电磁感应问题分析教学课件.pptx

1、1.楞次定律阻碍的理解问题楞次定律阻碍的理解问题 2005年年 16如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的形磁铁，磁铁的N极朝下。当磁铁向下运动时（但极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）未插入线圈内部）A线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引铁与线圈相互吸引B线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥铁与线圈相互排斥C线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引磁铁与线圈

2、相互吸引D线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥磁铁与线圈相互排斥 18.（2012福建卷）如图甲，一圆形闭合铜环由福建卷）如图甲，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合。若取磁铁中心持重合。若取磁铁中心O为坐标原点，建立竖直为坐标原点，建立竖直向下正方向的向下正方向的x轴，则图乙中最能正确反映环中轴，则图乙中最能正确反映环中感应电流感应电流i随环心位置坐标随环心位置坐标x变化的关系图

3、象是变化的关系图象是B1.1.楞次定律阻碍的理解问题楞次定律阻碍的理解问题 某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律。当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，定律。当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感生电流方向是通过电流计的感生电流方向是 AaGB B先先aGb，后，后bGaCbGA D先先bGa，后，后aGb1.楞次定律阻碍的理解问题楞次定律阻碍的理解问题（1010海南卷）海南卷）2 2一金属圆环水平固定放置。一金属圆环水平固定放置。现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放，在条形磁

4、铁穿过圆环的过线从静止开始释放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环程中，条形磁铁与圆环A A始终相互吸引始终相互吸引B B始终相互排斥始终相互排斥C C先相互吸引，后相互排斥先相互吸引，后相互排斥D D先相互排斥，后相互吸引先相互排斥，后相互吸引1.楞次定律阻碍的理解问题楞次定律阻碍的理解问题 08如下图，粗糙水平桌面上有一质量为如下图，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质的铜质矩形线圈。当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线矩形线圈。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关于线圈受到的支持力FN及

5、在水平方向运动趋势及在水平方向运动趋势的正确判断是（的正确判断是（）A.FN先小于先小于mg后大于后大于mg，运动趋势向左，运动趋势向左 B.FN先大于先大于mg后小于后小于mg，运动趋势向左，运动趋势向左C.FN先小于先小于mg后大于后大于mg，运动趋势向右运动趋势向右 D.FN先大于先大于mg后小于后小于mg，运动趋势向右运动趋势向右1.楞次定律阻碍的理解问题楞次定律阻碍的理解问题 06如图所示是一种延时开关，当如图所示是一种延时开关，当S1闭合时，电闭合时，电磁铁磁铁F将衔铁将衔铁D吸下，吸下，C线路接通。当线路接通。当S1断开时，由断开时，由于电磁感应作用，于电磁感应作用，D将延迟一段

6、时间才被释放。则将延迟一段时间才被释放。则A由于由于A线圈的电磁感应作用，才线圈的电磁感应作用，才产生延时释放产生延时释放D的作用的作用B由于由于B线圈的电磁感应作用，才线圈的电磁感应作用，才产生延时释放产生延时释放D的作用的作用C如果断开如果断开B线圈的电键线圈的电键S2，无延时作用，无延时作用D如果断开如果断开B线圈的电键线圈的电键S2，延时将变长，延时将变长1.1.楞次定律阻碍的理解问题楞次定律阻碍的理解问题 13如图所示，在一均匀磁场中有一如图所示，在一均匀磁场中有一U形导线形导线框框abcd，线框处于水平面，磁场与线框平面垂，线框处于水平面，磁场与线框平面垂直，磁线与线框平面垂直，直

7、，磁线与线框平面垂直，R为一电阻，为一电阻，ef为垂为垂直于直于ab的一根导体杆，它可在的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦上无摩擦地滑动。杆地滑动。杆 ef及线框中导线的电阻都可不计。及线框中导线的电阻都可不计。开始时，给开始时，给ef一个向右的初速度，则一个向右的初速度，则Aef将减速向右运动，但不是匀减速将减速向右运动，但不是匀减速Bef将匀减速向右运动，最后停止将匀减速向右运动，最后停止Cef将匀速向右运动将匀速向右运动Def将往返运动将往返运动1.楞次定律阻碍的理解问题楞次定律阻碍的理解问题（2014上海）上海）17如图，匀强磁场垂直于如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发

8、生变化，回路变软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形。则磁场为圆形。则磁场A.逐渐增强，方向向外逐渐增强，方向向外 B.逐渐增强，方向向里逐渐增强，方向向里C.逐渐减弱，方向向外逐渐减弱，方向向外 D.逐渐减弱，方向向里逐渐减弱，方向向里1.楞次定律阻碍的理解问题楞次定律阻碍的理解问题 15 2014广东卷广东卷 如图如图8所示，上下开口、内壁光滑的所示，上下开口、内壁光滑的铜管铜管P和塑料管和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块()A在在P和和Q中都做自由落体运动中都做

9、自由落体运动B在两个下落过程中的机在两个下落过程中的机 械能都守恒械能都守恒C在在P中的下落时间比在中的下落时间比在Q 中的长中的长D落至底部时在落至底部时在P中的速度比中的速度比 在在Q中的大中的大1.楞次定律阻碍的理解问题楞次定律阻碍的理解问题 2003广东广东在图在图1所示区域（图中直角坐标系所示区域（图中直角坐标系Oxy的的1、3象限）内有匀强磁场，磁感强度方向垂直象限）内有匀强磁场，磁感强度方向垂直于图面向里，大小为于图面向里，大小为B.半径为半径为l、圆心角为、圆心角为60的扇形导线框的扇形导线框OPQ以角速度以角速度绕绕O点在图面内沿点在图面内沿逆时针方向匀速转动，导线框回路电阻

10、为逆时针方向匀速转动，导线框回路电阻为R.（1）求线框中感应电流的最大值）求线框中感应电流的最大值I0和交变感应电和交变感应电流的频率流的频率f。（2）在图）在图2上画出线框转一周的时间内感应电流上画出线框转一周的时间内感应电流I随时间随时间t变化的图像（规定与图变化的图像（规定与图1中线框的位置相中线框的位置相应的时刻为应的时刻为t0）2.图象问题图象问题221BlR 2004.19一矩形线圈位于一随时间一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，如图向里，如图1所示。磁感应强度所示。磁感应强度B随随

11、t的变化规的变化规律如图律如图2所示。以所示。以l表示线圈中的感应电流，以表示线圈中的感应电流，以下各图正确的是下各图正确的是 A2.图象问题图象问题 2005年年 19.图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里。，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈，是位于纸面内的梯形线圈，ad与与bc间的距离间的距离也为也为l。t0时刻，时刻，bc边与磁场区域边界重合（如边与磁场区域边界重合（如图）。现令线圈以恒定的速度图）。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿域边界

12、的方向穿过磁场区域。取沿abcda的感应电流为正，则在线圈穿越的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流磁场区域的过程中，感应电流I随时间随时间t变化的图变化的图线可能是线可能是B 2.图象问题图象问题 06在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图方向如图1所示，当磁场的磁感应强度所示，当磁场的磁感应强度B随时间随时间t如图如图2变化时，图变化时，图3中正确表示线圈中感应电动势中正确表示线圈中感应电动势E变化的是变化的是A2.图象问题图象问题 07如图

13、所示，如图所示，LOOL为一折线，它所形成的两个角为一折线，它所形成的两个角LOO和和OOL均为均为45。折线的右边有一匀强磁场，。折线的右边有一匀强磁场，其方向垂直于纸面向里。一边长为其方向垂直于纸面向里。一边长为l的正方形导线框沿的正方形导线框沿垂直于垂直于OO的方向以速度的方向以速度v作匀速直线运动，在作匀速直线运动，在t0时刻时刻恰好位于图中所示位置。以逆时针方向为导线框中电流恰好位于图中所示位置。以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流-时间（时间（I-t）关系的是（时间以）关系的是（时间以l/v为单位）为单位）D2.

14、图象问题图象问题 0721.如图所示，在如图所示，在PQ、QR区域中存在着磁感应强度区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场、磁场方向均垂直于纸大小相等、方向相反的匀强磁场、磁场方向均垂直于纸面。一导线框面。一导线框abcdefa位于纸面内，框的邻边都相互垂位于纸面内，框的邻边都相互垂直，直，bc边与磁场的边界边与磁场的边界P重合。导线框与磁场区域的尺重合。导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从寸如图所示。从t0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域。以区域。以abcdef为线框中的电动势为线框中的电动势的正方的正方向，以下四个向，以下四个t关系示意图中正确的是

15、关系示意图中正确的是2.图象问题图象问题 2008矩形导线框矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直。规定磁场的正方的方向与导线框所在平面垂直。规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流i的的正方向，下列正方向，下列i-t图图 中正确的是中正确的是D2.图象问题图象问题 2008如图，一个边长为如图，一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场；一个边长也为面向里的匀强磁场；一个

16、边长也为l的正方形导线框所的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线ab与导线框的与导线框的一条连垂直，一条连垂直，ba的延长线平分导线框。在的延长线平分导线框。在t0时，使时，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动，直方向移动，直到整个导线框离开磁场区域。以到整个导线框离开磁场区域。以i表示导线框中感应电表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正。下列表示流的强度，取逆时针方向为正。下列表示i-t关系的图关系的图示中，可能正确的是示中，可能正确的是C2.图象问题图象问题 2009如图所示，一导体圆环位于纸面内

17、，如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心。环内两个圆为圆心。环内两个圆心角为心角为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。导体杆小相等，方向相反且均与纸面垂直。导体杆OM可绕可绕O转动，转动，M端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。杆杆OM以匀角速度以匀角速度逆时针转动，逆时针转动，t=0时恰好在图示位置。规定从时恰好在图示位置。规定从a到到b流经电阻流经电阻R的电流方向为正，的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略圆环和导体杆的电阻

18、忽略不计，则杆从不计，则杆从t=0开始转动开始转动一周的过程中，电流随一周的过程中，电流随t变化的图象是变化的图象是C2.图象问题图象问题10如图所示的电路中，电源的电动势为如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为，内阻为r，电感，电感L的电阻不计，电阻的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡的阻值大于灯泡D的的阻值在阻值在t0时刻闭合开关时刻闭合开关S，经过一段时间后，经过一段时间后，在在tt1时刻断开时刻断开S.下列下列表示表示A、B两点间电两点间电压压UAB随时间随时间t变化的变化的图象中，正确的是图象中，正确的是B2.图象问题图象问题 10如图所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区如图所示，平

19、行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒域，细金属棒PQ沿导轨从沿导轨从MN处匀速运动到处匀速运动到MN的过程中，棒上感应电动势的过程中，棒上感应电动势E随时间随时间t变化的图示，变化的图示，可能正确的是可能正确的是A 2.图象问题图象问题 10如下图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均如下图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为强磁场，磁场宽度均为L，边长为，边长为L的正方形框的正方形框abcd的的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静

20、止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域；若以逆时针方向为电轴正方向匀加速通过磁场区域；若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图中感应电流变化规律的是图AC 2.图象问题图象问题 11如图，如图，EOF和和EOF为空间一匀强磁场的边界，其为空间一匀强磁场的边界，其中中EOEO，FOFO，且，且EOOF；OO为为EOF的角平分线，的角平分线，OO间的距离为间的距离为l；磁场方向垂直于纸面；磁场方向垂直于纸面向里一边长为向里一边长为l的正方形导线框沿的正方形导线框沿OO方向匀速通过方向匀速通过磁场，磁场，t0时刻恰好位于图示位置规定导线框中感时刻恰好位于图

21、示位置规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间与时间t的关的关系图线可能正确的是（）系图线可能正确的是（）2.图象问题图象问题 12如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行已知在行已知在t0到到tt1的时间间隔内，直导线中电流的时间间隔内，直导线中电流i发发生某种变化，而线框中的感应电流总是沿顺时针方向；生某种变化，而线框中的感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右设

22、线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右设电流电流i正方向与图中箭头所示方向相同，则正方向与图中箭头所示方向相同，则i随时间随时间t变化变化的图线可能是（）的图线可能是（）2.图象问题图象问题 13纸面内两个半径均为纸面内两个半径均为R的圆相切于的圆相切于O点，两圆形区域点，两圆形区域内分别存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相内分别存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化。一长为等、方向相反，且不随时间变化。一长为2R的导体杆的导体杆OA绕过绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为为，t0时，时，OA恰好位

23、于两圆的公切线上，如图所示。恰好位于两圆的公切线上，如图所示。若选取从若选取从O指向指向A的电动势为正，下列描述导体杆中感的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图象可能正确的是应电动势随时间变化的图象可能正确的是(C)2.图象问题图象问题182014新课标全国卷新课标全国卷 如图如图(a)所示，线圈所示，线圈ab、cd绕绕在同一软铁芯上在在同一软铁芯上在ab线圈中通以变化的电流，用示波线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈器测得线圈cd间电压如间电压如图图(b)所示已知线所示已知线圈内部的磁场与流圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，经线圈的电流成正比，则下列描述线圈则下列描述线圈

24、ab中中电流随时间变化关系电流随时间变化关系的图中，可能正确的的图中，可能正确的是是C2.图象问题图象问题3.综合综合 202014安徽卷安徽卷 英国物理学家麦克斯韦认为，英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场如图所示，磁场变化时会在空间激发感生电场如图所示，一个半径为一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场直向上的匀强磁场B，环上套一带电荷量为，环上套一带电荷量为q的的小球已知磁感应强度小球已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变随时间均匀增加，其变化率为化率为k，若小球在环上运动一周，则感生电场对，若小球在环上运动一周，则感

25、生电场对小球的作用力所做功的大小是小球的作用力所做功的大小是()A0 B.r2qk C2r2qk Dr2qk 25 2014新课标新课标卷卷 半径分别为半径分别为r和和2r的同心圆形导的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为轨固定在同一水平面内，一长为r、质量为、质量为m且质量分且质量分布均匀的直导体棒布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，置于圆导轨上面，BA的延长线通的延长线通过圆导轨中心过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示整个装置位，装置的俯视图如图所示整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向，方向竖直向下在内圆导轨的下在内圆导轨的C点和外

26、圆导轨的点和外圆导轨的D点之间接有一阻点之间接有一阻值为值为R的电阻的电阻(图中未画出图中未画出)直导体棒在水平外力作用直导体棒在水平外力作用下以角速度下以角速度绕绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触设导体棒与导轨之间的动摩擦因与导轨保持良好接触设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为数为，导体棒和导轨的电阻均可忽略，导体棒和导轨的电阻均可忽略重力加速度大小重力加速度大小g.求求(1)通过电阻通过电阻R的感应电流的方向和大小：的感应电流的方向和大小：(2)外力的功率外力的功率3.综合综合 232014安徽卷安徽卷(16分分)如图如图1所示，匀强磁场的磁

27、感应强度所示，匀强磁场的磁感应强度B为为0.5 T，其方向垂直于倾角，其方向垂直于倾角为为30的斜面向上绝缘斜面上的斜面向上绝缘斜面上固定有固定有“A”形状的光滑金属导轨的形状的光滑金属导轨的MPN(电阻忽略不计电阻忽略不计)，MP和和NP长度均为长度均为2.5 m，MN连线水平，长为连线水平，长为3 m以以MN中点中点O为为原点、原点、OP为为x轴建立一维坐标系轴建立一维坐标系Ox.一根粗细均匀的金属杆一根粗细均匀的金属杆CD，长度长度d为为3 m，质量，质量m为为1 kg、电阻、电阻R为为0.3，在拉力，在拉力F的作用下，的作用下，从从MN处以恒定速度处以恒定速度v1 m/s在导轨上沿在导

28、轨上沿x轴正向运动轴正向运动(金属杆与金属杆与导轨接触良好导轨接触良好)g取取10 m/s2.(1)求金属杆求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势运动过程中产生的感应电动势E及运动到及运动到x0.8 m处电势差处电势差UCD；(2)推导金属杆推导金属杆CD从从MN处运动到处运动到P点过程中拉力点过程中拉力F与位置坐标与位置坐标x的的关系式，并在图关系式，并在图2中画出中画出F-x关系图像；关系图像；(3)求金属杆求金属杆CD从从MN处运动到处运动到P点的全过程产生的焦耳热点的全过程产生的焦耳热 23答案(1)0.6 V(2)略(3)7.5 J3.综合综合 132014江苏卷江苏卷 如图所示，在

29、匀强磁场中有一如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为，长为3d，导，导轨平面与水平面的夹角为轨平面与水平面的夹角为，在导轨的中部刷有一，在导轨的中部刷有一段长为段长为d的薄绝缘涂层匀强磁场的磁感应强度大的薄绝缘涂层匀强磁场的磁感应强度大小为小为B，方向与导轨平面垂直质量为，方向与导轨平面垂直质量为m的导体棒的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端导体棒始终匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度，其他部分的电阻均不计，重力加速度为为g.求：求：(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数导体棒与涂层间的动摩擦因数；(2)导体棒匀速运导体棒匀速运动的速度大小动的速度大小v；(3)整个运动过程整个运动过程中，电阻产生的中，电阻产生的焦耳热焦耳热Q.