高三物理第一輪複習電磁感應考點例析答案

2022-10-01 18:42:04 字數 4485 閱讀 3099

例2-5、解:當開關s閉和瞬間,線圈a相當於環形電流,其內部磁感線方向向裡,其外部磁感線方向向外。線圈b有一半面積處**圈a中,則向裡的磁場與向外的磁場同時增大。

這時就要抓住主要部分。由於所有向裡的磁感線都從a的內部穿過,所以a的內部向裡的磁感線較密, a的外部向外的磁感線較稀。這樣b一半的面積中磁感線是向裡且較密,另一半面積中磁感線是向外且較稀。

主要是以向裡的磁感線為主,即當開關s閉和時,線圈b中的磁通量由零變為向里,故該瞬間磁通量增加,則產生的感應電流的磁場應向外,因此線圈b有沿逆時針的感應電流。答案為c。

例2-6、解:從「阻礙磁通量變化」來看,原磁場方向向上,先增後減,感應電流磁場方向先下後上,感應電流方向先順時針後逆時針。

從「阻礙相對運動」來看,先排斥後吸引,把條形磁鐵等效為螺線管,根據「同向電流互相吸引,反向電流互相排斥」,也有同樣的結論。

例2-7、解:a、c兩種情況下穿過abcd的磁通量沒有發生變化,無感應電流產生。b、d兩種情況下原磁通向外,減少,感應電流磁場向外,感應電流方向為abcd。

例2-8、解:本題分析方法很多,最簡單的方法是:從「阻礙相對運動」的角度來看,導線框一定會跟著條形磁鐵同方向轉動起來。

如果不計摩擦阻力,最終導線框將和磁鐵轉動速度相同;如果考慮摩擦阻力導線框的轉速總比條形磁鐵轉速小些。

例2-9、解:無論條形磁鐵的哪個極為n極,也無論是順時針轉動還是逆時針轉動,在轉動90°過程中,穿過閉合電路的磁通量總是增大的(條形磁鐵內、外的磁感線條數相同但方向相反,**框所圍面積內的總磁通量和磁鐵內部的磁感線方向相同且增大。而該位置閉合電路所圍面積越大,總磁通量越小,所以為阻礙磁通量增大金屬棒ab將向右移動。

例2-10、bd

例2-11、解:根據φ=bs,磁鐵向下移動過程中,b增大,所以穿過每個環中的磁通量都有增大的趨勢,由於s不可改變,為阻礙增大,導體環應該盡量遠離磁鐵,所以a、b將相互遠離。

例2-12、解:閉合瞬間,由於電感線圈對電流增大的阻礙作用,a將慢慢亮起來,b立即變亮。這時l的作用相當於乙個大電阻;穩定後兩燈都正常發光,a的功率大,較亮。

這時l的作用相當於乙隻普通的電阻(就是該線圈的內阻);斷開瞬間,由於電感線圈對電流減小的阻礙作用,通過a的電流將逐漸減小,a漸漸變暗到熄滅,而abrl組成同乙個閉合迴路,所以b燈也將逐漸變暗到熄滅,而且開始還會閃亮一下(因為原來有ia>ib),並且通過b的電流方向與原來的電流方向相反。這時l相當於乙個電源。

例2-13、解:只有左邊有勻強磁場,金屬環在穿越磁場邊界時,由於磁通量發生變化,環內一定會有感應電流產生,根據楞次定律將會阻礙相對運動,所以擺動會很快停下來,這就是電磁阻尼現象。當然也可以用能量守恆來解釋:

既然有電流產生,就一定有一部分機械能向電能轉化,最後電流通過導體轉化為內能。若空間都有勻強磁場,穿過金屬環的磁通量反而不變化了,因此不產生感應電流,因此也就不會阻礙相對運動,擺動就不會很快停下來。

例2-14、b

例2-16、解析:若是勻強磁場,閉合環的磁通量不發生變化,無感應電流產生,環也就受不到磁場力,所以環仍保持機械能守恆,上公升的高度等於h。若是非勻強磁場,閉合環的磁通量發生變化,有感應電流產生,環受到磁場力作用去阻礙環與磁場間的相對運動,使環損失一部分機械能向電能轉化,所以環上公升的高度小於h。

因此答案d正確。

例2-17、ad

例2-19、解析:本題應逆向推導,由果尋因.綜合運用了左、右手定則,安培定則和楞次定律,綜合性強,是一道較典型的考題,結合示意圖分析出正確選項為b、c。

例2-20、d

例2-21、分析:金屬線框進入磁場時,由於穿過線框的磁通量增加,產生感應電流,根據楞次定律判斷電流的方向為.金屬線框離開磁場時,由於穿過線框的磁通量減小,產生感應電流,根據楞次定律判斷電流的方向為.根據能量轉化和守恆定律可知,金屬線框的機械能將逐漸減小,轉化為電能,如此往復擺動,最終金屬線框在勻強磁場內擺動,由於d0l,滿足單擺運動的條件,所以,最終為簡諧運動.解答:d

例2-22分析:要產生b環中所示的電流,感應磁場方向為垂直紙面向外,由楞次定律知a環內的磁場應向裡增強或向外減弱,由安培定則可知bc正確.

解答:bc

例3-1、答案:7×10-3wb,4×10-3wb;3.2v,-0.8v

例3-2、c

例3-3、解:這是一道基本練習題,要注意要注意所用的邊長究竟是l1還是l2 ,還應該思考一下所求的各物理量與速度v之間有什麼關係。⑴⑵

⑶⑷⑸與v無關

特別要注意電熱q和電荷q的區別,其中與速度無關!(這個結論以後經常會遇到)。

例3-4、解答:設pq從頂角o開始向右運動的時間為δt,ob=v·δt,ab=v·δ

迴路中e=blv=b·ab·v=bv2·δt·tanα。迴路中感應電流

例3-5、解析:(1)由ab棒以a為軸旋轉到b端脫離導軌的過程中,產生的感應電動勢一直增大,對c不斷充電,同時又與r構成閉合迴路。ab產生感應電動勢的平均值

①表示ab掃過的三角形的面積,即 ②

通過r的電量 ③

由以上三式解得 ④

在這一過程中電容器充電的總電量q=cum ⑤

um為ab棒在轉動過程中產生的感應電動勢的最大值。即

⑥聯立⑤⑥得:

(2)當ab棒脫離導軌後(對r放電,通過r的電量為 q2,所以整個過程中通過 r的總電量為:

q=q1+q2=

例3-6分析:在四個圖中,產生的電動勢大小均相等(e),迴路電阻均為4r,則電路中電流亦相等(i).b圖中,ab為電源,uab=i·3r=3e/4,其他情況下,uab=i·r=e/4。答案:

b例4-1、解析:ab沿導軌下滑過程中受四個力作用,即重力mg,支援力fn 、摩擦力ff和安培力f安,如圖所示,ab由靜止開始下滑後,將是(為增大符號),所以這是個變加速過程,當加速度減到a=0時,其速度即增到最大v=vm,此時必將處於平衡狀態,以後將以vm勻速下滑

ab下滑時因切割磁感線,要產生感應電動勢,根據電磁感應定律: e=blv ①

閉合電路ac ba中將產生感應電流,根據閉合電路歐姆定律: i=e/r

據右手定則可判定感應電流方向為aac ba,再據左手定則判斷它受的安培力f安方向如圖示,其大小為:

f安=bil ③

取平行和垂直導軌的兩個方向對ab所受的力進行正交分解,應有:

fn = mgcosθ ff= μmgcosθ

由①②③可得

以ab為研究物件,根據牛頓第二定律應有:

mgsinθ –μmgcosθ-=ma

ab做加速度減小的變加速運動,當a=0時速度達最大

因此,ab達到vm時應有:

mgsinθ –μmgcosθ-=0 ④

由④式可解得

注意:(1)電磁感應中的動態分析,是處理電磁感應問題的關鍵,要學會從動態分析的過程中來選擇是從動力學方面,還是從能量、動量方面來解決問題。

(2)在分析運動導體的受力時,常畫出平面示意圖和物體受力圖。

例4-2、解答:(1)金屬棒開始下滑的初速度為零,根據牛頓第二定律

mgsinθ-μmgcosθ=ma

由①式解得: a=4m/s2

(2)設金屬棒運動達到穩定時,速度為v,所受安培力為f,棒在沿導軌方向受力平衡

mgsinθ-μmgcosθ-f=0

此時金屬棒克服安培力做功的功率等於電路中電阻r消耗的電功率

fv=p

由③④兩式解得 m/s

(3)設電路中電流為i,兩導軌間金屬棒長為l,磁場的磁感應強度為b

p=i2r

由⑥⑦兩式解得 t

磁場方向垂直導軌平面向上。

例4-4、解:由= kl1l2可知,迴路中感應電動勢是恆定的,電流大小也是恆定的,但由於安培力f=bil∝b=kt∝t,隨時間的增大,安培力將隨之增大。當安培力增大到等於最大靜摩擦力時,ab將開始向左移動。

這時有:

例4-5、解題方法與技巧:

由法拉第電磁感應定律可求出迴路感應電動勢:e= ①

由閉合電路歐姆定律可求出迴路中電流 i

由於安培力方向向左,應用左手定則可判斷出電流方向為順時針方向(由上往下看).再根據楞次定律可知磁場增加,在t時磁感應強度為: b′ =(b+·t

此時安培力為 f安=b′ilab

由受力分析可知 f安=mg

由①②③④⑤式並代入資料:t=495 s

例4-6、分析:在t=6.0s時,金屬桿以某一速度切割磁感線,產生電動勢e1=blv的同時,由於,磁場本身是以b=kt的關係進行變化,因此,還會產生電動勢,這是很多考生在處理問題時最容易遺漏的。

解題的關鍵在於能準確判斷出金屬桿在運動過程中所產生的兩種電動勢,同時還須判斷這兩個電動勢所產生的感應電流的方向關係,若相同,則電路的總電動勢為e=e1+e2,若相反,則電路的總電動勢應為e=e1-e2。本題的情況,可根據楞次定律判斷,兩電流方向相同。確定了感應電動勢,再聯絡牛頓定律、運動學公式、閉合電路歐姆定律就可以解決本題。

解答:以a表示金屬桿運動的加速度,在t時刻,金屬桿與初始位置的距離

此時杆的速度,

這時,杆與導軌構成的迴路的面積s=ll,

迴路中的感應電動勢

而:b=kt ,

迴路的總電阻r=2lr0

迴路中的感應電流

作用於杆的安培力f=bli

高三物理總複習經典電磁感應

電磁感應 知識網路 穿過閉合電路的磁通量發生變化 閉合電路的部分導體做切割磁感線運動 右手定則 楞次定律 單根切割 法拉第電磁感應定律 自感現象 日光燈 第一節感應電流的產生和方向楞次定律 考點透視 一 考綱指要 電磁感應現象,感應電流的方向,楞次定律,右手定則。二 命題落點 1 理解楞次定律,應用...

2019屆高三一輪複習知識要點 電磁感應

感生 動生同時存在時注意 同向,反向 blv 中b v s為瞬時值 3 對於閉合導線框在磁場中運動的情況,可能線框的兩條邊均產生電動勢,要看兩電動勢是同向還是反向 同樣求導線框所受安培力的時候,也要注意兩條邊是否均受安培力,還要注意匝數n的問題 4 區分電量和熱量,注意是否分配 注意公式中的電阻的含...

物理二輪複習電磁感應專題

專題七 電磁感應 一 電磁感應規律的基本應用 1 如圖,勻強磁場的磁感應強度方向垂直於紙面向裡,大小隨時間的變化率,為負的常量。用電阻率為 橫截面積為的硬導線做成一邊長為的方框。將方框固定於紙面內,其右半部位於磁場區域中。求 1 導線中感應電流的大小 2 磁場對方框作用力的大小隨時間的變化。2 如圖...