启东中学高三电磁感应题

电磁感应一、本章知识结构电磁感应电磁感应现象产生条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。感应电流方向的判定：楞次定律（右手定则）感应电动势电磁感应的本质是产生感应电动势：⑴若电路闭合，则电路中同时产生感应电流⑵若电路不闭合，则只存在感应电动势而不存在感应电流法拉第电磁感应定律:E=t1.公式求到的是平均感应电动势;2.若线圈有n匝,则E=nt;3.因为产生有S变和B变两种情况,故有:E=StB+BtS;4.对导线切割磁感线情况有E=BLv条件：v⊥B和v⊥L；若公式中的v是瞬时速度，则公式求到的是瞬时电动势由于通过导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象.⑴E自=ntILtL:线圈的自感系数.a.单位b.决定因素⑵自感电动势阻碍导体(线圈)中电流的变化(“增反减同”)自感现象二、高考热点分析电磁感应是高考的重点章节.楞次定律和法拉第电磁感应定律是每年必考的热点.甚至在1份高考试卷中出现多个这部分的试题.特别是与动力学、磁场及电路相综合的大型试题，在近年的高考试卷中频频出现。因而在复习中必须予以高度重视，在彻底理解有关概念和规律的基础上，有意识地加强此类综合题训练的力度，力争达到对各种题型的求解方法都心中有数。（一）高考知识热点1.电磁感应条件,楞次定律,右手定则.2.法拉第电磁感应定律.3.自感现象（二）高考能力热点1.熟练运用右手定则、楞次定律灵活解决各类感应电动势、感应电流的方向问题.2.电磁感应中的能量转化及动态变化分析.三、学习方法指导1.本章的重点可概括为一个条件（电磁感应产生的条件）和二个定律（楞次定律、法拉第电磁感应定律）。难点表现在两个方面：一是正确理解楞次定律中“阻碍”的含义；二是灵活运用动力学观点和能的转化与守恒的观点解决电磁感应问题。2.应正确理解楞次定律中“阻碍”的含义“阻碍”既不是“阻止”也不是“削弱”，应理解为是反抗磁通量的变化，即当磁通量增加时是反抗其增加但又不能阻止总磁通量的增加；当磁通量减少时是反抗其减少但又不能阻止总磁通量的减少，因此其作用的实质是延缓了磁通量的变化。3.关于法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律的表达式为E=nt.当由于面积变化而引起感应电动势,E=nBtS;当由于磁场变化而引起感应电动势,E=nStB;当由于线圈自身电流变化而引起感应电动势,E自=tIL;当由于感应电场作用,使电荷定向运动形成电流,在Δt时间内迁移的电量q=RtRE4.电磁感应过程的实质是能量的转化⑴通过克服磁场力做功，把机械能转化为电能。即：W安=E电。⑵楞次定律是能量守恒在电磁感应中的表现形式,电磁感应现象中的所谓“增反减同”、“来拒去留”都是能量守恒的必然结果。5.电磁感应现象中的运动导体在达到稳定之前,由于其受到的磁场力、合外力的变化，导致加速度、速度发生变化，反过来又引起感应电流、磁场力及合外力的变化，最终可使导体达到稳定状态。这种动态分析的关键是综合运用动力学与运动学的相关规律进行缜密的逻辑推理,一般对其中导体运动情况分析时用动力学方法,对变加速过程处理时采用能量守恒求解.四、典型例题分析例1、一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点处于平衡状态，现将该圆环向右拉离平衡位置并从静止开始释放，如图所示，金属圆环在摆动过程中经过有左、右边界的沿水平方向的匀强磁场区域(图中A、B为该匀强磁场的左右竖直边界)．若空气阻力和其他摩擦均可忽略，则(C)A．圆环向左穿过磁场后，还能摆至原来的高度B．圆环最终将静止在平衡位置C．在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流D、在进入和离开磁场时，圆环中感应电流的方向一致例2、如图所示，相距为d的两水平线L1和L2分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为B，正方形线框abcd边长为L(Ld)、质量为m，将线框在磁场上方高h处由静止开始释放，当ab边进入磁场时速度为v0，cd边刚穿出磁场时速度也为v0，从ab边刚进入磁场cd边刚穿出磁场的整个过程中()A．线框一直都有感应电流B．线框有一个阶段的加速度为gC．线框产生的热量为mg(d+h+L)D．线框作过减速运动例3、在圆形线圈中开口处接二平行金属板，如图所示.电子未碰板．线圈的一部分置于周期性变化的磁场中，磁场向内时为B的正方向，那么平行板中电子的加速度方向在同一周期内的变化是(A)A．向上，向下，向下，向上B．向下，向上，向下，向上C．向上，向下，向上，向下D．向下，向上，向上，向下例4、如图所示，铁心上绕有A、B两线圈，A的两端接一平行导轨，导轨间有一匀强磁场垂直于纸面向里，导轨电阻不计，导体棒ab搁在导轨上，要使灵敏电流计内有从c到d的电流通过，则导体棒ab在导轨上应作(AD)A．向左的减速运动B．向右的匀速运动C．向左的加速运动D．向右的加速运动例5、如图所示，回路竖直放在匀强磁场中，磁场的方向垂直于回路平面向外，导线AC可贴竖直导轨下滑。设回路的总电阻定为R，当导线AC从静止开始下落后，下面有关回路中能量转化的叙述中正确的是（CD）A．导线下落过程中机械能守恒B．导丝加速下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为电阻上产生的热能C．导线加速下落过程中，导线减少的重力势能转化为导线增加的动能和回路中增加的内能D．导线达到稳定速度后的下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为回路中增加的内能例6、如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一矩形线圈以一定的初速度进入匀强磁场区域，线圈全部进入匀强磁场区域时，其动能恰好等于它在磁场外面时的一半，设磁场区域宽度大于线圈宽度，则（C）A．线圈恰好在完全离开磁场时停下B．线圈在未完全离开磁场时即已停下C．线圈能通过场区不会停下D．线圈在磁场中某个位置停下例7、如图所示，U形线框abcd处于磁场之中，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里，长度为L的直导线MN中间串有一电压表，跨接在cd与ab上，且与ab垂直，它们之间的接触是完全光滑的，R为电阻，C为电容器．现令MN以速度v0向右运动，用U表示电压表的读数，q表示电容器所带的电量，c表示电容器的电容，F表示对MN的拉力，因电压表的体积很小，其中线圈切割磁力线对MN间电压的影响可忽略，则(C)A．RLBvFBLvU2200,B．U=v0BL，F=0C．U=0，F=0D．RLBvFcqU220,/例8、如图所示电路，L是自感系数较大的线圈，在滑动变阻器的滑动片P从B端迅速滑向A端的过程中，经过AB中点C时通过线圈的电流为I1；P从A端迅速滑向B端的过程中，经过C点时通过线圈的电流为I2；P固定在C点不动，达到稳定时通过线圈的电流为I0。则（B）A.021IIIB.201IIIC.021IIID.201III例9、如图，用一根电阻为2R的金属条做成一个圆环，另有一根长2L，电阻为R的金属细杆与圆环焊接，金属细杆的长度恰好是圆环的直径，圆环可绕通过其圆心O的水平轴无摩擦地旋转，轴与金属细杆绝缘，圆环的上半部处在磁感应强度为B的匀强磁场中，圆环边缘绕有足够长的细线，细线的下端系一质量为m的砝码．稳定后试求：(1)圆环转动的角速度；(2)通过金属细杆的电流强度；(3)圆环旋转一周环上所获得的电能．例10、两条水平导轨AC、AD组成角度α，导体以恒定速度v沿导轨运动(如图所示)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面，已知导体每单位长度的电阻为r，两条导轨电阻不计，EF⊥AC，AC=d．求：(1)当运动到离A点x距离时，电路中电功率P(2)当从A点运动到C点，这段运动中电路中释放的总热能W．答案：1、C2、BD3、A4、AD5、CD6、C7、C8、B9、(1)32226,2322LBmgRRLLLBmgL(2)BLmgILBILmgL2,2(3)E总=mg2πL，E环=31E总=Lmg3210、(1)E=BLvL=x·tanαI=E/RR=r·LP=I2R=B2Lv2/r=B2v2xtanα/r(2)∵x=vt∴P=B2v3tanαt/r由于Pt，电功率随t均匀增加，功的计算可以用功率的平均值与时间的乘积来计算tPW2/)0(PPt=d/vrUdBptWtan2122