吉林省長市第五中學(xué)高三物理 第十五講 電磁感應(yīng)課件

第第 十五講十五講 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)【知識要點】 (一)感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流 的發(fā)生條件 (二)感應(yīng)電流的方向:右手定則及楞次定律 (三)感應(yīng)電流的大小: 法拉第電磁感應(yīng)定律 (四) 實驗：研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象(一)感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的發(fā)生條件 1感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件：只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流其中“磁通量的變化”可能是： 導(dǎo)體所圍面積的變化； 磁場與導(dǎo)體相對位置的變化； 磁場本身強(qiáng)弱的變化。 若電路不閉合，就不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，但電路中仍有感應(yīng)電動勢導(dǎo)體所圍面積的變化磁場與導(dǎo)體相對位置的變化磁場本身強(qiáng)弱的變化(二)感應(yīng)電流的方向:右手定則及楞次定律 1.用右手定則確定感應(yīng)電流的方向n 右手定則與楞次定律是統(tǒng)一的一般說來在磁場中導(dǎo)體現(xiàn)割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電流，用右手定則較為方便但要注意以下幾點：n (1)大拇指的方向是導(dǎo)體相對磁場的切割磁感線的運(yùn)動方向，即有可能是導(dǎo)體運(yùn)動而磁場未動，也可能是導(dǎo)體未動而磁場運(yùn)動n (2)四指表示電流方向，對切割磁感線的導(dǎo)體而言也就是感應(yīng)電動勢的方向，切割磁感線的導(dǎo)體相當(dāng)于電源，在電源內(nèi)部電流從電勢低的負(fù)極流向電勢高的正極n (3)右手定則反映了磁場方向、導(dǎo)體運(yùn)動方向和電流方向三者的相互垂直關(guān)系 2楞次定律楞次定律:感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁場的變化n 楞次定律的作用是確定感應(yīng)電流的方向n 楞次定律的核心是“阻礙變化”，其含義可從以下幾方面來理解n (1)把引起感應(yīng)電流的磁場叫原磁場，那么阻礙變化就是感應(yīng)電流的磁場阻礙原磁場的變化n (2)原磁場的變化可以是增強(qiáng)的，也可以是減弱的當(dāng)原磁場增強(qiáng)時，感應(yīng)電流產(chǎn)生與原磁場方向相反的磁場以阻礙原磁場的增強(qiáng)，可稱之為“來者拒”；當(dāng)原磁場減弱時，感應(yīng)電流產(chǎn)生與原磁場方向相同的磁場以阻礙原磁場的減弱，可稱之為“去者留”n (3)“阻礙變化”并不是阻止，原磁場的變化阻而不止，只是延綏了變化的過程用楞次定律確定感應(yīng)電流的方向n確定原磁場(磁通量)的方向；n根據(jù)給定的條件確定原磁場的變化是增強(qiáng)還是減弱；n用“阻礙變化”確定感應(yīng)電流的磁場(磁通量)方向；n用安培定則確定感應(yīng)電流的方向n應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向可分為四個步驟：應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向可分為四個步驟：(二二)法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律:電路中感應(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這就是法拉第電磁感應(yīng)定律 公式的含義： (1)感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的大小無關(guān)，只與磁通量的變化率(即磁通量的變化快慢)有關(guān) (2)感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生與磁通量發(fā)生變化的原因無關(guān)即磁通量的變化可能是BS sin ，或者是B S sin，或者是BS(sin1- sin2) ，只要0，就有感應(yīng)電動勢(式中是線圈平面與磁場方向間的夾角)t. ntn如果采用國際單位制，則可寫成：n對n匝線框構(gòu)成的回路其感應(yīng)電動勢:幾種情況的感應(yīng)電動勢的計算： 1對N匝線框構(gòu)成的回路由于磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 (1)當(dāng)線圈平面與磁場方向垂直時感應(yīng)電動勢的大小 (2)當(dāng)線圈平面與磁場方向夾角為時感應(yīng)電動勢的大小sinStBntnStBntn2導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 (1)導(dǎo)線的切割方向與磁場方向垂直成:設(shè)長為L的導(dǎo)體ab，在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以速度v向右勻速運(yùn)動，導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢ntBLvttBLvn() 1(2)導(dǎo)線的切割方向與磁場方向成角:另另:電動勢的方向(電勢的高低)由右手定則確定這時切割磁感線的導(dǎo)體等效于電源，在電源內(nèi)部其電流方向由電勢低的一端指向電勢高的一端；所以四指所指的方向也就是感應(yīng)電動勢的方向sinsinsinBLvttLvBtSBt關(guān)于公式的幾點說明： (1)公式適用條件，導(dǎo)體上各點的B和v必須處處均勻(即大小、方向都相同)B，L必須相互垂直,L的運(yùn)動方向v與B成角 (2) BLv sin由/t導(dǎo)出,但又有區(qū)別, /t表示在t時間內(nèi)回路產(chǎn)生的平均電動勢，BLv sin可以是平均電動勢，也可以是即時電動勢，其含義與v一一對應(yīng) (3)感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的原因是定向運(yùn)動的導(dǎo)體中的電子因受到洛侖茲力的作用而聚集于b端，a端聚集正電荷，切割磁感線的導(dǎo)體ab等效于一個電源，如圖所示，a端為電源的正極，b端為電源的負(fù)極，導(dǎo)體ab的電阻相當(dāng)于電源的內(nèi)阻 (4)從能量守恒的角度來看，外力對導(dǎo)體做功為回路提供了機(jī)械能，克服安培力做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，因此外力和安培力做功的過程反映了機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程3.線圈平面在勻強(qiáng)磁場中旋轉(zhuǎn)說明：tnBStLnBLtvnBLtnsinsin22sin2211方向垂直，要求軸的方與磁場最大電動勢nBSm而與軸的位置無關(guān)（其中 ）SL L12nBStmm其中,sin中繞匝線圈在勻強(qiáng)磁場的、如圖所示，邊長分別為OOBnLL21 4自感電動勢自感電動勢 L為自感系數(shù)，它與線圈的形狀、匝數(shù)以及鐵芯的材料有關(guān) 自感電動勢(電流)的方向：當(dāng)導(dǎo)體回路的電流增加時，自感電動勢(電流)、的方向與原電流方向相反；當(dāng)導(dǎo)體回路中的電流減小時，自感電動勢(電流)的方向與原電流方向相同ntLIt 由于回路中電流產(chǎn)生的磁通量發(fā)生變化，而在自己回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為自感電動勢【疑難講解【疑難講解】 實驗：研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象 實驗電路如上圖所示實驗中應(yīng)注意：實驗中應(yīng)注意： (1)查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向和電流方向的關(guān)系，一般的電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流流經(jīng)內(nèi)部的方向相同，如圖所示的電流表，電流從正接線柱流人負(fù)接線柱流出，指針向右偏，反之指針向左偏 (2)電流表指針偏轉(zhuǎn)說明有感應(yīng)電流，線圈中的感應(yīng)電流方向根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)方向得出，然后用安培定則確定線圈B中的磁場方向，從而確定原磁場的變化是增強(qiáng)還是減弱，以驗證楞次定律 (3)實驗中，使得線圈B中的磁通量發(fā)生變化的原因可能是A線圈與B線圈的相對運(yùn)動，也可能是通斷電流引起A線圈中的磁場變化而使B線圈中的磁通量發(fā)生變化，或者可以用滑動變阻器來改變A線圈中的電流大小，而使B月線圈中的磁通量發(fā)生變化但無論哪種情況，產(chǎn)生的效果只有兩種：使B線圈中的磁通量增加；使B線圈中的磁通量減少如：A線圈向著B線圈運(yùn)動和開關(guān)從斷開到閉合均使B線圈中的磁通量增加，反之則減少【典型例題】例例1如圖所示，閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計，將它從圖示位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場，若第一次用秒拉出，外力做功為，通過導(dǎo)線橫截面的電量為；第二次用秒拉出，外力做功為，通過導(dǎo)線橫截面的電量為，則0.3Wq0.9Wq1122AWWqqBWWq = q12121212，CWWq = qDWWqq12121212，答：選項C是正確的 分析：用 表示導(dǎo)線框豎邊長， 表示線框的橫邊長，線框以速度llv12拉出磁場區(qū)時，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，拉出線框所用時間 這期間，線框中電流，通過導(dǎo)線橫截面的電量= Bl vtlvI = Bl v/ Rq = It =121Bl vRlvBl lR121 2可見，通過導(dǎo)線截面的電量和拉出線框所用的時間無關(guān)，則；把導(dǎo)線框拉出磁場區(qū)外力需克服安培力做功其做功q = q12大小為 ，把代入可得說明做功大小和拉出線框所用的時間有關(guān)本題中 ，所以W = Fl = Il BlI =Bl vRW =(Bl l )RtttWW21211 221212Bl lRt1 2結(jié)果是，WWq = q1212動線圈引起的磁通變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流通過導(dǎo)線橫截面的電量，也適用于線圈不動兩磁場變化產(chǎn)生的感應(yīng)電流通過導(dǎo)線截面的電量；由W=電能 說明：說明：上述中的實際上是把線圈拉出磁場的 時間內(nèi)，穿過線Bl lt1 2圈的磁通量的變化，即，這一關(guān)系不但適用于拉= Bl lq =/ R1 2的的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為線框中看出，拉力做的功消耗tlBlRlBl=Rt)l(Bl2121221 例例2如圖(1)所示，垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場寬度為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B一個單匝線圈abcdef的電阻為R，以恒定速度v垂直于B的方 (1)畫出線圈中感應(yīng)電流(以逆時針方向為電流的正向)I隨時間t變化的函數(shù)圖像； (2)畫出對線圈所施加的水平拉力(以向右為拉力的正向)F隨t變化的函數(shù)圖像； (3)計算拉力F所做的功試求：點進(jìn)入磁場區(qū)為計時的起以、各邊邊長依次為、，邊長為向穿過磁場區(qū)，0=tabdecdbcab4321llll分析：分析：當(dāng)ab進(jìn)入磁場區(qū)切割磁感線運(yùn)動時，就產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，從而使ab導(dǎo)線受到向左的安培力，這時要使線圈勻速運(yùn)動，就必須有向右的拉力與安培力平衡當(dāng)ef也進(jìn)入磁場后，ef與ab的兩個感應(yīng)電動勢會互相抵消一些，從而使感應(yīng)電流以及安培力相應(yīng)減小當(dāng)線圈全部進(jìn)入磁場后，由于磁通量不再變化，故感應(yīng)電流為零，安培力也是零當(dāng)ab離開磁場后，只有cd與ef切割磁感線，產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，但所受安培力仍向左，因而拉力仍向右當(dāng)ef也離開磁場后，只有cd切割磁感線，因而感應(yīng)電流以及安培力都正比減小解：解：(1)線圈以v勻速穿過磁場區(qū)時，線圈內(nèi)感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖像如圖(2)所示圖中各量為tllvtlvtLvtLllvtLlvIBl vRIBl vR12422342452123，I = II = I3241，(2)對線圈所施加的水平拉力F隨時間t變化的圖像如圖所示圖中橫坐標(biāo)各量與(1)同，縱坐標(biāo)各量為RvBF,RvBF23222121ll(3)在線圈進(jìn)、出磁場過程中，水平拉力F始終做正功，即R)+-v(2B=B)(B2=)SFS2(FW42342122124232422122211lllllllRvlllRvl答：在線圈穿過磁場區(qū)的過程中，線圈中的感應(yīng)電流I以及拉動線圈的水平拉力F隨時間t的變化圖像分別如圖(2)和圖(3)所示其拉力所做的功為 2B v(l l -l l +l l )R2122124324說說明明：(1)tt23從 這一段時間，整個線圈都在勻強(qiáng)磁場中，磁通量為恒量，無感應(yīng)電流 但有感應(yīng)電動勢，線圈(U = UU = UU = U )afedbcQ = 2I Rt +I R(t -t )1212221 (3)如果線圈增加到n匝，則I不變(因感應(yīng)電動勢和線圈電阻都增大到n倍)，但F應(yīng)增大到原來的n倍(因有n根導(dǎo)線受安培力)不受安培力，也不需要拉力線圈有慣性，以勻速度v向右運(yùn)動 (2)由于線圈始終勻速運(yùn)動，動能不變，拉力F對線圈所做的功W等于感應(yīng)電流在線圈電阻R上所產(chǎn)生的熱量Q，其中Q為 例例3平行光滑的金屬導(dǎo)軌寬度為L，導(dǎo)軌平面與水平面成角，導(dǎo)軌回路內(nèi)接有一個定值電阻R和一節(jié)電動勢為、內(nèi)電阻為r的電池(導(dǎo)軌其余電阻均不計，長度足夠長)空間有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B一根質(zhì)量為m的金屬棒ab水平放置在導(dǎo)軌平面上，如圖所示無初速釋放ab試分析ab的運(yùn)動情況，求出ab運(yùn)動達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后的運(yùn)動速度tv 分析：分析：當(dāng)ab金屬棒放置到導(dǎo)軌上后，接通電路，就有逆時針方向的電池電流由b向a 流過，這時ab在重力G沿導(dǎo)軌斜面方面的分力mgsin和安培力 的共同作用下做變加速運(yùn)動,而導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢又使回路中的電流不斷地變大,金屬棒受到的安培力也不斷的增大,直到安培力與重力分力達(dá)到平衡時，ab棒的加速度才降到零，速度不再增大，此后，ab棒以最大速度沿導(dǎo)軌平面向下勻速滑動，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)LrRB，則時，當(dāng)總安mgsin=LBImgsin=F0=F0=a解解：BLLBrRmgvvmgLrRBLvBmgLrRBt池池池感22sin)(sinsinmaxmax.sin)(ab22BLLBrRmg池后的運(yùn)動速度為加速運(yùn)動達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)答：金屬棒 說明：說明：對整個過程來說，電源所提供的電能與ab棒下滑過程所減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為二部分能量： ab棒所增加的動能、在電阻R及r上所產(chǎn)生的熱能 例例4如圖所示裝置，有兩根平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的前段是傾斜的，后段是水平的，導(dǎo)軌的水平段處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場B中有兩個相同的金屬桿，質(zhì)量為m，桿與導(dǎo)軌垂直接觸，兩觸點間距為l，電阻為R一根桿靜放在水平導(dǎo)軌上，另一根放在距水平導(dǎo)軌高為h的斜軌上初速釋放該導(dǎo)軌足夠長，桿與導(dǎo)軌始終垂直，不計桿與導(dǎo)軌的摩擦，試求： (1)兩桿最后達(dá)到的速度； (2)從開始到達(dá)到最后速度時在電路中所產(chǎn)生的熱 分析：分析：本題的物理過程可以分為兩步：第一步，是ab桿由斜軌下滑到水平軌道這區(qū)間無磁場、無摩擦，機(jī)械能守恒；等二步，是ab桿感應(yīng)電流，此電流經(jīng)ab桿和cd桿使這兩桿同時受到一個大小相等、方時兩桿都向右運(yùn)動(ab桿減速、cd桿加速)，各自都產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，各自產(chǎn)生的電動勢的大小也在變化，回路中的電流大小也隨之變化，桿和cd桿的速度相等這時回路中的電流等于零，兩桿不再受安培力而勻速向右運(yùn)動這個速度就是我們要求的兩桿最后達(dá)到的速度從能且轉(zhuǎn)化來看，整個過程是ab桿的重力勢能轉(zhuǎn)化為ab桿和cd桿的動能以及電路所產(chǎn)生的熱 具有水平初速向右運(yùn)動時切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，使回路有vabcd0向相反的安培力的作用桿受的安培力方向和方向相反使桿減速，而桿受的安培力方向和方向相同使桿沿的方向加速，此abvabcdvcdV000這過程桿速度由逐漸減小，而桿速度由零逐漸增大，必有一時abvcd0ab在水平軌道上，ab桿向右運(yùn)動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，此電流又導(dǎo)致ab桿受安培力而減速，而cd桿受安培力向右加速，直至ab桿和cd桿以相同速度v向右運(yùn)動(這時回路中電流為零，兩桿不再受安培力而勻速運(yùn)動)用F表示ah桿及cd桿受的安培力mgh =12mv02，桿有，對于桿有：根據(jù)動量定理，對于mv=Ftcdmv-mvFtab0v = v20由此可得解：解：ab桿下滑過程機(jī)械能守恒，有由、式可得mgh = 212mvQ2vghQmgh2212從開始到兩桿速度為v的過程，根據(jù)能量守恒有說明：說明：(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象與磁場作用力互相聯(lián)系的問題往往導(dǎo)致一系列互相制約、互相依存的復(fù)雜變化過程這一系列變化過程的終態(tài)往往是一種穩(wěn)定狀態(tài)，即許多物理量各自達(dá)到一個恒定數(shù)值解這一類問題首先要學(xué)會分析物體系統(tǒng)的力學(xué)狀態(tài)、電學(xué)狀態(tài)如何逐步變化 (2)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的力學(xué)條件是，物體所受合力為零，加速度為零；系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的電學(xué)條件是，由ab、cd與導(dǎo)軌組成的閉合回路內(nèi)總面積不再改變，總通量保持恒定，電磁感現(xiàn)象終止 (3)當(dāng)系統(tǒng)處于變化過程中時，許多力學(xué)量和電學(xué)量都在變化，系統(tǒng)內(nèi)的物體通常都在做變加速運(yùn)動，雖然牛頓定律仍然有效，但勻變速運(yùn)動的規(guī)律已不適用力的沖量和力所做的功雖然也已經(jīng)成為變力沖量和變力做功，但動量定理和動能定理仍然成立例例5圖(1)中abcd是一邊長為l、具有質(zhì)量的剛性導(dǎo)線框，位于水平面內(nèi)，bc邊中串接有電阻R，導(dǎo)線的電阻不計，虛線表示一勻強(qiáng)磁場區(qū)域的邊界，它與線框的ab邊平行，磁場區(qū)域的寬度為2l，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下線框在一垂直于ab邊的水平恒定拉力作用下，沿光 滑 水 平 面 運(yùn) 動， 直 到 通 過 磁 場 區(qū) 域已 知 ab 邊 試在下圖的i-x坐標(biāo)上定性畫出：從導(dǎo)線框剛進(jìn)入磁場到完全離開磁場的 過程中，流過電阻R的電流i的大小隨ab邊的位置坐標(biāo)x變化的曲線剛進(jìn)入磁場時，線框便變?yōu)閯蛩龠\(yùn)動，此時通過電阻 的電流大小為 ，Ri0分析：分析：題意指明ab邊剛進(jìn)入磁場時，線框便變?yōu)閯蛩龠\(yùn)動，流過電阻 的電流為 ，這表明這段時間邊的位置坐標(biāo)從 到 之間 ，線框中電流 不變，線框受安培力和恒定拉力大小相等、方向相反所Ri(abOl)i00以，恒定拉力大小為；線框全部進(jìn)入磁場后到邊離開磁場前的F = Bliab0這段時間(即ab邊的位置坐標(biāo)從l2l之間)，線框的磁通不變，線框中無感應(yīng)電流，即i=0，這期間線框不受磁場力，線框在恒定拉力作用下加速，使邊離開磁場時的速度大于邊進(jìn)入磁場時的速度 若用和分別表示邊進(jìn)入磁場區(qū)時刻和邊的位置坐標(biāo)為時刻的速度，abab(vvabab2lv022，則邊離開磁場時線框中的感應(yīng)電流 ，由此引發(fā)的線框v0)abii20邊離開磁邊離開磁場直到而使線框從恒定拉力受安培力磁cdab)F(F場的時間內(nèi)(ab邊的位置坐標(biāo)從2l3l之間)，線框做減速運(yùn)動這段時間線框發(fā)生的物理過程是：mFFailBFRBlviv磁磁說明這段時間線框做加速度減小的減速運(yùn)動，即開始速度減小得快而后來速度減小得慢，與之對應(yīng)的是電流i的減小是開始快而后慢，這段時間，即因減速運(yùn)動是在線框速度減小的極限是磁Rv)Bl(FF(vv20這段時間線框通所以時就是勻速運(yùn)動的條件下，當(dāng)磁,)FFRv)Bl(02，即，線框中又無電磁感應(yīng)線框全部離開磁場后過的電流0=iii0 答：通過電阻R的電流i的大小隨ab邊位置坐標(biāo)x變化的曲線，如圖(2)所示且已知(B、l、R也已知)按題設(shè)，線框穿過磁場過程，R產(chǎn)生的熱是多少？回答這樣的問題就不必對過程進(jìn)行像上述那樣的詳細(xì)分析，只需說說明明：如果本題邊進(jìn)入磁場的速度等于邊離開磁場的速度，abcdv0根據(jù)能量守恒就可求出 Q = WFs3l()BlvR20可以忽略下列說法中正確的是例例6 6電路如圖所示，和是完全相同的燈泡，線圈 的電阻AAL12AKAABKAA2112合上開關(guān) 接通電路時，先亮，后亮，最后一樣亮合上開關(guān) 接通電路時，和始終一樣亮CKAADKAA2112、斷開開關(guān) 切斷電路時，立刻熄滅，過一會兒才熄滅斷開開關(guān) 切斷電路時，和都要過一會兒才熄滅分析：分析：電路中線圈L的電阻可以忽略，但在電流變化時它產(chǎn)生阻礙電流變化的自感電動勢合上 接通電路時，支路和支路的電流都要增大，但支路中線圈 的自感電動勢要阻礙電流增大，結(jié)果是KAAAL121AAKAALAAA2112112先亮，后亮；斷開 切斷電路時，電源不再對和供電，但線圈 的自感電動勢要阻礙電流的減小而在與形成的閉合通路中形成瞬間電流，而使和在斷開開關(guān) 后都要過一會兒才熄滅AAK12答：選項A、D正確說明： 合上時，通過和的電流方向都是自左向右； 斷開KAAK12后，由 的自感電動勢在和形成的瞬間電流的方向是：的電流方向仍自左向右，的電流方向卻是自右向左LAAAA1212【反饋練習(xí)】 1a、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(yùn)動，且兩環(huán)互相靠近B兩環(huán)都向左運(yùn)動，且兩環(huán)互相遠(yuǎn)離C兩環(huán)都向右運(yùn)動，且兩環(huán)靠攏Da環(huán)向左運(yùn)動，b環(huán)向右運(yùn)動答案：答案：A2如圖所示，MN是一根固定的通電長直導(dǎo)線，電流方向向上，今將一金屬線框abcd放在導(dǎo)線上，讓線框的位置偏向?qū)Ь€的左邊，兩者彼此絕緣當(dāng)導(dǎo)線中的電流突然增大時，線框整體受力情況為A受力向右B受力向左C受力向上D受力為零答案：答案：A3如圖(1)所示，在x軸上方有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，在x軸下方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場在xOy平面上有一個導(dǎo)線框，它由沿Ox 線框由圖示位置開始計時，以恒定的角速度在xOy平面內(nèi)繞O點逆時針轉(zhuǎn)動，在其轉(zhuǎn)動一周的過程中，導(dǎo)線中的感應(yīng)電流(以逆時針方向電流為正向)隨時間變化的規(guī)律應(yīng)是圖(2)中的哪一個？軸方向的半徑、沿軸反方向的半徑和 圓弧所組成導(dǎo)ObOyOa14ab答案：答案：B4在水平面上有一固定的U形金屬框架，框架上置一金屬桿ab，如圖所示(紙面即水平面)在垂直紙面方向有一勻強(qiáng)磁場，則A若磁場方向垂直紙面向外并增長時，桿ab將向右移動B若磁場方向垂直紙面向外并減小時，桿ab將向右移動C若磁場方向垂直紙面向里并增長時，桿ab將向右移動D若磁場方向垂直紙面向里并減小時，桿ab將向右移動答案：答案：BD 5如圖所示，有一個回路豎直放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直回路所在平面(回路豎直部分足夠長)，導(dǎo)線ab套在回路導(dǎo)線上可無摩擦地滑動而保持接觸良好，設(shè)回路總電阻集中在R(其余電阻均不計)，當(dāng)ab由靜止開始下落后，下面說法中正確的是 A導(dǎo)線ab向下做加速度越來越小的加速運(yùn)動，直到以最大速度向下勻速運(yùn)動 B導(dǎo)線ab運(yùn)動的最大加速度為g，運(yùn)動的最大速度為mgR/B2L2 C導(dǎo)線ab下落過程中機(jī)械能守恒 D導(dǎo)線ab下落過程中減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線增加的動能和電阻R上所產(chǎn)生的熱答案：答案：ABD6在回字形鐵芯上左、右兩側(cè)各繞有一個線圈，左側(cè)線圈接一個燈泡L，右側(cè)線圈接平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上有一根金屬滑桿ab，導(dǎo)軌范圍內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，如圖所示下列敘述中正確的是A當(dāng)ab向右勻速滑動時，燈L亮，有從c向d的電流通過LB當(dāng)ab向左減速滑動時，燈L亮，有從d向c的電流通過LC當(dāng)ab向右加速滑動時，燈L亮，有從d向c的電流通過LD當(dāng)ab向左加速滑動時，燈L亮，有從d向c的電流通過L答案：答案：BC 7一個閉合鐵芯的兩個線圈連線上各連結(jié)一根可滑動的、接觸良好的結(jié)論是的金屬棒，、磁場，的方向及線圈繞向如圖所示，那么正確LLBB1212ALLBLL2121當(dāng)勻速向右運(yùn)動時，會向左勻速運(yùn)動當(dāng)勻加速向右運(yùn)動時，會向右運(yùn)動CLLDLL1212當(dāng)勻加速向右運(yùn)動時，會向右運(yùn)動當(dāng)減速向右運(yùn)動時，會向左運(yùn)動答案：答案：BCD 8完全相同的兩個磁電式靈敏電流表a和b、零點在中央，指針可兩側(cè)偏轉(zhuǎn)現(xiàn)將兩表如圖所示的方式連接起來，當(dāng)將a表指針向逆時針方向撥動時，b表指針將會 A向逆時針方向轉(zhuǎn)動 B不動 C向順時針方向轉(zhuǎn)動 D指針會轉(zhuǎn)動，但轉(zhuǎn)動方向無法判定答案：答案：C 9電路如圖所示，a、b是兩個完全相同的燈泡，L是一個直流電阻很小而自感系數(shù)很大的自感線圈下列說法中不正確的是 A閉合S時，a、b同時亮，而且亮度相同 B閉合S時，b始終不亮，a逐漸亮起來后保持亮度不變 C斷開S時，a燈立即滅，b燈亮一下就滅 D斷開S時，a、b兩燈都立即滅答案：答案：AC 10如圖所示的電路，多匝線圈的電阻和電池的內(nèi)電阻可以忽略，上電鍵將一電阻器短路，于是線圈中產(chǎn)生自感電動勢這個自感電動勢兩個電阻器的阻值都是 電鍵 原來打開著，電流今合RKI =2R0AIBICID2I0000有阻礙電流的作用，最后電流由 減小為零有阻礙電流的作用，最后電流總小于有阻礙電流增大的作用，因而電流保持 不變有阻礙電流增大的作用，但電流最后還是要增大到答案：答案：D反饋練習(xí)答案：反饋練習(xí)答案：1A 2A 3B 4BD 5ABD6BC 7BCD 8C 9AC 10D【課后練習(xí)】 1如圖所示，金屬棒L在金屬導(dǎo)軌MN，PQ上以O(shè)O為平衡位置，AA，BB為最大位移作簡諧運(yùn)動導(dǎo)軌間有如圖方向的勻強(qiáng)磁場，其兩端跟一個變壓器相連，原、副線圈分別串接電流表， 下述結(jié)論中正確的是： A金屬棒L運(yùn)動到平衡位置OO時，通過電流表 的讀數(shù)為零，電流表 的讀數(shù)為零 B當(dāng)金屬棒L運(yùn)動到AA或BB位置時，通過電流表 的讀數(shù)為零，電流表 的讀數(shù)為零 C當(dāng)金屬棒L由AA向OO運(yùn)動時，通過電流表 的電流方向為b a D當(dāng)金屬棒L由AA向OO運(yùn)動時，通過電流表 的電流方向為a b答案：答案： C 2垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，折形直導(dǎo)線ab=bc=2m，ab段與bc段夾角=30，如圖所示，導(dǎo)線以v=4ms的速 (1)沿紙面向上運(yùn)動； (2)沿紙面向左運(yùn)動； (3)垂直紙面向外運(yùn)動兩點間的電勢差試求度按下列方向勻速運(yùn)動acUac伏；伏；答案0=(3)V-2=(2)V7.46=(1)V:acacac 3豎直向上的勻強(qiáng)磁場B的磁感應(yīng)強(qiáng)度正在隨時間線性增長， A匝數(shù)增大到2匝(其余條件不變) B半徑增大到2R(其余條件不變) C面積增大到2S(其余條件不變) Da增大到2a(其余條件不變) Fk增大到2k(其余條件不變)B= Bkt(Bk)RSnBa200、 均為正的常數(shù) 在磁場中有一個單匝圓形線圈，線圈半徑為 ，圓面積為 ，圓面的法線 方向與磁感線 夾角，如圖所，可行辦法是增大到電流現(xiàn)欲使線圈內(nèi)的感應(yīng)針方向感應(yīng)電流為示，線圈內(nèi)產(chǎn)生的順時002IIEB2B (00增大到其余條件不變答案：答案：BF 4空間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B水平放置的光滑金屬圓環(huán)，圓心為O點、半徑為r，從圓心O和圓環(huán)上a點接出導(dǎo)線，經(jīng)電動勢為的電池、電鍵S和電阻R(回路中其余電阻均不計)形成回路一根金屬棍OP一端位于圓心O，另一端可與圓環(huán)密切接觸，且可繞O點自由轉(zhuǎn)動，如圖所示閉合S，有電流從圓環(huán)經(jīng)金屬棍流向O點，從而使金屬棍在磁場力作用下順時針轉(zhuǎn)動，試求：PO轉(zhuǎn)動的最大角速度max答案池22:maxB 5兩金屬桿ab和cd長均為l，電阻均為R，質(zhì)量分別為M和m，且Mm用兩根質(zhì)量和電阻均可忽略的不可伸長的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路，并懸掛在水平、光滑、不導(dǎo)電的圓棒兩側(cè)，兩金屬桿都處在水平位置，如圖所示整個裝置處在一與回路平面相垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B若金屬桿ab正好勻速向下運(yùn)動，求其運(yùn)動的速度答案2)(2)(:BLgRmMV 6如圖所示，兩條水平導(dǎo)軌成角度，導(dǎo)體EF以恒定速度v沿導(dǎo)軌運(yùn)動勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于導(dǎo)軌平面，導(dǎo)體EF每單位長度的電阻為r，導(dǎo)軌AC、AD的電阻不計，令EFAC，運(yùn)動方向垂直EF導(dǎo)體，AC=d，求導(dǎo)體從A點運(yùn)動到C點這段時間內(nèi)電路釋放的總熱量答案2:22vtgadBQ 7如圖所示，兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌組成一個傾角為30的斜面，B=5特的勻強(qiáng)磁場豎直向上穿過導(dǎo)軌平面在導(dǎo)軌的另一端接上=12伏(r0)的電源，將導(dǎo)體桿ab放在兩導(dǎo)軌上(ab垂直于導(dǎo)軌)，桿的質(zhì)量為m=0.1千克，電阻為2歐導(dǎo)軌間距l(xiāng)=0.5米(1)求導(dǎo)體桿ab的最大加速度、最大速度(2)討論速度最大時的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系(2)導(dǎo)體達(dá)最大速度后作勻速運(yùn)動電池消耗的電能一部分通過電流秒米，秒米/5.33=V/125=(1)7maxmax2瓦瓦，瓦，為重力勢能。部分克服重力做功轉(zhuǎn)化做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另一動熱電2.66=P0.105=P2.76=P 8如圖所示，在半徑為R的圓柱體內(nèi)，充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻 勻變化時，求金屬桿上的感應(yīng)電動勢強(qiáng)磁場，有一長為 的金屬桿放于磁場中。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度以的變化率均LBt答案桿tBLRL42:22 9如圖所示，有一半徑為r的光滑金屬圓盤，可繞過圓心的軸無磨擦地轉(zhuǎn)動，在圓盤邊緣的槽內(nèi)纏繞著一根長繩，繩端掛一個質(zhì)量為m的物體圓盤處在跟它垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B有一電阻R一端接于軸O，另一端與圓盤邊緣接觸釋放物體后，圓盤開始繞軸O轉(zhuǎn)動，若不計圓盤的電阻，求圓盤轉(zhuǎn)動的最大角速度答案324:maxBmgR 10如圖所示，豎直放置的光滑平等金屬導(dǎo)軌，相距L，導(dǎo)軌一端接有一個電容器，電容量為C，勻強(qiáng)磁場垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m的金屬棒ab可緊貼導(dǎo)軌自由滑動現(xiàn)讓ab棒靜止下滑，試求金屬棒的加速度并討論金屬棒ab的運(yùn)動性質(zhì)不考慮任何部分電阻及自感作用加速小于作均加速直線運(yùn)動，且金屬棒，答案gabCL22B+mmg=:課后練習(xí)答案：課后練習(xí)答案：伏；伏；0=(3)V-2=(2)V7.46=(1)V2acacac池2B24max56VMm gRBLQB d vtga()()222223BF1C(2)導(dǎo)體達(dá)最大速度后作勻速運(yùn)動電池消耗的電能一部分通過電流秒米，秒米/5.33=V/125=(1)7maxmax2瓦瓦，瓦，為重力勢能。部分克服重力做功轉(zhuǎn)化做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另一動熱電2.66=P0.105=P2.76=P桿3222BmgR49tB4LR2L8max10=mgm+ B2，金屬棒作均加速直線運(yùn)動，且加速小于 L Cabg2