第二章 电磁感应图像、自感互感 讲义--2021-2022学年高二下学期物理期末复习

高二（下）物理期末复习二 电磁感应图像、自感互感 ( 知识精讲 ) 一、电磁感应中的图象问题 (1)随时间变化的图象，如B­t图象、Φ­t图象、E­t图象、I­t图象 (2)随位移变化的图象，如E­x图象、I­x图象 二、感生电场 麦克斯韦：变化的磁场激发感生电场。 三、涡流 决定因素：磁场变化越快(越大)，导体的横截面积S越大，导体材料的电阻率越小，涡流越大． 四、电磁阻尼、电磁驱动 安培力 五、互感和自感 自感系数：与线圈的大小、形状、匝数，以及是否有铁芯等因素有关。 自感 电路 条件 现象 原因 通电自感 S闭合的瞬间 A2先亮 由于A2支路为纯电阻，不产生自感现象 A1逐渐亮起来 由于L的自感作用，阻碍A1支路电流增大 断电自感 S断开的瞬间 A过一会儿才 熄灭或闪亮后 逐渐熄灭 L与灯泡A组成回路，由于L的自感作用，使得A过一会儿才熄灭 与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡 电路图 灯泡闪亮的条件 ①灯泡与自感线圈必须是并联关系； ②灯泡所在之路电流＜自感线圈所在之路电流； （即灯泡所在之路总电阻＞自感线圈所在之路总电阻；） ( 题型分类 ) 题型1：电磁感应中的图象问题 1．（2021·山东邹城·高二期中）如图，一正方形闭合导线框abcd，边长为L＝0.1m，各边电阻均为１Ω，bc边位于x轴上，在x轴原点右0.2m、磁感应强度为1T的垂直纸面向里的匀强磁场区域。当线框以４m/s的恒定速度沿x轴正方向穿越磁场区域的过程中，ab边两端电势差Uab随位置变化的情况正确的是（　　） A． B．C． D． 【答案】B 分两部分研究，ab入磁场切割磁感线和dc入磁场切割磁感线，ab切割磁感线运动中，x在0~L范围，由楞次定律可知，线框的感应电流方向是逆时针，ab相当电源，a点的电势高于b点的电势，Uab>0，感应电动势E=BLv=1×0.1×0.4V=0.4V Uab是外电压，则有：Uab=E=0.3V； 线框全部在磁场的运动中，x在L~2L的范围，线框的磁通量不变，没有感应电流产生，ab边两端电势差等于电动势，Uab=E=0.4V； bc边切割磁感线，x在2L~3L范围，由楞次定律可知线框的感应电流方向是顺时针，dc相当于电源，a点的电势高于b点的电势，Uab>0，感应电动势E=BLv=1×0.1×4V=0.4V Uab是外电压，则有：Uab=E=0.1V，ACD错误，B正确。 2．（2021·全国·高二专题练）如图所示，一闭合直角三角形线框ABC以速度v匀速穿过匀强磁场区域。从BC边进入磁场区域开始计时，到A点离开磁场区域的过程中，线框内感应电流的情况（以逆时针方向为电流的正方向）是下图中的（　　） A．B．C．D． 【答案】A C．根据感应电流产生的条件可知，线框进入或离开磁场时，穿过线框的磁通量发生变化，线框中有感应电流产生，当线框完全在磁场中运动时，磁通量不变，没有感应电流产生，C错误； ABD．线框切割磁感线产生的感应电流可表示为 线框进入磁场时，BC边切割磁感线产生逆时针方向的感应电流，AB边进入磁场部分切割磁感线产生顺时针方向的感应电流，随着AB边的进入，其有效长度不断变大，产生的顺时针方向的感应电流变大，故抵消后回路的感应电流为逆时针（正值）且逐渐变小，同理可知，当BC边离开磁场后，AB边切割磁感线的有效长度不断变小，回路的感应电流为顺时针（负值）且逐渐变小，A正确，BD错误。 3．（2021·河北·石家庄二中高二阶段练）如图所示，一正方形金属线框边长为，从磁场上方某一高度自由下落，磁场边界宽为，则线框从进入磁场到完全离开磁场的过程中，线框速度随时间变化的图像可能是（　　） A．B．C． D． 【答案】B AB．金属框进入匀强磁场时，若重力与所受安培力平衡，做匀速直线运动；出磁场时的速度大于进入磁场的速度，则出磁场时必定做减速运动；由于安培力大于重力，所以速度减小时，线框所受的安培力减小，则合力减小，加速度减小，棒做加速度减小的减速运动，故A错误B正确； C．若开始时线框的速度增大，根据安培力公式 可知，速度增大时，线框所受的安培力增大，则合力减小，加速度减小，线框做加速度减小的加速运动；出磁场时线框做减速运动，由于安培力大于重力，所以速度减小时，线框所受的安培力减小，则合力减小，加速度减小，线框做加速度减小的减速运动，故C错误﹔ D．若金属框进入匀强磁场时，做减速运动，则重力小于所受安培力﹔完全进入磁场时线框自由落体，做匀加速运动,如D图所示出磁场时的速度大于进入磁场时的速度，根据安培力公式 可知，出磁场时的重力更小于所受安培力，所以出磁场时必定也做减速运动，故D错误。 4．（2021·全国·高二专题练）如图，在光滑水平桌面上有一