河南省上蔡县第二高级中学物理第十三章 电磁感应与电磁波专题试卷

河南省上蔡县第二高级中学物理第十三章 电磁感应与电磁波专题试卷
河南省上蔡县第二高级中学物理第十三章 电磁感应与电磁波专题试卷

河南省上蔡县第二高级中学物理第十三章 电磁感应与电磁波专题试卷

一、第十三章 电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优(难)

1.如图所示,匀强磁场中有一圆形闭合线圈,线圈平面与磁感线平行,能使线圈中产生感应电流的应是下述运动中的哪一种( )

A .线圈平面沿着与磁感线垂直的方向运动

B .线圈平面沿着与磁感线平行的方向运动

C .线圈绕着与磁场平行的直径ab 旋转

D .线圈绕着与磁场垂直的直径cd 旋转 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

A .线圈平面沿着与磁感线垂直的方向运动时,磁通量始终为零,保持不变,线圈中没有感应电流产生;故A 错误.

B .线圈平面沿着与磁感线平行的方向运动时,磁通量始终为零,保持不变,线圈中没有感应电流产生;故B 错误.

C .线圈绕着与磁场平行的直径ab 旋转时,磁通量始终为零,保持不变,线圈中没有感应电流产生;故C 错误.

D .线圈绕着与磁场垂直的直径cd 旋转时,磁通量从无到有发生变化,线圈中有感应电流产生;故D 正确. 故选D . 【点睛】

感应电流产生的条件有两个:一是线圈要闭合;二是磁通量发生变化.

2.三根通电长直导线垂直纸面平行固定,其截面构成一正三角形,O 为三角形的重心,通过三根直导线的电流分别用I 1、I 2、I 3表示,方向如图。现在O 点垂直纸面固定一根通有电流为I 0的直导线,当1230I I I I ===时,O 点处导线受到的安培力大小为F 。已知通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小和电流成正比,则( )

A .当102303I I I I I ===、时,O 点处导线受到的安培力大小为4F

B .当102303I I I I I ===、时,O 点处导线受到的安培力大小为3F

C .当201303I I I I I ===、时,O 点处导线受到的安培力大小为3F

D .当301203I I I I I ===、时,O 点处导线受到的安培力大小为2F 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

根据安培定则画出123I I I 、、在O 点的磁感应强度123B B B 、、的示意图如图所示

当1230I I I I ===时,三根导线在O 点产生的磁感应强度大小相等,设为0B ,根据磁场叠加原理可知,此时O 点的磁感应强度为

02B B =

此时O 点处对应的导线的安培力

002F B I L =

AB .由于通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小和电流成正比,当

102303I I I I I ===、时,则有

103B B =,230B B B ==

根据磁场叠加原理可知,此时O 点的磁感应强度为

04B B =

此时O 点处对应的导线的安培力

0042F B I L F '==

故AB 错误;

C .当201303I I I I I ===、时,有

203B B =,130B B B ==

如图所示

根据磁场叠加原理可知

023B B =

此时O 点处对应的导线的安培力

00233F B I L F '==

故C 正确;

D .当301203I I I I I ===、时,有

303B B =,120B B B ==

如图所示

根据磁场叠加原理可知

023B B =

此时O 点处对应的导线的安培力

00233F B I L F '==

故D 错误。 故选C 。

3.分子运动看不见、摸不着,不好研究,但科学家可以通过研究墨水的扩散现象认识它,这种方法在科学上叫做“转换法”,下面是小红同学在学习中遇到的四个研究实例,其中采取的方法与刚才研究分子运动的方法相同的是( )

A.研究电流、电压和电阻关系时,先使电阻不变去研究电流与电压的关系;然后再让电压不变去研究电流与电阻的关系

B.用磁感线去研究磁场问题

C.研究电流时,将它比做水流

D.电流看不见、摸不着,判断电路中是否有电流时,我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A.这种研究方法叫控制变量法,让一个量发生变化,其它量不变,A错误;

B.用磁感线去研究磁场问题的方法是建立模型法,使抽象的问题具体化,B错误

C.将电流比做水流,这是类比法,C错误

D.判断电路中是否有电流时,我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定,即将电流的有无转化为灯泡是否发光,故是转化法,D正确。

故选D。

4.如图所示,三根完全相同的通电直导线a、b、c平行固定,三根导线截面的连线构成一等边三角形,O点为三角形的中心,整个空间有磁感应强度大小为B、方向平行于等边三角形所在平面且垂直bc边指向a的匀强磁场。现在三根导线中通以方向均向里的电流,其中I b=I c=I。已知通电长直导线在某点产生的磁感应强度的大小跟电流成正比,导线b在O 点产生的磁感应强度大小为B。则下列说法正确的是()

A.若O点的磁感应强度平行ac边,则I a=(13

I

B.若O点的磁感应强度平行ab边,则I a=(13

I

C.若O点的磁感应强度垂直ac边,则I a=31)I

D.若O点的磁感应强度垂直ab边,则I a=31)I

【答案】A

【解析】

【详解】

三条直导线在O点的磁场方向如图;其中B c和B b的合场强水平向右大小为B bc=B;方向水平向右。

A .若O 点的磁感应强度平行ac 边,则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在垂直于ac 方向的合磁场为零,即

sin 30cos30cos300c a B B B +-=

其中B c =B =kI ,解得

I a =(13I 选项A 正确;

B .若O 点的磁感应强度平行ab 边,则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在垂直于ab 方向的合磁场为零,即

sin 30cos30sin 300b a B B B -+=

其中B b =B =kI ,解得

I a =3-1)I

选项B 错误;

C .若O 点的磁感应强度垂直ac 边,则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在平行于ac 方向的合磁场为零,即

cos30sin 30-sin 300a bc B B B +=

表达式无解,则O 点的磁感应强度的方向不可能垂直ac 边,选项C 错误;

D .若O 点的磁感应强度垂直ab 边,则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在平行于ab 方向的合磁场为零,即

cos30cos 60cos 600bc a B B B +-=

其中B c =B =kI ,解得

I a =3)I

选项D 错误。 故选A 。

5.如图所示,真空中两个等量异种点电荷+q (q >0)和-q 以相同角速度绕O 点在纸面中沿逆时针方向匀速转动,O 点离+q 较近,则( )

A .O 点的磁感应强度方向始终垂直纸面向外

B .O 点的磁感应强度方向始终垂直纸面向里

C .O 点的磁感应强度方向随时间周期性变化

D .O 点的磁感应强度大小随时间周期性变化 【答案】A 【解析】 【详解】

点电荷+q 绕O 点匀速转动,相当于逆时针方向的环形电流,由安培定则可知,在O 点产生磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外;点电荷-q 绕O 点匀速转动,相当于顺时针方向的环形电流,由安培定则可知,在O 点产生磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里.因+q 离O 点近,+q 在O 点激发的磁场的磁感应强度较强,故合磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外,选项A 正确,B 、C 错误;由于+q 和-q 离O 点的距离始终保持不变,则等效电流在该点产生的磁感应强度大小不变,合磁场的磁感应强度大小保持不变,选项D 错误.

6.如图所示,把两个完全一样的环形线圈互相垂直地放置,它们的圆心位于一个共同点O 上,当通以相同大小的电流时,O 点处的磁感应强度与一个线圈单独产生的磁感应强度大小之比是( )

A .1∶1

B 2∶1

C .12

D .2∶1

【答案】B 【解析】 【详解】

根据安培定则可知,竖直方向的通电圆环在圆心O 处产生的磁感应强度方向垂直纸面向里,大小为B ,水平方向的通电圆环在圆心O 处产生的磁感应强度方向竖直向上,大小为B ,两者相互垂直,圆心O 处的磁感强度的大小是2O B B ,一个线圈单独产生的磁感应强度大小为B ,则O 点处的磁感应强度与一个线圈单独产生的磁感应强度大小之比

2,故B 正确,A 、C 、D 错误;

故选B . 【点睛】

该题是关于磁场的叠加问题,首先运用安培定则每个圆环在圆心O 处产生的磁感应强度的方向,利用平行四边形定则进行矢量合成,即求出O 处的磁感应强度大小.

7.三根通电长直导线平行放置,其截面构成等边三角形,O点为三角形的中心,通过三根直导线的电流大小分别用小I1,I2、I3表示,电流方向如图所示.当I1=I2=I3=I时,O点的磁感应强度大小为B,通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小跟电流成正比,则下列说法正确的是()

A.当I1=3I,I2=I3=I时,O点的磁感应强度大小为2B

B.当I1=3I,I2=I3=I时,O点的磁感应强度大小为3B

C.当I2=3I,I1=I3=I时,O点的磁感应强度大小为

3 2

B

D.当I3=3I,I1=I2=I时,O点的磁感应强度大小为23B

【答案】A

【解析】

【详解】

AB.根据安培定则画出I1、I2、I3在O点的磁感应强度示意图,当I1=I2=I3时,令B1=B2=B3=B0,示意图如图甲所示

根据磁场叠加原理,可知此时O点的磁感应强度大小B与B0满足关系

01 2

B B

;当I1=3I2,I2=I3=I时,B1=3B0,B2=B3=B0,示意图如图乙所示

由图乙解得O点的磁感应强度大小为4B0=2B,故A正确,B错误;

CD.当I2=3I,I1=I3=I时,B1=B3=B0,B2=3B0,示意图如图丙所示

由图丙解得O 点的磁感应强度大小为0233B B =,同理可得,当I 3=3I ,I 1=I 2=I 时,O 点的磁感应强度大小也为3B ,故CD 错误。 故选A 。

8.三条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线组成一等边三角形,在导线中通过的电流均为I ,方向如图所示。a 、b 和c 三点分别位于三角形的三个顶角的角平分线上,且到相应顶点的距离相等。将a 、b 和c 处的磁感应强度大小分别记为B 1、B 2和B 3,下列说法正确的是( )

A .

B 1=B 2

C .a 和c 处磁场方向垂直于纸面向外,b 处磁场方向垂直于纸面向里

D .a 处磁场方向垂直于纸面向外,b 和c 处磁场方向垂直于纸面向里 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】

AB .由安培定则判断,对a 和b ,其临近的两条导线在a 和b 点产生的磁感应强度等大方向,磁感应强度相互抵消,则a 和b 处的磁感应强度就等于远离的那条导线产生的磁感应强度,有12B B =;对c ,其临近的两条导线在c 产生的磁感应强度等大同向,磁感应强度加倍,而远离c 的那条导线在c 产生的磁感应强度小于其临近的两条导线在c 产生的磁感应强度,且方向相反,在c 处的磁感应强度3B 应大于a 和b 处的磁感应强度1B 和2B , A 正确,B 错误;

CD .由安培定则判断可得a 和b 处磁场方向垂直于纸面向外,c 处磁场方向垂直于纸面向

里,CD错误;

故选A.

9.如图所示,三根长直导线通电电流大小相同,通电方向为b导线和d导线垂直纸面向里,c导线向纸外,a点为bd的中点,ac垂直bd,且ab=ad=ac.则a点磁感应强度的方向为:()

A.垂直纸面指向纸外

B.垂直纸面指向纸里

C.沿纸面由d指向b

D.沿纸面由a指向c

【答案】C

【解析】

【详解】

用右手螺旋定则判断直导线产生的磁场方向,导线b在点a处的磁场方向竖直向下,导线d在点a处的磁场方向竖直向上,导线c在点a处的磁场方向水平向左,由于导线中电流相等且点a到三根导线距离相等,三个磁场大小相等,因此合成后的磁场方向向左,故C 项正确,ABD错误。

故选C.

10.如图甲所示,一个条形磁铁P固定在水平桌面上,以P的右端点为原点,中轴线为x 轴建立一维坐标系.一个灵敏的小磁针Q放置在x轴上不同位置,设Q与x轴之间的夹角为θ.实验测得sinθ与x之间的关系如图乙所示.已知该处地磁场方向水平,磁感应强度大小为B0.下列说法正确的是( )

A.P的右端为S极

B.P的中轴线与地磁场方向平行

C.P在x0处产生的磁感应强度大小为B0

D.x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0

【答案】C

【解析】

【分析】

磁场是客观存在的特殊物质形态,我们感觉不到,但可通过小磁针来体现.小磁针N

极的受力方向即为磁场方向,或磁感线该点的切线方向为磁场方向.

A .当x 趋向无穷大时,小磁针所指的方向为地球的磁场的方向,所以根据题图可知,x 趋向无穷大时,sin θ趋向1,则θ趋向90°,即小磁针的方向与x 的方向垂直,所以x 的方向为向东.当x 非常小时,小磁针的N 极沿x 方向,即向东.由图可知,开始时N 背离O 点,所以O 点处的磁极是N 极,故A 错误;

B .由以上的分析可知,P 的中轴线沿东西方向,与地磁场方向垂直,故B 错误;

C .由乙图可知,x 0处

2sin 2

θ=

45θ=?

P 在0x 处产生的磁感应强度大小P B

tan 45P

B B ?=

所以

0P B B =

故C 正确;

D .0x 处合磁场的磁感应强度大小为

02sin 45B B B =

=?

故D 错误。 故选C 。

11.已知长直导线中电流I 产生磁场的磁感应强度分布规律是B =I

k

r

(k 为常数,r 为某点到直导线的距离)。如图所示,在同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙,两导线通有大小分别为2I 和I 且方向相反的电流,O 点到两导线的距离相等。现测得O 点的磁感应强度的大小为0B 。则甲导线单位长度受到的安培力大小为( )

A .

06

B I

B .

04

B I

C .

03

B I

D .

02

B I

【答案】C

【详解】

设两导线间距为d,根据右手螺旋定则知,甲导线和乙导线在O点的磁感应强度方向均为

垂直纸面向里,根据矢量叠加有

26

22

I I kI

B k k

d d d

=+=

乙导线在甲导线处产生的磁感应强度大小

6

B

I

B k

d

==

则甲导线单位长度受到的安培力大小

2

3

B I

B IL

F

L

?

==

C正确,ABD错误。

故选C。

12.如图所示,在等腰直角三角形ABC的A点和B点分别固定一垂直纸面向外和向里的无限长通电直导线,其电流强度分别为I A和I B,∠A=45°,通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度大小

I

B k

r

=,k为比例系数,r为该点到导线的距离,I为导线中的电流强度。当一小磁针在C点N极所受磁场力方向沿BC方向时,两直导线的电流强度I B与I A 之比为()

A.

1

2

B.

2

4

C.

2

2

D.

1

4

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

由题意可知C点处磁场的磁感应强度B合的方向平行BC向右,设A点处导线和B点处导线在C点处形成的磁场的磁感应强度大小分別为A B和B B,方向分别与AC和BC垂直,如图所示

由图可知

2

sin45

2

B

A

B

B

=?=

又由于

B

BC

B

A

A

AC

kI

l

B

kI

B

l

=

计算可得

1

2

B

A

I

I

=

故A正确,B、C、D错误;

故选A。

13.如图所示,三根通电长直导线A、B、C互相平行,其横截面位于等腰直角三角形的三个顶点上,三根导线中通入的电流大小相等,且A、C中电流方向垂直于纸面向外,B中电流方向垂直于纸面向内;已知通电导线在其周围某处产生的磁场的磁感应强度

kI

B

r

=,其中I为通电导线中的电流强度,r为某处到通电直导线的距离,k为常量.下列说法正确的是( )

A.A所受磁场作用力的方向与B、C所在平面垂直

B.B所受磁场作用力的方向与A、C所在平面垂直

C.A、B单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶2

D.A、B单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶2

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】

A .利用右手定则可知:A 处的合磁场方向沿AC 方向,所以A 所受磁场作用力的方向与A 、C 所在平面垂直,A 错;

B .利用右手定则可知:B 处的合磁场方向沿A

C 方向,所以B 所受磁场作用力的方向与A 、C 所在平面垂直,B 对;

CD .知通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度kI

B r

,根据磁场的叠加知:A 处的磁场大小为

22kI

r

,而B 处的磁场强度为2kI r ,所以A 、B 单位长度所受的磁场作用力

大小之比为1:2,C 对,D 错; 故选:BC

14.下列说法正确的是( ) A .雷达是利用超声波工作的

B .红外线比紫外线更容易发生衍射现象

C .真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的

D .在同一个周期里,波上的质点沿波传播的方向移动的距离为一个波长 E.做简谐运动的物体每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速度一定相同 【答案】BC

E 【解析】 【详解】

A.雷达是利用无线电波工作的,A 错误;

B.红外线比紫外线波长长,更容易发生衍射现象,B 正确;

C.在惯性参考下中,真空中的光速,故真空中的光速在不同的惯性参考系中相同,真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的,C 正确;

D.波上的质点不沿波传播的方向移动,D 错误;

E.做简谐运动的物体每次通过同一位置时,到平衡位置的距离相等,故回复力不变,那么加速度相同;但是,前后两次经过同一位置时,根据振动方向可以知道:速度大小相同,方向相反,故E 正确.

15.长度l 远大于半径R 的通电螺线管(图甲)内部为匀强磁场,其轴线上的磁感应强度分布如图乙所示,已知端口截面中心处磁感应强度为管内的一半.则端口截面上距其中心r(0

A .

2

B B .

34

B C .B 0 D .1.2B 0

【答案】BCD 【解析】

长直螺线管内部是一匀强磁场,磁感应强度为B 0;可以把一个长直螺线管看成是由左右两个螺线管(如图)构成的,它们各自在轴线上产生的磁感应强度为

2

B ,并且方向相同(与轴线平行),故管口处的磁感应强度为管内的一半;在管口截面上距离中心

r (0

2

B ;距离管口截面上距中心较近的点可能满足0

02

B B B <<,距离管口截面上距中心较远的点可能满足0B B ≥,则正确的选项是BCD.

二、第十三章 电磁感应与电磁波初步实验题易错题培优(难)

16.某同学想“探究感应电流产生的条件”,完成下列问题:

(1)他将直流电源、滑动变阻器、线圈A (有铁芯)、线圈B 、灵敏电流计及开关连接成实验电路,请将缺失的导线用笔画线补全_________。

(2)在实验中,该同学发现开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏.由此可以判断,在保持开关闭合的状态下,当滑动变阻器的滑片向N 端滑动时,灵敏电流计的指针向__________(填“左”或“右”)偏,当滑动变阻器的滑片匀速滑动时,灵敏电流计的指针____________(填“发生”或“不发生”)偏转。

【答案】左发生

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]电路连接如图;

(2)[2][3]在实验中,该同学发现开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏,即当穿过线圈的磁通量增加时电流计指针左偏;则此可以判断,在保持开关闭合的状态下,当滑动变阻器的滑片向N端滑动时,通过线圈A的电流变大,磁通量增加,则灵敏电流计的指针向左偏;当滑动变阻器的滑片匀速滑动时,通过线圈A的电流发生变化,则磁通量变化,会产生感应电流,即灵敏电流计的指针发生偏转。

17.如图是某实验小组在研究磁通量变化时感应电流方向实验中的部分操作示意图,图甲所示是电流通过灵敏检流计时指针的偏转情况,图乙是磁铁从线圈中抽出时灵敏检流计指针的偏转情况.

(1)图甲电路中串联定值电阻R主要是为了_____

A.减小电路两端的电压,保护电源

B.增大电路两端的电压,保护电源

C.减小电路中的电流,保护灵敏检流计

D.减小电路中的电流,便于观察灵敏检流计的读数

(2)实验操作如图乙所示,当磁铁向上抽出时,检流计G中指针是_____偏(填“左”或“右”);继续操作如图丙所示,判断此时条形磁铁的运动是______线圈(填“插入”或“抽出”).

【答案】(1)C;(2)右,抽出

【解析】

试题分析:根据楞次定律,通过磁通量的变化判断感应电流的方向,以及通过感应电流的方向判断磁通量是增加还是减小.

解:(1)电路中串联定值电阻,目的是减小电流,保护灵敏检流计.故C正确,A、B、D 错误.

(2)在乙图中,当磁铁向上抽出,磁通量减小,根据楞次定律知,感应电流的磁场与原磁场方向相同,则流过电流计的电流方向为从下往上,所以检流计指针向右偏.在丙图中,知感应电流流过检流计的方向是从上而下,则感应电流的磁场方向向上,与原磁场方向相同,知磁通量在减小,即磁铁抽出线圈.

故答案为(1)C;(2)右,抽出.

【点评】解决本题的关键掌握楞次定律的内容,并且能灵活运用.

18.如图1为“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置,所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为:当电流从“+”接线柱流入电流表时,指针向右偏转。

(1)将条形磁铁按如图1方式S极向下插入螺线管时,发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图2所示。请在图2中标出螺线管中的感应电流方向_______。

(2)经分析可得出结论:当穿过螺线管的磁通量增加时,感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向____(填“相同”或“相反”)。

(3)接上面的(1),将条形磁铁从螺线管中抽出时,电流表的指针向____(填“左”或“右”)偏转。

【答案】相反左

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]根据电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为:当电流从正极接线柱流入电流表时,指针向右偏转可知,线圈中电流方向为从B流向A,如图所示

(2)[2]S极向下插入螺线管时,线圈中磁通量增大,根据产生的电流方向,由右手定则可判断出产生的感应电流的磁场与原磁场方向相反。

(3)[3]将条形磁铁从螺线管中抽出时,穿过线圈的磁通量减小,根据楞次定律,感应电流的磁通量应与原磁场方向相同向下,阻碍磁通量的减小,根据安培定则可判断,线圈中感应电流方向从A到B,即向左,则电流表的指针方向向左。

19.在“探究电磁感应的产生条件”的实验中,现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计及电键如图所示部分连接。

(1)连线图中还有①~⑥个接线柱未连接,但只需连接两根导线就能将电路连接完整正确,这两根连线分别连接的是______。

A.①②和③⑤ B.①③和②⑤ C.①③和②④

(2)实验探究中,下列说法正确的是______(填选项前的字母)

A.线圈A插入线圈B,电键闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,电流计指针静止在中央零刻度。

B.线圈A插入线圈B后,电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转。

C.电键闭合后,线圈A插入线圈B或从线圈B中拔出,都会引起灵敏电流计指针偏转D.线圈A插入线圈B,电键闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电表指针才能偏转。

【答案】B C

【解析】

【详解】

(1)[1]将电源、电键、变阻器、线圈A串联成一个回路,注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱,再将电流计与线圈B串联成另一个回路,电路图如图所示

故B正确;

(2)[2]A.电键闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,线圈A中的电流发生变化,穿过B 的磁通量发生变化,B中会产生感应电流,电流计指针发生偏转,故A错误;

B.线圈A插入线圈B中后,电键闭合和断开的瞬间电流计指针均会偏转,故B错误;C.电键闭合后,线圈A插入或拔出时,穿过B的磁通量都会发生变化,都会产生感应电流,电流计指针都会偏转,故C正确;

D.电键闭合后,只要滑动变阻器的滑片P移动,不论是加速还是匀速,穿过B的磁通量都会变化,都会有感应电流产生,电流计指针都会偏转,故D错误。

20.在“研究电磁感应现象”的实验中:

(1)电磁铁回路连线尚未完成,请以笔画线代替导线连成正确的完整回路________。

(2)电路连接完整后,闭合电键,将变阻器滑键向右移动的过程时,发现电流表指针向右偏转,则:

①将铁芯插入电磁铁的螺线管内时,电表指针向_____偏转。

②在电磁铁回路通电状态下,断开电键的瞬时,电表指针向______偏转。

【答案】左右

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]如图所示

(2)[2][3]由题意得,将变阻器滑键向右移动的过程时,通过小线圈的电流减小,穿过小线圈的磁通量减小,而电流表指针向右偏转,说明穿过线圈的磁通量减小时电流表指针向右偏转。将铁芯插入电磁铁的螺线管内时,穿过线圈的磁通量增大,则电流表的指针向左偏转。在电磁铁回路通电状态下,断开电键的瞬时,穿过线圈的磁通量减小,则电流表的指针向右偏转。

高中物理电磁感应测试题及答案.doc

电磁感应试题 一.选择题 1.关于磁通量的概念,下面说法正确的是 () A .磁感应强度越大的地方,穿过线圈的磁通量也越大 B.磁感应强度大的地方,线圈面积越大,则穿过线圈的磁通量也越大 C.穿过线圈的磁通量为零时,磁通量的变化率不一定为零 D.磁通量的变化,不一定由于磁场的变化产生的 2.下列关于电磁感应的说法中正确的是() A.只要闭合导体与磁场发生相对运动,闭合导体内就一定产生感应电流 B.只要导体在磁场中作用相对运动,导体两端就一定会产生电势差 C.感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量变化成正比 D.闭合回路中感应电动势的大小只与磁通量的变化情况有关而与回路的导体材料无关 3.关于对楞次定律的理解,下面说法中正确的是() A.感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化 B.感应电流的磁场方向,总是跟原磁场方向相同C.感应电流 的磁场方向,总是跟原磁砀方向相反 D.感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同,也可以相反 4.物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用.下面列举的四种器件中,在工作时利用了电磁感应现 象的是() A. 回旋加速器 B.日光灯 C.质谱仪 D.速度选择器 5.如图 1 所示,一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于O 点,将圆环拉离平衡位置并释放,圆环摆动过 程中经过匀强磁场区域,则(空气阻力不计)() A .圆环向右穿过磁场后,还能摆至原高度 B.在进入和离开磁场时,圆环中均有感应电流 C.圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大,感应电流也越大 D.圆环最终将静止在平衡位置 6.如图( 2),电灯的灯丝电阻为 2Ω,电池电动势为 2V ,内阻不计,线圈图( 1)匝数足够多,其直流电阻为 3Ω.先合上电键 K ,稳定后突然断开 K ,则下列说法正确的是() A .电灯立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与K 断开前方向相同 B.电灯立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与K 断开前方向相反 C.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K 断开前方向相同 D.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K 断开前方向相反 7.如果第 6 题中,线圈电阻为零,当 K 突然断开时,下列说法正确的是()A .电灯立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与K 断开前方向相同 B.电灯立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与K 断开前方向相反 C.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K 断开前相同 D.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K 断开前相反 8.如图( 3),一光滑的平面上,右方有一条形磁铁,一金属环以初速度V沿磁铁的中线向右滚动,则以下说法正确的是() A 环的速度越来越小 B 环保持匀速运动

高中物理电磁感应综合问题

电磁感应综合问题 电磁感应综合问题,涉及力学知识(如牛顿运动定律、功、动能定 理、动量和能量守恒定律等)、电学知识(如电磁感应定律、楞次定律、 直流电路知识、磁场知识等)等多个知识点,其具体应用可分为以下 两个方面: (1)受力情况、运动情况的动态分析。思考方向是:导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……,周而复始,循环结束时,加速度等于零,导体达到稳定运动状态。要画好受力图,抓住a=0时,速度v达最大值的特点。 (2)功能分析,电磁感应过程往往涉及多种能量形势的转化。例 如:如图所示中的金属棒ab沿导轨由静止下滑时,重力势能减小,一 部分用来克服安培力做功转化为感应电流的电能,最终在 R上转转化为焦耳热,另一部分转化为金属棒的动能.若 导轨足够长,棒最终达到稳定状态为匀速运动时,重力势 能用来克服安培力做功转化为感应电流的电能,因此,从 功和能的观点人手,分析清楚电磁感应过程中能量转化的关系,往往 是解决电磁感应问题的重要途径. 【例1】如图1所示,矩形裸导线框长边的长度为2l,短边的长度 为l,在两个短边上均接有电阻R,其余部分电阻不计,导线框一长边

及x 轴重合,左边的坐标x=0,线框内有一垂直于线框平面的磁场,磁场的感应强度满足关系)sin(l x B B 20π=。一光滑导体棒AB 及短边平行且 及长边接触良好,电阻也是R ,开始时导体棒处于x=0处,从t=0时刻起,导体棒AB 在沿x 方向的力F 作用下做速度为v 的匀速运动,求: (1)导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中力F 随时间t 变化的规律; (2)导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中回路产生的热量。 答案:(1))()(sin v l t R l vt v l B F 203222220≤≤=π (2)R v l B Q 32320= 【例2】 如图2所示,两条互相平行的光滑金属导 轨位于水平面内,它们之间的距离为l =0.2m ,在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻,在x ≥0处有一及水平面垂直的均匀磁场,磁感强度B=0.5T 。一质量为m=01kg 的金属杆垂直放置在导轨上,并以v 0=2m/s 的初速度进入磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力F 的共同作用下作匀变速直线运动,加速度大小为a=2m/s 2,方向及初速度方向相反,设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且接触良好。求: (1)电流为零时金属杆所处的位置; (2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F 的大小和方向; (3)保持其他条件不变,而初速度v 0取不同值,求开始时F 的方

大学物理吴百诗习题答案电磁感应

大学物理吴百诗习题答案 电磁感应 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020

法拉第电磁感应定律 10-1如图10-1所示,一半径a =,电阻R =×10-3Ω的圆形导体回路置于均匀磁场中,磁场方向与回路面积的法向之间的夹角为π/3,若磁场变化的规律为 T 10)583()(42-?++=t t t B 求:(1)t =2s 时回路的感应电动势和感应电流; (2)最初2s 内通过回路截面的电量。 解:(1)θcos BS S B =?=Φ V 10)86(6.110)86()3 cos(d d cos d d 642--?+?-=?+?-=-=Φ- =t t a t B S t i π πθε s 2=t ,V 102.35-?-=i ε,A 102100.1102.32 3 5---?-=??-= =R I ε 负号表示i ε方向与确定n 的回路方向相反 (2)42 2123 112810 3.140.1()[(0)(2)]cos 4.410C 1102 i B B S q R R θ---???=Φ-Φ=-??==??? 10-2如图10-2所示,两个具有相同轴线的导线回路,其平面相互平行。大回路中有电流I , 小的回路在大的回路上面距离x 处,x >>R ,即I 在小线圈所围面积上产生的磁场可视为是均匀的。若 v dt dx =等速率变化,(1)试确定穿过小回路的磁通量Φ和x 之间的关系;(2)当x =NR (N 为一正数),求小回路内的感应电动势大小;(3)若v >0,确定小回路中感应电流方向。 解:(1)大回路电流I 在轴线上x 处的磁感应强度大小 2 02 232 2() IR B R x μ= +,方向竖直向上。 R x >>时,2 03 2IR B x μ= ,22 203 2IR r B S BS B r x πμπΦ=?==?= (2)224032i d dx IR r x dt dt πμε-Φ=-=,x NR =时,2024 32i Ir v R N πμε= 图 10-

高中物理-电磁感应知识点汇总

电磁感应 1.★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ΔΦ≠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:Φ=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Φ=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=nΔΦ/Δt 当导体做切割磁感线运动时,其感应电动势的计算公式为E=BLvsinθ。当B、L、v三者两两垂直时,感应电动势E=BLv。 (1)两个公式的选用方法E=nΔΦ/Δt计算的是在Δt时间内的平均电动势,只有当磁通量的变化率是恒定不变时,它算出的才是瞬时电动势。E=BLvsinθ中的v 若为瞬时速度,则算出的就是瞬时电动势:若v为平均速度,算出的就是平均电动势。

高二物理电磁感应测试题及答案

高二物理同步测试(5)—电磁感应 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分100分,考试用时60分钟. 第Ⅰ卷(选择题,共40分) 一、选择题(每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确 的,全部选对得4分,对而不全得2分。) 1.在电磁感应现象中,下列说法正确的是 () A.感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反 B.闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流 C.闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动,一定产生感应电流 D.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化 2. 为了利用海洋资源,海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测量 海水的流速.假设海洋某处的地磁场竖直分量为B=×10-4T,水流是南北流向,如图将两个电极竖直插入此处海水中,且保持两电极的连线垂直水流方向.若 两极相距L=10m,与两电极相连的灵敏电压表的读数为U=2mV,则海水 的流速大小为() A.40 m/s B.4 m/s C. m/s D.4×10-3m/s 3.日光灯电路主要由镇流器、起动器和灯管组成,在日光灯正常工作的情况下,下列说法正确的是() A.灯管点燃后,起动器中两个触片是分离的 B.灯管点燃后,镇流器起降压和限流作用 C.镇流器在日光灯开始点燃时,为灯管提供瞬间高压 D.镇流器的作用是将交变电流变成直流电使用 4.如图所示,磁带录音机既可用作录音,也可用作放音,其主要部件为

可匀速行进的磁带a 和绕有线圈的磁头b ,不论是录音或放音过程,磁带或磁隙软铁会存在磁化现象,下面对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的说法,正确的是 ( ) A .放音的主要原理是电磁感应,录音的主要原理是电流的磁效应 B .录音的主要原理是电磁感应,放音的主要原理是电流的磁效应 C .放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用 D .放音和录音的主要原理都是电磁感应 5.两圆环A 、B 置于同一水平面上,其中A 为均匀带电绝缘环,B 为导 体环,当A 以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时,B 中产生如图所示方向的感应电流。则( ) A .A 可能带正电且转速减小 B .A 可能带正电且转速增大 C .A 可能带负电且转速减小 D .A 可能带负电且转速增大 6.为了测出自感线圈的直流电阻,可采用如图所示的电路。在测量完毕后将电路解体时应该( ) A .首先断开开关S 1 B .首先断开开关S 2 C .首先拆除电源 D .首先拆除安培表 7.如图所示,圆形线圈垂直放在匀强磁场里,第1秒内磁场方向指向纸里,如图(b ).若磁感应强度大小随时间变化的关系如图(a ),那么,下面关于线圈中感应电流的说法正确的是 ( ) A .在第1秒内感应电流增大,电流方向为逆时针 B .在第2秒内感应电流大小不变,电流方向为顺时针 C .在第3秒内感应电流减小,电流方向为顺时针 D .在第4秒内感应电流大小不变,电流方向为顺时针 8.如图所示,xoy 坐标系第一象限有垂直纸面向外的匀强磁 场,第 x y o a b

(完整版)高中物理电磁感应习题及答案解析

高中物理总复习 —电磁感应 本卷共150分,一卷40分,二卷110分,限时120分钟。请各位同学认真答题,本卷后附答案及解析。 一、不定项选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的不得分. 1.图12-2,甲、乙两图为与匀强磁场垂直放置的两个金属框架,乙图除了一个电阻为零、自感系数为L的线圈外,其他部分与甲图都相同,导体AB以相同的加速度向右做匀加速直线运动。若位移相同,则() A.甲图中外力做功多B.两图中外力做功相同 C.乙图中外力做功多D.无法判断 2.图12-1,平行导轨间距为d,一端跨接一电阻为R,匀强磁场磁感强度为B,方向与导轨所在平面垂直。一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置,金属棒与导轨的电阻不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时,通过电阻R的电流强度是() A. Bdv R B.sin Bdv R θ C.cos Bdv R θ D. sin Bdv Rθ 3.图12-3,在光滑水平面上的直线MN左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场,右侧是无磁场空间。将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度v向右完全拉出匀强磁场。已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是1:2.则拉出过程中下列说法中正确的是()A.所用拉力大小之比为2:1 R v a b θ d 图12-1 M v B

B .通过导线某一横截面的电荷量之比是1:1 C .拉力做功之比是1:4 D .线框中产生的电热之比为1:2 4. 图12-5,条形磁铁用细线悬挂在O 点。O 点正下方固定一个水平放置的铝线圈。让磁铁在竖直面内摆动,下列说法中正确的是 ( ) A .在磁铁摆动一个周期内,线圈内感应电流的方向改变2次 B .磁铁始终受到感应电流磁铁的斥力作用 C .磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力 D .磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力 5. 两相同的白炽灯L 1和L 2,接到如图12-4的电路中,灯L 1与电容器串联,灯L 2与电感线圈串联,当a 、b 处接电压最大值为U m 、频率为f 的正弦交流电源时,两灯都发光,且亮度相同。更换一个新的正弦交流电源后,灯L 1的亮度大于大于灯L 2的亮度。新电源的电压最大值和频率可能是 ( ) A .最大值仍为U m ,而频率大于f B .最大值仍为U m ,而频率小于f C .最大值大于U m ,而频率仍为f D .最大值小于U m ,而频率仍为f 6.一飞机,在北京上空做飞行表演.当它沿西向东方向做飞行表演时(图12-6),飞行员左右两机翼端点哪一点电势高( ) A .飞行员右侧机翼电势低,左侧高 B .飞行员右侧机翼电势高,左侧电势低 C .两机翼电势一样高 D .条件不具备,无法判断 7.图12-7,设套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ,则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)应是( ) A .有顺时针方向的感应电流 B .有逆时针方向的感应电流 C .有先逆时针后顺时针方向的感应电流 D .无感应电流 8.图12-8,a 、b 是同种材料的等长导体棒,静止于水平面内的足够长的光滑平行导轨上,b 棒的质量是a 棒的两倍。匀强磁场竖直向下。若给a 棒以4.5J 的初动能,使之向左运动,不 L 1 L 2 图12-4 v 0 a b 图12-8 图12-6 S N O 图12-5 图12-7

高中物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷复习练习(Word版 含答案)

高中物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷复习练习(Word 版 含答案) 一、第十三章 电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优(难) 1.如图所示,三根相互平行的固定长直导线1L 、2L 和3L 垂直纸面如图放置,与坐标原点 分别位于边长为a 的正方形的四个点上, 1L 与2L 中的电流均为I ,方向均垂直于纸面向外, 3L 中的电流为2I ,方向垂直纸面向里(已知电流为I 的长直导线产生的磁场中,距导 线r 处的磁感应强度kI B r (其中k 为常数).某时刻有一质子(电量为e )正好沿与x 轴正方向成45°斜向上经过原点O ,速度大小为v ,则质子此时所受磁场力为( ) A .方向垂直纸面向里,大小为23kIve B .方向垂直纸面向外,大小为322kIve a C .方向垂直纸面向里,大小为32kIve a D .方向垂直纸面向外,大小为23kIve 【答案】B 【解析】 【详解】 根据安培定则,作出三根导线分别在O 点的磁场方向,如图: 由题意知,L 1在O 点产生的磁感应强度大小为B 1= kI a ,L 2在O 点产生的磁感应强度大小

为B2= 2 kI a ,L3在O点产生的磁感应强度大小为B3=2kI a ,先将B2正交分解,则沿x轴 负方向的分量为B2x= 2 kI a sin45°= 2 kI a ,同理沿y轴负方向的分量为 B2y= 2 kI a sin45°= 2 kI a ,故x轴方向的合磁感应强度为B x=B1+B2x= 3 2 kI a ,y轴方向的合磁感应强度为B y=B3?B2y= 3 2 kI a ,故最终的合磁感应强度的大小为22 32 2 x y kI B B B a ==, 方向为tanα=y x B B =1,则α=45°,如图: 故某时刻有一质子(电量为e)正好沿与x轴正方向成45°斜向上经过原点O,由左手定则 可知,洛伦兹力的方向为垂直纸面向外,大小为f=eBv= 32 2 kIve a ,故B正确; 故选B. 【点睛】 磁感应强度为矢量,合成时要用平行四边形定则,因此要正确根据安培定则判断导线周围磁场方向是解题的前提. 2.如图所示,匀强磁场中有一圆形闭合线圈,线圈平面与磁感线平行,能使线圈中产生感应电流的应是下述运动中的哪一种() A.线圈平面沿着与磁感线垂直的方向运动 B.线圈平面沿着与磁感线平行的方向运动 C.线圈绕着与磁场平行的直径ab旋转 D.线圈绕着与磁场垂直的直径cd旋转 【答案】D 【解析】

高中物理电磁波知识点总结

高中物理电磁波知识点总结 麦克斯韦电磁场理论知识点的核心思想是:变化的磁场可以激发涡旋电场,变化的电场可以激发涡旋磁场;电场和磁场不是彼此孤立的,它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场.麦克斯韦进一 步将电场和磁场的所有规律综合起来,建立了完整的电磁场理论体系.这个电磁场理论体系的核心就是麦克斯韦方程组, 麦克斯韦方程组是由四个微分方程构成,: (1)描述了电场的性质.在一般情况下,电场可以是库仑电场也可以是变化磁场激发的感应电场,而感应电场是涡旋场,它的电位移线 是闭合的,对封闭曲面的通量无贡献, (2)描述了磁场的性质.磁场可以由传导电流激发,也可以由变化电场的位移电流所激发,它们的磁场都是涡旋场,磁感应线都是闭合线,对封闭曲面的通量无贡献. (3)描述了变化的磁场激发电场的规律。 (4)描述了变化的电场激发磁场的规律, 麦克斯韦方程都是用微积分表述的,具体推导的话要用到微积分,高中没学很难理解,我给你把涉及到的方程写出来,并做个解释,你要是还不明白的话也不用着急,等上了大学学了微积分就都能看懂了: 1、安培环路定理,就是磁场强度沿任意回路的环量等于环路所包围电流的代数和. 2、法拉第电磁感应定律,即电磁场互相转化,电场强度的弦度等于磁感应强度对时间的负偏导. 3、磁通连续性定理,即磁力线永远是闭合的,磁场没有标量的源,麦克斯韦表述是:对磁感应强度求散度为零. 4、高斯定理,穿过任意闭合面的电位移通量,等于该闭合面内部的总电荷量.麦克斯韦:电位移的散度等于电荷密度,

1.振荡电流和振荡电路 大小和方向都做周期性变化的电流叫振荡电流,能产生振荡电流的电路叫振荡电路,LC电路是最简单的振荡电路。 2.电磁振荡及周期、频率 (1)电磁振荡的产生 (2)振荡原理:利用电容器的充放电和线圈的自感作用产生振荡 电流,形成电场能与磁场能的相互转化。 (3)振荡过程:电容器放电时,电容器所带电量和电场能均减少,直到零,电路中电流和磁场均增大,直到最大值。 给电容器反向充电时,情况相反,电容器正反方向充放电一次,便完成一次振荡的全过程。 (4)振荡周期和频率:电磁振荡完成一次周期性变化所用时间叫 电磁振荡的周期,一秒内完成电磁振荡的次数叫电磁振荡的频率。 对于LC振荡电路, (5)电磁场:变化的电场在周围空间产生磁场,变化磁场在周围 空间产生电场,变化的电场和磁场成为一个完整的整体,就是电磁场。 3.电磁波 (1)电磁波:电磁场由近及远的传播形成电磁波 (2)电磁波在空间传播不需要介质,电磁波是横波,电磁波传递 电磁场的能量。 (3)电磁波的波速、波长和频率的关系, 4.电磁波的发射,传播和接收 (1)发射

大学物理(吴百诗)习题答案10电磁感应

法拉第电磁感应定律 10-1如图10-1所示,一半径a =0.10m ,电阻R =1.0×10-3Ω的圆形导体回路置于均匀磁场中,磁场方向与 回路面积的法向之间的夹角为π/3,若磁场变化的规律为 T 10)583()(4 2-?++=t t t B 求:(1)t =2s 时回路的感应电动势和感应电流; (2)最初2s 通过回路截面的电量。 解:(1)θcos BS S B =?=Φ V 10)86(6.110)86()3 cos(d d cos d d 642--?+?-=?+?-=-=Φ- =t t a t B S t i π πθε s 2=t ,V 102.35 -?-=i ε,A 10210 0.1102.323 5---?-=??-==R I ε 负号表示i ε方向与确定n 的回路方向相反 (2)422 123 112810 3.140.1()[(0)(2)]cos 4.410C 1102 i B B S q R R θ---???=Φ-Φ=-??==??? 10-2如图10-2所示,两个具有相同轴线的导线回路,其平面相互平行。大回路中有电流I ,小的回路在大 的回路上面距离x 处,x >>R ,即I 在小线圈所围面积上产生的磁场可视为是均匀的。若 v dt dx =等速率变化,(1)试确定穿过小回路的磁通量Φ和x 之间的关系;(2)当x =NR (N 为一正数),求小回路的感应电动势大小;(3)若v >0,确定小回路中感应电流方向。 解:(1)大回路电流I 在轴线上x 处的磁感应强度大小 2 02232 2()IR B R x μ= +,方向竖直向上。 R x >>时,2 03 2IR B x μ= ,22 2 03 2IR r B S BS B r x πμπΦ=?==?= (2)224032i d dx IR r x dt dt πμε-Φ=-=,x NR =时,2024 32i Ir v R N πμε= (3)由楞次定律可知,小线圈中感应电流方向与I 相同。 动生电动势 10-3 一半径为R 的半圆形导线置于磁感应强度为B 的均匀磁场中,该导线以 速度v 沿水平方向向右平动,如图10-3所示,分别采用(1)法拉第电磁感应定律和(2)动生电动势公式求半圆导线中的电动势大小,哪一端电势高? 解:(1)假想半圆导线在宽为2R 的U 型导轨上滑动,设顺时针方向为回路方向, 在x 处 2 1(2)2m Rx R B π=+Φ,∴22m d dx RB RBv dt dt εΦ=-=-=- 由于静止U 型导轨上电动势为零,所以半圈导线上电动势为 2RBv ε=- 负号表示电动势方向为逆时针,即上端电势高。 图10-2

高中物理第二章 电磁感应与电磁场单元测试题及解析

第二章电磁感应与电磁场章末综合检测 (时间:90分钟;满分100分) 一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确) 1.下列过程中一定能产生感应电流的是( ) A.导体和磁场做相对运动 B.导体一部分在磁场中做切割磁感线运动 C.闭合导体静止不动,磁场相对导体运动 D.闭合导体内磁通量发生变化 2.关于磁通量的概念,下列说法中正确的是( ) A.磁感应强度越大,穿过闭合回路的磁通量也越大 B.磁感应强度越大,线圈面积越大,穿过闭合回路的磁通量也越大 C.穿过线圈的磁通量为零时,磁感应强度不一定为零 D.磁通量发生变化时,磁感应强度一定发生变化 3.如图2-3,半径为R的圆形线圈和矩形线圈abcd在同一平面内,且在矩形线圈内有变化的磁场,则( ) 图2-3 A.圆形线圈有感应电流,矩形线圈无感应电流 B.圆形线圈无感应电流,矩形线圈有感应电流 C.圆形线圈和矩形线圈都有感应电流 D.圆形线圈和矩形线圈都无感应电流 4.以下叙述不正确的是( ) A.任何电磁波在真空中的传播速度都等于光速 B.电磁波是横波 C.电磁波可以脱离“波源”而独自存在 D.任何变化的磁场都可以产生电磁波 5.德国《世界报》曾报道过个别西方发达国家正在研制电磁脉冲波武器——电磁炸弹.若一枚原始脉冲波功率10 kW、频率5千兆赫的电磁炸弹在不到100 m的高空爆炸,它将使方圆400 m2~500 m2地面范围内电场达到每米数千伏,使得电网设备、通信设施和计算机中的硬盘与软盘均遭到破坏.电磁炸弹有如此破坏力的主要原因是( ) A.电磁脉冲引起的电磁感应现象 B.电磁脉冲产生的动能 C.电磁脉冲产生的高温 D.电磁脉冲产生的强光 6.在图2-4中,理想变压器的原副线圈的匝数比为n1∶n2=2∶1,A、B为完全相同的灯泡,电源电压为U,则B灯两端的电压有( ) 图2-4 A.U/2 B.2U

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

大学物理(少学时)第9章电磁感应与电磁场课后习题答案

9-1两个半径分别为R 和r 的同轴圆形线圈相距x ,且R >>r ,x >>R .若大线圈通有电流I 而小线圈沿x 轴方向以速率v 运动,试求小线圈回路中产生的感应电动势的大小. 解:在轴线上的磁场 () ()2 2 003 3 2 2 2 22IR IR B x R x R x μμ= ≈ >>+ 3 2 202x r IR BS πμφ= = v x r IR dt dx x r IR dt d 4 22042202332πμπμφ ε=--=-= 9-2如图所示,有一弯成θ 角的金属架COD 放在磁场中,磁感强度B ? 的方向垂直于金属架 COD 所在平面.一导体杆MN 垂直于OD 边,并在金属架上以恒定速度v ?向右滑动,v ? 与 MN 垂直.设t =0时,x = 0.求当磁场分布均匀,且B ? 不随时间改变,框架内的感应电动势i ε. 解:12m B S B xy Φ=?=?,θtg x y ?=,vt x = 22212/()/i d dt d Bv t tg dt Bv t tg ε?θθ=-=-=?,电动势方向:由M 指向N 9-3 真空中,一无限长直导线,通有电流I ,一个与之共面的直角三角形线圈ABC 放置在此长直导线右侧。已知AC 边长为b ,且与长直导线平行,BC 边长为a ,如图所示。若线圈以垂直于导线方向的速度v 向右平移,当B 点与直导线的距离为d 时,求线圈ABC 内的感应电动势的大小和方向。 解:当线圈ABC 向右平移时,AB 和AC 边中会产 生动生电动势。当C 点与长直导线的距离为d 时,AC 边所在位置磁感应强度大小为:02() I B a d μπ= + AC 中产生的动生电动势大小为: x r I R x v C D O x M θ B ? v ?

高中物理选修-电磁波知识点总结

高中物理选修3-4电磁波知识点总结 第二章第一节机械波的形成和传播 1.机械波的形成和传播(以绳波为例) (1)绳上的各小段可以看做质点. (2)由于绳中各部分之间都有相互作用的弹力联系着,先运动的质点带动后一个质点的运动,依次传递,使振动状态在绳上传播. 2.介质能够传播振动的物质. 3.机械波 (1)定义:机械振动在介质中的传播. (2)产生的条件①要有引起初始振动的装置,即波源. ②要有传播振动的_介质_. (3)机械波的特点 ①前面质点带动后面质点的振动,后面质点重复前面质点的振动,并且离波源越远,质点的振动越_滞后_. ②各质点振动周期都与波源振动_相同_. ③介质中每个质点的起振方向都和波源的起振方向相同_. ④波传播的是振动这种形式,而介质的每个质点只在自己的平衡位置附近振动,并不随波迁移. ⑤波在传播“振动”这种运动形式的同时,也在传递能量,而且可以传递信息__. 1.波的分类 按介质中质点的振动方向和波的传播方向的关系不同,常将波分为横波和纵波 . 2.横波 (1)定义:介质中质点的振动方向和波的传播方向垂直的波. (2)标识性物理量 ①波峰:凸起来的最高处. (质点振动位移正向最大处) ②波谷:凹下去的最低处. (质点振动位移负向最大处) 3.纵波 (1)定义:介质中质点的振动方向和波的传播方向平行的波. (2)标识性物理量①密部:介质中质点分布密集的部分. ②疏部:介质中质点分布稀疏的部分. 4.简谐波如果传播的振动是简谐运动,这种波叫做简谐波. 波动过程中介质中各质点的运动规律 (1)质点的“守位性”:机械波向外传播的只是振动的形式和能量,质点只在各自的平衡位置附近震动,并不随波迁移。 (2)“相同性”:介质中各质点均做受迫振动,各质点振动的周期和频率与波源振动的周期和频率相同,而且各质点开始振动的方向也相同,即各质点的起振方向相同。 (3)“滞后性”:离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动,即离波源近的质点振动开始越早,离波源越远的质点振动开始越晚。 波动过程中介质中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同,其运动特点可用三句话来描述: (1)先振动的质点带动后振动的质点; (2)后振动的质点重复前面质点的振动; (3)后振动的质点的振动状态落后于先振动的质点. 概括起来就是“带动、重复、落后”. 已知波的传播方向,可以判断各质点的振动方向,反之亦然. 判断方法一:带动法

高中物理选修3-电磁感应测重要试题

高中物理选修3-2期中测试 一、选择题 1.如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化。下列说法 ①当磁感应强度增加时,线框中的感应电流可能减小 ②当磁感应强度增加时,线框中的感应电流一定增大 ③当磁感应强度减小时,线框中的感应电流一定增大 ④当磁感应强度减小时,线框中的感应电流可能不变 其中正确的是() A .只有②④正确 B .只有①③正确 C .只有②③正确 D .只有①④正确 2.一飞机在北半球的上空以速度v 水平飞行,飞机机身长为a ,翼展为b ;该空间地磁场磁感应强度的水平分量为B 1,竖直分量为B 2;驾驶员左侧机翼的端点用A 表示,右侧机翼的端点用B 表示,用E 表示飞机产生的感应电动势,则() A .E = B 1vb ,且A 点电势低于B 点电势 B .E =B 1vb ,且A 点电势高于B 点电势 C .E =B 2vb ,且A 点电势低于B 点电势 D . E =B 2vb ,且A 点电势高于B 点电势 3.如图,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N 极朝下。当磁铁向下运动时(但未插入线圈部)() A .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引 B .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥 C .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引 D .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥 4.如图甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面,长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示.在0-T /2时间,直导线中电流向上,则在T /2-T 时间,线框中感应电流的方向与所受安培力情况是() A .感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向左 i i

高中物理电磁感应专题复习

电磁感应·专题复习 一. 知识框架: 二. 知识点考试要求: 知识点 要求 1. 右手定则 B 2. 楞次定律 B 3. 法拉第电磁感应定律 B 4. 导体切割磁感线时的感应电动势 B 5. 自感现象 A 6. 自感系数 A 7. 自感现象的应用 A 三. 重点知识复习: 1. 产生感应电流的条件 (1)电路为闭合回路 (2)回路中磁通量发生变化?φ≠0 2. 自感电动势 (1)E L I t 自=? ?? (2)L —自感系数,由线圈本身物理条件(线圈的形状、长短、匝数,有无铁芯等)决定。 (2)自感电动势的作用:阻碍自感线圈所在电路中的电流变化。 (4)应用:<1>日光灯的启动是应用E 自 产生瞬时高压 <2>双线并绕制成定值电阻器,排除E 自 影响。 3. 法拉第电磁感应定律 (1)表达式:E N t =??φ N —线圈匝数;?φ—线圈磁通量的变化量,?t —磁通量变化时间。

(2)法拉第电磁感应定律的几个特殊情况: i )回路的一部分导体在磁场中运动,其运动方向与导体垂直,又跟磁感线方向垂直时,导体中的感应电动势为E B l v = 若运动方向与导体垂直,又与磁感线有一个夹角α时,导体中的感应电动势为:E B l v =s i n α ii )当线圈垂直磁场方向放置,线圈的面积S 保持不变,只是磁场的磁感强度均匀变化时线圈中的感应电动势为E B t S = ?? iii )若磁感应强度不变,而线圈的面积均匀变化时,线圈中的感应电动势为:E B S t =?? iv )当直导线在垂直匀强磁场的平面,绕其一端作匀速圆周运动时,导体中的感应电动势为:E Bl =12 2ω 注意: (1)E B l v =s i n α用于导线在磁场中切割磁感线情况下,感应电动势的计算,计算的是切割磁感线的导体上产生的感应电动势的瞬时值。 (2)E N t =??φ ,用于回路磁通量发生变化时,在回路中产生的感应电动势的平均值。 (3)若导体切割磁感线时产生的感应电动势不随时间变化时,也可应用E N t =??φ ,计算E 的瞬时值。 4. 引起回路磁通量变化的两种情况: (1)磁场的空间分布不变,而闭合回路的面积发生变化或导线在磁场中转动,改变了垂直磁场方向投影面积,引起闭合回路中磁通量的变化。 (2)闭合回路所围的面积不变,而空间分布的磁场发生变化,引起闭合回路中磁通量的变化。 5. 楞次定律的实质:能量的转化和守恒。 楞次定律也可理解为:感应电流的效果总是要反抗(或阻碍)产生感应电流的原因。 (1)阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化 (2)阻碍相对运动,可理解为“来拒去留”。 (3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势。 (4)阻碍原电流的变化(自感现象)。 6. 综合题型归纳 (1)右手定则和左手定则的综合问题 (2)应用楞次定律的综合问题 (3)回路的一部分导体作切割磁感线运动 (4)应用动能定理的电磁感应问题 (5)磁场均匀变化的电磁感应问题 (6)导体在磁场中绕某点转动 (7)线圈在磁场中转动的综合问题 (8)涉及以上题型的综合题 【典型例题】 例1. 如图12-9所示,平行导轨倾斜放置,倾角为θ=?37,匀强磁场的方向垂直于导轨平面,磁感强度B T =4,质量为m k g =10.的金属棒ab 直跨接在导轨上,ab 与导轨间的动摩擦因数μ=025.。ab 的电阻r =1Ω,平行导轨间的距离L m =05.,R R 1218== Ω,导轨电阻不计,求ab 在导轨上匀速下滑的速度多大?此时ab 所受

大学物理电磁学知识点汇总

稳恒电流 1.电流形成的条件、电流定义、单位、电流密度矢量、电流场(注意我们 又涉及到了场的概念) 2.电流连续性方程(注意和电荷守恒联系起来)、电流稳恒条件。 3.欧姆定律的两种表述(积分型、微分型)、电导、电阻定律、电阻、电 导率、电阻率、电阻温度系数、理解超导现象 4.电阻的计算(这是重点)。 5.金属导电的经典微观解释(了解)。 6.焦耳定律两种形式(积分、微分)。(这里要明白一点:微分型方程是 精确的,是强解。而积分方程是近似的,是弱解。) 7.电动势、电源的作用、电源做功。、 8.含源电路欧姆定律。 9.基尔霍夫定律(节点电流定律、环路电压定律。明白两者的物理基础。)习题:13.19;13.20 真空中的稳恒磁场 电磁学里面极为重要的一章 1. 几个概念:磁性、磁极、磁单极子、磁力、分子电流 2. 磁感应强度(定义、大小、方向、单位)、洛仑磁力(磁场对电荷的作用) 3. 毕奥-萨伐尔定律(稳恒电流元的磁场分布——实验定律)、磁场叠加原理(这是磁场的两大基本定律——对比电场的两大基本定律) 4. 毕奥-萨伐尔定律的应用(重点)。 5. 磁矩、螺线管磁场、运动电荷的磁场(和毕奥-萨伐尔定律等价——更基本) 6. 稳恒磁场的基本定理(高斯定理、安培环路定理——与电场对比) 7. 安培环路定理的应用(重要——求磁场强度) 8. 磁场对电流的作用(安培力、安培定律积分、微分形式)

9. 安培定律的应用(例14.2;平直导线相互作用、磁场对载流线圈的作用、磁力矩做功) 10. 电场对带电粒子的作用(电场力);磁场对带电粒子的作用(洛仑磁力);重力场对带电粒子的作用(引力)。 11. 三场作用叠加(霍尔效应、质谱仪、例14.4) 习题:14.20,14.22,14.27,14.32,14.46,14.47 磁介质(与电解质对比) 1.几个重要概念:磁化、附加磁场、相对磁导率、顺磁质、抗磁质、铁磁 质、弱磁质、强磁质。(请自己阅读并绘制磁场和电场相关概念和公式 的对照表) 2.磁性的起源(分子电流)、轨道磁矩、自旋磁矩、分子矩、顺磁质、抗 磁质的形成原理。 3.磁化强度、磁化电流、磁化面电流密度、束缚电流。 4.磁化强度和磁化电流的关系(微分关系、积分关系) 5.有磁介质存在时的磁场基本定理、磁场强度矢量H、有磁介质存在时的 安培环路定律(有电解质存在的安培环路定律)、磁化规律。 6.请比较B、H、M和E、D、P的关系。磁化率、相对磁导率、绝对磁导 率。 7.有磁介质存在的安培环路定理的应用(例15.1、例15.2)、有磁介质存 在的高斯定理。 8.铁磁质(起始磁化曲线、磁滞回线、饱和磁感应强度、起始磁导率、磁 滞效应、磁滞、剩磁、矫顽力、磁滞损耗、磁畴、居里点、软磁材料、 硬磁材料、矩磁材料)(了解) 习题: 15.11

高三物理电磁感应知识点

2019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

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