第九章第2單元法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流

電磁感應(yīng)現(xiàn)象內(nèi)阻閉合電路歐姆3．感生電場(chǎng)與感生電動(dòng)勢(shì)、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)(1)感生電場(chǎng)：磁場(chǎng)變化時(shí)在周圍空間激發(fā)出的

．(2)感生電動(dòng)勢(shì)：由

產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫做感

生電動(dòng)勢(shì)．(3)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：由于

而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫做

動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)．導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)感生電場(chǎng)變化率BlvBlvsinθl是指有效長(zhǎng)度v是指切割磁場(chǎng)的速度(４)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng):Ｅ=nBSωcosωt（φ=0開始記時(shí)）1．下列說法正確的是(

)A．線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

一定越大B．線圈中的磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一

定越大C．線圈處在磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)

勢(shì)一定越大D．線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)

勢(shì)越大答案：D1．如圖9－2－4所示半徑為r的n匝線圈套在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形abcd之外，勻強(qiáng)磁場(chǎng)局限在正方形區(qū)域內(nèi)且垂直穿過正方形圖9－2－4面積．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度以ΔB/Δt的變化率均勻變化時(shí)，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小是多少？φ=BS⊥——S是有效面積1．(2010·新課標(biāo)全國(guó)卷)如圖9－2－12所示，兩個(gè)端面半徑同為R的圓柱形鐵芯同軸水平放置，相對(duì)的端面之間有一縫隙，鐵芯上繞導(dǎo)線并與電源連接，在縫隙中形成一勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一銅質(zhì)細(xì)直棒ab水平置于縫隙中，且與圓柱軸線等高、垂直．讓圖9－2－12銅棒從靜止開始自由下落，銅棒下落距離為0.2R時(shí)銅棒中電動(dòng)勢(shì)大小為E1，下落距離為0.8R時(shí)電動(dòng)勢(shì)大小為E2.忽略渦流損耗和邊緣效應(yīng)．關(guān)于E1、E2的大小和銅棒離開磁場(chǎng)前兩端的極性，下列判斷正確的是(

)A．E1>E2，a端為正B．E1>E2，b端為正C．E1<E2，a端為正D．E1<E2，b端為正答案：D如圖所示，裸金屬線組成滑框，ab可滑動(dòng)，其電阻R0=0.5Ω，長(zhǎng)L=0.3m串接電阻R=1Ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)ab以向右勻速運(yùn)動(dòng)過程中，求：（1）ab間感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。（2）ab間的電壓Uab。（3）保證ab勻速運(yùn)動(dòng)，所加外力F。（4）在2秒的時(shí)間內(nèi)，外力功；ab生熱Q；電阻R上生熱。如圖9－2－3所示，導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線，半徑為r的圓內(nèi)有垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一根長(zhǎng)度大于2r的導(dǎo)線MN以速度v在圓環(huán)上無摩擦地自左端勻速滑到右端，電路的固定電阻為R，其余電阻不計(jì)，求MN從圓環(huán)的左端滑到右端的過程中電阻R上的電流的平均值和通過電阻R的電荷量．求電量Q必須用平均電流5．如圖9－2－2所示，在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩根水平放置、相距L且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌AB、CD，在導(dǎo)軌圖9－2－2的A、C端連接一阻值為R的電阻，一根垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab，質(zhì)量為m，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻及它們間的摩擦不計(jì)，若用恒力F水平向右拉棒ab使之運(yùn)動(dòng)，求金屬棒ab的最大速度．3．(2010·全國(guó)卷Ⅰ)某地的地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下，大小為4.5×10－5T.一靈敏電壓表連接在當(dāng)?shù)厝牒：佣蔚膬砂?，河?00m，該河段漲潮和落潮時(shí)有海水(視為導(dǎo)體)流過．設(shè)落潮時(shí)，海水自西向東流，流速為2m/s.下列說法正確的是(

)A．電壓表記錄的電壓為5mVB．電壓表記錄的電壓為9mVC．河南岸的電勢(shì)較高D．河北岸的電勢(shì)較高答案：

BD在范圍足夠大，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B＝0.2T，有一水平放置的光滑框架，寬度為L(zhǎng)＝0.4m，如圖9－2－7所示，框架圖9－2－7上放置一質(zhì)量為0.05kg、電阻為1Ω的金屬桿cd，框架電阻不計(jì)．若桿cd以恒定加速度a＝2m/s2，由靜止開始做勻變速運(yùn)動(dòng)，求：(1)在5s內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少？(2)第5s末回路中的電流多大？(3)第5s末作用在桿cd上的水平外力多大？分清求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)用速度的平均值還是瞬時(shí)值．[答案]

(1)0.4V

(2)0.8A

(3)0.164N2．(2011·衢州模擬)如圖9－2－8所示，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導(dǎo)軌上，并與之緊密接觸；棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一圖9－2－8可控制的負(fù)載電阻(圖中未畫出)；導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面．開始時(shí)，給導(dǎo)體棒一個(gè)平行于導(dǎo)軌的初速度v0.在棒的運(yùn)動(dòng)速度由v0減小至v1的過程中，通過控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流I保持恒定．導(dǎo)體棒一直在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)．若不計(jì)導(dǎo)軌電阻，求此過程中導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值．三、互感、自感和渦流1．互感現(xiàn)象兩個(gè)互相靠近的線圈，當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，它所產(chǎn)生的變化的

會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生

的現(xiàn)象．互感現(xiàn)象可以把

由一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈，變壓器就是利用

現(xiàn)象制成的．2．自感現(xiàn)象由于線圈本身的

發(fā)生變化而在它本身激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)

勢(shì)的現(xiàn)象．磁場(chǎng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)能量互感電流自感作用延緩了電路中電流的變化，使得在通電瞬間含電感的電路相當(dāng)于斷路；斷電時(shí)電感線圈相當(dāng)于一個(gè)電源，通過放電回路將儲(chǔ)存的能量釋放出來．自感大小圈數(shù)10－310－6例：制作精密電阻時(shí)，為了消除在使用中由于電流變化引起的自感現(xiàn)象。用電阻絲繞制電阻時(shí)采用如圖所示的雙線繞法。其道理是（

）A．電路中電流變化時(shí)，兩根線中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)互相抵消B．電路中電流變化時(shí)，兩根線中產(chǎn)生的自感電流相互抵消C．電路中電流變化時(shí)，兩根線中電流產(chǎn)生的磁通量相互抵消D．以上說法均不正確4．在如圖9－2－1所示的電路中，線圈L的自感系數(shù)足夠大，其直流電阻忽略不計(jì)，

A，B是兩個(gè)相同的燈泡，下列說法中正確的是(

)A．S閉合后，A，B同時(shí)發(fā)光且亮度不變B．S閉合后，A立即發(fā)光，然后又逐漸熄滅C．S斷開的瞬間，A，B同時(shí)熄滅D．S斷開的瞬間，A再次發(fā)光，然后又逐漸熄滅答案：

BD如圖9－2－9所示的電路中，三個(gè)相同的燈泡a、b、c和電感L1、L2與直流電源連接，電感的電阻忽略不計(jì)．開關(guān)S從閉合狀圖9－2－9態(tài)突然斷開時(shí)，下列判斷正確的有(

)A．a(chǎn)先變亮，然后逐漸變暗B．b先變亮，然后逐漸變暗C．c先變亮，然后逐漸變暗D．b、c都逐漸變暗[答案]

AD3．(2010·江蘇高考)如圖9－2－10所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，電感L的電阻不計(jì)，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值．在t＝0時(shí)刻閉合開關(guān)S，經(jīng)過一段時(shí)間后，在t＝t1時(shí)刻圖9－2－10斷開S.下列表示A、B兩點(diǎn)間電壓UAB隨時(shí)間t變化的圖象中，正確的是(

)

答案：B2．(2010·北京高考)在如圖9－2－13所示的電路中，兩個(gè)相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個(gè)帶鐵芯的電感線圈L和一個(gè)滑動(dòng)變阻器R.閉合開關(guān)S后，調(diào)整R，使L1和L2發(fā)光的亮度一樣，圖9－2－13此時(shí)流過兩個(gè)燈泡的電流均為I.然后，斷開S.若t′時(shí)刻再閉合S，則在t′前后的一小段時(shí)間內(nèi)，正確反映流過L1的電流i1、流過L2的電流i2隨時(shí)間t變化的圖象是

(

)答案：B3．(2011·徐州模擬)如圖9－2－15所示，A、B、C是相同的白熾燈，L是自感系數(shù)很大、電阻很小的自感線圈．現(xiàn)將S閉合，下面說法正確的是(

)圖9－2－15A．B、C燈同時(shí)亮，A燈后亮B．A、B、C燈同時(shí)亮，然后A燈逐漸變暗，最后熄滅C．A燈一直不亮，只有B燈和C燈亮D．A、B、C燈同時(shí)亮，并且亮暗沒有變化答案：B4．渦流當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，在它附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生像

狀的感應(yīng)電流．5．電磁阻尼當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是

導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象．6．電磁驅(qū)動(dòng)如果磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到

的作用，

使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來，這種作用稱為電磁驅(qū)動(dòng)．交流電動(dòng)機(jī)就是利用

的原理制成的．阻礙安培力安培力電磁驅(qū)動(dòng)水的旋渦2．下列做法中可能產(chǎn)