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1、.第一讲:电磁感应现象本讲脉络:引入:我们为什么要学电磁感应什么是电磁感应?电磁感应为什么产生?感应电流方向如何判断?概念辨析模块一:1. 什么是电磁感应?谁发现的?到底是谁生谁?举例:(1)磁铁和线圈相对运动,如图(a),灵敏电流计中有感应电流通过;但磁铁在线圈中不动时,无电流产生。(2)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动,如图(b),灵敏电流计中有感应电流通过;而导体 AB 顺着磁感线运动时无电流产生。(3)将小螺线管 A 插入大螺线管中不动,当开关闭合和断开的瞬间,或开关闭合后滑动变阻器改变阻值时,
2、灵敏电流计中也有感应电流通过,如图(c)。2. 电磁感应产生的原因是什么?磁通:定义?符号?单位?正负?3. 辨析所有电磁感应的可能原因及对应现象。小试牛刀模块一:【例1】某地区地磁场的磁感应强度的水平分量是 3.0 ´10-5T, 竖直分量是 4.0 ´10-5T, 则在竖直面上,面积为1.0 ´103 m2 的范围内,地磁场通过的磁通量为多少?地磁场磁感应强度的大小为多少?【例2】有一个 100 匝的线圈,其横截面是
3、边长为 L = 0.20m 的正方形,放在磁感应强度为 B = 0.5T 的匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直,若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变),在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少?【例3】如图所示,匀强磁场的磁感应强度为 B,B 的方向与水平夹角为 30°,图中实线位置有一面积为 S 的矩形线圈处于磁场中,并绕着它的一条边从水平位置转到竖直位置(图中虚线位置)在此过程中磁通量的改变量大小为 【例4】关于
4、产生感应电流的条件,以下说法中错误的是()A.闭合电路在磁场中运动,闭合电路中就一定会有感应电流B.闭合电路在磁场中作切割磁感线运动,闭合电路中一定会有感应电流C.穿过闭合电路的磁通为零的瞬间,闭合电路中一定不会产生感应电流D.无论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化,闭合电路中一定会有感应电流【例5】矩形闭合线圈平面跟磁感线方向平行,如图所示,下列情况中线圈内会产生感应电流的是()A.线圈绕 ab 轴转动B.线圈垂直纸而向外平动C.线圈沿 ab 轴下移D.线圈绕 cd&
5、#160; 轴转动【例6】如图所示,有一正方形闭合线圈,在足够大的匀强磁场中运动.下列四个图中能产生感应电流的是图()【例7】图所示的条形磁铁的上方,放置一矩形线框,线框平面水平且与条形磁铁平行,则线框在由 N 端匀速平移到 S 端的过程中,线框中的感应电流的情况是()A.线框中始终无感应电流B.线框中始终有感应电流C.线框中开始有感应电流,当线框运动到磁铁上方中部时无感应电流,以后又有了感应电流D.开始无电流,当运动到磁铁中部的上方时有感应电流,后来又没有感应电流概念辨析模块二:1. 如何判断感应电流的方向
6、?楞次定律:示例:天之道,损有余而补不足。九阴真经楞次定律2. 楞次定律的表相有哪些?(电流上,运动上,形变上)小试牛刀模块二:【例8】下列关于楞次定律的说法中,正确的是()A.感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量B.感应电流的磁场总是阻止引起感应电流的磁通量的变化C.感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反D.感应电流的磁场也可能与引起感应电流的磁场方向一致【例9】如图所示,一平面线圈用细杆悬于 P 点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置和位置时,顺着磁场方向
7、看去,线圈中感应电流的方向分别为()A.逆时针方向,逆时针方向B.逆时针方向,顺时针方向C.顺时针方向,顺时针方向D.顺时针方向,逆时针方向【例10】如图所示,导线框 abcd 与导线 AB 在同一平面内,直导线中通有恒定电流 I,在线框由左向右匀速通过直导线的过程中,线框中感应电流()A.先 abcda,再 dcbad,后 abcdaB.先 abcda,再 dcbadC.始终
8、 dcbadD.先 dcbad,再 abcda,后 dcbad【例11】如图所示,一水平放置的圆形通电线圈 1 固定,另一个较小的圆形线圈 2从 1 的正上方下落,在下落的过程中两线圈平面绐终保持平行且共轴,则线圈 2 从 1 的正上方下落至 1 的正下方的过程中,从上
9、向下看线圈 2,应是()A.无感应电流产生B.有顺时针方向的感应电流C.有先顺时针后逆时针方向的感应电流D.有先逆时针后顺时针方向的感应电流【例12】如图所示,A、B 都是很轻的铝环,分别悬挂在绝缘细杆的两端,杆可绕中间竖直轴在水平面内转动,环 A 是闭合的,环 B 是断开的。若用磁铁分别接近这两个圆环,则下面说法正确的是()A.图中磁铁 N 极接近 A 环时,A &
10、#160;环被吸引,而后被推开B.图中磁铁 N 极远离 A 环时,A 环被排斥,而后随磁铁运动C.用磁铁 N 极接近 B 环时,B 环被推斥,远离磁铁运动D.用磁铁的任意一磁极接近 A 环时,A 环均被排斥,环运动方向和磁铁移动方向相同【例13】如图所示,两个相同的铝环套在一根光滑杆上,将一条形磁铁向左插入铝环的
11、过程中两环的运动情况是()A.同时向左运动,间距增大B.同时向左运动,间距不变C.同时向左运动,间距变小D.同时向右运动,间距增大【例14】一个弹性导体做成的闭合线圈,垂直于磁场方向放置,当磁感应强度 B 发生变化时,观察到线圈所围的面积增大了,那么磁感应强度 B 的方向和大小变化的情况可能是A.B 的方向垂直于线圈向里,并不断增大B.B 的方向垂直于线圈向里,并不断减小C.B 的方向垂直于线圈向外,并不断增大D.B 的
12、方向平行于线圈向外,并不断减小【例15】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 g D.磁铁的加速度小于 g【例16】如图所示,螺线管置于闭合金属圆环 A 的轴线上,当 B
13、中通过的电流减小时()A. 环 A 有缩小的趋势B. 环 A 有扩张的趋势C. 螺线管 B 有缩短的趋势D. 螺线管 B 有伸长的趋势【例17】如图所示,ab 是一个可绕垂直于纸面的轴 O 转动的闭合矩形线框,当滑动变阻器的滑片 P 自左向右滑动时,从纸外向纸内看,线框 ab
14、160;将()A.保持静止不动B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动,但因电源极性不明,无法确定转动方向【例18】如图所示,A、B 为大小、形状均相同且内壁光滑但用不同材料制成的圆管,竖直固定在相同高度,两个相同的磁性小球,同时从 A、B 管上端的管口无初速释放,穿过 A 管的小球比穿过 B 管的小球先落到地面,下面对两管的描述中可能正确的是()A.A 管是用塑料制成的,B 管是用胶木制成B.A&
15、#160; 管是用铝制成的,B 管是用胶木制成的C.A 管是用胶木制成的,B 管是用塑料制成的D.A 管是用塑料制成的,B 管是用铝制成的【例19】如图(a),圆形线圈 P 静止在水平桌面上,其正上方悬挂一相同的线圈 Q,P 和 Q 共轴。Q中通有变化电流,电流随时间变化的规律如图(b)所示。P 所受的重力为
16、160;G,桌面对 P 的支持力为 N,则()A.t1 时刻 NGB.t2 时刻 NGC.t3 时刻 NGD.t4 时刻 N=G概念辨析模块三:1. 右手定则及适用范围2. 右手定则与楞次定律的关系小试牛刀模块三:【例20】如图所示,矩形闭合金属框 ABCD 的平面与匀强磁场垂直若 CD 边受向下的磁场力作用,则可知
17、线框应()A.向左平动进入磁场B.向右平动推出磁场C.向上平动D.向下平动【例21】如图所示,一闭合金属框的两边接有等值电阻 R,框上垂直搁置一根金属棒,棒与框接触良好,整个装置放在匀强磁场中,当用外力使 ab 棒向右移动时,下列判断中正确的是()A.穿过线圈的磁通不变,框内没有感应电流B.框内有感应电流,电流方向沿顺时针方向绕行C.框内有感应电流,电流方向沿逆时针方向绕行D.框内有感应电流,左半边逆时针绕行,右半边顺时针绕行【例22】图中 MN、GH 为平行导轨,AB、CD
18、; 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平面,方向如图。用 I 表示回路中的电流()A.当 AB 不动而 CD 向右滑动时,IO 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=OC.当 AB、CD 都向右滑动且速度大小相等时,I=OD.当 AB、C
19、D 都向右滑动,且 AB 速度大于 CD 时,IO 且沿逆时针方向【例23】如图所示,用一根长为 L 质量不计的细杆与一个上弧长为 l0、下弧长为 d0 的金属线框的中点连接并悬挂于 O 点,悬点正下方存在一个上弧长为 2l0、下弧长为 2d0 的方向垂直纸面向里的匀强磁
20、场,且 d0 £ L。先将线框拉开到如图所示位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦力下列说法正确的是()A.金属线框进入磁场时感应电流的方向为 abcdaB.金属线框离开磁场时感应电流的方向为 adcbaC.金属线框 dc 边进入磁场与 ab 边离开磁场的速度大小总是相等D.向左摆动进入或离开磁场的过程中,所受安培力方向向右;向右摆动进入或离开磁场的过程中,所受安培力方向向左这不是寒假作业,这是“真寒假作
21、业”练1:如图所示,线圈 abcd 有一半稍宽一些在回路 ABCD 内,两线圈彼此绝缘,当开关 S 闭合瞬间,则 abcd 线圈中()A.有感应电流产生B.无感应电流产生C.可能有也可能没有感应电流D.无法确定练2:矩形线框在磁场中作如下图所示的各种运动,运动到图上所示位置时,其中有感应电流产生的是图(),请将电流方向标在该图上。练3:(2010·上海)如图所示,金属环 A 用轻绳悬挂,与长直螺线管共轴,并位于其左侧。若变阻器滑片 P 向左移动,则金属环 A 将向(填“左”或“右”)运动,并有(填“收缩”或“扩张”)的趋势。;.;.