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文档简介
1、 电磁感应一 2016.11.201在物理学发展过程中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用下列叙述符合史实的是A奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应揭示了电和磁之间存在联系B安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说C法拉第在实验中观察到,在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中,会出现感应电流D楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化2物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”如图,她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环闭合
2、开关S的瞬间,套环立刻跳起某同学另找来器材再探究此实验他连接好电路,经重复实验,线圈上的套环均未动对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是A线圈接在了直流电源上B电源电压过高C所选线圈的匝数过多D所用套环的材料与老师的不同3现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键按如图1所示连接下列说法中正确的是A电键闭合后,线圈A插入或拔出线圈B都会引起电流计指针偏转B线圈A插入线圈B中后,电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C电键闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度D电键闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才能偏转4如
3、图所示,正方形线圈abcd位于纸面内,边长为L,匝数为N,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,磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为A. B. CBL2 DNBL25下列各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,由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 CD6如图所示,在直线电流附近有一根金属棒ab,当金属棒以b端为圆心,以ab为半径,在过导线的平面内匀速旋转到达图中的位置时Aa端聚积电子 Bb端聚积电子C金属棒内
4、电场强度等于零 Da>b7如图甲所示,一个电阻为R、面积为S的单匝矩形导线框abcd,水平放置在匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,方向与ad边垂直并与线框平面成45°角,O、O分别是ab边和cd边的中点现将线框右半边ObcO绕OO逆时针旋转90°到图乙所示位置在这一过程中,回路中磁通量的变化量是A. B. C. D08磁感应强度为B的匀强磁场,方向水平向右,一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置平面abcd与竖直方向成角,将abcd绕ab轴旋转180°角,则穿过线圈平面的磁通量的变化量为A0 B2BS C2BScos D2BSsin 9如图所示,一个U形金
5、属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一磁感应强度为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Aab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Cab向左运动,同时增大磁感应强度BDab向右运动,同时增大磁感应强度B和角(0°<<90°)10如图所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A,下列各种情况下铜环A中没有感应电流的是A线圈中通以恒定的电流B通电时,使滑动变阻器的滑片P匀速移动C通电时,使滑动变阻器的滑片P加速移动D将电键
6、突然断开的瞬间11北半球地磁场的竖直分量向下如图所示,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adcba12如图(a)所示,两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合,放在同一水平面内,线圈A中通以如图(b)所示的交变电流,t0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示),在t1t2时间段内,对于线圈B,下列
7、说法中正确的是A线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有扩张的趋势B线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有收缩的趋势C线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有扩张的趋势D线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有收缩的趋势13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14如图所示,矩形闭合线圈放置在水平薄板上,有一块蹄形磁铁置于平板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈
8、的宽度)当磁铁匀速向右通过线圈正下方时,线圈仍静止不动,那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向(从上向下看)是A摩擦力方向一直向左B摩擦力方向先向左、后向右C感应电流的方向顺时针逆时针顺时针D感应电流的方向顺时针逆时针15美国大众科学月刊网站报道,美国明尼苏达大学的研究人员发现一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能具体而言,只要略微提高温度,这种合金就会变成强磁性合金,从而使环绕它的线圈中产生电流,其简化模型如图所示A为圆柱形合金材料,B为线圈,套在圆柱形合金材料上,线圈的半径大于合金材料的半径现对A进行加热,则AB中将产生逆时针方向的电流BB中将产生顺时针方向的电
9、流CB线圈有收缩的趋势DB线圈有扩张的趋势16如图所示,MN、GH为光滑的水平平行金属导轨,ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆,垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面,则A若固定ab,使cd向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向为abdcaB若ab、cd以相同的速度一起向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向为acdbaC若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路中的电流为零D若ab、cd都向右运动,且两杆速度vcd>vab,则abdc回路有电流,电流方向为acdba17在图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈,线圈与滑动变阻器、电池构成电路,a、b、c为三个闭合金属圆环,假定线
10、圈产生的磁场的磁感线全部集中在铁芯内,则当滑动变阻器滑动触头左右滑动时,能产生感应电流的圆环是Aa、b两环 Bb、c两环 Ca、c两环 Da、b、c三个环18如图所示,闭合圆导线线圈放置在匀强磁场中,线圈平面与磁场平行,其中ac、bd分别是平行、垂直于磁场方向的两条直径试分析使线圈做如下运动时,能产生感应电流的是A使线圈在纸面内平动B使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动C使线圈以ac为轴转动D使线圈以bd为轴转动19如图所示,线圈M和线圈N绕在同一铁芯上M与电源、开关、滑动变阻器相连,P为滑动变阻器的滑动触头,开关S处于闭合状态,N与电阻R相连下列说法正确的是A当P向右移动时,通过R的电流的方向
11、为b到aB当P向右移动时,通过R的电流的方向为a到bC断开S的瞬间,通过R的电流的方向为b到aD断开S的瞬间,通过R的电流的方向为a到b20将电阻R、电容器C与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图所示现使磁铁下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是A从a到b,上极板带正电B从a到b,下极板带正电C从b到a,上极板带正电D从b到a,下极板带正电21如图所示,在圆形空间区域内存在关于直径ab对称、方向相反的两个匀强磁场,两磁场的磁感应强度大小相等,一金属导线制成的圆环刚好与磁场边界重合,下列说法中正确的是A若使圆环向右平动,感应电流先沿逆
12、时针方向后沿顺时针方向B若使圆环竖直向上平动,感应电流始终沿逆时针方向C若圆环以ab为轴转动,a点的电势高于b点的电势D若圆环以ab为轴转动,b点的电势高于a点的电势22如图所示,一对大磁极形成的磁场,中间处可视为匀强磁场,上、下边缘处为非匀强磁场一矩形导线框abcd保持水平,从两磁极间中心正上方某处开始下落,并穿过磁场,在此过程中A线框中有感应电流,方向是先abcda后dcbadB线框中有感应电流,方向是先dcbad后abcdaC线框受磁场力的作用,要发生转动D线框中始终没有感应电流23如图所示,铜质金属圆环从放在桌面上的条形磁铁的正上方由静止开始下落,下列说法中正确的是A当金属圆环经过磁铁
13、的上端位置A以后,环中便不再有电流B当金属圆环在磁铁的中间位置O时,磁铁对桌面的压力等于其自身的重力C当金属圆环经过磁铁的上端位置A时,环中的电流将改变方向D金属圆环在下落过程中磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力24如图所示,一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内,其下方(略靠前)固定有一根与导线框平面平行的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流释放导线框,它由实线位置处下落到虚线位置处的过程中未发生转动,在此过程中A导线框中感应电流的方向依次为ACBAABCAACBAB导线框的磁通量为零时,感应电流却不为零C导线框所受安培力的合力方向依次为向上向下向上D导线框所受安培力的合力为零,做自
14、由落体运动25如图所示装置中,cd杆光滑且原来静止当ab杆做如下哪些运动时,cd杆将向右移动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26如图甲所示,等离子气流由左边连续以方向如图所示的速度v0射入P1和P2两金属板间的匀强磁场中,ab直导线与P1、P2相连接,线圈A与直导线cd连接线圈A内有如图乙所示的变化磁场,且磁场B的正方向规定为向左,如图甲所示则下列说法正确的是A01 s内ab、cd导线互相排斥B1 s2 s内ab、cd导线互相排斥C2 s3 s内ab、cd导线互相排斥D3 s4 s内ab、cd导线互相排斥27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
15、、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向左减速运动电磁感应二 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电源,导体的电阻相当于电源内阻(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法拉第电磁感应定律(1)内容:闭合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(2)公式:En.可能是B不变,线圈在垂直于磁场方向上的面积变化引起的=B可能是线圈不动,由于磁感应强度变化引起的=S关于
16、通过函数关系给出。如: ,其中的k就是通过Bt图像给出,图线的斜率就是 其中叫做磁通量的变化率,它是描述磁通量的变化快慢的物理量。(是单匝线圈产生的电动势) 是t图象上某点切线的斜率利用平均电动势可以求平均电流,在可以求出感应电量q=n注意: 用公式EnS求感应电动势时,S为线圈在磁场范围内的有效面积Bv3. 切割公式:,求出其垂直切割速度(1)公式EBlv的使用条件匀强磁场B、l、v三者相互垂直如不垂直,用公式EBlvsin 求解,为B与v方向间的夹角(2)“瞬时性”的理解:若v为瞬时速度,则E为瞬时感应电动势若v为平均速度,则E为平均感应电动势,即EBl.3切割的“有效长度”公式中的l为有
17、效切割长度,即导体在与v垂直的方向上的投影长度图中有效长度分别为:甲图:lsin ;乙图:沿v1方向运动时,l;沿v2方向运动时,l0.丙图:沿v1方向运动时,lR;沿v2方向运动时,l0;沿v3方向运动时,lR.4“相对性”的理解EBlv中的速度v是相对于磁场的速度,若磁场也运动,应注意速度间的相对关系注意:在这类问题中,谁切割磁感线,谁就是一个电源。4在闭合电路的部分导体切割磁感线产生电磁感应现象中导体总是在克服安培力作功,使其它形式的能转化为电能;克服安培力作了多少功,电路中就会产生多少电能。楞次定律和法拉第电磁感应定律是能的转化和守恒定律在电磁感应现象中的反映。机械能转化为电能是通过克
18、服磁场力做功而实现的,电能转化为机械能是通过磁力做功而实现的。电能转化为电热是通过电流流经电阻而实现的。例1如图甲所示,电阻不计,间距为l的平行长金属导轨置于水平面内,阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左端,另一阻值也为R的导体棒ef垂直放置在导轨上,ef与导轨接触良好,并可在导轨上无摩擦移动现有一根轻杆一端固定在ef中点,另一端固定于墙上,轻杆与导轨保持平行,ef、ab两棒间距为d.若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,且从某一时刻开始,磁感应强度B随时间t按图乙所示的方式变化(1)求在0t0时间内流过导体棒ef的电流的大小与方向;(2)求在t02t0时间内导体棒ef产生的热量;(3)1.
19、5t0时刻杆对导体棒ef的作用力的大小和方向训练1、如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n100,线圈面积S200 cm2,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4×104 WD前4 s内通过R的电荷量为4×104 C例2两足够长的平行金属导轨间的距离为L,导轨光滑且电阻不计,导轨所在的平面与水平面夹角为.在导轨所在空间内,分布磁感应强度为B、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场把一个质量
20、为m的导体棒ab放在金属导轨上,在外力作用下保持静止,导体棒与金属导轨垂直,且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻为R1,完成下列问题:(1)如图甲,金属导轨的一端接一个内阻为r的直流电源撤去外力后导体棒仍能静止,求直流电源电动势;(2)如图乙,金属导轨的一端接一个阻值为R2的定值电阻,撤去外力让导体棒由静止开始下滑,在加速下滑的过程中,当导体棒的速度达到v时,求此时导体棒的加速度;(3)求(2)问中导体棒所能达到的最大速度训练2、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
21、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sin 课后巩固:1、穿过某闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图1中所示,下列关于该回路中的感应电动势的论述,正确的是A图中,回路中产生的感应电动势恒定不变B图中,回路中产生的感应电动势一直在变大C图中,回路中在0t1时间内产生的感应电动势小于在t1t2时间内产生的感应电动势
22、D图中,回路中产生的感应电动势先变小后变大2、如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出,设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力,则在金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是A越来越大 B越来越小 C保持不变 D无法判断3、如图5所示,垂直纸面向外的匀强磁场的磁感应强度为B,在垂直于磁场方向的平面内,有一个长度为L的金属棒OP绕垂直于纸面的转动轴O沿逆时针方向以角速度匀速转动,试求金属棒OP转动时所产生的感应电动势的大小和方向4、如图所示,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,MN中产生的感
23、应电动势为E1;若磁感应强度增为2B,其他条件不变,MN中产生的感应电动势变为E2.则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1E2分别为Aca,21 Bac,21Cac,12 Dca,125、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电流,磁感应强度随时间的变化率的大小应为A. B. C. D.6、如图所示,正方形线框的左半侧处在
24、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v1向右匀速拉出,第二次以线速度v2让线框绕轴MN匀速转过90°,为使两次操作过程中,线框产生的平均感应电动势相等,则Av1v22 Bv1v22Cv1v212 Dv1v2217、如图所示,Q是单匝金属线圈,MN是一个螺线管,它的绕线方法没有画出,Q的输出端a、b和MN的输入端c、d之间用导线相连,P是在MN的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈若在Q所处的空间加上与环面垂直的变化磁场,发现在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态,则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能
25、是 D8、如图甲所示,电路的左侧是一个电容为C的电容器,电路的右侧是一个环形导体,环形导体所围的面积为S.在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示则在0t0时间内电容器A上极板带正电,所带电荷量为B上极板带正电,所带电荷量为C上极板带负电,所带电荷量为D上极板带负电,所带电荷量为9、一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在磁场中,如图3所示,线圈平面与磁场方向成60°角,磁感应强度随时间均匀变化,下列方法可使感应电流增加一倍的是A把线圈匝数增加一倍B把线圈面积增加一倍C把线圈半径增加一倍D改变线圈与磁场方向的夹角为另一定值×
26、5;××AB10、如图所示 ,A、B两闭合线圈为同样的导线绕制而成的,A为10匝,B为20匝,半径为,匀强磁场只分布在B线圈内。若磁场的磁感应强度均匀减小,则A.A中无感应电流 B.A、B中均无感应电流C.A、B中感应电动势之比为2:1 D.A、B中感应电流之比为1:2× ×× ×b··a11、如图所示,两个互连的金属环,粗金属环的电阻为细金属环电阻的二分之一。磁场垂直穿过粗金属环所在区域。当磁感强度随时间均匀变化时,在粗金属环内产生的感应电动势为E,则a、b两点间的电势差为A B C D 电磁感应练习三 1、如图
27、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v0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BLv0C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2、如图所示,两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置,间距为l1 m,cd间、de间、cf间分别接阻值为R10 的电阻一阻值为R10 的导体棒ab以速度v4 m/s匀速向左运动,导体棒与导轨接触良好,导轨所在平面存在磁感应强度大小为B0.5 T、方向竖直向下的匀强磁
28、场下列说法中正确的是A导体棒ab中电流的流向为由b到aBcd两端的电压为1 VCde两端的电压为1 VDfe两端的电压为1 V3、如图所示的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度匀速转动(O轴位于磁场边界)则线框内产生的感应电流的有效值为A. B.C. D.4、如图所示,两根相距为l的平行直导轨ab、cd.b、d间连有一定值电阻R,导轨电阻可忽略不计MN为放在ab和cd上的一导体杆,与ab垂直,其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于导轨所在平面(指向纸面内)现对
29、MN施力使它沿导轨以速度v做匀速运动令U表示MN两端电压的大小,则AUvBl BUvBl CUvBl DU2vBl5、如图所示,竖直平面内有一金属环,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连接的长度为2a、电阻为的导体棒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,则这时导体棒AB两端的电压大小为A.B.C.DBav6、如图所示,两光滑平行金属导轨间距为L,直导线MN垂直跨在导轨上,且与导轨接触良好,整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B.电容器的电容为C,除电阻R外,导轨和导线的电阻均不计现给导线M
30、N一初速度,使导线MN向右运动,当电路稳定后,MN以速度v向右做匀速运动时A电容器两端的电压为零B电阻两端的电压为BLvC电容器所带电荷量为CBLvD为保持MN匀速运动,需对其施加的拉力大小为7、如图所示,平行金属导轨与水平面间的倾角为,导轨电阻不计,与阻值为R的定值电阻相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度为B.有一质量为m、长为l的导体棒从ab位置获得平行于斜面、大小为v的初速度向上运动,最远到达ab位置,滑行的距离为s,导体棒的电阻也为R,与导轨之间的动摩擦因数为.则A上滑过程中导体棒受到的最大安培力为B上滑过程中电流做功发出的热量为mv2mgs(sin cos )C上滑过程中导体棒
31、克服安培力做的功为mv2D上滑过程中导体棒损失的机械能为mv2mgssin 8、如图所示,足够长的平行金属导轨倾斜放置,倾角为37°,宽度为0.5 m,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1 .一导体棒MN垂直导轨放置,质量为0.2 kg,接入电路的电阻为1 ,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为0.8 T将导体棒MN由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光,此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10 m/s2,sin 37°0.6)A2.5 m/s1 W B5 m/s1 W
32、C7.5 m/s9 W D15 m/s9 W9、如图甲所示,电阻不计且间距L1 m的光滑平行金属导轨竖直放置,上端接一阻值R2 的电阻,虚线OO下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场,现将质量m0.1 kg、电阻不计的金属杆ab从OO上方某处由静止释放,金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平已知杆ab进入磁场时的速度v01 m/s,下落0.3 m的过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示,g取10 m/s2,则A匀强磁场的磁感应强度为1 TB杆ab下落0.3 m时金属杆的速度为1 m/sC杆ab下落0.3 m的过程中R上产生的热量为0.2 JD杆ab下落0.3 m的过程中通过R的电
33、荷量为0.25 C10、在如图所示倾角为的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场,区域的磁场方向垂直斜面向上,区域的磁场方向垂直斜面向下,磁场的宽度均为L.一质量为m、电阻为R、边长为的正方形导体线圈,在沿平行斜面向下的拉力F作用下由静止开始沿斜面下滑,当ab边刚越过GH进入磁场时,恰好做匀速直线运动,下列说法中正确的有(重力加速度为g)A从线圈的ab边刚进入磁场到线圈dc边刚要离开磁场的过程中,线圈ab边中产生的感应电流先沿ba方向再沿ab方向B线圈进入磁场过程和离开磁场过程所受安培力方向都平行斜面向上C线圈ab边刚进入磁场 时的速度大小为D线圈进入磁场做匀速运动的过程中,拉力
34、F所做的功等于线圈克服安培力所做的功11、如图所示,在一匀强磁场中有一U形导线框abcd,线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直,R为一定值电阻,ef为垂直于ab的一根导体杆,它可以在ab、cd上无摩擦地滑动杆ef及线框中导线的电阻都可不计开始时,给ef一个向右的初速度,则Aef将减速向右运动,但不是匀减速Bef将匀减速向右运动,最后停止Cef将匀速向右运动Def将做往返运动12、一个刚性矩形铜制线圈从高处自由下落,进入一水平的匀强磁场区域,然后穿出磁场区域继续下落,如图所示,则A若线圈进入磁场过程是匀速运动,则离开磁场过程也是匀速运动B若线圈进入磁场过程是加速运动,则离开磁场过程也是加速运动C
35、若线圈进入磁场过程是减速运动,则离开磁场过程也是减速运动D若线圈进入磁场过程是减速运动,则离开磁场过程是加速运动13、在伦敦奥运会上,100 m赛跑跑道两侧设有跟踪仪,其原理如图3甲所示,水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L0.5 m,一端通过导线与阻值为R0.5 的电阻连接导轨上放一质量为m0.5 kg的金属杆,金属杆与导轨的电阻忽略不计匀强磁场方向竖直向下用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上,使杆运动当改变拉力的大小时,相对应的速度v也会变化,从而使跟踪仪始终与运动员保持一致已知v和F的关系如图乙(取重力加速度g10 m/s2)则A金属杆受到的拉力与速度成正比B该磁场的磁感应强
36、度为1 TC图线在横轴的截距表示金属杆与导轨间的阻力大小D导轨与金属杆之间的动摩擦因数0.414、一质量为m、电阻为r的金属杆ab,以初速度v0从一对光滑的平行金属导轨底端向上滑行,导轨平面与水平面成30°角,两导轨上端用一电阻R相连,如图5所示,磁场垂直斜面向上,导轨的电阻不计,金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v,则A向上滑行的时间小于向下滑行的时间B向上滑行的过程中电阻R上产生的热量大于向下滑行的过程中电阻R上产生的热量C向上滑行的过程中与向下滑行的过程中通过电阻R的电荷量相等D金属杆从开始上滑至返回出发点的过程中,电阻R上产生的热量为m(vv2) 电磁感应
37、练习四(图像问题) 1、如图所示,一个导体做成的矩形线圈,以恒定速率v运动,从无场区进入匀强磁场区,然后出来,若取逆时针方向为电流的正方向,那么图乙中所示的哪个图象能正确地表示回路中的电流随时间的函数关系:C2、如图所示的异形导线框,匀速穿过一匀强磁场区,导线框中的感应电流i随时间t变化的图象是(设导线框中电流沿abcdef为正方向):D3、如图所示,一宽40cm的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里。一边长为20cm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=20cm/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=0,在下列图线中,正确反
38、映感应电流强度随时间变化规律的是:C4、如图所示,边长为L、总电阻为R的正方形线框abcd放置在光滑水平桌面上,其bc边紧靠磁感应强度为B、宽度为2L、方向竖直向下的有界匀强磁场的边缘现使线框以初速度v0匀加速通过磁场,下列图线中能定性反映线框从开始进入到完全离开磁场的过程中,线框中的感应电流(以逆时针方向为正)的变化的是 5、如图所示,平行导轨左端串有定值电阻R,其它电阻不计匀强磁场的方向垂直于纸面向里原来静止的导体棒MN受水平向右的恒力F的作用而向右运动以下关于回路中感应电流I随时间变化规律的图象正确的是:C6、如图所示虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场,直角扇形导线框绕垂直于线框平面的
39、轴O以角速度匀速转动。设线框中感应电流的方向以逆时针为正方向,在下图中能正确描述线框从图示位置开始转动一周的过程中,线框内感应电流随时间变化情况的是:A7、一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内,磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里,如图所示,磁感应强度B随t的变化规律如图所示.以I表示线圈中的感应电流,以图129中线圈上箭头所示方向的电流为正,则图中的It图中正确的是:A8、图中两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈,ad与bc间的距离也为l。t=0时刻,bc边与磁场区域边界重合(如图)。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域
40、边界的方向穿过磁场区域。取沿abcda的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t变化的图线可能是:B甲乙ABCD9、A和B是两个大小相同的环形线圈,将两线圈平行共轴放置,如图甲所示,当线圈A 中的电流i1随时间变化的图象如图乙所示时,若规定两电流方向如图甲所示的方向为正方向,则线圈B中的电流i2随时间t变化的图象是图中的 10、一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中,设向里为磁感强度B的正方向,线圈中的箭头为电流I的正方向如右图所示已知线圈中感应电流I随时间变化的图像如图所示,则磁感强度B随时间变化的图像可能是下图中的那几个?11、如图所示,一个直角三角形金属框,向左匀速
41、穿过一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场仅限于虚线边界所围成的区域内,该区域的形状与金属框完全相同,且金属框的下边与磁场区域的下边在同一条直线上取顺时针方向为电流的正方向,金属框穿过磁场的过程中,感应电流i随时间t变化的图象是 A12、有一个边长为L的正方形线圈匀速通过图示的磁场区域,线圈里的电流以(逆时针为正方向)及线圈所受的安培力(向左为正方向)随时间的变化规律以下图中正确的是 自感与涡流 2014.12.221自感现象(1)概念:由于导体本身的电流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、形状
42、、匝数以及是否有铁芯有关2涡流当线圈中的电流发生变化时,在它附近的任何导体中都会产生感应电流,这种电流像水中的旋涡,所以叫涡流.3. 自感现象的理解(1)自感现象“阻碍”作用的理解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相反,阻碍电流的增加,使其缓慢地增加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相同,阻碍电流的减小,使其缓慢地减小线圈就相当于电源,它提供的电流从原来的IL逐渐变小(2)自感现象的四大特点自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化通过线圈中的电流不能发生突变,只能缓慢变化电流稳定时,自感线圈就相当于普通导体线圈的自感系数越大,自感现象越明显,自感电动势只是延
43、缓了过程的进行,但它不能使过程停止,更不能使过程反向(3)断电自感中,灯泡是否闪亮问题通过灯泡的自感电流大于原电流时,灯泡闪亮通过灯泡的自感电流小于等于原电流时,灯泡不会闪亮巩固练习:1关于线圈中的自感电动势的大小,下列说法正确的是A跟通过线圈的电流大小有关 B跟线圈中的电流变化大小有关C跟线圈中的磁通量大小有关 D跟线圈中的电流变化快慢有关2关于自感系数下列说法正确的是A其它条件相同,线圈越长自感系数越大B其它条件相同,线圈匝数越多自感系数越大C其它条件相同,线圈越细自感系数越大D其它条件相同,有铁芯的比没有铁芯的自感系数越大3. 如图所示的电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可
44、以忽略不计,下列说法中正确的是A合上开关S接通电路时,A2先亮A1后亮,最后一样亮 B合上开关S接通电路时,A1和A2始终一样亮abLRC断开开关S切断电路时,A2立即熄灭,A1过一会熄灭D断开开关S切断电路时,A1和A2都要过一会才熄灭4. 如图所示,a、b灯分别标有“36V 40W”和“36V 25W”,闭合电键调节R,能使a、b最终都正常发光。断开电键后重做实验:电键闭合后看到的现象是什么?再断开电键,又将看到什么现象?5如图所示,L为一个自感系数很大的自感线圈,开关闭合后,小灯能正常发光,那么闭合开关和断开开关的瞬间,能观察到的现象分别是A小灯逐渐变亮,小灯立即熄灭B小灯立即亮,小灯立
45、即熄灭C小灯逐渐变亮,小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭D小灯立即亮,小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭6如图所示,电阻R和电感线圈L的值都较大,电感线圈的电阻不计,A、B是两只完全相同的灯泡,当开关S闭合时,下面能发生的情况是AB比A先亮,然后B熄灭 BA比B先亮,然后A熄灭CA、B一起亮,然后A熄灭 DA、B一起亮,然后B熄灭7如图所示,电感线圈的电阻和电池内阻均可忽略不计,两个电阻的阻值都是R,电键K原来打开着,电流为I0,今合上电键将一电阻短路,于是线圈中有自感电动势产生,此时自感电动势A有阻碍电流的作用,最后电流由I0减小到零B有阻碍电流的作用,最后电流总小于I0C有阻碍电流增大的作用,因而电流
46、I0保持不变D有阻碍电流增大的作用,但电流最后还是增大到2I08如图所示,电路稳定后,小灯泡有一定的亮度,现将一螺线管等长的软铁棒沿管的轴线迅速插入螺线管内,判断在插入过程中灯泡的亮度变化情况为A变暗 B变亮 C不变 D无法判断9 如图所示的电路中,电源电动势E=6V,内电阻不计,L1、L2两灯均标有“6V,0.3A”,电阻R与电感线圈的直流电阻RL阻值相等,均为20试分析:S闭合和断开的瞬间,求L1、L2两灯的亮度变化。10.如图,L是自感系数较大的线圈,在滑动变阻器的滑动片P从B端迅速滑向A端的过程中,经过AB中点C时通过线圈的电流为I1 ;P从A端迅速滑向B端的过程中,经过C点时通过线圈
47、的电流为I2;P固定在C点不动,达到稳定时通过线圈的电流为I0。则 A、I1=I2=I0 B、I1>I0>I2 C、I1=I2>I0 D、I1<I0<I211.如下图所示,A和B是电阻为R的电灯,L是自感系数较大的线圈,当S1闭合、S2断开且电路稳定时,A、B亮度相同,再闭合S2,待电路稳定后将S1断开,下列说法中,正确的是( )AB灯立即熄灭 BA灯将比原来更亮一些后再熄灭C有电流通过B灯,方向为cd D有电流通过A灯,方向为baKSKS12如图、所示电路,电阻和自感线圈的电阻都很小,且小于灯S的电阻,接通K的短暂时间内,下面判断正确的是:A在电路中,S亮度减弱
48、B在电路中,S亮度不变C在电路中,S亮度不变D在电路中,S亮度减弱 13在上题中,接通K,使电路达到稳定,灯泡发光,下面判断正确的是:在电路中,断开K后,S将逐渐变暗在电路中,断开K后,S将先变得更亮,然后才变暗在电路中,断开K后,S将逐渐变暗在电路中,断开K后,S将先变得更亮,然后逐渐变暗A B C D14. 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,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
49、流I随时间t变化关系的是AC15如图所示电路中,电源电动势为E,线圈L的电阻不计以下判断正确的是A闭合S稳定后,电容器两端电压为EB闭合S稳定后,电容器的a极带正电C断开S后的很短时间里,电容器的a极板将带正电D断开S后的很短时间里,电容器的a极板将带负电16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C17如图所示为
50、新一代炊具电磁炉,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章末检测1如图所示,导线框abcd与通电直导线在同一平面内,两者彼此绝缘,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
51、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2边长为a的闭合金属正三角形框架,完全处于垂直于框架平面的匀强磁场中,现把框架匀速拉出磁场,如图2所示,则选项图中电动势、外力、外力功率与位移图象规律与这一过程相符合的是B3.如图所示,金属棒ab置于水平放置的金属导体框架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4如图甲所示,光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60°的斜向下的匀强磁场中,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作用下始终处于静止状态规定ab的方向为电流的正方向,水平向右的方向为
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