电磁感应现象的两类情况学案.pdf

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1、 4.5 电磁感应现象的两类情况 学案(人教版选修 3-2)1电路中电动势的作用实际上是某种非静电力对自由电荷作用，使得其他形式的能量 转化为电能 2变化的磁场在周围空间激发出电场，在此空间的闭合导体中的自由电荷，在这种电 场的作用下定向运动，产生感应电流或者说导体中产生了感应电动势(这种电动势叫感生电 动势)在这种情况下，所谓的非静电力就是这种感生电场对自由电荷的作用 3一段导体在做切割磁感线运动时，导体内的自由电荷在洛伦兹力的作用下定向运动 形成感应电流，或者说导体中产生了感应电动势(这种电动势叫动生电动势)，这时的非静电 力与洛伦兹力有关 4下列说法中正确的是()A 感生电场是由变化的磁

2、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 5如图 1 所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒 ab 以水平速度 v 抛出，且棒与磁场垂直，设棒在落下的过程中方向不变 且不计空气阻力，则金属棒在运动的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 知识点一 电磁感应现象中的感生电场 1某空间出现了如图所示的一组闭合电场线，方向从上向下看是顺时 针的，这可能是()A 沿 AB 方向磁场在迅速减弱 B沿 AB 方向磁场在迅速增

3、强 C沿 BA 方向磁场在迅速增强 D沿 BA 方向磁场在迅速减弱 2如图所示，内壁光滑，水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于圆 环直径的带正电的小球，以速率 v0 沿逆时针方向匀速转动(俯视)，若在此空 间突然加上方向竖直向上、磁感应强度 B 随时间成正比例增加的变化磁 场设运动过程中小球带电荷量不变，那么()A 小球对玻璃圆环的压力一定不断增大 B小球所受的磁场力 定不断增大 C小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时间后沿顺时 针方向加速运动 D 磁场力对小球一直不做功 知识点二 感生电动势与动生电动势 3在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金 属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方

4、向如图 4 甲所示，当磁场 的磁感应强度 B 随时间 t 发生如图乙所示变化时，下图中正确表 示线圈中感应电动势 E 变化的是()4如图 5所示，导体 AB 在做切割 磁感线运动时，将产生一个感应电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中 正确的是()A 因导体运动而产生的感应电动 势称为动生电动势 D动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的 B动生电动势的产生与洛伦兹力有关 C动生电动势的产生与电场力有关 、电磁感应中电路问题的分析技巧 5如图所示，长为 L0.2 m、电阻为 r0.3、质量为 m 0.1 kg 的金属棒 CD 垂直放在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两 导轨间距也为

5、L，棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有 R0.5 的电阻，量程为 03.0 A 的电流表串联在一条导轨上，量程 为 01.0 V 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 右恒定的外力 F 使金属棒右移，当金属棒以 v2 m/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，而另一电表未满偏问：(1)此时满偏的电表是什么表？说明理由(2)拉动金属棒的外力 F 有多大？(3)导轨处的磁感应强度多大？6匀强磁场的磁感应强度 B 0.2 T，磁场宽度 l3 m，一正方形 金属框边长 ad l 1 m，每边的电阻 r 0.2，金属框以 v 10

6、 m/s 的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图 7 所 示求：(1)画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的 i t 图线；(要求写出作图 依据)(2)画出 ab两端电压的 Ut 图线(要求写出作图依据)、用能量观点巧解电磁感应问题 7如图所示，将匀强磁场中的线圈(正方形，边长为 L)以不同的速度 v1 和 v2匀速拉出磁场，线圈电阻为 R，那么两次拉出过程中，外力做功之 比 W1 W2 _.外力做功功率之比 P1P2 _.8光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图 9 所示，抛物线的方 程为 y x2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是 ya 的

7、直线(图中的虚线所示)，一个质量为 m 的小金属块从抛物线 y b(ba)处以速度 v 沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，则金属块在曲面上 滑动的过程中产生的焦耳热总量是()A mgb 1 B.2mv Cmg（ba）12 D mg（b a）2mv 电磁感应现象中的两类情况同步练习 1、如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产 生了感应电动势下列说法中正确的是（AC）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 力是磁场力 C使电荷定向移动形成电流的力是电场力 D 以上说法都不对 2、某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，这可能是（AC）A 沿 A

8、B 方向磁场的迅速减弱 B沿 AB 方向磁场的迅速增强 C沿 BA 方向磁场的迅速增强 D沿 BA 方向磁场的迅速减弱 3、闭合的金属环垂直于随时间均匀变化的匀强磁场中，则（C）A.环中产生的感应电动势均匀变化 B.环中产生的感应电流均匀变化 C.环中产生的感应电动势保持不变 D.环上某一小段导体所受的安培力保 持不变 4 法拉第通过静心设计的一系列试验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”联系起来在下面几个典型的实验设计思想中，所作的推论后来被实验 否定的是（A）A 既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么 静止导线上的稳恒电流也可在近

9、旁静止的线圈中感应出电流 B既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动 的线圈中感应出电流 C既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近 旁运动的导体中感应出电动势 D既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流 也可在近旁的线圈中感应出电流 5、以下说法正确的是：（ABC）A、用公式 E=BLV 求出的是电动势的瞬时值；B、用公式 E=BLV 求出的电动势，只限于磁场方向和导线运动方向及导线方向三者互相垂直的情况；C、用 E=n（/t）求出的电动势是 t内的平均电动势；D、用 E=n（/t）求出的电动势是 t时刻的

10、即时电动势。6、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，螺旋桨顺时针方向转动螺旋桨叶片的近轴端为 a，远轴端为 b，如果忽略 a 到 转轴中心线的距离，用 表示每个叶片中的感应电动势，如图所示则（A）AfL2B，且 a点电势低于 b点电势 B2fL2B，且 a点电势低于 22 b 点电势 C fL2B，且 a 点电势高于 b 点电势 D2fL2B，且 a 点电势高于 b 点电势5 7（10 全国卷 1）某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为 4.5 10 5T。一灵 敏

11、电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽 100m，该河段涨潮和落潮时有海水（视为导体）流过。设落潮时，海水自西向东流，流速为 2m/s。下列说法正确的是（A C）C电压表记录的电压为 9mV D电压表记录的电压为 5mV 8（20XX 年重庆卷）如 图为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定 的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转 第一次速度为 v1，第二次速度为 v2，且 v2 2v1，则两情况下拉力的功之比 拉力的功率之比 10、如图所示，空间有一个方向水平的有界磁场区域，一个矩形线框，自 磁场上方某一高度下落，然后进入磁场，进入磁场时，导线框平面

12、与磁场 方向垂直。则在进入时导线框不可能（D）11、如图所示，一金属方框 abcd 从离磁场区域上方高 h 处自由落下，然后进入与线框平 面垂直的匀强磁场中，在进入磁场的过程中，可能发生的情况是（ABC）A 线框做加速运动，加速度 ag B线框做匀速运动 C线框做减速运动 D线框会跳回原处 1206重庆卷.21 两根相距为 L的足够长的金属直角导轨如题 21图所示放置，它们各有一 边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为 m 的金属细杆 ab、cd A 河北岸的电势较高 B河南岸的电势较高 轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧 XOY 运动，（O 是线圈中心），则（D）电流

13、由 电流由 电流E经 G流向 F经G 流向 F经G 流向 E经 G流向 F，E，先增大再减小 先减小再增大 先减小再增大 先增大再减A.从 X 到 O，B.从 X 到 O，C.从 O 到 Y，D.从 O 到 Y，9、把一个矩形线圈从有理想边界的匀强磁场中匀速拉出（如图），P1 P2，线圈中产生的焦耳热之比 Q1 Q2 A、变加速下落 B、变减速下落 与导轨垂直 接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数为，导轨电阻不计，回路总电阻为 2R。整个装置处于磁感应强度大小为 B，方向竖直向上的匀强磁场中。当 ab 杆在平行于水平 导轨的拉力 F 作用下以速度 V1沿导轨匀速运动时，cd 杆 也正好以

14、速率向下 V2 匀速运动。重力加速度为 g。以下说 法正确的是（AD）Bcd杆所受摩擦力为零 BL（V1 V2）C.回路中的电流强度为 1 2 2R D与大小的关系为 2Rmg 2 2 B2L2V1 1306 全国卷 II.20 如图所示，位于同一水平面内的、两根平行的光滑金属导轨，处在匀 强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面，导轨的一端与一电阻相连；具有一定质量的 金属杆 ab 放在导轨上并与导轨垂直。现用一平行于导轨的恒力 F拉杆 ab，使它由静止 开始向右运动。杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计。用 感应电动势，i 表示回路中的感应电流，在 i 随时间增大的过程中，电阻消耗的功率

15、等于（BD）AF 的功率 B安培力的功率的绝对值 CF 与安培力的合力的功率 D iE 14（08山东卷）两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为 质量为 m 的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，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（AC）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 D电阻 R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少 1506上海物理卷 如图所示，平行金属导轨与水平面成 角，导轨与固定电阻 R1和 R2相 连，匀强磁

16、场垂直穿过导轨平面有一导体棒 ab，质量为 m，导体棒的电阻与固定电阻 A ab 杆所受拉力 F 的大小为 mg B2L2V1 2R L，底端接阻值为 R 的电阻。将 C金属棒的速度为 v 时所受的安培力大小为 B2L2v E 表示回路中R1和 R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒 ab沿导轨向上滑动，当上 滑的速度为 v 时，受到安培力的大小为 F 此时（BCD （A）电阻 R1消耗的热功率为 Fv3（B）电阻 R。消耗的热功率为 Fv6（C）整个装置因摩擦而消耗的热功率为 mgvcos（D）整个装置消耗的机械功率为（F mgcos）v 16（2011全国卷 1）如图，两根足够

17、长的金属导轨 ab、cd 竖直放置，导轨间距离为 L1 电阻不计。在 导轨上端并接两个额定功率均为 P、电阻均为 R 的小灯泡。整个系统置于匀强磁场 中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为 图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触 良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为 g。求：（1）磁感应强度的大小：（2）灯泡正常发光时导体棒的运动速率。17 如图 18（a）所示，一个电阻值为 R，匝数为 n 的圆形金属线圈与阻 值为 2R 的电阻 R1连接成闭合回路。线圈的半径为 r1。在线圈中半径为 r2 的圆形区域内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 18（b）所示。图线 与横、纵轴的截距分别为 t0 和 B0。导线的电阻 不计。求 0 至 t1 时间内（1）通过电阻 R1 上的电流大小和方向；（2）通过电阻 R1上的电量 q 及电阻 R1 上产生 的热量。m、电阻可以忽略的金属棒 MN从