第七講電磁感應(yīng)課件

第七講電磁感應(yīng)第七講電磁感應(yīng)1一、考點梳理一、考點梳理2穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。感應(yīng)電流的方向可以通過楞次定律或右手定則判斷。感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。電磁感應(yīng)中的力和運動關(guān)系（牛頓定律）、能量轉(zhuǎn)化及電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的圖像是高中物理的難點，也是高考的熱點。二、電磁感應(yīng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。二、電磁感3（09年上海物理）13．如圖，金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導(dǎo)軌上，在ef右側(cè)存在有界勻強磁場B，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下，在ef左側(cè)的無磁場區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)。當金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場左邊界ef處由靜止開始向右運動后，圓環(huán)L有_____（填收縮、擴張）趨勢，圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流______（填變大、變小、不變）。（09年上海物理）13．如圖，金屬棒ab置于水平放置的U形光4解析：由于金屬棒ab在恒力F的作用下向右運動，則acdb回路中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于紙面向外的磁場；隨著金屬棒向右加速運動，圓環(huán)的磁通量將增大，依據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)將有收縮的趨勢以阻礙圓環(huán)的磁通量將增大；由于金屬棒向右運動的加速度減小，單位時間內(nèi)磁通量的變化率減小，所以在圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不斷減小。解析：由于金屬棒ab在恒力F的作用下向右運動，則acdb回路5（09年山東卷）21．如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右勻速進入磁場，直徑CD始絡(luò)與MN垂直。從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止，下列結(jié)論正確的是A．感應(yīng)電流方向不變B．CD段直線始終不受安培力C．感應(yīng)電動勢最大值Em=BavD．感應(yīng)電動勢平均值（09年山東卷）21．如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉6解析：在閉合電路進入磁場的過程中，通過閉合電路的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向為逆時針方向不變，A項正確。根據(jù)左手定則或楞次定律可以判斷，受安培力向下，B項不正確。當半圓閉合回路進入磁場一半時，有效切割長度最大為a，這時感應(yīng)電動勢最大E=Bav，C項正確。感應(yīng)電動勢平均值，D項正確。正確選項ACD解析：在閉合電路進入磁場的過程中，通過閉合電路的磁通量逐漸增7（09年重慶卷）20．下圖為一種早期發(fā)電機原理示意圖，該發(fā)電機由固定的圓形線圈和一對用鐵芯連接的圓柱形磁鐵構(gòu)成，兩磁極相對于線圈平面對稱。在磁極繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動過程中，磁極中心在線圈平面上的投影沿圓弧XOY運動（O是線圈中心），則A．從X到O，電流由E經(jīng)G流向F，先增大再減小B．從X到O，電流由F經(jīng)G流向E，先減小再增大C．從O到Y(jié)，電流由F經(jīng)G流向E，先減小再增大D．從O到Y(jié)，電流由E經(jīng)G流向F，先增大再減?。?9年重慶卷）20．下圖為一種早期發(fā)電機原理示意圖，該發(fā)電8解析：磁極繞轉(zhuǎn)軸從X到O勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈平面的磁通量向上增大，根據(jù)楞次定律可知線圈中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，電流由F經(jīng)G流向E，又導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E＝BLv，導(dǎo)線處的磁感應(yīng)強度先增后減可知，感應(yīng)電動勢先增加后減小，則電流先增大再減小，AB項錯；磁極繞轉(zhuǎn)軸從O到Y(jié)勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈平面的磁通量向上減小，根據(jù)楞次定律可知線圈中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，電流由E經(jīng)G流向F，導(dǎo)線處的磁感應(yīng)強度先增后減，感應(yīng)電動勢E=BLv，先增加后減小，則電流先增大再減小，C項錯、D項對。正確選項D解析：磁極繞轉(zhuǎn)軸從X到O勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈平面的磁通量向上增9(06重慶理綜)21.兩根相距為L的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌如右圖所示放置,它們各有一邊在同一水平面內(nèi),另一邊垂直于水平面.質(zhì)量均為m的金屬細桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)均為μ,導(dǎo)軌電阻不計，回路總電阻為2R.整個裝置處于磁感應(yīng)強度大小為B，方向豎直向上的勻強磁場中當ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F作用下以速度V1沿導(dǎo)軌勻速運動時,cd桿也正好以速度V2向下勻速運動.重力加速度為g。以下說法正確的是LdFLabcB(06重慶理綜)21.兩根相距為L的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌如10A.ab桿所受拉力F的大小為μmg＋B2L2V1/2RB.cd桿所受摩擦力為零C.回路中的電流強度為BL(V1＋V2)/2RD.μ與V1大小的關(guān)系為μ＝2Rmg/B2L2V1LdFLabcBA.ab桿所受拉力F的大小為μmg＋B2L2V1/2RL11解析：

cd桿運動方向與磁感線平行，不切割磁場線；ab桿做切割磁場線的運動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLV1；由右手定則可判斷回路電流沿abdc方向，，所以C選項不正確；由左手定則，ab桿受水平向左的安培力；cd桿受水平向右的安培力。由于ab桿勻速運動，由此可知，水平向右的拉力F應(yīng)該和水平向左的摩擦力μmg與安培力平衡，即A選項正確；解析：cd桿運動方向與磁感線平行，不切割磁場線；ab桿做切12豎直方向cd桿受豎直向下的重力和豎直向上的摩擦力，由于cd桿向下做勻速運動，所受摩擦力等于重力mg，即故B選項不對，解得μ＝2Rmg/B2L2V1，所以D選項正確。正確選項AD正確選項AD13如圖所示，長L=0.80m、電阻r=0.30Ω、質(zhì)量m=0.10kg的金屬棒CD垂直放在水平導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌由兩條平行金屬桿組成，已知金屬桿表面光滑且電阻不計，導(dǎo)軌間距也是L，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好。量程為0~3.0A的電流表串接在一條導(dǎo)軌上，在導(dǎo)軌左端接有阻值R=0.50Ω的電阻，量程為0~1.0V的電壓表接在電阻R兩端，垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場向下穿過導(dǎo)軌平面?，F(xiàn)以向右恒定的外力F=1.6N使金屬棒向右運動,當金屬棒以最大速度v在導(dǎo)軌平面上勻速滑動時，觀察到電路中的一個電表正好滿偏，而另一個電表未滿偏。如圖所示，長L=0.80m、電阻r=0.30Ω、質(zhì)量m=0.14（1）試通過計算判斷此滿偏的電表是哪個表。（2）求磁感應(yīng)強度的大小。（3）在金屬棒CD達到最大速度后，撤去水平拉力F，求此后電阻R消耗的電能。（4）在金屬棒CD達到最大速度后，撤去水平拉力F，求此后通過電阻R的電量。（1）試通過計算判斷此滿偏的電表是哪個表。15解析：

（1）設(shè)電流表滿量程，則R兩端電壓為U=IR=1.5V,超過電壓表的量程，所以，滿量程的表不是電流表，而是電壓表。也可以設(shè)電壓表滿量程，則R上的電流等于I==2.0A，沒超過電流表量程，所以滿量程的表應(yīng)該是電壓表。（2）電壓表滿量程時電路的電流為I==2.0A根據(jù)安培力公式得F=BIL，解得B==1.0T解析：（1）設(shè)電流表滿量程，則R兩端電壓為U=IR=16（3）當安培力等于外力時金屬棒CD達到最大速度，其感應(yīng)電動勢為E，E=I(R+r)=1.6V設(shè)金屬棒的速度為v,則E=BLv,v==2.0m/s此時金屬棒的動能為Ek==0.20J，金屬棒停止運動時，該動能全部轉(zhuǎn)化為電阻

R、r的內(nèi)能根據(jù)Q=I2(R+r)t可知解得QR=0.125J（3）當安培力等于外力時金屬棒CD達到最大速度，其感應(yīng)電動勢17（4）CD達到最大速度后，撤去水平拉力F，CD棒在安培力的作用下減速至靜止，此過程中感應(yīng)電流逐漸減小。對CD在安培力的作用下減速至靜止過程，運用動量定理，有通過ac上的電量（4）CD達到最大速度后，撤去水平拉力F，CD棒在安18（09年安徽卷）20．如圖甲所示，一個電阻為R、面積為S的矩形導(dǎo)線框abcd，水平放置在勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向與ad邊垂直并與線框平面成45o角，o、o′分別是ab和cd邊的中點?，F(xiàn)將線框右半邊obco′繞oo′逆時針旋轉(zhuǎn)90o到圖乙所示位置。在這一過程中，導(dǎo)線中通過的電荷量是A．B．C．D．0（09年安徽卷）20．如圖甲所示，一個電阻為R、面積為S的矩19解析：對線框的右半邊（obco′）未旋轉(zhuǎn)時整個回路的磁通量。對線框的右半邊（obco′）旋轉(zhuǎn)90°后，穿進跟穿出的磁感線條數(shù)相等，如圖整個回路的磁通量，正確選項A解析：對線框的右半邊（obco′）未旋轉(zhuǎn)時正確選項A20（07年北京理綜）24．用密度為d、電阻率為ρ、橫截面積為A的薄金屬條制成邊長為L的閉合正方形框abb′a′。如圖所示，金屬方框水平放在磁極的狹縫間，方框平面與磁場方向平行。設(shè)勻強磁場僅存在于相對磁極之間，其他地方的磁場忽略不計?？烧J為方框的aa′邊和bb′邊都處在磁極間，極間磁感應(yīng)強度大小為B。方框從靜止開始釋放，其平面在下落過程中保持水平（不計空氣阻力）。（07年北京理綜）24．用密度為d、電阻率為ρ、橫截面積為A21⑴求方框下落的最大速度vm（設(shè)磁場區(qū)域在豎直方向足夠長）⑵當方框下落的加速度為g/2時,求方框的發(fā)熱功率P⑶已知方框下落的時間為t時，下落的高度為h，其速度為vt（vt<vm）。若在同一時間t內(nèi)，方框內(nèi)產(chǎn)生的熱與一恒定電流I0在該框內(nèi)產(chǎn)生的熱相同，求恒定電流I0的表達式。⑴求方框下落的最大速度vm（設(shè)磁場區(qū)域在豎直方向足夠長）22（1）方框質(zhì)量m=4LA?d,方框電阻方框下落速度為v時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

E=B