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文檔簡介
1、電磁感應(yīng)一、磁通量【例1】如圖所示,兩個同心放置的共面單匝金屬環(huán)a和b,一條形磁鐵穿過圓心且與環(huán)面垂直放置.設(shè)穿過圓環(huán)a的磁通量為a,穿過圓環(huán)b的磁通量為b,已知兩圓環(huán)的橫截面積分別為Sa和Sb,且SaSb,則穿過兩圓環(huán)的磁通量大小關(guān)系為A.a=b B.ab C.ab D.無法確定二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1、18411842年,焦耳和楞次先后各自獨立發(fā)現(xiàn)電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律。2、1820年,丹麥物理學(xué)家奧斯特電流可以使周圍的磁針偏轉(zhuǎn)的效應(yīng),稱為電流的磁效應(yīng)。3、1831年英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了由磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律電磁感應(yīng)現(xiàn)象;【例2】圖為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗裝置.(1)將圖中所
2、缺的導(dǎo)線補接完整.(2)如果在閉合電鍵時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下,那么合上電鍵后( )A.將原線圈迅速插入副線圈時,電流計指針向右偏轉(zhuǎn)一下B.將原線圈插入副線圈后,電流計指針一直偏在零點右側(cè)C.原線圈插入副線圈后,將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時,電流計指針向右偏轉(zhuǎn)一下D.原線圈插入副線圈后,將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時,電流計指針向左偏轉(zhuǎn)一下三、感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢四、感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件(1)文字該念性【例3】關(guān)于感應(yīng)電流,下列說法中正確的是( )A只要閉合電路里有磁通量,閉合電路里就有感應(yīng)電流 B穿過螺線管的磁通量發(fā)生變化時,螺線管內(nèi)部就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生 C線框不閉合時,即使穿過線框
3、的磁通量發(fā)生變化,線框也沒有感應(yīng)電流 D只要電路的一部分切割磁感線運動電路中就一定有感應(yīng)電流(2)圖象分析性【例4】金屬矩形線圈abcd在勻強磁場中做如圖6所示的運動,線圈中有感應(yīng)電流的是:【例5】如圖所示,在條形磁鐵的外面套著一個閉合彈簧線圈,若把線圈四周向外拉,使線圈包圍的面積變大,這時:A、線圈中有感應(yīng)電流 B、線圈中無感應(yīng)電流C、穿過線圈的磁通量增大 D、穿過線圈的磁通量減小二、感應(yīng)電流的方向?qū)愦味傻睦斫猓簭拇磐孔兓慕嵌葋砜矗袘?yīng)電流總是 ;從導(dǎo)體和磁體相對運動的角度來看,感應(yīng)電流總是要 ;從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度來看,產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程中 能通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化成 電能1、楞次定律
4、的第一種表述 “增反減同”【例6】在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,下列說法中正確的是( )A感應(yīng)電流的磁場總是跟原來的磁場方向相反B閉合線框放在變化的磁場中一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流C閉合線框放在勻強磁場中做切割磁感線運動時一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流D感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁通量的變化2、楞次定律的第二種表述之一 “來拒去留”abcdv××××××××××××××××【例7】如圖所示線框ABCD從有界的勻強磁場區(qū)域穿過,下列說法中正確的是( )A進入勻強磁場區(qū)域的
5、過程中,ABCD中有感應(yīng)電流B在勻強磁場中加速運動時,ABCD中有感應(yīng)電流C在勻強磁場中勻速運動時,ABCD中沒有感應(yīng)電流D離開勻強磁場區(qū)域的過程中,ABCD中沒有感應(yīng)電流3、楞次定律的第二種表述之二 “反抗”【例8】a、b兩個金屬圓環(huán)靜止套在一根水平放置的絕緣光滑桿上,如圖所示一根條形磁鐵自右向左向b環(huán)中心靠近時,a、b兩環(huán)將A兩環(huán)都向左運動,且兩環(huán)互相靠近B兩環(huán)都向左運動,且兩環(huán)互相遠離C兩環(huán)都向右運動,且兩環(huán)靠攏Da環(huán)向左運動,b環(huán)向右運動【例9】如圖所示,通電螺線管置于閉合金屬環(huán)a的軸線上,當螺線管中電流I減少時 ( )A、環(huán)有縮小的趨勢以阻礙原磁通量的減小B、環(huán)有擴大的趨勢以阻礙原磁
6、通量的減小C、環(huán)有縮小的趨勢以阻礙原磁通量的增大D、環(huán)有擴大的趨勢以阻礙原磁通量的增大4、右手定則5、比較電勢的高低【例10】如圖所示,螺線管中放有一根條形磁鐵,當磁鐵突然向左抽出時,A點的電勢比B點的電勢 ;當磁鐵突然向右抽出時,A點的電勢比B點的電勢 。 三、法拉第電磁感應(yīng)定律1、兩個公式的應(yīng)用(弄清兩組概念)(1)感生電動勢與動生電動勢;(2)平均電動勢與瞬時電動勢A'O【例11】如下圖所示,銅桿OA長為L, 在垂直于勻強磁場的平面上繞O點以角速度勻速轉(zhuǎn)動,磁場的磁感應(yīng)強度為B,求桿OA兩端的電勢差,并分析O、A兩點電勢的高低。四、法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用1、基本概念【例12】如
7、圖所示,將邊長為l、總電阻為R的正方形閉合線圈,從磁感強度為B的勻強磁場中以速度v勻速拉出過程中(磁場方向垂直線圈平面)(1)所用拉力F (2)拉力F做的功W (3)拉力F的功率PF (4)線圈放出的熱量Q (5)線圈發(fā)熱的功率P熱 (6)通過導(dǎo)線截面的電量q 上題中,用一個平行線框的力將此線框勻速地拉進磁場。設(shè)第一次速度為v,第二次速度為2 v,則(7)兩次拉力大小之比為F1:F2=_ _,(8)拉力做的功之比為W1:W2=_ _,(9)拉力功率之比為P1:P2=_ _,(10)流過導(dǎo)線橫截面的電量之比為q1:q2=_ _2、等效電路及電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題【例13】如圖所示,長為L的金屬棒
8、ab與豎直放置的光滑金屬導(dǎo)軌接觸良好(導(dǎo)軌電阻不計),勻強磁場中的磁感應(yīng)強度為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面,金屬棒無初速度釋放,釋放后一小段時間內(nèi),金屬棒下滑的速度逐漸 ,加速度逐漸 。 電磁感應(yīng)與磁場、導(dǎo)體的受力以及運動相結(jié)合的綜合題目,題中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象、力現(xiàn)象相互聯(lián)系而又相互制約,其關(guān)系如下這類題目綜合程度高,涉及的知識面廣,解題時可將問題分解為電學(xué)和力學(xué)兩部分,其應(yīng)對思路分別為電學(xué)部分:一是將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分電路等效為電源,如果電路中有幾個這樣的電源,要看清楚它們的串、并聯(lián)關(guān)系;二是分清內(nèi)外電路,利用閉合電路的歐姆定律(或部分電路歐姆定律)解決個電學(xué)量之間的關(guān)系。力學(xué)部分:分析通電導(dǎo)體
9、的受力情況,應(yīng)用牛頓定律、動能定理、動量定理或動量守恒定律、解械能守恒定律等解決力學(xué)量之間的關(guān)系。解本類題,一般可依據(jù)“力的觀點”解題,也可依據(jù)“能的觀點”解題。大家應(yīng)該特別熟練。本題需要注意的問題有:一是要理解“最終速度”的含義;二是要注意,安培力對于每一根金屬桿來講是外力,而對于、組成的系統(tǒng)而言則成了內(nèi)力。【例14】如圖所示,電阻為R的矩形線圈abcd,邊長ab=L,bc=h,質(zhì)量為m。該線圈自某一高度自由落下,通過一水平方向的勻強磁場, 磁場區(qū)域的寬度為h,磁感應(yīng)強度為B。若線圈恰好以恒定速度通過磁場,則線圈全部通過磁場所用的時間為多少? 【例15】豎直放置的光滑U形導(dǎo)軌寬0.5m,電阻
10、不計,置于很大的磁感應(yīng)強度是1T的勻強磁場中,磁場垂直于導(dǎo)軌平面,如圖18所示,質(zhì)量為10g,電阻為1的金屬桿PQ無初速度釋放后,緊貼導(dǎo)軌下滑(始終能處于水平位置)。問:(1)到通過PQ的電量達到0.2c時,PQ下落了多大高度?(2)若此時PQ正好到達最大速度,此速度多大? (3)以上過程產(chǎn)生了多少熱量?【例16】如圖所示,固定于水平絕緣平面上的粗糙平行金屬導(dǎo)軌,垂直于導(dǎo)軌平面有一勻強磁場。質(zhì)量為m的金屬棒cd垂直放在導(dǎo)軌上,除電阻R和金屬棒cd的電阻r外,其余電阻不計;現(xiàn)用水平恒力F作用于金屬棒cd上,由靜止開始運動的過程中,下列說法正確的是:A、水平恒力F對cd棒做的功等于電路中產(chǎn)生的電能
11、B、只有在cd棒做勻速運動時, F對cd棒做的功才等于電路中產(chǎn)生的電能C、無論cd棒做何種運動,它克服安培力所做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能D、R兩端的電壓始終等于cd棒中的感應(yīng)電動勢的值【例17】如圖甲所示,兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為的絕緣斜面上,兩導(dǎo)軌間距為L.M、P兩點間接有阻值為R的電阻.一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直.整套裝置處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直斜面向下.導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略.讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑,導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好,不計它們之間的摩擦.(1)由b向a方向看到的裝置如圖乙所示,請在此圖中畫出ab桿下
12、滑過程中某時刻的受力示意圖.(2)在加速下滑過程中,當ab桿的速度大小為v時,求此時ab桿中的電流及其加速度的大小.(3)求在下滑過程中,ab桿可以達到的速度最大值. 【例18】如圖所示,在水平臺面上鋪設(shè)兩條很長但電阻可忽略的平行導(dǎo)軌MN和PQ,導(dǎo)軌間寬度L=0.50 m.水平部分是粗糙的,置于勻強磁場中,磁感應(yīng)強度B=0.60 T,方向豎直向上.傾斜部分是光滑的,該處沒有磁場.直導(dǎo)線a和b可在導(dǎo)軌上滑動,質(zhì)量均為m=0.20 kg,電阻均為R=0.15.b放在水平導(dǎo)軌上,a置于斜導(dǎo)軌上高h=0.050 m處,無初速釋放.設(shè)在運動過程中a、b間距離足夠遠,且始終與導(dǎo)軌MN、PQ接觸并垂直,回路
13、感應(yīng)電流的磁場可忽略不計.求:(1)由導(dǎo)線和導(dǎo)軌組成回路的感應(yīng)電流最大值是多少?(2)如果導(dǎo)線與水平導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)=0.10,當導(dǎo)線b的速度達到最大值時,導(dǎo)線a的加速度多大?(3)如果導(dǎo)線與水平導(dǎo)軌間光滑,回路中產(chǎn)生多少焦耳熱?3、自感要求知道什么是自感,掌握自感現(xiàn)象中線圈中電流的變化,知道線圈的自感系數(shù),知道自感電動勢與哪些因素有關(guān)系。【例19】如圖所示的電路(a)、(b)中,電阻R和自感線圈L的電阻值都很小接通S,使電路達到穩(wěn)定,燈泡A發(fā)光 A在電路(a)中,斷開S,A將漸漸變暗B在電路(a)中,斷開S,A將先變得更亮,然后漸漸變暗C在電路(b)中,斷開S,A將漸漸變暗D在電路(b)中
14、,斷開S,A將先變得更亮,然后漸漸變暗【例20】如圖所示是日光燈的結(jié)構(gòu)示意圖,若按圖示的電路連接,關(guān)于日光燈發(fā)光的情況,下列敘述中正確的是A.S1接通,S2、S3斷開,日光燈就能正常發(fā)光B.S1、S2接通,S3斷開,日光燈就能正常發(fā)光C.S3斷開,接通S1、S2后,再斷開S2,日光燈就能正常發(fā)光D.當日光燈正常發(fā)光后,再接通S3,日光燈仍能正常發(fā)光4、渦流要求知道什么是渦流,知道電磁阻尼和電磁驅(qū)動,知道渦流的危害和應(yīng)用【例21】電磁爐(或電磁灶)是采用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生渦流加熱的, 它利用變化的電流通過線圈產(chǎn)生變化的磁場,當變化的磁場通過含鐵質(zhì)鍋的底部時, 即會產(chǎn)生無數(shù)之小渦流,使鍋體本身自行高速升溫,然后再加熱鍋內(nèi)食物。 電磁爐工作時產(chǎn)生的電磁波,完全被線圈底部的屏蔽層和頂板上的含鐵質(zhì)鍋所吸收, 不會泄漏,對人體健康無危害。關(guān)于電磁爐,以下說法中正確的是:A、 電磁爐是利用變化的磁場在食物中產(chǎn)生渦流對食物加熱的B、 電磁爐是利用變化的磁場產(chǎn)生渦流,使含鐵質(zhì)鍋底迅
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