求解电磁感应中电量题的策略

求解电磁感应中电量题的策略

电磁感应现象部分的知识历来是高考的重点、热点，出题时可将力学、电磁学知识溶于一体，能很好地考查学生的理解、推理、分析综合能力．求解通过导体横截面电量的问题又是很常见的问题．

我们求电量的出发点是电流强度的定义式：t

q I ?=

，由定义可知，所求出的I 实际

上是时间Δt 内的平均值，为了明确其物理意义，我们将I 写成I ，从而，得到电量表达式t I q ?=．在具体的问题中如何得到t I q ?=，又要根据具体情况采取不同的解题策略．笔者根据多年教学实践总结了如下几个求解电量的策略，希能起到抛砖引玉的作用． 1 利用法拉第电磁感应定律求解

求解电量的公式推导： 电量表达式：t I q ?=；

闭合电路欧姆定律：r

R E I +=

；

法拉第电磁感应定律：t

n

E ??Φ

=，式中求得的E 亦为平均值；

综合上面三式，得

）（）（r R n

t t r R n t r R E

t I q +?Φ

=??+?Φ=?+=

?=

例1．放在绝缘水平面上的两条平行导轨MN 和PQ 之间宽度为L ，置于磁感应强度为B 的匀强磁场中，B 的方向垂直于导轨平面，导轨左端接有阻值为R 的电阻，其它部分电阻不计．导轨右端接一电容为C 的电容器，长为2L 的金属棒放在导轨上与导轨垂直且接触良好，其a 端放在导轨PQ 上．现将金属棒以a 端为轴，以角速度ω沿导轨平面顺时针旋转?90角，如图1所示．求这个过程中通过电阻R 的总电量是多少？（设导轨长度比2L 长得多） 解析：从ab 棒以a 端为轴旋转切割磁感线，

直到b 端脱离导轨的过程中，其感应电动势不断

增大，对C 不断充电，同时又与R 构成回路． 由上面的推导公式知通过R 的电量 R

S B r R n q ?=

+?Φ=）（． 式中ΔS 等于ab 所扫过的三角形aDb ’的面积，如

图2所示，所以

2

233·2

1L

L L S =

=

?．

根据以上两式得 R

BL q 232

=．

C 图1

C

图2

当ab 棒运动到b ’时，电容C 上所带电量为C CU q =', 此时m C E U =，而ω

2

22

2BL v L B E m =?

?=,

所以C BL q ω22'=．

当ab 脱离导轨后，C 对R 放电，通过R 的电量为q ’，所以整个过程中通过R 的总电量为

)223(

223'2

22

C R

BL C BL R

BL q q q ωω+=+=

+=总．

2 利用动量定理求解

求解电量的公式推导： 电量表达式：t I q ?=；

动量定理：p t F ?=?合，公式中的F 合也是时间Δt 内的平均值，在F 合为金属棒受到的安培力时，有p t F ?=?安；

安培力：L I B F =安； 综合上面三式，得BL

p q ?=

．

例2．（1999年上海高考第24题）如图3所示，长为L ，电阻r=0.3Ω、质量m=0.1kg 的金属棒CD 垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上．两条轨间距也是L ，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有R =0.5Ω的电阻，量程为0~3.0A 的电流表串接在一条导轨上，量程为0~1.0V 的电压表接在电阻R 的两端，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面．现以向右恒定外力F 使金属棒右移，当金属棒以v =2m/s 的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏，问：

（1）此满偏的电表是什么表？说明理由． （2）拉动金属棒的外力F 多大？

（3）此时撤去外力F ，金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上，求从撤去外力到金属棒停止运动的过程中通过电阻R 的电量．

解析：（1）电压表满偏．若电流表满偏，则I =3A ，U =IR =1.5V ，大于电压表量程． （2）解法1：由功能关系，Fv =I 2（R+r ）， 而I=

I

U ，

∴v

R r R U F 22

)

(+=，代入数据得F =1.6N ．

解法2：金属棒匀速滑动时，F=F 安，F 安=BIL 而U=

r R E

+R=

r R BLv

+R ，得

Rv

r R U BL )

(+=

．

图3

所以v

R r R U F 2

2

)

(+=

．代入数据得F =1.6N ．

（3）由上面的推导公式BL

p q ?=；

电磁感应定律BLv E =；

闭合电路欧姆定律)(r R I E +=； 解得)

(2

r R I mv

q +=

代入数据得q =0.25C ．

3 利用微积分思想求解

现行高一必修课本中的阅读材料就有三处介绍了微积分思想，一处在第25页，利用微分思想理解瞬时速度；第二处在第32页，利用微积分思想推导位移公式；第三处在第119页，利用微积分思想求变力的功，这充分说明了教材非常重视培养学生利用微积分思想进行思维的能力．另外，高中数学已将导数的初步知识列入高考大纲，所以学生对微积分有了初步的思想认识．2003年，江苏高考卷中的一道电磁感应现象题如果利用导数求解，则将非常方便．可见对高中学生来说，经常利用微积分思想思维非常必要．

例3．如图4所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度40.0=B T ，OCA 导轨与OA 直导轨分别在O 点和A 点接一阻值Ω=0.31R 和Ω=0.62R 几何尺寸可忽略的定值电阻，导轨OCA 的曲线方程为)

3

sin(

0.1x

y π=（m ）．金属棒ab 长1.5米，以速度

.5=v m/s 水平向右匀速运动（b 点始终在x 轴上）．设金属棒与导轨接触良好，摩擦不

计，电路中除了电阻R 1和R 2外，其余电阻均不计，曲线OCA 与x 轴之间所围面积约为1.9m 2，求：

（1）金属棒在导轨上运动时R 1的最大功率；

（2）金属棒在导轨上运动从0=x 到3=x m 的过程中通过金属棒ab 的电量； （3）金属棒在导轨上运动从0=x 到3=x m 的过程中，外力必须做多少功？

解析：ab 棒等效为电源，R 1、R 2并联，所以总电阻2

121R R R R R +=总．

（1）R 1的功率1

2

1R E

P =

．

当v By E E m m ==时，有R 1的最大功率

1

2

1

2

1)(R v By R E P m m m =

=

．

代入数据得33.11=m P W ．

（2）将OA 分成n 份长度为Δx 的小段，每一小段中金属棒的有效长度可认为是一定的，设为

),3,2,1(n i y i ，??=．由于金属棒向右匀速运动，设金属棒每通过Δx 的位移所用的时间为Δt ．

金属棒每通过Δx 的位移，通过其电量的表达式

a b

图4

总

总R x

By v x R v By t I q i i i i ?=?=

?=·，

其中x y i ?为金属棒每通过Δx 的所扫过的有效面积，设为i s ，所以总

R Bs q i i =

．

金属棒在导轨上运动从0=x 到m x 3=的过程中通过金属棒ab 的电量

总

总

R BS R Bs q q n

i i n

i i ∑

∑

===

=

=

1

1

，

式中S 即为题目中曲线OCA 与x 轴之间所围的面积．

代入数据得38.0=q C ． （3）因为0.45sin

2sin

2sin

33

3

x

x

vt

e B yv πππ==??==

所以，ab 棒产生的是正弦式交变电流，且2=m E V ． 由2

m E E =

有效．

得金属棒在导轨上从0=x 到m x 3=的过程中R 1、R 2产生的热量

v

x R E Q m

·2

总有效=，式中x m 为OA 的长度．

由“功是能量转化的量度”有Q W F =． 代入数据得6.0=F W J ．

本题是一道2003年上海高考题的变形题，与原题相比，难度要大一些．分析第（2）问时我们利用了微积分的思想．

在求解电量的习题中，常常有学生利用回路中产生的热量求出电流，继而求得电量，这种解法在电流的有效值不等于平均值的情况下是错误的．例如，我们就不能利用本题第（2）问中的电量和t I q ?=，求出电流，再用焦耳定律求第（3）问的热量．

例2中的第（3）问，我们也可以运用微积分思想解答如下： 解析：由动量定理t BIL v m ?=?， 两边求和

?

?+?+?=??+?+?221121t L BI t L BI v m v m ，即BLq mv =．

由电磁感应定律BLv E =，

闭合电路欧姆定律)(r R I E +=，解得)

(2

r R I mv q +=

代入数据得q =0.25C

总之，我们在求解电磁感应现象中的电量题时，应理解物理规律的适用条件，根据题目的不同特点，弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境，从而采取不同的策略，提高解题效率和正确率．

电磁感应测试题(含答案)

1. A 2. B 3. D 4. A 5. B 6. C 7. D 8. B 9. B 高中物理单元练习试题（电磁感应） 一、单选题(每道小题 3分共 27分 ) 1. 一根0.2m长的直导线，在磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中以V=3m/S的速度做切割磁感线运动，直导线垂直于磁感线，运动方向跟磁感线、直导线垂直．那么，直导线中感应电动势的大小是[ ] A．0.48v B．4.8v C．0.24v D．0.96v 2. 如图所示，有导线ab长0.2m，在磁感应强度为0.8T的匀 强磁场中，以3m/S的速度做切割磁感线运动，导线垂直磁感线， 运动方向跟磁感线及直导线均垂直.磁场的有界宽度L=0.15m， 则导线中的感应电动势大小为[ B ] A．0.48V B．0.36V C．0.16V D．0.6V 3. 在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，金属杆PQ 在宽为L的平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，PQ中产生的 感应电动势为e1；若磁感应强度增为2B，其它条件不变，所产生 的感应电动势大小变为e2．则e1与e2之比及通过电阻R的感应 电流方向为[ ] A．2:1，b→a B．1:2，b→a C．2:1，a→b D．1:2，a→b 4. 图中的四个图分别表示匀强磁场的磁感应强度B、闭合电路中一部分直导线的运动速度v 和电路中产生的感应电流I的相互关系，其中正确是[ ] 5. 如图所示的金属圆环放在匀强磁场中，将它从磁场中匀速拉出 来，下列哪个说法是正确的\tab [ ] A．向左拉出和向右拉出，其感应电流方向相反 B．不管从什么方向拉出，环中的感应电流方向总是顺时针的 C．不管从什么方向拉出，环中的感应电流方向总是逆时针的 D．在此过程中感应电流大小不变 6. 如图所示，在环形导体的中央放一小条形磁铁，开始时，磁铁和环 在同一平面内，磁铁中心与环的中心重合，下列能在环中产生感应电 流的过程是[ ] A．环在纸面上绕环心顺时针转动30°的过程 B．环沿纸面向上移动一小段距离的过程\par C．磁铁绕轴OO ' 转动 30°的过程 D．磁铁绕中心在纸面上顺时针转动30°的过程 7. 两水平金属导轨置于竖直向下的匀强磁场中(俯视如图)，一金属方框abcd两头焊上金属短轴放在导轨上，以下说法中正确的是哪一个[ ]

电磁感应电荷量问题

CD、EF是水平放置的电阻可忽略的光滑水平金属导轨，两导轨距离水平地面高度为H，导轨间距为L，在水平导轨区域存在磁感应强度大小为B，方向垂直导轨平面向上的矩形有界匀强磁场（磁场区域为CPQE），如图所示，导轨左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接，弯曲的光滑轨道的上端接有一电阻R，将一阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上距离水平金属导轨高度h处由静止释放，导体棒最终通过磁场区域落在水平地面上距离水平导轨最右端x处. 已知导体棒与导轨始终接触良好，重力加速度为g，求 （1）电阻R中的最大电流的大小与方向; （2）整个过程中，导体棒中产生的焦耳热； （3）若磁场区域的长度为d，求全程流过导体棒的电量.

如图所示，在倾角α＝30°的光滑固定斜面上，相距为d的两平行虚线MN、PQ间分布有大小为B、方向垂直斜面向下的匀强磁场．在PQ上方有一质量m、边长L（L

离MN的高度为h．现将线框由静止释放，线框下落过程中ab边始终保持水平，且ab边离开磁场前已做匀速直线运动，求线框从静止释放到完全离开磁场的过程中 ⑴ab边离开磁场时的速度v；⑵通过导线横截面的电荷量q；⑶导线框中产生的热量Q． 如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L=0.2m，长为2d，d=0.5m， 上半段d导轨光滑，下半段d导轨的动摩擦因素为μ=，导轨平面与水平面的夹角为θ =30°．匀强磁场的磁感应强度大小为B=5T，方向与导轨平面垂直．质量为m=0.2kg的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在粗糙的下半段一直做匀速运动，导体棒始终与导轨垂直，接

电磁感应单元测试题(含详解答案)

第十二章电磁感应章末自测 时间：90分钟满分：100分 第Ⅰ卷选择题 一、选择题(本题包括10小题，共40分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不选的得0分) 图1 1．如图1所示，金属杆ab、cd可以在光滑导轨PQ和RS上滑动，匀强磁场方向垂直纸面向里，当ab、cd分别以速度v1、v2滑动时，发现回路感生电流方向为逆时针方向，则v1和v2的大小、方向可能是() A．v1>v2，v1向右，v2向左B．v1>v2，v1和v2都向左 C．v1＝v2，v1和v2都向右D．v1＝v2，v1和v2都向左 解析：因回路abdc中产生逆时针方向的感生电流，由题意可知回路abdc的面积应增大，选项A、C、D错误，B正确． 答案：B 图2 2．(2009年河北唐山高三摸底)如图2所示，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁两磁极之间(两磁极间磁场可视为匀强磁场)，蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO′轴转动．当蹄形磁铁匀速转动时，线圈也开始转动，当线圈的转动稳定后，有() A．线圈与蹄形磁铁的转动方向相同 B．线圈与蹄形磁铁的转动方向相反 C．线圈中产生交流电 D．线圈中产生为大小改变、方向不变的电流 解析：本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律等考点．根据楞次定律的推广含义可知A正确、B错误；最终达到稳定状态时磁铁比线圈的转速大，则磁铁相对

图3 线圈中心轴做匀速圆周运动，所以产生的电流为交流电． 答案：AC 3．如图3所示，线圈M和线圈P绕在同一铁芯上．设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流方向相同时为正．当M中通入下列哪种电流时，在线圈P中能产生正方向的恒定感应电流() 解析：据楞次定律，P中产生正方向的恒定感应电流说明M中通入的电流是均匀变化的，且方向为正方向时应均匀减弱，故D正确． 答案：D 图4 4．(2008年重庆卷)如图4所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力N及在水平方向运动趋势的正确判断是() A．N先小于mg后大于mg，运动趋势向左 B．N先大于mg后小于mg，运动趋势向左 C．N先小于mg后大于mg，运动趋势向右 D．N先大于mg后小于mg，运动趋势向右 解析：由题意可判断出在条形磁铁等高快速经过线圈时，穿过线圈的磁通量是先增加后减小，根据楞次定律可判断：在线圈中磁通量增大的过程中，线圈受指向右下方的安培力，在线圈中磁通量减小的过程中，线圈受指向右上方的安培力，故线圈受到的支持力先大于mg 后小于mg，而运动趋势总向右，D正确． 答案：D 5．如图5(a)所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同线圈Q，P和Q 共轴，Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图(b)所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为F N，则() 图5 A．t1时刻F N＞G B．t2时刻F N>G C．t3时刻F N

电磁感应中电量问题的若干求解方法

电磁感应中电量问题的若干求解方法 江苏省苏州工业园区第二高级中学 （215121） 陆永华 一、利用法拉第电磁感应定律求解 由闭合电路欧姆定律得E I R r =+，根据法拉第电磁感应定律得E n t ?Φ=?， 所以 E q I t t n t n R r R r t R r ?Φ?Φ=?=?=?=++?+（）（） 。 例1（09年广东卷 改编）如图1（a ） 所示，一个电阻值 为R ，匝数为n 的圆 形金属线与阻值为2R 的电阻1R 连结成闭合回路。线圈的半径为1r ，在线圈中半径为2r 的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B 随时间t 变化的关系图线如图1（b ）所示。图线与横、纵轴的截距分别为0t 和0B ，导线的电阻不计。求0至0t 时间内通过电阻1R 上的电量q 。 解析：由图象分析可知及由法拉第电磁感应定律得 111 E q I t t n t n R R R R t R R ?Φ?Φ=?=?=?=++?+（）（） 由题意得，在0t 时间内0 B S B S ?Φ=??=，

而2 2S r π=，1 2R R =， 代入可得，通过电阻1R 上的电量2023nB r q R π=。 二、利用动量定理求解 在电磁感应中，往往会遇到被研究对象在磁场力（变力）作用下，做一般的变速运动求电量的问题。在求解时，可避开中间过程，分析各有关物理量的初、末状态情况，思维切入点是分析运动稳定时的速度。 当导体棒只受安培力作用时，安培力对棒的冲量为：A F t BILt =，其中It 即为该过程中电磁感应时通过导体的电量q ，即安培力冲量为BLq ，当两个过程中磁通量变化量?Φ相同时，由q n R r ?Φ=+（） 可知，此时通过的电量也相同，安培力冲量也相同。 又由动量定理得A F t p ?=?，所以 p q I t BL ?=?=。

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

(含答案解析)电磁感应中的电路问题

电磁感应中的电路问题 一、基础知识 1、内电路和外电路 (1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源． (2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电路． 2、电源电动势和路端电压 (1)电动势：E ＝Blv 或E ＝n ΔΦ Δt . (2)路端电压：U ＝IR ＝E －Ir . 3、对电磁感应中电源的理解 (1)电源的正负极、感应电流的方向、电势的高低、电容器极板带电问题，可用右手定则或楞次定律判定． (2)电源的电动势的大小可由E ＝Blv 或E ＝n ΔΦ Δt 求解． 4、对电磁感应电路的理解 (1)在电磁感应电路中，相当于电源的部分把其他形式的能通过电流做功转化为电能． (2)“电源”两端的电压为路端电压，而不是感应电动势． 5、解决电磁感应中的电路问题三步曲 （1）确定电源．切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，利用E ＝n ΔΦ Δt 或E ＝Blv sin θ求感应电动势的大小，利用右手定则 或楞次定律判断电流方向． （2）分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出等效电路图． （3）利用电路规律求解．主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解． 二、练习 1、[对电磁感应中等效电源的理解]粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场 中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边a 、b 两点间的电势差绝对值最大的是 ( )

答案 B 解析 线框各边电阻相等，切割磁感线的那个边为电源，电动势相同均为Blv .在A 、C 、D 中，U ab ＝14Blv ，B 中，U ab ＝3 4 Blv ，选项B 正确． 2、如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a ，总电阻为R (指拉直 时两端的电阻)，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面，与环 的最高点A 铰链连接的长度为2a 、电阻为R 2 的导体棒AB 由水平 位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为v ，则这时AB 两 端的电压大小为 ( ) A. Bav 3 B. Bav 6 C.2Bav 3 D ．Bav

电磁感应中的能量转化及电荷量问题例题

电磁感应中的能量转化及电荷量问题 一、电磁感应电路中电荷量的求解 回路中磁通量发生变化时，电荷发生定向移动而形成感应电流，在Δt内迁移的电荷量(感应电荷量)为q＝I·Δt ＝E R·Δt＝n ΔΦ Δt· 1 R·Δt＝ nΔΦ R.其中n为匝数，R为总电阻． 从上式可知，线圈匝数一定时，感应电荷量仅由回路电阻和磁通量的变化量决定，与时间无关． 例1如图X31所示，导线全部为裸导线，半径为r的圆内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B，一根长度大于2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左向右匀速滑动，电路的固定电阻为R，其余电阻忽略不计．试求MN从圆环的左端滑到右端的过程中电阻R上的电流的平均值及通过的电荷量． πBrv 2R Bπr2 R [解析]由于ΔΦ＝B·ΔS＝B·πr2，完成这一变化所用的时间Δt＝ 2r v，故E＝ ΔΦ Δt＝ πBrv 2，所以电阻R上的电流的平均值为I＝ E R＝ πBrv 2R， 通过R的电荷量为q＝I·Δt＝ Bπr2 R. 二、电磁感应中的能量转化问题 1．电磁感应中能量的转化 电磁感应过程实质是不同形式的能量相互转化的过程，电磁感应过程中产生感应电流，在磁场中必定 受到安培力作用，因此要维持感应电流，必须有“外力”克服安培力做功．此过程中，其他形式的能转化为电能．“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能．当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能．可以简化为下列形式： 同理，电流做功的过程，是电能转化为其他形式的能的过程，电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能． 2．解决电磁感应能量转化问题的基本方法 (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向； (2)画出等效电路，求出回路中电阻消耗电能的表达式； (3)分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械能的改变与回路中电能的改变所满足的方程． 例2如图X32所示，固定的水平光滑金属导轨间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻可

第四章___电磁感应测试题(一)

《电磁感应》单元测试卷3.16 一．选择题 1．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 2．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 3．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 4．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 5．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 C 环运动的方向将逐渐偏向条形磁铁的N 极 D 环运动的方向将逐渐偏向条形磁铁的S 极 6．如图（4）所示，让闭合矩形线圈abcd 从高处自由下落一段距离后进入匀强磁场，从bc 边开始进入磁场到ad 边刚进入磁场的这一段时间里，图（5）所示的四个V 一t 图象中，肯定不能表示线圈运动情况的是 （ ） 7．如图（6）所示，水平放置的平行金属导轨左边接有电阻R ，轨道所在处有竖直向下的匀强磁场，金属棒ab 横跨导轨，它在外力的作用下向右匀速运动，速度为v 。若将金属棒的运动速度变为2v ，（除R 外，其余电阻不计，导轨光滑）则（ ） 图（4） 图（5） 图（1）

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第三节 电磁感应中的电路和图象问题 一、电磁感应中的电路问题 1．内电路和外电路 (1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源． (2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻 ,其余部分是外电阻． 2．电源电动势和路端电压 (1)电动势：E ＝Bl v 或E ＝n ΔΦ Δt . (2)路端电压：U ＝IR ＝E R ＋r ·R . 1.(单选)如图所示 ,一个半径为L 的半圆形硬导体AB 以速度v 在水平U 形 框架上向右匀速滑动 ,匀强磁场的磁感应强度为B ,回路电阻为R 0 ,半圆形硬导体AB 的电阻为r ,其余电阻不计 ,则半圆形导体AB 切割磁感线产生的感应电动势大小及AB 之间的电势差分别为( ) A ．BL v BL v R 0 R 0＋r B ．2BL v BL v C ．2BL v 2BL v R 0 R 0＋r D ．BL v 2BL v 答案：C 二、电磁感应中的图象问题 1．图象类型 (1)随时间t 变化的图象如B －t 图象、Φ－t 图象、E －t 图象和i －t 图象． (2)随位移x 变化的图象如E －x 图象和i －x 图象． 2．问题类型 (1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象． (2)由给定的有关图象分析电磁感应过程 ,求解相应的物理量． (3)利用给出的图象判断或画出新的图象． 2.(单选)(2015·泉州模拟)如图甲所示 ,光滑导轨水平放置在与水平方向夹 角为60°的斜向下的匀强磁场中 ,匀强磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图乙所示

(规定斜向下为正方向) ,导体棒ab 垂直导轨放置 ,除电阻R 的阻值外 ,其余电阻不计 ,导体棒ab 在水平外力F 作用下始终处于静止状态．规定a →b 的方向为电流的正方向 ,水平向右的方向为外力F 的正方向 ,则在0～t 1时间内 ,选项图中能正确反映流过导体棒ab 的电流i 和导体棒ab 所受水平外力F 随时间t 变化的图象是( ) 答案：D 考点一 电磁感应中的电路问题 1．对电源的理解：在电磁感应现象中 ,产生感应电动势的那部分导体就是电源 ,如切割磁感线的导体棒、有磁通量变化的线圈等．这种电源将其他形式的能转化为电能． 2．对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈 ,外电路由电阻、电容等电学元件组成． 3．解决电磁感应中电路问题的一般思路： (1)确定等效电源 ,利用E ＝n ΔΦ Δt 或E ＝Bl v sin θ求感应电动势的大小 ,利用右手定则或楞 次定律判断电流方向． (2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系) ,画出等效电路图． (3)利用电路规律求解．主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解． (2015·石家庄质检)如图甲所示 ,两根足够长的平行光滑金属导轨MN 、PQ 被 固定在水平面上 ,导轨间距l ＝0.6 m ,两导轨的左端用导线连接电阻R 1及理想电压表V ,电阻为r ＝2 Ω的金属棒垂直于导轨静止在AB 处；右端用导线连接电阻R 2 ,已知R 1＝2 Ω ,R 2＝1 Ω ,导轨及导线电阻均不计．在矩形区域CDFE 内有竖直向上的磁场 ,CE ＝0.2 m ,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示．开始时电压表有示数 ,当电压表示数变为零后 ,对金属棒施加一水平向右的恒力F ,使金属棒刚进入磁场区域时电压表的示数又变为原来的值 ,金属棒在磁场区域内运动的过程中电压表的示数始终保持不变．求： (1)t ＝0.1 s 时电压表的示数； (2)恒力F 的大小； (3)从t ＝0时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量． [思路点拨] (1)在0～0.2 s 内 ,R 1、R 2和金属棒是如何连接的？电压表示数等于感应电动势吗？ (2)电压表示数始终保持不变 ,说明金属棒做什么运动？ [解析] (1)设磁场宽度为d ＝CE ,在0～0.2 s 的时间内 ,有E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt ld ＝0.6 V 此时 ,R 1与金属棒并联后再与R 2串联 R ＝R 并＋R 2＝1 Ω＋1 Ω＝2 Ω

电磁感应中的感应电量

电磁感应中感应电量 的计算方法及其应用 在电磁感应中，对通过导体横截面的感应电荷量的求解问题，我们往往只注重于对电荷量求解方法的研究。教学中，若能将这一计算方法适当变形，我们会发现，其在实际问题中对相关物理量的求解过程往往会令人耳目一新、豁然开朗。 一、感应电荷量求解方法的变形与应用 令在水平面上垂直切割磁感线的导体棒长L ，质量为m ，切割磁感线的始速度为V 0,末速度为V t ，匀强磁场的磁感应强度为B ，闭合回路总电阻为R,求在时间△t 内通过导体棒电荷量q 的大小。 1． 利用动量定理求解：（对动生电动势适用） 由动量定理有： —B I L ·t ?=?P=t mV —0mV ① 由电流的定义式有： I =t q ? ② 由①②有q= BL P ?=BL m V m V t 0 - 2． 利用法拉第电磁感应定律求解：（对动生、感生电动势均适用） 由法拉第电磁感应定律有： E =t n ??φ =t S B n ?? ① 由闭合电路欧姆定律有： I = R E ② 由电流的定义式有： I =t q ? ③ 由①②③有q=R n φ? =R S B n ? 通过上述两种不同方法所求出的感应电荷量结果一致。由于求解过程中的I 、 E 、 F = B I L 均为相应物理量对时间的平均值，为加深印象，引起重视，我们可以 将这一求解感应电荷量的方法叫为“平均值观点”。 二、感应电荷量求解方法的变形与应用

由于两种不同计算方法能得到相同的结论不同的表达形式，而动量定理中包含时间?t 与速度V ，面积?S 中间接包含位移s ，通过变形，将两种不同感应电荷量的表达形式建立等式，可求出对应段落内的时间、速度、位移、功与能量。 1．变形求时间 【例1】如图1所示，两根平行金属导轨MN,PQ 相距为d ，导轨平面与水平面夹角为θ，导轨上端跨接一定值电阻R ，导轨电阻不计，整个装置处于方向垂直导轨平面向上，磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，金属棒ab 垂直于MN,PQ 静止放置，且与导轨保持良好接触，其长度刚好也为d ，质量为m ，电阻为r ，现给金属棒一沿斜面向上的始速度V 0，金属棒沿导轨上滑距离s 后再次静止，已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，求金属棒在导轨上运动的时间。 解析：对金属棒进行受力分析由动量定理有 —m gSin θ.t —μmg.Cos θ.t —B I dt=— 运动过程电流的平均值 I = t q =r R E + ② 金属棒切割磁感线产生的平均电动势 E =t ??φ =t BdS ③ 由②③有q=I t=r R BdS + ④ 由①④有t= ) cos )(()(2 20θμθmg mgSin r R S d B r R mV ++-+ 2．变形求速度 【例2】如图2所示，电阻为R ，质量为m ，变长为L 的正方形导线圈abcd ，从距匀强磁场上边界h 高处自由下落，测得自线圈的下边cd 进入磁场至线圈的上边ab 进入磁场历时为t ，单边有界匀强磁场的磁感应强度为B ，试求线圈的上边界ab 刚进入磁场时线圈的速度。 解析：令线圈刚进入磁场的速度为V 0，则 mgh=202 1 mV ① 令ab 进入磁场时的速度为V 1，对线圈进入磁场 过程进行受力分析由动量定理有 m gt —B I Lt= m V 1—m V 0 ② 切割磁感线过程电流的平均值 I = t q =R E ③

(完整版)电磁感应单元测试题(含详解答案)

第十二章　电磁感应章末自测 时间：90分钟 满分：100分 第Ⅰ卷　选择题 一、选择题(本题包括10小题，共40分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不选的得0分 ) 图1 1．如图1所示，金属杆ab 、cd 可以在光滑导轨PQ 和RS 上滑动，匀强磁场方向垂直纸面向里，当ab 、cd 分别以速度v 1、v 2滑动时，发现回路感生电流方向为逆时针方向，则v 1和v 2的大小、方向可能是( ) A ．v 1>v 2，v 1向右，v 2向左 B ．v 1>v 2，v 1和v 2都向左 C ．v 1＝v 2，v 1和v 2都向右 D ．v 1＝v 2，v 1和v 2都向左 解析：因回路abdc 中产生逆时针方向的感生电流，由题意可知回路abdc 的面积应增大，选项A 、C 、D 错误，B 正确． 答案： B 图2 2．(2009年河北唐山高三摸底)如图2所示，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁两磁极之间(两磁极间磁场可视为匀强磁场)，蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO ′轴转动．当蹄形磁铁匀速转动时，线圈也开始转动，当线圈的转动稳定后，有( ) A ．线圈与蹄形磁铁的转动方向相同 B ．线圈与蹄形磁铁的转动方向相反 C ．线圈中产生交流电 D ．线圈中产生为大小改变、方向不变的电流 解析：本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律等考点．根据楞次定律的推广含义可知A 正确、B 错误；最终达到稳定状态时磁铁比线圈的转速大，则磁铁相对

图3 线圈中心轴做匀速圆周运动，所以产生的电流为交流电． 答案：AC 3．如图3所示，线圈M和线圈P绕在同一铁芯上．设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流方向相同时为正．当M中通入下列哪种电流时，在线圈P中能产生正方向的恒定感应电流( ) 解析：据楞次定律，P中产生正方向的恒定感应电流说明M中通入的电流是均匀变化的，且方向为正方向时应均匀减弱，故D正确． 答案： D 图4 4．(2008年重庆卷)如图4所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力N及在水平方向运动趋势的正确判断是( ) A．N先小于mg后大于mg，运动趋势向左 B．N先大于mg后小于mg，运动趋势向左 C．N先小于mg后大于mg，运动趋势向右 D．N先大于mg后小于mg，运动趋势向右 解析：由题意可判断出在条形磁铁等高快速经过线圈时，穿过线圈的磁通量是先增加后减小，根据楞次定律可判断：在线圈中磁通量增大的过程中，线圈受指向右下方的安培力，在线圈中磁通量减小的过程中，线圈受指向右上方的安培力，故线圈受到的支持力先大于mg后小于mg，而运动趋势总向右，D正确． 答案：D 5．如图5(a)所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同线圈Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图(b)所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为F N，则( ) 图5 A．t1时刻F N＞G B．t2时刻F N>G C．t3时刻F N

高中物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷练习(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，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑动触头向左滑动，则ab和cd棒的运动情况是() A．ab向左运动，cd向右运动 B．ab向右运动，cd向左运动 C．ab、cd都向右运动 D．ab、cd保持静止 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 由安培定则可知螺线管中磁感线方向向上，金属棒ab、cd处的磁感线方向均向下，当滑动触头向左滑动时，螺线管中电流增大，因此磁场变强，即磁感应强度变大，回路中的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流方向为a→c→d→b→a，由左手定则知ab受安培力方向向左，cd受安培力方向向右，故ab向左运动，cd向右运动； A. ab向左运动，cd向右运动，与结果一致，故A正确； B. ab向右运动，cd向左运动，与结果不一致，故B错误； C. ab、cd都向右运动，与结果不一致，故C错误； D. ab、cd保持静止，与结果不一致，故D错误； 2．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（） A．B． C． D． 【答案】B 【解析】

【分析】 要知道环形电流的方向首先要知道地磁场的分布情况：地磁的南极在地理北极的附近，故右手的拇指必需指向南方，然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向从而判定环形电流的方向． 【详解】 地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西．故B正确． 【点睛】 主要考查安培定则和地磁场分布，掌握安培定则和地磁场的分布情况是解决此题的关键所在．另外要掌握此类题目一定要乐于伸手判定． 3．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】

电磁感应中求电量的策略BW

电磁感应中求电量的策略 B W Last revision on 21 December 2020

电磁感应中求电量的策略 程柱建（江苏省如皋市丁堰中学 226521） 1.用法拉第电磁感应定律 由闭合电路欧姆定律得 由法拉第电磁感应定律得 所以 .E q I t t n t n R r R r t R r ?Φ?Φ =?= ?=?=++?+（）（） 例1 放在绝缘水平面上的两条平行导轨MN 和PQ 之间宽度为L ，置于磁感应强度为B 的匀强磁场中，B 的方向垂直于导轨平面，导轨左端接有阻值为R 的电阻，其它部分电阻不计．导轨右端接一电容为C 的电容器，长为2L 的金属棒放在导轨上与导轨垂直且接触良好，其a 端放在导轨PQ 上．现将 金属棒以a 端为轴，以角速度 ω沿导轨平面顺时针旋转?90角，如图1所示．求这个过程中通过电阻R 的总电量是多少（设导轨长度比2L 长得多） 分析 从ab 棒开始旋转，直到b 端脱离导 轨的过程中，其感应电动势不断增大，对C 不断充电，同时又与R 构成回路．通过R 的 电量为 式中ΔS 等于ab 所扫过的三角形 aDb ’的面积，如图2中虚 线所示．所以 所以 2.2q R = 当ab 棒运动到b ’时，电容C 上所带电量为C CU q ='，此时m C E U =， 而 ω2 22 2BL v L B E m =??=， 所以 C BL q ω22'=. 当ab 脱离导轨后，C 对R 放电，通过R 的电量为q’，所以整个过程中通过R 的总电量为 )223 (223'222C R BL C BL R BL q q q ωω+=+= +=总. 2.用动量定理 在金属棒只受到安培力时，由动量定理得 p t F ?=?安，其中安培力L I B F =安. 所以 .p q I t BL ?=?= C a 图1 C a 图2

电磁感应测试题及答案

高二物理《电磁感应》测试题（一） 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 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 C 环运动的方向将逐渐偏向条形磁铁的N 极 D 环运动的方向将逐渐偏向条形磁铁的S 极 9．如图（4）所示，让闭合矩形线圈abcd 从高处自由下落一段距离后进入匀强磁场，从bc 边开始进入磁场到ad 边刚进入磁场的这一段时间里，图（5）所示的四个V 一t 图象中，肯定不能表示线圈运动情况的是 （ ） 10 R ，轨道所在处有竖直向下的匀强磁场，金属棒 ab 横跨导轨，它在外力的作用下向右匀速运动，速度为v 。若将金属棒的运动速度变为2v ， （除 R 外，其余电阻不计，导轨光滑）则 （ ） A ．作用在ab 上的外力应增大到原来的2倍 B ．感应电动势将增大为原来的4倍 C ．感应电流的功率将增大为原来的2倍 D ．外力的功率将增大为原来的4倍 11．如图（7）两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab 、cd 与导轨构成矩形回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R ，回路上其余部分的电阻不计。在导

电磁感应中的电路和图像问题

第3节电磁感应中的电路和图像问题 要点一电磁感应中的电路问题 1.电磁感应中电路知识的关系图 1.（多选）（2015焦作一模）如图9-3-2所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为I = 1 m, cd间、de间、cf间分别接着阻值R= 10 Q的电阻。一阻值R= 10 Q的导体棒ab以速度v = 4 m/s匀速向左运动， 导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小B= 0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场。 F列说法中正确的是（） A.导体棒ab中电流的流向为由b到a B.cd两端的电压为1 V C.de两端的电压为1 V D. fe两端的电压为1 V 2,磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直穿过环平面，环的最高点A处用铰链 连接长度为2a、电阻为r的导体棒AB AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v,则此时A B两端的电压大小为（）1 2.分析电磁感应电路问题的基本思路

A. gR av 2 C^Rav D. Rav

3、如图所示，匀强磁场B= 0.1 T,金属棒AB长0.4 m , 、1 与框架宽度相同，电阻为3 Q,框架电阻不计，电阻 2 Q, 艮=1 Q,当 金属棒以5 m/s的速度匀速向左运动时，求： （1）流过金属棒的感应电流多大？ （2）若图中电容器C为0.3折，则充电荷量是多少？ 要点二电磁感应中的图像问题 1、（2013山东高考）将一段导线绕成图9-3-4甲所示的闭合 回路，并固定在水平面（纸面）内。回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强 磁场I中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场n,以向里为磁场n的正方 向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所 示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能 正确反映F随时间t变化的图像是（） （二）V-t图像 2、（2013福建高考）如图9-3-5,矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同 高度静止释放，用t1、12分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落 X X X 1 ------------------- XXX X n用 X xC x x袖 X X XXX X X X XXX LL L n:T\ t ,\ B D

电磁感应现象中的能量问题

电磁感应现象中的能量问题邵晓华 目标： 使学生能处理电磁感应规律与能量综合应用的问题，并学会处理能量问题的方法与技巧。提高学生的分析综合能力和解决实际问题的能力，帮助学生树立正确的科学观。 教学过程 【问题概述】电磁感应现象部分的知识历来是高考的重点、热点，出题时可将力学、电磁学等知识溶于一体，能很好地考查学生的理解、推理、分析综合及应用数学处理物理问题的能力。电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用，因此，要维持感应电流的存在，必定有“外力”克服安培力做功，此过程中，其它形式的能转化为电能，当电流通过电阻时，电能又转化为其它形式的能量． 【典例赏析】 例1、如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R， 质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒 与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面 垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的 功与安培力做的功的代数和等于（） A.棒的机械能增加量 B.棒的动能增加量 C.棒的重力势能增加量 D.电阻R上放出的热量 小结：分析过程中应当牢牢抓住能量守恒这一基本规律，即分析清楚有哪些力做功，就可知道有哪些形式的能量参与了相互转化，如有摩擦力做功，必然有内能出现；重力做功，就可能有机械能参与转化；安培力做负功就将其他形式能转化为电能，做正功将电能转化为其他形式的能； 针对练习：P１８９（４）P１９１（４）两题 分析作业P３０６（８，９，１０） 例２（P１８９例４） 分析P３０６（１１） 能力提升： 例３．（如图16(甲) 为一研究电磁感应 的装置，其中电流传 感器(相当于一只理 想的电流表)能将各 时刻的电流数据实 时送到计算机，经计 算机处理后在屏幕 上显示出I-t图象。 已知电阻R及杆的 电阻r均为0.5Ω，杆的质量m及悬挂物的质量M均为0.1kg，杆长L=1m。实验时，先断

电磁感应单元测试题含详细答案

电磁感应单元测试题 一选择题（每题6分，共54分） 1．在电磁感应现象中，下列说法正确的是 （ ） A ．导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流 B ．导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流 C ．闭合电路在磁场内作切割磁感线运动，电路内一定会产生感应电流 D ．穿过闭合线圈的磁通量发生变化，电路中一定有感应电流。 2．闭合线圈的匝数为n ，每匝线圈面积为S ，总电阻为R ，在t ?时间内穿过每匝线圈的磁 通量变化为?Φ，则通过导线某一截面的电荷量为 （ ） A ．R ?Φ B ．R nS ?Φ D ．R n ?Φ C ．tR n ??Φ 3．如图所示，在光滑绝缘的水平桌面上放一弹性闭合导体环，在导体环轴线上方有一条形 磁 铁.当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，下列判断中正确的是 （ ） A ．导体环有收缩趋势 B ．导体环有扩张趋势 C ．导体环对桌面压力减小 D ．导体环对桌面压力增大 4．闭合回路中的磁通量Φ随时间t 变化的图像分别如①②③④所示，关于回 路中产生的感应电动势的下列说法正确的是（ ） A 、 图①的回路中感应电动势恒定不变 B 、 图②的回路中感应电动势变大 C 、 图③的回路中0~t 1时间内的感应电动势大于t 1~t 2时间内的感应电动势 D 、 图④的回路中感应电动势先变小再变大 5．下图中所标的导体棒的长度为L ，处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，棒运动的速度均为v ，产生的电动势为BLv 的是 （ ） 6．如图所示，用导线做成的圆形线圈与一直导线构成以下几种位置组合，当减少直导线中电流时，下列说法正确的是 （ ） B ° v B L A B L