高中物理专题复习-电-磁-感-应

中学物理专题复习课件电磁感应电磁感应现象、感应电流方向的推断跟踪练习1如图所示，两个同心放置的共面单匝金属环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直放置，设穿过圆形a的磁通量为Φa，穿过圆形b的磁通量为Φb,已知两圆环的横截面积分别为Sa和Sb,且Sa<Sb,则穿过两圆环的磁通量大小关系为()A.Φa=ΦbB.Φa>Φb C.Φa<ΦbD.无法确定跟踪练习2如图所示，平面M的面积为S，垂直于匀强磁场B，求平面M由此位置动身绕与B垂直的轴转过60°和转过180°时磁通量的变更量.例1如图所示，当磁铁向铜环运动时，铜环的运动状况是()A.向右摇摆B.向左摇摆C.停止D.不能推断例2如图所示，在O点正下方有一个有界匀强磁场，铜环自A点处由静止释放向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，下列说法正确的是()A.A、B两点在同一水平线上B.A点高于B点C.A点低于B点D.铜环最终做等幅摇摆【例与练】如图所示，在通电直导线的正下方有矩形导线框，导线框在下列运动中能产生感应电流的是（）A．导线框在水平方向向右匀速运动B．导线框在水平方向向右加速运动C．导线框以直导线为轴旋转D．导线框向直导线靠近【例与练】如图所示，两个相同的闭合铝环套在一根无限长的光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环(未穿出)的过程中，两环的运动状况是：()A、同时向左运动，距离增大；B、同时向左运动，距离不变；C、同时向左运动，距离变小；D、同时向右运动，距离增大。SNvSNvA．a→G→bB．先a→G→b，后b→G→aC．b→G→aD．先b→G→a，后a→G→b【例与练】如图，一水平放置的圆形通电线圈1固定，电流强度为I，方向如图所示．另一个较小的圆形线圈2从1的正上方下落，在下落的过程中两线圈平面始终保持平行且共轴，则线圈2从1的正上方下落至1的正下方的过程中，从上向下看线圈2，应是()A．无感应电流产生B．有顺时针方向的感应电流C．有先顺时针后逆时针方向的感应电流D．有先逆时针后顺时针方向的感应电流【例与练】(2010·海南卷)一金属圆环水平固定放置．现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止起先释放．在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环()A．始终相互吸引B．始终相互排斥C．先相互吸引，后相互排斥D．先相互排斥，后相互吸引【例与练】在图所示装置中，是一个绕垂直于纸面的轴转动的闭合导线框，当滑线变阻器的滑片自左向右滑动时，线框的运动状况是：（）A、保持静止不动B、逆时针转动C、顺时针转动D、转动方向由电源极性确定【例与练】如图所示，在一蹄形磁铁两极之间放一个矩形线框abcd.磁铁和线框都可以绕竖直轴OO′自由转动．若使蹄形磁铁以某角速度转动时，线框的状况将是()A．静止B．随磁铁同方向转动C．沿与磁铁相反方向转动D．要由磁铁详细转动方始终确定【例与练】如图所示，进行以下操作，请推断R中的电流方向⑴突然闭合开关⑵突然断开开关⑶开关闭合后，P向左或向右滑动时。ARBARBPKA.环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小B.环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小C.环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的增大D.环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的增大【例与练】(2010上海单科)如图所示，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”)运动，并有________(填“收缩”或“扩张”)趋势．【例与练】如下图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放(各线框下落过程中不翻转)，则以下说法正确的是()A．三者同时落地B．甲、乙同时落地，丙后落地C．甲、丙同时落地，乙后落地D．乙、丙同时落地，甲后落地【例与练】如图所示，在光滑水平桌面上有两个金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁，当条形磁铁自由下落时，将会出现的状况是()A．两金属环将相互靠拢B．两金属环将相互分开C．磁铁的加速度会大于gD．磁铁的加速度会小于g【例与练】如右图所示，当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时，线圈C向右摇摆．则ab的运动状况是()A．向左或向右做匀速运动B．向左或向右做减速运动C．向左或向右做加速运动D．只能向右做匀加速运动【例与练】如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大导线圈M相连接．要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨中的裸金属棒ab的运动状况是(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【例与练】如右图所示，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的左边有一闭合电路，当PQ在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【例与练】如图所示，闭合的矩形金属框abcd的平面与匀强磁场垂直，现金属框固定不动而磁场运动，发觉ab边所受安培力的方向为竖直向上，则此时磁场的运动可能是()A．水平向右平动 B．水平向左平动C．竖直向上平动 D．竖直向下平动法拉第电磁感应定律跟踪练习1穿过某线圈的磁通量随时间变更的关系如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是()A.0~2sB.2~4sC.4~5sD.5~10s跟踪练习2如图所示为空间存在的磁场的磁感应强度B随时间t的变更规律(余弦)，在此空间内有一面积为S的正方形导线框与磁场垂直，则下列说法中正确的有()A.在零时刻和t2时刻，穿过线框的磁通量最大，磁通量的变更率也最大B.在t1时刻，穿过线框的磁通量为零，磁通量的变更率也是零C.在t1→t3时间内磁通量的变更率为D.以上说法均不正确例1如图所示，边长为a，电阻为R的正方形闭合线框ABCD在匀强磁场中绕AB边匀速转动，磁感应强度为B，初始时刻线框所在平面与磁感线垂直，经过时间t0转过120°角，求：(1)线框内感应电动势在t0时间内的平均值；(2)转过120°角时感应电动势的瞬间值；(3)转过120°角的过程中，通过线框横截面的电荷量.例2如图所示边长为l，具有质量的钢性正方形导线框abcd位于光滑水平面上，线框总电阻为R.虚线表示一匀强磁场区域的边界，宽为s(s>l)，磁感应强度为B，方向竖直向下.线框以v的初速度沿光滑水平面进入磁场，已知ab边刚进入磁场时通过导线框的电流为I0.试在i－x坐标上定性画出此后流过导线框的电流i随坐标位置x变更的图线.【例与练】穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变更的图象分别如下图①～④所示．下列关于回路中产生的感应电动势的论述中正确的是()A．图①中，回路产生的感应电动势恒定不变B．图②中，回路产生的感应电动势始终在变大C．图③中，回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～t2时间内产生的感应电动势图④中，回路产生的感应电动势先变小再变大【例与练】如下图所示，三个相同的金属圆环内存在不同的有界匀强磁场，虚线表示环的某条直径．已知全部磁场的磁感应强度随时间变更的关系都满意B＝kt，方向如图所示．测得A环中感应电流强度为I，则B环和C环内感应电流强度分别为()A．IB＝I，IC＝0 B．IB＝I，IC＝2IC．IB＝2I，IC＝2I D．IB＝2I，IC＝0【例与练】如图所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变更的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少．以下说法正确的是()A．电流变更的频率越高，焊缝处的温度上升得越快B．电流变更的频率越低，焊缝处的温度上升得越快C．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小D．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大【例与练】一个由电阻匀称的导线绕制成的闭合线圈放在匀强磁场中，如图所示，线圈平面与磁场方向成60°角，磁感应强度随时间匀称变更，用下列哪种方法可使感应电流增加一倍()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．变更线圈与磁场方向的夹角【例与练】(09年全国卷Ⅱ）如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面对里，大小随时间的变更率k为负的常量．用电阻率为ρ、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框．将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中．求：(1)导线中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变更率．法拉第电磁感应定律的应用例1如图所示，水平的平行虚线间距为d=50cm，其间有B=1.0T的匀强磁场.一个正方形线圈边长为l=10cm，线圈质量m=100g，电阻为R=0.020Ω.起先时，线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm.将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等.取g=10m/s2，求：(1)线圈进入磁场过程中产生的是电热Q;(2)线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度v;(3)线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值a.例2两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ab和cd，构成矩形回路，如图所示.两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计.在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B.设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行，起先时棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速v0.若两导体棒在运动中始终不接触，求：(1)在运动中产生的焦耳热最多是多少？(2)当ab棒的速度变为初速度的3/4时，cd棒的加速度是多少？【例与练】(2010·全国Ⅰ卷)某地的地磁场磁感应强度的竖直重量方向向下，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5mV B．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【例与练】如图所示，长为6m的导体AB在磁感应强度B＝0.1T的匀强磁场中，以AB上的一点O为轴，沿着顺时针方向旋转．角速度ω＝5rad/s，O点距A端为2m，求AB的电势差．【例与练】放在绝缘水平面上的两条平行导轨MN和PQ之间宽度为L，在MNQP间存在磁感应强度为B的匀强磁场，B的方向垂直于导轨平面，导轨左端接有阻值为R的电阻，其他部分电阻不计．导轨右端接一电容为C的电容器，长为2L的金属棒放在导轨上与导轨垂直且接触良好，其a端放在导轨PQ上．现将金属棒以a端为轴，以角速度ω沿导轨平面顺时针旋转90°角，如图所示，解答下列问题(设导轨长度比2L长得多)．(1)电阻R中流过的最大感应电流；(2)通过电阻R的总电量．自感现象跟踪练习1关于线圈中自感电动势的大小说法中正确的是()A.电感肯定时，电流变更越慢，电动势越大B.电感肯定时，电流变更越快，电动势越大C.通过线圈的电流为零的瞬间，电动势为零D.通过线圈的电流为最大值的瞬间，电动势最大跟踪练习2如图所示，为日光灯的工作电路.(1)开关S刚合上前，启动器D的静触片和动触片是(填接通的、断开的).(2)开关S刚合上时，220V电压加在.使灯发出红光.(3)日光灯启辉器断开瞬间，灯管两端电压220V(填大于、等于、小于).(4)日光灯正常发光时，启动器D的静触片和动触片(填接触、断开).例1如图所示的电路中有L1和L2两个完全相同的灯泡，线圈L的电阻忽视不计，下列说法中正确的是()A.闭合S时，L2先亮，L1后亮，最终一样亮B.断开S时，L2马上熄灭，L1过一会儿熄灭C.L1中的电流始终从a到bD.L2中的电流始终从c到d例2如右图所示，S是闭合的，流过线圈L的电流为i1，流过灯A的电流为i2，且i1>i2.在t1时刻将S断开，那么流过灯泡的电流随时间变更的图象是下图中的()【例与练】在如图所示的电路中，A、B是相同的两个灯泡，L是一个带铁芯的线圈，直流电阻可不计。调整R，电路稳定时两灯都正常发光，则在开关合上和断开时()

A.两灯同时点亮，同时熄灭

B.合上S时，B比A先达到正常发光状态

C.断开S时，A、B两灯都不会马上熄灭，通过A、B两灯的电流方向都与原来电流的方向相同

D.断开S时，A灯会突然闪亮一下后再熄灭电磁感应中的电路与图像问题方法图示方法图示【例与练】如图所示，两个相互连接的金属环用同样规格的导线制成，大环半径是小环半径的4倍，若穿过大环的磁场不变，小环中磁场变更率为k时，其路端电压为U；若小环中磁场不变，而大环中磁场变更率也为k时，其路端电压为多大？【例与练】如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.8T，竖直向下穿过水平放置的矩形线框MNQP，MN=PQ=2m，MP=NQ=1m，ab是用与线框相同的导线制成，它们单位长度的电阻R0=0.1/m，不计摩擦。ab杆从MP处起先以v=5m/s的速度向右匀速滑动。(1)关于ab杆两端的电势差的探讨：某同学认为：ab杆两端的电势差Uab就是路端电压，ab杆匀速切割磁感线时，感应电动势大小恒定，且内电阻r大小不变。当ab杆滑至线框正中间时，外电路电阻最大，此时，Uab有最大值，也即Uab的值是先变大后变小。你认为该同学的推断是否正确？若他推断错误，你重新分析，并确定Uab的大小。若他的推断正确，请算出Uab的最大值。(2)关于线框MNQP的电功率P的探讨：某同学认为：既然ab杆滑至线框正中间时，路端电压最大，此时线框MNQP的电功率P也最大，所以P的值是先变大后变小。你认为该同学的推断是否正确？请作出评价，并说明理由。(不须要定量计算)【例与练】如图矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面对里，磁感应强度B随时间变更的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列各图中正确的是()【例与练】如图1所示，虚线上方空间有匀强磁场，磁场方向垂直纸面对里，直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴O以角速度ω匀速逆时针转动。设线框中感应电流的方向以逆时针为正，线框处于图示位置时为时间零点。那么，在图2中能正确表明线框转动一周感应电流变更状况的是 （）【例与练】如图(甲)，MN和PQ是两根相互平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计．ab是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆．起先，将开关S断开，让杆ab由静止起先自由下落，过段时间后，再将S闭合，若从S闭合起先计时，则金属杆ab的速度v随时间t变更的图象不行能是图(乙)中的()【例与练】如图所示，在坐标系xOy中，有边长为a的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处．在y轴的右侧的Ⅰ、Ⅳ象限内有一垂直纸面对里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行．t＝0时刻，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域．取沿a→b→c→d→a的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i随时间t变更的图线是下图中的()【例与练】(07年全国卷Ⅱ)如图所示，在PQ、QR区域存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，bc边与磁场的边界P重合。导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从t＝0时刻起先线框匀速横穿两个磁场区域。以a→b→c→d→e→f为线框中电动势的正方向。以下四个E-t关系示意图中正确的是（）【例与练】如图(甲)所示，圆形金属框与一个平行金属导轨相连接，并置于水平桌面上．圆形金属框面积为S，内有垂直于线框平面的磁场，磁感应强度B1随时间t的变更关系如图(乙)所示，0～1s内磁场方向垂直线框平面对里．长为L，电阻为R的导体棒置于平行金属导轨上，且与导轨接触良好．导轨和导体棒处于另一匀强磁场中，其磁感应强度恒定为B2，方向垂直导轨平面对里．若不计其余各处的电阻，当导体棒始终保持静止时，其所受的静摩擦力f(设向右为力的正方向)随时间变更的图象为()【例与练】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，如图所示。有一变更的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变更规律如图所示。在t=0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/d电磁感应中的力学与能量问题动力学问题分析A．两种状态处理(a)静止或匀速直线运动状态．处理方法：依据平衡条件合外力等于零列式分析．（b）加速度不为零．处理方法：依据牛顿其次定律进行动态分析或结合功能关系分析．B．两大探讨对象及其相互制约关系C、电磁感应中的动力学临界问题（a）解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，找寻过程中的临界状态，如速度、加速度取最大值或最小值的条件．（b）基本思路是：能量转化问题A、动态分析B、能量转化特点C．电能求解思路主要有三种(a)利用克服安培力求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功．（b）利用能量守恒求解：其他形式的能的削减量等于产生的电能．(c)利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算．【例与练】(09·福建卷)如图所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中．一质量为m(质量分布匀称)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止起先沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)．设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g．则此过程()A．杆的速度最大值为B．流过电阻R的电量为C．恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变更量D．恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变更量【例与练】(2011年广州一模)如图，金属棒ab、cd与足够长的水平光滑金属导轨垂直且接触良好，匀强磁场垂直导轨所在的平面．ab棒在恒力F作用下向右运动，则()A.安培力对ab棒做正功B.安培力对cd棒做正功C.abdca回路的磁通量先增加后削减D.F做的功等于回路产生的总热量和系统动能增量之和【例与练】如图所示，有两根和水平面成α角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋于一个最大速度vm，则()A．假如B增大，vm将变大 B．假如α增大，vm将变大C．假如R增大，vm将变大 D．假如m变小，vm将变大【例与练】如图所示，平行且足够长的两条光滑金属导轨，相距0.5m，与水平面夹角为30°，不计电阻，广袤的匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度B＝0.4T，垂直导轨放置两金属棒ab和cd，长度均为0.5m，电阻均为0.1Ω，质量分别为0.1kg和0.2kg，两金属棒与金属导轨接触良好且可沿导轨自由滑动．现ab棒在外力作用下，以恒定速度v＝1.5m/s沿着导轨向上滑动，cd棒则由静止释放，试求：(g取10m/s2)(1)金属棒ab产生的感应电动势；(2)闭合回路中的最小电流和最大电流；(3)金属棒cd的最终速度．【例与练】如图所示，竖直平面内有足够长的金属导轨，轨距0.2m，金属导体ab可在导轨上无摩擦地上下滑动，ab的电阻为0.4Ω，导轨电阻不计，导轨ab的质量为0.2g，垂直纸面对里的匀强磁场的磁感应强度为0.2T，且磁场区域足够大，当ab导体自由下落0.4s时，突然接通电键K，则：(1)试说出K接通后，ab导体的运动状况(2)ab导体匀速下落的速度是多少？(g取10m/s2)【例与练】两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L,底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示.除电阻R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则()

A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g

B.金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b

C.金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为D.电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的削减【例与练】两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂干脆触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中．当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为