第九章第2单元法拉第电磁感应定律自感和涡流

电磁感应现象内阻闭合电路欧姆3．感生电场与感生电动势、动生电动势(1)感生电场：磁场变化时在周围空间激发出的

．(2)感生电动势：由

产生的感应电动势叫做感

生电动势．(3)动生电动势：由于

而产生的感应电动势叫做

动生电动势．导体运动电场感生电场变化率BlvBlvsinθl是指有效长度v是指切割磁场的速度(４)线圈在匀强磁场中匀速转动:Ｅ=nBSωcosωt（φ=0开始记时）1．下列说法正确的是(

)A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势

一定越大B．线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一

定越大C．线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动

势一定越大D．线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动

势越大答案：D1．如图9－2－4所示半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形图9－2－4面积．当磁感应强度以ΔB/Δt的变化率均匀变化时，线圈中产生感应电动势的大小是多少？φ=BS⊥——S是有效面积1．(2010·新课标全国卷)如图9－2－12所示，两个端面半径同为R的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．让图9－2－12铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为0.2R时铜棒中电动势大小为E1，下落距离为0.8R时电动势大小为E2.忽略涡流损耗和边缘效应．关于E1、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．E1>E2，a端为正B．E1>E2，b端为正C．E1<E2，a端为正D．E1<E2，b端为正答案：D如图所示，裸金属线组成滑框，ab可滑动，其电阻R0=0.5Ω，长L=0.3m串接电阻R=1Ω，匀强磁场，当ab以向右匀速运动过程中，求：（1）ab间感应电动势。（2）ab间的电压Uab。（3）保证ab匀速运动，所加外力F。（4）在2秒的时间内，外力功；ab生热Q；电阻R上生热。如图9－2－3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电阻R上的电流的平均值和通过电阻R的电荷量．求电量Q必须用平均电流5．如图9－2－2所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两根水平放置、相距L且足够长的平行金属导轨AB、CD，在导轨图9－2－2的A、C端连接一阻值为R的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为m，导轨和金属棒的电阻及它们间的摩擦不计，若用恒力F水平向右拉棒ab使之运动，求金属棒ab的最大速度．3．(2010·全国卷Ⅰ)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10－5T.一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2m/s.下列说法正确的是(

)A．电压表记录的电压为5mVB．电压表记录的电压为9mVC．河南岸的电势较高D．河北岸的电势较高答案：

BD在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，B＝0.2T，有一水平放置的光滑框架，宽度为L＝0.4m，如图9－2－7所示，框架图9－2－7上放置一质量为0.05kg、电阻为1Ω的金属杆cd，框架电阻不计．若杆cd以恒定加速度a＝2m/s2，由静止开始做匀变速运动，求：(1)在5s内平均感应电动势是多少？(2)第5s末回路中的电流多大？(3)第5s末作用在杆cd上的水平外力多大？分清求解感应电动势时用速度的平均值还是瞬时值．[答案]

(1)0.4V

(2)0.8A

(3)0.164N2．(2011·衢州模拟)如图9－2－8所示，一直导体棒质量为m、长为l、电阻为r，其两端放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上，并与之紧密接触；棒左侧两导轨之间连接一图9－2－8可控制的负载电阻(图中未画出)；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨所在平面．开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度v0.在棒的运动速度由v0减小至v1的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流I保持恒定．导体棒一直在磁场中运动．若不计导轨电阻，求此过程中导体棒上感应电动势的平均值．三、互感、自感和涡流1．互感现象两个互相靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的

会在另一个线圈中产生

的现象．互感现象可以把

由一个线圈传递到另一个线圈，变压器就是利用

现象制成的．2．自感现象由于线圈本身的

发生变化而在它本身激发出感应电动

势的现象．磁场感应电动势能量互感电流自感作用延缓了电路中电流的变化，使得在通电瞬间含电感的电路相当于断路；断电时电感线圈相当于一个电源，通过放电回路将储存的能量释放出来．自感大小圈数10－310－6例：制作精密电阻时，为了消除在使用中由于电流变化引起的自感现象。用电阻丝绕制电阻时采用如图所示的双线绕法。其道理是（

）A．电路中电流变化时，两根线中产生的自感电动势互相抵消B．电路中电流变化时，两根线中产生的自感电流相互抵消C．电路中电流变化时，两根线中电流产生的磁通量相互抵消D．以上说法均不正确4．在如图9－2－1所示的电路中，线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，

A，B是两个相同的灯泡，下列说法中正确的是(

)A．S闭合后，A，B同时发光且亮度不变B．S闭合后，A立即发光，然后又逐渐熄灭C．S断开的瞬间，A，B同时熄灭D．S断开的瞬间，A再次发光，然后又逐渐熄灭答案：

BD如图9－2－9所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．开关S从闭合状图9－2－9态突然断开时，下列判断正确的有(

)A．a先变亮，然后逐渐变暗B．b先变亮，然后逐渐变暗C．c先变亮，然后逐渐变暗D．b、c都逐渐变暗[答案]

AD3．(2010·江苏高考)如图9－2－10所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻图9－2－10断开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(

)

答案：B2．(2010·北京高考)在如图9－2－13所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈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，图9－2－13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L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图象是

(

)答案：B3．(2011·徐州模拟)如图9－2－15所示，A、B、C是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻很小的自感线圈．现将S闭合，下面说法正确的是(

)图9－2－15A．B、C灯同时亮，A灯后亮B．A、B、C灯同时亮，然后A灯逐渐变暗，最后熄灭C．A灯一直不亮，只有B灯和C灯亮D．A、B、C灯同时亮，并且亮暗没有变化答案：B4．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像

状的感应电流．5．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，安培力的方向总是

导体的运动的现象．6．电磁驱动如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到

的作用，

使导体运动起来，这种作用称为电磁驱动．交流电动机就是利用

的原理制成的．阻碍安培力安培力电磁驱动水的旋涡2．下列做法中可能产