2018高考物理二轮专题复习-“楞次定律+法拉第电磁感应定律”学前诊断(含解析)

2018高考物理二轮专题复习-“楞次定律+法拉第电磁感应定律”学前诊断(含解析)
2018高考物理二轮专题复习-“楞次定律+法拉第电磁感应定律”学前诊断(含解析)

“楞次定律法拉第电磁感应定律” 学前诊断

1.[考查楞次定律及其应用]

[多选]如图所示,两个条形磁铁的N极和S极相向水平放置,一竖直放置的矩形线框从两个磁铁之间正上方自由落下,并从两磁铁中间穿过。下列关于线框受到安培力及从右向左看感应电流方向

说法正确的是()

A.感应电流方向先逆时针方向,后顺时针方向

B.感应电流方向先顺时针方向,后逆时针方向

C.安培力方向一直竖直向上

D.安培力方向先竖直向上,后竖直向下

解析:选BC由题图可知,磁感线自左向右,故在线框从高处下落过程中,穿过线框的磁通量一直向右,且先增大后减小,由楞次定律可知,感应电流方向先顺时针方向,后逆时针方向,故B正确,A错误;产生的感应电流一直阻碍物体间的相对运动,故安培力一定一直竖直向上,故C正确,D错误。

2.[考查法拉第电磁感应定律的应用]

在匀强磁场中,有一个接有电容器的单匝导线回路,如图所示,导线回路与匀强磁场垂直,磁场方向垂直

纸面向里,磁场均匀地增强,磁感应强度随时间的变化率ΔB

Δt=5×10

-2T/s,电容器电容

C=60 μF,导线回路边长L1=8 cm,L2=5 cm。则电容器上极板()

A.带正电,电荷量是1.2×10-4 C

B.带负电,电荷量是1.2×10-4 C

C.带正电,电荷量是1.2×10-8 C

D.带负电,电荷量是1.2×10-8 C

解析:选C根据楞次定律知,感应电动势的方向是逆时针方向,则上极板带正电。根据法拉第电磁感应定律得:

E=ΔBS

Δt=5×10

-2×0.05×0.08 V=2×10-4 V,则:

Q=CU=CE=6×10-5×2×10-4 C=1.2×10-8 C。

故C正确,A、B、D错误。

3.[考查导体切割磁感线产生的感应电流大小和方向分析]

[多选]如图甲所示,一宽为l的匀强磁场B区域,磁场方向垂直于纸面向里。一个边长为a(l>a)的正方形导线框ABCD位于纸面内,以垂直于磁场边界的恒定速度v通过该磁场区域,导线框电阻为R,在运动过程中,线框有一条边始终与磁场区域的边界平行。取它刚进入磁场的时刻t=0,线框中感应电流随时间变化规律的I-t

图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )

A .在第1 s 内,线框中感应电流为逆时针方向,大小恒定为0.3 A

B .在第2 s 内,穿过线框的磁通量最大,感应电流大小恒定为0.6 A

C .在第3 s 内,线框中感应电流方向为顺时针方向,大小恒定为0.3 A

D .在第1 s 内,线框中C 点电势高于D 点电势,感应电流大小为0

解析:选AC 在第1 s 内,线框向磁场中运动,穿过线框的磁通量均匀增加,感应电流为逆时针方向(取为正方向),电流大小恒定I =Ba v

R =0.3 A ,选项A 正确;在第2 s 内,整个线框在磁场中运动,穿过线框的磁通量

最大且不变,没有感应电流,选项B 错误;在第3 s 内,线框从磁场中出来,磁通量均匀减小,感应电流为顺时针方向(为负方向),大小恒定I =

Ba v

R

=0.3 A ,选项C 正确;在第1 s 内,由楞次定律判断出线框中感应电流方向沿逆时针方向,则C 点电势低于D 点电势,选项D 错误。

4.[

如图所示,在边长为a 的正方形区域内,有以对角线为边界、垂直于纸面的两个匀强磁场,磁感应强度大小相同、方向相反,纸面内一边长为a 的正方形导线框沿x 轴匀速穿过磁场区域,t =0时刻恰好开始进入磁场区域,以顺时针方向为导线框中电

流的正方向,下列选项中能够正确表示电流与位移关系的是( )

解析:选B 在x ∈(0,a )时,右边框切割磁感线产生感应电流,电流大小i =

B (a -x )v -Bx v R

=B v

R (a -2x ),

其中x ∈????0,a 2时,方向为顺时针;x =a

2时,导线框中感应电流为零;x ∈????a 2,a 时,方向为逆时针。在x ∈(a,2a )时,左边框切割磁感线产生感应电流,感应电流大小i =B [a -(x -a )]v -B (x -a )v R =B v R

(3a -2x ),其中x ∈????a ,32a

时,方向为逆时针;x =3

2a 时,导线框中感应电流为零;x ∈????32a ,2a ,方向为顺时针,所以B 正确,A 、C 、D 错误。

5.[考查感应电流的功率和安培力的图像问题]

[多选]如图所示,粗细均匀的矩形金属导体线框abcd 固定于匀强磁场中,磁场方向垂直线框所在平面,磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图所示。以垂直于线框所在平面向里为磁感应强度B 的正方向,则下列关于ab 边的热功率P 、ab 边受到的安培力F (以向右为正方向)随时间t 变化的图像中正确的是( )

解析:选AD 根据法拉第电磁感应定律:E =n ΔΦΔt =n ΔB

Δt S 可知,产生的感应电动势大小不变,所以感应

电流大小也不变,ab 边热功率P =I 2R ,恒定不变,A 正确,B 错误;根据安培力公式F =BIL ,因为电流大小、ab 边长度不变,安培力与磁感应强度成正比,根据左手定则判定方向,可知C 错误,D 正确。

6.[考查竖直导轨上金属杆下落速度随时间变化的图像]

[多选]如图所示,两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置,两导轨上端接有电阻R (其

余电阻不计),虚线MM ′和NN ′之间有垂直于导轨平面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B 1,虚线NN ′和PP ′之间也有垂直于导轨平面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B 2(B 1>B 2)。现将质量为m 的导体棒ab ,从MM ′上方某处由静止释放,导体棒ab 在下落的过程中与导轨保持良好接触,且始终保持水平,已知导体棒ab 到达NN ′

和PP ′之前已经

做匀速运动。则导体棒ab 从MM ′运动到PP ′这段时间内的v -t 图可能正确的是( )

解析:选BC 导体棒ab 运动到MM ′切割磁感线时,若安培力大于重力,导体棒做加速度减小的减速运动,若安培力等于重力,导体棒一直做匀速运动,若安培力小于重力,则做加速度减小的加速运动;当导体棒ab 运动到NN ′时,由于磁感应强度减小,安培力变小,会小于重力,导体棒做加速度减小的加速运动。可知B 、

C 正确,A 、

D 错误。

7.[

如图所示,在竖直平面内有一金属环,环半径为0.5 m ,金属环总电阻为2 Ω,在整个竖直平面内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B =1 T ,在环的最高点上方A 点用铰链连接一长度为1.5 m ,电阻为3 Ω的导体棒AB ,当导体棒AB 摆到竖

直位置时,导体棒B

端的速度为3 m/s 。已知导体棒下摆过程中紧贴环面且与金属环有良好接触,则导体棒AB 摆到竖直位置时AB 两端的电压大小为( )

A .0.4 V

B .0.65 V

C .2.25 V

D .4.5 V

解析:选B 当导体棒摆到竖直位置时, 由v =ωr 可得:C 点的速度为: v C =13v B =1

3×3 m /s =1 m/s

AC 间电压为:

U AC =E AC =BL AC ·v C 2=1×0.5×1

2 V =0.25 V

CB 段产生的感应电动势为:

E CB =BL CB ·v C +v B 2=1×1×1+3

2 V =2 V

圆环两侧并联,电阻为:R =1

2 Ω=0.5 Ω,

导体棒CB 段的电阻为:r =2 Ω

则CB 间电压为:U CB =R r +R E CB =0.5

0.5+2×2 V =0.4 V

故AB 两端的电压大小为:

U AB =U AC +U CB =0.25 V +0.4 V =0.65 V 故选B 。

8.[考查电磁感应中的导线框电路问题]

如图,水平边界的匀强磁场上方h =5 m 处有一个边长L =1 m 的正方形导线框从静止开始下落,已知线框质量m =1 kg ,电阻为R =10 Ω,磁感应强度为B =1 T ,当线框的cd 边刚

进入磁场时:

(1)求线框中产生的感应电动势大小; (2)求cd 两点间的电势差大小;

(3)若线框此时加速度等于0,则线框电阻应该变为多少?

解析:(1)cd 边刚进入磁场时,线框速度:v =2gh 线框中产生的感应电动势: E =BL v =BL 2gh =10 V 。 (2)此时线框中电流:I =E

R

cd 切割磁感线相当于电源,cd 两点间的电势差即路端电压:U =I ×3

4R =7.5 V 。

(3)安培力:F =BIL =B 2L 22gh

R 根据牛顿第二定律:mg -F =ma

由a =0,解得电阻R 满足:R =B 2L 22gh mg =1 Ω。

答案:(1)10 V (2)7.5 V (3)1 Ω

9.[[多选]如图所示,在水平面上有两条足够长的平行光滑金属导轨MN 、PQ ,导轨间

距为d ,匀强磁场垂直于导轨所在的平面向下,磁感应强度大小为B 。两根金属杆间隔一定的距离摆放在导轨上,且与导轨垂直,已知两金属杆质量均为m ,

电阻均为R ,两杆

与导轨接触良好,导轨电阻不计,现将杆1以初速度v 0向右滑向杆2,在运动过程中两杆始终不碰撞,则( )

A .杆1将做匀减速运动,杆2将做匀加速运动

B .杆1、杆2最终均以速度0.5v 0做匀速运动

C .杆1上总共产生1

8m v 02的热量

D .通过杆2上的电荷量为

m v 0

2Bd

解析:选BCD 杆1向右运动时,由于切割磁感线,回路中将产生感应电流,在安培力的作用下,杆1做减速运动,杆2做加速运动,由于杆的速度变化,回路中的感应电动势变化,感应电流跟随着变化,导致两杆所受安培力大小发生变化,加速度大小随之改变,故选项A 错误;由于两杆质量相等,它们的加速度大小时刻相等,在相同时间内,它们的速度变化量大小也相等,最终两杆速度相等时,杆间距不再变化,感应电流随之消失,有:v 0-v =v -0,解得v =0.5 v 0,故选项B 正确;两杆中电流时刻相等,杆相同,因此两杆产生的热量相等,根据能量守恒定律可知,2Q =12m v 02-2×12m v 2,解得Q =1

8m v 02,故选项C 正确;根据电流强度的定义

式可知,通过杆2上的电荷量为:q =I ·t ,根据加速度定义式可知:a =Δv t =v 0

2t ,由牛顿第二定律可知:a =

F

m ,由安培力大小计算公式有:F =I dB ,解得:q =m v 0

2Bd

,故选项D 正确。 10.[考查倾斜导轨上金属杆切割磁感线的情况]

如图所示,在匀强磁场中倾斜放置两根平行的光滑金属导轨,它们所构成的导轨平面与水平面成θ=30°角,平行导轨间距L=1.0 m。匀强磁场方向垂直于导轨平面向下,磁感应强度B=0.20 T。两根金属杆ab和cd可以在导轨上无摩擦地滑动。两金属杆的质量均为m=0.20 kg,电阻均为R=0.20 Ω。若用与导轨平行的拉力作用在金属杆ab上,使ab杆沿导轨匀速上滑并使cd杆在导轨上保持静止,整个过程中两金属杆均与导轨垂直且接触良好。金属导轨的电阻可忽略不计,取重力加速度g=10 m/s2。求:

(1)cd杆所受安培力F安的大小;

(2)通过金属杆的感应电流I;

(3)作用在金属杆ab上拉力的功率P。

解析:(1)金属杆cd静止在金属导轨上,所受安培力方向与导轨平面平行向上。

则F安=mg sin 30°

解得:F安=1.0 N。

(2)F安=BIL,解得:I=5.0 A。

(3)金属杆ab所受安培力方向与导轨平面平行向下,金属杆ab在拉力F、安培力F安和重力mg作用下匀速上滑,则F=F安+mg sin 30°

根据电磁感应定律,金属杆ab上产生的感应电动势为E感=BL v

根据闭合电路欧姆定律,通过金属杆ab的电流I=E感2R

根据功率公式:P=F v

解得:P=20 W。

答案:(1)1.0 N(2)5.0 A(3)20 W

11.[考查竖直导轨上导体棒切割磁感线的情况]

如图所示,竖直固定的足够长的光滑金属导轨MN、PQ,间距L=0.2 m,其电阻不计。完全相同的两根金属棒ab、cd垂直导轨放置,每根金属棒两端都与导轨始终良好接触。已知两棒质量均为m=0.01 kg,电阻均为R=0.2 Ω,棒cd放置在水平绝缘平台上,整个装置处在垂直于导轨平面向里的匀强磁场中,磁感应强度B=1.0 T。棒ab在竖直向上的恒力F作用下由静止开始向上运动,当ab棒运动x=0.1 m时达到最大速度v m,此时cd棒对绝缘平台的压力恰好为零,g取10 m/s2。求:

(1)ab棒的最大速度v m;

(2)ab棒由静止到最大速度的过程中通过ab棒的电荷量q;

(3) ab棒由静止到最大速度的过程中回路产生的焦耳热Q。

解析:(1)当ab棒达到最大速度v m时,对cd棒,受重力和向上的安培力作用,根据共点力平衡条件有:mg=ILB ①

对整个回路,根据闭合电路欧姆定律有:E=2IR ②

根据法拉第电磁感应定律可知,ab 棒切割磁感线产生的感应电动势为:E =BL v m ③ 由①②③式联立解得: v m =

2mgR B 2L 2=2×0.01×10×0.2

1.02×0.22

m /s =1 m/s 。

(2)设ab 棒由静止开始运动经过时间t 后速度达到最大,根据电流强度的定义可知: I =q t

根据闭合电路欧姆定律可知:I =

E 2R

⑥ 根据法拉第电磁感应定律有:E =

ΔΦt

⑦ 由题意可知,在该过程中,穿过回路的磁通量变化量为:ΔΦ=BLx

由⑤⑥⑦⑧式联立解得: q =

BLx 2R =1.0×0.2×0.1

2×0.2

C =0.05 C 。 (3)当ab 棒速度达到最大时,其加速度为0,根据牛顿第二定律有: F -ILB -mg =0

⑨ 在ab 棒由静止到最大速度的过程中,根据功能关系有:(F -mg )x =1

2m v m 2+Q

由①④⑨⑩式联立解得:

Q =mgx -12m v m 2=0.01 J -0.005 J =5×10-

3 J 。

答案:(1)1 m/s (2)0.05 C (3)5×10-

3 J

高考物理电磁感应现象的两类情况(大题培优)及答案

高考物理电磁感应现象的两类情况(大题培优)及答案 一、电磁感应现象的两类情况 1.如图所示,光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm ,导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,导轨上端电阻R=0.8Ω,其他电阻不计.导轨放在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4T .金属棒ab 从上端由静止开始下滑,金属棒ab 的质量m=0.1kg .(sin37°=0.6,g=10m/s 2) (1)求导体棒下滑的最大速度; (2)求当速度达到5m/s 时导体棒的加速度; (3)若经过时间t ,导体棒下滑的垂直距离为s ,速度为v .若在同一时间内,电阻产生的热与一恒定电流I 0在该电阻上产生的热相同,求恒定电流I 0的表达式(各物理量全部用字母表示). 【答案】(1)18.75m/s (2)a=4.4m/s 2 (32 22mgs mv Rt 【解析】 【分析】根据感应电动势大小与安培力大小表达式,结合闭合电路欧姆定律与受力平衡方程,即可求解;根据牛顿第二定律,由受力分析,列出方程,即可求解;根据能量守恒求解; 解:(1)当物体达到平衡时,导体棒有最大速度,有:sin cos mg F θθ= , 根据安培力公式有: F BIL =, 根据欧姆定律有: cos E BLv I R R θ==, 解得: 222 sin 18.75cos mgR v B L θ θ = =; (2)由牛顿第二定律有:sin cos mg F ma θθ-= , cos 1BLv I A R θ = =, 0.2F BIL N ==, 24.4/a m s =; (3)根据能量守恒有:22012 mgs mv I Rt = + , 解得: 2 02mgs mv I Rt -=

电磁感应现象 楞次定律练习题

电磁感应现象楞次定律练习题 1.发现电流磁效应现象的科学家是___________,发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是__________,发现电磁感应现象的科学家是___________,发现电荷间相互作用力规律的的科学家是___________。 2.位于载流长直导线近旁的两根平行铁轨A和B,与长直导线平行且在同一水平面上,在铁轨A、B上套有两段可以自由滑动的导体CD和EF,如图所示, 若用力使导体EF向右运动,则导体CD将() A.保持不动 B.向右运动 C.向左运动 D.先向右运动,后向左运动 3.如图所示,要使Q线圈产生图示方向的电流,可采用的方法有 ( ) A.闭合电键K B.闭合电键K后,把R的滑片右移 C.闭合电键K后,把P中的铁心从左边抽出 D.闭合电键K后,把Q靠近P 4.如图所示是家庭用的“漏电保护器”的关键部分的原理图,其中P是一个变压器铁芯,入户的两根电线(火线和零线)采用双线绕法,绕在铁芯的一侧作为原线圈,然后再接入户内的用电器.Q是一个脱扣开关的控制部分(脱扣开关本身没有画出,它是串联在本图左边的火线和零线上,开关断开时,用户的供电被切断),Q接在铁芯 另一侧副线圈的两端a、b之间,当a、b间没有电压时,Q使得脱 扣开关闭合,当a、b间有电压时,脱扣开关即断开,使用户断电. (1)用户正常用电时,a、b之间有没有电压? (2)如果某人站在地面上,手误触火线而触电,脱扣开关是否会断开?为什么? 5.如图所示为闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,其中能产生由a到b的感应电流的是( ) 6.如图所示,通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环,铜环平面与 螺线管截面平行。当电键S接通瞬间,两铜环的运动情况是( ) A.同时向两侧推开 B.同时向螺线管靠拢 C.一个被推开,一个被吸引,但因电源正负极未知,无法具体 判断

近十年年高考物理电磁感应压轴题

θ v 0 y M a B 电磁感应 2006年全国理综 (北京卷) 24.(20分)磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图1是平静海面上某 实验船的示意图,磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道(简称通道)组成。 如图2所示,通道尺寸a =2.0m ,b =0.15m 、c =0.10m 。工作时,在通道内沿z 轴正方 向加B =8.0T 的匀强磁场;沿x 轴正方向加匀强电场,使两金属板间的电压U =99.6V ;海水沿y 轴正方向流过通道。已知海水的电阻率ρ=0.22Ω·m 。 (1)船静止时,求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向; (2)船以v s =5.0m /s 的速度匀速前进。若以船为参照物,海水以5.0m /s 的速率涌入进 水口由于通道的截面积小球进水口的截面积,在通道内海水速率增加到v d =8.0m /s 。求此时两金属板间的感应电动势U 感。 (3)船行驶时,通道中海水两侧的电压U /=U -U 感计算,海水受到电磁力的80%可以 转化为对船的推力。当船以v s =5.0m /s 的船速度匀速前进时,求海水推力的功率。 解析24.(20分) (1)根据安培力公式,推力F 1=I 1Bb ,其中I 1= R U ,R =ρac b 则F t = 8.796==B p U Bb R U ac N 对海水推力的方向沿y 轴正方向(向右) (2)U 感=Bu 感b=9.6 V (3)根据欧姆定律,I 2= 600)('4=-=pb ac b Bv U R U A 安培推力F 2=I 2Bb =720 N

推力的功率P =Fv s =80%F 2v s =2 880 W 2006年全国物理试题(江苏卷) 19.(17分)如图所示,顶角θ=45°,的金属导轨 MON 固定在水平面内,导轨处在方向竖直、磁感应强度为B 的匀强磁场中。一根与ON 垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v 0沿导轨MON 向左滑动,导体棒的质量为m ,导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为r 。导体棒与导轨接触点的a 和b ,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t =0时,导体棒位于顶角O 处,求: (1)t 时刻流过导体棒的电流强度I 和电流方向。 (2)导体棒作匀速直线运动时水平外力F 的表达式。 (3)导体棒在0~t 时间内产生的焦耳热Q 。 (4)若在t 0时刻将外力F 撤去,导体棒最终在导轨上静止时的坐标x 。 19.(1)0到t 时间内,导体棒的位移 x =t t 时刻,导体棒的长度 l =x 导体棒的电动势 E =Bl v 0 回路总电阻 R =(2x +2x )r 电流强度 022E I R r ==(+) 电流方向 b →a (2) F =BlI =22 02 22E I R r ==(+) (3)解法一 t 时刻导体的电功率 P =I 2R = 23 02 22E I R r ==(+) ∵P ∝t ∴ Q =2P t =232 02 2(22E I R r ==+) 解法二 t 时刻导体棒的电功率 P =I 2R 由于I 恒定 R /=v 0rt ∝t

法拉第电磁感应定律教案

§ 4.3 法拉第电磁感应定律 编写 薛介忠 【教学目标】 知识与技能 ● 知道什么叫感应电动势 ● 知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能区别Φ、ΔΦ、t ??Φ ● 理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式 ● 知道E =BLv sin θ如何推得 ● 会用t n E ??Φ=和E =BLv sin θ解决问题 过程与方法 ● 通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式E =BLv ,掌握运用理论知识探究问题的方法 情感态度与价值观 ● 从不同物理现象中抽象出个性与共性问题,培养学生对不同事物进行分析,找出共性与个性的辩证唯物主义思想 ● 了解法拉第探索科学的方法,学习他的执著的科学探究精神 【重点难点】 重点:法拉第电磁感应定律 难点:平均电动势与瞬时电动势区别 【教学内容】 [导入新课] 在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么? 在电磁感应现象中,磁通量发生变化的方式有哪些情况? 恒定电流中学过,电路中产生电流的条件是什么? 在电磁感应现象中,既然闭合电路中有感应电流,这个电路中就一定有电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。下面我们就来探讨感应电动势的大小决定因素。 [新课教学] 一.感应电动势 1.在图a 与图b 中,若电路是断开的,有无电流?有无电动势? 电路断开,肯定无电流,但有电动势。 2.电流大,电动势一定大吗? 电流的大小由电动势和电阻共同决定,电阻一定的情况下,电流越大,表明电动势越大。 3.图b 中,哪部分相当于a 中的电源?螺线管相当于电源。 4.图b 中,哪部分相当于a 中电源内阻?螺线管自身的电阻。 在电磁感应现象中,不论电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电动势。有感应电动势是电磁感应现象的本质。

高考物理专题:电磁感应定律与楞次定律

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A.有电流通过电流表,方向由c向d,作用于ab的安培力向右 B.有电流通过电流表,方向由c向d,作用于ab的安培力向左 C.有电流通过电流表,方向由d向c,作用于ab的安培力向右 D.无电流通过电流表,作用于ab的安培力为零 答案A 4.(多选)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示,当固定线圈上突然通过直流电流时,线圈端点的金属环被弹射出去。现在固定线圈左侧同一位置,先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环,且电阻率ρ铜<ρ铝。闭合开关S的瞬间() A.从左侧看环中感应电流沿顺时针方向 B.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 C.若将环放置在线圈右方,环将向左运动 D.电池正负极调换后,金属环不能向左弹射 答案AB 5.如图所示,矩形金属线框abcd放在水平桌面上,ab边和条形磁铁的竖直轴线在同一竖直平面内,现让条形磁铁沿ab边的竖直中垂线向下运动,线框始终静止。则下列说法正确的是()

2021版高中物理第2章楞次定律和自感现象2.2自感学案鲁科版选修

第3讲自感 [目标定位] 1.了解自感现象及自感现象产生的原因.2.知道自感现象中的一个重要概念——自感系数,了解影响其大小的因素.3.了解自感现象的利弊及其利用和防止. 一、自感现象 1.实验与探究 (1)断电自感 实验电路 实验要求电路稳定时A1、A2亮度 相同 A2立刻熄灭 线圈中的电 流在原来电 流值基础上 逐渐减小 I L>I A1A1猛然亮一下再逐渐熄 灭 I L=I A1A1由原来亮度逐渐熄灭 I L<I A1A1先立即变暗一些再逐 渐熄灭 (2)通电自感 实验电路 实验要求电路稳定时A1、A2亮度相同 S闭合的瞬间 A1先亮由于A1支路为纯电阻电路, 不产生自感现象 A2逐渐变亮,最 后与A1一样亮 由于L的自感作用阻碍A2支 路电流增大,出现“延迟”

现象 2.定义:由导体自身的电流变化所产生的电磁感应现象叫自感现象. 二、自感电动势 1.定义:由导体自身的电流变化所产生的感应电动势叫自感电动势.2.作用:总是阻碍导体中原电流的变化,即总是起着推迟电流变化的作用,当电流增大时,自感电动势阻碍电流的增大;当电流减小时,自感电动势阻碍电流的减小. 三、自感系数 1.物理意义:描述线圈本身特性的物理量,简称自感或电感. 2.影响因素:线圈的形状、横截面积、长短、匝数、有无铁芯.线圈越粗、越长,匝数越多,其自感系数就越大;有铁芯时线圈的自感系数比没铁芯时大得多. 3.单位:亨利,简称亨,符号是H.常用的较小单位有mH和μH. 1mH=10-3H,1μH=10-6H. 一、对通电自感现象的分析 1.通电瞬间通过线圈的电流增大,自感电动势的方向与原电流方向相反,阻碍电流的增加,但不能阻止增加. 2.通电瞬间自感线圈处相当于断路;电流稳定时,自感线圈相当于导体. 3.与线圈串联的灯泡在通电后会逐渐变亮,直到稳定. 例1如图1所示,灯A、B完全相同,带铁芯的线圈L的电阻可忽略,则( ) 图1 A.S闭合的瞬间,A、B同时发光,接着A变暗,B更亮,最后A熄灭

2018年高考物理试题分类解析电磁感应

2018年高考物理试题分类解析:电磁感应 全国1卷 17.如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中心,O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆。M端位于PQS上,O M与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'(过程Ⅱ)。在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM 的电荷量相等,则 B B ' 等于 A. 5 4 B. 3 2 C. 7 4 D.2 【解析】在过程Ⅰ中 R r B R t R E t I q 2 __4 1 π ? = ?Φ = = =,在过程Ⅱ中 2 2 1 ) ' (r B B R q π ? - = ?Φ =二者相等,解得 B B ' = 3 2 。 【答案】17.B 全国1卷 19.如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是 A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动 B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向 C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向

D .开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向转动 【解析】A .开关闭合后的瞬间,铁芯内磁通量向右并增加,根据楞次定律,左线圈感应电流方向在直导线从南向北,其磁场在其上方向里,所以小磁针的N 极朝垂直纸面向里的方向转动,A 正确; B 、 C 直导线无电流,小磁针恢复图中方向。 D .开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,电流方向与A 相反,小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向转动,D 正确。 【答案】19.AD 全国2卷 18.如图,在同一平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域, 区域宽度均为l ,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。一边长为 3 2 l 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动,线框中感应电流i 随时间t 变化的正确图线可能是 【解析】如图情况下,电流方向为顺时针,当前边在向里的磁场时,电流方向为逆时针,但因为两导体棒之间距离为磁场宽度的 2 3 倍,所以有一段时间两个导体棒都在同一方向的磁场中,感应电流方向相反,总电流为0,所以选D. 【答案】18.D 全国3卷 20.如图(a ),在同一平面内固定有一长直导线PQ 和一导线框R ,R 在PQ 的右侧。导线 PQ 中通有正弦交流电流i ,i 的变化如图(b )所示,规定从Q 到P 为电流的正方向。导线框R 中的感应电动势

法拉第电磁感应定律总结

法拉第电磁感应定律总结 一·电磁感应是指利用磁场产生电流的现象。所产生的电动势叫做感应电动势。所产生的电流叫做感应电流 注意: 1) 产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 2) 产生感应电动势与电路是否闭合无关, 而产生感应电流必须闭合电路。 3) 产生感应电流的两种叙述是等效的, 即闭合电路的一部分导体做切割磁感线 运动与穿过闭合电路中的磁通量发生变化等效。: 二·电磁感应规律 1感应电动势的大小: 由法拉第电磁感应定律确定。 当长L的导线,以速度v,在匀强磁场B中,垂直切割磁感线,其两端间感应电动势的大小为E=BLV(1)。 此公式使用条件是方向相互垂直,如不垂直,则向垂直方向作投影。,电路中感应电动势的大小跟穿过这个电路的磁通变化率成正比——法拉第电磁感应定律。 2在回路中面积变化,而回路跌磁通变化量,又知B S T。 如果回路是n匝串联,则 E=NBS/T(2)。 3公式一:要注意: 1)该式通常用于导体切割磁感线时, 且导线与磁感线互相垂直 (l^B )。2)为v与B的夹角。l为导体切割磁感线的有效长度(即l为导体实际长度在垂直 于B方向上的投影) 公式二: 。注意: 1)该式普遍适用于求平均感应电动势。2)只与穿过电路的磁通量的变化率有关, 而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关 公式中涉及到磁通量的变化量的计算, 对的计算, 一般遇到有两种情况: 1)回路与 磁场垂直的面积S不变, 磁感应强度发生变化, 由, 此时,此式中的叫磁感应强度的变化率, 若是恒定的, 即磁场变化是均匀的, 那么产生的感应电动势是恒定电动势。2)磁感应强度B 不变, 回路与磁场垂直的面积发生变化, 则, 线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交 变电动势就属这种情况。 4严格区别磁通量, 磁通量的变化量磁通量的变化率, 磁通量, 表示穿过研究平面的 磁感线的条数, 磁通量的变化量, 表示磁通量变化的多少, 磁通量的变化率表示磁通量变 化的快慢, , 大, 不一定大; 大, 也不一定大, 它们的区别类似于力学中的v, 的区别, 另外I、也有类似的区别。 5 当长为L的导线,以其一端为轴,在垂直匀强磁场B的平面内,以角速度匀速转动时,其两端感应电动势为E=1/2BL*LW。 6 三种切割情形的感应电动势

电磁感应现象 楞次定律

第九章电磁感应 课时作业27电磁感应现象楞次定律 时间:45分钟满分:100分 一、选择题(8×8′=64′) 图1 1.如图1所示,一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线处于同一平面,而且处在两导线的中央,则() A.两电流同向时,穿过线圈的磁通量为零 B.两电流反向时,穿过线圈的磁通量为零 C.两电流同向或反向,穿过线圈的磁通量都相等 D.因两电流产生的磁场是不均匀的,因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零 解析:两电流同向时,在线圈范围内,产生的磁场方向相反,大小对称,穿过线圈的磁通量为零,A正确,BCD不正确. 答案:A 图2 2.位于载流长直导线近旁的两根平行铁轨A和B,与长直导线平行且在同一水平面上,在铁轨A、B上套有两段可以自由滑动的导体CD和EF,如图2所示,若用力使导体EF向右运动,则导体CD将() A.保持不动 B.向右运动 C.向左运动 D.先向右运动,后向左运动 解析:当EF向右运动时,由右手定则,有沿FECD逆时针方向的电流,再由左手定则,

得CD受力向右,选B.本题也可以直接由楞次定律判断,由于EF向右,线框CDFE面积变大,感应电流产生的效果是阻碍面积变大,即CD向右运动. 答案:B 图3 3.如图3所示,要使Q线圈产生图示方向的电流,可采用的方法有() A.闭合电键K B.闭合电键K后,把R的滑片右移 C.闭合电键K后,把P中的铁心从左边抽出 D.闭合电键K后,把Q靠近P 解析:当闭合电键K时,Q中的磁场由无变有,方向向右,由楞次定律,Q产生的感应电流方向如题图,A正确.闭合电键K后,把Q靠近P时,Q中的磁场变强,方向向右,由楞次定律,Q产生的感应电流方向如题图,D正确,B、C不正确. 答案:AD 图4 4.如图4所示,在光滑水平桌面上有两个金属圆环,在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁,当条形磁铁自由下落时,将会出现的情况是() A.两金属环将相互靠拢 B.两金属环将相互分开 C.磁铁的加速度会大于g D.磁铁的加速度会小于g 解析:当条形磁铁自由下落时,金属圆环中的感应电流产生的效果总是阻碍磁通量增大,阻碍磁铁发生相对运动,磁铁加速度小于g,同时,金属圆环向远处运动,有使磁通量变小的趋势,B、D正确. 答案:BD

鲁科版 高中物理 选修3-2 第2章 楞次定律和自感现象 寒假复习题含答案

绝密★启用前 鲁科版高中物理选修3-2 第2章楞次定律和自感现象寒假复 习题 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间150分钟。 分卷I 一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分) 1.如图所示,一矩形线框以竖直向上的初速度进入只有一条水平边界的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,进入磁场后上升一段高度又落下离开磁场,运动中线框只受重力和安培力作用,线框在向上、向下经过图中1、2位置时的速率按时间顺序依次为v1、v2、v3和v4,则可以确定() A.v1<v2 B.v2<v3 C.v3<v4 D.v4<v1 2.1931年,英国物理学家狄拉克从理论上预言:存在只有一个磁极的粒子,即“磁单极子”.1982年,美国物理学家卡布莱拉设计了一个寻找磁单极子的实验.他设想,如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈,那么,从上向下看,超导线圈将出现() A.先有逆时针方向的感应电流,然后有顺时针方向的感应电流 B.先有顺时针方向的感应电流,然后有逆时针方向的感应电流 C.始终有顺时针方向持续流动的感应电流 D.始终有逆时针方向持续流动的感应电流 3.一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(即顺时针方向为正方向),则以下的I-t图中正确的是()

A. B. C. D. 4.如下图所示,纸面内有U形金属导轨,AB部分是直导线.虚线范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场.AB右侧有圆线圈C.为了使C中产生顺时针方向的感应电流,贴着导轨的金属棒MN在磁场里的运动情况是() A.向右匀速运动 B.向左匀速运动 C.向右加速运动 D.向右减速运动 5.如图所示,电源的电动势为E,内阻r不能忽略,A、B是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数相当大的线圈.关于这个电路的以下说法正确的是()

高三物理电磁感应知识点

届高三物理电磁感应知识点 物理二字出现在中文中,是取格物致理四字的简称,即考察事物的形态和变化,总结研究它们的规律的意思。小编准备了高三物理电磁感应知识点,具体请看以下内容。 1.电磁感应现象 电磁感应现象:利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。 (1)产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即0。 (2)产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合,只要穿过线圈平面的磁通量发生变化,线路中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 (3)电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合,则有感应电流,回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流。 2.磁通量 (1)定义:磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量,定义式:=BS。如果面积S与B不垂直,应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S,即=BS,国际单位:Wb 求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数。任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时,穿过

该面的磁通量为正。反之,磁通量为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和。 3.楞次定律 (1)楞次定律:感应电流的磁场,总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定,而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况,此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便。 (2)对楞次定律的理解 ①谁阻碍谁---感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量。 ②阻碍什么---阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身。③如何阻碍---原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即增反减同。④阻碍的结果---阻碍并不是阻止,结果是增加的还增加,减少的还减少。 (3)楞次定律的另一种表述:感应电流总是阻碍产生它的那个原因,表现形式有三种: ①阻碍原磁通量的变化;②阻碍物体间的相对运动;③阻碍 原电流的变化(自感)。 4.法拉第电磁感应定律 电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。表达式E=n/t

电磁感应现象楞次定律(含答案)

第1课时 电磁感应现象 楞次定律 一、对磁通量的理解 1.如图1所示,正方形线圈abcd 位于纸面内,边长为L ,匝数为N ,过ab 中点和cd 中点的连线OO ′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上,磁感应强度为B ,则穿过线圈的磁通量为 ( ) A.BL 22 B.NBL 22 C .BL 2 D .NBL 2 答案 A 2.如图所示,一水平放置的N 匝矩形线框面积为S ,匀强磁场的磁感应强度为B ,方向斜向上,与水平面成30 °角,现若使矩形线框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置,则此过程中磁通量的改变量的大小是( ) A.3-12BS B.3+1 2 NBS C. 3+12BS D.3-1 2NBS [答案] C 二、磁感应现象 1.法拉第圆盘发电机中,似乎穿过闭合电路的磁通量没有变化,怎么能产生感应电流? 提示:随着圆盘的转动,定向运动电子受到洛伦兹力作用,造成正、负电荷分别向圆盘中心和边缘累积,产生电动势,进而产生感应电流。也可把圆盘看成由许多根“辐条”并联,圆盘转动,每根“辐条”做切割磁感线运动产生电动势,进而产生感应电流。 2.如图所示,能产生感应电流的是 ( ) 答案 B 3.(2014·宁波期末)如图9-1-17所示,矩形线框在磁场内做的各种运动中,能够产生感应电流的是( ) 图9-1-17 解析:选B 4. 如图9-1-8所示,一个U 形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab ,有一个磁感应强度为B 的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ。在下列各过程中,一定能在轨道回路里产生感应电流的是( ) 图9-1-8 A .ab 向右运动,同时使θ减小 B .使磁感应强度B 减小,θ角同时也减小 C .ab 向左运动,同时增大磁感应强度B D .ab 向右运动,同时增大磁感应强度B 和θ角(0°<θ<90°) 变,D 错误。 5.(2012山西四校第二次联考).如图所示,竖直放置的长直导线通以恒定电流,有一矩形线框与导线在同一平面,在下列情况中线圈产生感应电流的是( ) A .导线中电流强度变大 B .线框向右平动 C .线框向下平动 D .线框以ab 边为轴转动 答案:ABD 6.带电圆环绕圆心在圆环所在平面内旋转,在环的中心处有一闭合小线圈,小线圈和圆环在同一平面内,则( ) A .只要圆环在转动,小线圈内就一定有感应电流 B .不管圆环怎样转动,小线圈内都没有感应电流 C .圆环做变速转动时,小线圈内一定有感应电流 D .圆环做匀速转动时,小线圈内没有感应电流 解析:选CD 7.某部小说中描述一种窃听电话:窃贼将并排在一起的两根电话线分开,在其中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线,这条导线与电话线之间是绝缘的,如图2所示.下列说法正确的是 ( ) 图2 A .不能窃听到电话,因为电话线中电流太小 B .不能窃听到电话,因为电话线与耳机没有接通 C .可以窃听到电话,因为电话线中的电流是恒定电流,在耳机电路中引起感应电流 D .可以窃听到电话,因为电话线中的电流是交变电流,在耳机电路中引起感应电流 答案 D 8.在图3所示的闭合铁芯上绕有一组线圈,线圈与滑动变阻器、电池构成电路,a 、b 、c 为三个闭合金属圆环,假定线圈产生的磁场的磁感线全部集中在铁芯内,则当滑动变阻器滑动触头左右滑动时,能产生感应电流的圆环是 ( ) 图3

高中物理选修3-2 第2章《楞次定律和自感现象》章末测试题

绝密★启用前 2019鲁科版高中物理选修3-2第2章《楞次定律和自感现象》章 末测试题 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间150分钟。 第Ⅰ卷 一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分) 1.如图所示,质量为m的金属环用线悬挂起来.金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中.从某时刻开始,磁感应强度均匀减小,则在磁感应强度均匀减小的过程中,关于线拉力的大小的下列说法正确的是() A.大于环的重力mg,并逐渐减小 B.始终等于环的重力mg C.小于环的重力mg,并保持恒定 D.大于环的重力mg,并保持恒定 【答案】A 【解析】在磁场均匀减小的过程中,金属环由于受安培力作用要阻碍磁通量的减小,所以有向下运动的趋势,即线拉力大于环的重力.由于感应电流不变,而磁场逐渐减小,所以拉力逐渐减小,答案为A. 2.图中两个电路是研究自感现象的电路,对实验结果的描述正确的是()

①接通开关时,灯P2立即就亮,P1稍晚一会儿亮; ②接通开关时,灯P1立即就亮,P2稍晚一会儿亮; ③断开开关时,灯P1立即熄灭,P2稍晚一会儿熄灭; ④断开开关时,灯P2立即熄灭,P1稍晚一会儿熄灭. A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 【答案】A 【解析】甲图中,接通开关时,由于线圈阻碍电流的增加,故灯P1稍晚一会儿亮;断开开关时,虽然线圈中产生自感电动势,但由于没有闭合回路,灯P1立即熄灭.乙图中,线圈和灯P2并联,接通开关时,由于线圈阻碍电流的增加,故灯P2可以立即就亮,但电流稳定后,灯P2会被短路而熄灭;断开开关时,线圈中产生自感电动势,通过灯P2构成闭合回路放电,故灯P2稍晚一会儿熄灭.故①③正确、②④错误,选A. 3.如图所示,用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点,悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场,且d0?L.先将线框拉开到如图所示位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦力,下列说法正确的是()

近十年年高考物理电磁感应压轴题

θ v 0 x y O M a b B N 电磁感应 2006年全国理综 (北京卷) 24.(20分)磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图1是平静海面上某 实验船的示意图,磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道(简称通道)组成。 如图2所示,通道尺寸a =,b =、c =。工作时,在通道内沿z 轴正方向加B =的匀强磁 场;沿x 轴正方向加匀强电场,使两金属板间的电压U =;海水沿y 轴正方向流过通道。已知海水的电阻率ρ=Ω·m 。 (1)船静止时,求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向; (2)船以v s =s 的速度匀速前进。若以船为参照物,海水以s 的速率涌入进水口由于通 道的截面积小球进水口的截面积,在通道内海水速率增加到v d =s 。求此时两金属板间的感应电动势U 感。 (3)船行驶时,通道中海水两侧的电压U / =U -U 感计算,海水受到电磁力的80%可以转 化为对船的推力。当船以v s =s 的船速度匀速前进时,求海水推力的功率。 解析24.(20分) (1)根据安培力公式,推力F 1=I 1Bb ,其中I 1= R U ,R =ρac b 则F t = 8.796==B p U Bb R U ac N 对海水推力的方向沿y 轴正方向(向右) (2)U 感=Bu 感b= V (3)根据欧姆定律,I 2= 600)('4=-=pb ac b Bv U R U A 安培推力F 2=I 2Bb =720 N

推力的功率P =Fv s =80%F 2v s =2 880 W 2006年全国物理试题(江苏卷) 19.(17分)如图所示,顶角θ=45°,的金属导轨 MON 固定在水平面内,导轨处在方向竖直、磁感应强度为B 的匀强磁场中。一根与ON 垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v 0沿导轨MON 向左滑动,导体棒的质量为m ,导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为r 。导体棒与导轨接触点的a 和b ,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t =0时,导体棒位于顶角O 处,求: (1)t 时刻流过导体棒的电流强度I 和电流方向。 (2)导体棒作匀速直线运动时水平外力F 的表达式。 (3)导体棒在0~t 时间内产生的焦耳热Q 。 (4)若在t 0时刻将外力F 撤去,导体棒最终在导轨上静止时的坐标x 。 19.(1)0到t 时间内,导体棒的位移 x =t t 时刻,导体棒的长度 l =x 导体棒的电动势 E =Bl v 0 回路总电阻 R =(2x +2x )r 电流强度 022E I R r ==(+) 电流方向 b →a (2) F =BlI =22 02 22E I R r ==(+) (3)解法一 t 时刻导体的电功率 P =I 2 R =23 02 22E I R r ==(+) ∵P ∝t ∴ Q =2P t =232 02 2(22E I R r ==+) 解法二 t 时刻导体棒的电功率 P =I 2 R 由于I 恒定 R / =v 0rt ∝t

法拉第电磁感应定律教案

第四节法拉第电磁感应定律(教案) 教学目标: (一)知识与技能 1.让学生知道什么叫感应电动势,知道电路中哪部分相当于电源 2.让学生知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量。 3.让学生理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。 4.知道E=BLv sinθ如何推得。 (二)过程与方法 (1)通过实验,培养学生的动手能力和探究能力。 (2)通过推导导线切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv,掌握运用理论知识探究问题的方法。 (三)情感、态度与价值观 了解法拉第探索科学的方法,学习他的执著的科学探究精神。 教学重点 1、让学生探究影响感应电动势的因素,并能定性地找出感应电动势与磁通量的变化率的关 系。 2、会推导导线切割磁感线时的感应电动势的表达式。 教学难点 如何设计探究实验定性研究感应电动势与磁通量的变化率之间的关系。 教学用具 多媒体电脑、PPT课件、8组探究实验器材(线圈、蹄形磁铁、导线、电流计等) 教学过程: 课堂前准备 将实验器材提前分组发给学生。以便分组实验。 引入新课 师:在物理学史上,有这样一位科学家,他是一个贫穷的铁匠的儿子,做过订书学徒,干过非常卑贱的工作,但却取得了非凡的成就。他用一个线圈和一个磁铁,改变了整个世界。

今天,从美国的阿拉斯加到中国的青藏高原,从北极附近的格陵兰岛,到南极考察站,都里不开他一百多年前的发现,这位科学家是谁?——英国科学家法拉第。 下面大家各小组在重新做一下这一有着划时代意义的实验:(学生做实验) 在学生组装实验器材做实验的同时,教师进行巡视,指导。学生可能出现的情况: 组装器材缓慢,接触不好,现象不明显等。教师应加以必要的指导。 师:同学们,我们用一个线圈和一个磁铁竟然使闭合电路中产生了电流,这是多么令人惊奇的发现!根据电路的知识,在这个实验电路中哪一部分相当于电源呢?(学生回答) 师:如果你是法拉第,当你发现了电磁感应现象以后,下一步你要进一步研究什么呢?(学生回答) 好,下面我们就来探究一下影响感应电动势的因素。现在大家猜想一下:感应电动势可能由什么因素决定?小组讨论一下。(学生讨论) (可让学生自由回答)情况预测:线圈的大小、匝数、磁通量的大小、磁通量变化的大小、时间、磁通量的变化率、磁感应强度等等…….. 师:大家猜想的都有可能。我们知道产生感应电流的条件是磁通量要变化,那么是不是就意味着感应电动势和磁通量的变化有关,与变化时间有关。下面我们就来探究一下感应电动势E 与磁通量的变化ΔΦ和变化时间Δt 有什么定性关系。 研究三个变量之间的关系,我们采用什么方法? (生答)待定系数法黑板上板书: ΔΦ一定,Δt 增大,则E Δt 一定,ΔΦ增大,则E 师:好,现在就请各组的同学按照学案上的提示,看能不能 设计试验来探究一下: 在这里教师要在巡回中加以指导,对对学生的设计方案进行 必要修改和纠正。可先让学生说一下实验方案。(注意图中 两个电表不应该是电流计) 学生试验完成后,让学生在黑板上填上结论。 精确的定量实验人们得出:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,这就是法拉第电磁感应定律。 表达式:E= t n E ??Φ= 实际上,上式只是单匝线圈所产生的感应电动势的表达式,如果是n 匝线圈,那么表达式应该是怎样的?为什么?可以从理论上得出吗?

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楞次定律 楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 楞次定律还可表述为:感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。 楞次定律(Lenz's law)是一条电磁学的定律,可以用来判断由电磁感应而产生的电动势的方向。它是由俄国物理学家海因里希·楞次(Heinrich Friedrich Lenz)在1834年发现的。 楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。 物理简介 1834年,物理学家海因里希·楞次(H.F.E.Lenz,1804-1865)在概括了大量实验事实的基础上,总结出一条判断感应电流方向的规律,称为楞次定律(Lenz law )。简单的说就是“来拒去留”的规律,这就是楞次定律的主要内容。 物理表述 楞次定律可概括表述为: 感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 表述特点 楞(léng)次定律的表述可归结为:“感应电流的效果总是反抗引起它的原因。” 如果回路上的感应电流是由穿过该回路的磁通量的变化引起的,那么楞次定律可具体表述为:“感应电流在回路中产生的磁通总是反抗(或阻碍)原磁通量的变化。”我们称这个表述为通量表述,这里感应电流的“效果”是在回路中产生了磁通量;而产生感应电流的原因则是“原磁通量的变化”。可以用十二个字来形象记忆“增反减同,来阻去留,增缩减扩”。 如果感应电流是由组成回路的导体作切割磁感线运动而产生的,那么楞次定律可具体表述为:“运动导体上的感应电流受的磁场力(安培力)总是反抗(或阻碍)导体的运动。”我们不妨称这个表述为力表述,这里感应电流的“效果”是受到磁场力;而产生感应电流的“原因”是导体作切割磁感线的运动。 从楞次定律的上述表述可见,楞次定律并没有直接指出感应电流的方向,它只是概括了确定感应电流方向的原则,给出了确定感应电流的程序。要真正掌握它,必须要求对表述的涵义有正确的理解,并熟练掌握电流的磁场及电流在磁场中受力的规律。 以“通量表述”为例,要点是感应电流的磁通量反抗引起感应电流的原磁通量的变化,而不是反抗原磁通量。如果原磁通量是增加的,那么感应电流的磁通要反抗原磁通量的增加,就一定与原磁通量的方向相反;如果原磁通减少,那么感应电流的磁通要反抗原磁通的减少,就一定与原磁通量的方向相同。在正确领会定律的上述涵义以后,就可按以下程序应用楞次定律判断感应电流的方向: a.穿过回路的原磁通的方向,以及它是增加还是减少; b.根据楞次定律表述的上述涵义确定回路中感应电流在该回路中产生的磁通的方向; c.根据回路电流在回路内部产生磁场的方向的规律(右手螺旋法则),由感应电流的磁通的方向确定感应电流的方向。

《楞次定律和法拉第电磁感应定律

2016楞次定律和法拉第电磁感应定律(一) 班级姓名 【知识反馈】 1.产生感应电流的条件: 2.楞次定律的内容: 从不同角度理解楞次定律: (1)从磁通量变化的角度: (2)从相对运动的角度: (3)从面积变化的角度: 3.法拉第电磁感应定律的内容: 表达式:,适用 表达式:,适用 【巩固提升】 1、如图所示,蹄形磁铁的两极间,放置一个线圈abcd,磁铁和线圈 都可以绕OO′轴转动,磁铁如图示方向转动时,线圈的运动情况是 ( ) A.俯视,线圈顺时针转动,转速与磁铁相同 B.俯视,线圈逆时针转动,转速与磁铁相同 C.线圈与磁铁转动方向相同,但转速小于磁铁转速 D.线圈静止不动 2、如图所示,两轻质闭合金属圆环,穿挂在一根光滑水平绝缘直杆上,原来处于静止状态。当条形磁铁的N极自右向左插入圆环时,两环的运动情况是( ) A.同时向左运动,两环间距变大; B.同时向左运动,两环间距变小; C.同时向右运动,两环间距变大; D.同时向右运动,两环间距变小。 3.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( ) A.P、Q将相互靠拢 B.P、Q将相互远离 C.磁铁的加速度仍为g D.磁铁的加速度小于g 4.如图是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流,各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中表示正确的是( )

5.如图所示,一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,已知ab=bc=L,当它以速度v向右平动时,a、c两点间的电势差为( ) A.BLv B.BLv sinθ C.BLv cosθ D.BLv(l+sinθ) 6.如图所示,两块水平放置的金属板距离为d,用导线与一 个n匝的线圈连接,线圈置于方向竖直向上的变化磁场B 中,两板间有一个质量为m、电量为+q的油滴处于静止状态,则线圈中的磁场B 的变化情况和磁通量变化率分别是( ) A、正在增加, B、正在减弱, C、正在增加, D、正在减弱, 7.在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如图11(甲)所示,磁场方向竖直向上为正。当磁感应强度B 随时间t按图(乙)变化时,下列能正确表示导体环中感应电流随时间变化情况的是( ) 8.如图所示,平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻可忽略不计,在M和P之间接有阻值为R=3.0 Ω的定值电阻,导体棒ab长L=0.5 m,其电阻不计,且与导轨接触良好,整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4 T,现使ab以v=10 m/s的速度向右做匀速运动,则以下判断正确的是( ) A.导体棒ab中的感应电动势E=2.0 V B.电路中的电流I=0.5 A C.导体棒ab所受安培力方向向右 D.导体棒ab所受合力做功为零 9. 在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大 线圈M相接,如图所示,导轨上放一根导线ab,磁感线垂 直导轨所在的平面,欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺 时针方向的感应电流,则导线的运动可能是()

2020高考物理专题十 电磁感应

专题十电磁感应 挖命题 【考情探究】 分析解读导体棒切割磁感线的计算限于导线方向与磁场方向、运动方向垂直的情况。本专题主要研究电磁感应现象的描述、感应电流的方向的判断(楞次定律、右手定则)、感应电动势的大小的计算、自感现象和涡流现象等。这部分是高考考查的重点内容,近几年多放在第一道计算题考查。在高考中电磁感应现象多

与磁场、电路、力学、能量等知识结合,综合性较高,因此在复习时应深刻理解各知识点内容、注重训练和掌握综合性题目的分析思路,要研究与实际生活、生产科技相结合的实际应用问题。命题趋势:(1)楞次定律、右手定则、左手定则的应用。(2)与图像结合考查电磁感应现象。(3)通过“杆+导轨”模型,“线圈穿过有界磁场”模型,考查电磁感应与力学、电路、能量等知识的综合应用。 【真题典例】 破考点 【考点集训】 考点一电磁感应现象、楞次定律 1.(2018江苏海安高级中学阶段检测,8)(多选)如图所示,A为一固定的圆环,条形磁铁B从左侧无穷远处以初速度v0沿圆环轴线移向圆环,穿过后移到右侧无穷远处。下列说法中正确的是( )

A.若圆环A是电阻为R的线圈,磁铁移近圆环直至离开圆环这一过程中圆环中的感应电流方向发生变化 B.若圆环A是一超导线圈,磁铁移近圆环直至离开圆环这一过程中圆环中的感应电流方向发生变化 C.若圆环A是电阻为R的线圈,磁铁的中点通过环面时,圆环中电流为零 D.若圆环A是一超导线圈,磁铁的中点通过环面时,圆环中电流为零 答案AC 2.(2018江苏泰州、宜兴能力测试,3)如图所示,螺线管与灵敏电流计相连,磁铁从螺线管的正上方由静止释放,向下穿过螺线管。下列说法正确的是( ) A.电流计中的电流先由a到b,后由b到a B.a点的电势始终低于b点的电势 C.磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量 D.磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度 答案D 3.(2017江苏扬州中学月考,7)(多选)一个水平固定的金属大圆环A,通有恒定的电流,方向如图所示,现有一小金属环B自A环上方落下并穿过A环,B环在下落过程中保持水平,并与A环共轴,那么在B环下落过程中( )

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