知识及题型
一、法拉第把引起电流的原因概况为五类:变化的电流、变化的磁场、
运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体
。
二、产生感应电流的条件:穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭
合导体中就有持续的电流。在磁场中做切割磁场运动的的导体,会产生短暂的电流,当洛伦兹力与安培力平衡后没有电流。 三、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。概况为三类: 1、增反减同:指感应磁场和原磁场的方向关系。 2、来拒去留:指导体棒等物体和手安培力的关系。 3、增缩减扩:指线圈的变化情况,适用于单一方向的磁场。 四、感应电动势:
Ent 适用于B/S变化
1、
2、EBlv 适用于导线平动切割
EBlv中12Blw2 适用于导线旋转切割
3、
4、EmaxnBSw 适用于线圈旋转切割的最大值
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nttnRR
五、通过导体的电荷量:
qI•t产生的焦耳热=克服安培力所做的功
动量 IBiltBlqmvmv0 双杆 mv0mv1mv2
楞次定律应用
1、内壁光滑,水平放置的玻璃圆环内,有一直径略小于环口直径的带正电小球,以速度v0沿逆时针方向匀速转动,如图所示,若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比增加的变化磁场,运动过程中小球带电量不变,正确的是( ) A. 小球对玻璃环的压力一定不断增大 B. 小球受到的磁场力一定先减小后增大
C. 小球先沿逆时针方向减速运动一段时间后沿顺时针方向加速运动 D. 磁场力对小球先做负功后做正功
2、如图所示,平放在水平面的铁芯上分别绕有L1、L2,每个线圈各接有连条光滑的平行金属导轨,金属棒MN,PQ均垂直于导轨放置,MN棒可自由移动,而PQ固定.MN所在轨道之间有竖直向上的匀强磁场B1,PQ棒所在轨道之间有沿竖直方向的变化磁场B2,规定竖直向上为B2的正方向。当B2变化时,MN在磁场B1的作用下向右运动,则B2随时间
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变化的B2−t的图象可能是下图中的( ) . .
A
B
C
D
3、水平放置的光滑绝缘杆上挂有两个铜环M和N,通电密绕长螺线管穿过两环,如图所示,螺线管中部区域的管外磁场可以忽略,当变阻器滑动触头向左移动时,两环将( ) A. 一起向左移动 B. 一起向右移动 C. 相互靠拢 D. 相互分离
4、如图,均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置,当a绕圆心O点在其所在平面内旋转时,b中产生顺时针方向的感应电流,且具有扩张趋势,由此可知,圆环a( ) A. 顺时针加速旋转 B. 顺时针减速旋转 C. 逆时针加速旋转 D. 逆时针减速旋转
法拉第电磁感应定律应用
1、如图所示,abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨,间距为l,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置,与导轨成角,单位长度
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的电阻为r,保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则( ) Blv sinBvsinB.电路中感应电流的大小为 rA.电路中感应电动势的大小为B2lvsinC.金属杆所受安培力的大小为 rB2lv2D.金属杆的发热功率为 rsin
2、用一根横截面积为S、电阻率为p的硬质导线做成一个半径为r的圆环,ab为圆环的一条直径。如图所示,在ab的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场,磁场垂直圆环所在平面,向如图,磁感应强度大小随时间的变化率(k0),则( )
圆环中产生逆时针方向的感应电流 B. 圆环具有扩张的趋势 C. 圆环中感应电流的大小为krS 2p方
BktA.
D. 图中a、b两点间的电压U0.25kr2
2、如图,水平面内固定一光滑圆轨道,一长L导体棒一端定在位于轨道圆心O点的光滑转动轴处,另一端置于 光滑圆轨道上,导体棒可绕0点在水平面内转动,整个装置置于竖直向上的匀强磁场
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中,磁感应强度大小为B,电源正极连接在O点,负极连接在圆轨道边缘处,开关S接通一段时间,导体棒做匀速转动,已知电源电动势为E,电源内阻为r,导体棒电阻为R,则棒转动的角w为( )
2RERE22BL(Rr)BL(Rr) A、 B、
B E O 2EE22C、BL D、BL
电磁感应电路问题
1、
2、如图1所示,在竖直方向分布均匀的磁场中水平放置一个金属圆环,圆环所围面积为0.1m2,圆环电阻为0.2Ω.在第1s内感应电流I沿顺时针方向。磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示(其中在4∼5s的时间段呈直线).则( )
A. 在0∼5s时间段,感应电流先减小再增大
B. 在0∼2s时间段感应电流沿顺时针,在2∼5s时间段感应电流沿逆时针
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C. 在0∼5s时间段,线圈最大发热功率为5.010-4w D. 在0∼2s时间段,通过圆环横截面的电量为0.5c
3、如图所示,两端与定值电阻相连的光滑平行金属导轨倾斜放置,其中
R1R22R,导轨电阻不计,导轨宽度为L,匀强磁场垂直穿过导轨平
面,磁感应强度为B. 导体棒ab的电阻为R,垂直导轨放置,与导轨接触良好。释放后,导体棒ab沿导轨向下滑动,某时刻流过R2的电流为
I,在此时刻( )
A. 重力的功率为6l2R
B. 金属杆ab消耗的热功率为4l2R C. 导体棒的速度大小为2IR BLD. 导体棒受到的安培力的大小为2BIL
电磁感应图像
1、如图所示,边长为L,总电阻为R的均匀正方形线框abcd放置在光滑水平桌面上,其cd边右侧紧靠两个磁感强度为B。宽度为L、方向相反的有界匀强磁场。现使线框以初速度v0匀速通过磁场区域,从开始进入,到完全离开磁场的过程中,下列图线能定性反应线框中的感应电流(以逆时针方向为正)和a、b两点间的电势差随时间变化关系的是( )
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A. B. C. D.
2、如图所示,在光滑水平面上,有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd.t=0时刻,线框在水平外力的作用下,从静止开始向右做匀加速直线运动,bc边刚进入磁场的时刻为t1,ad边刚进入磁场的时刻为t2,设线框中产生的感应电流的大小为i,ad边两端电压大小为U,水平拉力大小为F,则下列i、U、F随运动时间t变化关系图象正确的是( )
A. B. C. D.
3、如图甲所示,光滑金属导轨沿竖直方向固定,其下端接有阻值为R的定值电阻,质量为m,长度为L、阻值为r的金属棒用导槽固定在导轨上,金属棒只能无摩擦地沿竖直方向上下移动,且始终与导轨保持良好的接触。导轨间距也为L,整个装置处在垂直于导轨平面向外的匀强磁场中。由t0时刻开始金属棒在竖直向上的外力作用下向上运动,在金属棒沿导轨向上运动的过程中,流过定值电阻的电荷量随时间的变化规律如图乙所示。用P表示克服安培力做功的功率。a为金属棒的加速度、F为外力、I为流过金属棒的电流,
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导轨电阻不计,则此过程中,上述四个物理量随时间变化的图象正确的是( )图乙为qt2图
A.B.C.D.
4、四个均匀导线分别制成两个正方形、两个直角扇形线框,分别放在方向垂直纸面向里的匀强磁场边界上,由图示位置开始按箭头方向绕垂直纸面轴O在纸面内匀速转动。若以在OP边上从P点指向O点的方向为感应电流i的正方向,四个选项中符合如图所示i随时间t的变化规律的是( )
A. B. C. D.
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电磁感应含容电路
1、电容器电容C,定值电阻R,宽度为L的光滑水平导轨固定于垂直纸面向里的匀强磁场B中,与导轨紧密接触的导体棒MN,以初速度v0向右运动,问:
R M (1)试分析导体棒做什么运动 (2)求导体棒的最终速度
C N 2、如图,相距L的两平行光滑导轨固定在水平地面,垂直导轨平面有向里的匀强磁场B,导体棒放置在导轨上,并与导轨紧密接触。现在先将单刀双掷开关置于1处,给电容器充电,当充满电后,再将开关置于2位置。
1 2 M (1)此后导体棒做什么运动 (2)求导体棒的最终速度
E C N 3、如图所示,两条平行金属导轨固定在水平绝缘平面内,导轨左端接有一平行板电容器,导轨处于竖直向上的匀强磁场中,在导轨上放置一金属棒ab,金属棒ab在水平向右的恒力F作用下可沿导轨向右运动,且在运动过程中始终保持与导轨垂直并良好接触。不计金属棒
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ab和导轨之间的摩擦,忽略所有电阻。从金属棒由静止开始运动计时,当金属棒ab在导轨上的运动过程中,关于其at、vt、xt和v2x图象,下列正确的是( )
A.
B. C. D.
电磁感应力与平衡、能量动量
1、如图所示,两根足够长的光滑金属导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个上端固定的绝缘轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,除电阻R外其余电阻不计,导轨所在平面与一匀强磁场垂直,静止时金属棒位于A处,此时弹簧的伸长量为l.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则( ) A. 释放瞬间金属棒的加速度小于g
B. 电阻R中电流最大时,金属棒在A处下方的某个位置 C. 金属棒在最低处时弹簧的拉力一定小于2mg
D. 从释放到金属棒最后静止的过程中,电阻R上产生的热量为mgl
2、竖直放置、电阻不计、间距为L、足够长的平行导轨,上端与阻值为R的电阻相连,一电阻为零质量为m的水平导体
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棒AB与导轨紧密接触且无摩擦。整个装置置于垂直纸面水平向里的匀强磁场中,磁感应强度为B. 若从导轨上端静止释放导体棒AB,导体棒刚达到最大速度时下落高度为h,且运动过程始终保持水平,重力加速度为g,则( ) A. 导体棒最终速度为mgR B2L2B. 在下落过程中电阻产生的热量等于导体棒克服安培力所做的功 C. 若只将导体棒的质量变为原来的2倍,它下落的最大动能将变为原来的4倍 D. 若电阻的阻值变大,导体棒刚匀速运动时下落的高度仍等于h 3、如图所示,在倾角为的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ和MN,两导轨间距为L,导轨处于磁场方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,有两根质量均为m、电阻均为R的金属棒a、b,先将a棒垂直导轨放置,用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接,连接a棒的细线平行于导轨,由静止释放c,此后某时刻,将b也垂直导轨放置,a、c此刻起做匀速运动,b棒刚好能静止在导轨上。a棒在运动过程中始终与导轨垂直,两棒与导轨接触良好,导轨电阻不计,重力加速度为g。则下列判断正确的是( ) A. 物块c的质量是2msin 第 11 页 共 14 页
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B. b棒放上导轨前物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能 C. b棒放上导轨后物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能 D. a、c匀速运动的速度为
4、如图所示,同种材料的、均匀的金属丝做成边长之比为1:2的甲、乙两单匝正方形线圈,已知两线圈的质量相同。现分别把甲、乙线圈以相同的速率匀速拉出磁场,则下列说法正确的是() A. 甲、乙两线圈的热量之比为1:2 B. 甲、乙两线圈的电荷量之比为1:4 C. 甲、乙两线圈的电流之比为1:2 D. 甲、乙两线圈的热功率之比为1:1
5、如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上,左端向上弯曲,导轨间距为L,电阻不计,水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为 B. 导体棒的质量分别为ma=m,mb=2m,电阻值分别为RaR,Rb2R。b棒静止放置在水平导轨上足够远处,与导轨接触良好且与导轨垂直;a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放,运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直,重力加速度为g,则( )
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BL2ghA、a棒刚进入磁场时回路中的感应电流为 RB2L22ghB、a棒刚进入磁场时,b棒受到的安培力大小为3R C、a棒和b棒最终稳定时的速度大小为2gh 3D、从a棒开始下落到最终稳定的过程中,a棒上产生的焦耳热为mgh
296、如图,MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨,其间距为L,导轨弯曲部分光滑,平直部分粗糙,固定在水平面上,右端接一个阻值为R的定值电阻,平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场,质量为m、电阻也为R的金属棒从高为h处由静止释放,到达磁场右边界处恰好停止。己知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒与导轨间接触良好,则金属棒穿过磁场区域的过程中( )(重力加速度为g)
A、金属棒克服安培力做的功等于金属棒产生的焦耳热 B、金属棒克服安培力做的功为mgh C、金属棒产生的电热为mg(hud) 2ghB2L2dD、金属棒运动的时间为 ug2Rumg12 第 13 页 共 14 页
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7、如图,为光滑平行异形导轨ABCD与abcd,导轨的水平部分BCD处于竖直向上的匀强磁场中,BC段导轨宽度为CD段轨道宽度2倍,轨道足够长。将质量相同的金属棒P和Q分别置于轨道上的AB和CD段,将P棒据水平轨道高为h的地方由静止释放,使其自由下滑,求:P棒和Q棒的最终速度。
v1p52gh v2Q52gh 第 14 页 共 14 页
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