高二物理期末复习导学案(电磁感应).doc

1、高二物理期末复习导学案（电磁感应） 一、知识网络 二、自主学习 1、电磁感应现象 当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中 产生，这种利用 产生电流 的现象叫做电磁感应。 2、感应电流的方向 （1）楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要 。 （2）从不同的角度来看楞次定律的内容，从磁通量变化的角度来看，感应电流总要 。从导体和磁体相对运动的角度来看，感应电流总要 。 因此，产生感应电流的过程实质上是能的转化和转移的过程。 （3）用楞次定律判断感应电流方向的步骤： 明确所研究的闭合回路中原磁场的方向； 穿过回路的磁通量如何变化（是增加还是减小） ； 由楞次定律判定出 ； 根据感应

2、电流的磁场方向，由 判定出感应电流方向。 （4）右手定则：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个面内，让磁 感线垂直 ，拇指指向 ，则其余四指指的就是 。 3感应电动势：无论电路是否闭合，只要穿过电路的 发生变化，电路中就一 定有 ，若电路是闭合的就有 产生感应电动势的那部分导体就相当于 一个 4. 法拉第电磁感应定律文字表述： 。 表达式为 。式中 n 表示_， 表示_，t 表示 _， 表示_ 。t 电 磁 感 应 感应电流（电动 势）方向 右手定则 楞次定律及应用 感应电动 势的大小 法拉第电磁感应定律 、tnE sinBlv 自感 日光灯 综合应用 牛顿运动定律、动量、能量、

3、闭合电路欧姆定律 产生感应电 流的条件 电磁感应现象 5闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，则导体中的感应电动势为_,式 中 表示_，当 等于_时公式变为_。式中的 L 是 。v 若是平均速度，则 E 为 ；若 v 为瞬时速度， 则 E 为 。若导体的运动不切割磁感线，则导体中 感应电动势。 6一段长为 的导体，在匀强磁场 中，以角速度 垂直于磁场的方向绕导体的一 端做切割磁感线运动，则导体中的感应电动势为_。 7自感现象：线圈中电流发生变化而在它本身激发出感应电动势的现象叫 _。这种电动势叫_。自感电动势的大小与_ 成正比，比例系数叫做_，与_等因 素有关。 三、师生互动 【名师引路 1】

4、 【2003 年高考江苏卷】如右图所示，两根平行金属导轨端点 P、Q 用电阻可 忽略的导线相连，两导轨间的距离 l=0.20 m有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知 磁感应强度 B 与时间 t 的关系为 B=kt，比例系数 k0.020 Ts一电阻不计的金属杆可在 导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直在 t=0 时刻，轨固定在水平桌面上， 每根导轨每 m 的电阻为 r00.10m，导轨的金属杆紧靠在 P、Q 端，在外力作用下，杆 以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在 t6.0 s 时金属杆所受的安培力 【现学现练 1】如图所示，两根足够长的直金属导轨 MN、PQ 平行放

5、置在倾角为 的绝缘 斜面上，两导轨间距为 L，M、P 两点间接有阻值为 R 的电阻一根质量为 m 的均匀直金 属杆 ab 放在两导轨上，并与导轨垂直整套装置处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场 方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略让 ab 杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和 金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦 (1)由 b 向 a 方向看到的装置如图 1 52 所示，请在此图中画出 ab 杆下滑过程中某时 刻的受力示意图； (2)在加速下滑过程中，当杆 ab 的速度大小为 v 时，求此时 ab 杆中的电流及其加速度 的大小； (3)求在下滑过程中，ab 杆可以达到的速度最大值 【名师引路

6、 2】 (2001 年高考试题 )如图所示，一对平行光滑轨道放置在水平地面上，两轨 道间距 L0.20 m，电阻 R 1.0 ；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆与 轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感强度 B0.50T 的匀强磁场中，磁场方向垂直 轨道面向下现用一外力 F 沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动测得力 F 与时间 t 的关 系如下图所示求杆的质量 m 和加速度 a 【现学现练 2】水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为 L，一端通过导线 与阻值为 R 的电阻连接；导轨上放一质量为 m 的金属杆 (见图)，金属杆与导轨的电阻不计； 均匀磁场竖直向下用与导轨平行

7、的恒定力 F 作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动当 改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度 v 也会改变，v 和 F 的关系如图 (取重力加速 度 g=10ms 2) (1)金属杆在匀速运动之前做作什么运动? (2)若 m0.5 kg，L 0.5 m，R0.5 ，磁感应强度 B 为多大? (3)由 F 图线的截距可求得什么物理量?其值为多少? 四、能力提升 1如图，竖直平面内有一金属环，半径为 a，总电阻为 R，磁感应 强度为 B 的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点 A 铰链连接的 长度为 2a、电阻为 R/2 的导体棒 AB 由水平位置紧贴环面摆下，当 摆到竖直位置时，B 点的线速度为

8、v.则这时 AB 两端的电压大小为 （ ） A.2Bav B.Bav C.2Bav/3 D.Bav/3 2如图,是生产中常用的一种延时继电器的示意图.铁芯上有两个线圈 A 和 B,线圈 A 跟电 源连接,线圈 B 的两端接在一起 ,构成一个闭合电路.在断开开关 S 的时候,弹簧 K 并不能立即 将衔铁 D 拉起,使触头 C 立即离开,而是过一段时间后触头 C 才能离开,因此得名延时继电器.为 检验线圈 B 中的电流,在电路中接入一个电流表 G.关于通过电流表的电流方向,以下判断正 确的是（ ） A.闭合 S 的瞬间 ,电流方向为从左到右 t/s4 8 12 16 20 24 28O 1 2 3

9、 4 5 6 F/N R F l B 图 1 B.闭合 S 的瞬间,电流方向为从右到左 C.断开 S 的瞬间,电流方向为从左到右 D.断开 S 的瞬间 ,电流方向为从右到左 32000 年底,我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车, 该车的速度已达到每小时 500 千米,可载 5 人.如图所示就是磁悬浮的原理, 图中 A 是圆柱形磁铁,B 是用高温超导材料制成的超导圆环,将超导圆环 B 水平地放在磁铁 A 上,它就能在磁力作用下悬浮在磁铁 A 的上方空中（ ） A.在 B 放入磁场的过程中,B 中将产生感应电流,当稳定后,感应电流消失 B.在 B 放入磁场的过程中,B 中将产生感

10、应电流,当稳定后,感应电流仍存在 C.若 A 的 N 极朝上,B 中感应电流的方向如图所示 D.若 A 的 N 极朝上,B 中感应电流的方向与图中所示的方向相 反 4如图甲所示,两个闭合圆形线圈 A、B 的圆心重合,放在同一 水平面内,线圈 B 中通以如图乙所示的交变电流 ,设 t=0 时电流 沿逆时针方向(图中箭头所示 ).对于线圈 A,在 t1t2 时间内,下列 说法中正确的是（ ） A.有顺时针方向的电流,且有扩张的趋势 B.有顺时针方向的电流,且有收缩的趋势 C.有逆时针方向的电流,且有扩张的趋势 D.有逆时针方向的电流,且有收缩的趋势 5如图所示,两线圈绕在同一软铁芯的两端并组成水平

11、放置的 光 滑导轨,两金属棒 PQ、MN 可自由移动.当 PQ 在外力作用下运 动 时,MN 在安培力作用下向右运动,则 PQ 可能的运动是（ ） A.向右匀加速运动 B.向左匀加速运动 C.向右匀减速运动 D.向左匀减速运动 6如图,匀强磁场垂直于正方形线框平面,且边界恰与线框重合,以 相同速率匀速拉出线框,欲使 ab 间电势差最大,则应沿何方向拉出 （ ） A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 7如图甲所示,圆形线圈处于垂直于线圈平面的匀强磁场中,磁感 应强度的变化如图乙所示.在 t=0 时磁感应强度的方向指向纸里,则在 0 和 的时 间内,关于环中的感应电流 i 的大小和方向的说法 ,正确的是

12、（ ） A.i 大小相等,方向先是顺时针,后是逆时针 B.i 大小相等 ,方向先是逆时针,后是顺时针 C.i 大小不等 ,方向先是顺时针,后是逆时针 D.i 大小不等,方向先是逆时针,后是顺时针 8如图中的虚线上方空间有垂直线框平面的 匀 强磁场， 直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴 O 以角速 度 匀速 转动.设线框中感 应电流的方向以逆时针为正方向，那么在下图中能正确描述线框从图所示位置开始转动一 周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是（ ） 9如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻 R 的直角形金属导轨 aob（在纸面内）， 磁场方向垂直于纸面朝里，另有两根金属导轨 c、d 分别

13、平行于 oa、ob 放置。保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计。现经 历以下四个过程：以速率 v 移动 d，使它与 ob 的距离增大一倍； 再以速率 v 移动 c，使它与 oa 的距离减小一半；然后，再以速 度 2v 移动 c，使它回到原处；最后以速率 2v 移动 d，使它也回到 原处。设上述四个过程中通过电阻 R 的电量的大小依次为 Q1、Q 2、Q 3 和 Q4，则（ ） A.Q1=Q2=Q3=Q4 B.Q1=Q2=2Q3=2Q4 C.2Q1=2Q2=Q3=Q4 D.Q1Q2=Q3Q4 10图中 MN、GH 为平行导轨， AB、CD 为跨在导轨上的两 根横杆，导轨和横杆均为导体，有匀强

14、磁场垂直于导轨所在平 面，方向如图.用 I 表示回路中的电流（ ） A.当 AB 不动而 CD 向右滑动时，I0 且沿顺时针方向 B.当 AB 向左、 CD 向右滑动且速度大小相等时，I=0 C.当 AB、CD 都向右滑动且速度大小相等时，I=0 D.当 AB、CD 都向右滑动，且 AB 速度大于 CD 时，I0 且沿 逆时针方向 11两根相距为 L 的足够长的金属直角导轨如图所示放置， 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 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导 轨之间的动摩擦因数均为 ，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

15、小为 B，方向竖直向上的匀强磁场中 .当 ab 杆在平行于水平导轨的拉力 F 作用下以速 度 v1 沿导轨匀速运动时，cd 杆也正好以速度 v2 向下匀速运动.重力加速度为 g.以下说 法正确的是（ ） A.ab 杆所受拉力 F 的大小为 mg+ B.cd 杆所受摩擦力为零 C.回路中的电流强度为 D. 与 V1 大小的关系为 = 12单匝闭合线框在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动.在转动的过程中，穿 过线框中的最大磁通量为 m，最大感应电动势为 Em，下列说法中正确的是（ ） A.当穿过线框的磁通量为零时，线框中感应电动势也为零 B.当穿过线框的磁通量减小时，线框中感应电动势在增大

16、 C.当穿过线框的磁通量等于 0.5m 时，线框中感应电动势不等于 0.5Em D.线框转动的角速度等于 13用均匀导线做成的正方形线框边长为 0.2 m，正方形的一半放在垂 直纸面向里的匀强磁场中，如图所示.当磁场以 10 T/s 的变化率增强时， 线框中点 a、b 两点间的电势差是（ ） A.Uab=0.1 V B.Uab=-0.1 V C.Uab=0.2 V D.Uab=-0.2 V 14将一磁铁缓慢或者迅速插到闭合线圈中的同一位置处，不发生变化的物理量是 （ ） A.感应电动势 B.磁通量的变化率 C.感应电流 D.流过导体横截面的电荷量 15如图所示的电路中，A 1、 A2 为完全相

17、同的灯泡，线圈 L 的电阻 忽略不计.下列说法中正确的是（ ） A.合上开关 K 接通电路时，A 2 先亮 A1 后亮，最后一样亮 B.合上开关 K 接通电路时，A 1 和 A2 始终一样亮 C.断开开关 K 切断电路时，A 2 立即熄灭，A 1 过一会儿才熄灭 D.断开开关 K 切断电路时，A 1、A 2 同时立即熄灭 16德国世界报报道，个别西方发达国家正在研制电磁脉冲武器电磁炸弹.若一枚 原始脉冲波功率 10 千兆瓦、频率 5 千兆赫兹的电磁炸弹在不到 100 m 的高空爆炸，它将使 方圆 400500 m2 地面范围内的电场强度达到每米数千伏.使得电网设备、通信设施和计算 机硬盘、软件

18、遭到破坏，电磁炸弹有如此破坏力的主要原因是（ ） A.电磁脉冲引起的电磁感应现象 B.电磁脉冲能产生动能 C.电磁脉冲产生高温 D.电磁脉冲产生的强光 17如图所示,OO为一金属转轴(只能转动不能移动), M 为与 OO固定连接且垂直于 OO的金属杆,当 OO转 动时,M 的另一端在固定的金属环 N 上滑动,并保持良 好的接触.整个装置处于一匀强磁场中,磁场方向平行 于 OO轴 ,磁感应强度的大小为 B0.图中 V 为一理想电 压表,一端与 OO接触,另一端与环 N 连接.已知当 OO 的角速度 =0 时,电压表读数为 U0;如果将磁场变为磁感应强度为 nB0 的匀强磁场,而要电 压表的读数为

19、 mU0 时,则 OO转动的角速度应变为（ ） A.n0 B.m0 C. 0 D. 0 18在水平桌面上，一个面积为 S 的圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直， 磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图（甲）所示，0 1 s 内磁场方向垂直线框平面向下。 圆形金属框与两根水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为 L、电阻为 R，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，如图（乙）所示。若导体 棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力 f 随时间变化的图象是图中的（设向右的方向为静 摩擦力的正方向）（ ） 计算题 1为了诊断病人的心脏功能和动脉中血液粘滞情况，需测量血

20、管中血液的流速和流量(单 位时间内流过血管横截面的血液的体积).如图所示是电磁流量计示意图,将血管置于磁感应 强度为 B 的匀强磁场中,测得血管两侧电压为 U.已知血管的直径为 d,则血液在血管中的流 速 v=_,流量 Q=_. 2如图所示，空间某区域内存在水平方向的匀强磁场，在磁场区域内有两根相距 L=0.8 m 的平行光滑金属导轨 PQ、MN 固定在竖直平面内，P、M 间连接有 R0=1 的电阻，Q、N 间连接着两块水平放置的平行金属板 a、b，两板相距 d=0.2 m。一根电阻 r=3 的细导体棒 AB 可以沿导轨平面 向右运动，导体棒与导轨接触良好，不计导轨和导线的电 阻。现使导体棒

21、AB 以速率 v 向右匀速运动，在平行金属 板 a、b 之间有一个带电液滴恰好以速率 v 在竖直平面内做 匀速圆周运动，设导轨足够长，取 g=10 m/s2。 （1）试确定液滴带何种电荷，并说明理由。 （2）要使液滴在金属板间做匀速圆周运动而不与两板相碰，求导体棒 AB 运动速率 v 的取 值范围。 （3）对于确定的速率 v，带电液滴做匀速圆周运动，求其从某点开始发生的位移大小等于 圆周运动的直径所需的时间。 3在图所示区域（图中直角坐标系 xOy 的一、三象限）内有匀强磁场，磁感应强度方向 垂直于图面向里，大小为 B.半径为 l、圆心角为 60的扇形导线框 OPQ 以角速度 绕 O 点 在图

22、面内沿逆时针方向匀速转动，导线框回路电阻为 R. (1)求线框中感应电流 I 和交变感应电流的频率 f. (2)在图中画出线框转一周的时间内感应电流 I 随时间 t 变化的图象并求出频率 f.(规定与图 12-2-14 中线框的位置相应的时刻为 t0，且以此时电流方向为正方向) 4如图所示，倾角 =30、宽度 L=1 m 的足够长的 U 形平行光滑金属 导轨，固定在磁感应强度 B=1 T、范围充分大的匀强磁场中，磁场方向 与导轨平面垂直。用平行于导轨、功率恒为 6 W 的牵引力 F 牵引一根 质量为 m=0.2 kg、电阻 R=1 的放在导轨上的金属棒 ab，由静止开始 沿导轨向上移动(ab 始终与导轨接触良好且垂直) 。当 ab 棒移动 2.8 m 时，获得稳定速度，在此过程中，克服安培力做功为 5.8 J(不计导轨电 阻及一切摩擦，g 取 10 m/s2)，求： (1)ab 棒的稳定速度。 (2)ab 棒从静止开始达到稳定速度所需时间。