高二物理电磁感应例题解析

高二物理电磁感应例题解析

高二物理电磁感应例题解析 ‎ ‎【案例1】感应电动势的计算 ‎（1）导体棒平动切割磁感线产生的感应电动势 练习1、如图所示，导轨与电流表相连，导轨的宽度为d，处于向里的大小为B的匀强磁场中,一根导线沿着导轨以速度v向右运动,求导线上产生的感应电动势.‎ ‎××××××××‎ ‎××××××××‎ ‎××××××××‎ G 考点：感应电动势有效长的计算 ‎（2）导体棒转动产生的感应电动势 ‎×××××××‎ ‎×××××××‎ ‎×××××××‎ ‎×××××××‎ ‎×××××××‎ r B ω ‎ 练习2、若导体棒半径为r，处于匀强磁场B中，以角速度ω匀速转动，则导线产生的感应电动势的大小是多少？‎ 考点：导体转动切割磁感线产生的感应电动势 ‎ ‎（3）线圈转动产生的感应电动势 练习3、矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω转动，设线圈的边长分别是L1和L2，磁感应强度为B，线圈的匝数为N，从图示位置开始计时，‎ ‎×××××××‎ ‎×××××××‎ ‎×××××××‎ ‎×××××××‎ ‎×××××××‎ B ω ‎ （1）图示位置，磁通量大小为 ，感应电动势为 ‎ ‎（2）线圈转过900时，磁通量为 ， 线圈产生的感应电动势为 ，线圈的电动势为 ‎ ‎（3）线圈转过1800时，磁通量大小为 ， 线圈产生的感应电动势为 ，这个过程磁通量的变化量为 。‎ ‎（4）从中性面开始计时，转过角度θ时，线圈产生的感应电动势为 ‎ ‎ 从B∥S开始计时，转过角度θ时，线圈产生的感应电动势为 ‎ ‎ （4）磁场变化产生的感生电动势 ‎× × ×‎ ‎× × ×‎ ‎× × ×‎ 练习4、正方形线框边长为L、质量为m、电阻为R，线框的上半部 处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度按B=kt的规律均匀增强，‎ 细线能承受的最大拉力为T=2mg，从t=0起经多少时间绳被拉断？‎ ‎（5）反电动势（从力的观点和能的观点理解）‎ B a b ‎【案例2】感应电流大小计算问题 练习5、由两个同种材料,同样粗细的导线制成圆环a、b已知其半径之比为2：1，在B中充满了匀强磁场，当匀强磁场随着时间均匀变化时，圆环a、b的感应电流之比为多少？‎ v A B B C P α F E 练习6、匀强磁场中固定一个金属框架ABC，导体棒在框架上沿着角平分线匀速平移，且移动中构成闭合等势腰三角形，导体棒与框架的材料、粗细相同，接触电阻不计，试证明电路中的感应电流恒定。‎ ‎【案例3】物理量单位的推导 证明：（1）1V=1Wb/s ‎ （2）1V=1T×‎1m×‎1m/s 方法：根据物理公式去推证 椤次定律的应用 ‎1、“阻碍”的含义 ‎“阻碍”不是阻止。来斥去吸，增反减同 ‎2、“椤次定律”的解题步骤 ‎（1）‎ ‎（2）‎ ‎（3）‎ ‎（4）‎ ‎3、椤次定律的推广应用 ‎【案例4】阻碍“磁通量的变化”‎ 原磁场的磁通量增加，感应电流的磁场方向与它反向 原磁场的磁通量减弱，感应电流的磁场方向与它同向 a b c d a b c d 练习7、已知通电直导线有恒定的电流强度，矩形线框从直导线左侧匀速通过导线右侧的过程中，用椤次定律判定感应电流的方向 a b v M N 练习8、判定下列各种情况下灯泡中是否有感应电流，若有则标明感应电流的方向 ‎（1）导体棒匀速向右运动 ‎（2）导体棒匀加速向右运动 ‎（3）导体棒匀减速向右运动 ‎（4）导体棒匀减速向左运动 a b 练习9、（1）当线圈a中的电流均匀增加时，判定线圈b中的感应电流方向。（2）当线圈b中的电流均匀增加时，判定线圈a中的感应电流方向。‎ ‎【案例5】阻碍导体的相对运动——“跟着走”‎ A B 练习10‎ ‎、线圈A闭合，线圈B开口，当条形磁铁插入线圈的过程中，线圈A、B如何运动？‎ 练习11、已知空间有较大的有界磁场，方向水平向里,小金属圆线圈从高处自由落下，刚进入磁场、完全在磁场中、刚穿出磁场三个位置，加速度与重力加速度比较如何变化？落地时的速度与自由落体运动比较如何变化？设金属圆环始终竖直。‎ a b c 练习13、金属圆环水平固定，条形磁铁从高处自由落下，问条形磁铁中心在图中三个位置时的加速度如何？‎ ‎【案例6】阻碍电流的变化（自感现象）‎ 练习14、如图电路a，b所示，电阻R和自感线圈L的电阻值都是很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则下列说法中正确的是（ ）‎ A、在电路a中，断开S，A将逐渐变暗 B、在电路a中，断开S，A将先变得更亮，‎ 再逐渐变暗 C、在电路b中，断开S，A将逐渐变暗 D、在电路b中，断开S，A将先变得更亮，‎ 再逐渐变暗 ‎【案例7】电磁感应的能量问题 R B v L ‎ 练习15、如图所示，导体棒向右匀速运动切割磁感线，已知匀强磁场为B，轨道宽度为L，切割速度为v，外电阻为R，导体棒的电阻为R/，求：安培力及t时间内所做的功。‎ ‎ ‎ 练习16、如图所示，有界匀强磁场的宽度为d，磁感应强度的大小为B，连长为L的矩形线圈以恒定速度v匀速从磁场中进入，最后又从磁场中穿出。设线圈的电阻为R，求下列两种情况外力做功的数值：（1）Ld ‎××××‎ ‎××××‎ ‎××××‎ B v L x L ‎【案例8】电磁感应的电量问题 练习17、如图，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，通过导线横截面积的电量为q1；第二次用0.9s拉出，通过导线横截面积的电量为q2；则q1：q2=______。产生热量Q1：Q2= 。 ‎ ‎【案例9】电磁感应作图题 练习18、（高考题）如图所示，有界匀强磁场的宽度为‎3L，正方形金属线框的边长这L，开始距离磁场边界L，若线框以恒定的速率由此进入并穿出磁场区域，‎ ‎××××‎ ‎××××‎ ‎××××‎ B v ‎3L L x L ‎（1）作出感应电流随时间的变化图线（规定逆时针方向为电流正方向）‎ ‎（2）作出安培力随时间的变化图线 F t ‎0‎ i t ‎0‎ ‎【案例10】电磁感应中的力学问题 练习19、光滑绝缘水平面上，电阻为0.1Ω，质量为‎0.05kg，边长为‎0.4m的正方形金属框，以‎10m/s的初速度向磁感应强度为B的0.5T、方向垂直于水平面向下的范围足够大的匀强磁场中滑去，当滑到图示位置时，已产生了1.6J的热量。‎ 求（1）图示位置时金属框的速度 B ‎（2）图示位置时金属框中感应电流的功率 练习20、如图所示，MN、PQ是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面的夹角为θ，在整个轨道平面都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度为B，在导轨的MP上有电阻R，其它电阻不计。一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为M，从静止开始沿着导轨滑下，求金属棒ab的最大速度。设棒ab与导轨之间的滑动摩擦因数为μ。‎ 方法点拔：画截面图，通过分析受力，列牛顿定律方程，‎θ θ B a b M P R Q N B R L 练习21、如图所示，竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B0=0.5T，且以0.1T/s均匀增加，水平导轨宽d=‎0.5m，在导轨上L=‎0.8m处搁一导体，电阻为r=0.1Ω，并用水平细绳通过定滑轮吊着质量为M=‎20g的物体，物体静置于地面上，外电阻R=0.4Ω，其它电阻不计，不考虑摩擦。问通过多长时间能把物体吊起？（g=‎10m/s2）‎