(課標(biāo)人教版)《高考風(fēng)向標(biāo)》物理 第10章 電磁感應(yīng) 第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象愣次定律
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1、第十章 電磁感應(yīng) 一、考綱要求 內(nèi) 容 要 求 說 明 1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象 2.磁通量 3.法拉第電磁感應(yīng)定律 4.楞次定律 5.自感、渦流 Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ “電磁感應(yīng)”是電磁學(xué)的核心內(nèi)容之一,又是與電學(xué)、力學(xué)知識(shí)緊密聯(lián)系的知識(shí)點(diǎn),是高考試題考查綜合運(yùn)用知識(shí)能力的很好落腳點(diǎn),本專題涉及三個(gè)方面的知識(shí):一、電磁感應(yīng),電磁感應(yīng)研究是其它形式有能量轉(zhuǎn)化為電能的特點(diǎn)和規(guī)律,其核心內(nèi)容是法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律;二、與電路知識(shí)的綜合,主要討論電能在電路中傳輸、分配,并通過用電器轉(zhuǎn)化為其它形式的能量的特點(diǎn)及規(guī)律;三、與力學(xué)知識(shí)的綜合,主要討論產(chǎn)生電磁感應(yīng)的導(dǎo)體受力
2、、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)規(guī)律以及電磁感應(yīng)過程中的能量關(guān)系。 磁通量 電磁感應(yīng) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 電磁感應(yīng)應(yīng)用 電磁感應(yīng)的規(guī)律 電磁感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 法拉第電磁感應(yīng)定律 E=Δφ/Δt E=BLvsinθ 感應(yīng)電流的方向 楞次定律 右手定則 電路綜合分析 閉合電路的歐姆定律 牛頓 定律 動(dòng)量守恒定律 能量守恒定律 阻礙變化 變化快慢 二、知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 愣次定律 ★考情直播 1.考綱要求 考綱內(nèi)容 能力要求 考向定位 1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象 2.磁通量 3.楞次定律 4.右手定
3、則 1、知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象以及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。 2.理解磁通量的定義,理解磁通量的變化、變化率以及凈磁通量的概念。 3.理解棱次定律的實(shí)質(zhì),能熟練運(yùn)用棱次定律來分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流的方向。 4.理解右手定則并能熟練運(yùn)用該定則判斷感應(yīng)電流的的方向。 考綱對(duì)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象及磁通量均只作Ⅰ級(jí)要求,而對(duì)愣次定律則作了Ⅱ級(jí)要求.電磁感應(yīng)現(xiàn)象這一考點(diǎn),往往只要求考生能夠區(qū)分哪些現(xiàn)象屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,而磁通量則是為電磁感應(yīng)定律作鋪墊的,很少會(huì)單獨(dú)考查.愣次定律及右手定則是分析電路中電流(電動(dòng)勢(shì))方向的規(guī)律,是極為重要的方法,故必須理解并能從不同的角度加以靈活應(yīng)用 2.考點(diǎn)整合 考點(diǎn)一
4、 磁通量、磁通量的變化及磁通量變化率 1、磁通量φ 磁感應(yīng)強(qiáng)度B與 于磁場(chǎng)方向的面積S的 叫做穿過這個(gè)面積的磁通量,符號(hào)φ,國際單位 。定義式為:φ= 。 定義式φ=BS中的面積S指的是垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向的面積,如果面積S與磁感應(yīng)強(qiáng)度B不垂直,如圖12-1-1,可將磁感應(yīng)強(qiáng)度B向著垂直于面積S和平行于面積S和方向進(jìn)行正交分解,也可以將面積向著垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向投影。 設(shè)此時(shí)面積S與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的夾角為θ,則φ= 。 從磁感線角度認(rèn)為在同一磁場(chǎng)中,磁感線越密的地方,也就是穿過單位面積的磁感線
5、條數(shù)越多的地方,磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大。因此B越大,S越大,穿過這個(gè)面的磁感線條數(shù)就越多,磁通量就越大。所以磁通量反映穿過某一面積的磁感線條數(shù)的多少。 2、磁通量的變化Δφ 磁通量的變化量Δφ= .與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小無必然聯(lián)系.由公式:φ=BScosθ可得磁通量發(fā)生變化的情況: ①B不變,S變化,引起φ變化:Δφ= ②B變化,S不變,引起φ變化:Δφ= ③B、S不變,它們之間的夾角θ發(fā)生變化:Δφ= ④B變化,S變化,可能引起φ變化(根據(jù)題目條件求) 磁通量φ是由B、S及角度θ共同決定的,
6、磁通量的變化情況應(yīng)從這三個(gè)方面去考慮 3、磁通量的變化率Δφ/Δt 磁通量的變化率為 時(shí)間內(nèi)磁通量的變化量,表示磁通量變化 。 特別提醒 一、磁通量的正負(fù)問題:磁通量是標(biāo)量,但有正負(fù)之分。磁通量的正負(fù)不代表大小,只反映磁通量是怎么穿過某一平面的,若規(guī)定向里穿過某一平面的磁通量為正,則向外為負(fù)。尤其在計(jì)算磁通量變化時(shí)更應(yīng)注意。 三、凈磁通問題:若穿過某一平面的磁感線既有穿出又有穿進(jìn)時(shí)的磁通量,則穿過該平面的合磁通量為凈磁感線的條數(shù),即凈磁通。 [例1] 如圖12-1-2所示,兩個(gè)同心圓形線圈a、b在同一平面內(nèi),其半徑大小關(guān)系為
7、ra
8、磁場(chǎng)方向放置,若將此線圈翻轉(zhuǎn)180°,那么穿過此線圈的磁通量的變化量是多少? [解析]由于線圈發(fā)生了翻轉(zhuǎn),穿過線圈平面的磁通量情況相反。若規(guī)定開始時(shí)穿過線圈的磁通量為正,則線圈翻轉(zhuǎn)180°后穿過線圈的磁通量應(yīng)為負(fù),那么穿過線圈磁通量的變化量為。同樣也可以規(guī)定末態(tài)時(shí)穿過線圈的磁通量為正,則。 [規(guī)律總結(jié)] 若磁通量的變化量Δφ是指穿過面積末時(shí)刻的磁通量φ2與穿過這一面積初時(shí)刻的磁通量φ1之差,在計(jì)算Δφ時(shí)通常取絕對(duì)值,如果φ2與φ1反向,那么φ2與φ1的符號(hào)相反。 考點(diǎn)二 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 1、利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做 ,產(chǎn)生的電流叫做
9、 。 2、要產(chǎn)生感應(yīng)電流必須滿足兩個(gè)條件:①回路 ,②穿過磁通量 .當(dāng)存在多個(gè)回路時(shí),只要 閉合回路中的磁通量發(fā)生改變,都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流. 3、感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系:在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),若回路是 的,則有感應(yīng)電流產(chǎn)生;若回路 ,則只有電動(dòng)勢(shì),而無電流.在閉合回路中,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的部分是 ,其余部分則為外電路. 特別提醒 在分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象問題時(shí)要特別注意以下三點(diǎn):①在一個(gè)閉合回路中不管它哪種方式變化,只要穿過回路的磁通量發(fā)生變化,回路中就一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
10、產(chǎn)生;②回路中產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)后回路中是否有電流還要看回路是否閉合;③要認(rèn)清回路。 【例3】如圖12-1-5所示,MN、GH為平行導(dǎo)軌,AB、CD為跨在導(dǎo)軌上的兩根橫桿,導(dǎo)軌和橫桿均為導(dǎo)體。有勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面。用I表示回路中的電流( ) A.當(dāng)AB不動(dòng)而CD向右滑動(dòng)時(shí),I≠0且沿順時(shí)針方向 B.當(dāng)AB向左、CD向右滑動(dòng)且速度大小相等時(shí),I=0 C.當(dāng)AB、CD都向右滑動(dòng)且速度大小相等時(shí),I=0 D.當(dāng)AB、CD都向右滑動(dòng),且AB速度大于CD時(shí),I≠0且沿逆時(shí)針方向 【解析】當(dāng)AB不動(dòng)而CD向右滑動(dòng)時(shí),穿過回路ABCD的磁通量在增加,由楞次定律知回路中
11、產(chǎn)生沿逆時(shí)針方向的電流,選項(xiàng)A錯(cuò);當(dāng)AB向左、CD向右滑動(dòng)時(shí),穿過回路ABCD的磁通量在增加,回路中有電流,B錯(cuò)誤;當(dāng)AB、CD都向右滑動(dòng)且速度大小相等時(shí),穿過回路ABCD的磁通量不變,回路中沒有電流,C選項(xiàng)對(duì);當(dāng)AB、CD都向右滑動(dòng),且AB速度大于CD時(shí),穿過回路ABCD的磁通量在增加,由楞次定律知回路中產(chǎn)生順時(shí)針方向 的電流,D錯(cuò)誤。 【答案】:C 【規(guī)律總結(jié)】大多數(shù)考生容易因?yàn)閷?duì)“閉合回路”理解不透徹而出錯(cuò),往往只能要注意到較為直觀的回路,而忽視除了其它回路的存在.不管一任何方式,只要回路中的磁通量發(fā)生了變化,閉合回路中就會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。 考點(diǎn)三:右手定則、楞次定律 1.右手
12、定則:伸開右手,讓大拇指跟其余四個(gè)手指 ,并且都跟手掌在同一個(gè) 內(nèi),讓磁感線 穿過手心,拇指指向?qū)w 的方向,其余四指所指的方向就是 的方向.如圖所示 2. 楞次定律 (1)楞次定律:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要 引起感應(yīng)電流的 的變化.適用于所有電磁感應(yīng)的情形.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)只是 而不是 原磁通量的變化. (2)、楞次定律的具體含義: 楞次定律可廣義的表述為:感應(yīng)電流的作用效果總表現(xiàn)為要阻礙(反抗)引起感應(yīng)電流的原因.常
13、有這么幾種形式:(1)從磁通量或電流(主要是自感)的角度看,其規(guī)律可總結(jié)為“ ”.即若磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向 ,若磁通量減小時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向 ;(2)從運(yùn)動(dòng)的角度看,會(huì)阻礙或引起相對(duì)運(yùn)動(dòng),阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律表現(xiàn)為“來 去 ”.或閉合回路能過“擴(kuò)大”或“減小”面積來實(shí)現(xiàn)對(duì)磁通量變化的阻礙,規(guī)律為“大小小大”.實(shí)質(zhì)是所受安培力的合力不為 .(3)從能量守恒的角度看,感應(yīng)電流的存在必然導(dǎo)致其它形式的能量向 能及 能轉(zhuǎn)化. 特別提醒
14、
右手定則、楞次定律是判斷感應(yīng)電流的兩個(gè)重要依據(jù),對(duì)于由磁場(chǎng)變化而引起的感應(yīng)電流通常用楞次定律來判比較方便,對(duì)于導(dǎo)體切割類電磁感應(yīng)問題一般優(yōu)先考慮右手定則,它是楞次定律的一種特殊情況,在本質(zhì)上與楞次定律是一樣的。
【例3】(2006廣東)如圖 4 所示,用一根長為 L質(zhì)量不計(jì)的細(xì)桿與一個(gè)上弧長為 L0、下弧 長為 d0 的金屬線框的中點(diǎn)聯(lián)結(jié)并懸掛于 O 點(diǎn),懸點(diǎn)正下方存在一個(gè)上弧 長為 2 L0 、下弧長為 2 d0 的方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),且 d0< 15、
A.金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)?a→d→c→b→a
B.金屬線框離開磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)?a→b→c→d→a ?
C.金屬線框 dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)與 ab邊離開磁場(chǎng)的速度大小總是相等
D.金屬線框最終將在磁場(chǎng)內(nèi)做簡諧運(yùn)動(dòng)
[解析]金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),由于電磁感應(yīng),產(chǎn)生電流,根據(jù)楞次定律判斷電流的方向?yàn)?a→b→c→d→a 。金屬線框離開磁場(chǎng)時(shí)由于電磁感應(yīng),產(chǎn)生電流,根據(jù)楞次定律判 斷電流的方向?yàn)?a→d→c→b→a 。根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒,可知,金屬線框 dc邊進(jìn)入 磁場(chǎng)與 ab 邊離開磁場(chǎng)的速度大小不相等。如此往復(fù)擺動(dòng),最終金屬線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)擺動(dòng), 由于 0 d 《L 16、,單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)的條件是擺角小于等于 10 度,故最終在磁場(chǎng)內(nèi)做簡諧運(yùn)動(dòng)。 答案為 C。有的考生不能分析出金屬線框最后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。屬于難題。
【答案】D
[規(guī)律總結(jié)] 運(yùn)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的基本思路可歸結(jié)為:“一原、二感、三電流”,即為:①明確原磁場(chǎng):弄清原磁場(chǎng)的方向及磁通量的變化情況;②確定感應(yīng)磁場(chǎng):即根據(jù)楞次定律中的"阻礙"原則,結(jié)合原磁場(chǎng)磁通量變化情況,確定出感應(yīng)電流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)的方向;③判定電流方向:即根據(jù)感應(yīng)磁場(chǎng)的方向,運(yùn)用安培定則判斷出感應(yīng)電流方向。本題也可以利用右手定則來判斷同樣也可得到答案D。右手定則是楞次定律的特殊表現(xiàn)形式,在分析直導(dǎo)線時(shí)較為方便.
★ 17、高考重點(diǎn)熱點(diǎn)題型探究
棱次定律的綜合應(yīng)用
【例3】(2007寧夏高考)電阻R、電容C與一線圈連成閉合電路,條形磁鐵靜止于線圈的正上方,N極朝下,如圖12-1-11所示.現(xiàn)使磁鐵開始自由下落,在N極接近線圈上端的過程中,流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是( )
A.從a到b,上極板帶正電 B.從a到b,下極板帶正電
C.從b到a,上極板帶正電 D.從b到a,下極板帶正電
[剖析] 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙線圈磁通量的增加.由圖可以看出N極靠近,穿過線圈的向下的磁感線條數(shù)要增加,則感應(yīng)電流的磁感線方向要向上以阻礙增加,再根據(jù)右手定則可判斷感應(yīng)電流方向從b到a 18、,則C下板帶正電. 故D選項(xiàng)正確.
[答案] D
[名師指引] 通過對(duì)多年高考試題的研究,發(fā)現(xiàn)楞次定律在每一年的高考中都會(huì)登場(chǎng)亮相,而該知識(shí)點(diǎn)常與電路、法拉第電磁感應(yīng)定律等知識(shí)點(diǎn)結(jié)合起來考查,考查的題型既有選擇題,也有綜合的計(jì)算題,因此在高考備考中要注意該知識(shí)點(diǎn)與其它知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用。
[新題導(dǎo)練] 4、如圖所示,將一個(gè)正方形導(dǎo)線框ABCD置于一個(gè)范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與其平面垂直.現(xiàn)在AB、CD的中點(diǎn)處連接一個(gè)電容器,其上、下極板分別為a、b,讓勻強(qiáng)磁場(chǎng)以某一速度水平向右勻速移動(dòng),則( )
b
D
Ab
B
C
a
A.ABCD回路中沒有感應(yīng)電流
B.A 19、與D、B與C間有電勢(shì)差
C.電容器a、b兩極板分別帶上負(fù)電和正電
D.電容器a、b兩極板分別帶上正電和負(fù)電
4、答案:ABC。解析:AD桿和BC桿各相當(dāng)于一個(gè)電源,它們的電動(dòng)勢(shì)相等,切兩個(gè)電源的正極相連。
★四、搶分頻道
◇限時(shí)基礎(chǔ)訓(xùn)練(20分鐘)
班級(jí) 姓名 成績
1.關(guān)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,以下說法中錯(cuò)誤的是( )
A.閉合電路在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),閉合電路中就一定會(huì)有感應(yīng)電流
B.閉合電路在磁場(chǎng)中作切割磁感線運(yùn)動(dòng),閉合電路中一定會(huì)有感應(yīng)電流
C.穿過閉合電路的磁通為零的瞬間,閉合電路 20、中一定不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
D.無論用什么方法,只要穿過閉合電路的磁感線條數(shù)發(fā)生了變化,閉合電路中一定會(huì)有感應(yīng)電流
1、答案:ABC.
2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象揭示了電和磁之間的內(nèi)在聯(lián)系,根據(jù)這一發(fā)現(xiàn),發(fā)明了許多電器設(shè)備。下列用電器中,哪個(gè)沒有利用電磁感應(yīng)原理( )
A.動(dòng)圈式話筒 B.白熾燈泡 C.磁帶錄音機(jī) D.日光燈鎮(zhèn)流器
2、答案:B解析:動(dòng)圈式話筒是通過線圈振動(dòng)引起線圈中磁通量變化從而激起感應(yīng)電流,把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào);磁帶錄音機(jī)錄音原理與動(dòng)圈式話筒相同,放音時(shí)磁帶經(jīng)過放音頭,放音頭內(nèi)線圈中磁通量變化激起感應(yīng)電流,磁信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),再經(jīng)揚(yáng)聲器還原為 21、聲音;日光燈鎮(zhèn)流器通過自感原理工作。三者均屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象。白熾燈泡是利用電流的熱效應(yīng)發(fā)熱發(fā)光。選項(xiàng)B正確。
3、如圖4所示,將電池組、滑線變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開關(guān)如下圖連接,在開關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中的情況下,某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑線變阻器的滑動(dòng)端P向左加速滑動(dòng)時(shí),電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。由此可以判斷( )
A、線圈A向上移動(dòng)或滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端P向右加速滑動(dòng),都能引起電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)
B、線圈A中鐵芯向上拔出或斷開開關(guān),都能引起電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)
C、滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P勻速向左或勻速向右滑動(dòng),都能使電流計(jì)指針靜止在中央
D、因?yàn)榫€圈A、線圈B的繞線方向未知,故 22、無法判斷電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的方向
3、B.解:當(dāng)滑線變阻器的滑動(dòng)端P向左加速滑動(dòng)時(shí),通過A線圈的電流減小,使得穿過B線圈的磁通量減少,從而使電流計(jì)指針就向右偏轉(zhuǎn)。在題設(shè)各選項(xiàng)中如果是使穿過B中的磁通量減少,電流計(jì)指針就向右偏轉(zhuǎn);如果是使穿過B中的磁通量增加,則電流計(jì)指針就向左偏轉(zhuǎn)。所以答案選B.
4.如圖5所示,繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動(dòng)變阻器和電鍵組成閉合回路,在鐵芯的右端套有一個(gè)表面絕緣的銅環(huán)A,下列各種情況中銅環(huán)A中沒有感應(yīng)電流的是( )
A.線圈中通以恒定的電流
B.通電時(shí),使變阻器的滑片P作勻速移動(dòng)
C.通電時(shí),使變阻器的滑片P作加速移動(dòng)
D.將電鍵突 23、然斷開的瞬間
4、答案:A。
5.閉合電路的一部分導(dǎo)線ab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,圖1中各情況下導(dǎo)線都在紙面內(nèi)運(yùn)動(dòng),那么下列判斷中正確的是( )
A.都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
B.都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
C.甲、乙不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,丙、丁會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
D.甲、丙會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,乙、丁不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
5、答案:D。
6、已知穿過線圈的磁通量φ隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖所示,則在下面所述的幾段時(shí)間內(nèi),磁通量變化率最大的是( )
A.0s~2s
B.2s~4s
C.4s~5s
D.5s~7s
6、答案:C。解析:根據(jù)直的斜率分析。
7、在閉合的鐵芯上繞一組線圈,線圈與 24、滑動(dòng)變阻器、電池構(gòu)成閉合電路,如圖所示,假設(shè)線圈產(chǎn)生磁感線全部集中在鐵芯內(nèi)。a、b、c為三個(gè)閉合的金屬圓環(huán),位置如圖。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭左右滑動(dòng)時(shí),環(huán)中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的圓環(huán)是( )
A.a(chǎn)、b、c三環(huán)
B.a(chǎn)、b兩環(huán)
C.b、c兩環(huán)
D.a(chǎn)、c兩環(huán)
7、答案:B.解析:穿過c線圈中的磁通量始終為零。
8、 圖42-B11中EF、GH為平行的金屬導(dǎo)軌,其電阻可不計(jì),R為電阻器,C為電容器,AB為可在EF和GH上滑動(dòng)的導(dǎo)體橫桿.有均勻磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面,方向向紙內(nèi),若用I1和I2分別表示圖中該處導(dǎo)線中的電流,則當(dāng)橫桿AB( )
A.勻速滑動(dòng)時(shí),I1=0,I2=0
25、 B.勻速滑動(dòng)時(shí),I1≠0,I2≠0
C.加速滑動(dòng)時(shí),I1=0,I2=0
D.加速滑動(dòng)時(shí),I1≠0,I2≠0
8、答案D。解析:電容器只有在充電的時(shí)候才有電流流過。
9.如圖4所示,兩根足夠長的固定平行金屬光滑導(dǎo)軌位于同一水平面,導(dǎo)軌上橫放著兩根相同的導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成矩形回路。導(dǎo)體棒的兩端連接著處于壓縮狀態(tài)的兩根輕質(zhì)彈簧,兩棒的中間用細(xì)線綁住,它們的電阻均為R,回路上其余部分的電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌平面內(nèi)兩導(dǎo)軌間有一豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。開始時(shí),導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài),剪斷細(xì)線后,導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中( )
A.回路中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
B.兩根導(dǎo)體棒所受安培力的方向相同
C.兩根 26、導(dǎo)體棒和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,機(jī)械能守恒
D.兩根導(dǎo)體棒和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,機(jī)械能不守恒
9、答案:AB。解析:剪斷細(xì)線后,兩棒在彈簧彈力作用下遠(yuǎn)離,回路中磁通量增大,回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),A正確。兩根導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流方向相反,所受安培力的方向相反,B錯(cuò)誤。兩根導(dǎo)體棒和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)合外力為零,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,但感應(yīng)電流將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,機(jī)械能不守恒,C錯(cuò)誤,D正確。
10.閉合銅環(huán)與閉合金屬框相接觸放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖9所示,當(dāng)銅環(huán)向右移動(dòng)時(shí)(金屬框不動(dòng)),下列說法中正確的是( )
A.銅環(huán)內(nèi)沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,因?yàn)榇磐繘]有發(fā)生變化
B.金屬框 27、內(nèi)沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,因?yàn)榇磐繘]有發(fā)生變化
C.金屬框ab邊中有感應(yīng)電流,因?yàn)榛芈穉bfgea中磁通量增加了
D.銅環(huán)的半圓egf中有感應(yīng)電流,因?yàn)榛芈積gfcde中的磁通量減少
10、答案:CD.解析: 當(dāng)銅環(huán)向右移動(dòng)時(shí), 回路abfgea中磁通量增加了,而回路egfcde中的磁通量減少了.
◇基礎(chǔ)提升訓(xùn)練
1、如圖所示,矩形線框abcd的長和寬分別為2L和L,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,虛線為磁場(chǎng)的邊界。若線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)過60°的過程中,穿過線框的磁通量的變化情況是( )
A.變大 B.變小
C.不變 D.無法判斷
1、答案:C。解析 28、:線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)過60°時(shí)有效面積沒發(fā)生變化。
2.(2008廣東揭陽)關(guān)于感應(yīng)電流,下列說法中不正確的有( )
A.只要穿過閉合電路的磁通量不為零,閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生
B.穿過螺線管的磁通量發(fā)生變化時(shí),螺線管內(nèi)就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生
C.線圈不閉合時(shí),即使穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,線圈中也沒有感應(yīng)電流
D.只要閉合電路在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng),電路中就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生
2.答案:A、B、D。
3.無線電技術(shù)的發(fā)展,極大地方便了人們的生活。在無線電技術(shù)中,常有這樣的要求,即一個(gè)線圈中電流變化時(shí)對(duì)另一個(gè)線圈中的電流影響最小。下列兩個(gè)線圈安裝位置的圖中,最符合該要 29、求的是( )
3、答案:D。解析:當(dāng)兩線圈垂直交錯(cuò)在一起時(shí),其中的任意一個(gè)線圈的電流發(fā)生變化,此時(shí)穿過另一線圈的磁通量為零,因此答案D對(duì)。
4.條形磁鐵豎直放置,閉合圓環(huán)水平放置,條形磁鐵中心線穿過圓環(huán)中心,如圖7所示。若圓環(huán)為彈性環(huán),其形狀由Ⅰ擴(kuò)大為Ⅱ,那么圓環(huán)內(nèi)磁通量變化情況是( )
A.磁通量增大
B.磁通量減小
C.磁通量不變
D.條件不足,無法確定
4、答案:B。
5、如圖所示,PQRS為一正方形導(dǎo)線框,它以恒定的速度向右進(jìn)入以MN為邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直線框平面,MN與線框的邊成45°角,E、F分別是PS和PQ的中點(diǎn)。則下列說法 30、中正確的是( )
A.當(dāng)E點(diǎn)以過邊界MN時(shí),穿過導(dǎo)線框的磁通量的變化率最大
B.當(dāng)P點(diǎn)以過邊界MN時(shí),穿過導(dǎo)線框的磁通量的變化率最大
C.當(dāng)F點(diǎn)以過邊界MN時(shí),穿過導(dǎo)線框的磁通量的變化率大
D.當(dāng)Q點(diǎn)以過邊界MN時(shí),穿過導(dǎo)線框的磁通量的變化率最大
5、答案B。
◇能力提升訓(xùn)練
1.如圖12-1-16所示,a、b、c三個(gè)閉合的線圈放在同一平面內(nèi),當(dāng)a線圈中有電流通過時(shí),它們的磁通量分別為、、,則下列說法正確的是( )
A.<< B.>>
C.<< D.>>
1.答案:B。解析:a線圈相當(dāng)于一條形磁鐵。
2.如圖2所示,閉合線圈上方有一豎直 31、放置的條形磁鐵,磁鐵的N極朝下。當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)(但未插入線圈內(nèi)部)( )
A.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同,磁鐵與線圈相互吸引
B.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同,磁鐵與線圈相互排斥
C.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反,磁鐵與線圈相互吸引
D.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反,磁鐵與線圈相互排斥
2、答案:D。解析:當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí),在線圈中產(chǎn)生增大的磁通量,且原磁場(chǎng)方向向下。依據(jù)楞次定律線圈中感應(yīng)電流的磁通量阻礙此磁通量的變化,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向應(yīng)向上,依安培定則,線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反。又依楞次定律感應(yīng)電流所受安培力阻礙相對(duì)運(yùn) 32、動(dòng),故磁鐵與線圈相互排斥阻礙靠近。選項(xiàng)D正確。
3.(2007山東聊城)如圖12-1-17甲,水平面上的平行導(dǎo)軌MN、PQ上放著兩根導(dǎo)體棒ab、cd ,兩棒間用絕緣絲線的系?。_始時(shí)勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向里,2,4,6
磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化如圖12-1-17乙所示.I和FT分別表示流過導(dǎo)體棒的電流和絲線的拉力(不考慮感應(yīng)電流磁場(chǎng)的影響),則在t0時(shí)刻( )
A.I=0,F(xiàn)T=0 B.I=0,F(xiàn)T≠0 C.I≠0,F(xiàn)T=0 D.I≠0,F(xiàn)T≠0
3.答案:C。解析:磁感應(yīng)強(qiáng)度變化故有感應(yīng)電流,但此該磁感應(yīng)強(qiáng)度為零則電流不受力。
4、一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向水平向右,一面積為S 33、的矩形線圈abcd如圖12-1-3所示放置,平面abcd與豎直方向成θ角。將abcd繞ad軸轉(zhuǎn)180°角,則穿過線圈平面的磁通量的變化量為( )
A.0 B.2BS
C.2BScosθ D.2BSSinθ
4.答案:C。解析:Δφ=BS[|cos(π-θ)|- (-cosθ)]=2 BScosθ
5.德國《世界報(bào)》曾報(bào)道個(gè)別西方國家正在研制電磁脈沖武器即電磁炸彈,若一枚原始脈沖功率10千兆瓦,頻率5千兆赫的電磁炸彈在不到100m的高空爆炸,它將使方圓400~500m2的范圍內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到每米數(shù)千伏,使得電網(wǎng)設(shè)備、通信設(shè)施和計(jì)算機(jī)中的硬盤與軟盤均遭到 34、破壞。電磁炸彈有如此破壞力的主要原因是( )
A.電磁脈沖引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象 B.電磁脈沖產(chǎn)生的動(dòng)能
C.電磁脈沖產(chǎn)生的高溫 D.電磁脈沖產(chǎn)生的強(qiáng)光
5、A.[點(diǎn)撥:電場(chǎng)的變化產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),使周圍的閉合回路產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而達(dá)到破壞電網(wǎng)設(shè)備、通信設(shè)施和計(jì)算機(jī)中的硬盤與軟盤]
6、如圖,銅質(zhì)金屬環(huán)從條形磁鐵的正上方由靜止開始下落,在下落過程中,下列判斷中正確的是( )
A.金屬環(huán)在下落過程中的機(jī)械能守恒
B.金屬環(huán)在下落過程動(dòng)能的增加量小于其重力勢(shì)能的減少量
C.金屬環(huán)的機(jī)械能先減小后增大
D.磁鐵對(duì)桌面的壓力始終大于其自身的重力.
6、答案:B.解析:線圈下 35、落過程中由于安培力做功,將一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,因此B對(duì)A、C錯(cuò);金屬環(huán)在接近磁鐵的過程中穿過銅環(huán)的磁通量先增加,金屬環(huán)穿過磁鐵的過程中穿過銅環(huán)的磁通量再減小,由楞次定律可知,答案D錯(cuò)。
7.(2007肇慶一模)如圖所示,在水平面上有一固定的U形金屬框架,框架上置有一金屬桿ab,在垂直于紙面方向有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),下面情況有可能發(fā)生的是( )
A.若磁場(chǎng)方向垂直于紙面方向向外,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí),桿ab將向右移動(dòng)
B.若磁場(chǎng)方向垂直于紙面方向向外,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí),桿ab將向右移動(dòng)
C.若磁場(chǎng)方向垂直于紙面方向向里,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí),桿ab將向右移動(dòng)
D.若磁場(chǎng)方向垂直于紙面方 36、向向里,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí),桿ab將向右移動(dòng)
7.答案:B、D.解析:ab棒可通過運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致面積的變化以阻礙磁通量變化。
圖42-B12
8.有兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,而且處于如圖42-B12所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,在導(dǎo)軌頂端附近,上下橫跨并與導(dǎo)軌緊密接觸著a、b兩條相同導(dǎo)體棒,電阻均為R.不計(jì)導(dǎo)軌電阻,以下結(jié)論正確的是( )
A.若同時(shí)從靜止釋放a、b棒,a、b均做自由落體運(yùn)動(dòng)
B.若同時(shí)從靜止釋放a、b棒,a、b均做勻速運(yùn)動(dòng)
C.若只放開b棒,b先做加速運(yùn)動(dòng),后做減速運(yùn)動(dòng)
D.若只放開b棒,b先做加速運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng)
8、答案 37、:AD,解析:同時(shí)從靜止釋放a、b棒,它們?cè)谌魏螘r(shí)刻產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相同,且反接,因此回路中沒感應(yīng)電流,a、b均做自由落體運(yùn)動(dòng),則A對(duì);若只放開b棒,則b棒在安培力與重力的作用下b先做加速運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng),則D對(duì)。
9、 如圖12-1-4所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,其方向與水平面的夾角為300,圖中實(shí)線位置有一面積為S的矩形線圈處于磁場(chǎng)中,并繞著它的一條邊從水平位置Ⅰ轉(zhuǎn)到豎直位置Ⅱ(如圖中虛線位置)則此過程中磁通量的改變量為( )
A. B.BS C. D.2BS
9、答案:C解析:當(dāng)線圈處于位置Ⅰ時(shí),磁感線的豎直分量由下向上穿過線圈平面,設(shè)為正.則當(dāng)結(jié)線圈轉(zhuǎn)至位置Ⅱ時(shí),磁感線的水平分量相當(dāng)于位置Ⅰ時(shí)的“由上向下”(因?yàn)榇藭r(shí)的上表面已變成了右側(cè)面)穿過線圈.故,,則,]
考點(diǎn)整合答案:
考點(diǎn)一:1、垂直 ,乘積 ,韋伯(Wb),BS , BScosθ; 2、|φ2-φ1| ,BΔS, SΔB, BS(cosθ2- cosθ1); 3、單位,快慢
考點(diǎn)二1、電磁感應(yīng),感應(yīng)電流;2、閉合,發(fā)生變化,任一;3、閉合,不閉合,電源。
考點(diǎn)三:1、垂直,平面,垂直,運(yùn)動(dòng),感應(yīng)電流;
2、(1)阻礙,磁通量,阻礙,阻止;2)增反減同,相反,相同,拒,留,零,電,內(nèi)
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