2022年电磁感应现象的两类情况学案 .pdf

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1、学而不思则惘，思而不学则殆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

2、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 方向磁场在迅速增强C沿 BA 方向磁场

3、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小球所受的磁场力一定不断增大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向如图4 甲所示，当磁场的磁感应强度B 随时间t 发

4、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D动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页学而不思则惘，思而不学则殆一、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 m0.1 kg的金属棒

5、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B0.2 T，磁场宽度l3 m，一正方形金属框边长ad l 1 m，

6、每边的电阻r0.2 ，金属框以v10 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it 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) 二、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 W1W2_.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yx2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界

7、是ya 的直线 (图中的虚线所示)，一个质量为m 的小金属块从抛物线yb(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( ) AmgbB.12mv2Cmg(ba) Dmg(ba)12mv2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页学而不思则惘，思而不学则殆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

8、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 AB 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）

9、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

10、= 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 ) A fL2B，且 a 点电势低于b 点电势B 2 fL2B，且 a 点电势低于b 点电势C fL2B，且 a 点电势高于b 点电势D 2 fL2B，且 a 点电势高于b点电势精选学习资料 - -

11、 - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页学而不思则惘，思而不学则殆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54.5 10T。一灵敏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）A河北岸的电势较高B河南岸的电势较高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

12、对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中， 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 ）A.从 X 到 O，电流由E 经 G 流向 F，先增大再减小B.从 X 到 O，电流由F 经 G 流向 E，先减小再增大C.从 O 到 Y，电流由F 经 G 流向 E，先减小再增大D.从 O 到 Y，电流由E 经 G 流向 F，先增大再减小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 )，第一次速度为v1，第二次速度为v2，且 v22v1，则两情况下拉力的功之比W1W2_，拉力的功率之比P1P2_，线圈中产生的焦耳热之比Q1Q2 _. 10、如图所示，空间有一个方向水平的有

13、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，导线框平面与磁场方向垂直。则在进入时导线框不可能（D）A、变加速下落B、变减速下落C、匀速下落D、匀加速下落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agB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 与导轨垂直接触

14、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 杆在平行于水平精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页学而不思则惘，思而不学则殆导轨的拉力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）Aab 杆所受拉力F 的大小为 mg2212B L VRBcd 杆所受摩擦力为零C. 回路中的电流强度为12()2BL VVRD与大小的关系为 2212RmgB L V1306

15、 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E 表示回路中的感应电动势， 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DiE14（ 08 山东卷） 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

16、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ab C金属棒的速度为v 时所受的安培力大小为22B L vFRD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R1和 R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为 ，导体棒

17、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 ）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页学而不思则惘，思而不学则殆（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（Fmgcos ）v16（ 2011 全国卷 1） 如图，两根足够长的金属导轨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

18、面垂直。现将一质量为m 、电阻可以忽略的金属棒MN从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。B a b R1R2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页