电磁感应知识点专题总结及对应练习
电磁感应知识点专题总结及对应练习————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:电磁感应的知识点梳理一、磁通量Φ、磁通量变化∆Φ、磁通量变化率t∆∆Φ对比表 内容 磁通量Φ磁通量变化∆Φ磁通量变化率t∆∆Φ物理意义 大小计算注意问题若穿过某个面有方向相反的磁场,则不能直接用S B •=Φ,应考虑相反方向的磁通量或抵消以后所剩余的磁通量开始和转过1800时平面都与磁场垂直,但穿过平面的磁通量是不同的,一正一负,其中∆Φ=既不表示磁通量的大小也不表示磁通量变化的多少,在Φ=t 图像中,可用图线的斜率表示二、电磁感应现象与电流磁效应的比较 电流磁效应: 电磁感应现象:三、产生感应电动势和感应电流的条件比较 1.产生感应电动势的条件2.产生感应电流的条件只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生,即产生感应电流的条件有两个:① ② 四、感应电流方向的判定方法 方法一、楞次定律⑴ 内容: ⑵ 运用楞次定律判定感应电流方向的步骤:① ② ② ④ (3)应用范围: 方法二、右手定则(1)内容:伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线从手心垂直进入,大拇指指向导体运动方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向. (2)应用范围: 五、感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势叫 ,产生感应电流必存在 ,产生感应电动势的那部分导体相当于 ,如果电路断开时没有电流,但 仍然存在。
(1)电路不论闭合与否,只要 切割磁感线,则这部分导体就会产生 ,它相当于一个 。
(2)不论电路闭合与否,只要电路中的 发生变化,电路中就产生感应电动势,磁通量发生变化的那部分相当于 。
六、公式tn E ∆∆Φ=与E=BLvsin θ 的区别与联系 tnE ∆∆Φ= E=BLvsin θ区别(1)求的是t ∆时间内的 感应电动势,E 与某段时间或某个过程相对应 (1)求的是 感应电动势,E 与某个时刻或某个位置相对应(2)求的是 的感应电动势。
(2)求的是 切割磁感线是产生的感应电动势(3)由于是整个回路的感应电动势,因此电源部分不容易确定(3)由于是一部分导体切割磁感线的运动产生的,该部分就相当于电源。
联系公式tn E ∆∆Φ=和E=BLvsin θ是统一的,当t ∆→0时,E 为瞬时感应电动势,而公式E=BLvsin θ中的v 若代入v ,则求出的E 为平均感应电动势七、楞次定律中“阻碍”的含义谁阻碍谁 阻碍什么 如何阻碍结果如何“阻碍”不是“阻止”,只是 了磁通量的变化,但这种变化3、 对楞次定律中“阻碍”的含义还可以推广为:① 阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化;可理解为 。
② ②阻碍相对运动,可理解为 。
③ 使线圈面积有扩大或缩小趋势;可理解为 。
④ ④阻碍原电流的变化,可以理解为 。
八.电磁感应中的图像问题 1、图像问题(1)图像类型B-t 图像、Φ-t 图像、E-t 图像和I-t 图像;切割磁感线产生感应电动势E 和感应电流I 随线圈位移x 变化的图像,即E-x 图像和I-x 图像(2)问题类型 由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像;由给定的有关图像分析电磁感应过程,求解相应的物理量2、解决这类问题的基本方法⑴明确图像的种类,是B-t 图像还是Φ-t 图像、或者E-t 图像和I-t 图像 ⑵分析电磁感应的具体过程 ⑶ 结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律等规律列出函数方程。
⑷根据函数方程,进行数学分析,如斜率及其变化,两轴的截距等。
⑸画图像或判断图像。
例1、如图16-1,平面M 的面积为S ,垂直于匀强磁场B ,求平面M 由此位置出发绕与B 垂直的轴转过600和转过1800时磁通量的变化量。
例2、在一个匀强磁场中有一个金属框MNOP ,且MN 杆可沿轨道滑动。
(1)当MN 杆以速度v 向右运动时,金属框内有没有感应电流? (2) 若MN 杆静止不动而突然增大电流强度I ,金属框内有无感应电流?方向如何?例3、磁通量的变化引起感应电流。
判断下列情况下的感应电流方向?(1)向上平动、向下平动;(2)向左平动、向右平动;(3)以AB 为轴向外转动;(4)以BC 为轴向外转动;(5)以导线为轴转动;例4、如图所示,有两个同心导体圆环。
内环中通有顺时针方向的电流,外环中原来无电流。
当内环中电流逐渐增大时,外环中有无感应电流?方向如何?例5、如图所示,闭合导体环固定。
条形磁铁S 极向下以初速度v0沿过导体环圆心的竖直线下落过程,导体环中的感应电流方向如何?例6、如图所示,O1O2是矩形导线框abcd 的对称轴,其左方有匀强磁场。
以下哪些情况下abcd 中有感应电流产生?方向如何?( )A.将abcd 向纸外平移B.将abcd 向右平移C.将abcd 以ab 为轴转动60°D.将abcd 以cd 为轴转动60例7、如图所示,水平面上有两根平行导轨,上面放两根金属棒a 、b 。
当条形磁铁如图向下移动时(不到达导轨平面),a 、b 的电流方向如何?将如何移动?例8、关于感应电动势的大小,下列说法中正确的是,( )A.跟穿过闭合电路的磁通量有关系B.跟穿过闭合电路的磁通量的变化大小有关系C.跟穿过闭合电路的磁通量的变化快慢有关系D.跟电路的电阻大小有关系 电磁感应现象中的电路问题例9、如图所示,长L1宽L2的矩形线圈电阻为R ,处于磁感应强度为B 的匀强磁场边缘,线圈与磁感线垂直。
求:将线圈以向右的速度v 匀速拉出磁场的过程中,试分析: ⑴处于磁场中的面积如何变化?⑵矩形线圈的磁通量如何变化? ⑶感应电流的方向如何?⑷四条边的受到什么力?⑸拉力F 大小; ⑹拉力的功率P ; ⑺拉力做的功W ;O NMPII A B CDN S v 0aa b O1 OFL1L2 B v⑻线圈中产生的电热Q ;⑼通过线圈某一截面的电荷量q 。
例、如图所示,U形导线框固定在水平面上,右端放有质量为m的金属棒ab,ab与导轨间的动摩擦因数为μ,它们围成的矩形边长分别为L1、L2,回路的总电阻为R。
⑴若B不变,金属棒ab在F外作用下,以速度v向右匀速直线运动,ab棒产生的感应电动势是多少?ab棒感应电流的方向如何,大小是多少?ab棒所受到的安培力F的方向如何,大小是多少?F外的方向如何,大小是多少?⑵若从t=0时刻起,在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场B=kt,(k>0)那么在t为多大时,金属棒开始移动?电磁感应现象中的力学问题例、如图16-6,在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,有两根水平放置相距L且足够长的平行金属导轨AB、CD,在导体的AC端连接一阻值为R的电阻,一根垂直于导轨放置的金属棒ab,质量为m,导轨和金属棒的电阻及它们间的摩擦不计,若用恒力F沿水平向右拉棒运动,求金属棒的最大速度。
电磁感应中的能量守恒只要有感应电流产生,电磁感应现象中总伴随着能量的转化。
电磁感应的题目往往与能量守恒的知识相结合。
这种综合是很重要的。
要牢固树立起能量守恒的思想。
例12、如图所示,图中回路竖直放在匀强磁场中磁场的方向垂直于回路平面向内。
导线AC可以贴着光滑竖直长导轨下滑。
设回路的总电阻恒定为R,当导线AC从静止开始下落后,下面有关回路能量转化的叙述中正确的是()A.导线下落过程中,机械能守恒;B.导线加速下落过程中,导线减少的重力势能全部转化为回路产生的热量;C.导线加速下落过程中,导线减少的重力势能全部转化为导线增加的动能;D.导线加速下落过程中,导线减少的重力势能转化为导线增加的动能和回路增加的内能例13、如图所示,矩形线圈abcd质量为m,宽为d,在竖直平面内由静止自由下落。
其下方有如图方向的匀强磁场,磁场上、下边界水平,宽度也为d,线圈ab边刚进入磁场就开始做匀速运动,那么在线圈穿越磁场的全过程,产生了多少电热?baBL1L2adcRA CBRv a b θd图例、如图所示,平行光滑导轨PQ 、MN ,与水平方向成角,长度L 、质量m 、电阻为R 的导体ab 紧贴滑轨并与PM 平行,滑轨电阻不计。
整个装置处于与滑轨平面正交、磁感强度为B 的匀强磁场中,滑轨足够长。
试分析:1、 导体ab 由静止释放后,最大加速度为多少?2、 导体ab 由静止释放后,最大速度为多少?练习在水平面上有一不规则的多边形导线框,面积为S=20cm 2,在竖直方向加以如图9-1-2所示的磁场,则下列说法中正确的是(方向以竖直向上为正)( )A.前2s 内穿过线框的磁通的变化为ΔΦ=0 B .前1s 内穿过线框的磁通的变化为ΔΦ=-30Wb C .第二个1s 内穿过线框的磁通的变化为ΔΦ=-3x10-3W b D .第二个1s 内穿过线框的磁通的变化为ΔΦ= -1x10-3W b练习某实验小组用如图9-1-3所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时,通过电流计的感应电流方向是( )A.a →○G →b B.先a →○G →b,后b →○G →a C.先b →○G →a D.先b →○G →a,后a →○G →b 练习一个弹性导体做成的闭合线圈,垂直于磁场方向放置,如图所示,当磁感应强度B 发生变化时,观察到线圈所围的面积增大了,那么磁感应强度B 的方向和大小变化的情况可能是A. B 的方向垂直于线圈向里,并不断增大B. B 的方向垂直于线圈向里,并不断减小C. B 的方向垂直于线圈向外,并不断增大D. B 的方向平行于线圈向外,并不断减小练习如图12-1所示,平行导轨间距为d ,一端跨接一个电阻为R ,匀强磁场的磁感强度为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 RB .sin Bdv R θC .cos Bdv Rθ D .sin Bdv R θ图9-1-2图9-1-3图9-2-7a bc dBtABtBBtDBtC图9-4-13练习一直升飞机停在南半球的地磁极上空,该处地磁场的方向竖直向上,磁感应强度为B,直升飞机螺旋桨叶片的长度为L,螺旋桨转动的频率为f,顺着地磁场的方向看螺旋桨,螺旋桨按顺时针方向转动.螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b,如图9-2-7所示.如果忽略a到转轴中心线的距离,用E表示每个叶片中的感应电动势,则( )A.Ε=πfL2B,且a点电势低于b点电势B.Ε=2πfL2B,且a点电势低于b点电势C.Ε=πfL2B,且a点电势高于b点电势D.Ε=2πfL2B,且a点电势高于b点电势练习如图所示,竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路,导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场,螺线管下方水平桌面上有一导体圆环,导线abcd所围区域内磁场的磁感强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化时,导体圆环将受到向上的磁场作用力()练习.如图9-4-13所示,两个互连的金属圆环,粗金属环的电阻是细金属环电阻的二分之一,磁场垂直穿过粗金属环所在区域,当磁感应强度随时间均匀变化时,在粗环内产生的感应电动势为E,则a 、b 两点间的电势差为( )A.E/2B.E/3C.2E/3D.E练习。
电磁感应知识点专题总结及对应练习
电磁感应的知识点梳理、磁通量、磁通量变化、磁通量变化率——对比表t二、电磁感应现象与电流磁效应的比较电流磁效应:电磁感应现象:三、产生感应电动势和感应电流的条件比较1•产生感应电动势的条件2•产生感应电流的条件只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生,即产生感应电流的条件有两个:① __________________________ ②________________________________四、感应电流方向的判定方法方法一、楞次定律⑴内容:_______________________________________________________________________________________⑵ 运用楞次定律判定感应电流方向的步骤:①_____________________________________ ②_______________________________________________② __________________________________ ④________________________________________________(3)应用范围:方法二、右手定则(1)内容:伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线从手心垂直进入,大拇指指向导体运动方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向(2)应用范围:五、感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势叫______________ ,产生感应电流必存在__________ ,产生感应电动势的那部分导体相当于_______ ,如果电路断开时没有电流,但____________ 仍然存在。
(1)电路不论闭合与否,只要_____________ 切割磁感线,则这部分导体就会产生___________ ,它相当于一个_____________ 。
电磁感应-知识点总结含全部答案
第16章:电磁感应一、知识网络二在非匀强磁场中,磁通量变化比较复杂。
有几种情况需要特别注意:①如图16-1所示,矩形线圈沿a →b→c 在条形磁铁附近移动,穿过上边线圈的磁通量由方向向上减小到零,再变为方向向下增大;右边线圈的磁通量由方向向下减小到零,再变为方向向上增大。
②如图16-2所示,环形导线a 中有顺时针方向的电流,a 环外有两个同心导线圈b 、c ,与环形导线a 在同一平面内。
当a 中的电流增大时,b 、c 线圈所围面积内的磁通量有向里的也有向外的,但向里的更多,闭合电路中磁通量发生变化时产生感应电流当磁场为匀强磁场,并且线圈平面垂直磁场时磁通量:φ=BS 如果该面积与磁场夹角为α,则其投影面积为S sin α,则磁通量为Φ=BS sin α。
磁通量的单位: 韦伯,符号:Wb 产生感应电流的方法 自感电磁感应 自感电动势灯管 镇流器 启动器闭合电路中的部分导体在做切割磁感线运动 闭合电路的磁通量发生变 感应电流方向的判定 右手定则, 楞次定律 感应电动势的大小E=BL νsin θtn E ∆∆=φ实验:通电、断电自感实验大小:tI LE ∆∆=方向:总是阻碍原电流的变化方向应用日光灯构造日光灯工作原理:自感现象ab c 感应现象:图16-1图16-2所以总磁通量向里,a 中的电流增大时,总磁通量也向里增大。
由于穿过b 线圈向外的磁通量比穿过c 线圈的少,所以穿过b 线圈的磁通量更大,变化也更大。
③如图16-3所示,虚线圆a 内有垂直于纸面向里的匀强磁场,虚线圆a 外是无磁场空间。
环外有两个同心导线圈b 、c ,与虚线圆a 在同一平面内。
当虚线圆a 中的磁通量增大时,与②的情况不同,b 、c线圈所围面积内都只有向里的磁通量,且大小相同。
因此穿过它们的磁通量和磁通量变化都始终是相同的。
(7)感应电动势大小的计算式:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧∆∆∆∆=线圈匝数————n vE st Wb t n E φφ 注:a 、若闭合电路是一个n 匝的线圈,线圈中的总电动势可看作是一个线圈感应电动势的n 倍。
新教材人教版高中物理必修第三册 第十三章电磁感应与电磁波初步 知识点考点总结及配套练习 含解析
第十三章电磁感应与电磁波初步1、磁场磁感线一认识磁场的性质1.对磁场性质的理解:基本性质对放入其中的磁体或电流产生力的作用客观性质磁场虽然不是由分子、原子组成的,但是它和常见的桌子、房屋、水和空气一样,是一种客观存在的物质特殊性质磁场和常见的由分子、原子组成的物质不同,它是以一种场的形式存在的形象性磁体之间、磁体与电流间,电流与电流间通过磁场发生作用,如同用弹簧连接的小球,靠弹簧发生相互作用一样2.电场与磁场的比较:比较项目电场磁场不同点产生电荷周围磁体、电流、运动电荷周围基本性质对放入其中的电荷有电场力的作用对放入其中的磁极、电流有磁场力的作用作用特点对放入其中的磁体无力的作用对放入其中的静止电荷无力的作用相同点磁场和电场一样,都是不依赖于人的意志而客观存在的特殊物质,都具有能量【思考·讨论】图一中异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥,图二中一段直导线悬挂在蹄形磁铁的两极间,通以电流,导线就会移动;图三中两条通过同向电流的导线相互吸引,通过反向电流的导线相互排斥,这些相互作用是怎样实现的?提示:磁体的周围和电流的周围都存在着磁场,磁体和磁体之间、磁体和电流之间、电流和电流之间的相互作用都是通过磁场来传递的。
【典例示范】下列关于磁场的说法中,正确的是( )A.只有①磁铁周围才存在磁场B.磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为规定的C.磁场只有②在磁极与磁极、磁极和通电导线发生作用时才产生D.磁极与磁极之间、磁极与通电导线之间、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的【审题关键】序号信息提取①电流周围也有磁场②电流和电流之间发生作用时也有【解析】选D。
磁场存在于磁体周围和电流周围,故A错误;磁场是实际存在的,不是假想的,磁感线是假想的,故B错误;磁场存在于磁体和电流周围,即使没有发生作用,磁场仍然是存在的,故C错误;磁极与磁极,磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用的,故D正确。
初中物理电磁感应练习及答案
一.高分必知:1.发电机原理:电磁感应现象电磁感应定律:闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫做电磁感应现象,产生的电流叫做感应电流。
电磁感应现象是由英国物理学家法拉第经过长达10年的探索,通过实验得出的,所以该原理也叫做法拉第电磁感应定律。
★特别提醒:①影响感应电流大小的因素:切割磁感线的速度、磁场强弱、切割磁感线的角度②影响感应电流方向的因素:切割磁感线的方向、磁场方向。
③大小和方向随时间做周期性变化的电流,叫做交流电;交流发电机发出的是交流电;交流电的周期:在交流电路中,电流经历1个周期性变化所用的时间,符号:T,单位:秒,符号:s。
交流电的频率:每秒电流发生周期性变化的次数,符号:f,单位:赫兹,符号:Hz.我国所用的交流电周期为0.02s,频率为50Hz.2.右手定则:伸出右手,使大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内,把右手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手掌,大拇指指向导体切割磁感线运动方向,则四指所指的方向就是感应电流的方向。
(左右手定则简记为“左力右电”)3.能量转化:机械能→电能二.高分必练:1.1.在如图所示的实验装置中,用棉线将铜棒ab悬挂于磁铁N、S极之间,铜棒的两端通过导线连接到电流表上.当ab做切割磁感线运动时,能观察到电流表的指针发生偏转.利用这一现象所揭示的原理,可制成的设备是( )A.电熨斗B.电动机C.电磁继电器D.发电机【解析】正确解答:D1.2.如图所示,是小明同学探究“怎样产生感应电流”的实验装置.其中ab 是一根铜棒,通过导线连接在灵敏电流计的两接线柱上.实验时发现,无论怎样水平移动金属棒,电流计指针都没有明显偏转(仪器、接触都完好).请从两个方面提出改进措施,以使指针偏转明显:【解析】解答:①.换用强磁铁②将ab换为多根导线(若学生说出其他方法,只要合理,同样给分)1.3.图6是小明同学为了探究闭合电路的一部分导体在磁场中运动时,产生感应电流方向与哪些因素有关的实验情景(图中箭头表示导体的运动方向).下列分析比较,结论正确的是( )A.比较图a和b,说明感应电流方向与磁场方向有关B.比较图b和c,说明感应电流方向与导体运动方向有关C.比较图a和c,说明感应电流方向与磁场方向和导体运动方向均无关D.由图d可得出结论:感应电流方向与导体是否运动无关【解析】解答:AB1.4.发光二极管只允许电流从二极管的正极流入,负极流出。
高中物理电磁感应现象习题知识点及练习题及答案解析
高中物理电磁感应现象习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,竖直放置、半径为R的圆弧导轨与水平导轨ab、在处平滑连接,且轨道间距为2L,cd、足够长并与ab、以导棒连接,导轨间距为L,b、c、在一条直线上,且与平行,右侧空间中有竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场,均匀的金属棒pq和gh垂直导轨放置且与导轨接触良好。
gh静止在cd、导轨上,pq从圆弧导轨的顶端由静止释放,进入磁场后与gh没有接触。
当pq运动到时,回路中恰好没有电流,已知pq的质量为2m,长度为2L,电阻为2r,gh的质量为m,长度为L,电阻为r,除金属棒外其余电阻不计,所有轨道均光滑,重力加速度为g,求:(1)金属棒pq到达圆弧的底端时,对圆弧底端的压力;(2)金属棒pq运动到时,金属棒gh的速度大小;(3)金属棒gh产生的最大热量。
【答案】(1) (2) (3)【解析】【分析】金属棒pq下滑过程中,根据机械能守恒和牛顿运动定律求出对圆弧底端的压力;属棒gh在cd、导轨上加速运动,回路电流逐渐减小,当回路电流第一次减小为零时,pq运动到ab、导轨的最右端,根据动量定理求出金属棒gh的速度大小;金属棒pq进入磁场后在ab、导轨上减速运动,金属棒gh在cd、导轨上加速运动,根据能量守恒求出金属棒gh产生的最大热量;解:(1)金属棒pq下滑过程中,根据机械能守恒有:在圆弧底端有根据牛顿第三定律,对圆弧底端的压力有联立解得(2)金属棒pq进入磁场后在ab、导轨上减速运动,金属棒gh在cd、导轨上加速运动,回路电流逐渐减小,当回路电流第一次减小为零时,pq运动到ab、导轨的最右端,此时有对于金属棒pq有对于金属棒gh有联立解得(3)金属棒pq进入磁场后在ab、导轨上减速运动,金属棒gh在cd、导轨上加速运动,回路电路逐渐减小,当回路电流第一次减小为零时,回路中产生的热量为该过程金属棒gh产生的热量为金属棒pq到达cd、导轨后,金属棒pq加速运动,金属棒gh减速运动,回路电流逐渐减小,当回路电流第二次减小为零时,金属棒pq与gh产生的电动势大小相等,由于此时金属棒切割长度相等,故两者速度相同均为v,此时两金属棒均做匀速运动,根据动量守恒定律有金属棒pq从到达cd、导轨道电流第二次减小为零的过程,回路产生的热量为该过程金属棒gh产生的热量为联立解得2.如图甲所示,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定,M、P之间接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B = 1T.质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r,现从静止释放杆ab,测得最大速度为v m.改变电阻箱的阻值R,得到v m与R的关系如图乙所示.已知轨距为L = 2m,重力加速度g取l0m/s2,轨道足够长且电阻不计.求:(1)杆ab下滑过程中流过R的感应电流的方向及R=0时最大感应电动势E的大小;(2)金属杆的质量m和阻值r;(3)当R=4Ω时,求回路瞬时电功率每增加2W的过程中合外力对杆做的功W.【答案】(1)电流方向从M流到P,E=4V (2)m=0.8kg,r=2Ω (3)W=1.2J【解析】本题考查电磁感应中的单棒问题,涉及动生电动势、闭合电路欧姆定律、动能定理等知识.(1)由右手定则可得,流过R的电流方向从M流到P据乙图可得,R=0时,最大速度为2m/s ,则E m = BLv = 4V (2)设最大速度为v ,杆切割磁感线产生的感应电动势 E = BLv 由闭合电路的欧姆定律EI R r=+ 杆达到最大速度时0mgsin BIL θ-= 得 2222sin sin B L mg mg v R r B Lθθ=+ 结合函数图像解得:m = 0.8kg 、r = 2Ω(3)由题意:由感应电动势E = BLv 和功率关系2E P R r =+得222B L V P R r=+则22222221B L V B L V P R r R r∆=-++ 再由动能定理22211122W mV mV =- 得22()1.22m R r W P J B L +=∆=3.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。
电磁感应基础知识 (提纲、例题、练习、解析)
电磁感应基础知识【学习目标】1.能够熟练地进行一些简单的磁通量、磁通量的变化的计算。
2.经历探究过程,理解电磁感应现象的产生条件。
3.重视了解电磁感应相关知识对社会、人类产生的巨大作用。
【要点梳理】要点一、电流的磁效应1820年,丹麦物理学家奥斯特发现载流导线能使小磁针偏转,这种作用称为电流的磁效应。
要点诠释:(1)为了避免地磁场影响实验结果,实验时通电直导线应南北放置。
(2)电流磁效应的发现证实了电和磁存在必然的联系,受其影响,法国物理学家安培提出了著名的右手螺旋定则和“分子电流”假说,英国物理学家法拉第在“磁生电”思想的指导下,经过十年坚持不懈的努力终于找到了“磁生电”的条件。
要点二、电磁感应现象1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,即“磁生电”的条件,产生的电流叫感应电流。
要点诠释:(1)法拉第将引起感应电流的原因概括为五类:①变化的电流;②变化的磁场;③运动的恒定电流;④运动的磁场;⑤在磁场中运动的导体。
(2)电流的磁效应是由电生磁,是通过电流获得磁场的现象;电磁感应现象是磁生电现象,两个过程是相反的。
要点三、 产生感应电流的条件感应电流的产生条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。
也就是:一是电路必须闭合,二是穿过闭合电路的磁通量发生变化。
即一闭合二变磁。
要点诠释:判断有无感应电流产生,关键是抓住两个条件:(1)电路是闭合电路;(2)穿过电路本身的磁通量发生变化。
其主要内涵体现在“变化”二字上,电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件,如果穿过电路的磁通量很大但不变化,那么无论有多大,也不会产生感应电流。
只有“变磁”才会产生感应电动势,如果电路再闭合,就会产生感应电流。
要点四、电流的磁效应与电磁感应现象的区别与联系 1.区别:“动电生磁”和“动磁生电”是两个不同的过程,要抓住过程的本质,动电生磁是指运动电荷周围产生磁场;动磁生电是指线圈内的磁通量发生变化而在闭合线圈内产生了感应电流。
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电流的磁效应电磁感应1.安培定律:表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则,也叫(1)通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向;(2)通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N 极。
左手反之。
应用:电能转化为磁,可以用于人造磁铁等。
2. 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变化率成正比。
右手定则:使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内,把右手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,大拇指指向导体运动方向,则其余四指指向产生的感应电流的方向。
应用:将动能转化为电能,发电机。
3.安培力:电流导体在磁场中运动时受力。
左手定则:左手平展,使大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内。
把左手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心(手心对准N极,手背对准S极),四指指向电流方向(既正电荷运动的方向)则大拇指的方向就是导体受力方向。
应用:通过磁场对电流的作用,将电磁能转化为机械能:电动机。
1.电磁感应现象:英国的物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应现象,即闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感应线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫做电磁感应。
2.感应电流:由电磁感应现象产生的电流。
(1)感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线运动的方向有关。
(2)感应电流的产生条件:a.电路必须是闭合电路;b.只是电路的一部分导体在磁场中;c.这部分导体做切割磁感线运动(包括正切、斜切两种情况)。
3.交流发电机(1)原理:发电机是根据电磁感应现象制成的。
(2)能量转化:机械能转化为电能。
(3)构造:交流发电机主要由磁铁(定子)、线圈(转子)、滑环和电刷。
磁铁(定子)线圈(转子)滑环电刷4. 直流电与交流电:(1)方向不变的电流叫做直流电大小和方向作周期性改变的电流叫做交流电。
高中物理重点——电磁感应知识点及练习
高中物理重点——电磁感应知识点及练习一、电磁感应基本概念1. 电磁感应的基本原理2. 法拉第电磁感应定律3. 洛伦兹力的概念练习题:1. 一根长度为20 cm 的导线以10 m/s 的速度进入一个磁感应强度为0.5 T 的匀强磁场中,导线的两端产生的感应电动势为多少?答案:1 V2. 一个载流导体绕着垂直于磁场方向的轴旋转,导体两端产生的感应电动势的大小为导体长度乘以什么?答案:磁感应强度3. 当磁通量密度变化率为200 T/s 时,一个线圈内部产生的感应电动势为20 V,此时线圈中的匝数为多少?答案:100二、法拉第电磁感应定律应用1. 电动势的方向和大小2. 电磁感应的应用:感应电流和感应电磁铁3. 磁场中的动生电现象:电磁感应现象和劳埃德力练习题:1. 一个长度为25 cm 的导体被放置在一个磁感应强度为0.2 T 的匀强磁场中,且在导体的两端施加一共 2 A 的电流,求该导体受到的安培力大小为多少?答案:0.25 N2. 在一个长度为10 cm 的导体内部施加一个0.5 T 的磁场,导体稳定地保持在匀强磁场中,当导体的长度与磁场的夹角为30 度时,导体内部的自感系数为多少?答案:0.00125 H3. 一个宽度为10 cm,长度为20 cm,大约0.5 毫米厚的铜片在磁感应强度为0.1 T 的恒定磁场中以 5 m/s 的速度向下运动,求铜片两端感应的电动势大小为多少?答案:1 V三、电磁感应现象与电磁波1. 电磁波的基本特征和传播方式2. 波长和频率的关系及其应用3. 电磁波的反射、折射和衍射现象练习题:1. 某广播电台的发射频率为100 MHz,求其波长的大小为多少?答案:3 m2. 一台微波炉的工作频率为2.45 GHz,求其波长的大小为多少?答案:0.12 m3. 一个频率为500 MHz 的电磁波垂直入射到一种材质中,该材质的折射率为 1.5,求折射后的电磁波的频率为多少?答案:333.3 MHz总结:电磁感应是高中物理中的重要知识点,包括电磁感应的基本概念、法拉第电磁感应定律应用以及电磁感应现象与电磁波等内容。
高考物理:《电磁感应》知识点及典型例题
高考物理:《电磁感应》知识点及典型例题一、电磁感应现象当穿过闭合回路的磁通量发生变化时,在闭合回路中产生感应电流的现象叫电磁感应现象.由可知有三种情况可以使闭合电路中产生感应电流:1. 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动,实际上此时闭合电路的面积发生变化,引起闭合回路中磁通量的变化;2. 闭合电路所在处磁场的磁感应强度发生变化,引起闭合回路中磁通量变化;3. 闭合电路垂直于磁感线的面积发生变化,引起闭合回路中的磁通量变化.注意,若电路不闭合,则在电路两端产生感应电动势,而电路中没有感应电流.二、法拉第电磁感应定律感应电动势的大小跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比:,这里注意区分磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率。
公式计算出来的是在时间内的平均感应电动势,而瞬时感应电动势要取时的极限值.或用公式E=BLv来求。
三、楞次定律1. 内容:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.应用楞次定律实际上就是寻求电磁感应中的因果关系:因——穿过闭合电路的磁通量发生变化,果——产生感应电流,方法是由因求果.2. 解决问题的步骤:①弄清原磁场的方向以及原磁场磁通量的变化;②判断感应电流的磁场方向:当磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反,当磁通量减小时,感应电流的磁场与原磁场方向相同;③用安培定则判断出感应电流的方向.3. 阻碍意义的推广:(1)阻碍原磁场的变化。
“阻碍”不是阻止,而是“延缓”,感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化,只能使原磁场的变化被延缓,原磁场的变化趋势不会改变,不会发生逆转.(2)阻碍的是原磁场的变化,如果原磁场不变化,即使它再强,也不会产生感应电流.(3)阻碍不是相反.当原磁通减小时,感应电流的磁场与原磁场同向,以阻碍其减小;当磁体远离导体运动时,导体运动将和磁体运动同向,以阻碍其相对运动.(4)“阻碍”的具体应用为:研究磁场的关系时遵循“增反减同”原则;研究相互作用力的效果时遵循“来拒去留”原则.(5)由于“阻碍”,为了维持原磁场的变化,必须有外力克服这一“阻碍”而做功,导致其它形式的能转化为电能.因此楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体现.4. 电势高低的判断①分清内外电路:产生感应电动势的那部分导体为内电路,其余部分为外电路.②判定电势的高低:在内电路中,感应电流从电源的负极流向电源的正极;在外电路中,感应电流从电源的正极流向负极.四、自感现象自感现象是指当线圈自身电流发生变化时,在线圈中引起的电磁感应现象,当线圈中的电流增加时,自感电流的方向与原电流方向相反;当线圈中电流减小时,自感电流的方向与原电流的方向相同.自感电动势的大小与电流的变化率成正比.自感系数L由线圈自身的性质决定,与线圈的长短、粗细、匝数、有无铁芯有关.自感电动势仅仅是减缓了原电流的变化,不会阻止原电流的变化或逆转原电流的变化.原电流最终还是要增加到稳定值或减小到零.自感现象只有在通过电路的电流发生变化时才会产生.在判断电路性质时,一般分析方法是:当流过线圈L的电流突然增大瞬间,我们可以把L看成一个阻值很大的电阻;当流经L的电流突然减小的瞬间,我们可以把L看作一个电源,它提供一个跟原电流同向的电流.图2电路中,当S断开时,我们只看到A灯闪亮了一下后熄灭,那么S断开时图1电路中有没有自感电流?能否看到明显的自感现象,不仅仅取决于自感电动势的大小,还取决于电路的结构.在图2电路中,我们预先在电路设计时取线圈的阻值远小于灯A的阻值,使S断开前,并联电路中的电流IL>>IR ,S断开瞬间,虽然L中电流在减小,但这一电流全部流过A灯,仍比S断开前A灯的电流大得多,且延滞了一段时间,所以我们看到A灯闪亮一下后熄灭,对图1的电路,S断开瞬间也有自感电流,但它比断开前流过两灯的电流还小,就不会出现闪亮一下的现象.五、电磁感应中的几类典型问题例1、如图所示,有一个弹性的轻质金属圆环,放在光滑的水平桌面上,环中央插着一根条形磁铁.突然将条形磁铁迅速向上拔出,则此时金属圆环将()A. 圆环高度不变,但圆环缩小B. 圆环高度不变,但圆环扩张C. 圆环向上跳起,同时圆环缩小D. 圆环向上跳起,同时圆环扩张解析:在金属环中磁通量有变化,所以金属环中有感应电流产生,按照楞次定律解决问题的步骤一步一步进行分析,分析出感应电流的情况后再根据受力情况考虑其运动与形变的问题.也可以根据感应电流的磁场总阻碍线圈和磁体间的相对运动来解答。
高考物理电磁感应现象习题知识点及练习题含答案
高考物理电磁感应现象习题知识点及练习题含答案一、高中物理解题方法:电磁感应现象的两类情况1.如图所示,在倾角30o θ=的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小相等、方向分别垂直斜面向上和垂直斜面向下的匀强磁场,两磁场宽度均为L 。
一质量为m 、边长为L 的正方形线框距磁场上边界L 处由静止沿斜面下滑,ab 边刚进入上侧磁场时,线框恰好做匀速直线运动。
ab 边进入下侧磁场运动一段时间后也做匀速度直线运动。
重力加速度为g 。
求:(1)线框ab 边刚越过两磁场的分界线ff′时受到的安培力; (2)线框穿过上侧磁场的过程中产生的热量Q 和所用的时间t 。
【答案】(1)安培力大小2mg ,方向沿斜面向上(2)4732mgL Q = 72Lt g= 【解析】 【详解】(1)线框开始时沿斜面做匀加速运动,根据机械能守恒有21sin 302mgL mv ︒=, 则线框进入磁场时的速度2sin30v g L gL =︒线框ab 边进入磁场时产生的电动势E =BLv 线框中电流E I R=ab 边受到的安培力22B L vF BIL R== 线框匀速进入磁场,则有22sin 30B L vmg R︒= ab 边刚越过ff '时,cd 也同时越过了ee ',则线框上产生的电动势E '=2BLv线框所受的安培力变为22422B L vF BI L mg R==''=方向沿斜面向上(2)设线框再次做匀速运动时速度为v ',则224sin 30B L v mg R︒='解得4v v ='=根据能量守恒定律有2211sin 30222mg L mv mv Q ︒'⨯+=+解得4732mgLQ =线框ab 边在上侧磁扬中运动的过程所用的时间1L t v=设线框ab 通过ff '后开始做匀速时到gg '的距离为0x ,由动量定理可知:22sin302mg t BLIt mv mv ︒-='-其中()022BL L x I t R-=联立以上两式解得()02432L x v t vg-=-线框ab 在下侧磁场匀速运动的过程中,有0034x x t v v='=所以线框穿过上侧磁场所用的总时间为123t t t t =++=2.如图所示,光滑导线框abfede 的abfe 部分水平,efcd 部分与水平面成α角,ae 与ed 、bf 与cf 连接处为小圆弧,匀强磁场仅分布于efcd 所在平面,方向垂直于efcd 平面,线框边ab 、cd 长均为L ,电阻均为2R ,线框其余部分电阻不计。
