高二物理電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律

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1、Xupeisen110 高二物理基礎(chǔ)知識(shí) 高二物理 電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律 【知識(shí)梳理】 1．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：只要穿過(guò) 回路的 發(fā)生變化。引起磁通量變化的原因如面積的變化、正對(duì)面積的變化、磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化等。電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生 ，電路不閉合，則只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而無(wú)感應(yīng)電流。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于一個(gè) 。 磁通量的國(guó)際單位： ，計(jì)算公式： 。 2．楞次定律：判斷感應(yīng)電流方向。感應(yīng)

2、電流的磁場(chǎng)總是 引起感應(yīng)電流磁場(chǎng)磁通量的變化。應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向的具體步驟為：（1）明確原磁通量的方向（2）判斷磁通量的增減情況（3）確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向（4）利用安培定則確定感應(yīng)電流的方向． 3．右手定則： 【方法提示】 1．導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向用右手定則判斷較為簡(jiǎn)便． 2．楞次定律中的“阻礙”作用正是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的反映． 注意：“阻礙”不等于“反向”；“阻礙”不是“阻止”。 【典型例題】 a d b c O1 O2 例題1．如圖所示，O1O2是矩形導(dǎo)線框abcd的對(duì)稱軸，其左方有垂直于紙面向外

3、的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。以下哪些情況下abcd中有感應(yīng)電流產(chǎn)生？ A.將abcd 向紙外平移 B.將abcd向右平移 C.將abcd以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)60° D.將abcd以cd為軸轉(zhuǎn)動(dòng)60° 例2．線圈在長(zhǎng)直導(dǎo)線電流的磁場(chǎng)中，作如圖所示的運(yùn)動(dòng)：A向右平動(dòng)；B向下平動(dòng)，C、繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)（ad邊向外），D、從紙面向紙外作平動(dòng)，E、向上平動(dòng)（E線圈有個(gè)缺口），判斷線圈中有沒(méi)有感應(yīng)電流？ 例3．現(xiàn)將電池組、滑線變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開(kāi)關(guān)如下圖連接，在開(kāi)關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中的情況下，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑線變阻器的滑動(dòng)端P向左加速滑動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針

4、向右偏轉(zhuǎn)。由此可以判斷（ ） A．線圈A向上移動(dòng)或滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端P向右加速滑動(dòng)，都能引起電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn) B．線圈A中鐵芯向上拔出或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，都能引起電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn) C．滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P勻速向左或勻速向右滑動(dòng)，都能使電流計(jì)指針靜止在中央 D．因?yàn)榫€圈A、線圈B的繞線方向未知，故無(wú)法判斷電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的方向 例4．如圖，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的N 極朝下。當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)（但未插入線圈內(nèi)部）， （ ） A．線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互吸引 B．線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互排斥 C

5、. 線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互吸引 D．線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互排斥 例5．如圖所示，ab是一個(gè)可繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩形導(dǎo)線框，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P自左向右滑動(dòng)時(shí)，線框ab將（ ） A．保持靜止不動(dòng) B．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) C．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D．因電源極性不明，故無(wú)法確定轉(zhuǎn)動(dòng)方向 例6． 如圖所示，a、b、c、d為四根相同的光滑銅棒，c、d固定在同一水平桌面上，a、b對(duì)稱地放在c、d棒上，它們接觸良好，O點(diǎn)為四根棒圍成的矩形的幾何中心，一條形磁鐵沿豎直方向向O點(diǎn)落下，則ab可能發(fā)生的情

6、況是： ( ) A．保持靜止 B．分別遠(yuǎn)離O點(diǎn) C．分別向O點(diǎn)靠近 D．無(wú)法判斷 B A S N 課堂鞏固．如圖，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈．當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過(guò)時(shí)，若線圈始終不動(dòng)，則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的正確判斷是 （ ） A．FN先小于mg后大于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左 B．FN先大于mg后小于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左 C．FN先大于mg后大于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右 D．FN先大于mg后小于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右 【同步練習(xí)】 1．在水平面上

7、有一固定的U形金屬框架，框架上置一金屬桿ab，如圖示（紙面即水平面），在垂直紙面方向有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則以下說(shuō)法中正確的是（ ） A．若磁場(chǎng)方向垂直紙面向外并增加時(shí)，桿ab將向右移動(dòng) B．若磁場(chǎng)方向垂直紙面向外并減少時(shí)，桿ab將向右移動(dòng) C．若磁場(chǎng)方向垂直紙面向里并增加時(shí)，桿ab將向右移動(dòng) D．若磁場(chǎng)方向垂直紙面向里并減少時(shí)，桿ab將向右移動(dòng) 2．如圖所示，用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)質(zhì)量不計(jì)的細(xì)桿與一個(gè)上弧長(zhǎng)為、下弧長(zhǎng)為的金屬線框的中點(diǎn)聯(lián)結(jié)并懸掛于O點(diǎn)，懸點(diǎn)正下方存在一個(gè)上弧長(zhǎng)為2、下弧長(zhǎng)為2的方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且<

8、摩擦。下列說(shuō)法正確的是( ) A．金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→b→c→d→a B．金屬線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→d→c→b→a C．金屬線框dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)與ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)的速度大小總是 相等 D．金屬線框最終將在磁場(chǎng)內(nèi)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 3. 如圖所示，繞空心塑料管的線圈與電流表組成閉合電路. 當(dāng)條形磁鐵插入線圈或從線圈中拔出時(shí)，電路中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流. 磁鐵從位置1到位置2（N極一直在前）的過(guò)程中，有關(guān)電流方向判斷正確的是. ( ) A. 經(jīng)過(guò)位置1時(shí)，流過(guò)電流表的電流方向?yàn)橛蒩到b. B. 經(jīng)過(guò)位置1時(shí)，流過(guò)電流表的電流方向?yàn)橛蒪到a. C.

9、 經(jīng)過(guò)位置2時(shí)，流過(guò)電流表的電流方向?yàn)橛蒩到b. D. 經(jīng)過(guò)位置2時(shí)，流過(guò)電流表的電流方向?yàn)橛蒪到a. 4．如圖所示，一閉合鋁環(huán)套在一根光滑水平桿上，當(dāng)條形磁鐵靠近它時(shí)，下列結(jié)論中正確的是( ) A．N極靠近鋁環(huán)時(shí)，鋁環(huán)將向左運(yùn)動(dòng) B．S極靠近鋁環(huán)時(shí)，鋁環(huán)將向左運(yùn)動(dòng) C．N極靠近鋁環(huán)時(shí)，鋁環(huán)將向右運(yùn)動(dòng) D．S極靠近鋁環(huán)時(shí)，鋁環(huán)將向右運(yùn)動(dòng) 5．如圖所示，通有穩(wěn)恒電流的螺線管豎直放置，閉合銅環(huán)R沿螺線管的軸線加速下落穿過(guò)螺線管，在下落過(guò)程中，環(huán)面始終保持水平，銅環(huán)先后經(jīng)過(guò)軸線1、2、3位置時(shí)的加速度分別為a1、a2、a3，位置2處于螺線管中心，位置1、3與位

10、置2等距，則( ) A． B． C． D． 6．如圖所示，一條形磁鐵從靜止開(kāi)始穿過(guò)采用雙線繞成的閉合線圈，條形磁鐵在此過(guò)程中做( ) A．減速運(yùn)動(dòng) B．勻速運(yùn)動(dòng) C．自由落體運(yùn)動(dòng) D．非勻變速運(yùn)動(dòng) 7.甲、乙兩個(gè)完全相同的銅環(huán)可繞固定軸OO/旋轉(zhuǎn)，當(dāng)它們以相同的初角速度開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)后，由于阻力，經(jīng)相同的時(shí)間后便停止，若將兩環(huán)置于磁感強(qiáng)度為B的大小相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，乙環(huán)的轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向平行，甲環(huán)的轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向垂直，如圖所示，當(dāng)甲、乙兩環(huán)同時(shí)以相同的角速度開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)后，則下列判斷中正確的是( ) A．甲環(huán)先停 B．乙環(huán)先停 C

11、．兩環(huán)同時(shí)停下 D．無(wú)法判斷兩環(huán)停止的先后 8．如圖所示，矩形線圈abcd共有10匝，有一半放在有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1T，線圈由圖示位置開(kāi)始繞ad軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω = 100rad/s不變，線圈的ab邊長(zhǎng)為20cm，bc邊長(zhǎng)為10cm，則線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)60o的過(guò)程中平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為 __________V；轉(zhuǎn)過(guò)90o的位置時(shí)有瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 ________ V。 9．如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一長(zhǎng)為0.5m,電阻R＝2.5 Ω的導(dǎo)體AB在金屬框架上以10m/s的速度向右滑動(dòng)，R1=R2=20Ω，其它電阻不計(jì)，則AB的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)___

12、___，流過(guò)AB的電流是 ，UAB= ________。 10．如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線圈電阻為 R，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊緣，線圈與磁感線垂直．求：將線圈以向右的速度 v 勻速拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中： （1）拉力 F大??； （2）拉力做的功 W； （3）線圈中產(chǎn)生的電熱 Q； （4）通過(guò)線圈某一截面的電荷量 q； （5）最左邊和最右邊的兩端的電勢(shì)差； （6）若以2v的速度勻速拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中，上述各量是否發(fā)生變化？ 11．如圖所示，U形導(dǎo)體框架的寬度為L(zhǎng)＝1m，其所在平面與水平面夾角θ＝300，其電阻可以忽略不計(jì)。設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)U形框架的平面垂直，磁感強(qiáng)度B＝0.2Wb/m2。今有一直導(dǎo)體棒MN，其質(zhì)量m＝0.2kg，其電阻R＝0.2Ω，跨放在U形框架（足夠長(zhǎng)）上，并能無(wú)摩擦地滑動(dòng)，求： （1）導(dǎo)體棒MN下滑過(guò)程的最大速度vm （2）在最大速度vm時(shí)，在導(dǎo)體棒MN上釋放出來(lái)的電功率P （3）若導(dǎo)體棒從開(kāi)始下滑至最大速度這一過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)體棒橫截面積的電量Q＝4C，則導(dǎo)體棒消耗的電能是多少？ 4