原子物理与电学复习

一、知识要点

第7 电学复习（上1部分愣次定律的理解及应用二、概念理解楞次定律主要强调感应电流的方向总是使自己产生的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化.但是在很多场合下不是只要确定感应电流方向，求确定在电磁感应现象中产生的其他效果.如闭A中感应电流方向.还NS极在右端，只要条形磁铁是三、典型例题例1．如图(a)所示，m、n为两个相同的圆环形线圈，共轴并靠近放置，m线圈中通有如图(b)所示的交流电i，则（ t1t2时间内，m、n两线圈相互排斥例2．如图所示，abcd是金属制成的长方形线框，其中ad边和bc边不记电阻，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，导体MN可在ad、bc边上无摩擦滑动，且接触良好，导体MN的电阻与线框ab边的电阻相等.当MN由靠近ab边在恒力作用下从静止开始运动的过程中，以下说法正确的是（ A．MN两端电压先增大后不变。B．MN上拉力的功率不变.C．ab中的电流一直在增大DA线圈(A、D两线圈共面)各处受到沿半径指向圆心的力，金属棒MN的运动情况可能是（） C．向 4M、N处于匀强磁场中，磁场与导轨所在面垂直体棒ab和cd分别接有电压表且与MN垂直，流表的示数，下列说法正确的是（） C．电压表有示数，电流表无示数D．电压表无示数，电流表有示数面内，bc边中串联有电阻R，导线本身电阻不计.在其右边虚线界内存宽度为2L，磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向里，线框沿光滑水平面匀速运动，直到通过磁场区域.试在i－x坐标上定性地画出: 如图所示，当金属棒a在金属导轨上运动时，线圈b向右摆动，则金属棒a（ B．向右运C．向左运 如图所示，两个铝环A和B分别位于通电螺线管左端和正，并可以t变化规律的应该是（一、知识要点

2部分法拉第电磁感应定律式为Ent二、概念理解n 是恒量

φ－ttφ曲线上的斜率②产生感应电动势的原因是回路不变化而磁场的磁感应强度发生变化.在v为恒量时，Ev为瞬时值时，Ev为平均值时，E值导体作匀变速直线运动.t1、t2v1、v2E1＝BLv1，EBLvΔE＝E2－E1＝BL(v2－v1)sinθ＝BLΔv， 因为是匀变速运动，a

为恒量t0vv时，可取v平均1EBLv平均2BLv路中磁通量发生变化.在如图所示的情况中，就不会有感应电生.我们平时讲的切割磁感线运动产不过，图中尽管没有感应电流，但感应电动势还是有的，分别对ab、cd两边有右手定则可知，a、d点等势，b、c点等势，且a、d点电势高于b、c点.En E是平均值还是瞬时值 En t与时间有关故求出的只能是在△t这段时间内的平均值.t为试看图的两种情况，在图(a)E是平均值，也是瞬时值，而图(b)E

求出 就只 出在一段时间△t中的平均值了.要求图(b)情况中的 E＝BLv，或者用Elimt求En ①通过。匝线圈的磁通量变化率t必须相同

E12

＝BLv可知，感应电动势自然为零.而在磁通量为零的时候，导线却是垂

EEnBSnBvtL B1L2 B1L2t E v＝ωLv2E1BL2 平

2三、典型例题心轴OO′作匀速运动，试求线圈转动180°时线圈内产生的平均感应电动势例2．如图(a)所示，螺线管横截面积为100cm2，共有5匝，每匝导线电阻为1Ω，R1＝R2＝30Ω，螺线管内有向上的磁场，其变化规律由图(b)表示.问电压表和电流表的示数各是多少?并在图上标明C、DBi的正方向.已知线圈中感应电流如图(b)，则磁感应B随时间而变的图像为下图中的（）组成的回路电阻为R.若将线圈放在被测量的匀强磁场中，开始线圈平面与磁场现把探测线圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈的电量为q，由上述数据可测出被测量磁场的磁感应强度为（）A．qR B．qR C．

例5．如图所示，一宽为40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直边界的恒定速度v＝20m/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终于磁场区域的边平行.取它刚进入磁场的时刻为t 6B的匀强磁场中，B的方向垂直于导轨平面，两导轨之间的距离为l，左端接一电阻R，其他2lab放在导轨上，与导轨垂直，a端恰好放在下面一导轨上.现将导aba端为轴沿导轨平面旋90°角，问在这个过程中通过电阻R的电量是多少?四、精练一（电磁感应定律一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正在场中细金属环圈平位于纸内如图()所示.令磁应强度B随时间t的变化先按b)中所示Oa图变化，来又按线c和cd化令E1、E23分表示这段变化程中感电动的大I1I2I3别示对应感应电，则（ ）A．E1E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向.B．E1E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向.C．E1E2，I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向.ABCD中，AB＝CD＝L，AD＝BC＝2L，匀强磁场，磁感应强度随时间均匀增加，其变化率大小为k，则E、F两点的电势差UEF是多少?ΔB/Δt的速率增加，一根长为

如图所示，一端开口的平行导电导轨，轨距ab＝0.1m，放置于B＝0.6T的匀强磁场中，金属杆cd垂速度递减，求2s内电路中产生的平均感应电动势.LABCD垂直磁场放置，并恰好有一半处于磁场中，E、FAB、CD两E、Fr.在下述的两种情况下，试确定导线框上E、F两点之间的电压.ΔB/Δt＝k(k为一常数)均匀变化，如v匀速向右运动，且刚好达到如图(b)所示的位置.五、精练二(法拉第电磁感应定律r

2紧贴圆环以速度v匀速平动，当ab棒运动到圆环的直径位置时，说法正确的

B2d

4B2d r

移.框架和棒所用的材料、横截面积均相同，摩擦阻力不计，那么在ef脱离 ef棒所受的拉力 时间拉出，外力所做功是W2，通过导线截面积的电量为q2，则 A．W1<W2，ql< B．W1<C．W1> D．W1>W2，q1>3部分电磁感应定律综合应用一、学习指导向上方的匀强磁场，磁感应强度为B，在导轨的M、P端连接一个阻值为R的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量m，从静止释放开始沿导轨下滑.ab棒的最大速度.(已知abμ，导轨和金属棒的电阻不计)功能分析类.转换.有不少题目，如能够从能的转化和守恒的角度上去思考、分析问题，往往能使一些用其他方法解很繁琐的问题的解决变得简单而明快.用能量的角度去观察、分析一个物理过程，是一个重要的能.2．电阻为R的矩形线框abcdab＝L，ad＝h，质量为m，自的焦是(不考虑空气的阻力).例3．固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，边长为L，其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝，其Bav段的材料、1滑过LaP段电阻丝的电流是多大3者要求同学作出有关的磁通量图像(φ－t图或φ－x图)、感应电动势图像(E－t图或E－x图)、力图像(F－tF－x图)、磁感应强度图像(B－tB－x图)等等.解决这类问题，除了要用到力学知 识、电磁学知识之外，还需要有对图像本身的理解、识读能力.例如，Ettφ－t图中恰好表现为曲线本身的斜率.下面我们来说明这一类的分析方法邻象限的磁感应强度B的方向相反，均垂直于纸面，有一闭合扇形导体邻象限的磁感应强度B的方向相反，均垂直于纸面，有一闭合扇形导体像是图中的哪一个?（）②由感应电动势或者感应电流的变化规律来判断磁感应强度或者磁通量的变化.导体圆环.abcd所围区域内磁场的磁感应强度按图中哪一图线表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力?（）了部分成功航天飞机在地球赤道上空离地面约3000km处由东向西飞行，相对地面速度大约使这根悬绳与地磁场垂直，作切割磁感线运动.假定这一范围内的地磁场是均匀的，磁感应强度为体组成)的作用，悬绳可产生约3A的感应电流，试求:二、精练一(电磁现象的分析和计算如图(a)所示，有一个面积为l00cm2的金属圆环，电阻为0.1Ω的圆环中磁感应强度的变化规律如图(b)中坐标系中的直线AB所示，且磁场方向与圆环所在平面相垂直，在A→B过程中，圆环中感应电流I方向和流过它的电量q为（ A．I逆时针 B．I逆时针C．I顺时针 D．I逆时针ab、cdB、方向垂直纸面向外的匀强磁场，区域宽为l1，一矩形线框处在图中纸面内，它的短边长度为l2且与ab重合，长边的长度为2l1.某时刻线框以初速v沿与ab垂直的方向进入磁场区域，同时对线框施加一作用力，使它的速度大小和方向保有一单匝圆形闭合线圈，放在匀强磁场中，磁感线与线圈平面成30°角.当磁感应强度B均匀变化时，线圈发热功率为P0，现将此线圈均匀拉大，使它的半径为原来的2倍，同时使磁感线垂直线圈平面， R的闭合金属环处于垂直环面的匀强磁场中，现用平行环面的拉力F，欲将金属环从磁场边界匀速拉出，则拉力F随金属环的位移x变化的图线为下图中的（）三、精练二(电磁现象的分析和计算1Ω2T.有一质量为kg中金属棒与导轨始终接触良好.若金属棒从静止开始自某一水平位置沿导轨下0.5m2s(g取102)，求:θ角的斜面上，θ＝37°，导轨电阻不计，Ω通过上端电阻的电量Δq＝0.1C，求上端电阻R0产生的焦Q.如图所示，一矩形导线框abcd位于竖直平面内，其下方有一匀强磁场区域，区域的上下边界PP′QQcd平行.mR，abl1，bdl2；磁场的磁感应强度为最大值.cdQQ′的