24.9 ,电容器的电容C100 pF.圆环和连接导线的电阻忽略不计,则:(1)电容器的带电荷量是多少?哪个极板带正电? (2)电路中消耗的电功率是多少?11. 英国物理学家麦克斯韦认为,
29、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()A0 B.r2qk C2r2qk Dr2qk第五讲 法拉第电磁感应定律与电路、力、能量的综合问题.归纳总结:1. 公式En与EBlvsin的区别与联系两个公式项目EnEBlvsin区别求的是t时间内的( )感应电动势,E与某段时间或某个过程相对应求的是( )感应电动势,E与某个时刻或某个位置相对应求的是整个回路中被感应部分的感应电动势整个回路的感应电动势为
30、零时,其回路中某段导体的感应电动势不一定为零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整个回路中被感应部分相当于电源由于是由一部分导体切割磁感线的运动产生的,该部分导体就相当于电源联系公式En和EBlvsin是统一的,当t0时,E为瞬时感应电动势,而公式EBlvsin中的v若代入,求出的E则为平均感应电动势2.求在某段时间内通过导体某横截面积的电荷量的方法。3、导体棒切割磁感线运动所受的阻尼安培力表达式:4求电路中产生焦耳热的角度或方法。习题:1半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置,在圆环的缺口两端引出两根导线,分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接,两板间距为d,如图甲
31、所示。有一变化的磁场垂直于纸面,规定垂直纸面向里为正,变化规律如图乙所示。在t0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( )A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0.2r2/d2. 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B0.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
32、电流,磁感应闲磕牙随时间的变化率的大小应为。A. B. C. D. 3.在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中,B0.2 T,有一水平放置的光滑框架,宽度为L0.4 m,如图所示,框架上放置一质量为0.05 kg、电阻为1 的金属杆cd,电阻R=9,其他框架电阻不计。若杆cd以恒定加速度a2 m/s2,由静止开始做匀变速运动,求:(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末作用在杆cd上的水平外力多大?(4) 5s内流过杆的电荷量是多少?(5)5s内电阻R上产生的焦耳热是多少?M N FB 4导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识如图所示
33、,固定与水平面的U形导线框处于竖直向下的匀强磁场中,金属直导线MN在与其垂直的水平恒力F作用下,在导线框上以速度做匀速运动,速度与恒力F方向相同;导线MN始终与导线框形成闭合回路已知导线MN电阻为R,其长度l恰好等于平行轨道间距,磁场的磁感应强度为B忽略摩擦阻力和导线框的电阻通过公式推导验证:在t时间内,F对导线MN所做的功W等于电路获得的电能W电,也等于导线MN中产生的焦耳热Q;5.如图所示,水平放置的粗糙U形框架上接一个阻值为R0的电阻,放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,一个半径为L、质量为m的半圆形硬导体AC在水平向右的恒定拉力F作用下,由静止开始运动距离d后速度达到v,
34、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UAC2BLvB此时AC两端电压为UACC此过程中电路产生的电热为QFdmv2D此过程中通过电阻R0的电荷量为q6. 磁场在xOy平面内的分布如图14所示,其磁感应强度的大小均为B0,方向垂直于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L0,整个磁场以速度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bcLB、abL,LB略大于L0,总电阻为R,线框始终保持静止求:(1)线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小;(2)线框所受安培力的大小和方向7.
35、如图所示,足够长的“U”形光滑金属导轨平面与水平面成角(0<<90°),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度大小为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接触良好,ab棒接入电路的部分的电阻为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()Aa点的电势高于b点的电势Bab棒中产生的焦耳热小于ab棒重力势能的减少量C下滑的位移大小为D受到的最大安培力大小为sin8如图所示,匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上,大小为B0,用电阻率为、横截面积为S的导线做成的边长为l的正方形线框a
36、bcd水平放置,OO为过ad、bc两边中点的直线,线框全部都位于磁场中现把线框右半部分固定不动,而把线框左半部分以OO为轴向上转动60°,如图中虚线所示(1)求转动过程中通过导线横截面的电荷量;(2)若转动后磁感应强度随时间按BB0kt变化(k为常量),求出磁场对线框ab边的作用力大小随时间变化的关系式9.一个“”型导轨垂直于磁场固定在磁感应强度为B的匀强磁场中,a是与导轨材料相同、粗细相同的导体棒,导体棒与导轨接触良好。在外力作用下,导体棒以恒定速度v向右运动,以导体棒在图9所示位置的时刻作为时间的零点,下列物理量随时间变化的图像可能正确的是 ( ) aBv金属棒所受安培力大小随时
37、间变化关系C0tI00tE0回路的感应电动势随时间变化关系AtF感应电流随时间变化关系BtP电流产生的热功率随时间变化关系D10如图8所示,磁感应强度B0.2T的匀强磁场中有一折成30°角的金属导轨aOb,导轨平面垂直磁场方向一条直导线MN垂直Ob方向放置在导轨上并接触良好当MN以v4m/s的速度从导轨O点开始向右沿水平方向匀速运动时,若所有导线单位长度的电阻r0.1/m,求:(1)经过时间t后,闭合回路的感应电动势的瞬时值;(2)时间t内,闭合回路的感应电动势的平均值;(3)闭合回路中的电流大小和方向11.如图所示,虚线区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁场宽度为L,磁感应强度大小
38、为B.总电阻为R的直角三角形导线框,两条直角边边长分别为2L和L,当该线框以垂直于磁场边界的速度v匀速穿过磁场的过程中,下列说法正确的是()A线框中的感应电流方向始终不变B线框中感应电流一直在增大C线框所受安培力方向始终相同D当通过线框的磁通量最大时,线框中的感应电动势为零12.如图所示,竖直放置的U形导轨宽为L,上端串有电阻R(其余导体部分的电阻都忽略不计)。磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外。金属棒ab的质量为m,与导轨接触良好,不计摩擦。从静止释放后ab保持水平而下滑。试求ab下滑的最大速度vm13.MN是两条平行金属导轨,导轨距离为L,质量为m的金属杆ab垂直于导轨放在MN上,
39、且接触良好,与电阻R构成闭合回路,除电阻R外,其他电阻不计,整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中,若金属杆与轨道之间的动摩擦因数为,当给金属杆一个瞬间冲量I作用后,金属杆做什么运动?求: (1)金属杆运动过程中的最大加速度(2)金属杆运动速度为v时的加速度(3)金属杆运动过程中的最大速度(4)若金属杆运动S距离后静止,此过程中电阻上产生的焦耳热是多大?请叙述题中的能量转化情况14.相距为L的两光滑平行导轨与水平面成角放置。上端连接一阻值为R的电阻,其他电阻不计。整个装置处在大小为B,方向垂直轨道平面向上的匀强磁场中。,质量为m,电阻为r的导体MN,垂直导轨放在导轨上,如图所示。由静止释放导体
40、MN,求:(1)MN可达的最大速度vm;(2)MN速度v=vm/3时的加速度a;(3)回路产生的最大电功率Pm15.如图,电源电动势E=8v,r=0,电阻R1=3 ,小灯泡D的规格为“6v,18w”,MN为相距0.2m,内阻不计的相当长的光滑平行金属导轨,金属杆ab的电阻R2=2 ,匀强磁场B=2T垂直于导轨平面.求:(1)ab受到的最大作用力俯视图(2)K接通后,当ab匀速运动时,小灯泡D的功率(3) ab运动的最大速度俯视图abV016.两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为l,导轨上面横放着两根导体棒a和b,构成矩形回路,如图所示.两根导体棒的质量皆为m ,电阻
41、皆为R ,回路中其余部分的电阻可不计.在整个导轨平面内部有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为 ,设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行.开始时棒b静止,棒a有指向棒b的初速v0(见图)若两导体棒在运动中始终不接触,求:(1)ab杆分别做什么运动? 最终做什么运动?(2)最终ab的速度分别是多大?(3)在运动中产生的焦耳热最多是多少?(4)当a棒的速度变为初速度的3/4时,b棒的加速度是多少? aa/bb/dd/cc/efgh17.如图所示,abcd和a/b/c/d/为水平放置的光滑平行导轨,区域内充满方向竖直向上的匀强磁场。ab、a/b/间的宽度是cd、c/d/间宽度的2倍。设导轨足够长,导体棒ef的
42、质量是棒gh的质量的2倍。现给导体棒ef一个初速度v0,沿导轨向左运动,当两棒的速度稳定时,两棒的速度分别是多少?18如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角的斜面上,导轨电阻不计,间距导轨所在空间被分成区域和,两区域的边界与斜面的交线为,中的匀强磁场方向垂直斜面向下,中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁感应强度大小均为在区域中,将质量,电阻的金属条放在导轨上,刚好不下滑然后,在区域中将质量,电阻的光滑导体棒置于导轨上,由静止开始下滑在滑动过程中始终处于区域的磁场中,、始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取问(1)下滑的过程中,中的电流方向;(2)刚要向上滑动时,的速度多大;(3)
43、从开始下滑到刚要向上滑动的过程中,滑动的距离,此过程中上产生的热量是多少19如图1015所示,在绝缘光滑水平面上,有一个边长为L的单匝正方形线框abcd,在外力的作用下以恒定的速率v进入磁感应强度为B的有界匀强磁场区域。在被拉入的过程中线框平面与磁场方面垂直,线框的ab边平行于磁场的边界,外力方面在线框平面内且与ab边垂直。已知线框的四个边的电阻值相等,均为R。求:(1)在ab边刚进入磁场区域时,线框内的电流大小;(2)在ab边刚进入磁场区域时,ab两端的电压;(3)在cd边刚进入磁场时,求cd两点间的电压。(4)在线框被拉入磁场的整个过程中,线框产生的热量。20.如图甲所示,闭合导体线框ab
44、cd从高处自由下落,落入一个有界匀强磁场中,从bc边开始进入磁场到ad边即将进入磁场的这段时间里,在图乙中表示线框运动过程中的感应电流-时间图象可能是:abcdBAoitBoitCoitDoit21先后以速度v和2v匀速地把同一线圈从同一磁场中的同一位置拉出有界的匀强磁场的过程中,如图所示。那么,在先后两种情况下,以下说法正确的是( )A线圈中感应电流的大小之比为12B线圈中产生的热量之比为12C沿运动方向作用在线圈上的外力之比为12D沿运动方向作用在线圈上的外力的功率之比为1222. 电阻为R的矩形线框abcd,边长ab=L,ad=h,质量为m,自某一高度自由落下,通过一匀强磁场,磁场方向垂
45、直纸面向里,磁场区域的宽度为h,如图所示,若线框恰好以恒定速度通过磁场,线框中产生的焦耳热是_(不考虑空气阻力)23.如图11甲所示,光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成角,M、P两端接一阻值为R的定值电阻,阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置,其他部分电阻不计整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上t0时对金属棒施一平行于导轨的外力F,金属棒由静止开始沿导轨向上运动,通过R的感应电流随时间t变化的关系如图乙所示下列关于穿过回路abPMa的磁通量和磁通量的瞬时变化率以及a、b两端的电势差Uab和通过金属棒的电荷量q随时间t变化的图象中,正确的是()24. 如图所示,
46、电阻不计的平行导轨竖直固定,上端接有电阻为R,高度为h的匀强磁场与导轨平面垂直一导体棒从磁场上方的A位置自由释放,用x表示导体棒进入磁场后的位移,i表示导体棒中的感应电流大小,v表示导体棒的速度大小,Ek表示导体棒的动能,a表示导体棒的加速度大小,导体棒与导轨垂直并接触良好以下图象可能正确的是()25.如图甲所示,光滑导轨水平放置在斜向下且与水平方向夹角为60°的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定斜向下为B的正方向),导体棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好,除导体棒电阻R的阻值外,其余电阻不计,导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态规定ab的方向
47、为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,则在0t1时间内,能正确反映流过导体棒ab的电流I和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是( ) 26如图6甲所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l0.20 m,电阻R1.0 ;有一导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B0.50 T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下,现用一外力F沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动,测得力F与时间t的关系如图乙所示,求杆的质量m和加速度a. 27.如图所示,两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距l0.50m,导轨上端接有电阻R0.80,导轨电阻
48、忽略不计。导轨下部的匀强磁场区有虚线所示的水平上边界,磁感应强度B=0.40T,方向垂直于金属导轨平面向外。电阻r0.20的金属杆MN,从静止开始沿着金属导轨下落,下落一定高度后以v=2.5m/s的速度进入匀强磁场中,金属杆下落过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。(1)求金属杆刚进入磁场时通过电阻R的电流大小;(2)求金属杆刚进入磁场时,M、N两端的电压; (3)若金属杆刚进入磁场区域时恰能匀速运动,则在匀速下落过程中每秒钟有多少重力势能转化为电能?28.如图所示,正方形导线框abcd的质量为m、边长为l,导线框的总电阻为R。导线框从垂直纸面向里的水平
49、有界匀强磁场的上方某处由静止自由下落,下落过程中,导线框始终在与磁场垂直的竖直平面内,cd边保持水平。磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,磁场上、下两个界面水平距离为l。已知cd边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动。重力加速度为g。 (1)求cd边刚进入磁场时导线框的速度大小。 (2)请证明:导线框的cd边在磁场中运动的任意瞬间,导线框克服安培力做功的功率等于导线框消耗的电功率。 (3)求从线框cd边刚进入磁场到ab边刚离开磁场的过程中,线框克服安培力所做的功。 29.如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l0.5 m,左端接有阻值R0.3 的电阻。一质量m0.1 kg,电阻r0.1 的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B0.4 T。棒在水平向右
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