電磁感應(yīng)_知識點總結(jié)

1、. .PAGE31 / NUMPAGES31第16章:電磁感應(yīng) 一、知識網(wǎng)絡(luò)閉合電路中磁通量發(fā)生變化時產(chǎn)生感應(yīng)電流 當(dāng)磁場為勻強磁場，并且線圈平面垂直磁場時磁通量：=BS 如果該面積與磁場夾角為，則其投影面積為Ssin，則磁通量為=BSsin。磁通量的單位： 韋伯，符號：Wb感應(yīng)現(xiàn)象：閉合電路中的部分導(dǎo)體在做切割磁感線運動閉合電路的磁通量發(fā)生變產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法右手定則，楞次定律感應(yīng)電流方向的判定電磁感應(yīng)E=BLsin感應(yīng)電動勢的大小實驗：通電、斷電自感實驗大?。悍较颍嚎偸亲璧K原電流的變化方向自感電動勢自感燈管鎮(zhèn)流器啟動器日光燈構(gòu)造應(yīng)用日光燈工作原理：自感現(xiàn)象定義：機械能是指動能和勢能的總和。

2、轉(zhuǎn)化：動能和勢能之間相互轉(zhuǎn)化。機械能守恒：無阻力，動能和勢能之間總量不變。機械能與其轉(zhuǎn)化二、重、難點知識歸納1. 法拉第電磁感應(yīng)定律（1）.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。以上表述是充分必要條件。不論什么情況，只要滿足電路閉合和磁通量發(fā)生變化這兩個條件，就必然產(chǎn)生感應(yīng)電流；反之，只要產(chǎn)生了感應(yīng)電流，那么電路一定是閉合的，穿過該電路的磁通量也一定發(fā)生了變化。當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線的運動時，電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生。這個表述是充分條件，不是必要的。在導(dǎo)體做切割磁感線運動時用它判定比較方便。（2）.感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的條件：穿過電路的磁通量發(fā)生變化。這里不要求閉合。無論

3、電路閉合與否，只要磁通量變化了，就一定有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生。這好比一個電源：不論外電路是否閉合，電動勢總是存在的。但只有當(dāng)外電路閉合時，電路中才會有電流。（3）. 引起某一回路磁通量變化的原因a磁感強度的變化b線圈面積的變化c線圈平面的法線方向與磁場方向夾角的變化（4）. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能的轉(zhuǎn)化感應(yīng)電流做功，消耗了電能。消耗的電能是從其它形式的能轉(zhuǎn)化而來的。在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移中能的總量是保持不變的。(5). 法拉第電磁感應(yīng)定律：a決定感應(yīng)電動勢大小因素：穿過這個閉合電路中的磁通量的變化快慢b注意區(qū)分磁通量中，磁通量的變化量，磁通量的變化率的不同磁通量，磁通量的變化量，c定律容：感應(yīng)電動勢大小決定于磁通量

4、的變化率的大小，與穿過這一電路磁通量的變化率成正比。（6）在勻強磁場中，磁通量的變化=t-o有多種形式，主要有：S、不變，B改變，這時=BSsinB、不變，S改變，這時=SBsinB、S不變，改變，這時=BS(sin2-sin1)abcacbMNS在非勻強磁場中，磁通量變化比較復(fù)雜。有幾種情況需要特別注意：abc圖16-1如圖16-1所示，矩形線圈沿abc在條形磁鐵附近移動，穿過上邊線圈的磁通量由方向向上減小到零，再變?yōu)榉较蛳蛳略龃?；右邊線圈的磁通量由方向向下減小到零，再變?yōu)榉较蛳蛏显龃?。圖16-2如圖16-2所示，環(huán)形導(dǎo)線a中有順時針方向的電流，a環(huán)外有兩個同心導(dǎo)線圈b、c，與環(huán)形導(dǎo)線a在同

5、一平面。當(dāng)a中的電流增大時，b、c線圈所圍面積的磁通量有向里的也有向外的，但向里的更多，所以總磁通量向里，a中的電流增大時，總磁通量也向里增大。由于穿過b線圈向外的磁通量比穿過c線圈的少，所以穿過b線圈的磁通量更大，變化也更大。圖16-3bc如圖16-3所示，虛線圓a有垂直于紙面向里的勻強磁場，虛線圓a外是無磁場空間。環(huán)外有兩個同心導(dǎo)線圈b、c，與虛線圓a在同一平面。當(dāng)虛線圓a中的磁通量增大時，與的情況不同，b、c線圈所圍面積都只有向里的磁通量，且大小一樣。因此穿過它們的磁通量和磁通量變化都始終是一樣的。（7）感應(yīng)電動勢大小的計算式：注：a、若閉合電路是一個匝的線圈，線圈中的總電動勢可看作是一

6、個線圈感應(yīng)電動勢的n倍。E是時間的平均感應(yīng)電動勢（6）幾種題型線圈面積S不變，磁感應(yīng)強度均勻變化：磁感強度不變，線圈面積均勻變化：B、S均不變，線圈繞過線圈平面的某一軸轉(zhuǎn)動時，計算式為：2. 導(dǎo)體切割磁感線時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢大小的計算式(1). 公式：（2）. 題型：a若導(dǎo)體變速切割磁感線，公式中的電動勢是該時刻的瞬時感應(yīng)電動勢。b若導(dǎo)體不是垂直切割磁感線運動，v與B有一夾角，如右圖16-4：圖16-4c若導(dǎo)體在磁場中繞著導(dǎo)體上的某一點轉(zhuǎn)動時，導(dǎo)體上各點的線速度不同，不能用計算，而應(yīng)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律變成“感應(yīng)電動勢大小等于直線導(dǎo)體在單位時間切割磁感線的條數(shù)”來計算，如下圖16-5：從圖示位

7、置開始計時，經(jīng)過時間，導(dǎo)體位置由oa轉(zhuǎn)到oa1，轉(zhuǎn)過的角度，則導(dǎo)體掃過的面積切割的磁感線條數(shù)（即磁通量的變化量）圖16-5單位時間切割的磁感線條數(shù)為：，單位時間切割的磁感線條數(shù)（即為磁通量的變化率）等于感應(yīng)電動勢的大?。杭矗河嬎銜r各量單位：o avd.轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢圖16-6轉(zhuǎn)動軸與磁感線平行。如圖16-6，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向垂直于紙面向外，長L的金屬棒oa以o為軸在該平面以角速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動。求金屬棒中的感應(yīng)電動勢。在應(yīng)用感應(yīng)電動勢的公式時，必須注意其中的速度v應(yīng)該指導(dǎo)線上各點的平均速度，在本題中應(yīng)該是金屬棒中點的速度，因此有。線圈的轉(zhuǎn)動軸與磁感線垂直。如圖，矩形線圈的長、

8、寬分別為L1、L2，所圍面積為S，向右的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，線圈繞圖16-7示的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動。線圈的ab、cd兩邊切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相加可得E=BS。如果線圈由n匝導(dǎo)線繞制而成，則E=nBS。從圖16-8示位置開始計時，則感應(yīng)電動勢的瞬時值為e=nBScost。該結(jié)論與線圈的形狀和轉(zhuǎn)動軸的具體位置無關(guān)（但是軸必須與B垂直）。a db cL1L2B實際上，這就是交流發(fā)電機發(fā)出的交流電的瞬時電動勢公式。圖16-73. 楞次定律yoxBab(1)、楞次定律: 感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。(2)、楞次定律的應(yīng)用對阻礙的理解：（1）順

9、口溜“你增我反，你減我同”（2）順口溜“你退我進(jìn)，你進(jìn)我退”即阻礙相對運動的意思。圖16-8楞次定律解決的是感應(yīng)電流的方向問題。它關(guān)系到兩個磁場：感應(yīng)電流的磁場（新產(chǎn)生的磁場）和引起感應(yīng)電流的磁場（原來就有的磁場）?！澳阍鑫曳础钡囊馑际侨绻磐吭黾?，則感應(yīng)電流的磁場方向與原來的磁場方向相反。“你減我同”的意思是如果磁通量減小，則感應(yīng)電流的磁場方向與原來的磁場方向一樣。在應(yīng)用楞次定律時一定要注意：“阻礙”不等于“反向”；“阻礙”不是“阻止”。a從“阻礙磁通量變化”的角度來看，無論什么原因，只要使穿過電路的磁通量發(fā)生了變化，就一定有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生。 b從“阻礙相對運動”的角度來看，楞次定律的這個

10、結(jié)論可以用能量守恒來解釋：既然有感應(yīng)電流產(chǎn)生，就有其它能轉(zhuǎn)化為電能。又由于感應(yīng)電流是由相對運動引起的，所以只能是機械能轉(zhuǎn)化為電能，因此機械能減少。磁場力對物體做負(fù)功，是阻力，表現(xiàn)出的現(xiàn)象就是“阻礙”相對運動。c從“阻礙自身電流變化”的角度來看，就是自感現(xiàn)象。自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的自感電動勢總是阻礙自身電流的變化。(3)、應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流的方向的步驟：a、判定穿過閉合電路的原磁場的方向.b、判定穿過閉合電路的磁通量的變化.c、根據(jù)楞次定律判定感應(yīng)電流的磁場方向.d、利用右手螺旋定則判定感應(yīng)電流的方向.4、自感現(xiàn)象（1）自感現(xiàn)象是指由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。由于線圈（導(dǎo)體）

11、本身電流的變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢叫自感電動勢。自感電動勢總量阻礙線圈（導(dǎo)體）中原電流的變化。（2）自感系數(shù)簡稱自感或電感, 它是反映線圈特性的物理量。線圈越長, 單位長度上的匝數(shù)越多, 截面積越大, 它的自感系數(shù)就越大。另外, 有鐵心的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵心時要大得多。自感現(xiàn)象分通電自感和斷電自感兩種。（3）、自感電動勢的大小跟電流變化率成正比。L是線圈的自感系數(shù)，是線圈自身性質(zhì)，線圈越長，單位長度上的匝數(shù)越多，截面積越大，有鐵芯則線圈的自感系數(shù)L越大。單位是亨利（H）。如是線圈的電流每秒鐘變化1A，在線圈可以產(chǎn)生1V 的自感電動勢，則線圈的自感系數(shù)為

12、1H。還有毫亨（mH），微亨（H）。5、日光燈日光燈由燈管、啟動器和鎮(zhèn)流器組成；啟動器起了把電路自動接通或斷開的作用；鎮(zhèn)流器利用自感現(xiàn)象起了限流降壓的作用。三、典型例題例1、下列說確的是（ ）只要導(dǎo)體相對磁場運動，導(dǎo)體中就一定會有感應(yīng)電流產(chǎn)生只要閉合電路在磁場中做切割磁感線運動以，就一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流只要穿過閉合回路的磁通量不為零就一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，就一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流解析：產(chǎn)生感應(yīng)電流有兩個條件：一是電路要閉合，二是閉合電路的磁通量要發(fā)生變化。對于A，如果導(dǎo)體沒有構(gòu)成回路，就不會產(chǎn)生電流。對于B如果閉合電路在勻強磁場中，磁通量沒有發(fā)生改變，也不會有電流產(chǎn)生。

13、對于C，如果磁通量沒有發(fā)生變化 ，回路中就沒有電流。答案：D點撥：此題是一個基礎(chǔ)記憶題?？疾榈氖菍τ诋a(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的記憶。小試身手1.1、下述用電器中，利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是（ ）A、直流電動機 B、變壓器 C、日光燈鎮(zhèn)流器 D、磁電式電流表1.2、如圖16-9所示，a、b是平行金屬導(dǎo)軌，勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面，c、d是分別串有電壓表和電流表金屬棒，它們與導(dǎo)軌接觸良好，當(dāng)c、d以一樣速度向右運動時，下列正確的是（ ）A.兩表均有讀數(shù) B.兩表均無讀數(shù)C.電流表有讀數(shù)，電壓表無讀數(shù)圖16-9D.電流表無讀數(shù)，電壓表有讀數(shù)1.3、1、下列關(guān)于磁通量的說法中正確的有：（ ）A、磁通量不僅有大小還有

14、方向，所以磁通量是矢量；B、在勻強磁場中，a線圈的面積比線圈b的面積大，則穿過a線圈的磁通量一定比穿過b線圈的大；C、磁通量大磁感應(yīng)強度不一定大；D、把某線圈放在磁場中的M、N兩點，若放在M處的磁通量較在N處的大，則M處的磁感強度一定比N大。例2、如圖16-10所示，有兩個同心導(dǎo)體圓環(huán)。環(huán)有順時針方向的電流，外環(huán)中原來無電流。當(dāng)環(huán)中電流逐漸增大時，外環(huán)中有無感應(yīng)電流？方向如何？圖16-10解析，由于磁感線是閉合曲線，環(huán)部向里的磁感線條數(shù)和環(huán)外部向外的所有磁感線條數(shù)相等，所以外環(huán)所圍面積（這里指包括環(huán)圓面積在的總面積，而不只是環(huán)形區(qū)域的面積）的總磁通向里、增大，所以外環(huán)中感應(yīng)電流磁場的方向為向外

15、，由安培定則，外環(huán)中感應(yīng)電流方向為逆時針。點撥：此題是一個理解題。考查的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中磁通量變化的理解。小試身手300B2.1、如圖16-11所示，有一閉合線圈放在勻強磁場中，線圈軸線和磁場方向成300角，磁場磁感應(yīng)強度隨時間均勻變化.若所用導(dǎo)線規(guī)格不變，用下述方法中哪一種可使線圈中感應(yīng)電流增加一倍？（ ）圖16-11A線圈匝數(shù)增加一倍B線圈面積增加一倍C線圈半徑增加一倍D改變線圈的軸線方向vabdc2.2、一矩形線圈在勻強磁場中向右作加速運動，如圖16-12所示，下列說確的是（ ）A線圈中無感應(yīng)電流，有感應(yīng)電動勢圖16-12B線圈中有感應(yīng)電流，也有感應(yīng)電動勢C線圈中無感應(yīng)電流，無感應(yīng)電動勢

16、Da、b、c、d各點電勢的關(guān)系是：UaUb，UcUd，UaUd例3、甲、乙兩個完全一樣的帶電粒子，以一樣的動能在勻強磁場中運動甲從B1區(qū)域運動到B2區(qū)域，且B2B1；乙在勻強磁場中做勻速圓周運動，且在t時間，該磁場的磁感應(yīng)強度從B1增大為B2，如圖16-13所示則當(dāng)磁場為B2時，甲、乙二粒子動能的變化情況為 （ ）A都保持不變B甲不變，乙增大圖16-13C甲不變，乙減小D甲增大，乙不變E甲減小，乙不變解析：由于本題所提供的兩種情境，都是B2B1，研究的也是同一種粒子的運動對此，可能有人根據(jù)“洛侖茲力”不做功，而斷定答案“A”正確其實，正確答案應(yīng)該是“B”這是因為：甲粒子從B1區(qū)域進(jìn)入B2區(qū)域，

17、唯一變化的是，根據(jù)f=qvB，粒子受到的洛侖茲力發(fā)生了變化由于洛侖茲力不做功，故v大小不變，因而由R=mv/Bq，知其回轉(zhuǎn)半徑發(fā)生了變化，其動能不會發(fā)生變化乙粒子則不然，由于磁場從B1變化到B2，根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，變化的磁場將產(chǎn)生電場，結(jié)合楞次定律可知，電場力方向與粒子運動方向一致，電場力對運動電荷做正功，因而乙粒子的動能將增大點撥：此題是一個理解題，考查對電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化的一個理解。小試身手3.1、如圖16-14所示，矩形線圈abcd質(zhì)量為m，寬為d，在豎直平面由靜止自由下落。其下方有如圖方向的勻強磁場，磁場上、下邊界水平，寬度也為d，線圈ab邊剛進(jìn)入磁場就開始做勻速運動，那么在

18、線圈穿越磁場的全過程，產(chǎn)生了多少電熱？a bd c圖16-143.2、如圖16-15所示，水平面上固定有平行導(dǎo)軌，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向豎直向下。同種合金做的導(dǎo)體棒ab、cd橫截面積之比為21，長度和導(dǎo)軌的寬均為L，ab的質(zhì)量為m ,電阻為r，開始時ab、cd都垂直于導(dǎo)軌靜止，不計摩擦。給ab一個向右的瞬時沖量I，在以后的運動中，cd的最大速度vm、最大加速度am、產(chǎn)生的電熱各是多少？Ba db c圖16-15例4、如圖16-16所示，線圈平面與水平方向成角，磁感線豎直向下，設(shè)磁感強度為B，線圈面積為S，則穿過線圈的磁通量為多大？解析：此題的線圈平面abcd與磁感強度B方向不垂直，不能直

19、接用= BS計算。處理時可以用以下兩種之一：圖16-16（1）把S投影到與B垂直的方向即水平方向（如圖中的abcd），所以S投 = Scos，故= BScos ；（2）把B分解為平行于線圈平面的分量和垂直于線圈平面分量，顯然平行方向的磁場并不穿過線圈，且B垂直= Bcos ， 故= BScos 。點撥：此題為一個簡單計算題?？疾閷Υ磐坑嬎愎降挠洃?。在計算的過程中應(yīng)當(dāng)注意公式的應(yīng)用。小試身手4.1兩圓環(huán)a、b同心同平面放置，且半徑Ra Rb ，將一條形磁鐵置于兩環(huán)的軸線上，設(shè)通過a、b圓環(huán)所包圍的面積的磁通量分別是、 ，則：（ ）A、= ； B、 ； C、 ； D、無法確定與的大小關(guān)系。圖1

20、6-174.2、如圖16-17所示，線圈有理想邊界的磁場，當(dāng)磁場均勻增加時，有一帶電微粒靜止于平行板(兩板水平放置)電容器中間，則此粒子帶_電，若線圈的匝數(shù)為n，平行板電容器的板間距離為d，粒子的質(zhì)量為m，帶電量為q，則磁感強度的變化率為_(設(shè)線圈的面積為S)例5、如圖16-18，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在一水平面上,兩導(dǎo)軌間距L =0.2m，電阻R 0.4，電容C2 mF，導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m =0.1kg、電阻r =0.1的金屬桿CD，導(dǎo)軌電阻可忽略不計，整個裝置處于方向豎直向上B =0.5T的勻強磁場中。現(xiàn)用一垂直金屬桿CD的外力F沿水平方向拉桿，使之由靜止開始向右運動。求：

21、圖16-18若開關(guān)S閉合,力F 恒為0.5N, CD運動的最大速度；若開關(guān)S閉合，使CD以問中的最大速度勻速運動，現(xiàn)使其突然停止并保持靜止不動，當(dāng)CD停止下來后，通過導(dǎo)體棒CD的總電量；若開關(guān)S斷開，在力F作用下，CD由靜止開始作加速度a =5m/s2的勻加速直線運動，請寫出電壓表的讀數(shù)U隨時間t變化的表達(dá)式。解析：CD以最大速度運動時是勻速直線運動：即F=BIL，又,得。vm=25m/s (2)CD以25m/s的速度勻速運動時，電容器上的電壓為UC，則有：電容器下極板帶正電,電容器帶電：Q = CU = 410-3C.CD停下來后,電容通過MP、CD放電,通過CD的電量：(3) 電壓表的示數(shù)

22、為： 因為金屬桿CD作初速為零的勻加運動，所以：v=at代入數(shù)字得 U=0.4t即電壓表的示數(shù)U隨時間t 均勻增加點撥： 此題是一個綜合計算題,考查的是對安培力的計算和理解。小試身手圖16-195.1、如圖16-19所示，虛線框是磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，導(dǎo)線框的三條豎直邊的電阻均為r，長均為L，兩橫邊電阻不計，線框平面與磁場方向垂直。當(dāng)導(dǎo)線框以恒定速度v水平向右運動，ab邊進(jìn)入磁場時，ab兩端的電勢差為U1，當(dāng)cd邊進(jìn)入磁場時，ab兩端的電勢差為U2，則 （ ） AU1=BLvBU1=BLvCU2=BLvDU2=BLv5.2、如圖16-20所示，P、Q為水平面平行放置的光滑金屬長直導(dǎo)軌，間距

23、為L1，處在豎直向下、磁感應(yīng)強度大小為B1的勻強磁場中。一導(dǎo)體桿ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上，在外力作用下向左做勻速直線運動。質(zhì)量為m、每邊電阻均為r、邊長為L2的正方形金屬框abcd置于豎直平面，兩頂點a、b通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，磁感應(yīng)強度大小為B2的勻強磁場垂直金屬框向里，金屬框恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。不計其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對a、b點的作用力。 (1)通過ab邊的電流Iab是多大? (2)導(dǎo)體桿ef的運動速度v是多大?圖16-20例6、1、如圖16-21所示，當(dāng)磁鐵運動時，流過電阻的電流是由A經(jīng)R到B，則磁鐵可能是：A、向下運動；B、向下運動；圖16-21C、向左平移；D、以上都不可能。解析：分析與

24、解答：判斷順序采用逆順序。 （1）感應(yīng)電流方向從A經(jīng)R到B，根據(jù)安培定則得知感應(yīng)電流在螺線管產(chǎn)生的磁場方向應(yīng)是從上到下； （2）由楞次定律判斷出螺線管磁通量的變化是向下的減小或向上的增加； （3）由條形磁鐵的磁感線分布知螺線管原磁場是向下的，故應(yīng)是磁通量減小，即磁鐵向上運動或向左平移或向右平移。所以正確答案是B、C點撥：此題是一個理解題，要理解楞次定律在判斷電流方向和運動方向的應(yīng)用小試身手6.1、如圖16-22所示，閉合矩形線圈abcd從靜止開始豎直下落，穿過一個勻強磁場區(qū)域，此磁場區(qū)域豎直方向的長度遠(yuǎn)大于矩形線圈bc邊的長度，不計空氣阻力，則（ ）A從線圈dc邊進(jìn)入磁場到ab邊穿過出磁場的整

25、個過程，線圈中始終有感應(yīng)電流B從線圈dc邊進(jìn)入磁場到ab邊穿出磁場的整個過程中，有一個階段線圈的加速度等于重力加速度圖16-22Cdc邊剛進(jìn)入磁場時線圈感應(yīng)電流的方向，與dc邊剛穿出磁場時感應(yīng)電流的方向相反Ddc邊剛進(jìn)入磁場時線圈感應(yīng)電流的大小，與dc邊剛穿出磁場時感應(yīng)電流的大小一定相等圖16-236.2、如圖16-23所示，導(dǎo)線圈A水平放置，條形磁鐵在其正上方，N極向下且向下移近導(dǎo)線圈的過程中，導(dǎo)線圈A中的感應(yīng)電流方向是_，導(dǎo)線圈A所受磁場力的方向是_。若將條形磁鐵S極向下，且向上遠(yuǎn)離導(dǎo)線框移動時，導(dǎo)線框感應(yīng)電流方向是_，導(dǎo)線框所受磁場力的方向是_。例7、如圖16-24所示，L為一個純電感線

26、圈，A為一燈泡，下列說確的是：開關(guān)S接通瞬間無電流通過燈泡。開關(guān)S接通以后且電路穩(wěn)定時，無電流通過燈泡。圖16-24開關(guān)S斷開瞬間無電流通過燈泡。開關(guān)S接通瞬間與接通后電路穩(wěn)定時，燈泡中均有從從a到b的電流，而在開關(guān)斷瞬間，燈泡中有從b到a的電流。解析：開關(guān)S接通瞬間，線圈的“自感要阻礙原電流（此處為0）的大小和方向的變化”，通過它的電流將由0逐漸增大，但是，由于燈泡無自感作用，立即就有從a到b的電流；電路穩(wěn)定后，通過自感線圈的電流不再改變，純自感線圈又無直流電阻，燈泡將被短路，因而燈泡中無電流通過。開關(guān)S斷開瞬間，由于線圈的“自感要阻礙原電流的大小和方向變化”，線圈的電流將逐漸變小，且方向仍

27、保持向右，該電流經(jīng)過燈泡形成回路，所以，燈泡中有從b到a的瞬時電流，故、此題正確答案為B。點撥：此題是一道基礎(chǔ)題，主要考查的是對自感現(xiàn)象的原理和規(guī)律的記憶和理解。小試身手7.1、如圖16-25所示，自感線圈L的自感系數(shù)很大，直流電阻為RL，燈泡A的電阻為RA，開關(guān)S閉合后，燈A正常發(fā)光，在S斷開瞬間，以下說確的是：燈泡立即熄滅。燈泡要“閃亮”一下，再熄滅。圖16-25如果RLRA，燈泡要“閃亮”一下，再熄滅。D如果RLRA，燈泡要“閃亮”一下，再熄滅。圖16-26 7.2、如圖16-26所示電路，多匝線圈的電阻和電池的電阻可以忽略，兩個電阻器的阻值都是R電鍵S原來打開著，電流I0=2R，今合下

28、電鍵將一個電阻器短路，于是線圈中有自感電動勢產(chǎn)生，這自感電動勢（ ）A有阻礙電流的作用，最后電流由I0減小為零B有阻礙電流的作用，最后總小于I0C有阻礙電流增大作用，因而電流保持為I0不變D有阻礙電流增大作用，但電流最后還是要增大到2I0圖16-27例8、如圖16-27所示，水平的平行虛線間距為d=50cm，其間有B=1.0T的勻強磁場。一個正方形線圈邊長為l=10cm，線圈質(zhì)量m=100g，電阻為R=0.020。開始時，線圈的下邊緣到磁場上邊緣的距離為h=80cm。將線圈由靜止釋放，其下邊緣剛進(jìn)入磁場和剛穿出磁場時的速度相等。取g=10m/s2，求：線圈進(jìn)入磁場過程中產(chǎn)生的電熱Q。線圈下邊緣

29、穿越磁場過程中的最小速度v。線圈下邊緣穿越磁場過程中加速度的最小值a。解析：由于線圈完全處于磁場中時不產(chǎn)生電熱，所以線圈進(jìn)入磁場過程中產(chǎn)生的電熱Q就是線圈從圖中2位置到4位置產(chǎn)生的電熱，而2、4位置動能一樣，由能量守恒Q=mgd=0.50J3位置時線圈速度一定最小，而3到4線圈是自由落體運動因此有v02-v2=2g(d-l)，得v=2m/s 2到3是減速過程，因此安培力減小，由F-mg=ma知加速度減小，到3位置時加速度最小，a=4.1m/s2點撥：此題為一道綜合計算題，要注意該過程中的重力的作用，以與速度的變化。小試身手圖16-28PMNQ12v08.1、如圖16-28所示，在水平面上有兩條

30、平行導(dǎo)電導(dǎo)軌MN、PQ，導(dǎo)軌間距離為L，勻強磁場垂直于導(dǎo)軌所在的平面（紙面）向里，磁感應(yīng)強度的大小為B兩根金屬桿1、2擺在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直，它們的質(zhì)量和電阻分別為m1、m2和R1、R2兩桿與導(dǎo)軌接觸良好，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)皆為已知：桿1被外力拖動，以恒定的速度v0沿導(dǎo)軌運動；達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，桿2也以恒定速度沿導(dǎo)桿運動，導(dǎo)軌的電阻可忽略求此時桿2克服摩擦力做功的功率Ra bm L8.2、如圖16-29所示，豎直放置的U形導(dǎo)軌寬為L，上端串有電阻R（其余導(dǎo)體部分的電阻都忽略不計）。磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向垂直于紙面向外。金屬棒ab的質(zhì)量為m，與導(dǎo)軌接觸良好，不計摩擦。從靜止釋放后ab保持水

31、平而下滑。試求ab下滑的最大速度vm圖16-298.3、如圖16-30所示，電感線圈的自感系數(shù)L=1MH，O點在滑動變阻器的中點，電流表表盤的零刻度線在正中間。當(dāng)滑動觸點P在a處時，電流表指針左偏，示數(shù)為2A；當(dāng)觸點P在b處時，電流表指針右偏，示數(shù)也為2A。觸點P由a滑到b經(jīng)過的時間為0.02s，問當(dāng)P由a滑到b時，在線圈L兩端出現(xiàn)的平均自感電動勢多大？方向如何？圖16-30四、章節(jié)練習(xí)一 .填空題:1磁電式電表在沒有接入電路（或兩接線柱是空閑）時，由于微擾指針擺動很難馬上停下來，而將兩接線柱用導(dǎo)線直接相連，擺動著的指針很快停下，這是因為。圖16-312在磁感應(yīng)強度為0.1T的勻強磁場中垂直切

32、割磁感線運動的直導(dǎo)線長20cm。為使直導(dǎo)線中感應(yīng)電動勢每秒鐘增加0.1V，則導(dǎo)線運動的加速度大小應(yīng)為。3在圖16-31虛線所圍區(qū)域有一個勻強磁場，方向垂直紙面向里，閉合矩形線圈abcd在磁場中做勻速運動，線圈平面始終與磁感線垂直，在圖示 位置時ab邊所受磁場力的方向向上，那么整個線框正在向方運動。圖16-324水平面中的平行導(dǎo)軌P、Q相距L，它們的右端與電容為C的電容器的兩塊極板分別相連如圖16-2所示，直導(dǎo)線ab 放在P、Q上與導(dǎo)軌垂直相交，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場豎直向下穿過導(dǎo)軌面。若發(fā)現(xiàn)與導(dǎo)軌P相連的電容器極板上帶負(fù)電荷，則ab向沿導(dǎo)軌滑動；如電容器的帶電荷量為Q，則ab滑動的速度v =

33、 .圖16-335把一線框從一勻強磁場中勻速拉出，如圖16-33所示。第一次拉出的速率是 v ，第二次拉出速率是 2 v ，其它條件不變，則前后兩次拉力大小之比是，拉力功率之比_，線框產(chǎn)生的熱量之比通過導(dǎo)線截面的電量之比是。6一個線圈接通電路時,通過它的電流變化率為10A/S,產(chǎn)生的自感電動勢為3.0V,切斷電路時,電流的變化率為50A/S,產(chǎn)生的自感電動勢為_V,這個線圈的自感系數(shù)為_。7一個100匝的閉合圓形線圈，總電阻為15.0，面積為50cm2，放在勻強磁場中，線圈平面跟磁感線方向垂直，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖16-35所示設(shè)t=0時，B的方向如圖16-34所示，垂

34、直于紙面向外。則線圈在0410-3s的平均感應(yīng)電動勢的大小是,在2s線圈中產(chǎn)生的熱量是。圖16-34圖16-35圖16-37圖16-368如圖16-36所示。正方形線圈原來靜止在勻強磁場中，ab邊與磁場的邊界線重合，線圈面與磁場方向垂直。第一次用時間t把線圈勻速向左從磁場中拉出，在此過程中外力做功W1，通過導(dǎo)線橫截面被遷移的電荷量為q1。第二次用時間t把線圈以ab邊為軸勻速轉(zhuǎn)過90離開磁場，外力做功W2，線圈中被遷移的電荷量為q2則Wl：W2=，q1:q2=:。9如圖13-37所示，圓形線圈質(zhì)量m=0.1kg，電阻R=0.8，半徑r=0.1m,此線圈放在絕緣光滑的水平面上，在y軸右側(cè)有垂直于線

35、圈平面B=0.5T的勻強磁場，若線圈以初動能E0=5J沿x軸方向進(jìn)入磁場，運動一段時間后，當(dāng)線圈中產(chǎn)生的電能為E=3J時,線圈恰好有一半進(jìn)人磁場，則此時磁場力的功率為W。二 .選擇題:10在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，下列說法中正確的是 ( ) A感應(yīng)電流的磁場總是跟原來的磁場方向相反 B閉合線框放在變化的磁場中一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流C閉合線框放在勻強磁場中做切割磁感線運動，一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流 D感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原來磁場磁通量的變化11如圖16-38所示的電路中，A1和A2是完全一樣的燈泡，線圈L的電阻 可以忽略下列說法中正確的是 ( ) A合上開關(guān)S接通電路時，A2先亮，A1后亮，最后一樣亮圖16-3

36、8 B合上開關(guān)S接通電路時，A1和A2始終一樣亮 C斷開開關(guān)S切斷電路時，A2立刻熄滅，A1過一會兒才熄滅 D斷開開關(guān)S切斷電路時，A1和A2都要過一會兒才熄滅12如圖16-39所示，甲中有兩條不平行軌道而乙中的兩條軌道是平行的，其余物理條件都相 同金屬棒MN都正在軌道上向右勻速平動，在棒運動的過程中，將觀察到 ( )圖16-39AL1，L2小電珠都發(fā)光，只是亮度不同 BLl，L2都不發(fā)光 CL2發(fā)光，Ll不發(fā)光 DLl發(fā)光，L2不發(fā)光13在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗中采用了如右圖16-40所示的裝 置，當(dāng)滑動變阻器R的滑片P不動時，甲、乙兩個一樣的電 流表指針的位置如圖所示，當(dāng)滑片P較快地向左滑

37、動時，兩表指針的偏轉(zhuǎn)方向是 ( ) A甲、乙兩表指針都向左偏 B甲、乙兩表指針都向右偏 C甲表指針向左偏，乙表指針向右偏圖16-40 D甲表指針向右偏，乙表指針向左偏圖16-4114如右圖16-41所示，在兩平行光滑導(dǎo)體桿上，垂直放置兩導(dǎo)體ab、cd，其電阻分別為Rl、R2，且R1F2，UabUab BFl=F2，Uab=Ucd CF1F2，Uab=Ucd DFl=F2，UabUcd15如圖16-42甲所示，豎直放置的螺線管與導(dǎo)線abcd構(gòu)成回路，導(dǎo)線所圍區(qū)域有一垂直紙面向里的變化的勻強磁場，螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體圓環(huán)導(dǎo)體abcd所圍區(qū)域磁場的磁感應(yīng)強度按下圖中哪一圖線所表示的方式隨時間

38、變化時，導(dǎo)體圓環(huán)將受到向 上的磁場作用力? ( )圖16-42甲圖 A B C D圖16-43161931年英國物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言：存在只有一個磁極的粒子，即“磁單極子”，1982年，美國物理學(xué)家卡布萊設(shè)計了一 個尋找磁單極子的實驗，他設(shè)想，如果一個只有N極的磁單極 子從上向下穿過如右圖16-43所示的超導(dǎo)線圈，那么，從上向下看，超導(dǎo)線圈上將出現(xiàn) ( ) A先是逆時針方向的感應(yīng)電動勢，后是順時針方向的感應(yīng)電流 B先是順時針方向的感應(yīng)電動勢，后是逆時針方向的感應(yīng)電流 C順時針方向持續(xù)流動的感應(yīng)電流 D逆時針方向持續(xù)流動的感應(yīng)電流17如圖16-44所示為地磁場磁感線的示意圖在北半球地磁場的

39、豎直分量向下飛機在我國上空勻速巡航，機翼保持水平，飛行高度不變，由于地磁場的作用，金屬機翼上有電勢差 設(shè)飛行員左方機翼末端處的電勢為2，右方機翼末端處電勢為2 ( )圖16-46圖16-44圖16-45A若飛機從西往東飛，l比2高 B若飛機從東往西飛，2比1高 C若飛機從南往北飛，l比2高 D若飛機從北往南飛，2比l高18如圖16-45，光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個閉合回路，當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時 ( ) AP、Q將互相靠攏 BP、Q將互相遠(yuǎn)離 C磁鐵的加速度仍為gD磁鐵的加速度小于g19如圖16-46，A為水平放置的橡膠圓盤，在其側(cè)面帶有負(fù)電

40、荷-Q，在A的正上方用絲線 懸掛一個金屬環(huán)B(絲線未畫出)，使B的環(huán)面在水平面上與圓盤平行，其軸線與橡膠盤A的軸線OO重合，現(xiàn)在橡膠圓盤A由靜止開始繞其軸線OO按圖中箭頭方向加速轉(zhuǎn)動， 則 ( ) A金屬圓環(huán)B有擴大半徑的趨勢，絲線受到的拉力增大 B金屬圓環(huán)B有縮小半徑的趨勢，絲線受到的拉力減小 C金屬圓環(huán)B有擴大半徑的趨勢，絲線受到的拉力減小 D金屬圓環(huán)B有縮小半徑的趨勢，絲線受到的拉力增大20如右圖16-47所示，用鋁板制成“”形框，將一質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛在框的上方，讓整個裝置在垂直于水平方向的勻強磁場中向左以速度v勻速運動，若懸線拉力為T，則 ( ) A懸線豎直，T=mg

41、B懸線豎直，Tmg C適當(dāng)選擇的大小，可使T=0圖16-47 D因條件不足，T與mg的大小關(guān)系無法確定21如右圖16-48所示，相距為d的兩水平虛線Ll，L2之間是方向水平向 里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，正方形線圈abcd邊長為L(Ld)， 質(zhì)量為m，電阻為R將線圈在磁場上方高h(yuǎn)處靜止釋放，ab邊剛進(jìn) 入磁場時速度為0，ab邊剛離開磁場時速度也為0，在線圈全部穿 過磁場過程中 ( ) A感應(yīng)電流所做的功為mgd B感應(yīng)電流所做的功為2mgd圖16-48c線圈的最小速度可能為 D線圈的最小速度一定為 22如圖16-49所示，在一根軟鐵棒上繞有一個線圈，a、b是線圈的兩端，a、b分別與平行導(dǎo)軌M

42、、N相連，有勻強磁場與導(dǎo)軌面垂直，一根導(dǎo)體棒橫放在兩導(dǎo)軌上，要使a點的電勢比b點的電勢高，則導(dǎo)體棒在兩根平行的導(dǎo)軌上應(yīng)該 （ ）A向左加速滑動 B向左減速滑動 圖16-49C向右加速滑動 D向右減速滑動23如下圖16-50所示，閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計，將它從圖示位置勻速拉出勻強磁場若第一次用0.3s時間拉出，外力所做的功為W1，通過導(dǎo)線截面的電量為q1；第二次用0.9s時間拉出，外力所做的功為W2，通過導(dǎo)線截面的電量為q2，則 （ ）AW1W2，q1q2BW1W2，q1=q2CW1W2，q1=q2圖16-50DW1W2，q1q224如圖16-51所示，一閉合直角三角形線框以速度v勻速穿過

43、勻強磁場區(qū)域從BC邊進(jìn)入磁場區(qū)開始計時，到A點離開磁場區(qū)止的過程中，線框感應(yīng)電流的情況(以逆時針方向為電流的正方向)是如圖所示中的（ ） 圖16-51三計算題25如圖16-52所示，MN、PQ是兩條水平放置的平行光滑導(dǎo)軌，其電阻可以忽略不 計，軌道間距l(xiāng)=0.60m。強磁場垂直于導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強度B =1.010-2T，金屬桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，與導(dǎo)軌接觸良好，ab桿在導(dǎo)軌間部分的電阻r=1.0在導(dǎo)軌的左端連接有電阻Rl、R2，阻值分別為Rl=3.0，R2=6.0。b桿在外力作用下以=5.0ms的速度向右勻速運動。(1)ab桿哪端的電勢高?(2)求通過ab桿的電流I；圖16-52(3)求

44、電阻R1上每分鐘產(chǎn)生的熱量Q。26如圖16-53所示，在傾角為30的斜面上，固定兩條無限長的平行光滑導(dǎo)軌，一個勻強磁場垂直于斜面向上，磁感應(yīng)強度B=0.4T，導(dǎo)軌間距L=0.5m。根金屬棒ab、cd平行地放在導(dǎo)軌上，金屬棒質(zhì)量mab=0.1kg，mcd=0.2kg，兩金屬棒總電阻r=0.2，導(dǎo)軌電阻不計現(xiàn)使金屬棒ab以=1.5m/s的速度沿斜面向上勻速運動。(1)金屬棒cd的最大速度；(2)在cd有最大速度時，作用在金屬棒ab上的外力做功的功率。圖16-5327如圖16-54所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌相距30cm，電阻不計，ab是電阻為0.3的金屬棒，可沿導(dǎo)軌滑動。導(dǎo)軌相連的平行金屬板A，B相距6

45、cm，電阻R為0.1.全部裝置處于垂直紙面向里的勻強磁場中。ab以速度v向右勻速運動時，一帶電微粒在A,B板間做半徑2cm勻速圓周運動，速率也是，試求速率的大小?圖16-5428如圖16-55所示，質(zhì)量為100g的鋁框，用細(xì)線懸掛起來，框中央離地面h為08m，有一質(zhì)量200g的磁鐵以10ms的水平速度射入并穿過鋁框，落在距鋁框原位置水平距離3.6m處，則在磁鐵與鋁框發(fā)生相互作用時，求：(1)鋁框向哪邊偏斜?它能上升多高?(2)在磁鐵穿過鋁框的整個過程中，框中產(chǎn)生了多少熱量?圖16-5529如圖16-56，導(dǎo)體棒ab質(zhì)量100g，用絕緣細(xì)線懸掛后，恰好與寬度為50cm的光滑水平導(dǎo)軌良好接觸導(dǎo)軌上

46、還放有質(zhì)量200g的另一導(dǎo)體棒cd整個裝置處于豎直向上的B=0.2T的勻強磁場中，現(xiàn)將ab棒拉起0.8m高后無初速釋放當(dāng)ab第一次擺到最低點與導(dǎo)軌瞬間接觸后還能向左擺到0.45m高，試： (1)cd棒獲得的速度大??；(2)此瞬間通過ab棒的電荷量；圖16-56(3)此過程回路產(chǎn)生的焦耳熱30如圖16-57所示，在光滑絕緣的水平面上有一個用一根均勻?qū)w圍成的正方形線框abcd，其邊長為L，總電阻為R，放在磁感應(yīng)強度為B方向豎直向下的勻強磁場的左邊，圖中虛線MN為磁場的左邊界。線框在大小為F的恒力作用下向右運動，其中ab邊保持與MN平行。當(dāng)線框以速度v0進(jìn)入磁場區(qū)域時，它恰好做勻速運動。在線框進(jìn)入

47、磁場的過程中， （1）線框的ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小為E 為多少？（2）求線框a、b兩點的電勢差。（3）求線框中產(chǎn)生的焦耳熱。圖16-5731面積S = 0.2m2、n = 100匝的圓形線圈，處在如圖16-58所示的磁場，磁感應(yīng)強度隨時間t變化的規(guī)律是B = 0.02t，R = 3，C = 30F，線圈電阻r = 1，求：（1）通過R的電流大小和方向（2）電容器的電荷量。圖16-5832、如圖16-59所示，MN為金屬桿，在豎直平面貼著光滑金屬導(dǎo)軌下滑，導(dǎo)軌的間距l(xiāng)=10cm，導(dǎo)軌上端接有電阻R=0.5，導(dǎo)軌與金屬桿電阻不計，整個裝置處于B=0.5T的水平勻強磁場中若桿穩(wěn)定下落時，每秒鐘有0.02J的重力勢能轉(zhuǎn)化為電能，則求MN桿的下落速度圖16-59第16章:電磁感應(yīng)參考答案：（改為1。5倍行距）小試身手答案：1.1、BC 1.2、B 1.3、C 2.1、C 2.2、AD .3.1、ab剛進(jìn)入磁場就做勻速運動，說明安培力與重力剛好平衡，在下落2d的過程中，重力勢能全部轉(zhuǎn)化為電能，電能又全部轉(zhuǎn)化為電熱，所以產(chǎn)生電熱Q =2mgd。 3.2