物理選修3-2第四章電磁感應知識點匯總

1、- -12.如圖11所示，虛線框和實線框在同一水平面內。虛線框內有矩形勻強磁場區(qū)，矩形的長是寬的2倍。磁場方向垂直于紙面向里。實線框abed是一個正方形導線框。若將導線框以相同的速率勻速拉離磁場區(qū)域，第一次沿ab方向拉出，第二次沿ad方向拉出，兩次力做的功分別為耳、比2,則（）A.W=W12B.W=2W12C.W=2W21D.W=4W2113.現(xiàn)代汽車中有一種先進的制動系統(tǒng)一一防抱死（ABS）系統(tǒng)，它有一個自動控制剎車系統(tǒng)的裝置，原理如圖12。鐵質齒輪P與車輪同步轉動。右端有一個繞有線圈的磁體，M是一個電流檢測器。當車輪帶動齒輪轉動時，線圈中會產生感應電流。這是由于齒靠近線圈時被磁化，使穿過線

2、圈的磁通量增大，齒離開線圈時又使磁通量減小，從而能使線圈中產生感應電流。這個電流經電子裝置放大后能控制制動機構。齒輪P從圖示位置按順圖12時針方向轉過a角的過程中，通過M的感應電流的方向是（）A.總是從左向右B.總是從右向左C.先從左向右，然后從右向左D.先從右向左，然后從左向右北半球地磁場的豎直分量向下。如圖13所示，在北京某中學實驗室的水平桌面上，放置邊長為L圖13北令東的正方形閉合導體線圈abed，線圈的ab邊沿南北方向，ad圖13北令東A.若使線圈向東平動，則aA.若使線圈向東平動，則a點的電勢比b點的電勢低若使線圈向北平動，則a點的電勢比b點的電勢低若以ab為軸將線圈向上翻轉，則線圈

3、中感應電流方向為aTbTcTdTa若以ab為軸將線圈向上翻轉，則線圈中感應電流方向為aTdTcTbTa圖14-a圖14-a是用電流傳感器（相當于電流表，其電阻可以忽略不計）研究自感現(xiàn)象的實驗電路，圖中兩個電阻的阻值均為R，L是一個自感系數(shù)足夠大的自感線圈，其直流電阻值也為R。圖14-b是某同學畫出的在t0時刻開關S切換前后，通過傳感器的電流隨時間變化的圖像。關于這些圖像，下列說法中正確的是（）圖14-a甲圖是開關S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時間變化的情況乙圖是開關S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時間變化的情況丙圖是開關S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時間變化的情況丁圖是開

4、關S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時間變化的情況1XXXXXX圖15二、填空題圖15閉合線圈abed在磁場中向左運動，如圖15所示，則ab邊受到TOC o 1-5 h z的磁場力方向。由于地磁場的存在，飛機在一定高度水平飛行時，其機翼就會切割磁感線，機翼的兩端之間會有一定的電勢差。若飛機在我國東北上空水平飛行，則從飛行員的角度看，機翼左端的電勢比右端的電勢。如圖16所示，矩形線圈abed的一半放在B=的勻強磁場_./中，ab邊長10cm,be邊長20cm,若線圈繞ab邊以角速度=100.X、Irad/s勻速旋轉，由圖示位置轉過90。的時刻，線圈中瞬時感；“1X應電動勢大小為，線圈轉過90

5、過程中平均感應電動勢I大小為。圖16如圖17所示，a、b燈是兩個完全相同的電燈，電路導通時，調節(jié)R，使a、b都正常發(fā)光。先斷開開關，再閉合電鍵瞬間看到兩燈沒有同時發(fā)光，請判斷燈比時發(fā)光，請判斷燈比燈先發(fā)光，原因是:圖17現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關如下圖18連接。在開關閉合、線圈A放在線圈B中的情況下，某同學發(fā)現(xiàn)當他將滑動變阻器的滑動端P向左加速滑動時，電流計指針向右偏轉。圖18圖18若將線圈A中鐵芯向上拔出，則能引起電流計的指針向_偏轉；若斷開開關，能引起電流計指針偏轉；若滑動變阻器的滑動端P勻速向右滑動，能使電流計指針偏轉。三、解答題如圖19所示，處于光滑水

6、平面上的矩形線圈邊長分別為L1和L2,電阻為R,處于磁感應強度為B的勻強磁場邊緣，線圈與磁感線垂直。將線圈以向右的速度v勻速拉出磁場的過程。求：拉力大小F；圖19拉力的功率P；圖19拉力做的功W；線圈中產生的電熱Q；通過線圈某一截面的電荷量q。圖20中MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導軌，間距I為m,電阻不計。導軌所在平面與磁感應強度B為T的勻強磁場垂直。質量m為X10-3kg、電阻為0的金屬桿ab始終垂直于導軌,并與其保持光滑接觸。導軌兩端分別接有滑動變阻器和阻值為0的電阻R。當桿ab達到穩(wěn)定狀態(tài)時1以速率V勻速下滑，整個電路消耗的電功率P為W,重力加速度取10m/s2，試求速率V和滑動

7、變阻器接入電路部分的阻值r2。個半徑r=m的閉合導體圓環(huán)，圓環(huán)單位長度的電阻R0=X10-2/m。如圖21-a所示，圓環(huán)所在區(qū)域存在著勻強磁場，磁場方向垂直圓環(huán)所在平面向外，磁感應強度大小隨時間變化情況如圖21-b所示。(1)分別求在0s和s時間內圓環(huán)中感應電動勢的大小;(2)分別求在0s和s時間內圓環(huán)中感應電流的大小，并在圖21-c中畫出圓環(huán)中感應電流隨時間變化的i-t圖象(以線圈中逆時針電流為正，至少畫出兩個周期)；圖21J/A圖21J/A單位時間內流過管道橫截面的液體體積叫做液體的體積流量（以下簡稱流量）。有一種利用電磁原理測量非磁性導電液體（如自來水、啤酒等）流量的裝置，稱為電磁流量計

8、。它主要由將流量轉換為電壓信號的傳感器和顯示儀表兩部分組成。傳感器的結構如圖22所示，圓筒形測量管內壁絕緣，其上裝有一對電極a和c,a、c間的距離等于測量管內徑D,測量管的軸線與a、c的連線方向以及通電線圈產生的磁場方向三者相互垂直。當導電液體流過測量管時，在電極a、c間出現(xiàn)感應電動勢E,并通過與電極連接的儀表顯示出液體的流量Q。設磁場均勻恒定，磁感應強度為B。（1）已知D=m,B=X10-3T,Q=嚇/s。試求E的大?。ㄈ。?；（2）顯示儀表相當于傳感器的負載電阻，其阻值記為R。a、c間導電液體的電阻r隨液體電阻率的變化而變化，從而會影響顯示儀表的示數(shù)。試以E、R、r為參量，給出電極a、c間輸

9、出電壓U的表達式，并說明怎樣可以降低液體電阻率變化對顯示儀表示數(shù)的影響。圖22參考答案一、選擇題1CD2A、B、D解析：當周長一定的線圈由矩形變成圓形時，面積將變大，所以穿過閉合線圈的磁通量增大，能產生感應現(xiàn)象。3C解析：靈敏電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，若有電流，說明回路中有磁通量的變化，線圈所在處一定有磁場；若無電流，只說明線圈回路中沒有磁通量的變化，但不一定沒有磁場，可能磁場方向與線圈平面平行。4D5BCD解析：滑片P不論勻速運動還是變速運動，線圈中的電流都會變化，都會使鐵芯中的磁場變化。6B解析：當0和d重合時，環(huán)切割磁感線的有效長度等于環(huán)的半徑，產生的電動勢最大。7

10、A解析：兩環(huán)的磁通量變化率總是相同的，根據法拉第電磁感應定律，兩線圈的電動勢相同。8C解析：線圈進入磁場時，穿過線圈磁通量增加產生逆時針方向電流，線圈完全進入磁場后的運動過程，穿過線圈的磁通量不變，沒有感應電流，線圈穿出磁場過程，穿過線圈的磁通量減小，產生順時針方向電流。.xx.xxX3XXX解析：線圈進入磁場過程，穿過線圈的磁通量增加，產生的感應電流沿逆時八X針方向，下邊受到的安培力向上，如圖所示。根據牛頓第二定律，線圈的加速度mg.F=ma,其中F=Bil=BI，則a=g色丄上，由此式可知，當線圈進入磁場時的速度較小時，RmR加速度向下，且小于g,當線圈進入磁場的速度合適時，加速度可以為0

11、,當線圈進入磁場時的速度很大時，可能使得a=g,即安培力等于重力的2倍，這樣加速度向上，且等于g。出磁場時，同樣可以分析出，線圈的加速度大小可以等于、小于或大于g。A解析：根據圖像可知，在第2秒內磁場方向垂直紙面向外，穿過線圈的磁場增強，由楞次定律AAB得出，線圈中的感應電流方向為順時針方向。根據電磁感應定律，E=N=NS，由于B隨時間AtAtAB_均勻增加，因此石恒定，E也恒定。C解析：小線圈B在進入通電螺線管和穿出螺線管過程中，穿過B的磁通量一個是增加的，一個是減小的，因此感應電流的方向相反，所以選項A、D是錯誤的。已知螺線管是長直密繞的，說明其內部一段距離內可以認為是勻強磁場，那么小線圈

12、在螺線管內部通過時就不會有磁通量的變化，感應電流為零，所以B錯誤。C解析：沿ab方向拉出線框時，由于線框勻速運動，因此外力做功等于安培力做功的絕對值，設矩形磁場長為2I,寬為I矩形磁場長為2I,寬為I。有安培力過程中線框運動距離為2I,拉力做功W=F2I=2B2l3vR。同樣方法可得出沿ad方向拉出過程，W2=FI=4B2l3vRD解析：開始時，齒正對著線圈，由于齒被磁化，磁場最強，穿過線圈的磁通量最大，當齒輪轉過-角時，磁場最弱，齒輪轉過角時，磁場又達最強，這樣穿過線圈的磁通量先減弱，再增強，2根據楞次定律，線圈中的感應電流產生的磁場先向左，后向右。所以流過M的電流方向是先向左后向右。AC解

13、析：北半球地球磁場是向北且斜向下的，可以分解為水平和豎直分量，沿東西方向的分量較小我們忽略不計，在實驗室范圍內，地磁場可看作是勻強磁場，下圖中畫出了地磁場的水平分量和豎直分量。線圈向東平動時，ab、cd邊切割地磁場的豎直分量，產生電動勢，使得a點電勢低于b點電勢；若使線圈向北平動，bc、ad邊切割地磁場的豎直分量，產生電動勢，則c點的電勢比b點的電勢低，但是a、b電勢相等；若以ab為軸將線圈向上翻轉，穿過線圈的磁通量減小，根據楞次定律，線圈中產生的感應電流方向為aTbTcTdTa。BC解析：從電路圖看，自感線圈與電阻并聯(lián)，傳感器1測量干路電流，傳感器2測量電阻這一支路的電流。當開關閉合時，自感

14、線圈具有阻礙電流增加的作用，從而產生自感電動勢，而電阻可以認為沒有這個作用，因此流過電阻的電流能夠瞬間達到穩(wěn)定電流，流過線圈的電流要延遲一段時間達到穩(wěn)定電流，所以傳感器1測出的電流應該是圖乙所示。當開關斷開時，自感線圈又阻礙電流的減小，電流要延遲一段時間，電流要通過電阻這一支路構成回路，因此電阻通過的自感電流從右向左，與原來方向相反，電流在t0時刻最大，大小等于線圈中的穩(wěn)定電流，然后逐漸減小到0。電流隨時間變化的圖象就是丙圖形狀。二、填空題向上解析：根據右手定則判斷出感應電流方向為順時針方向，再根據左手定則判斷ab邊受到的安培力方向。17咼解析：在我國東北地區(qū)，地磁場的磁感線方向是向北偏下的，

15、豎直分量向下，飛機在水平面內不論向哪個方向飛行，都會切割磁感線的豎直分量，從而產生感應電動勢，根據右手定則可以得出機翼左端的電勢比右端電勢高。V；V解析：由圖示位置轉過90。的時刻，cd邊線速度的大mv=ld,方向垂直于磁感線方向，產ad生的瞬時感應電動勢大小e=BIv=XX100X=(V)；cd線圈轉過90過程中磁通量的變化量厶=Bladlab，所用時間七=丄，產生的平均感應TOC o 1-5 h z22ABllO.lxO.lx0.2xlOOn電動勢大小E=aba=VAtnnb,a。閉合開關瞬間，線圈電流瞬間增加，產生自感電動勢，阻礙電流增加，因此a燈這一支路的電流就會延遲一段時間達到穩(wěn)定值

16、，而b燈與電阻相連，理想情況下不會產生自感電動勢，電流瞬間就會達到穩(wěn)定值，所以b燈會比a燈先亮。右偏；右偏；左偏解析：滑動變阻器的滑動端P向左加速滑動時，線圈A中的電流減小，其激發(fā)的磁場減小，使得穿過線圈B的磁通量減小，這時電流計指針向右偏轉，概括為“減，右偏”若將線圈A中鐵芯向上拔出，同樣有減，且磁場方向沒有變化，因此仍有右偏；斷開開關，同樣是減，右偏；若滑動變阻器的滑動端P勻速向右滑動，線圈A所在回路中的電流會增加，B線圈磁通量增加，因此指針左偏。三、解答題(1)E=BLv,1=E,F=BIL,.F=BL2v2R2R拉力的功率P=Fv=BL2vR拉力做功W=FL=BLLv1R根據功能關系Q

17、=W通過導體橫截面的電量q=lt=1=叫LRR解析：線圈被勻速拉出過程中，拉力與線圈受到的安培力等值反向。從功能關系分析，拉力和安培力做功之和為零，所以拉力做功等于線圈克服安培力做功，通過拉力做功將外界能量轉化為電能,電能再通過電流做功轉化為內能。解析：整個電路消耗的電能來源于重力勢能的減少，導體棒勻速下落，通過重力克服安培力做功，將重力勢能轉化為電能。電路的結構是導體棒為電源，導體棒的電阻為電源內阻，電阻與R2并聯(lián)接在電源兩端，等效電路如圖所示。根據P=mgv得0.276.0 x0.276.0 x10-2m/s=m/sv=mg導體棒產生的電動勢E=Blv導體棒中的電流1導體棒中的電流1=Blv將I代入上式得B212vRR=將I代入上式得B212vRR=mg2r式得R=Qo2解析：(1)在0s時間內感應電動勢E=込nr2=X10-3V1