2磁学电磁感应习题课解析
高中物理电磁感应现象习题知识归纳总结附答案解析
高中物理电磁感应现象习题知识归纳总结附答案解析一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况1．某兴趣小组设计制作了一种磁悬浮列车模型，原理如图所示，PQ 和MN 是固定在水平地面上的两根足够长的平直导轨，导轨间分布着竖直（垂直纸面）方向等间距的匀强磁场1B 和2B ，二者方向相反．矩形金属框固定在实验车底部（车厢与金属框绝缘）．其中ad 边宽度与磁场间隔相等，当磁场1B 和2B 同时以速度0m 10s v =沿导轨向右匀速运动时，金属框受到磁场力，并带动实验车沿导轨运动．已知金属框垂直导轨的ab 边长0.1m L =m 、总电阻0.8R =Ω，列车与线框的总质量0.4kg m =，12 2.0T B B ==T ，悬浮状态下，实验车运动时受到恒定的阻力1h N ．（1）求实验车所能达到的最大速率；（2）实验车达到的最大速率后,某时刻让磁场立即停止运动,实验车运动20s 之后也停止运动，求实验车在这20s 内的通过的距离；（3）假设两磁场由静止开始向右做匀加速运动，当时间为24s t =时，发现实验车正在向右做匀加速直线运动，此时实验车的速度为m 2s v =，求由两磁场开始运动到实验车开始运动所需要的时间．【答案】(1)m 8s ；(2)120m ；(3)2s【解析】【分析】【详解】（1）实验车最大速率为m v 时相对磁场的切割速率为0m v v -，则此时线框所受的磁场力大小为2204-B L v v F R =（） 此时线框所受的磁场力与阻力平衡，得：F f =2m 028m/s 4fR v v B L =-= （2）磁场停止运动后，线圈中的电动势：2E BLv =线圈中的电流：E I R= 实验车所受的安培力：2F BIL =根据动量定理，实验车停止运动的过程：m F t ft mv ∑∆+=整理得：224m B L v t ft mv R∑∆+= 而v t x ∑∆=解得：120m x =（3）根据题意分析可得，为实现实验车最终沿水平方向做匀加速直线运动，其加速度必须与两磁场由静止开始做匀加速直线运动的加速度相同，设加速度为a ，则t 时刻金属线圈中的电动势 2)E BLat v =-（ 金属框中感应电流 2)BL at v I R-=（ 又因为安培力224)2B L at v F BIL R（-== 所以对试验车，由牛顿第二定律得 224)B L at v f ma R（--= 得 21.0m/s a =设从磁场运动到实验车起动需要时间为0t ，则0t 时刻金属线圈中的电动势002E BLat = 金属框中感应电流002BLat I R= 又因为安培力2200042B L at F BI L R== 对实验车，由牛顿第二定律得：0F f = 即2204B L at f R= 得：02s t =2．如图所示，一阻值为R 、边长为l 的匀质正方形导体线框abcd 位于竖直平面内，下方存在一系列高度均为l 的匀强磁场区，与线框平面垂直，各磁场区的上下边界及线框cd 边均磁场方向均与线框平面垂水平。
2.磁学 电磁感应习题课解析
( 对比电通量 e
E dS EdS cos
S S
S
)
#在匀强磁场 中通过一个平面的磁通量：
m BS cos
#对闭合面来说，规定外法向为正方向。 #磁场的高斯定理：
B dS 0
SLeabharlann 0 Idl r0 dB 5. 毕萨定律： 2 4 r 0 qv r0 6. 运动电荷的磁场为：B 2
q
b dq
v
q 0 dqv r0 dq dy dB 2 4 r b a b qv 0 qv dy 0 B 2 4 a a b 4 b y a
方向：q为正
X
a
o
,q为负
19. 如图，两块无限大载流导体薄板平行放置。 通有相反方向的电流。求磁场分布。
B内 0 nI 均匀磁场
B外 0
② 载流螺绕环内外的磁场： 0 NI B 0 B内 •若环很细 B内 0nI 外 2 r 0i ： 13.无限大载流导体板产生的磁场： B 2 14.安培定律： dF Idl B, F l Idl B 15.电流在匀强磁场中受到的安培力为： F I L B L为由电流的始端指向终端的矢径 •闭合电流在匀强磁场中受到的安培力为零。
dt
4.楞次定律的第一种表述：感应电流的磁通 总是力图阻碍原磁通的变化。 5.楞次定律的第二种表 述：导体在磁场中由于
运动而出现的感应电流 所受到的安培力必然阻 碍此导体的运动。
N S
ab (V B) dl 6.动生电动势公式：
a
b
• 提供动生电动势的非静电力是洛仑兹力。
7.导体在匀强磁场 中平动，则动生电动势：
高二物理 电磁感应基础知识 习题及答案解析
A．新型直流发电机B．直流电动机C．交流电动机D．交流发电机
C．b环比c环大D．a环一定比c环大
10．如图所示，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()
11．如图所示的条形磁铁的上方放置一矩形线框，线框平面水平且与条形磁铁平行，则线框在由N端匀速平移到S端的过程中，线框中的感应电流的情况是（）
A．线框中始终无感应电流
B．线框中始终有感应电流
C．线框中开始有感应电流，当线框运动到磁铁中部上方时无感应电流，以后又有了感应电流
A．当v1=v2，且方向相同时，可以产生感应电流
B．当v1=v2，且方向相反时，可以产生感应电流
C．当v1≠v2，方向相同或相反都可以产生感应电流
D．若v2=0，v1的速度方向改为与磁感线的夹角为 ，且0＜ ＜90°，可以产生感应电流
18．如图所示，闭合小金属环从高h的光滑曲面上端无初速滚下，又沿曲面的另一侧上升，则（）
2．【答案】B
【解析】由于直流发电机接到了直流发电机的输出端，观察被接入的直流发电机发生了转动，从而发明了直流电动机，故选项B正确。
3．【答案】A
【解析】磁铁可使近旁的铁块磁化带磁，静电荷可使近旁的导体感应带电，但静止的稳恒电流，其磁场不变，不会使静止的线圈中磁通量发生变化而产生感应电流，所以A项被实验否定，答案为A。除此之外磁铁可使运动的导体切割磁感线产生感应电动势，稳恒电流尽管磁场不变，但运动的线圈磁通量会变化，同样运动导线上的稳恒电流也会使线圈磁通量变化，综上所述B、C、D都会被实验证实是正确的。
高中物理电磁感应现象压轴难题知识点及练习题及答案解析
高中物理电磁感应现象压轴难题知识点及练习题及答案解析一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况1．如图所示，线圈工件加工车间的传送带不停地水平传送长为L ，质量为m ，电阻为R 的正方形线圈，在传送带的左端线圈无初速地放在以恒定速度v 匀速运动的传送带上，经过一段时间，达到与传送带相同的速度v 后，线圈与传送带始终相对静止，并通过一磁感应强度为B 、方向竖直向上的匀强磁场，已知当一个线圈刚好开始匀速度运动时，下一个线圈恰好放在传送带上，线圈匀速运动时，每两个线圈间保持距离L 不变，匀强磁场的宽度为3L ，求：(1)每个线圈通过磁场区域产生的热量Q ．(2)在某个线圈加速的过程中，该线圈通过的距离S 1和在这段时间里传送带通过的距离S 2之比．(3)传送带每传送一个线圈，电动机多消耗的电能E （不考虑电动机自身的能耗）【答案】(1)232B L vQ R= (2) S 1:S 2=1:2 (3)E=mv 2+2B 2L 3v/R【解析】 【分析】 【详解】(1)线圈匀速通过磁场，产生的感应电动势为E=BLv ，则每个线圈通过磁场区域产生的热量为223()22BLv L B L vQ Pt R v R===(2)对于线圈：做匀加速运动，则有S 1=vt /2 对于传送带做匀速直线运动，则有S 2=vt 故S 1：S 2=1：2(3)线圈与传送带的相对位移大小为2112vts s s s ∆=-== 线圈获得动能E K =mv 2/2=fS 1传送带上的热量损失Q /=f (S 2-S 1）=mv 2/2送带每传送一个线圈，电动机多消耗的电能为E =E K +Q +Q /=mv 2+2B 2L 3v/R 【点睛】本题的解题关键是从能量的角度研究电磁感应现象，掌握焦耳定律、E=BLv 、欧姆定律和能量如何转化是关键．2．如图所示，在倾角为θ的斜面内有两条足够长的不计电阻的平行金属导轨，导轨宽度为L ，导轨上端连有阻值为R 的电阻；在垂直于导轨边界ab 上方轨道空间内有垂直于导轨向上的均匀变化的匀强磁场B 1。
高中物理电磁学电磁感应问题解析
高中物理电磁学电磁感应问题解析电磁感应是高中物理中一个重要的概念，也是学生普遍感到困惑的一个难点。
本文将通过具体的题目举例，分析解题思路和考点，并给出解题技巧，帮助高中学生更好地理解和应用电磁感应的知识。
一、题目一：一根导线以速度v=10m/s垂直地穿过一个磁感应强度为B=0.5T的磁场，导线的长度为l=20cm，求导线两端的感应电动势。
解析：这是一个简单的电磁感应问题，考察对电磁感应定律的理解和应用。
根据电磁感应定律，感应电动势的大小等于磁感应强度与导线长度的乘积再乘以导线的速度。
所以，感应电动势E=Blv=0.5T×0.2m×10m/s=1V。
解题技巧：对于这类简单的电磁感应问题，只需要根据电磁感应定律进行计算即可。
注意单位的转换和计算的准确性。
二、题目二：一根导线以速度v=5m/s垂直地穿过一个磁感应强度为B=0.2T 的磁场，导线的长度为l=30cm，求导线两端的感应电流。
解析：这是一个稍微复杂一些的电磁感应问题，考察对电磁感应定律和欧姆定律的理解和应用。
根据电磁感应定律，感应电动势的大小等于磁感应强度与导线长度的乘积再乘以导线的速度。
所以，感应电动势E=Blv=0.2T×0.3m×5m/s=0.3V。
根据欧姆定律，感应电流的大小等于感应电动势与导线的电阻之比。
假设导线的电阻为R，那么感应电流I=E/R=0.3V/R。
解题技巧：对于这类稍微复杂一些的电磁感应问题，需要综合运用电磁感应定律和欧姆定律进行计算。
注意单位的转换和计算的准确性。
同时，要注意导线的电阻是否给出，如果没有给出，需要通过其他已知条件来求解。
三、题目三：一个导体圆环的半径为R=10cm，它的面积为S=πR²，导体圆环以角速度ω=2πrad/s绕垂直于圆环平面的轴旋转，求导体圆环两端的感应电动势。
解析：这是一个涉及到旋转运动的电磁感应问题，考察对电磁感应定律和旋转运动的理解和应用。
高中物理电磁感应现象习题二轮复习含答案解析
高中物理电磁感应现象习题二轮复习含答案解析一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况1．如图，垂直于纸面的磁感应强度为B ，边长为 L 、电阻为 R 的单匝方形线圈 ABCD 在外力 F 的作用下向右匀速进入匀强磁场，在线圈进入磁场过程中，求： (1)线圈进入磁场时的速度 v 。
(2)线圈中的电流大小。
(3)AB 边产生的焦耳热。
【答案】(1)22FR v B L =；(2)F I BL=；(3)4FL Q =【解析】 【分析】 【详解】(1)线圈向右匀速进入匀强磁场，则有F F BIL ==安又电路中的电动势为E BLv =所以线圈中电流大小为==E BLvI R R 联立解得22FRv B L =(2)根据有F F BIL ==安得线圈中的电流大小F I BL=(3)AB 边产生的焦耳热22()4AB F R L Q I R t BL v==⨯⨯ 将22FRv B L =代入得 4FL Q =2．如图所示，两根竖直固定的足够长的金属导轨ad 和bc ，相距为L=10cm ；另外两根水平金属杆MN 和EF 可沿导轨无摩擦地滑动，MN 棒的质量均为m=0.2kg ，EF 棒的质量M =0.5kg ，在两导轨之间两棒的总电阻为R=0.2Ω（竖直金属导轨的电阻不计）；空间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B=5T ，磁场区域足够大；开始时MN 与EF 叠放在一起放置在水平绝缘平台上，现用一竖直向上的牵引力使MN 杆由静止开始匀加速上升，加速度大小为a =1m/s 2，试求：（1）前2s 时间内流过MN 杆的电量（设EF 杆还未离开水平绝缘平台）； （2）至少共经多长时间EF 杆能离开平台。
【答案】（1）5C ；（2）4s 【解析】 【分析】 【详解】解：（1）t=2s 内MN 杆上升的距离为21 2h at = 此段时间内MN 、EF 与导轨形成的回路内，磁通量的变化量为BLh ∆Φ=产生的平均感应电动势为E t ∆Φ=产生的平均电流为E I R=流过MN 杆的电量q It =代入数据解得25C 2BLat q R==（2）EF 杆刚要离开平台时有BIL Mg =此时回路中的电流为E I R=MN 杆切割磁场产生的电动势为E BLv =MN 杆运动的时间为v t a=代入数据解得224s MgRt B L a==3．如图所示，两根粗细均匀的金属棒M N 、，用两根等长的、不可伸长的柔软导线将它们连接成闭合回路，并悬挂在光滑绝缘的水平直杆上，并使两金属棒水平。
高考物理新电磁学知识点之电磁感应技巧及练习题附答案解析(2)
高考物理新电磁学知识点之电磁感应技巧及练习题附答案解析(2)一、选择题1．在图中，EF、GH为平行的金属导轨，其电阻不计，R为电阻，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆．有匀强磁场垂直于导轨平面．若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB( )A．匀速滑动时，I1＝0，I2＝0 B．匀速滑动时，I1≠0，I2≠0C．加速滑动时，I1＝0，I2＝0 D．加速滑动时，I1≠0，I2≠02．两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。
边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图甲所示。
已知导线框向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场。
导线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示（规定感应电流的方向abcda为正方向）。
下列说法正确的是（）A．磁感应强度的方向垂直纸面向内B．磁感应强度的大小为0.5TC．导线框运动速度的大小为0.05m/sD．在t=0.4s至t=0.6s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.04N3．下列关于教材中四幅插图的说法正确的是（）A．图甲是通电导线周围存在磁场的实验。
这一现象是物理学家法拉第通过实验首先发现B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生大量热量，从而冶炼金属C．图丙是李辉用多用电表的欧姆挡测量变压器线圈的电阻刘伟手握线圈裸露的两端协助测量，李辉把表笔与线圈断开瞬间，刘伟觉得有电击说明欧姆挡内电池电动势很高D．图丁是微安表的表头，在运输时要把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理4．如图所示为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下。
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B1，竖直分量为B2；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=B2vb，且A点电势高于B点电势B．E=B1vb，且A点电势高于B点电势C．E=B2vb，且A点电势低于B点电势D．E=B1vb，且A点电势低于B点电势5．如图所示，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。
第十三章 电磁感应(部分习题分析与解答2)
Φ 2 2 = 0 I[d d R ] M = = 0[d d R ] I
d+R + arctg dR dR π = 2 d+R
1 π 注： arctgA + arctg = arctg A 2
作业13—29
解：取长度为单位长度，半径为r，厚为 的薄 取长度为单位长度，半径为 ，厚为dr的薄 柱壳为体积元dV，则该体积元内储存的能量为： 柱壳为体积元 ，则该体积元内储存的能量为： 1 2 dWm = B 内2πrdr 20
作业13—16
证明:连接 、 证明 连接OP、OQ，设想在 连接 ，设想在PQO 的闭合导体回路中，由于OP、 的闭合导体回路中，由于 、 OQ沿半径方向，于通过该处的感 沿半径方向， 沿半径方向 应电场强度E 处处垂直，故有： 应电场强度 k处处垂直，故有：
B O P O’ Ek
ε op = ∫op E d l = 0; ε OQ = ∫OQ E d l = 0
L1 L2
和线圈2之间完全无关时 （2）当线圈 和线圈 之间完全无关时，若两线圈之 ）当线圈1和线圈 之间完全无关时， 间离得很远，或者是它们之间相互无磁力线穿过时： 间离得很远，或者是它们之间相互无磁力线穿过时： 和线圈2之间的 （3）当线圈 和线圈 之间的“关联”介于以上二者 ）当线圈1和线圈 之间的“关联” 之间时，即两线圈之间相互有部分磁力线穿过时： 之间时，即两线圈之间相互有部分磁力线穿过时：
B B′
Φ2 Φ Φ 2 = 2Φ + 2Φ = 4Φ，故L2 = = 4 = 4L I I
连接时， 和 线圈中的电流流向相同， （2）当A’和B连接时，AB和A’B’线圈中的电流流向相同， ） 和 连接时 线圈中的电流流向相同 且由于两线圈紧密结合，通过回路的磁通量也相同， 且由于两线圈紧密结合，通过回路的磁通量也相同，故穿 过大回路的总通量为： 过大回路的总通量为：
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•闭合电流在匀强磁场中受到的安培力为零。
16.在非匀强磁场中的载流线圈：
• 载流线圈在非匀强磁场中，一般向着场强 数值增大的方向 运动，只有处于非稳定平衡 态时，才向场强数值减小方向运动。（同电
偶极子在非匀强电场中的运动情况类似。）
17.运f动电qv荷在B磁场中受到的洛仑兹力为:
18.带电粒子垂直进入一匀强磁场，洛仑兹 力作为向心力，使粒子在垂直于磁场的平面 里作匀速率圆周运动。
板垂直．大平板的电流与线框中电流方向如
图所示，则通电线框的运动情况对着大平板
看是：(A)靠近大平板
[B]
I1
0 4
qv r0 r2
7.直线电流的磁场：B
0 I 4 r
(cos1
cos2 )
8.无限长直线电流产生的磁场为：B 0I
2r
(类比:无限长均匀带电直线产生的电场：E )
••9一圆.载段电流圆流弧圆环电中线流心圈在的在圆场其心强轴处：上的B0的场强磁2：0R场I B：B20RI20R圆I弧周s2i长n长30r
8.直导线在垂直于匀强磁场 的平面内绕着
一端作匀角速度转动，产生的动生电动势
的大小为 1 Bl 2,方向由 v B来确定
。
2
a
B
ol
10.自感系数： LI
• L由自身性质决定，而与电流无关。
（自感系数L 可与电容器的 1/C 相对应） • 若为N 匝线圈，将上述公式中的磁通理解为
② 载流螺绕环内外的磁场：
1B3内.无限2大0Nr载I 流B导外 体板0产生•：若的环磁场很：细B
B内 0nI
0i
2
14.安培定律：dF Idl B, F l Idl B
15.电流在匀 强磁场中受到的安培力为：
F IL B L为由电流的始端指向终端的矢径
BA U AB -UBA
2.法拉第电磁感应定律： d
dt
叙述：回路中的感应电动势与穿过该导体 回路的磁通量的变化率的负值成正比。
•则若法有拉N第匝电线磁圈感，应且定每律匝为磁：通量相同N，d
dt
3. 感应电量：
q
1 R
2
1
4.楞次定律的第一种表述：感应电流的磁通 总是力图阻碍原磁通的变化。
3. 磁力线的特点：
①磁力线不会相交；
②磁力线是无头无尾的闭合线，或两端伸 向无限远；
③闭合磁力线与载流回路相互套连在一起；
④磁力线（环绕）方向与电流（环绕）方向 成右手螺旋法则。
4. 磁通量的定义：通过磁场中某一曲面的磁 力线的条数，即为通过该曲面的磁通量。
m B dS BdS cos
5.楞次定律的第二种表
述：导体在磁场中由于
运动而出现的感应电流
NS
所受到的安培力必然阻
碍此导体的运动。
b
6.动生电动势公式：ab
(V B) dl
a
• 提供动生电动势的非静电力是洛仑兹力。
7.导体在匀强磁场 中平动，则动生电动势：
AB =（V B) LAB
(LAB为从导线一端A指向另一端B的有向线段)
总磁通。
11. 自感电动势：自
L
dI dt
12.互感系数：一个线圈的电流 I 提供给另
一个线圈的总磁通量，有 MI
13.互感电动势：由于一个线圈的电流变化而
在另一个线圈中产生互感电动势：
M
dI
dt
14.自感线圈的磁能：Wm （与电容器的静电能：We
1 LI 2
2
Q2
2C
导线平移 (C) 转动． (D) 不动
Ia
2.如图，两根直导线ab和cd沿半径方向 120° 被接到一个截面处处相等的铁环上，稳
b L
恒强电度流沿图I 从中a闭端合流路入径而L从d端流出B，则d l磁感
等于 20I / 3
L
c Id
3.动或平动．线框平面与大平
（类比于无限长均匀带电圆柱型分布所产生的电
场：
E
）
2 0 r
•长直圆柱体电
B外
0 I 2 r
B内
0 Ir 2 R2
流•长：直圆柱面电流：B外
0 I 2 r
B内 0
•实心（或空心同轴电缆）
12.① 长直螺线管电流内外任一点的磁场：
B内 0nI 均匀磁场 B外 0
S
S
( 对比电通量 e E dS EdS cos )
S
S
#在匀强磁场 中通过一个平面的磁通量：
m BS cos
#对闭合面来说，规定外法向为正方向。
#磁场的高斯定理： B dS 0
S
5.
毕萨定律：dB
0 4
Idl r0 r2
6.
运动电荷的磁场为：B
比较）
15.磁场的能量密度：wm
B2
2
（与电场的能量密度：we
E2
2
比较）
➢一个载流线圈的磁能，就是它在整个空间
激发的磁场的能量。
磁学习题
1. 如图，无限长直载流导线与正三角形
载流线圈在同一平面内，若长直导线固
定不动，则载流三角形线圈将 [ A ] I1 I2
(A) 向着长直导线平移． (B) 离开长直
R mv qB
T 2 m
qB
周期取决于荷质比和磁场大小，而与速度
及半径无关。
•
斜射时，R mv ,
qB
T
2 m
qB
螺距：h v平行 T
19.用霍耳效应测量半导体类型（n型或p型）
电磁感应总结
1.一段电路的电动势：
BA
A
BA B E非 dl
A
B
•开路电源的端压与电动势之间的关系：
10.安培环路定理：LB dl 0 Ii i
适用条件：空间电流为闭合稳恒电流 或 无限长
符号规定：电流的正方向与回路L的环绕方向服 从右手螺旋关系
11.均匀无限长圆柱型载流直导体的磁场分
布（半径为R）：
B
0
I
2 r
（其中 I为过场点在垂直于轴线平面内所作
的同心圆包围的电流代数和）
磁学总结
1.平面载流线圈磁矩的定义：
(将磁偶极子有关特性与电偶极子类比)
pm ISn IS
(对比电偶极矩
pe
q
)
•线圈的法向与电流方向满足右手螺旋关系。
2.在匀强磁场中平面载流线圈受到的磁力矩：
M pm B 载流线圈 受到的磁力矩
M总是力图使线
圈的磁矩 Pm 转到与外磁场 B 一致的方向。