电磁感应习题(答案解析)

电磁感应现象专题知识要点：电磁感应现象楞次定律（一）电磁感应现象(利用磁场产生电流的现象)1.产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化.2.可能是B发生变化而引起，也可能是S发生变化而引起，还有可能是B和S同时发生变化而引起的，在确定磁通量的变化时应注意。3.感应电动势的产生条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，这部分电路就会产生感应电动势。这部分电路或导体相当于电源。（二）感应电流的方向1.右手定则当闭合电路的部分导体切割磁感线时，产生的感应电流的方向可以用右手定则来进行判断。2.楞次定律（1）内容:感应电流具有这样的方向：就是感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。注意：①“阻碍”不是“相反”，原磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁通量相反，“反抗”其增加；原磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁通量相同，“补偿”其减小，即“增反减同”。②“阻碍”也不是阻止，电路中的磁通量还是变化的，阻碍只是延缓其变化。③楞次定律的实质是“能量转化和守恒”，感应电流的磁场阻碍过程，使机械能减少，转化为电能。（2）应用楞次定律判断感应电流的步骤：①确定原磁场的方向。②明确回路中磁通量变化情况。③应用楞次定律的“增反减同”，确定感应电流磁场的方向。④应用右手安培定则，确立感应电流方向。（3）楞次定律的另一种表述楞次定律的另一种表达为：感应电流的效果，总是要反抗产生感应电流的原因。说明：这里产生感应电流的原因，既可以是磁通量的变化，也可以是引起磁通量变化的相对运动或回路的形变。①当电路的磁通量发生变化时，感应电流的效果就阻碍变化阻碍原磁通量的变化。（增反减同）②当出现引起磁量变化的相对运动时，感应电流的效果就阻碍变化阻碍（导体间的）相对运动，即（来拒去留）。③当回路发生形变时，感应电流的效果就阻碍回路发生形变。（增缩减扩）④当线圈自身的电流发生变化时，感应电流的效果就阻碍原来的电流发生变化。总之，如果问题不涉及感应电流的方向，则从楞次定律的另类表述出发的分析方法较为简便。法拉第电磁感应定律自感（一）法拉第电磁感应定律（1）内容：电磁感应中线圈里的感应电动势跟穿过线圈的磁通量变化率成正比。（2）表达式：或。（3）说明：式中的n为线圈的匝数，是线圈磁通量的变化量，△t是磁通量变化所用的时间。又叫磁通量的变化率。中学阶段一般只用来计算平均感应电动势，如果是恒定的，那么E是稳恒的。（二）导线切割磁感线的感应电动势公式：E=BLvv与B成θ夹角时，导线切割磁感线的感应电动势大小为。（三）自感、互感1.自感现象：导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。2.自感现象的应用（1）通电自感：通电瞬间自感线圈处相当于断路；（2）断电自感：断电时自感线圈处相当于电源；3.增大线圈自感系数的方法（1）增大线圈长度（2）增多单位长度上匝数（3）增大线圈截面积（口径）（4）线圈中插入铁芯4.互感现象：当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感现象。在互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。（变压器原理）【典型例题】电磁感应中的方向判断[例1]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[例2]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。有匀强磁场垂直于导轨所在的平面，方向如图，用I表示回路的电流。()A.当AB不动而CD向右滑动时，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=0C.当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时，I=0D.当AB、CD都向右滑动，且AB速度大于CD时，且沿逆时针方向[例3]如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时（）A.P、Q将互相靠拢B.P、Q将互相远离C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度小于g与力有关的判断【例4.】（08重庆）如图，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈。当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是（）A.FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左B.FN先大于mg后小于mg，运动趋势向左C.FN先大于mg后大于mg，运动趋势向右D.FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右综合判断[例5]如图所示装置中，cd杆原来静止。当ab杆做如下那些运动时，cd杆将向右移动（）A.向右匀速运动B.向右加速运动C.向左加速运动D.向左减速运动认识电路并正确判断[例6]（08宁夏）如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个最阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是（）A.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到aB.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到aC.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到bD.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b电磁感应中的相关计算[例7]有一面积为S=100cm2金属环，电阻为R=0.1Ω，环中磁场变化规律如图所示，且磁场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内，环中感应电流的方向如何？通过金属环的电量为多少？[例8]半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B=0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直，其中a=0.4m，b=0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均匀为R0＝2Ω，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计。（1）若棒以v0=5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径00′的瞬间（如图所示）MN中的电动势和流过灯L1的电流。（2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O′以OO′为轴向上翻转90°，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率，求L1的功率。[例9]一直升飞机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B，直升飞机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示.如果忽略a到转轴中心线的距离，用ε表示每个叶片中的感应电动势，则（）A.，且a点电势低于b点电势B.,且a点电势低于b点电势C.，且a点电势高于b点电势D.，且a点电势高于b点电势[例10]如图所示，金属圆环圆心为O，半径为L，金属棒Oa以O点为轴在环上转动，角速度为ω，与环面垂直的匀强磁场磁感应强度为B，电阻R接在O点与圆环之间，求通过R的电流大小。[例11]（08北京）均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m。将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时，（1）求线框中产生的感应电动势大小；（2）求cd两点间的电势差大小；（3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件。自感现象判断[例12]（08江苏）如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计。电键K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的是（）A.a先变亮，然后逐渐变暗B.b先变亮，然后逐渐变暗C.c先变亮，然后逐渐变暗D.b、c都逐渐变暗[例13.]如图所示，电阻R和电感线圈L的值都较大，电感线圈的电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，当开关S闭合时，下面能发生的情况是（）A.B比A先亮，然后B熄灭B.A比B先亮，然后A熄灭C.A、B一起亮，然后A熄灭D.A、B一起亮，然后B熄灭