选修32第四章电磁感应复习学案Word文档下载推荐.docx
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用“右手螺旋定则”判断感应电流的方向
(4)推广表述:
感应电流的效果,总是要反抗产生感应电流的原因.
阻碍原磁通量的变化——“增反减同”阻碍导体的相对运动——“来拒去留”.
阻碍线圈面积——“增缩减扩”.阻碍电流变化——自感问题.
三、法拉第电磁感应定律
1、法拉第电磁感应定律:
2、直导线切割磁力线产生的电动势:
3、转杆电动势公式:
(以端点为轴转动)
4、导线框绕垂直于匀强磁场方向的一条轴从中性面开始转动产生的电动势E=nBSωsinωt.
四、自感、涡流
1、自感:
由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感.
(1)自感电动势:
E=LΔI/Δt
(2)自感系数:
它由线圈本身的性质决定。
线圈越长,匝数越多,横截面积越大,它的自感系数越大。
线圈中插入铁芯,自感系数增大很多。
自感系数的单位是亨利。
2、理想线圈在直流电路中,当电路接通瞬间,理想线圈相当于断路,电流为0;
当电路电流稳定时,理想线圈相当于短路;
当电路又断开瞬间,理想线圈相当于一个电源,保持线圈中的电流大小和方向不变.
3.涡流:
当线圈中的电流发生变化时,在它附近的任何导体中都会产生感应电流,这种电流像水的旋涡所以叫涡流.
练习:
一、选择题
1.下图甲为手机无线充电的原理图,下列哪种装置的
工作原理与其相同:
A.电磁炉
B.电动机
C.回旋加速器
D.速度选择器
2.如图所示,匝数为N、半径为r1的圆形线圈内有匀强
磁场,匀强磁场在半径为r2的圆形区域内,匀强磁场的磁感应强度B垂直于线圈平面。
通过该线圈的磁通量为:
A.
B.
C.
D.
3.如图,竖直放置的长直导线中通过恒定电流,一矩形导线框abcd与通电导线共面放置,且ad边与通电导线平行.下述情况中,能在回路中产生感应电流的是:
A.线框向右平动
B.线框与电流方向同向平动
C.线框以ab为轴转动
D.线框以直导线为轴转动
4.关于电路中感应电动势的大小,下列说法正确的是:
A.穿过电路的磁通量越大,感应电动势就越大
B.电路中磁通量的改变量越大,感应电动势就越大
C.电路中磁通量改变越快,感应电动势就越大
D.若电路中某时刻磁通量为零,则该时刻感应电流一定为零
5.如图所示,一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中,下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是:
A.圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动
B.圆盘以某一水平直径为轴匀速转动
C.圆盘在磁场中向右匀速平移
D.匀强磁场均匀增加
6.光滑的金属线框abcd处在方向竖直向上的匀强磁场中.线框从图示位置由静止释放,到接近水平位置的过程中,则:
A.线框的机械能守恒
B.穿过线框的磁通量逐渐增大
C.线框有abcda方向的感应电流
D.穿过线框磁通量的变化率逐渐增大
7.如图所示,在同一铁芯上有A和C两个线圈,其中A线圈与滑动变阻器、电源、开关相连,C线圈两端与灵敏电流计相连,在以下采取的做法中,不能使灵敏电流计指针偏转的是:
A.开关S闭合的瞬间
B.开关S闭合后,变阻器滑片P向右滑动
C.开关S闭合后,变阻器滑片P保持不动
D.开关S断开的瞬间
8.闭合回路由电阻R与导线组成,其内部磁场大小按B-t图变化,方向如图,则回路中:
A.电流方向为顺时针方向
B.电流强度越来越大
C.磁通量的变化率恒定不变
D.产生的感应电动势越来越大
9.如图所示,通电导线cd右侧有一个金属框与导线cd在同一平面内,金属棒ab放在框架上,若ab受到向左的磁场力,则cd中电流的变化情况是:
A.cd中通有由J→c方向逐渐减小的电流
B.cd中通有由d→c方向逐渐增大的电流
C.cd中通有由c→d方向逐渐减小的电流
D、cd中通有由c→d方向逐渐增大的电流
10.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=
的定值电阻,导体棒ab长
=0.5m,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=0.4T,现使ab以
=10m/s的速度向右做匀速运动,则以下判断正确的是:
A.导体ab两端的电势差U=2.0V
B.电路中的电流I=0.5A
C.导体ab棒所受安培力方向向右
D.导体ab棒所受合力做功为零
11.如图,导线ab、cd跨接在电阻不计的光滑的导轨上,ab的电阻为2R,cd电阻为R。
当cd在外力F1作用下,匀速向右运动时,ab在外力F2的作用下保持静止。
则F1、F2及两导线的端电压Uab、Ucd的关系为:
A.F1>
F2B.F1=F2
C.Uab>
UcdD.Uab=Ucd
12.如图半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中,绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,则通过电阻R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计):
A.由c到d,I=Br2ω/RB.由d到c,I=Br2ω/R
C.由c到d,I=Br2ω/(2R)D.由d到c,I=Br2ω/(2R)
13.如图a,电阻为r的矩形闭合金属线框处于垂直纸面的磁场中,磁场磁感应强度的变化如图3所示(规定磁场方向垂直纸面向里时为正),则:
A.0-1s内,线框中的感应电流方向为顺时针
B.0-1s内,线框中的感应电流不断增大
C.0-1s内,线框中的感应电流比2-3s内的小
D.2-4s内,线框CD段受到的安培力方向始终向右
14.如图所示,在x≤0的区域内存在匀强磁场,磁场的方向垂直于纸面向里.矩形线框abcd从t=0时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动,则线框中的感应电流I(取逆时针方向的电流为正)随时间t的变化图线是:
15.如图所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时:
A.P、Q将互相靠拢B.P、Q将互相远离
C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度小于g
16.电阻R、电容器C与一线圈连成闭合电路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图所示.现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是:
A.从a到b,上极板带正电
B.从b到a,下极板带正电
C.螺线管与磁铁互相排斥
D.磁铁下落的加速度小于重力加速度
17.如图,插有铁芯的螺线管固定在水平面上,管右端的铁芯上套着一个可以自由移动的闭合铜环,螺线管与电源、电键组成电路,不计摩擦阻力,下面说法正确的是:
A.闭合电键,螺线管右端为N极
B.闭合电键瞬间,铜环会向右运动
C.闭合电键瞬间,铜环会向左运动
D.闭合电键瞬间,铜环仍保持不动
18.如图实验装置,磁铁固定在水平放置的电子测力计上,磁铁两极之间的磁场可视为水平
匀强磁场,直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路,若让铜条水平且垂直
于磁场在磁场中竖直向下运动:
A.铜条所受安培力的方向竖直向上
B.铜条所受安培力的方向竖直向下
C.AB向下运动时,电子测力计示数增大
D.AB向下运动时,电子测力计示数减少
19.如图所示,是电表中的指针和电磁阻器,下列说法中正确的是:
A.2是磁铁,在1中产生涡流
B.1是磁铁,在2中产生涡流
C.该装置的作用是使指针能够转动
D.该装置的作用是使指针能很快地稳定
20.如图所示,A1、A2为两只同种规格的灯泡,线圈L的直流电阻不计。
下列说法正确的是:
A.闭合开关S瞬间,A1、A2同时变亮
B.闭合开关S稳定后,A1、A2亮度相同
C.断开S的瞬间,A1、A2同时熄灭
D.断开S的瞬间,A1先熄灭,A2后熄灭
二、计算题
21.如图乙所示,一个电阻r=1Ω,匝数为100匝的正方形线圈,边长L=0.1m,线圈与阻值R=3Ω的电阻连接成闭合回路,电容器的电容C=30μF.线圈所在正方形区域内存在垂直于线圈平面向外的匀强磁场,在一段时间内磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图甲所示,不计导线的电阻.求:
(1)通过电阻R上的电流方向和大小;
(2)t=0至t=0.1s时间内通过电阻R上产生的热量;
(3)电容器的带电量.
22.如图,光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内,MN、PQ平行且足够长,轨道的宽L=0.5m.轨道左端接R=0.4Ω的电阻.轨道处于磁感应强度大小B=0.4T,方向竖直向下的匀强磁场中.导体棒ab在沿着轨道方向向右的力F=1.0N作用下,由静止开始运动,导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直,导体棒的电阻r=0.1Ω,轨道电阻不计.求:
(1)导体棒的速度v=5.0m/s时,导体棒受到安培力的大小F安.
(2)导体棒能达到的最大速度大小vm.
23.在范围足够大,方向竖直向下的匀强磁场中,B=0.2T,有一水平放置的光滑框架,宽度为L=0.4m,如图所示,框架上放置一质量为0.05kg、电阻为1Ω的金属杆cd,框架电阻不计.若杆cd以恒定加速度a=2m/s2,由静止开始做匀变速运动,求第5s末作用在杆cd上的水平外力多大?
24.如图所示,竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间接有一个阻值为R的电阻,在两导轨间的矩形区域OO1O1′O′内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场,磁感应
强度为B.一质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直地搁在导轨上,与磁场的上边界相距d0.现使ab棒由静止开始释放,棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好接触且下落过程中始终保持水平,导轨的电阻不计).
(1)求棒ab离开磁场的下边界时的速度大小.
(2)求棒ab进入磁场区域匀速运动前速度达到v1时的加速度大小.
(3)求棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热.
25.如图甲所示,固定在水平桌边上的“”型平行金属导轨足够长,倾角为53º
,间距L=2m,电阻不计;
导轨上两根金属棒ab、cd的阻值分别为R1=2Ω,R2=4Ω,cd棒质量m1=1.0kg,ab与导轨间摩擦不计,cd与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个导轨置于磁感应强度B=5T、方向垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场中。
现让ab棒从导轨上某处由静止释放,当它刚要滑出导轨时,cd棒刚要开始滑动;
g取10m/s2,sin37º
=cos53º
=0.6,cos37º
=sin53º
=0.8。
求出ab棒的速度;
并在乙图中画出此时cd棒的受力示意图,
电磁感应复习学案答案
选择题答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
B
AC
C
BD
AD
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
D
BCD
21.参考解答:
(1)由楞次定律知该电流由M向N通过R(2分)
由法拉第电磁感应定律得感应电动势为:
(2分)
其中:
S=L2(1分)从图象可知:
(1分)
由闭合电路的欧姆定律:
联立以上几式解得:
通过R的电流大小为:
I=0.5A(2分)
(2)由焦耳定律得在0.1s时间内R产生的热量:
(3分)
(3)电容器两端的电压:
U=IR=1.5V(2分)电容器的带电量:
Q=CU=4.5×
10-5C
22.参考解答:
⑴由法拉第电磁感应定律有:
E=BLv①(2分)
由闭合电路欧姆定律有:
②(1分)
由安培力公式有:
F安=ILB③(1分)
联立①②③并代入数据解得:
导体棒受到的安培力F安=0.4N(1分)
⑵设
导体棒达到最大速度vm时,产生的电动势为E1,通过导体棒电流为I1,
根据受
力平衡有:
I1LB=F④(2分)
由法拉第电磁感应定律有:
E
1=BLvm⑤(1分)
⑥(1分)
联立④⑤⑥并代入数据解得:
(1分)
23、解:
第5s末:
v=at=10m/s.此时感应电动势:
E=BLv.
则回路中的电流为:
I=E/R=BLv/R=0.8A.
杆cd匀加速运动,由牛顿第二定律得:
F-F安=ma.
即F=BIL+ma=0.164N.
24、解:
(1)设棒ab离开磁场边界前匀速运动的速度为v,产生感应电动势:
E=BLv①(1分)
电路中的电流:
I=
②(2分)
对棒ab,由平衡条件得:
mg-BIL=0……③2分
联立①②③解得:
v=
…………④1分
(2)设棒ab进入磁场区域匀速运动前速度达到v1时的加速度大小为a,则:
产生的感应电动势为:
E1=BLv1…………………………⑤1分
电路中的电流
………………………………⑥2分
则由牛顿第二定律可得:
mg-BIL=ma………………⑦2分
联立①②⑤解得:
…………⑧1分
(3)设整个回路中产生的焦耳热为Q,由能量的转化和守恒定律可得:
mg(d0+d)=Q+
mv2…………………………⑨2分
联立④⑤解得:
Q=mg(d
0+d)-
…………⑩2分
根据电路的特点可得棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热Qab为:
Qab=
[mg(d0+d)-
]……………
2分
25、解:
(1)ab棒沿斜面滑下切割磁感线产生的感应电流的方向是b→a→c→d→b;
因为当ab棒从导轨刚要滑出时,cd棒刚要开始滑动,其受力分析如图所示。
3分
由受力分析得:
①1分,
②1分
且:
③1分,解得:
I=2.5A④1分
根据法拉第电磁感应定律:
E=BLv⑤1分
闭合电路的欧姆定律:
⑥1分
解得:
v=1.5m/s⑦1分
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- 选修 32 第四 电磁感应 复习