高中物理法拉第電磁感應(yīng)定律自感新人教版

課前檢測(cè)、在如圖8－2－1所示寬度范圍內(nèi)，用場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)可使初速度是v0的某種正粒子偏轉(zhuǎn)θ角．在同樣寬度范圍內(nèi)，若改用方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使該粒子穿過(guò)該區(qū)域，并使偏轉(zhuǎn)角也為θ(不計(jì)粒子的重力)，問(wèn)：(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？(2)粒子穿過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的時(shí)間之比是多大？圖8－2－1[答案]

2．如圖8－2－16所示，一束電子流沿管的軸線(xiàn)進(jìn)入螺線(xiàn)管，忽略重力，電子在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是(

)A．當(dāng)從a端通入電流時(shí)，電子做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B．當(dāng)從b端通入電流時(shí)，電子做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C．不管從哪端通入電流，電子都做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D．不管從哪端通入電流，電子都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)圖8－2－16答案：C3．(2010·中山模擬)半徑為r的圓形空間內(nèi)，存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)帶電粒子(不計(jì)重力)從A點(diǎn)以速度v0垂直于磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)中，并從B點(diǎn)射出．∠AOB＝120°，如圖8－2－17所示，則該帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為(

)圖8－2－17答案：

D4．(2009·安徽高考)如圖8－2－18所示是科學(xué)史上一張著名的實(shí)驗(yàn)照片，顯示一個(gè)帶電粒子在云室中穿過(guò)某種金屬板運(yùn)動(dòng)的徑跡．云室放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直照片向里．云室中橫放的金屬板對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用．分析此徑跡可知粒子(

)A．帶正電，由下往上運(yùn)動(dòng)B．帶正電，由上往下運(yùn)動(dòng)C．帶負(fù)電，由上往下運(yùn)動(dòng)D．帶負(fù)電，由下往上運(yùn)動(dòng)圖8－2－18答案：A5．電子質(zhì)量為m，電荷量為q，以與x軸成θ角的速度v0射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后從x軸上的P點(diǎn)射出，如圖8－2－19所示，求：(1)OP的長(zhǎng)度；(2)電子由O點(diǎn)射入到從P點(diǎn)射出所需的時(shí)間t.圖8－2－19答案：(1)

(2)例題、如圖9－2－1所示，導(dǎo)線(xiàn)全部為裸導(dǎo)線(xiàn)，半徑為r的圓內(nèi)有垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一根長(zhǎng)度大于2r的導(dǎo)線(xiàn)MN以速度v在圓環(huán)上無(wú)摩擦地自左端勻速滑到右端，電路的固定電阻為R，其余電阻不計(jì)，求MN從圓環(huán)的左端滑到右端的過(guò)程中電阻R上的電流的平均值和通過(guò)電阻R的電荷量．

圖9－2－1[答案](12分)在范圍足夠大，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B＝0.2T，有一水平放置的光滑框架，寬度為L(zhǎng)＝0.4m，如圖9－2－2所示，框架上放置一質(zhì)量為0.05kg、電阻為1Ω的金屬桿cd，框架電阻不計(jì)．若桿cd以恒定加速度a＝2m/s2，由靜止開(kāi)始做勻變速運(yùn)動(dòng)，求：(1)在5s內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少？(2)第5s末回路中的電流多大？(3)第5s末作用在桿cd上的水平外力多大？

圖9－2－2[答案]

(1)0.4V

(2)0.8A

(3)0.164N如圖9－1－4所示，兩個(gè)線(xiàn)圈套在同一個(gè)鐵芯上，線(xiàn)圈的繞向在圖中已經(jīng)標(biāo)出．左線(xiàn)圈連著平行導(dǎo)軌M和N，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab，金屬棒處在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．下列說(shuō)法中正確的是(

)A．當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)B．當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，c點(diǎn)與d點(diǎn)等電勢(shì)C．當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)D．當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，d點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)[答案]

BD2．如圖9－1－5所示，水平放置

的兩條光滑軌道上有可自由

移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，當(dāng)

PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，

MN在磁場(chǎng)力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，

則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是(

)A．向右加速運(yùn)動(dòng)

B．向左加速運(yùn)動(dòng)

C．向右減速運(yùn)動(dòng)

D．向左減速運(yùn)動(dòng)答案：

BC2．如圖9－1－6所示，MN是一根

固定的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)，電流方向

向上．今將一金屬線(xiàn)框abcd放在

導(dǎo)線(xiàn)上，讓線(xiàn)框的位置偏向?qū)Ь€(xiàn)

的左邊，兩者彼此絕緣，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)

中的電流I突然增大時(shí)，線(xiàn)框整體

受力情況為(

)A．受力向右B．受力向左

C．受力向上

D．受力為零答案：

A1．有N匝面積為S＝100cm2的金屬環(huán)，電阻為R＝0.1Ω，環(huán)中磁場(chǎng)的變化規(guī)律如圖9－2－3所示，且磁場(chǎng)方向垂直于環(huán)向里，在t1到t2時(shí)間內(nèi)，通過(guò)金屬環(huán)的電荷量是多少？圖9－2－3答案：0.01NC兩根光滑的長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌MN、M′N(xiāo)′平行置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，電阻不計(jì)，M、M′處接有如圖9－3－1所示的電路，電路中各電阻的阻值均為R，電容器的電容為C.長(zhǎng)度也為l、阻值同為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．a(chǎn)b在外力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌保持良好接觸，在ab運(yùn)動(dòng)距離為x的過(guò)程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q.求：

(1)ab運(yùn)動(dòng)速度v的大??；

(2)電容器所帶的電荷量q.圖9－3－1[答案]

(1)4QR/(B2l2x)

(2)CQR/(Blx)例2、一矩形線(xiàn)圈位于一隨時(shí)間t變化的磁場(chǎng)內(nèi)，磁場(chǎng)方向垂直線(xiàn)圈所在的平面(紙面)向里，如圖9－3－2甲所示．磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖9－3－2乙所示．以I表示線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流，以圖9－3－2甲中線(xiàn)圈上箭頭所示方向的電流為正，則圖9－3－3所示的I－t圖中正確的是(

)圖9－3－2[答案]

A(14分)位于豎直平面內(nèi)的矩形平面導(dǎo)線(xiàn)框abcd，ab長(zhǎng)L1＝1.0m，bc長(zhǎng)L2＝0.5m，線(xiàn)框的質(zhì)量m＝0.2kg，電阻R＝2Ω.其下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域的上、下邊界PP′和QQ′均與ab平行．兩邊界間距離為H，H＞L2，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0T，方向與線(xiàn)框平面垂直．如圖9－3－6所示，令線(xiàn)框的cd邊從離磁場(chǎng)區(qū)域上邊界PP′的距離為h＝0.7m處自由下落．已知線(xiàn)框的cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)以后，ab邊到達(dá)邊界PP′之前的某一時(shí)刻線(xiàn)框的速度已達(dá)到這一階段的最大值．求從線(xiàn)框開(kāi)始下落，到cd邊剛剛到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)域下邊界QQ′的過(guò)程中，磁場(chǎng)作用于線(xiàn)框的安培力所做的總功為多少？(g取10m/s2)圖9－3－6

[答案]

－0.8J2．(2009·廣東高考)如圖9－3－7(a)所示，一個(gè)電阻值為R、匝數(shù)為n的圓形金屬線(xiàn)圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路，線(xiàn)圈的半徑為r1，在線(xiàn)圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線(xiàn)圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線(xiàn)如圖9－3－7(b)所示.圖線(xiàn)與橫、縱軸的截距分別為t0和B0.導(dǎo)線(xiàn)的電阻不計(jì)，求0至t1時(shí)間內(nèi)：

(1)通過(guò)電阻R1上的電流大小和方向；

(2)通過(guò)電阻R1上的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量．圖9－3－71．如9－3－8所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一水平

放置的金屬棒ab以水平速度v0拋出．設(shè)在整個(gè)過(guò)程中，棒

的取向不變且不計(jì)空氣阻力，則在金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生

的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小變化情況是(

)A．越來(lái)越大

B．越來(lái)越小

C．保持不變

D．無(wú)法判斷圖9－3－8[隨堂鞏固]答案：C

2．用均勻?qū)Ь€(xiàn)做成的正方形線(xiàn)框邊長(zhǎng)為0.2m，正方形的一半放在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖9－3－9所示．在磁場(chǎng)以10T/s的變化率增強(qiáng)時(shí)，線(xiàn)框中a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是(

)A．Uab＝0.1VB．Uab＝－0.1VC．Uab＝0.2VD．Uab＝－0.2V圖9－3－9答案：B3．在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一個(gè)不變形的單匝金屬圓線(xiàn)圈，規(guī)定線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的正方向如圖9－3－10甲所示，當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t做如圖乙所示變化時(shí)，圖9－3－11中正確表示線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E變化的是(

)圖9－3－

10圖9－3－11答案：

A4．(2009·天津高考)如圖9－3－12所示，豎直放置的兩根平

行金屬導(dǎo)軌之間接有定值電阻R，質(zhì)量不能忽略的金屬棒

與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良好接觸且無(wú)摩擦，棒與導(dǎo)軌的

電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌

平面垂直，棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段

時(shí)間內(nèi)，力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于(

)A．棒的機(jī)械能增加量

B．棒的動(dòng)能增加量

C．棒的重力勢(shì)能增加量

D．電阻R上放出的熱量圖9－3－12答案：A通電自感斷電自感電路圖器材要求A1、A2同規(guī)格，R＝RL，L較大L很大(有鐵芯)斷電自感通電自感現(xiàn)象在S閉合瞬間，燈A2立即亮起來(lái)，燈A1逐漸變亮，A1、A2最終一樣亮在開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，燈A漸漸熄滅或閃亮一下再熄滅原因由于開(kāi)關(guān)閉合時(shí)流過(guò)電感線(xiàn)圈的電流增大，使線(xiàn)圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙了電流的增大，使流過(guò)燈A1的電流比流過(guò)燈A2的電流增加得慢S斷開(kāi)時(shí)，線(xiàn)圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙了電流的減小，使電流繼續(xù)存在一段時(shí)間；燈A中電流反向不會(huì)立即熄滅．若RL<RA，原來(lái)的IL>IA，則燈A熄滅前要閃亮一下；若RLRA，原來(lái)的電流ILIA，則燈A逐漸熄滅不再閃亮一下4．反電動(dòng)勢(shì)

(1)定義：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)圈中也會(huì)產(chǎn)生

，

這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總要

電源電動(dòng)勢(shì)的作用．我們把這

個(gè)電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為反電動(dòng)勢(shì)．

(2)作用：

線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)動(dòng)．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)削弱阻礙三、互感、自感和渦流1．互感現(xiàn)象兩個(gè)互相靠近的線(xiàn)圈，當(dāng)一個(gè)線(xiàn)圈中的電流變化時(shí)，它所

產(chǎn)生的變化的

會(huì)在另一個(gè)線(xiàn)圈中產(chǎn)生