大学物理《电磁学4·电磁感应》复习题及答案PPT课件
电磁感应综合题PPT教学课件
v
ab
ab
a bv
ab
v
A.
B.
C.
D.
v
例2、如图示，正方形线圈边长为a，总电阻为R，
以速度v从左向右匀速穿过两个宽为L（L> a），磁
感应强度为B，但方向相反的两个匀强磁场区域，运
动方向与线圈一边、磁场边界及磁场方向均垂直，
则这一过程中线圈中感应电流的最大值为 2Bav/R ，
匀强磁场区域，已知B1 =2B2，且B2磁场的高度为a
，线框在进入B1的过程中做匀速运动，速度大小为
v1 ，在B1中加速一段时间后又匀速进入和穿出B2，
进入和穿出B2时的速度恒为v2，求： ⑴ v1和v2之比
a
⑵在整个下落过程中产生的焦耳热
解：进入B1时 mg = B1 I1 a= B1 2 a2 v1 / R
C. 两个相同金属材料制成的边长相同、横截面积 不同的正方形线圈，先后从水平匀强磁场外同一高 度自由下落，线圈进入磁场的过程中，线圈平面与 磁场始终垂直，则两线圈在进入磁场过程中产生的 电能相同
D. 通电导线所受的安培力是作用在运动电荷上的 洛仑兹力的宏观表现
例5. 下图a中A、B为两个相同的环形线圈，共轴并 靠近放置，A线圈中通有如图（b）所示的交流电i ，
（2）注意区分磁通量，磁通量的变化量，磁通量的变 化率的不同
φ—磁通量，
Δφ—磁通量的变化量，
Δφ/Δt=（ φ2 - φ1）/ Δt ----磁通量的变化率
（3）定律内容：感应电动势大小与穿过这一电路磁
通量的变化率成正比。
（4）感应电动势大小的计算式： E n
（5）几种题型
大学物理电磁感应-PPT课件精选全文完整版
的磁场在其周围空间激发一种电场提供的。这
种电场叫感生电场（涡旋电场）
感生电场 E i
感生电场力 qEi
感生电场为非静 电性场强，故：
e E i dld dm t
Maxwell：磁场变化时，不仅在导体回路中 ，而且在其周围空间任一点激发电场，感生 电场沿任何闭合回路的线积分都满足下述关 系：
E id l d d m t d ds B td S d B t d S
线
形
状
电力线为闭合曲线
E感
dB 0 dt
电 场 的
为保守场作功与路径无关
Edl 0
为e非i 保守E 场感作d功l与路径dd有mt关
性
静电场为有源场
质
EdS
e0
q
感生电场为无源场
E感dS0
➢感生电动势的计算
方法一，由 eLE感dl
需先算E感
方法二， 由 e d
di
(有时需设计一个闭合回路)
2.感生电场的计算
Ei
dl
dm dt
L
当 E具i 有某种对称
性才有可能计算出来
例：空间均匀的磁场被限制在圆柱体内，磁感
强度方向平行柱轴，如长直螺线管内部的场。
磁场随时间变化，且设dB/dt=C >0，求圆柱
内外的感生电场。
则感生电场具有柱对称分布
Bt
此 E i 特点：同心圆环上各点大小相同，方向
磁通量 的变化
感应电流的 磁场方向
感应电流 的方向
电动势 的方向
➢ 楞次定律的另一种表述：
“感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因”
“原因”即磁通变化的原因，“效果”即感应电流的 场
高考物理电磁学知识点之电磁感应图文答案
高考物理电磁学知识点之电磁感应图文答案一、选择题1．下图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n ，面积为S .若在1t 到2t 时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由1B 均匀增加到2B ，则该段时间线圈两端a 和b 之间的电势差a b ϕϕ-A ．恒为2121()nS B B t t -- B ．从0均匀变化到2121()nS B B t t --C ．恒为2121()nS B B t t ---D ．从0均匀变化到2121()nS B B t t --- 2．两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．如图所示，把金属圆环在纸面内拉出磁场，下列叙述正确的是（ ）A ．将金属圆环向左拉出磁场时，感应电流方向为逆时针B ．不管沿什么方向将金属圆环拉出磁场时，感应电流方向都是顺时针C ．将金属圆环向右匀速拉出磁场时，磁通量变化率不变D．将金属圆环向右加速拉出磁场时，受到向右的安培力4．如图所示，铁芯P上绕着两个线圈A和B， B与水平光滑导轨相连，导体棒放在水平导轨上。
A中通入电流i（俯视线圈A，顺时针电流为正），观察到导体棒向右加速运动，则A中通入的电流可能是（）A．B．C．D．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。
下面说法正确的是（）A．闭合开关S瞬间，A、B灯同时亮，且达到正常B．闭合开关S瞬间，A灯比B灯先亮，最后一样亮C．断开开关S瞬间，P点电势比Q点电势低D．断开开关S瞬间，通过A灯的电流方向向左6．如图甲所示，矩形线圈位于一变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示．用I表示线圈中的感应电流，取顺时针方向的电流为正．则下图中的I-t图像正确的是 ( )A ．B ．C ．D ．7．如图所示，将直径为d ，电阻为R 的闭合金属环从匀强磁场B 中拉出，这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为（ ）A ．24B d R π B ．2Bd R π C ．2Bd R D ．2Bd Rπ 8．磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈．当以速度v 0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其E －t 关系如图所示．如果只将刷卡速度改为02v ，线圈中的E －t 关系图可能是( )A．B．C．D．9．如图所示，一闭合直角三角形线框abc以速度v匀速向右穿过匀强磁场区域，磁场宽度大于ac边的长度．从bc边进入磁场区，到a点离开磁场区的过程中，线框内感应电流的情况（以逆时针方向为电流的正方向）是下图中的（）A．B．C．D．10．有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示，图中N，S是一对固定的磁极，磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩擦轮．如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电．关于此装置，下列说法正确的是（）A．自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电B ．小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关C ．知道摩擦轮与后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数D ．线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大11．如图所示，矩形线圈abcd 在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P 1和P 2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时( )A ．线圈绕P 1转动时的电流等于绕P 2转动时的电流B ．线圈绕P 1转动时的电动势小于绕P 2转动时的电动势C ．线圈绕P 1和P 2转动时电流的方向相同，都是a →b →c →dD ．线圈绕P 1转动时dc 边受到的安培力大于绕P 2转动时dc 边受到的安培力12．两块水平放置的金属板间的距离为d ，用导线与一个n 匝线圈相连，线圈电阻为r ，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R 与金属板连接，如图所示，两板间有一个质量为m 、电荷量＋q 的油滴恰好处于静止，则线圈中的磁感应强度B 的变化情况和磁通量的变化率分别是A ．磁感应强度B 竖直向上且正增强，tφ∆＝dmg nq B ．磁感应强度B 竖直向下且正增强，t φ∆＝dmg nq C ．磁感应强度B 竖直向上且正减弱，t φ∆＝()dmg R r nqR + D ．磁感应强度B 竖直向下且正减弱，tφ∆＝()dmgr R r nqR + 13．如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环a ，下列各种情况中铜环a 中没有感应电流的是（ ）A．将电键突然断开的瞬间B．线圈中通以恒定的电流C．通电时，使滑动变阻器的滑片P做加速移动D．通电时，使滑动变阻器的滑片P做匀速移动14．如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长l a＝3l b，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则()A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1C．a、b线圈中感应电流之比为3∶4D．a、b线圈中电功率之比为3∶115．如图甲所示，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匀强磁场，螺线管正下方水平桌面上有一导体圆环。
大学物理《电磁学4·电磁感应》复习题及答案
(A) 与线圈面积成正比，与时间无关。 (B) 与线圈面积成正比，与时间成正比。 (C) 与线圈面积成反比，与时间成正比。 (D) 与线圈面积成反比，与时间无关。 [ ]
7.对于单匝线圈取自感系数的定义式为 L=fm/I , 当线圈的几何形状、大小及周围 介质分布不变，且无铁磁性物质时，若线 圈中的电流强度变小，则线圈的自感系数 L （A）变大，与电流成反比关系。 （B）变小。 （C）不变。 （D）变大，但与电流不成反比关系。
D
v
解：设线圈回路以 A→C→D→A的绕向为动生 电动势 e 的正向，与直导线 平行的 AC 边产生的动生电 动势
C
e1 vlB vlm0 I /(2a )
I l
a
D
v
其它两边产生的动生电动势 大小相等绕向相同．如图示， 在 CD 边上选一线元 dl ， 则其上的动生电动势
A
de 2 (v B ) dl -vB cos 60 dl
( B )只适用于单匝圆线圈。
( C )只适用于一个匝数很多，且密绕的螺 线环。 ( D )适用于自感系数L 一定的任意线圈。 [ ]
10. 圆铜盘水平放置在均匀磁场中，B 的 方向垂直盘面向上，当铜盘绕通过中心垂 直于盘面的轴沿图示方向转动时，
(A) 铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转 动的相反方向流动。 (B) 铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转 动的方向流动。
取 dc 的方向为 dc 边内感应电动势的正 向，则 c e dc d v B dl c d vBdl
l' 0
a
b
c
l
60
d
I
H
m0 2 gH dr 2 r l
大学物理电磁感应电磁场和电磁波PPT课件
③ 连接MN成一回路 常数ddt 0
NM MN NM MN2RvB
例4 已知如图 求 的大小和方向
解：
fg
① 用动生电动势公式
I
v
l2
设回路方向： e—f—g—h—e
x e l1 h
effggh he
fghe0
ef hg (v B )d l(v B )d l
作匀速转动. 求线
圈中的感应电动势.
N
enO
'
B
iR
O
已知 S, N,, 求 .
解 设 t 0 时,
en与
B同向
,
则
t
N
N NB co S ts
enO
'
B
dNBSsint
dt
ω
令 mNBS
则 msint
O
iR
msint
金属块
发接 生高 器频
抽真空 金 属 电 极
阻
尼 摆N
S
涡电流加热金属电极
＊12-3 自感和互感
自感现象
L
R
通过线圈的电流变化
时，线圈自身会产生感应 现象.
一 自感电动势 自感 穿过闭合电流回路的磁通量
ΦLI
（1）自感 LΦI
若线圈有 N 匝，
IB
磁通匝数 N Φ自感 L I
一 电磁感应现象 磁铁相对线圈运动
通电线圈相对线圈 运动
磁场中运动的导体所产生的感应现象
二 电磁感应定律
电流通断时所产生的
当穿过闭合回路所围 感应现象
面积的磁通量发生变化时，
回路中会产生感应电动势，
大学物理 电磁感应 课件 PPT
B
B1
B2
0I 2
[ r
1 l
x
r
1 l
] x
2
2
d i
vBdx
0 Iv [ 2 r
dx l
x
r
dx l
] x
l
2
2
i
2
d i
l
0 Iv ln
r l r
2
Example 1
设空间有磁场存在的圆柱形区域的半径为R=5cm，磁感应强度 对时间的变化率为dB/dt=0.2T/s，试计算离开轴线的距离r等于2cm、 5cm及10cm处的涡旋电场。
B dl 0 I
i
L
cP d
b
c
d
a
B dl a B dl b B dl c B dl d B dl
b
2a B dl 2BL
又：
0
I 0iL, 所以
B 0i
2
例题：一无限大平行板电容器极板间的电场强度为E，一 均匀磁场B与E垂直，现有一电子(-e,m)从负极出来，初 速度为零。求：电子刚好不能到达正极板的距离d。
求棒AC两端的电势差。
O
D
C
Ｂ A
复习
一、法拉第电磁感应定律 d
dt
二、动生电动势
闭合回路
i
v
B
dl
l
不闭合回路
b
i a v B dl
三、感生电动势
L
Ek
dl
d dt
四、感生电场与静电场
例行3放．置一一长矩直形导线线圈中，通线有圈正平弦面交与流长电直i导线I在m 同si一n w平,t面在内长，直求导任线一旁瞬平
大学物理电磁学第十章电磁感应PPT课件
dI在圆心处产生的磁场
16
dB20R dI120 dR
由于整个带电园盘旋转，在圆心产生的B为
BR2d R1
B 1 20( R2R 1)
穿过导体小环的磁通
R2
Bd 1 2 S 0( R 2R 1)r2
r R1
R
导体小环中的感生电动势
d d t1 20 (R 2R 1)r2d d t
本质 ：能量守恒定律在电磁感应现象上的具体体现
影响感生电流的因素 dm i
6
相对运动
dt R
B
切割磁力线
磁通量m变化
m变化的数量和方向 m变化的快慢
I感
I
•
v
感生电流
3. 电动势
Q
-Q
7
(1)电源
++ ++
仅靠静电力不能维持稳恒电流。
+ +
+ +
维持稳恒电流需要非静电力。
++ ++
F非
____________
r nˆ
B
o
d0
x
13
这是一个磁场非均匀且
随时间变化的题目。
h
r nˆ
1、求通过矩形线圈磁通 o
B
dBd cso s2 0rIbdx rx
d0
x
d d 0 0 a 2 a 2Bc do s sd d 0 0 a 2 a 22 0Ibx2 x h d 2 x
0Ibln 4
例1 有一水平的无限长直导线，线中通有交变电流 12
II0cost,导线距地面高为 h，D点在通电导线的
大学物理电磁感应(PPT课件)
i
k
dΦ dt
在国际单位制中：k = 1
法拉第电磁感应定律
式中负号表示感应电动势方向与磁通量变化的关系。
注： 若回路是 N 匝密绕线圈
-N d - d(N) - d
dt
dt
dt
NΦ
磁通链数
二、电磁感应规律 2. 楞次定律 闭合回路中感应电流的磁场总是要反抗引起
L A O B
εi
d
dt
1 BL2 dθ 1 BL2ω
2
dt 2
<
0
动生电动势方向：A O O端电势高
例17.5 在空间均匀的磁场B Bz中，长为L的导
线ab绕z轴以 匀速旋转，导线ab与z轴夹角为
求：导线ab中的电动势。
解：建坐标，在坐标l 处取dl
B
该段导线运动速度垂直纸面向内
dΦ
1 R (Φ1
Φ2 )
q只与磁通量的改变量有关，与磁通量改变快慢无关。
例17.1 设有长方形回路放置在稳恒磁场中，ab边可以 左右滑动，如图磁场方向与回路平面垂直，设导体以
速度 v 向右运动，求回路上感应电动势的大小及方向。
解：取顺时针为回路绕向， ×c × × × b × ×
ε 设ab = l，da = x，则通过回路 × ×L × × ×v ×
b
结 1、动生电动势只存在于运动的导体上，不运动的 论 导体没有动生电动势。
2、电动势的产生并不要求导体必须构成回路， 构成回路仅是形成电流的必要条件。
3、要产生动生电动势，导体必须切割磁感线。
导线AB在单位时间内 扫过的面积为：
ABBA vl
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(A)都等于 1L．
(B)有一2 个 ２ １ L大 ，于 另一２ １ 个 L． 小于
(C)都大于 ２ １L．
(D)都小于 ２ １L．
[]
精选
5
4.有两个长直密绕螺线管，长度及线圈匝 数均相同，半径分别 为 r1 和 r2 .管内充满
均匀介质，其磁导率分别为 m1和 m2．设 r1:r2=1 : 2 , m1 : m2 = 2 : 1 当将两只螺线管串
( D ) L 1 : L 2 2 : 1 , W m 1 精选: W m 2 2 : 1 . [ 6]
5.已知圆环式螺线管的自感系数为 L . 若 将该螺线管锯成两个半环式的螺线管,则 两个半环螺线管的自感系数
( A )都等于L/2。
( B )有一个大于L/2,另一个小于L/2。
( C )都大于L/2。
e w ( B ) 0 , U a - U c - B l 2 / 2 .
w (C ) eBwl2, U a- U cBl2/2 .
w (De)Bwl2, U a- U c - Bl2/2 .
B b
lc
w
a精选
[] 4
3．已知圆环式螺线管的自感系数为 L．若 将该裸线管锯成两个半环式的螺线管，则 两个半环螺线管的自感系数：
大学物理《电磁学·电磁感应》 复习题及答案
精选
1
1.用导线围成如图所示的回路（以 o 点为圆
心，加一直径），放在轴线通过 o 点垂直
于图面的圆柱形均匀磁场中，如磁场方向
垂直图面向里，其大小随时间减小，则感
应电流的流向为
IO3I 1I2 A
OI
1
C
I 1
IO3I 1I2 B
OI
1
D
精选 I 1
B i
a
A b
(m041- 07H/m 精选 )
C l
D
15
(1) 距 i 为 x 处取一宽为 dx 的窄条，其面 积为 dS=ldx , dS上的
Bm0i/(2 x)
dfBdS m 0 il
2x
f ab2m0ixldx
m0il ln b 2 a
BC
i
a
l
dx AD
b
精选
16
e - d f -m0l(lnb)di dt 2 a dt
势的大小和方向.(m0=4 10-7 Tm/A)
解:建立坐标如图所 示,则三角形线框斜 边方程为
B I 20cm
y-2x0.2(SI)
A 5cm
精选
10cm18
y
在三角形线框所围平
面上的磁通量为
fm 0b2πμ(x0Iy0d.0x5) I
o
x
μ20πI0b-x2x0.00.25dx
xdx
b10cm
联在电路中通电稳定后.其自感系数之比 L1:L2 与磁能之比 Wm1 :Wm2分别为：
( A ) L 1 : L 2 1 : 1 , W m 1 : W m 2 1 : 1 .
( B ) L 1 : L 2 1 : 2 , W m 1 : W m 2 1 : 1 .
( C ) L 1 : L 2 1 : 2 , W m 1 : W m 2 1 : 2 .
1 .2 5 1- 5 0 V
e的A 方 B 向 C D 为 A
(2) Me/(di/d)t
1. 2 15 - 7 0 H
精选
17
12.如图所示,长直导线AB中的电流 I 沿导线 向上,并以 dI/dt = 2 A/s的速度均匀增长.在导 线附一个与之同面的直角三角形线框,其一 边与导线平行.求此线框中产生的感应电动
(E) 铜盘上有感应电流产生，铜盘中心处电 势最高。
o
精选
[] 13
• 电磁感应选择题答案: BBDCDACBDD
精选
14
11.如图所示,长直导线和 矩形线圈共面, AB 边与导 线平行 a =1 cm, b=8 cm,
l=30 cm. (1)若导线中的电流 i 在1s 内均匀地从10A降到零,则 线圈ABCD中的感应电动势 的大小和方向如何? (2)长直导线和线圈的互感 系 M=? (ln2)=0.693)
[ ]2
2.如图所示，直角三角形金属架 abc 放在 均匀磁场中，磁场 B 平行于ab 边，bc 的 长度为l．当金属框架绕 ab 边以匀角速度
w 转动时，abc 回路中的感应电动势 e 和a、 c 两点间的电势差 Ua- Uc 为：
B b
lc
w
a
精选
3
e w ( A ) 0 , U a - U c B l 2 /2 .
-μ0Ib 0.1μ 5 0Iln b0.05
π π 0.05
2.51 90-8I(SI)
精选
19
三角形线框感应电动势大小为
e -dfm
dt
B
-2.519- 08(dI/)dtI 20cm
( D )都小于L/2。
[]
精选
7
6.半径为 a 的圆线圈置于磁感应强度为 B的 均匀磁场中，线圈平面与磁场方向垂直， 线圈电阻为 R；当把线圈转动使其方向与 B
的夹角 a =60 时，线圈中已通过的电量与
线圈面积及转动的时间的关系是
(A) 与线圈面积成正比，与时间无关。 (B) 与线圈面积成正比，与时间成正比。 (C) 与线圈面积成反比，与时间成正比。 (D) 与线圈面积成反比，与时间无关。
[]
精选
11
10. 圆铜盘水平放置在均匀磁场中，B 的方 向垂直盘面向上，当铜盘绕通过中心垂直 于盘面的轴沿图示方向转动时，
(A) 铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转 动的相反方向流动。
(B) 铜盘上有感应电流产生，沿着铜盘转 动的方向流动。
(C) 铜盘上产生涡流。
o
精选
12
(D) 铜盘上有感应电流产生，铜盘边缘处 电势最高。
( B )振幅会逐渐减小。
( C )振幅不变。
S
N
闭合线圈
精选
[] 10
9.用线圈的自感系数 L 来表示载流线圈磁场
能量的公式
Wm
1 LI2 2
( A )只适用于无限长密绕线管。
( B )只适用于单匝圆线圈。
( C )只适用于一个匝数很多，且密绕的螺
线环。
( D )适用于自感系数L 一定的任意线圈。
[]
精选
8
7.对于单匝线圈取自感系数的定义式为
L=fm/I , 当线圈的几何形状、大小及周围介
质分布不变，且无铁磁性物质时，若线圈 中的电流强度变小，则线圈的自感系数 L （A）变大，与电流成反比关系。 （B）变小。 （C）不变。 （D）变大，但与电流不成反比关系。
[]
精选
9
Байду номын сангаас
8.在如图所示的装置中，当不太长的条形 磁铁在闭合线圈内作振动时（忽略空气 阻力） ( A )振幅会逐渐加大。