电磁感应经典习题

电磁感应电磁感应现象磁生电的现象条件磁通量发生变化电路闭合感应电流的方向楞次定律右手定则感应电动势的大小法拉第电磁感应定律E＝BLV互感、自感和涡流第九章电磁感应一、电磁感应1、当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就有电流产生的现象叫做电磁感应现象电磁感应中产生的电流叫感应电流

电磁感应中产生的电动势的电动势叫感应电动势

2、产生感应电流的条件：闭合电路的磁通量发生了变化××××××××××××××××CFEDBV二、感应电流方向1、内容：2、注意：感应电流的磁场对原磁场的磁通量变化是“阻碍”，绝不是“阻止”；（一）、楞次定律感应电流具有这样的方向，感应电流产生的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化3、楞次定律的进一步表述感应电流的所有效果都要阻碍磁通量的变化感应电流产生的磁场阻碍原磁场的磁通量变化受到的安培力阻碍磁通量的变化部分电路的运动阻碍磁通量的变化1、如图1所示，当变阻器滑片向右移动时，用细线吊着的金属环的电流方向？金属环如何运动？金属环有收缩还是扩大的趋势？B0Φ0变化感应电流的磁场方向应用楞次定律感应电流的方向应用右手螺旋定则2、如图所示，一闭合的铜环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落，空气阻力不计，则圆环的运动过程中，下列说法正确的是()A.圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时大于gB.圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时小于gC.圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时等于gD.圆环在磁铁的上方时，加速度大于g，在下方时小于g

3、如图所示，圆形线圈的一半位于匀强磁场中，当线圈由图示位置开始运动时，弧acb受到向右的磁场力，则线圈的运动可能是（）A、向左平动B、向右平动（线圈未全部进入磁场）C、以直径ab为轴转动（不超过90°）D、以直径cd为轴转动（不超过90°）×××××××××adcbB4、如图，通电直导线旁边有一个与导线在同一平面内的线框，在线框运动过程中产生了顺时针方向的感应电流，问:直导线的电流的大小如何变？线框在向哪个方向运动？5.固定在水平面上的U形金属架处于竖直方向的匀强磁场中，框架上置一根金属杆ab，不计阻力，则A.若磁场方向竖直向上并增大，则杆ab将向左移动B.若磁场方向竖直向上并减小，则杆ab将向左移动C.若磁场方向竖直向下并增大，则杆ab将向右移动D.若磁场方向竖直向下并减小，则杆ab将向右移动abAD4、电磁感应中的能量转化问题GGGGNSNSNSNS有电能产生，同时就要消耗其他能在电磁感应过程中能量守恒二、右手定则××××××××××××GvI1、伸开右手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿入掌心，并使拇指指向导线运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。左手定则与右手定则的区别及联系F××××××××××××GvI左手定则右手定则定则因结果内因外因磁场电流受安培力磁场运动产生电流2、说明：注意应用右手定则时的因果关系，区分左手定则与右手定则在匀强磁场中，放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相连，如图所示，导轨上放一根直线ab，磁感线垂直导轨所在的平面，欲使M所包围的小闭合线圈N所产生顺时针方向的感应电流，则导线ab的运动可能是（）A.匀速向右运动B.加速向右运动C.减速向右运动D.加速向左运动MNabB总结一、楞次定律１.内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化增反减同２.表述二：感应电流的效果总是阻碍导体和引起感应电流的磁体间的相对运动来拒去留二、右手定则１.内容：伸开右手，让大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线从手心垂直进入，大拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向。２.目的：判断感应电流的方向三、安培定则、左手定则、右手定则的综合应用基本现象应用的定则因果关系安培定则左手定则右手定则部分导体切割磁感线运动运动电荷、电流产生的磁场磁场对运动电荷、电流的作用因电而生磁（Ｉ→Ｂ）因电而受力（Ｉ、Ｂ→Ｆ安）因动而生电（Ｖ、Ｂ→Ｉ安）第2课时法拉第电磁感应定律自感一．法拉第电磁感应定律：(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势．感生电动势：由磁场改变产生的感应电动势．动生电动势：由于导体运动而产生的感应电动势．(2)内容：电路中感应电动势大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比．(3)公式：(4)注意：①有感应电动势不一定有感应电流，有感应电流必定有感应电动势。②E的决定仅与nΔΦ／Δt（变化率）有关．③公式只表示感应电动势的大小，不涉及方向．④若B变化：；若S在变化：⑤公式仅适合用平均感应电动势。(5)部分导体切割磁感线感应电动势的大小：E=BLV．①方向：右手定则或楞次定律②适用条件：B、L、V三垂直BlvBlvθBvBvBBvvBBvv1.如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化.下列说法正确的是A.当磁感应强度增加时,线框中的感应电流可能减小B.当磁感应强度增加时,线框中的感应电流一定增大C.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流一定增大D.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流可能不变AD问题一：感应电动势由什么因素决定？例1：转动轴与磁感线平行,如图所示,磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外,长L的金属棒Oa以O为轴在该平面内以角速度ω逆时针匀速转动,求金属棒中的感应电动势.注意：其中的速度v应该是平均速度。问题二：转动切割产生的感应电动势2.如图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中,绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,则通过电阻R的电流的大小和方向是(金属圆盘的电阻不计)A.由c到d,I=Br2ω/RB.由d到c,I=Br2ω/RC.由c到d,I=Br2ω/(2R)D.由d到c,I=Br2ω/(2R)D3.在图所示的四个情景中，虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。A、B中的导线框为正方形，C、D中的导线框为直角扇形。各导线框均绕轴O在纸面内匀速转动，转动方向如箭头所示，转动周期均为T。从线框处于图示位置时开始计时，以在OP边上从P点指向O点的方向为感应电流i的正方向。则在图2所示的四个情景中，产生的感应电流i随时间t的变化规律如图所示的是C问题三：感应电荷量BF例：如图所示,导线全部为裸导线半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场,磁感应强度为B,一根长度大于2r的导线MN以速率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电阻R上的电流的平均值和通过电阻R的电荷量.二.自感：（一）通电时的自感现象现象：S接通瞬间A1总比A2滞后一段时间亮。稳定后两灯一样亮。（二）断电时的自感现象现象：①电路闭合灯A发光微弱。②断开S瞬间，灯A闪亮一下熄灭5.处理方法：接通时：L看成断路稳定时：L看成纯电阻断开时：L看成电源(产生的电流总略小于原电流)1.自感电动势：由于导体本身的电流发生变化，而产生电动势。3.方向：总是阻碍导体中原来电流的变化。（增反减同）2.实质：电磁感应现象。方法：楞次定律4.大小：E=NΔφ/ΔtE=LΔI/ΔtL——自感系数，大小由线圈本身性质决定，亨利（H）如图所示的电路中，A1、A2是完全相同的灯泡，线圈L的自感系数较大，它的电阻与定值电阻R相等。下列说法正确的是（）A．闭合开关S，A1先亮、A2后亮，最后它们一样亮B．闭合开关S，A1、A2始终一样亮C．断开开关S，A1、A2都要过一会才熄灭D．断开开关S，A2立刻熄灭，A1过一会才熄灭CLL2L1s例2、如图所示，L是自感系数足够大的电感，其直流电阻为零，L1、L2是两个相同的小灯泡，分析将开关S合上和断开瞬间产生的现象？如图是用电流传感器(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，其直流电阻值也为R.图是某同学画出的在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()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BC答案ABD如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.3m。导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R=0.4Ω。导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.2Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示。(1）试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小；(2）求第2s末外力F的瞬时功率；(3）如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功为0.3J，求回路中定值电阻R上产生的焦耳热是多少。a=1m/s2

P=0.35W如图所示，M1N1、M2N2是两根处于同一水平面内的平行导轨，导轨间距离是d=0.5m，导轨左端接有定值电阻R=2Ω，质量为m=0.1kg的金属滑块垂直于导轨，可在导轨上左右滑动并与导轨有良好的接触，滑动过程中滑块与导轨间的摩擦力恒为f=1N，滑块用绝缘细线与质量为M=0.2kg的重物连接，细线跨过光滑的定滑轮，整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度是B=2T，将滑块由静止释放。设导轨足够长，磁场足够大，M未落地，且不计导轨和滑块的电阻。g=10m/s2，求：(1）滑块能获得的最大动能(2）滑块的加速度为a=2m/s2时的速度(3）设滑块从开始运动到获得最大速度的过程中，电流在电阻R上所做的电功是w=0.8J，求此过程中滑块滑动的距离EK=0.2JV=0.8m/sx=1.4m如图所示，光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距d,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为l的匀强磁场，磁感应强度大小为B.一质量为m，电阻为r的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距l0.现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计)．求：(1)棒ab在离开磁场右边界时的速度；(2)棒ab通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能；(3)棒ab通过磁场区域的过程中通过电阻R的电荷量如图所示，一正方形平面导线框abcd位于竖直平面内,经一条不可伸长的绝缘轻绳与砝码相连,并使其张紧处于静止状态,线框上方的一区域内有方向垂直于线框平面向里的匀强磁场.磁场区域的上、下边界与线框的ab、cd边平行，从某一位置释放线框和砝码系统，使线框ab边刚进入磁场时就开始做匀速运动．已知线框边长l＝0.20m，磁场区域的宽度为h＝1.10m，线框质量m1＝0.10kg，电阻R＝0.10Ω，砝码质量m2＝0.14kg，磁感应强度B＝1.0T．轻绳绕过两等高的轻滑轮，不计绳与滑轮间的摩擦和空气阻力，重力加速度取g＝10m/s2.试求：(1)线框做匀速运动的速度大小；(2)当线框ab边刚穿出磁场上边界时轻绳上的弹力大小．答案

(1)1m/s

(2)1.63N相距L＝1.5m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m1＝1kg的金属棒ab和质量为m2＝0.27kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图(a)所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下,两处磁场磁感应强度大小相同.ab棒光滑，cd棒与导轨间动摩擦因数为μ＝0.75，两棒总电阻为1.8Ω，导轨电阻不计．ab棒在方向竖直向上、大小按图(b)所示规律变化的外力F作用下，从静止开始沿导轨匀加速运动，同时cd棒也由静止释放．(1)指出在运动过程中ab棒中的电流方向和cd棒受到的安培力方向(2)求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度大小；(3)已知在2s内外力F做功40J，求这一过程中，两金属棒产生的总焦耳热；(4)判断cd棒将做怎样