电磁感应复习总结).doc

电磁感应复习总结)
电磁感应
一．电路中产生感应电流的条件
只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。这就是说产生感应电流的条件有两个： 和 。若电路不闭合，则电路中就只产生 。
1．引起闭合电路中磁通量变化的原因
磁感应强度发生变化；线圈面积发生变化；磁场方向与线圈平面之间夹角发生变化。
【典型例题】
1． 如图所示，在一固定圆柱形磁铁的N极附近置一平面线圈abcd，磁铁轴线与线圈水平中心线xx′轴重合。下列说法正确的是（ ）
（A）当线圈刚沿xx′轴向右平移时，线圈中有感应电流
（B）当线圈刚绕xx′轴转动时（ad向外，bc向里），线圈中有感应电流
（C）当线圈刚沿垂直纸面方向向外平移时，线圈中有感应电流
（D）当线圈刚绕yy′轴转动时（ab向里，cd向外），线圈中有感应电流
2．切割磁感线（本质属于线圈面积发生变化）
闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动的过程，从效果来说，也就是闭合电路中磁通量发生变化的过程，这两种产生电磁感应现象的效果是一致的。
【典型例题】
2． 如图所示，一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速通过宽为d（d＜L）的匀强磁场，在此过程中线框中有感应电流的时间是（ ）
（A）2d/v （B）2L/v
（C）（L－d）/v （D）（L－2d）/v
二．楞次定律及其应用
楞次定律的内容：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律不仅给出了感应电流的方向，而且指明了电磁感应现象是完全符合能的转化和守恒定律的。
1．理解楞次定律时要注意
（1）“阻碍”的含义是：Φ增大时：B原与B感反向；Φ减小时：B原与B感同向
2．应用楞次定律判断感生电流方向的步骤是
（1）确定原磁场的方向（2）确定原磁场磁通量的变化情况
（3）电流磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化（4）右手螺旋定则确定感应电流的方向
【典型例题】
3． 两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则（ ）
（A）A可能带正电且转速减小
（B）A可能带正电且转速增大
（C）A可能带负电且转速减小
（D）A可能带负电且转速增大
3．要判断导体切割磁感线而产生的感生电流方向，用右手定则比较简便。右手定则是楞次定律的特殊情况。

4． 如图所示，闭合铁芯的左边线圈L，连接一电阻R，右边线圈L2连接两根平行导电导轨，导轨平面与匀强磁场的磁感线垂直。当导体棒MN向右匀速运动时，L2中磁通量方向是 ，电阻R中的感应电流方向是 。当导体棒MN向右加速运动时，L1中磁通量方向是 ，电阻R中的感应电流方向是 。

4．楞次定律推广形式：“结果”总是阻碍“原因”
【典型例题】
5． 如图所示，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向向上。今将一矩形金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘。当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为（ ）
（A）受力向右　　（B）受力向左
（C）受力向上　　（D）受力为零
三．法拉第电磁感应定律及其应用
1．感应电动势的大小
公式
ε＝N
ε＝NBlv
对象
闭合电路
一段在磁场中运动的导体
内容
ε是Δt时间内闭合电路的平均感应电动势。
ε是一段导体在某一时刻的瞬时感应电动势。感应电动势为这段导体所有。
适用
范围
普遍适用
只适用于导体切割磁力线运动。导线、磁场B、速度v都垂直。
2．关于磁通量的变化率
在匀强磁场中，Φ＝BSsinα（α是B与S的夹角），磁通量的变化率主要有以下几种情况。
（1）S，α不变，B改变，＝Ssinα（2）B，α不变，S改变，＝Bsinα
（3）S，B不变，α改变，＝BS

【典型例题】
6． 如图所示，边长为20cm的正方形单匝线圈abcd靠墙根斜放，线圈平面与地面间夹角为30°，该区域有B＝0.2T，方向水平向右的匀强磁场。现将cd边向右拉，ab边经0.1s着地，那么该过程中线框里产生的平均感应电动势的大小为 V。
7． 如图所示，金属棒ab长为0.5m，电阻为r＝0.05Ω，以v＝4m／s的速度向右匀速运动，金属框架左端连有一个阻值为R＝0.15Ω的电阻，框架本身电阻不计，匀强磁场的磁感应强度B＝0.4T，则ab上感应电动势的大小为 V，方向是 ，ab两端的电压Uab＝ V，金属棒向右滑行1.6m的过程中，电阻R上产生的热量为 J。
3．通过导线横截面的感应电量
q＝IΔt＝NΔt＝N
【典型例题】
8． 如图所示，由一根绝缘导线绕成半径相同的两个小圆，水平放置，匀强磁场垂直通过线圈平面。若将磁场的磁感强度由B增大到2B过程中，通过线圈的电量为Q，保持磁场的磁感强度B不变，则将线圈平面翻转90°，线圈中通过的电量为 ，若将线圈中的一个小圈翻转180°，通过线圈的电量为 。
K
9． 如图所示是测磁感应强度的一种装置。把一个很小的测量线圈放在待测处，测量线圈平面与该处磁场方向垂直，将线圈跟冲击电流计G串联（冲击电流计是一种测量电量的仪器）。当用反向开关K使螺线管里的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，从而有电流流过G。该测量线圈的匝数为N，线圈面积为S，测量线圈电阻为R，其余电阻不计。
（1）若已知开关K反向后，冲击电流计G测得的电量大小为q，则此时穿过每匝测量线圈的磁通量的变化量为△φ＝ （用已知量的符号表示）。
（2）待测处的磁感应强度的大小为B＝ 。
1．电磁感应中的图像

10． （2006天津）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1所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图2变化时，下图中正确表示线圈中感应电动势E变化的是（ ）

2．电磁感应中的等效电路

11． 如图所示，匀强磁场垂直穿过框架平面，B＝1T。金属杆ab长0.5m，其电阻Rab＝0.5Ω，电压表为理想电压表，电流表为理想电流表，电阻R＝1.5Ω。杆ab以速度v＝4m／s向右匀速运动，则（1）当S接A时，电压表的读数为　　　　，电流表的读数为　　　　。（2）当S接B时，电压表的读数为　　　　，电流表的读数为　　　　。（3）当S接C时，电压表的读数为　　　　，电流表的读数为　　　　。
12． 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行，现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移动过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是（ ）
3．电磁感应中的变加速直线运动
13． 如图所示，U形导体框架宽L＝lm，所在平面与水平面成α＝30º角，电阻不计，匀强磁场与框架平面垂直，磁感应强度B＝0.2T，导体棒ab质量为m＝0.2kg，阻值R＝0.1Ω，导体棒跨放在框架上且能无摩擦地滑动，求：
（1）导体棒ab下滑的最大速度。
（2）此时导体棒ab释放的电功率。

4．电磁感应中的能量分析
14． （2006上海）如图所示，平行金属导轨与水平面成θ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μ，导体棒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（ ）
（A）电阻R1消耗的热功率为Fv/3
（B）电阻R2消耗的热功率为 Fv/6
（C）整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ
（D）整个装置消耗的机械功率为（F＋μmgcosθ）v

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