福建省晋江市首峰中学高考物理总复习 电磁感应(1).doc

2014届电磁感应专题复习一、电磁感应定律1、磁通量：穿过某一面积磁力线条数，是标量2磁通密度b（也叫磁感应强度）：垂直磁场方向穿过单位面积磁力线条数，是矢量3二者关系：一般式：bscos，scos为面积垂直于b方向上的投影，是b与s法线的夹角特例：bs（当b与面垂直时）【例1】如图所示，匀强磁场的磁感强度b20t，指向x轴的正方向，且ab=40cm，bc=30cm，ae=50cm，求通过面积sl（abcd）、s2（befc）和s3（aefd）的磁通量1、2、3分别是多少？ 【例2】如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁n极附近下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置经过位置到位置，且位置和都很靠近位置，在这个过程中，线圈中的磁通量a是增加的； b是减少的c先增加，后减少； d先减少，后增加【例3】如图所示边长为100cm的正方形闭合线圈置于磁场中，线圈ab、cd两边中点连线oo/的左右两侧分别存在方向相同、磁感强度大小各为b106t，b2=04t的匀强磁场。若从上往下看，线圈逆时针转过370时，穿过线圈的磁通量改变了多少二、电磁感应1、电磁感应现象：只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流（如果电路不闭合只会产生感应电动势）2、法拉第电磁感应定律公式：（n为匝数，=末-初为磁通变化量，适用于求平均感应电动势）引起磁通量变化的三种情况： a、（感生电动势）s和不变，只有b改变，则（b垂直s，为b变化斜率）ab图2b0b、（动生电动势）b和不变，只有s改变（此时一般匝数n=1）平动切割（图2）：转动切割（图1）：c、磁场b和面积s不变，只有改变（交流电）rmbqpanbv【典型例4（动-电-动）】如图所示，匀强磁场的磁感应强度b0.2t，金属棒ab垂直在相互平行的金属导轨mn、pq上向右做切割磁感线的匀速运动，速度大小为v5m/s。导轨间距l40cm，磁场方向垂直轨道平面，电阻r0.5，其余电阻不计，摩擦也不计，试求：感应电动势的大小；感应电流的大小和方向；使金属棒匀速运动所需的拉力；感应电流的功率；拉力的功率。【练习1】如图，两根足够长的直金属导轨mn、pq平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为l。m、p两点间接有电阻值为r的电阻，一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为b的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。求：在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时杆中的电流及杆的加速度大小；在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。【练习2】两根光滑的足够长直金属导轨mn、mn平行置于竖直面内，导轨间距为l，导轨上端接有阻值为r的电阻，如图所示。质量为m、长度也为l、阻值为r的金属棒ab垂直于导轨放置，且与导轨保持良好接触，其他电阻不计。导轨处于磁感应强度为b、方向水平向里的匀强磁场中，ab由静止释放，在重力作用下向下运动，求：（1）ab运动的最大速度的大小；（2）若ab从释放至其运动达到最大速度时下落的高度为h，此过程中金属棒中产生的焦耳热为多少？三、感应电流方向的判断-楞次定律与右手定则1、右手定则-切割专用伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。2、楞次定律（1）楞次定律的内容：(感应电流的)磁场(总是)阻碍(引起感应电流的磁通量的)变化（2）楞次定律的应用步骤“一原、二感、三电流”（增反减同）明确引起感应电流的原磁场在被感应的回路上的方向；搞清原磁场穿过被感应的回路中的磁通量增减情况；根据楞次定律（增反减同）确定感应电流的磁场的方向；运用安培定则判断出感生电流的方向。【典型例5（图像问题）】一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，如图（甲）所示。磁感应强度b随t的变化规律如图（乙）所示。以i表示线圈中的感应电流，以图（甲）中线圈上箭头所示方向的电流为正，则以下的i-t图中正确的是【典型例6（图像问题）】如图所示，一个边长为a、电阻为r的等边三角形线框，在外力作用下，以速度v匀速穿过宽度均为a的两个匀强磁场。这两个磁场的磁感应强度大小均为b，方向相反。线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直。取逆时针方向的电流为正。若从图示位置开始，线框中产生的感应电流i与沿运动方向的位移x之间的函数图象，下面四个图中正确的是（ ）3、楞次定律的推广：（1）基本原理- “增反减同”。（2）来拒去留【例7】 如图所示，当条形磁铁突然向闭合铜环运动时，铜环里产生的感应电流的方向怎样？铜环运动情况怎样？（3）增缩减扩【例8】如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放置于导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时( )（双项）ap、q将相互靠拢bp、q将相互远离c磁铁的加速度仍为gd磁铁的加速度小于g练习：1、如图5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，当pq在外力作用下运动时，mn在磁场力作用下向右运动，pq所做的运动可能是（ ）a、向右匀加速运动 b、向左匀加速运动c、向右匀减速运动 d、向左匀减速运动2、如图9所示，光滑杆ab上套有一闭合金属环，环中有一个通电螺线管。现让滑动变阻器的滑片p迅速滑动，则 a当p向左滑时，环会向左运动，且有扩张的趋势b当p向右滑时，环会向右运动，且有扩张的趋势c当p向左滑时，环会向左运动，且有收缩的趋势d当p向右滑时，环会向右运动，且有收缩的趋势3、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，线框的情况将是 a静止 b随磁铁同方向转动c沿与磁铁相反方向转动 d要由磁铁具体转动方向来决定4、如图所示，在pq、qr区域中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，一正方形导线框abcd位于纸面内，ab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时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域，以abcd为线框中的电流i的正方向，向左为导线框所受安培力的正方向，以下i t 2，4，6和ft关系示意图中正确的是 （ ）（双项）5、如图所示，电阻为r的矩形线圈abcd，边长ab=l,bc=h，质量为m。该线圈自某一高度自由落下，通过一水平方向的匀强磁场， 磁场区域的宽度为h，磁感应强度为b。若线圈恰好以恒定速度通过磁场，则线圈全部通过磁场所用的时间为多少？ 6、竖直放置的光滑u形导轨宽0.5m，电阻不计，置于很大