高中物理知識(shí)點(diǎn)總結(jié)：電磁感應(yīng)

高中物理知識(shí)點(diǎn)總結(jié)：電磁感應(yīng)一.本周教學(xué)內(nèi)容:電磁感應(yīng)(1)楞次定律:感應(yīng)電流具有這樣的方向，就是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量變化。阻礙:磁通量增加時(shí)(感應(yīng)電流磁場(chǎng)要削弱磁通量增加)，B感與B原反向。磁通量減少時(shí)(感應(yīng)電流磁場(chǎng)要補(bǔ)充磁通量)，B感與B原同向。簡(jiǎn)單記憶:增反減同。(2)判斷步驟:(4)符合能量守恒:3.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):4.電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化:作用在桿上的安培力例2.如圖2所示，MN、PQ是兩根足夠長(zhǎng)的固定平行金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為α，在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。在導(dǎo)軌的M、P端連接一個(gè)阻值為R的電阻，一根垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab，質(zhì)量為m，從靜止釋放沿導(dǎo)軌下滑。金屬棒ab下滑過(guò)程中的最大速度是多少,ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻不計(jì)。圖2解析:ab下滑做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向及受力如圖3所示。圖3例3.(2001年春季高考)兩根足夠長(zhǎng)的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為l。導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd，構(gòu)成矩形回路，如圖4所示。兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m，電阻皆為R，回路中其余部分的電阻可不計(jì)。在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦地滑行。開(kāi)始時(shí)，棒cd靜止，棒ab有指向棒cd的初速度v0(見(jiàn)圖)。若兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)中始終不接觸，求:圖4(1)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的焦耳熱最多是多少,此時(shí)cd棒所受的安培力F=IBl圖5(1)微粒帶何種電荷,電量是多少,(2)外力的機(jī)械功率和電路中的電功率各是多少,解析:MN右滑時(shí)，(2)MN和IP兩導(dǎo)線所受安培力均為圖6圖7解析:穿過(guò)螺線管磁通量均勻增加，螺線管中感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向向左，感應(yīng)電流從b流向a，a端電勢(shì)高于b端電勢(shì)。把螺線管視為電源，由閉合電路歐姆定律可求出通過(guò)螺線管回路電流，從而求出R2消耗電功率及a、b兩點(diǎn)電勢(shì)。由圖，螺線管中磁感強(qiáng)度B均勻增加，通過(guò)螺線管回路的電流強(qiáng)度電阻R2上消耗功率:例6.如圖8所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m、總電阻為R的正方形閉合導(dǎo)線框abcd，用細(xì)繩系住ba邊的中點(diǎn)，繩的另一端跨過(guò)滑輪與一質(zhì)量為M(M>m)的重物相連，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)在豎直方向有明顯的上、下邊界，讓重物帶動(dòng)線框上升，使abcd平面垂直于B，線框在穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，若摩擦阻力不計(jì)，求:(1)磁場(chǎng)在豎直方向上的寬度。(2)線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度。(3)線框中產(chǎn)生的電能。圖8解析:線框在勻速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中，受重力、安培力和繩的拉力，根據(jù)平衡條件，可以求出線框的運(yùn)動(dòng)速度。取重物、線框?yàn)槲矬w系統(tǒng)，在線框穿過(guò)磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)克服安培力做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，從能量轉(zhuǎn)化和守恒定律求解線框所產(chǎn)生的電能。(1)磁場(chǎng)在豎直方向的寬度應(yīng)和正方形線框的邊長(zhǎng)相等。(3)線框穿過(guò)磁場(chǎng)上升2L，重物M下降2L，系統(tǒng)機(jī)械能的減少量:例7.如圖9所示，電路(a)、(b)中，電阻R和自感線圈的電阻都很小而且電阻的大小也相近。接通開(kāi)關(guān)K，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡S發(fā)光。則()圖9A.在電路(a)中，斷開(kāi)K，燈泡S將逐漸變暗B.在電路(a)中，斷開(kāi)K，燈泡S將先閃亮一下，再漸漸變暗C.在電路(b)中，斷開(kāi)K，燈泡S將漸漸變暗D.在電路(b)中，斷開(kāi)K，燈泡S將先閃亮，然后漸漸變暗解析:接通K后，由于電阻R與線圈電阻都很小且接近，根據(jù)并聯(lián)的分流作用可知，電路(a)中通過(guò)線圈L的電流I1小于通過(guò)R的電流I2，而電路(b)中通過(guò)線圈L的電流I’1遠(yuǎn)大于通過(guò)燈S的電流I’2。斷開(kāi)K時(shí)，電路(a)中線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，與電阻R和燈S組成回路，使回路中電流I1逐漸減小至零。所以燈S是漸漸變暗的。電路(b)中，K斷開(kāi)時(shí)，線圈L中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)要阻礙原來(lái)的電流I’1減小，它與燈S和電阻組成閉合回路，回路中電流方向是順時(shí)針的，電流從I’1漸漸減小為零。可見(jiàn)，斷開(kāi)K后，電路(b)中原來(lái)通過(guò)燈S的電流I’2立刻消失，而由自感電動(dòng)勢(shì)提供的電流I’1從右至左流過(guò)燈S，然后再逐漸減小為零，所以燈S是先變亮(閃亮)，后變暗。答案:A、D。【模擬試題1.(全國(guó)II?云甘貴渝川理綜，16)如圖，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的N極朝下。當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)(但未插入線圈內(nèi)部)A.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互吸引B.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互排斥C.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互吸引D.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互排斥2.(海淀)如圖甲所示，長(zhǎng)直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi)，長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示。在0-T/2時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線中電流向上，則在T/2-T時(shí)間內(nèi)，線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力情況是()4.(遼寧綜合，34)如圖所示，兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、cd、b、d間連有一固定電阻R，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)。MN為放在ab和cd上的一導(dǎo)體桿，與ab垂直，其電阻也為R。整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面(指向圖中紙面內(nèi))?，F(xiàn)對(duì)MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v(如圖)做勻速運(yùn)動(dòng)。令U表示MN兩端電壓的大小，則()A.，流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由d到bC.，流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b5.如圖所示，金屬圓環(huán)的半徑為L(zhǎng)、總電阻為r，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)圓環(huán)所在的平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。今使長(zhǎng)為2L的金屬棒ab沿圓環(huán)的表面以速度v勻速向左滑動(dòng)。設(shè)棒單位長(zhǎng)度的電阻為勢(shì)差為()，當(dāng)棒滑至圓環(huán)正中央時(shí)，棒兩端的電A.C.6.(’02粵豫大綜合30)如圖所示，在一均勻磁場(chǎng)中有一U形導(dǎo)線框abcd，線框處于水平面內(nèi)，磁場(chǎng)與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導(dǎo)體桿，它可在ab、cd上無(wú)摩擦地滑動(dòng)。桿ef及線框中導(dǎo)線的電阻都可不計(jì)。開(kāi)始時(shí)，給ef一個(gè)向右的初速度，則()A.ef將減速向右運(yùn)動(dòng)，但不是勻減速B.ef將勻減速向右運(yùn)動(dòng)，最后停止C.ef將勻速向右運(yùn)動(dòng)D.ef將往返運(yùn)動(dòng)7.(江蘇)如圖所示，ABCD是固定的水平放置的足夠長(zhǎng)的U形導(dǎo)軌，整個(gè)導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在導(dǎo)軌上架著一根金屬棒ab，在極短時(shí)間內(nèi)給棒ab一個(gè)水平向右的速度，ab棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，最后又靜止在導(dǎo)軌上，則ab在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，就導(dǎo)軌是光滑和粗糙兩種情況相比較()A.整個(gè)回路產(chǎn)生的總熱量相等B.安培力對(duì)ab棒做的功相等C.安培力對(duì)ab棒的沖量相等D.電流通過(guò)整個(gè)回路所做的功相等8.(’01上海，5)如圖所示，有兩根和水平方向成α角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長(zhǎng)，空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B，一根質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下。經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，金屬桿的速度會(huì)趨近于一個(gè)最大速度vm，則()A.如果B增大，vm將變大B.如果α變大，vm將變大C.如果R變大，vm將變大D.如果m變小，vm將變大9.(浙江)一質(zhì)量為m的金屬桿ab，以一定的初速度從一光滑平行金屬導(dǎo)軌底端向上滑行，導(dǎo)軌平面與水平面成30?角，兩導(dǎo)軌上端用一電阻R相連，如圖所示，磁場(chǎng)垂直斜面向上，導(dǎo)軌與桿的電阻不計(jì)，金屬桿向上滑行到某一高度之后又返回到底端，則在此全過(guò)程中()A.向上滑行的時(shí)間大于向下滑行的時(shí)間B.電阻R上產(chǎn)生的熱量向上滑行時(shí)大于向下滑行時(shí)C.通過(guò)電阻R的電量向上滑行時(shí)大于向下滑行時(shí)D.桿a、b受到的磁場(chǎng)力的沖量向上滑行時(shí)大于向下滑行時(shí)10.如圖所示，在邊長(zhǎng)為a的等邊三角形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，其方向垂直紙面向外，一個(gè)邊長(zhǎng)也為a的等邊三角形導(dǎo)體框EFG正好與上述磁場(chǎng)區(qū)域重合，爾后以周期T繞其幾何中心O點(diǎn)在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，于是框架EFG中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)線框轉(zhuǎn)到圖中虛線位置。則在時(shí)間內(nèi)()A.平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小等于C.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)镋FGED.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)镋GFE11.(上海)平面上的光滑平行導(dǎo)軌MN、PQ上放著光滑導(dǎo)體棒ab、cd，兩棒用細(xì)線系住，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的正方向如圖所示，而磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t的變化圖線如圖乙所示，不計(jì)ab、cd間電流的相互作用，則細(xì)線的張力()A.由0到時(shí)間內(nèi)逐漸增大B.由0到時(shí)間內(nèi)逐漸減小C.由0到時(shí)間內(nèi)不變D.由到t時(shí)間內(nèi)逐漸增大12.(石家莊)如圖甲所示，abcd為導(dǎo)體做成的框架，其平面與水平面成θ角。質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ與ad、bc接觸良好，回路的總電阻為R，整個(gè)裝置放在垂直于框架平面的變化磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化情況如圖乙所示(設(shè)圖甲中B的方向?yàn)檎较?。若PQ始終靜止，關(guān)于PQ與框架間的摩擦力在0,t1時(shí)間內(nèi)的變化情況，有如下判斷?一直增大?一直減小?先減小后增大?先增大后減小以上對(duì)摩擦力變化情況的判斷可能的是()A.??B.??C.??D.??13.(汕頭)在北半球的地磁場(chǎng)可分解為水平分量BX和豎直分量BY，已知豎直分量BY的方向向下，一根沿南北方向水平放置的金屬棒，從地面附近某高處被水平向東拋出，不計(jì)空氣阻力，金屬棒被拋出之后棒上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)都可看作相同的平拋運(yùn)動(dòng)，所在區(qū)域的地磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則棒拋出后()A.棒南端的電勢(shì)比北端低B.棒南端的電勢(shì)比北端高C.棒兩端的電勢(shì)差越來(lái)越大D.棒兩端的電勢(shì)差保持不變’04兩湖理綜19)一直升飛機(jī)停在南半球的地磁極上空。該處地磁場(chǎng)的14.(方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，直升飛機(jī)螺旋槳葉片的長(zhǎng)為，螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為f，順著地磁場(chǎng)的方向看螺旋槳，螺旋槳順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。螺旋槳葉片的近軸端為a，遠(yuǎn)軸端為b，如圖所示。如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用ε表示每個(gè)葉片中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則()A.，且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)B.，且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)C.，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)D.，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)15.(天津理綜，16)將硬導(dǎo)線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長(zhǎng)為，它在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向如圖的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，導(dǎo)線在a、b兩處通過(guò)電刷與外電路連接，外電路接有額定功率為P的小燈泡并正常發(fā)光，電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計(jì)，燈泡的電阻應(yīng)為()A.B.C.16.(全國(guó)III?豫冀皖閩浙等十省理綜，19)圖中兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線間的距離為l，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，ad與bc間的距離也為。t=0時(shí)刻，bc邊與磁場(chǎng)區(qū)域邊界重合(如圖)?，F(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)區(qū)域邊界的方向穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域。取沿a?b?c?d?a的感應(yīng)電流為正，則在線圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線可能是17.(黃岡)如下圖所示是一臺(tái)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中N、S是永久磁鐵的兩個(gè)磁極，它們的表面呈半圓柱面形狀。M是圓柱形鐵芯，它與磁極的柱面共軸，鐵芯上有一矩形線框，可繞與鐵芯M共軸的固定轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑、大小近似均勻的磁場(chǎng)。若從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)線框繞固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列圖象中能正確反映線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化規(guī)律的是()18.(海淀)如下圖所示，兩根相互平行、間距為L(zhǎng)的金屬軌道MN和PQ固定在水平面內(nèi)，軌道所在空間存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B，在該軌道上垂直軌道方向放置兩根金屬桿ab和cd，它們的電阻分別為R1和R2，質(zhì)量分別為m1和m2。開(kāi)始時(shí)兩金屬桿靜止在軌道上。某一時(shí)刻ab桿受到瞬間水平向右沖量作用，以初速度v0沿軌道滑動(dòng)，這個(gè)瞬間cd桿的速度仍可視為零。已知金屬桿ab和cd在軌道上滑動(dòng)時(shí)所受到的摩擦力可忽略不計(jì)，金屬軌道足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，金屬桿與軌道接觸良好。以下說(shuō)法中正確的是()A.當(dāng)ab桿以水平初速度v0開(kāi)始在軌道上滑動(dòng)瞬間，cd桿兩端電勢(shì)差為BLv0B.當(dāng)ab桿以水平初速度v0開(kāi)始在軌道上滑動(dòng)瞬間，cd桿所受到的磁場(chǎng)力方向與初速度v0方向相同，大小為C.在兩桿都滑動(dòng)的過(guò)程中，金屬桿ab和cd總動(dòng)量不變，大小總是m1v0D.在兩桿都滑動(dòng)的過(guò)程中，金屬桿ab動(dòng)量減小，cd動(dòng)量增大，ab和cd的總動(dòng)量減小19.(’02天津理綜20)圖中MN、GH為平行導(dǎo)軌，AB、CD為跨在導(dǎo)軌上的兩根橫桿，導(dǎo)軌和橫桿均為導(dǎo)體。有勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在的平面，方向如圖。用I表示回路中的電流()A.當(dāng)AB不動(dòng)而CD向右滑動(dòng)時(shí)，I?0且沿順時(shí)針?lè)较駼.當(dāng)AB向左、CD向右滑動(dòng)且速度大小相等時(shí)，I=0C.當(dāng)AB、CD都向右滑動(dòng)且速度大小相等時(shí)，I=0D.當(dāng)AB、CD都向右滑動(dòng)，且AB速度大于CD時(shí)，I?0且沿逆時(shí)針?lè)较?0.(廣東物理，6)如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的固定平行金屬光滑導(dǎo)軌位于同一水平面上，導(dǎo)軌上橫放著兩根相同的導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成矩形回路。導(dǎo)體棒的兩端連接著處于壓縮狀態(tài)的兩根輕質(zhì)彈簧，兩棒的中間用細(xì)線綁住，它們的電阻均為R，回路上其余部分的電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌平面，方向垂直于水，拉力F=0.2N，電阻R=4Ω，其余電阻和(1)導(dǎo)體棒ab做勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小。(2)當(dāng)ab棒做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電阻R上消耗的功率。25.(天津理綜，23)圖中MN和PQ為豎直方向的兩平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌，間距為0.40m，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直。質(zhì)量m為、電阻為1.0Ω的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌，并與其保持光滑接觸。導(dǎo)軌兩端分別接有滑動(dòng)變阻器和阻值為3.0Ω的電阻R1。當(dāng)桿ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)以速度v勻速下滑，整個(gè)電路消耗的電功率P為0.27W，重力加速度取10m/s2，試求速率v和滑動(dòng)變阻器接入電路部分的阻值R2。)如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的26.(上海物理，22平行金屬導(dǎo)軌相距1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=3