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11电磁感应知识清单

十一电磁感应知识清单1.磁通量(1)概念:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积S与B的乘积.(2)公式:Φ=BS.适用条件:①匀强磁场.②S为垂直磁场的有效面积.(3)磁通量是标量(填“标量”或“矢量”).(4)磁通量的意义:①磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数.②同一线圈平面,当它跟磁场方向垂直时,磁通量最大;当它跟磁场方向平行时,磁通量为零;当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时,磁通量为零.2.判断电磁感应现象是否发生的一般流程3.楞次定律推论的应用楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为:感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因,列表说明如下:B减小,线圈扩张4.右手定则:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心垂直进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向.如右图所示.5.法拉第电磁感应定律6.有效长度问题7.导体转动切割磁感线×××××8. 二次电磁感应问题9. 感应电量问题推导过程:q =I Δt ;E =n ΔΦΔt ;I =总R E 推导出:q =n 总R ΔΦ结论:通过回路截面的电荷量q 仅与n 、ΔΦ和回路总电阻R 总有关,与时间长短无关。

10.电磁感应中电路知识的关系图11.能量转化及焦耳热的求法12.电磁感应中的力电综合问题13.14.两个特殊位置的特点(1)线圈平面与中性面重合时,S ⊥B ,Φ最大,ΔΦΔt =0,e =0,i =0,电流方向发生改变.(2)线圈平面与中性面垂直时,S ∥B ,Φ=0,ΔΦΔt 最大,e 最大,i 最大,电流方向不改变.15.正弦式交流电的几种其它产生形式16.有效值与转轴无关 与形状无关 始终有电流,注意有效面积 半周无电流0 e /Ve’m -e’T /2 Tt/0 e /e m -e mT /2Tt/e /V e m -e mT /2Tt/Babcd ωBa bcdωBωBa bcd ωRT I T R I T RI 2222122=+有效值22221I I I += RT I T R I 2202)2(= 有效值2I I =RT I T R I T R I 22221323=+ 有效值322221I I I +=17.变压器动态变化问题 滑片P 下滑 方法副线圈看作理想电源假设匝数比为1,输入恒定电压,R 1看作内阻电压表 V 1、V 2读数不变;V 3读数变小 V 1、V 2、V 3读数都变小电流表 A 1、A 2读数都变大,I 1/I 2=ΔI 1/ΔI 2=n 2/n 1比值不变A 1、A 2、A 3读数都变大,A 4读数变小18.原线圈串联电阻问题 电压关系:U 0=U 1+U 2 ;U 1U 2=n 1n 2电流关系:I 1I 2=n 2n 1电压与电流:U 1=I 1R 1;U 2=I 2R 2 联立可得U 0=I 1R 1+I 1(n 1n 2)2R 219.几种常用的变压器 (1)自耦变压器——调压变压器线圈甲中把整个线圈作原线圈,取一部分为副线圈,可以降低电压;图乙中把一部分作原线圈,把整个线圈作副线圈,可以升高电压。

(2)互感器⎩⎪⎨⎪⎧电压互感器:用来把高电压变成低电压.电流互感器:用来把大电流变成小电流.20.电能的输送远距离高压输电的几个基本关系(以图为例)(1)功率关系P 1=P 2,P 3=P 4,P 2=P 损+P 3。

(2)电压、电流关系U 1U 2=n 1n 2=I 2I 1,U 3U 4=n 3n 4=I 4I 3,U 2=U 线+U 3,I 2=I 3=I 线。

(3)输电电流I 线=P 2U 2=P 3U 3=U 2-U 3r。

(4)输电导线上损失的电功率P 损=U 线I 线=I 线2r =(P 2U 2)2r 。

二、选择题21.[2017·江苏卷] 如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()A.1∶1 B.1∶2 C.1∶4 D.4∶122.[2017·全国卷Ⅲ] 如图所示,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是()A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向23.[2017·全国卷Ⅰ] 扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示.无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是()图1 A B C D24.(多选)如图所示,在匀强磁场中放有平行金属导轨,它与大线圈M 相连接,要使小导线圈N 获得顺时针方向的感应电流,则放在金属导轨上的金属棒ab 的运动情况是(两线圈共面放置)( )A .向右匀速运动B .向左加速运动C .向右减速运动D .向右加速运动25.如图4所示是法拉第制作的世界上第一台发电机的模型原理图。

把一个半径为r 的铜盘放在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中,使磁感线水平向右垂直穿过铜盘,铜盘安装在水平的铜轴上,两块铜片C 、D 分别与转动轴和铜盘的边缘接触,G 为灵敏电流表。

现使铜盘按照图示方向以角速度ω匀速转动,则下列说法中正确的是( )图4A .C 点电势一定高于D 点电势B .圆盘中产生的感应电动势大小为12Bωr 2C .电流表中的电流方向为由a 到bD .若铜盘不转动,使所加磁场磁感应强度均匀增大,在铜盘中可以产生涡旋电流 26.如图1所示,两块水平放置的金属板距离为d ,用导线、开关K 与一个n 匝的线圈连接,线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场B 中.两板间放一台小型压力传感器,压力传感器上表面绝缘,在其上表面静止放置一个质量为m 、电荷量为q 的带正电小球.K 没有闭合时传感器有示数,K 闭合时传感器示数变为原来的一半.则线圈中磁场B 的变化情况和磁通量的变化率分别为( )A .正在增强,ΔΦΔt =mgd 2qB .正在增强,ΔΦΔt =mgd 2nqC .正在减弱,ΔΦΔt =mgd 2qD .正在减弱,ΔΦΔt =mgd 2nq27.(2015·海南单科·2)如图6,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v 沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小为ε;将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线,置于与磁感应强度垂直的平面内,当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v 运动时,棒两端的感应电动势大小为ε′.则 ε′ε等于( ) A.12 B.22C .1 D. 228.(多选)(09年山东卷)如图11所示,一导线弯成半径为a 的半圆形闭合回路.虚线边界MN 右侧有磁感应强度为B 的匀强磁场,方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v 向右匀速进入磁场,直径CD 始终与MN 垂直.从D 点到达边界开始到C 点进入磁场为止.下列结论正确的是( )A .感应电流方向不变B .CD 段直导线始终不受安培力C .感应电动势最大值E m =BavD .感应电动势平均值E =14πBav 29.如图,由某种粗细均匀的总电阻为3R 的金属条制成的矩形线框abcd ,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B 中.一接入电路电阻为R 的导体棒PQ ,在水平拉力作用下沿ab 、dc 以速度v 匀速滑动,滑动过程PQ 始终与ab 垂直,且与线框接触良好,不计摩擦.在PQ 从靠近ad 处向bc 滑动的过程中( )A .PQ 中电流先增大后减小B .PQ 两端电压先减小后增大C .PQ 上拉力的功率先减小后增大D .线框消耗的电功率先减小后增大30.(多选)如图10所示的电路中,L 为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈,D 1、D 2是两个完全相同的灯泡,E 是一内阻不计的电源.t =0时刻,闭合开关S ,经过一段时间后,电路达到稳定,t 1时刻断开开关S.I 1、I 2分别表示通过灯泡D 1和D 2的电流,规定图中箭头所示的方向为电流正方向,以下各图中能定性描述电流I 随时间t 变化关系的是( )图1031.如图5所示,一边长为l=2a的正方形区域内分布着方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。

一边长为a、电阻为R的正方形线框置于磁场左侧,且线框右边与磁场左边界平行,距离为a,现给该正方形线框施加一水平向右的拉力,使其沿直线匀速向右运动,则以下关于线框受到的安培力、产生的感应电流随时间变化的图象正确的是(以水平向左的方向为安培力的正方向,以逆时针方向为电流的正方向)()图532.(2014·锦州一模)矩形导线框abcd放在匀强磁场中,在外力控制下处于静止状态,如图9-3-6甲所示。

磁感线方向与导线框所在平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图像如图乙所示。

t=0时刻,磁感应强度的方向垂直导线框平面向里,在0~4 s时间内,导线框ad边所受安培力随时间变化的图像(规定以向左为安培力正方向)可能是下列选项中的()图9-3-6 图9-3-733.如图1,一有界区域内,存在着磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁场宽度均为L,现有一边长为22L的正方形线框abcd,在外力作用下,保持ac垂直磁场边缘,并以沿x轴正方向的某一速度水平匀速地通过磁场区域,若以逆时针方向为电流正方向,下图中能反映线框中感应电流变化规律的图象是()图134.如图所示,一导体圆环位于纸面内,O为圆心.环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场,两磁场磁感应强度的大小相等,方向相反且均与纸面垂直.导体杆OM可绕O转动,M端通过滑动触点与圆环良好接触.在圆心和圆环间连有电阻R.杆OM以匀角速度ω逆时针转动,t=0时恰好在图示位置.规定从a到b流经电阻R的电流方向为正,圆环和导体杆的电阻忽略不计,则杆从t=0开始转动一周的过程中,电流随ωt变化的图象是()35.(多选)(2017·乐山模拟)如图所示,固定在水平面上的光滑平行金属导轨,间距为L,右端接有阻值为R的电阻,空间存在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场.质量为m、电阻36.如图所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为37°,宽度为0.5 m,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1 Ω.一导体棒MN垂直于导轨放置,质量为0.2 kg,接入电路的电阻为1 Ω,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为0.8 T.将导体棒MN由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光,此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6)()A.2.5 m/s 1 W B.5 m/s 1 WC .7.5 m/s 9 WD .15 m/s 9 W37.(多选)如图所示,光滑金属导轨AC 、AD 固定在水平面内,并处在方向竖直向下、大小为B 的匀强磁场中.有一质量为m 的导体棒以初速度v 0从某位置开始在导轨上水平向右运动,最终恰好静止在A 点.在运动过程中,导体棒与导轨始终构成等边三角形回路,且通过A 点的总电荷量为Q .已知导体棒与导轨间的接触电阻阻值恒为R ,其余电阻不计.则( )A .该过程中导体棒做匀减速运动B .该过程中接触电阻产生的热量为12mv 20C .开始运动时,导体棒与导轨所构成回路的面积为S =QR B半D .当导体棒的速度为12v 0时,回路中感应电流大小为初始时的一38.(多选)(2008秋•湖南校级月考)如图,在光滑水平面上,有一竖直向下的匀强磁场,分布在宽度为L 的区域内,现有一边长为l (l <L )的正方形闭合导线框以垂直磁场边界的初速度v 1滑进磁场,然后线圈滑出磁场的速度为v 2,设线框滑进磁场的时间为t 1,安接力的冲量为I 1,线框产生的热量为Q 1,线框滑出磁场的时间为t 2,安培力的冲量为I 2,线框产生的热量为Q 2,则有( )A .v 1=v 2B .t 1<t 2C .I 1=I 2D .Q 1>Q 239.(2010安徽高考)如图所示,水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ,分别用相同材料、不同粗细的导线绕制(Ⅰ为细导线).两线圈在距磁场上界面h 高处由静止开始自由下落,再进入磁场,最后落到地面.运动过程中,线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界.设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为v 1、v 2,在磁场中运动时产生的热量分别为Q 1、Q 2.不计空气阻力,则( )A .v 1<v 2,Q 1<Q 2B .v 1=v 2,Q 1=Q 2C .v 1<v 2,Q 1>Q 2D .v 1=v 2,Q 1<Q 240.如图4所示为一交流发电机的原理示意图,其中矩形线圈abcd 的边长ab =cd =L 1,bc =ad =L 2,匝数为n ,线圈的总电阻为r ,线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO ′匀速转动,角速度为ω,线圈两端通过电刷E 、F 与阻值为R 的定值电阻连接。

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