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第四节 法拉第电磁感应定律

第四节 法拉第电磁感应定律
第四节 法拉第电磁感应定律

1.在沿水平方向的匀强磁场中,有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动。开始时线圈静止,线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直,所成的锐角为α,在磁场开始增强后的一个极短的时间内,线圈平面()

A.维持不动

B.将向使α减小的方向转动

C.将向使α增大的方向转动

D.将转动,因不知磁场方向,不能确定α会增大还是会减小

2.如图,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F N及在水平方向运动趋势的正确判断是()

A.F N先小于mg后大于mg,运动趋势向左

B.F N先大于mg后小于mg,运动趋势向左

C.F N先小于mg后大于mg,运动趋势向右

D.F N先大于mg后小于mg,运动趋势向右

3.如图所示,通有恒定电流的螺线管竖直放置,铜环R沿螺线管的轴线加速下落,在下落过程中,铜环面始终保持水平,铜环先后经过轴线上1、2、3位置时的加速度分别为a1、a2、a3;位置2处于螺线管的中心,位置1、3与位置2等距离,则()

A.a1

B.a3

C.a1=a3

D.a3

4.如图所示,水平放置的光滑杆上套有A.B.C三个金属环,其中B接电源,在接通电源的瞬间,A、C两环()

A.都被B吸引

B.都被B排斥

C.A被吸引,C被排斥

D.A被排斥,C被吸引

5.如图所示,螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上,当B中通过的电流I减小时()

A.环A有缩小的趋势

B.环B有扩张的趋势

C.螺线管B有缩短的趋势

D.螺线管B有伸长的趋势

6.目前,有一种先进的汽车制动装置,可保证车轮在制动时不被抱死,使车轮仍有一定的滚动,右图是这种装置的示意简图,铁齿轮P与车轮同步转动,右端有一个绕有线圈的磁铁Q,○M是一个电流检测器,刹车时,磁铁与齿轮相互靠近而产生感应电流,这个电流经放大后控制制动器,由于齿轮a在靠近磁铁的过程中被磁化,引起○M中产生感应电流,则通过○M 的电流的方向()

A.一直向左

B.一直向右

C.先向右,后向左

D.先向左,后向右

7.如图所示,“”形金属框架固定在水平面上,金属杆ab与框架间无摩擦,整个装置处于竖直方向的磁场中,若因磁场发生变化、使杆ab向右运动,则磁感应强度的变化情况可

能为()

A.方向向下并减小

B.方向向下并增大

C.方向向上并增大

D.方向向上并减小

8.在匀强磁场中,a、b是两条平行金属导轨,而c、d为串有电流表、电压表的两金属棒,如下图所示,两棒以相同的速度向右匀速运动,则以下结论正确的是()

A.电压表有读数,电流表没有读数

B.电压表有读数,电流表也有读数

C.电压表无读数,电流表有读数

D.电压表无读数,电流表也无读数

9.在光滑的桌面上放有一条形磁铁,在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质小圆环,如图所示。以下判断中正确的是()

A.释放圆环,环下落时环的机械能守恒

B.释放圆环,环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁的重力大

C.给磁铁水平向右的初速度,磁铁滑出时做减速运动

D.给磁铁水平向右的初速度,圆环产生向左的运动趋势

10.如图所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,当磁铁从图示位置向下运动时,线圈中的感应电流方向如图所示,则()

A.磁铁的下端是N极

B.磁铁的下端是S极

C.磁铁与线圈相互吸引

D.磁铁与线圈相互排斥

11.如图所示,蹄形磁铁的N、S极之间放置一个线圈abcd,磁铁和线圈都可以绕轴转动,若磁铁按图示方向绕OO`轴转动,线圈的运动情况是()

A.俯视,线圈顺时针转动,转速与磁铁相同

B.俯视,线圈逆时针转动,转速与磁铁相同

C.线圈与磁铁转动方向相同,但开始时转速小于磁铁的转速,以后会与磁铁的转速一致

D.线圈与磁铁转动方向相同,但转速总小于磁铁的转速

12.如图所示,矩形闭合线圈放置在水平薄板上,有两块相同的蹄形磁铁,四个磁极之间的距离相等(其间距略大于矩形线圈的宽度),当两块磁铁匀速向右通过线圈时,线圈仍静止不动,那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向是()

A.摩擦力方向一直向左

B.摩擦力方向先向左、后向右

C.感应电流的方向顺时针→逆时针→逆时针→顺时针,共经历两次这样的变化

D.感应电流的方向顺时针→逆时针,共经历四次这样的变化

13.如图所示,当直导线中电流不断增加时,A、B两轻线圈的运动情况是()

A.A向左,B向右

B.A向右,B向左

C.均向左

D.均向右

14.如图所示,一磁铁用细线悬挂,一闭合铜环用手拿着静止在磁铁上端面相平处,松手后铜环下落,在下落到和下端面相平的过程中,以下说法正确的是()

①环中感应电流方向从上向下俯视为先顺时针后逆时针②环中感应电流方向从上向下俯视

为先逆时针后顺时针③悬线上拉力先增大后减小④悬线上拉力一直大于磁铁重力

A.①③

B.①④

C.②③

D.②④

15.如图所示,M和N是绕在一个环形铁芯上的两个线圈,绕法和线路如图所示,现将开关S 从a处断开,然后合向b处,在此过程中,通过电阻R2的电流方向是()

A.先由c流向d,后又由c流向d

B.先由d流向c,后又由d流向c

C.先由c流向d,后又由d流向c

D.先由d流向c,后又由c流向d

1.如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r,导体棒PQ与三条导线接触良好;匀强磁场的方向垂直纸面向里,导体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是()

A.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由b到a

B.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由b到a

C.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由a到b

D.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由a到b

第四节法拉第电磁感应定律

1.光滑金属导轨MN和PQ平行放置在水平地面上,导体棒a、b搭在导轨上,整个框架回路处在竖直向下的匀强磁场中,如图所示(俯视),当磁场减弱时:

(1)试根据楞次定律判断回路感应电流的方向;

(2)导体棒a、b将向哪个方向运动?

【例1】一个200匝、面积为20cm2的线圈,放在匀强磁场中,磁场的方向与线圈平而成30°角,磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T,在此过程中,穿过线圈的磁通量的变化量是,磁通量的平均变化率是,线圈中感应电动势的大小是。

变式训练1—1 一个单匝闭合圆形线圈置于垂直线圈平面的匀强磁场中,当磁感应强度变化率恒定时,线圈中的感应电动势为E,感应电流为I,若把这根导线均匀拉长,从而使圆半径增大一倍,则此时线圈中的感应电动势为,感应电流为。

【例2】如图所示,水平放置的平行金属导轨,相距L=0.5m,左端接一电阻R=0.2Ω,磁感应强度B=0.4T的匀强磁场垂直于导轨平面,导体棒ab垂直放在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均忽略不计,当ab以v=4m/s的速度水平向右匀速滑动时,求:(1)ab棒中感应电动势的大小;

(2)回路中感应电流的大小;

(3)维持导体棒匀速运动的外力的大小;

变式训练2—1 金属棒abc在匀强磁场中做匀速直线运动,已知ab=bc=0.1m,α=120°,磁感应强度B=2T,速度v=1.5m/s且垂直于ab方向如图所示,则a、b、c间的电势差U ab=

,U bc,U ac。

【例3】如图,竖直平面内,有一金属棒AB,长度为L,磁感应强度为B的匀强磁场穿过平面,现以导体棒的一端A为轴,以角速度ω垂直于磁场方向转动,则金属棒中产生的感应电动势为。

【例4】如图所示,半径为a的圆形区域内有均匀磁场,磁感应强度为B=0.2T,磁场方向垂直纸面向里,半径为b的金属圆环与磁场同心地放置,磁场与环面垂直,其中a=0.4m,b=0.6m,

金属环上分别接有灯L1、L2,两灯的电阻均为R 0=2Ω,一金属棒MN 与金属环接触良好,棒与环的电阻均忽略不计。

若棒以v0=5m/s 的速率,在环上向右匀速滑动,求棒滑过环直径OO`的瞬时(如图所示)MN 中的电动势和流过灯L1的电流。

变式训练4—1 金属圆环半径为L ,总电阻为r ,匀强磁场垂直穿过圆环所在的平面,磁感应强度为B ,今使长为2L 的金属棒ab 沿圆环的表面以速度v 匀速向左滑动,设棒单位长度的电阻为r/4L ,当棒滑至圆环正中央时,如图所示,棒两端的电势差为()

A.2BLv

B.BLv

C.4BLv/3

D.2BLv/3

1.在电磁感应现象中产生的电动势叫做。产生感应电动势的那部分导体就相当于

2.电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的成比,公式为。

3.导线切割磁感线时,感应电动势大小E=。

4.电动机转动时,线圈中会产生感应电动势,这个感应电动势总要电源电动势的作用,我们把这个电动势称为。

1.关于电磁感应中感应电动势大小的正确表达是()

A.穿过某导体框的磁通量为零,该线框里的感应电动势一定为零

B.穿过某导体框的磁通量越大,该线框里的感应电动势就一定越大

C.穿过某导体框的磁通量变化越大,该线框里的感应电动势就一定越大

D.穿过某导体框的磁通量变化率越大,该线框里的感应电动势就一定越大

2.如图所示,半径为r 的n 匝线圈套在边长为L 的正方形abcd 之外,匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形,当磁感应强度以

t

B ??的变化率均匀变化时,线圈中产生感应电动势大小为() A.πr 2

t

??B B.L 2t

??B C.N πr 2t

??B D.nL 2t ??B 3.一根直导线长0.1m ,在磁感应强度为0.1T 的匀强磁场中以10m/s 的速度匀速运动,则导线中产生的感应电动势()

A.一定为0.1V

B.可能为零

C.可能为0.01V

D.最大值为0.1V

4.当线圈中的磁通量发生变化时()

A.线圈中一定产生感应电流

B.线圈中一定产生感应电动势

C.线圈中感应电动势大小与电阻无关

D.线圈中感应电流大小与电阻无关

5.如图所示,让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域运动到位置2,下列说法中正确的是()

A.线圈进入匀强磁场区域的过程中,线圈中有感应电流,而且进入时的速度越大,感应电流越大

B.整个线圈在匀强磁场中匀速运动时,线圈中有感应电流,而且电流是恒定的

C.整个线圈在匀强磁场中加速运动时,线圈中有感应电流,而且电流越来越大

D.线圈穿出匀强磁场区域的过程中,线圈中有感应电流,而且穿出时的速度越大,感应电流越大

6.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab 以水平初速度v0抛出,设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力,则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是()

A.越来越大

B.越来越小

C.保持不变

D.无法判断

7.如图所示,矩形金属框架三个竖直边ab 、cd 、ef 的长都是L,电阻都是R ,其余电阻不计,框架以速度v 匀速平动地穿进磁感应强度为B 的足够大的匀强磁场,设ab 、cd 、ef 三条边先后进入磁场时ab 边两端电压分别为U 1、U 2、U 3,则下列判断结果正确的是()

A.U 1=3

1BLv B.U 2=2U 1

C.U 3=0

D.U 1=U 2=U 3

8.如图所示,一个50匝的线圈的两端跟R=99Ω的电阻相连接,置于竖直向下的匀强磁场中,线圈的横截面积是20cm 2,电阻为1Ω,磁感应强度以100T/s 的变化率均匀减小,在这一过程中通过电阻R 的电流为。

9.如图所示,同一平面内的A 、B 两闭合线圈为同样导线绕成,A 为100匝,B 为200匝,半径为r A =2r B ,匀速磁场只分布在B 线圈内,若磁感应强度的变化率t

??B 均匀变化时,则A 、B 中感应电动势之比为。

10.把总电阻为2R 的均匀电阻丝焊接成一半径为a 的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中,如图所示,一长度为2a ,电阻等于R ,粗细均匀的金属棒MN 放在圆环上,它与圈环始终保持良好的接触,当金属棒以恒定速度v 向右移动经过环心O 时,求:

(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压U MN ;

(2)在圆环和金属棒上消耗的总热功率。

11.有一面积为100cm 2的金属圆环,电阻为0.1Ω,环中磁场的变化规律如图中AB 直线所示,且磁场方向与环面积垂直,在A →B 的过程中,计算流过环的某一横截面的电量。

12.如图所示,导体棒ab 、cd 在大小相等的外力作用下,沿着光滑的导轨各自朝相反方向,以v=0.1m/s 的速度匀速运动,两个平行导轨间距离L=0.50m ,每根导体棒的电阻均为

r0=0.50Ω,导轨接有一只电阻R=1.0Ω,以及两极板相距d=1.0cm 的平行板电容器C ,匀强磁

场的磁感应强度B=4.0T ,求:

(1)电容器C 两极板间的电场强度大小和方向;

(2)外力F 的大小。

1.如图所示,匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里,大小随时间的变化率t

??B =k ,k 为负的常量,用电阻率为ρ、横截面积为S 的硬导线做成一边长为l 的方框,将方框固定于纸面内,其右半部位于磁场区域中,求:

(1)导线中感应电流的大小;

(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率

1.如图所示,圆环a 和b 的半径之比R1:R2=2:1且是粗细相同,用同样材料的导线制成,连接两环的导线电阻不计,匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化,那么,当只有a 环置于磁场中与只有b 环置于磁场中两种情况下,A 、B 两点的电势差之比为()

A.1:1

B.2:1

C.3:1

D.4:1

【例1】如图所示,一个闭合电路静止于磁场中,由于磁场强度的变化,而使电路产生了感生电动势,下列说法正确的是()

A.磁场变化时,会在空间激发一种电场

B.使电荷定向移动形成电流的是磁场力

C.使电荷定向移动形成电流的是电场力

D.以上说法都不对

变式训练1—1 某空间出现了如右图所示的一组闭合的电场线,这可能是()

A.沿AB 方向的磁场在迅速减弱

B.沿AB 方向的磁场在迅速增强

C.沿BA 方向的磁场在迅速增强

D.沿BA 方向的磁场在迅速减弱

【例2】下列说法中正确的是()

A.动生电动势是洛伦兹力对导体中自由电荷做功而引起的

B.因为洛伦兹力对运动电荷始终不做功,所以动生电动势不是由洛伦兹力而产生的

C.动生电动势的方向可以由右手定制来判定

D.导体棒切割磁感线产生感应电流,受到的安培力一定与受到的外力大小相等、方向相反 变式训练2—1 下列哪些说法是正确的()

A.感生电场产生的感应电动势是由于导体中的自由电荷受到洛伦兹力的作用

B.导体在磁场中切割磁感线产生的感应电动势是由于导体中的自由电荷受到洛伦兹力的作

C.导体中有感应电动势,导体中一定有感应电流

D.以上说法都不对

【例3】如图所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向在图中已经表示,线圈连着平行导轨M和N,导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中,下列说法中正确的是()

A.当金属棒向右匀速运动时,a点电势高于b点,c点电势高于b点

B.当金属棒向右匀速运动时,b点电势高于a点,c点与d点为等电势

C.当金属棒向右加速运动时,b点电势高于a点,c点电势高于d点

D.当金属棒向右加速运动时,b点电势高于a点,d点电势高于c点

变式训练3—1 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。飞机在我国上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度不变,由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1,右方机翼末端处的电势为φ2,则()

A.若飞机从西往东飞,φ1比φ2高

B.若飞机从东往西飞,φ2比φ1高

C.若飞机从南往北飞,φ1比φ2高

D.若飞机从北往南飞,φ2比φ1高

【例4】在匀强磁场中放一电阻不计的金属导轨,导轨跟大线圈M相连,如图所示,导轨上放一根导线ab,磁感线垂直于导轨所在平面,欲使M所包围的小闭合线圈N产生逆时针方向的感应电流,则导线的运动情况可能是()

A.匀速向左运动

B.加速向右运动

C.减速向右运动

D.加速向左运动

变式训练4—1 如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当PQ在外力作用下运动时,MN在磁场力作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是()

A.向右匀加速运动

B.向左匀加速运动

C.向右匀减速运动

D.向左匀减速运动

1.变化的磁场在周围空间激发电场,这种电场叫做,处在其中的导体中会产生感应电动势,它是由于导体中自由电荷受到作用引起的,使自由电荷做定向移动的非静电力,就是。

导体在磁场中切割磁感线产生的感应电动势是由于导体中自由电荷受到力作用引起的

1.足够长的光滑金属导轨EF、PQ水平放置,质量为m、电阻为R的相同金属棒ab、cd与导轨垂直且接触良好,磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向里,如图所示,现用恒力F 作用于ab棒上,使它向右运动,则()

A.安培力对cd做正功使它向右加速运动

B.外力F做的功等于克服ab棒上安培力做的功

C.外力做的功等于回路产生的总热量和系统的动能

D.电路电动势先增后减,两棒共速时为零

2.下列说法中正确的是()

A.感生电场是由变化的磁场产生

B.恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场

C.感生电场的方向也同样可以用楞次定律和右手螺旋定则来判定

D.感生电场的电场线是闭合曲线,其方向一定是沿逆时针方向

3.研究表明,地球磁场对鸽子识别方向起着重要作用,鸽子体内的电阻大约为103Ω,当它在地球磁场中展翅飞行时,会切割磁感线,在两翅之间产生动生电动势,这样,鸽子体内灵敏的感受器即可根据动生电动势的大小来判别其飞行方向。若某处地磁场磁感应强度的竖直分量约为0.5×10-4T ,鸽子以20m/s 速度水平滑翔,则可估算出两翅之间产生的动生电动势大约为()

A.30mV

B.3mV

C.0.3mV

D.0.03mV

4.一直升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,即()

A.E=πfl 2B ,且a 点电势低于b 点电势

B.E =2πfl 2B ,且a 点电势低于b 点电势

C.E=πfl 2B ,且a 点电势高于b 点电势

D.E =2πfl 2B ,且a 点电势高于b 点电势

5.如图所示,两根相距为l 的平行直导轨ab 、cd 、b 、d 间连有一固定电阻R ,导轨电阻可忽略不计,MN 为放在ab 和cd 上的一导体杆,与ab 垂直,其电阻也为R ,整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B ,磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内)。现对MN 施力使它沿导轨方向以速度v (如图)做匀速运动。

令U 表示MN 两端电压的大小,则() A.U=

2

1Blv ,流过固定电阻R 的感应电流由b 到d B.U=21Blv ,流过固定电阻R 的感应电流由d 到b C.U=Blv ,流过固定电阻R 的感应电流由b 到d

D.U=Blv ,流过固定电阻R 的感应电流由d 到b

6.如图所示,磁感应强度为B 的匀强磁场有理想界面,用力将矩形线圈从磁场中匀速拉出,在其他条件不变的情况下()

A.速度越大时,拉力做功越多

B.线圈边长L1越大时,拉力做功越多

C.线圈边长L2越大时,拉力做功越多

D.线圈电阻越大时,拉力做功越多

7.如图所示,在匀强磁场中,有一接有电容器的导线回路,已知C=30μF ,L1=5cm ,L2=8cm ,磁场以5×10-2T/s 的速率均匀增强,则电容器C 所带的电荷量为C.

8.如图所示,两根相距为L 的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,导线电阻不计,另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab 、cd 质量均为m ,电阻均为R 。若要使cd 静止不动,则ab 杆应向运动,速度大小为

,作用于ab 杆上的外力大小为。

9.如图(a )所示的螺线管,匝数n=1500匝,横截面积S=20cm 2,电阻r=1.5Ω,与螺线管串联的外电阻R1=3.5Ω,R2=25Ω.方向向右,穿过螺线管的匀强磁场,磁感应强度按图所示规律变化,试计算电阻R2的电功率和a 、b 两点的电势(设c 点电势为零)。

10.如图所示,固定在匀强磁场中的水平导轨ab 、cd 的间距L1=0.5m ,金属棒ad 与导轨左端bc 的距离L2=0.8m ,整个闭合回路的电阻R=0.2Ω,匀强磁场的方向竖直向下穿过整个回路,ad 棒通过细绳跨过定滑轮接一个质量为m=0.04kg 的物体,不计一切摩擦,现使磁感应强度从零开始以t

??B =0.2T/s 的变化均匀增大,求经过多长时间物体刚好能离开地面(g 取10m/s 2) 11.如图所示,两根平行且足够长的金属导轨置于磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面,两导轨间距为L ,左端连有一电阻R ,右端连有一电容器C ,其余电阻不计。长为2L 的导体棒ab 从图中实线位置开始,以a 为圆心沿顺时针方向以角速度ω匀速转动90°的过程中,通过电阻R 的电荷量为多少?

1.如图所示,一导线弯成半径为a 的半圆形闭合回路。虚线MN 右侧有磁感应强度为B 的匀强磁场,方向垂直于回路所在的平面,回路以速度v 向右匀速进入磁场,直径CD 始终与MN 垂直,从D 点到达边界开始到C 点进入磁场为止,下列结论正确的是()

A.感应电流方向不变

B.CD 段直导线始终不受安培力

C.感应电动势最大值Em=Bav

D.感应电动势平均值E =

4

1πBav

专题 电磁感应中的综合问题

1.如图所示,面积为0.2m 2的100匝线圈处在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,已知磁感应强度随时间变化的规律为B=2+0.2tT ,定值电阻R1=6Ω,线圈电阻R2=4Ω,求:

(1)磁通量变化率,回路的感应电动势;

(2)a 、b 两点间电压U ab 。

【例1】一个环形线圈放在磁场中,第1s 内磁感应强度方向垂直于线圈平面向外,如图中甲所示,若磁感应强度B 随时间变化关系如图乙所示,在第2s 内线圈中感应电流的大小及方向是()

A.逐渐增加,逆时针方向

B.大小恒定,逆时针方向

C.逐渐减小,顺时针方向

D.大小恒定,顺时针方向

变式训练1—1 一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,如图甲所示,设垂直于纸面向里的磁感应强度方向为正,垂直于纸面向外的磁感应强度方向为负,线圈中顺时针方向的感应电流为正,逆时针方向的感应电流为负,已知圆形线圈中感应电流i随时间变化的图像如图乙所示,则线圈所在处的磁场的磁感应强度随时间变化的图像可能是图丙中的哪一个()

【例2】如图所示,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨自身的电阻可忽略不计,斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上,质量为m、电阻可以不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,并上升h高度,在这一过程中()

A.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零

B.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和

C.恒力F与安培力的合力所做的功等于零

D.恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热

变式训练2—1 正方形金属框每边长L=0.1m,总质量m=0.1kg,回路电阻R=0.02Ω,用细线吊住,线的另一端跨过两个定滑轮,挂着一个质量M=0.14kg的砝码,线框上方有一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场,如图所示,线框在M的牵引下做加速运动,当线框上边进入

磁场后又做匀速运动(取g=10m/s2)

(1)线框匀速上升时的速度多大?

(2)线框匀速上升过程中重物M做功多少?其中有多少转变为电能?

【例4】如图所示,金属杆a在离地面高h处从静止开始沿弧形轨道下滑,导轨平行的水平部分有竖直向上的匀强磁场B,水平部分导轨上原来放有一金属杆b,已知a杆的质量为

m a,b杆的质量为m b且m a:m b=3:4,水平导轨足够长,不计摩擦,求:

(1)a和b最终的速度分别是多大?

(2)整个过程中回路释放的电能是多少?

(3)若已知a、b杆的电阻之比R a:R b=3:4,其余电阻不计,整个过程中,a、b上产生的热量分别是多少?

1.如图所示,水平放置的平行金属导轨的两端接有电阻R,导线ab能在框架上无摩擦地滑动,匀强磁场垂直穿过框架平面,当ab匀速向右移动时,以下说法中错误的是()

A.导线ab除受拉力作用外,还受磁场力的作用

B.导线ab移动速度越大,所需拉力越大

C.导线ab移动速度一定,若将电阻阻值R增大,则拉动导线ab的力可减小一些

D.只要使导线ab运动达到某一速度后,撤去外力,导线ab也能在框架上维持匀速运动

2.如图所示,导体棒ab可以无摩擦地在足够长的竖直轨道上滑动,整个装置处于匀强磁场中,除电阻R外,其他电阻均不计,则在ab棒下落的过程中()

A.ab棒的机械能守恒

B.ab棒达到稳定速度以前,其减少的重力势能全部转化为电阻R增加的内能

C.ab棒达到稳定速度以前,其减少的重力势能全部转化为增加的动能和电阻R增加的内能

D.ab 棒达到稳定速度以后,其减少的重力势能全部转化为电阻R 增加的内能

3.如图所示,电路中除电阻R 外,其余电阻均不计,导电轨道水平放置且光滑,金属棒AB 水平放在导轨上,当开关S 闭合后,有关能量转化的描述正确的是()

A.电源输出的总能量等于金属棒AB 的动能

B.金属棒AB 运动稳定后,电源输出的能量等于从开始到稳定全过程电阻R 所得到的热量

C.金属棒AB 稳定前,电源输出的总能量等于AB 的动能加上电阻R 得到的热量

D.金属棒AB 稳定后,电源不再输出能量

4.如图所示,有两根的水平方向成α角的光滑平行金属轨道,上端接有可变电阻R ,下端足够长,导轨间距为L ,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为B ,一根质量为m 的金属杆MN 从轨道上由静止滑下,经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度v m ,则()

A.如果B 变大,v m 将变大

B.如果α变大,v m 将变大

C.如果R 变大,v m 将变大

D.如果m 变小,v m 将变大

5.两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L ,底端接阻值为R 的电阻,将质量为m 的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒的导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直,如图所示,除电阻R 外其余电阻不计,现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则()

A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g

B.金属棒向下运动时,流过电阻R 的电流方向为a →b

C.金属棒的速度为v 时,所受的安培力大小为F=R

L B v 22 D.电阻R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量

6.如图所示,虚线框abcd 内为一矩形匀强磁场区域,ab=2bc ,磁场方向垂直于纸面向里,实线框a ’b ’c ’d ’是一正方形导线框,a ’b ’边与ab 边平行。若将导线框匀速地拉离磁场区域,以W 1表示沿平行与ab 的方向拉出过程中的外力所做的功;以W 2表示以同样的速率沿平行于bc 的方向拉出过程中外力所做的功,则()

A.W 1=W 2

B.W 2=2W 1

C.W 1=2W 2

D.W 2=4W 1

7.如图所示,两平行金属板相距d ,用导线与一个n 匝线圈连接,线圈置于方向竖直向上的变化磁场中,若金属板间有一质量m 、带电量+q 的微粒恰好处于平衡状态,则磁场的变化情况是,磁通量的变化率为。

8.如图所示,在物理实验中,常用“冲击式电流计”来测定通过某闭合电路的电荷量,探测器线圈和冲击式电流计串联后,又能测定磁场的磁感应强度。已知线圈匝数为n ,面积为S ,线圈与冲击式电流计组成的回路电阻为R ,把线圈放在被测匀强磁场时,开始时线圈与磁场方向垂直,现将线圈翻转180°,冲击式电流计测出通过线圈的电荷量为q ,由此可知,被测磁场的磁感应强度B=。

9.水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L ,一端通过导线与阻值R 的电阻连接,导轨上放一质量为m 的金属杆,如图甲所示,金属杆与导轨的电阻忽略不计,均匀磁场竖直向下,用与导轨平行的恒定拉力F 作用在金属杆上,杆最终将做匀速直线运动,当

改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度v也会变化,v和F的关系如图乙所示。(g取10m/s2)

(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动?

(2)若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω,磁感应强度B为多大?

(3)由v—F图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?

10.如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长,电阻不计的光滑平行金属导轨相距L,导轨平面与水平面间夹角为θ,上端连接阻值为R的电阻,匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度为B,有一质量为m,电阻为2R的金属棒MN与导轨垂直,以某一初速度沿导轨向上运动,金属棒和导轨接触良好,上升的最大高度为h,在此过程中阻值R的电阻上产生的焦耳热为Q。求:在金属棒运动过程中整个回路的最大热功率。

11.如图所示,光滑平行导轨仅其水平部分处于竖直向上的匀强磁场中,一根质量为2m的金属杆cd静止在水平轨道上,另一根质量为m的金属杆ab从斜轨道上高为h处由静止开始下滑,运动中两根杆始终与轨道垂直且接触良好,两杆之间为发生碰撞,若导电轨道有足够的长度,在两根金属杆与导电轨道组成的回路中所产生的热量是多少?

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

第六节互感和自感

1.右图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l为0。40m,电阻不计,导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直,质量m为6.0×10-3kg、电阻为1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器R2和阻值为3.0Ω的电阻R1,当杆ab达到稳定状态时以速度v匀速下滑,整个电路消耗的电功率P为0.27W,重力加速度取10m/s2,试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值R

2. 【例1】在同一铁芯上绕着两个线圈,单刀双掷开关原来接在点“1”,现把它从“1”扳向“2”,如下图所示。试判断在此过程中,在电阻R上的电流方向是()

A.先由P→Q,再由Q→P

B.先由Q→P,再由P→Q

C.始终由Q→P

D.始终由P →Q

【例2】如图电路中有L 1和L 2两个完全相同的灯泡,线圈L 的电阻忽略不计,下列说法中正确的是()

A.闭合S 时,L 2先亮,L 1后亮,最后一样亮

B.断开S 时,L 2立刻熄灭,L 1过一会儿熄灭

C.L 1中的电流始终从a 到b

D.L 2中的电流始终从c 到d

变式训练2—1 如下图所示,A 、B 为完全相同灯泡,L 为自感系数较大的线圈,线圈的直流电阻与电阻R 阻值一样,则()

A.闭合S 瞬间,灯A 比灯B 先亮

B.闭合S 瞬间,灯A 、B 两灯一样亮

C.断开S 瞬间,灯B 比灯A 亮

D.断开S 瞬间,A 、B 灯一样亮

【例3】关于自感系数的说法正确的是()

A.自感系数就是自感电动势

B.自感系数的单位是伏

C.自感系数是由线圈自身决定的

D.以上说法都不对

变式训练3—1 关于线圈中自感电动势的大小说法中正确的是()

A.电感一定时,电流变化越大,电动势越大

B.电感一定时,电流变化越大,电动势越大

C.通电线圈的电流为零的瞬间,电动势为零

D.通过线圈的电流为最大值的瞬间,电动势最大

【例4】如下图所示,L 是电阻不计的自感线圈,C 是电容器,E 为电源,在开关S 闭合和断开时,关于电容器的带电情况,下列说法正确的是()

A.S 闭合瞬间,A 板带正电,B 板带负电

B.S 保持闭合,A 板带正电,B 板带负电

C.S 断开瞬间,A 板带正电,B 板带负电

D.由于线圈L 的电阻不计,电容器被短路,上述三种情况下电容器均不带电

变式训练4—1 如下图所示,电阻R 1=3Ω,R 2=6Ω,线圈的直流电阻不计,电源电动势E=5V ,内阻r=1Ω。开始时,电键S 闭合,则()

A.断开S 前,电容器带电荷量为零

B.断开S 前,电容器电压为3

10V C.断开S 瞬间,电容器a 板带正电

D.断开S 瞬间,电容器b 板带正电

1.两个线圈之间没有导线相连,但当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生。这种现象叫做。由于互感现象产生的电动势叫

2.自感系数是表示线圈自感电动势本领大小的物理量,简称为或,用L 表示,与线圈的、、、有无等因素有关。

1.关于自感现象,正确的说法是()

A.感应电流方向一定和原电流方向相反

B.线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数也一定较大

C.对于同一线圈,当电流变化较快时,线圈中的自感系数较大

D.对于同一线圈,当电流变化较快时,线圈中的自感电动势也越大

2.在制作精密电阻时,为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象,采取了双线绕法,如右图所示,其道理()

A.当电路中的电流变化时,两股导线中产生的自感电动势互相抵消

B.当电路中的电流变化时,两股导线中产生的感应电流互相抵消

C.当电路中的电流变化时,两股导线中产生的磁通量互相抵消

D.以上说法均不对

3.如下图所示,多匝线圈L的电阻和电源内阻都很小,可忽略不计,电路中两个电阻器的电阻均为R,开始时开关S断开,此时电路中电流大小为I0,现将开关S闭合,线圈L中有自感电动势产生,以下说法中正确的是()

A.由于自感电动势有阻碍电流的作用,电路中电流最终由I0减小到零

B.由于自感电动势有阻碍电流的作用,电路中电流最终等于I0

C.由于自感电动势有阻碍电流增大的作用,电路中电流最终要比2I0小

D.自感电动势有阻碍电流增大的作用,但电路中电流最终还要增大到2I0

4如图所示,线圈L的自感系数很大,且其电阻可以忽略不计,L1、L2是两个完全相同的小灯泡,随着开关S的闭合和断开过程中,L1和L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)()A.S闭合,L1亮度不变,L2亮度逐渐变亮,最后两灯一样亮;A断开,L2立即不亮,L1逐渐变亮

B.S闭合,L1不变,L2很亮;S断开,L1、L2立即不亮

C.S闭合,L1、L2同时亮,而后L1逐渐熄灭,L2亮度不变;S断开,L2立即不亮,L1

亮一下才灭

D.S闭合,L1、L2同时亮,而后L1逐渐熄灭,L2则逐渐变得更亮;S断开,L2立即不亮,L1亮一下才灭

5.如图所示,L是自感系数很大、直流电阻很小的线圈,电表的零刻度都在表盘的中央,且量程均比较大,闭合开关S,各表的指针都偏向零刻度的右边,则在断开开关的瞬间,指针偏向零刻度左边的有()

A.A1表

B.A2表

C.A3表

D.V表

6.如右图所示的电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可以忽略,下列说法正确的是()

A.合上开关S接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮

B.合上开关S接通电路时,A1和A2始终一样亮

C.断开开关S切断电路时,A2立即熄灭,A1 过一会儿才熄灭

D.断开开关S切断电路时,A1和A2都要过一会儿熄灭

7.如右图所示的电路中,S闭合且电路稳定后流过电感线圈的电流是2A,流过灯泡的电流是1A,将S突然断开,则S断开前后,能正确反映流过灯泡的电流I随时间t变化关系的图象是下图中的()

8.如右图所示,线圈的直流电阻为10Ω,R=20Ω,线圈的自感系数较大,电源的电动势为6V,内阻不计。则在闭合S瞬间,通过L的电流为A,通过R的电流为A;S闭合后电路中电流稳定时断开S的瞬间,通过R的电流为A,方向与原电流方向

9.自感系数简称自感或电感,它跟线圈的、、以及等有关。线圈的横截面积越,线圈绕制得越,匝数越,它的自感系数越大。

10.如图所示,设电源的电动势为E=10V,内阻不计,L与R的电阻均为5Ω,两灯炮的电阻为Rs=10Ω。

(1)求断开S的瞬间,灯泡L1两端的电压;

(2)画出断开S前后一段时间内电流随时间的变化规律

11.如图所示是家庭用的“漏电保护器”的关键部分原理图,其中P是一个铁芯,入户的两根电线(火线和零线)采用双线绕法,绕在铁芯的一侧作为原线圈,然后再接入户内的用电器,Q是一个脱扣开关的控制部分(脱扣开关本身没有画出,它是串联在本图左边的火线和零线上,开关断开时,用户的供电被切断)。Q接在铁芯另一侧副线圈的两端a、b之间,当a、b间没有电压时,Q使得脱扣开关闭合,当a、b间有电压时,脱扣开关即断开,使用户断电。

(1)用户正常用电时,a、b之间有没有电压?

(2)如果某人站在地面上,手误触火线而触电,脱扣开关是否会断开?为什么?

12.在如右图所示的电路中,电流表的内阻不计,电阻R1=2.5Ω,R2=7.5Ω,线圈的直流电阻可以忽略。闭合开关S的瞬间,电流表读数I1=0.2A,当线圈中的电流稳定后,电流表的读数I2=0.4A。试求电流的电动势和内阻。

1.如右图所示的电路中,三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接,电感的电阻忽略不计,开关S从闭合状态突然断开时,下列说法判断正确的有()

A.a先变亮,然后逐渐变暗

B.b先变亮,然后逐渐变暗

C.c先变亮,然后逐渐变暗

D.b、c都逐渐变暗

E.

《4.4法拉第电磁感应定律教案》

4.4法拉第电磁感应定律 【教学目标】 (1)知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。 (2)知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能区别Φ、ΔΦ、 t ??Φ。 (3)理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。 (4)知道E =BLv sin θ如何推得。 【教学重点】法拉第电磁感应定律。 【教学难点】感应电流与感应电动势的产生条件的区别。 【教学方法】自主学习 合作探究 巩固延伸 【教学过程】 一、复习提问:1、在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么? 2、恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么? 3、在发生电磁感应的情况下,用什么方法可以判定感应电流的方向? 二、引入新课 1、问题1:既然会判定感应电流的方向,那么,怎样确定感应电流的强弱呢? 2、问题2:如图所示,在螺线管中插入一个条形磁铁,问 ①、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,该电路中是否都有电流?为什么? ②、有感应电流,是谁充当电源? ③、上图中若电路是断开的,有无感应电流电流?有无感应电动势? 3、产生感应电动势的条件是什么?4、比较产生感应电动势的条件和产生感应电流的条件你有什么发现? 三、进行新课 (一)、探究影响感应电动势大小的因素 (1)猜测:感应电动势大小跟什么因素有关?(2)探究问题: 问题1、在实验中,电流表指针偏转原因是什么? 问题2:电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系? 问题3:在实验中,快速和慢速效果有什么相同和不同? 实验结论电动势的大小与磁通量的变化快慢有关,磁通量的变化越快电动势越大,磁通量的变化越慢电动势越小。 (二)、法拉第电磁感应定律 a b G E r

法拉第与电磁感应定律

法拉第与电磁感应定律 摘要:法拉第,在科学史上做出杰出贡献的实验物理学家,他是名副其实的穷二代,凭借高于常人的智商和自己坚持不懈的努力成为了举世闻名的科学家,他不只是在电磁学中引入了电场线和电磁感应线,这使得后人能更清楚、形象地理解电磁场。他最突出的成就就是发现了电磁感应定律,不但促进了科学的发展而且还开创了人类美好生活的新时代,为人类带来了丰富的物质和精神财富。 关键词:法拉第、电磁感应定律、应用、学习、感应电流 0引言 在21世纪的新时代,法拉第电磁感应定律的运用遍及人类生活的很多方面并使我们的生活越来越便捷,享受着这个时代独有的幸福的同时,我们便更想探索法拉第电磁感应定律具体应用在哪些方面,更想知道到底是什么样的天才发现了这样神奇的定律。本篇论文选择了对近代物理学做出了杰出贡献的英国科学家法拉第的生平进行全面的分析,并综述了电磁感应定律在科技史上的地位。文中有历史、人物和科学的发展过程。 1法拉第简介 1.1法拉第的家庭背景 法拉第,一个自学成才的理工男。1971年9月22日这个未来著名的物理学家呱呱坠地,他是家里的第三个儿子,他的家庭贫困,父亲是一个铁匠,靠着自己勤劳的双手养家糊口,收入甚微,入不敷出。所以,“富二代”、官二代“这样的身份注定与他无缘,要想以后出人头地,只能靠他自己的天赋和努力。贫困的家庭连温饱都难以解决,上学接受教育对他来说那只能是梦想。由于穷困,法拉第在人生最灿烂的时候辍学了,那一年他才13岁,是求知欲最强烈的年华。退学后,为生活所迫,他在街上卖报、在书店当学徒挣钱以贴补家用。是金子就一定会发光,是锤子就一定会受伤,法拉第无疑就是一块金子,就算是出生卑微,无学可上也不会阻碍他这块金子熠熠生辉。 1.2法拉第的求学及工作经历 法拉第酷爱学习,任何一个学习机会对于他都是极其珍贵的,他的哥哥注意到了他的天赋,所以愿意资助他学习,他非常幸运地参加了很多科学活动。通过这些活动他开始接触到了科学的神秘世界并且深深地被科学所吸引,这一切为他未来成为科学家铺好了道路。如果你足够好上帝一定不会埋没你,而且总会为你开上一扇窗,法拉第就是被上帝宠爱的那个人才,上帝为他开了一扇窗从而结识了著名的化学家戴维,他被戴维的才华所征服,随即他大胆地写信给戴维讲述了他对一些科学的见解,并表明自己热爱科学、愿意为科学献身。机会总是垂青于有准备的人,法拉第的能力才华深受戴维的赏识,22岁的他就被戴维任命为自己的实验助理。名师出高徒,法拉第以戴维为师,这为他后来的成就铺就了一条康庄大道。而且法拉第聪明、刻苦,很受戴维的器重,所以每次戴维外出考察时总会让法拉第相伴,而每一次外出考察对他来说都是弥足珍贵的学习机会,都会是他增长知识、开拓视野。 法拉第于1815年回到皇家研究所,而且他的启蒙老师戴维非常耐心地指导他做各种研究工作,在他们共同的努力下好几项化学研究都取得了成果。1816年对法拉第来说是不寻常的一年,是他科学道路的新起点,因为在这一年他发表了他人生中的首篇论文。从1818年开始他和J·斯托达特共同钻研合金钢,并且第一次独立创立了著名的金相分析方法。由于法拉第工作兢兢业业,深受研究院的重视,所以1821年被学院提升担任皇家学院总监这一要职。在两年之后的1823年,经过刻苦的钻研他发现了氯气与其余一些气体的液化方法。世界总是公平的,春天种下什么种子秋天就会收获什么果实,而法拉第所付出的努力也是会得到回报的,1824年1月他终于正式成为皇家学会的会员。1825年2月法拉第传承了启蒙老师戴维曾经的职位即被任命为皇家研究所实验室主任。就在这一年,他又有一项伟大的发现-----他发现了有机物苯。

法拉第电磁感应定律教案

§ 4.3 法拉第电磁感应定律 编写 薛介忠 【教学目标】 知识与技能 ● 知道什么叫感应电动势 ● 知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能区别Φ、ΔΦ、t ??Φ ● 理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式 ● 知道E =BLv sin θ如何推得 ● 会用t n E ??Φ=和E =BLv sin θ解决问题 过程与方法 ● 通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式E =BLv ,掌握运用理论知识探究问题的方法 情感态度与价值观 ● 从不同物理现象中抽象出个性与共性问题,培养学生对不同事物进行分析,找出共性与个性的辩证唯物主义思想 ● 了解法拉第探索科学的方法,学习他的执著的科学探究精神 【重点难点】 重点:法拉第电磁感应定律 难点:平均电动势与瞬时电动势区别 【教学内容】 [导入新课] 在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么? 在电磁感应现象中,磁通量发生变化的方式有哪些情况? 恒定电流中学过,电路中产生电流的条件是什么? 在电磁感应现象中,既然闭合电路中有感应电流,这个电路中就一定有电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。下面我们就来探讨感应电动势的大小决定因素。 [新课教学] 一.感应电动势 1.在图a 与图b 中,若电路是断开的,有无电流?有无电动势? 电路断开,肯定无电流,但有电动势。 2.电流大,电动势一定大吗? 电流的大小由电动势和电阻共同决定,电阻一定的情况下,电流越大,表明电动势越大。 3.图b 中,哪部分相当于a 中的电源?螺线管相当于电源。 4.图b 中,哪部分相当于a 中电源内阻?螺线管自身的电阻。 在电磁感应现象中,不论电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电动势。有感应电动势是电磁感应现象的本质。

法拉第电磁感应定律总结

法拉第电磁感应定律总结 一·电磁感应是指利用磁场产生电流的现象。所产生的电动势叫做感应电动势。所产生的电流叫做感应电流 注意: 1) 产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 2) 产生感应电动势与电路是否闭合无关, 而产生感应电流必须闭合电路。 3) 产生感应电流的两种叙述是等效的, 即闭合电路的一部分导体做切割磁感线 运动与穿过闭合电路中的磁通量发生变化等效。: 二·电磁感应规律 1感应电动势的大小: 由法拉第电磁感应定律确定。 当长L的导线,以速度v,在匀强磁场B中,垂直切割磁感线,其两端间感应电动势的大小为E=BLV(1)。 此公式使用条件是方向相互垂直,如不垂直,则向垂直方向作投影。,电路中感应电动势的大小跟穿过这个电路的磁通变化率成正比——法拉第电磁感应定律。 2在回路中面积变化,而回路跌磁通变化量,又知B S T。 如果回路是n匝串联,则 E=NBS/T(2)。 3公式一:要注意: 1)该式通常用于导体切割磁感线时, 且导线与磁感线互相垂直 (l^B )。2)为v与B的夹角。l为导体切割磁感线的有效长度(即l为导体实际长度在垂直 于B方向上的投影) 公式二: 。注意: 1)该式普遍适用于求平均感应电动势。2)只与穿过电路的磁通量的变化率有关, 而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关 公式中涉及到磁通量的变化量的计算, 对的计算, 一般遇到有两种情况: 1)回路与 磁场垂直的面积S不变, 磁感应强度发生变化, 由, 此时,此式中的叫磁感应强度的变化率, 若是恒定的, 即磁场变化是均匀的, 那么产生的感应电动势是恒定电动势。2)磁感应强度B 不变, 回路与磁场垂直的面积发生变化, 则, 线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交 变电动势就属这种情况。 4严格区别磁通量, 磁通量的变化量磁通量的变化率, 磁通量, 表示穿过研究平面的 磁感线的条数, 磁通量的变化量, 表示磁通量变化的多少, 磁通量的变化率表示磁通量变 化的快慢, , 大, 不一定大; 大, 也不一定大, 它们的区别类似于力学中的v, 的区别, 另外I、也有类似的区别。 5 当长为L的导线,以其一端为轴,在垂直匀强磁场B的平面内,以角速度匀速转动时,其两端感应电动势为E=1/2BL*LW。 6 三种切割情形的感应电动势

高中物理-法拉第电磁感应定律教案

高中物理-法拉第电磁感应定律教案 教学目标:知识与技能1、知道什么是感应电动势。2、了解什么是磁通量以及磁通量的变化量和磁通量的变化率。3、在实验基础上,了解法拉第电磁感应定律内容及数学表达式,学会用该定律分析与解决一些简单的问题。4、培养类比推理和通过观察、实验、归纳寻找物理规律的能力。 过程与方法通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式t n E ??Φ=,掌握运用理论知识探究问题的方法 情感态度与价值观从不同物理现象中抽象出个性与共性问题,培养学生对不同事物进行分析,找出共性与个性的辩证唯物主义思想;了解法拉第探索科学的方法,学习他的执著的科学探究精神 教学重点:法拉第电磁感应定律 教学难点:磁通量的理解 教具:磁铁、螺线管、电流表、学生电源、电键、滑动变阻器、小螺线管A 、大螺线管B 教学过程: 一、感应电动势 说明:既然在闭合电路中产生了感应电流,这个电路中就一定有电动势。我们把电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。在闭合电路里,产生感应电动势的那部分导体相当十电源。在同一个电路中,感应电动势越大,感应电流越大。那么,感应电动势的大小跟什么因素有关呢?请看实验 演示实验:实验装置:图3 .1-2 和图3.1-3 实验过程:在图3.1 -2中,使导体捧以不同的速度切割磁感线,砚察电流表指针偏转的幅度。 实验结论:在导线切割磁感线的过程中,切割速度越大,感应电动势越大 实验过程:在图3.1-3 中,使磁铁以不同的速度插入线圈和从线圈中抽出,观察电流表指针偏转的幅度。 实验结论:在磁铁插入和从线圈中拔出的过程中,插入和拔出的速度越大,感应电动势越大 说明:导体捧以较大的速度切割磁感线,和磁体以较大的速度插入线圈和从线圈中抽出,都使线圈中的磁通量发生变化,且磁通量变化的速度比较大 说明:许多实验都表明,感应电动势的大小跟磁通变化的快慢有关。我们用磁通

法拉第电磁感应专题大题

法拉第电磁感应定律专题 1.如图所示,宽度L二的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导 轨的一端连接阻值R=Q的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=.—根质量m=10g的导体棒MN放在导轨上,并与导轨始终接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用垂直MN的水平拉力F拉动导体棒使其沿导轨向右匀速运动,速度v=s,在运动过程中始终保持导体棒与导轨垂直。求: (1)在闭合回路中产生感应电流I的大小; (2)作用在导体棒上拉力F的大小; (3)当导体棒移动50cm时撤去拉力,求整个过程中电阻R上产生的热量Q。 X X 乂MX XXX Q, R2=6Q,整个装置放在磁感应强度为B=的匀强磁场中,磁场方向垂直与整个导轨平面,现用外力F拉着AB向右以v=5m/s速度作匀速运动.求: (1)导体棒AB产生的感应电动势E和AB棒上的感应电流方向, (2)导体棒AB两端的电压U. 3.如图所示,半径为R的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中,磁感应 强度为B,方向垂直于纸面向内。一根长度略大于导轨直径的导体棒MN以速率v在圆导轨上从左端滑到右端,电路中的定值电阻为r,其余电阻不计, 导体棒与圆形导轨接触良好。求: (1)在滑动过程中通过电阻r的电流的平均值; (2)MN从左端到右端的整个过程中,通过r的电荷量; (3)当MN通过圆导轨中心时,通过r的电流是多大 2.如图所示,两个光滑金属导轨(金属导轨电阻忽略不计)相距L=50cm, 导体棒AB的电阻为r=1 Q,且可以在光滑金属导轨上滑动,定值电阻R1=3 4?如图(a)所示,平行金属导轨MN、PQ光滑且足够长,固定在同一水平面上,两导轨间距L=,电阻R=Q,导轨上停放一质量m =、电阻r =Q的金属杆, 导轨 X X n n XXX F X X X [x X XXX X X i/ X X X

法拉第电磁感应定律教案

第四节法拉第电磁感应定律(教案) 教学目标: (一)知识与技能 1.让学生知道什么叫感应电动势,知道电路中哪部分相当于电源 2.让学生知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量。 3.让学生理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。 4.知道E=BLv sinθ如何推得。 (二)过程与方法 (1)通过实验,培养学生的动手能力和探究能力。 (2)通过推导导线切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv,掌握运用理论知识探究问题的方法。 (三)情感、态度与价值观 了解法拉第探索科学的方法,学习他的执著的科学探究精神。 教学重点 1、让学生探究影响感应电动势的因素,并能定性地找出感应电动势与磁通量的变化率的关 系。 2、会推导导线切割磁感线时的感应电动势的表达式。 教学难点 如何设计探究实验定性研究感应电动势与磁通量的变化率之间的关系。 教学用具 多媒体电脑、PPT课件、8组探究实验器材(线圈、蹄形磁铁、导线、电流计等) 教学过程: 课堂前准备 将实验器材提前分组发给学生。以便分组实验。 引入新课 师:在物理学史上,有这样一位科学家,他是一个贫穷的铁匠的儿子,做过订书学徒,干过非常卑贱的工作,但却取得了非凡的成就。他用一个线圈和一个磁铁,改变了整个世界。

今天,从美国的阿拉斯加到中国的青藏高原,从北极附近的格陵兰岛,到南极考察站,都里不开他一百多年前的发现,这位科学家是谁?——英国科学家法拉第。 下面大家各小组在重新做一下这一有着划时代意义的实验:(学生做实验) 在学生组装实验器材做实验的同时,教师进行巡视,指导。学生可能出现的情况: 组装器材缓慢,接触不好,现象不明显等。教师应加以必要的指导。 师:同学们,我们用一个线圈和一个磁铁竟然使闭合电路中产生了电流,这是多么令人惊奇的发现!根据电路的知识,在这个实验电路中哪一部分相当于电源呢?(学生回答) 师:如果你是法拉第,当你发现了电磁感应现象以后,下一步你要进一步研究什么呢?(学生回答) 好,下面我们就来探究一下影响感应电动势的因素。现在大家猜想一下:感应电动势可能由什么因素决定?小组讨论一下。(学生讨论) (可让学生自由回答)情况预测:线圈的大小、匝数、磁通量的大小、磁通量变化的大小、时间、磁通量的变化率、磁感应强度等等…….. 师:大家猜想的都有可能。我们知道产生感应电流的条件是磁通量要变化,那么是不是就意味着感应电动势和磁通量的变化有关,与变化时间有关。下面我们就来探究一下感应电动势E 与磁通量的变化ΔΦ和变化时间Δt 有什么定性关系。 研究三个变量之间的关系,我们采用什么方法? (生答)待定系数法黑板上板书: ΔΦ一定,Δt 增大,则E Δt 一定,ΔΦ增大,则E 师:好,现在就请各组的同学按照学案上的提示,看能不能 设计试验来探究一下: 在这里教师要在巡回中加以指导,对对学生的设计方案进行 必要修改和纠正。可先让学生说一下实验方案。(注意图中 两个电表不应该是电流计) 学生试验完成后,让学生在黑板上填上结论。 精确的定量实验人们得出: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,这就是法拉第电磁感应定律。 表达式:E= t n E ??Φ= 实际上,上式只是单匝线圈所产生的感应电动势的表达式,如果是n 匝线圈,那么表达式应该是怎样的?为什么?可以从理论上得出吗?

《楞次定律和法拉第电磁感应定律

2016楞次定律和法拉第电磁感应定律(一) 班级姓名 【知识反馈】 1.产生感应电流的条件: 2.楞次定律的内容: 从不同角度理解楞次定律: (1)从磁通量变化的角度: (2)从相对运动的角度: (3)从面积变化的角度: 3.法拉第电磁感应定律的内容: 表达式:,适用 表达式:,适用 【巩固提升】 1、如图所示,蹄形磁铁的两极间,放置一个线圈abcd,磁铁和线圈 都可以绕OO′轴转动,磁铁如图示方向转动时,线圈的运动情况是 ( ) A.俯视,线圈顺时针转动,转速与磁铁相同 B.俯视,线圈逆时针转动,转速与磁铁相同 C.线圈与磁铁转动方向相同,但转速小于磁铁转速 D.线圈静止不动 2、如图所示,两轻质闭合金属圆环,穿挂在一根光滑水平绝缘直杆上,原来处于静止状态。当条形磁铁的N极自右向左插入圆环时,两环的运动情况是( ) A.同时向左运动,两环间距变大; B.同时向左运动,两环间距变小; C.同时向右运动,两环间距变大; D.同时向右运动,两环间距变小。 3.如图所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q 平行放置于导轨上,形成一个闭合回路,一条形磁铁从高处下 落接近回路时( ) A.P、Q将相互靠拢 B.P、Q将相互远离 C.磁铁的加速度仍为g D.磁铁的加速度小于g 4.如图是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流,各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中表示正确的是( )

5.如图所示,一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,已知ab=bc=L,当它以速度v向右平动时,a、c两点间的电势差为( ) A.BLv B.BLv sinθ C.BLv cosθ D.BLv(l+sinθ) 6.如图所示,两块水平放置的金属板距离为d,用导线与一 个n匝的线圈连接,线圈置于方向竖直向上的变化磁场B 中,两板间有一个质量为m、电量为+q的油滴处于静止状态,则线圈中的磁场B 的变化情况和磁通量变化率分别是( ) A、正在增加, B、正在减弱, C、正在增加, D、正在减弱, 7.在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如图11(甲)所示,磁场方向竖直向上为正。当磁感应强度B 随时间t按图(乙)变化时,下列能正确表示导体环中感应电流随时间变化情况的是( ) 8.如图所示,平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻可忽略不计,在M和P之间接有阻值为R=3.0 Ω的定值电阻,导体棒ab长L=0.5 m,其电阻不计,且与导轨接触良好,整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4 T,现使ab以v=10 m/s的速度向右做匀速运动,则以下判断正确的是( ) A.导体棒ab中的感应电动势E=2.0 V B.电路中的电流I=0.5 A C.导体棒ab所受安培力方向向右 D.导体棒ab所受合力做功为零 9. 在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大 线圈M相接,如图所示,导轨上放一根导线ab,磁感线垂 直导轨所在的平面,欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺 时针方向的感应电流,则导线的运动可能是()

我看法拉第 电磁学小论文

法拉第与电磁感应 【摘要】迈克尔·法拉第(Michael Faraday,1791年9月22日—1867年8月25日),英国物理学家,也精于化学,在电磁学及电化学领域有贡献。迈克尔·法拉第是英国著名化学家戴维的学生和助手,他的发现奠定了电磁学的基础,是麦克思韦的先导。1831年10月17日,法拉第首次发现电磁感应现象。有人问戴维一生中最伟大的发现是什么,他绝口不提自己发现的钠、钾、氯、氟等元素,却说:“我最伟大的发现是一个人,是法拉第。” 【关键词】法拉第成才贡献楷模创造性 一、法拉第的成才 迈克尔·法拉第于1791年9月22日出生在英国伦敦南效萨里郡纽英镇的一个铁匠家庭。由于他家里相当穷,上不起学。他被家人送到书店里学习装订技术,法拉第在装订书籍的同时从书店老板那里习得识字。从书中学到很多新的知识。特别是当他接触到有趣的书籍时就贪婪地读起来,尤其是百科全书和有关电的书本,简直使他着了迷。繁重的体力劳动、无知和贫穷,都没有能阻挡法拉第向科学进军。就这样,法拉第走上了自学的道路。法拉第学徒期满,在一家书铺做装订工。1812年,法拉第听完了当时著名的化学家戴维在皇家学院做的一系列化学讲座,并作了详细的笔记。这时法拉第已无法安心自己的工作,他是那样地向往科学。他给皇家学会会长兼皇家学院院长写了一封求职信,却石沉大海。同年12月,法拉第又一次向命运挑战了。他鼓起勇气给戴维写信,并且把装订成册的戴维4次讲座的笔记一起送去。法拉第巨大的热情、超人的记忆和献身科学的精神,感动了这位大化学家。法拉第到皇家学院化学实验室当了戴维的助手。科学圣殿的大门向学陡出身的法拉弟打开了。 法拉第在戴维指导下开始了自己的研究工作。1815年,他参与了煤矿安全灯的研制工作。1816年,法拉第发表了他的第一篇论文“多斯加尼本工生石灰的分析”。到1819年他已经在化学、气体液化、特种钢研究等方面发表论文37篇,成了一位小有名气的化学家。1821年10月,法拉第发表了一篇有关电磁学的论文“论某些新的电磁运动兼论磁学的理论”,开始在电磁学领域崭露头角。同年,他发明了电磁旋转器,用实验证实了电磁力是一种旋转力。1824年,被选为皇家研究所的实验室主任。1831年发现了电磁感应现象,这是法拉第在科学上的最高成就,这在物理学上起了重大的作用。1833年到1834年他研究电流通过溶液时产生的化学变化,提出了法拉第电解定律。1834年,他又重新研究了感应现象,这一次发现了静电感应, 并独立地和亨利同时发现了自感现象。1843年法拉第第一个证明了电荷守恒定律。1845年,发现了偏振光在磁场作用下通过重玻璃后偏振面旋转,称为“磁旋光效应”。他还提出了“场”和“力线”的概念,同年又发现了物质的抗磁性。法拉第的最后一个研究课题是探索光束在磁场中分裂效应,在这个课题上他没能取得成功,但后来终于被塞罗发现。1855年法拉第完成了电磁学巨著——《电的实验研究》。1858年,法拉第离开皇家学院,到伦敦度过晚年生活。1867年8

法拉第电磁感应定律知识点及例题

第3讲 法拉第电磁感应定律及其应用 一、感应电流的产生条件 1、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化,因此研究磁通量的变化是关键,由磁通量的广义公式中φθ=B S ·sin (θ是B 与S 的夹角)看,磁通量的变化?φ可由面积的变化?S 引起;可由磁感应强度B 的变化?B 引起;可由B 与S 的夹角θ的变化?θ引起;也可由B 、S 、θ中的两个量的变化,或三个量的同时变化引起。 2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时,可以产生感应电动势,感应电流,这是初中学过的,其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。 3、产生感应电动势、感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化。 二、法拉第电磁感应定律 公式一: t n E ??=/φ 注意: 1)该式普遍适用于求平均感应电动势。 2)E 只与穿过电路的磁通量的变化率??φ/t 有关, 而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关。 公式t n E ??=φ 中涉及到磁通量的变化量?φ的计算, 对?φ的计算, 一般遇到有两种情况: 1)回路与磁场垂直的面积S 不变, 磁感应强度发生变化, 由??φ=BS , 此时S t B n E ??=, 此式中的??B t 叫 磁感应强度的变化率, 若 ??B t 是恒定的, 即磁场变化是均匀的, 那么产生的感应电动势是恒定电动势。 2)磁感应强度B 不变, 回路与磁场垂直的面积发生变化, 则??φ=B S ·, 线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属这种情况。 严格区别磁通量φ, 磁通量的变化量?φB 磁通量的变化率 ??φ t , 磁通量φ=B S ·, 表示穿过研究平面的磁感线的条数, 磁通量的变化量?φφφ=-21, 表示磁通量变化的多少, 磁通量的变化率 ??φ t 表示磁通量变化的快慢, 公式二: θsin Blv E = 要注意: 1)该式通常用于导体切割磁感线时, 且导线与磁感线互相垂直(l ⊥B )。 2)θ为v 与B 的夹角。l 为导体切割磁感线的有效长度(即l 为导体实际长度在垂直于B 方向上的投影)。 公式Blv E =一般用于导体各部分切割磁感线的速度相同, 对有些导体各部分切割磁感线的速度不相同的情况, 如何求感应电动势? 如图1所示, 一长为l 的导体杆AC 绕A 点在纸面内以角速度ω匀速转动, 转动的区域的有垂直纸面向里的匀强磁场, 磁感应强度为B , 求AC 产生的感应电动势, 显然, AC 各部分切割磁感线的速度不相等, v v l A C ==0,ω, 且AC 上各点的线速度大小与半径成 正比, 所以AC 切割的速度可用其平均切割速v v v v l A C C =+==222ω, 故2 2 1l B E ω=。 ω2 2 1BL E = ——当长为L 的导线,以其一端为轴,在垂直匀强磁场B 的平面内,以角速度ω匀速转动时,其两端感应电动势为E 。

法拉第电磁感应定律高三物理一轮专题.docx

法拉第电磁感应定律 例 1. 如图 3 所示,边长为 a 的正方形闭合线框 ABCD 在匀强磁场中绕 AB 边匀速转动,磁感应强度为 B,初时刻线框所在平面与磁感应线垂直,经过 t 时间转 过 120°角,求:(1)线框内感应电动势在 t 时间内 的平均值; ( 2)转过 120°角时感应电动势的瞬时值 . 例 2 A 、B 两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成,他们的半径之比为 rA:rB = 2:1 ,在导线环保会的匀强磁场区域,磁场方向垂直于导线环平面,如图,当磁场的磁感应强度随时间均匀增大过程中,求两导线 环内产生的感应电动势之比和流过两导线环的感 应电流大小之比 例 3.. 如图 5 所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从图示位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用 0.3s 时间拉出,外力所做的功为 W1,通过导线截面 的电 量为 q 1;第二次用 0.9s 时间拉出,外力所做的功为W2,通过导线截面的电量为 q 2,则() A. W1W2,q1q2 B. W 1W2,q1q2 C. W1W2,q1q2 D.W1W2, q1q2 例 4. 一直升机停在南半球的地磁极上空,该处地磁场叶片的长度为 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.E=πfl2B, 且 a 点电势低于 b 点电势 B.E=2πfl2B ,且 a 点电势低于 b 点电势 C.E=πfl2B ,且 a 点电势高于 b 点电势 D.E=2πfl2B ,且 a 点电势高于 b 点电势 例5 如图所示,一导线弯成半径为a 的半圆形闭合回路。虚线 MN 右侧有磁感应强度为 B 的匀强磁场。方向垂直 于回路所在的平面。回路以速度 v 向右匀速进入磁场,直径 CD 始络与 MN 垂直。从 D 点到达 边界开始到 C 点进入磁场为止,下列结论正确的是 () A 感应电流方向不变 B .CD段直线始 终不受安培力 C 感应电动势最大值 E=Bav D 感应电动势平均 值 E=0.25πBav y v R B O x

法拉第电磁感应的应用(一)

法拉第电磁感应的应用(一) 【知识梳理】: 电磁感应现象中的力学和能量问题; 1.电磁感应中,导体运动切割磁感线而产生感应电流,感应电流在磁场中将受到安培力的作用,动态分析中,抓住“速度变化引起安培力的变化”,正确分析受力情况和运动情况.结合平衡问题和牛顿第二定律以及运动学公式求解. 例题2.如图,光滑斜面的倾角α= 30°,在斜面上放置一矩形线框abcd ,ab 边的边长l 1 = l m ,bc 边的边长l 2= 0.6 m ,线框的质量m = 1 kg ,电阻R = 0.1Ω,线框通过细线与重物相连,重物质量M = 2 kg ,斜面上ef 线(ef ∥gh )的右方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度B = 0.5 T ,如果线框从静止开始运动,进入磁场最初一段时间是匀速的,ef 线和gh 的距离s = 11.4 m , (取g = 10.4m/s 2 ),求: (1)线框进入磁场前重物M 的加速度; (2)线框进入磁场时匀速运动的速度v ;

(3)ab 边由静止开始到运动到gh 线处所用的时间t ; (4)ab 边运动到gh 线处的速度大小和在线框由静止开始到运动到gh 线的整个过程中产生的焦耳热。 “思路分析”(1)线框进入磁场前,线框仅受到细线的拉力F T ,斜面的支持力和线框重力,重物M 受到重力和拉力F T 。运用牛顿第二定律可得因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动所以重物受力平衡(3)线框abcd 进入磁场前时,做匀加速直线运动;进磁场的过程中,做匀速直线运动;进入磁场后到运动到gh 线,仍做匀加速直线运动。 “解答” (1)对线框,由F T – mg sin α= ma . 平向右或有水平向右的分量,但安培力若有竖直向上的分量,应小于导体棒所受重力,否则导体棒会向上跳起而不是向右摆,由左手定则可知,磁场方向斜向下或竖直向下都成立,A 错;当满足导体棒“向右摆起”时,若磁场方向竖直向下,则安培力水平向右,在导体棒获得的水平冲量相同的条件下,所需安培力最小,因此磁感应强度也最小,B 正确;设导体棒右摆初动能为E k ,摆动过程中机械能守恒,有E k = mgl (1–cos θ),导体棒的动能是电流做功而获得的,若回路电阻不计,则电流所做的功全部转化为导体棒的动 能,此时有W = IEt = qE = E k ,得W = mgl (1–cos θ),(1cos )mgl q E θ=-,题设条件有电源内阻不计而没有

【物理】物理法拉第电磁感应定律的专项培优练习题及详细答案

【物理】物理法拉第电磁感应定律的专项培优练习题及详细答案 一、法拉第电磁感应定律 1.如图所示,垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B。纸面内有一正方形均匀金属线框abcd,其边长为L,总电阻为R,ad边与磁场边界平行。从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中,线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动,求: (1)拉力做功的功率P; (2)ab边产生的焦耳热Q. 【答案】(1)P= 222 B L v R (2)Q= 23 4 B L v R 【解析】 【详解】 (1)线圈中的感应电动势 E=BLv 感应电流 I=E R 拉力大小等于安培力大小 F=BIL 拉力的功率 P=Fv= 222 B L v R (2)线圈ab边电阻 R ab= 4 R 运动时间 t=L v ab边产生的焦耳热 Q=I2R ab t = 23 4 B L v R 2.如图所示,面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面。已知磁感应强度随时间变化的规律为B=(2+0.2t)T,定值电阻R1=6 Ω,线圈电阻R2=4Ω求:

(1)磁通量变化率,回路的感应电动势。 (2)a 、b 两点间电压U ab 。 【答案】(1)0.04Wb/s 4V (2)2.4V 【解析】 【详解】 (1)由B =(2+0.2t )T 得磁场的变化率为 0.2T/s B t ?=? 则磁通量的变化率为: 0.04Wb/s B S t t ?Φ?==?? 根据E n t ?Φ =?可知回路中的感应电动势为: 4V B E n nS t t ?Φ?===?? (2)线圈相当于电源,U ab 是外电压,根据电路分压原理可知: 112 2.4V ab E R R R U =+= 答:(1)磁通量变化率为0.04Wb/s ,回路的感应电动势为4V 。 (2)a 、b 两点间电压U ab 为2.4V 。 3.两间距为L=1m 的平行直导轨与水平面间的夹角为θ=37° ,导轨处在垂直导轨平面向下、 磁感应强度大小B=2T 的匀强磁场中.金属棒P 垂直地放在导轨上,且通过质量不计的绝缘细绳跨过如图所示的定滑轮悬吊一重物(重物的质量m 0未知),将重物由静止释放,经过一 段时间,将另一根完全相同的金属棒Q 垂直放在导轨上,重物立即向下做匀速直线运动,金 属棒Q 恰好处于静止状态.己知两金属棒的质量均为m=lkg 、电阻均为R=lΩ,假设重物始终没有落在水平面上,且金属棒与导轨接触良好,一切摩擦均可忽略,重力加速度g=l0m/s 2,sin 37°=0.6,cos37°=0.8.求: (1)金属棒Q 放上后,金属棒户的速度v 的大小; (2)金属棒Q 放上导轨之前,重物下降的加速度a 的大小(结果保留两位有效数字); (3)若平行直导轨足够长,金属棒Q 放上后,重物每下降h=lm 时,Q 棒产生的焦耳热.

法拉第电磁感应

感应电动势: 我们知道,要使闭合电路中有电流,这个电路中必须有电源,因为电流是由电源的电动势引起的。在电磁感应现象里,既然闭合电路里有感应电流,那么这个电路中也必定有电动势,在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。 感应电动势分为感生电动势和动生电动势。 感生电动势的大小跟穿过闭合电路的磁通量改变的快慢有关系, E=ΔΦ/Δt. 产生动生电动势的那部分做切割磁力线运动的导体就相当于电源。 理论和实践表明,长度为l的导体,以速度v在此感应强度为B的匀强磁场中做切割磁感应线运动时,在B、L、v互相垂直的情况下导体中产生的感应电动势的大小为:ε=BLv 式中的单位均应采用国际单位制,即伏特、特斯拉、米每秒。 电磁感应现象中产生的电动势。常用符号E表示。当穿过某一不闭合线圈的磁通量发生变化时,线圈中虽无感应电流,但感应电动势依旧存在。当一段导体在匀强磁场中做匀速切割磁感线运动时,不论电路是否闭合,感应电动势的大小只与磁感应强度B、导体长度L、切割速度v 及v和B方向间夹角θ的正弦值成正比,即E=BLvsinθ(θ为B,L,v三者间通过互相转化两两垂直所得的角)。 在导体棒不切割磁感线时,但闭合回路中有磁通量变化时,同样能产生感应电流。 应用楞次定律可以判断电流方向。 感应电流产生的条件: 1.电路是闭合且通的 2.穿过闭合电路的磁通量发生变化 (如果缺少一个条件,就不会有感应电流产生). 感应电动势的种类:动生电动势和感生电动势。 动生电动势是因为导体自身在磁场中做切割磁感线运动而产生的感应电动势,其方向用右手定则判断,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,则其余四指指向动生电动势的方向。动生电动势的方向与产生的感应电流的方向相同。右手定则确定的动生电动势的方向符合能量转化与守恒定律。 感生电动势是因为穿过闭合线圈的磁场强度发生变化产生涡旋电场导致电流定向运动。其方向符合楞次定律。右手拇指指向磁场变化的反方向,四指握拳,四指方向即为感应电动势方向。 [编辑本段]法拉第电磁感应定律的重要意义

法拉第电磁感应定律练习题40道35066

xxxXXXXX学校XXXX年学年度第二学期第二次月考XXX年级xx班级 :_______________班级:_______________考号:_______________ 题号 一 、选择 题二、填空 题 三、计算 题 四、多项 选择 总分 得分 一、选择题 (每空?分,共?分) 1、彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面,下图中穿过线圈的磁通量可能为零的是 2、伟大的物理学家法拉第是电磁学的奠基人,在化学、电化学、电磁学等领域都做出过杰出贡献,下列述中不符合历史事实的是() A.法拉第首先引入“场”的概念来研究电和磁的现象 B.法拉第首先引入电场线和磁感线来描述电场和磁场 C.法拉第首先发现了电流的磁效应现象 D.法拉第首先发现电磁感应现象并给出了电磁感应定律 3、如图所示,两个同心放置的共面金属圆环a和b,一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直,则穿过两环的磁通量Φa 和Φb大小关系为: A.Φa>Φb B.Φa<Φb C.Φa=Φb D.无法比较 4、关于感应电动势大小的下列说法中,正确的是() 评卷人得分

A.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大 B.线圈中磁通量越大,产生的感应电动势一定越大 C.线圈放在磁感强度越强的地方,产生的感应电动势一定越大 D.线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大 5、对于法拉第电磁感应定律,下面理解正确的是 A.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大 B.穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零 C.穿过线圈的磁通量变化越大,感应电动势越大 D.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大 6、如图所示,均匀的金属长方形线框从匀强磁场中以匀速V拉出,它的两边固定有带金属滑轮的导电机构,金属框向右运动时能总是与两边良好接触,一理想电压表跨接在PQ两导电机构上,当金属框向右匀速拉出的过程中,电压表的读数:(金属框的长为a,宽为b,磁感应强度为B) A.恒定不变,读数为BbV B.恒定不变,读数为BaV C.读数变大D.读数变小 7、如图所示,平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动,经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,导体棒中的感应电动势ε与导体棒位置x关系的图像是 8、如图所示,一个高度为L的矩形线框无初速地从高处落下,设线框下落过程中,下边保持水平向下平动。在线框的下方,有一个上、下界面都是水平的匀强磁场区,磁场区高度为2L,磁场方向与线框平面垂直。闭合线圈下落后,刚好匀速进入磁场区,进入过程中,线圈中的感应电流I0随位移变化的图象可能是

初中九年级物理 法拉第与电磁感应

法拉第与电磁感应 法拉第(MichaelFaraday,1791~1867),英国著名物理学家、化学家。在化学、电化学、电磁学等领域都做出过杰出贡献。 他幼年家境贫寒,未受过系统的正规教育,但却在众多领域中作出惊人成就,堪称刻苦勤奋、探索真理、不计个人名利的典范。 1.刻苦认真自学成才 法拉第1791年9月22日生于萨里郡纽因顿的一个铁匠家庭。13岁就在一家书店当送报和装订书籍的学徒。他有强烈的求知欲,挤出一切休息时间贪婪地力图把他装订的一切书籍内容都从头读一遍。读后还临摹插图,工工整整地作读书笔记;用一些简单器皿照着书上进行实验,仔细观察和分析实验结果,把自己的阁楼变成了小实验室。在这家书店呆了八年,他废寝忘食、如饥似渴地学习。他后来回忆这段生活时说:“我就是在工作之余,从这些书里开始找到我的哲学。这些书中有两种对我特别有帮助,一是《大英百科全书》,我从它第一次得到电的概念;另一是马塞夫人的《化学对话》,它给了我这门课的科学基础。” 在哥哥赞助下,1810年2月至1811年9月听他了十几次自然哲学的通俗讲演,每次听后都重新誊抄笔记,并画下仪器设备图。1812月至4月又连续听了戴维4次讲座,从此燃起了进行科学研究的愿望。他曾致信皇家学院院长求助。失败后,他写信给戴维:“不管干什么都行,只要是为科学服务”。他还把他的装帧精美的听课笔记整理成《亨·戴维爵士讲演录》寄上。他对讲演内容还作了补充,书法娟秀,插图精美,显示出法拉第一丝不苟和对

科学的热爱。经过戴维的推荐。1813年3月,24岁的法拉第担任了皇家学院助理实验员。后来戴维曾把他发现法拉第作为自己最重要的功绩而引以为荣。 法拉第1813年随同戴维赴欧洲大陆作科学考察旅行,1815年回国后继续在皇家学院工作,长达50余年。1816年发表第一篇科学论文。他最初从事化学研究工作,也涉足合金钢、重玻璃的研制。在电磁学领域,倾注了大量心血,取得出色成绩。1824年被选为皇家学会会员,1825年接替戴维任皇家学院实验室主任,1833年任皇家学院化学教授。 2.长期实验大胆探索 他的工作异常勤奋,研究领域十分广泛。1818~1823年研制合金钢期间,首创金相分析方法。1823年从事气体液化工作,标志着人类系统进行气体液化工作的开始。采用低温加压方法,液化了氯化氢、硫化氢、二氧化硫、氢等。1824年起研制光学玻璃,这次研究导致在1845年利用自己研制出的一种重玻璃(硅酸硼铅),发现磁致旋光效应。1825年在把鲸油和鳝油制成的燃气分馏中发现苯。 他最出色的工作是电磁感应的发现和场的概念的提出。1821年在读过奥斯特关于电流磁效应的论文后,为这一新的学科领域深深吸引。他刚刚迈人这个领域,就取得重大成果──发现通电流的导线能绕磁铁旋转,从而跻身著名电学家的行列。因受苏格兰传统科学研究方法影响,通过奥斯特实验,他认为电与磁是一对和谐的对称现象。既然电能生磁,他坚信磁亦能生电。经过10年探索,历经多次失败后,1831年8月26日终于获得成功。这次实验因为是用伏打电池在给一组线圈通电(或断电)的瞬间,在另一组线圈获得的感生电流,他称之为“伏打电感应”。尔后,同年10月17日完成了在磁体与闭合线圈相对运动时在闭合线圈中激发电流的实验,他称之为“磁电感应”。经过大量实验后,他终于实现了“磁生电”的夙愿,宣告了电气时代的到来。

4.44法拉第电磁感应定律

4.4法拉第电磁感应定律(1) 1.如图所示,闭合开关S,将条形磁铁插入闭合线圈,第一次用时0.2 s,第 二次用时0.4 s,并且两次磁铁的起始和终止位置相同,则( ) A.第一次线圈中的磁通量变化较快 B.第一次电流表G的最大偏转角较大 C.第二次电流表G的最大偏转角较大 D.若断开S,电流表G均不偏转,故两次线圈两端均无感应 电动势 2.下列几种说法中正确的是( ) A.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大 B.线圈中磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大 C.线圈放在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大 D.线圈中磁通量变化越快,线圈中产生的感应电动势一定越大 3.穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2Wb,则( ) A.线圈中感应电动势每秒增加2 V B.线圈中感应电动势每秒减少2 V C.线圈中感应电动势始终为2 V D.线圈中感应电动势始终为一个确定值,但由于线圈有电阻,电动势小于2 V 4.一个100匝的线圈,在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求 线圈中的感应电动势 5.一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置, 在0.5s内穿过它的磁 场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势

6.如图甲所示,环形线圈的匝数n =100,它的两个端点a 和b 间接有一理想电压表,线圈内磁通量的变化规律如图乙所示,问: (1)0.2s 穿过线圈的磁通量变化了多少? (2)求0.2s 穿过线圈的磁通量变化率 (3) 求线圈中的感应电动势 7.下图中能产生感应电流的是( ) 8.某磁场磁感线如图所示,有一铜线圈自图示A 处落至B 处,在下落过程中, 自上向下看,线圈中感应电流的方向是( ) A .始终顺时针 B .始终逆时针 C .先顺时针再逆时针 D .先逆时针再顺时针 9.如图所示,虚线框内有匀强磁场,大环和小环是垂直于磁场放置的两个圆环, 分别用Φ1和Φ2表示穿过大小两环的磁通量,则有( ) A .Φ1>Φ2 B .Φ1<Φ2 C .Φ1=Φ2 D .无法确定 10.如图所示,一根条形磁铁穿过一个弹性线圈,将线圈面积 拉大,放手后穿过线圈的( ) A .磁通量减少且合磁通量向左 B .磁通量增加且合磁通量向左 C .磁通量减少且合磁通量向右 D .磁通量增加且合磁通量向右

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