2008高考物理总复习资料(十五)电磁感应

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湖北省(罗田一中、麻城一中、红安一中)高考物理一轮复习资料电场、磁场、电磁感应)

罗田一中2008届电场复习一、库仑定律、电场强度、电势能、电势、电势差、电场中的导体知识要点：1、电荷及电荷守恒定律⑴自然界中只存在正、负两中电荷，电荷在它的同围空间形成电场，电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。

电荷的多少叫电量。

基本电荷e =⨯-161019.C 。

⑵使物体带电也叫起电。

使物体带电方法有三种：①摩擦起电 ②接触带电 ③感应起电。

⑶电荷既不能创造，也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从的体的这一部分转移到另一个部分，这叫做电荷守恒定律。

2、库仑定律在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，数学表达式为F KQ Q r =122，其中比例常数K 叫静电力常量，K =⨯90109.N m C 22·。

库仑定律的适用条件是(a)真空，(b)点电荷。

点电荷是物理中的理想模型。

当带电体间的距离远远大于带电体的线度时，可以使用库仑定律，否则不能使用。

例如半径均为r 的金属球如图9—1所示放置，使两球边缘相距为r ，今使两球带上等量的异种电荷Q ，设两电荷Q 间的库仑力大小为F ，比较F 与K Q r 223()的大小关系，显然，如果电荷能全部集中在球心处，则两者相等。

依题设条件，球心间距离3r 不是远大于r ，故不能把两带电体当作点电荷处理。

实际上，由于异种电荷的相互吸引，使电荷分布在两球较靠近的球面处，这样电荷间距离小于3r ，故F K Q r >223()。

同理，若两球带同种电荷Q ，则F K Q r <223()。

3、电场强度⑴电场的最基本的性质之一，是对放入其中的电荷有电场力的作用。

电场的这种性质用电场强度来描述。

在电场中放入一个检验电荷q ，它所受到的电场力F 跟它所带电量的比值F q 叫做这个位置上的电场强度，定义式是E F q=，场强是矢量，规定正电荷受电场力的方向为该点的场强方向，负电荷受电场力的方向与该点的场强方向相反。

高考物理电磁感应知识点归纳

高考物理电磁感应知识点归纳高考物理电磁感应知识点归纳1.电磁感应现象电磁现象：利用磁场产生电流的现象称为电磁感应，产生的电流称为感应电流。

(1)产生感应电流的条件：通过闭合电路的磁通量发生变化，即0。

(2)产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要通过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就会产生感应电动势。

导体中产生感应电动势的部分相当于电源。

(3)电磁感应的本质是产生感应电动势。

如果回路闭合，会有感应电流；如果回路不闭合，只会有感应电动势而没有感应电流。

2.磁通量(1)定义：磁感应强度b与垂直于磁场方向的面积s的乘积称为通过这个表面的磁通量，定义公式为=BS。

如果面积S不垂直于B，则B应乘以垂直于磁场方向的投影面积S，即=BS，SI单位：Wb。

在计算磁通量时，应该是通过某一区域的磁感应线的净数量。

每张脸都有正面和背面；当磁感应线从表面的正方向穿透时，通过表面的磁通量为正。

相反，磁通量是负的。

磁通量是穿过正面和背面的磁感应线的代数和。

3.楞次定律(1)楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

楞次定律适用于感应电流方向的一般判断，而右手定则只适用于剪线时磁感应线的运动，用右手定则比楞次定律更容易判断。

(2)理解楞次定律(1)谁阻碍谁——感应电流的磁通量阻碍了感应电流的磁通量。

阻碍——阻碍的是通过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身。

如何阻碍——当一次磁通增加时，感应电流的磁场方向与一次磁场方向相反；当一次磁通量减少时，感应电流的磁场方向与一次磁场的方向相同，即，一次磁通量增加，一次磁通量减少。

阻塞-阻塞的结果不是停止，而是增加和减少。

(3)楞次定律的另一种表述：感应电流总是阻碍其产生的原因，表现形式有三种：(1)阻碍原始磁通量的变化；阻碍物体之间的相对运动；阻止一次电流(自感)的变化。

4.法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小与通过电路的磁通量的变化率成正比。

表达式E=n/t当导体切割磁感应线时，感应电动势公式为E=BLvsin。

高考物理电与磁专题知识点

高考物理电与磁专题知识点在高考物理中，电与磁是一个非常重要的专题，涉及到电流、电磁力、电磁感应等知识点。

下面将重点介绍几个高考物理电与磁的知识点。

一、电流和电阻电流是指电荷在单位时间内通过导体的数量，用符号I表示。

单位为安培(A)。

电阻是物质阻碍电流通过的能力，用符号R表示。

单位为欧姆(Ω)。

欧姆定律描述了电流、电压和电阻之间的关系：U=IR，其中U为电压，R为电阻，I为电流。

二、欧姆定律和功率欧姆定律不仅可以描述电流、电压和电阻之间的关系，还可以用来计算功率。

功率表示单位时间内电能消耗或释放的速率，用符号P表示，单位为瓦特(W)。

根据欧姆定律，可以得到功率的计算公式：P=UI，其中U为电压，I为电流。

三、电功和电功率电功是电流通过电阻所做的功，用符号W表示，单位为焦耳(J)。

电功可以用电流、电压和时间来计算：W=UIt，其中U为电压，I 为电流，t为时间。

电功率是单位时间内做功的速率，用符号P表示，单位为瓦特(W)。

电功率可以用电流和电压来表示：P=UI，其中U为电压，I为电流。

四、电磁感应电磁感应是指通过磁场的变化产生感应电流的现象。

根据法拉第电磁感应定律，磁场的变化会在导线中产生感应电流。

根据安培环路定理，通过闭合回路的磁通量的变化会在回路中产生感应电流。

电磁感应现象广泛应用于电磁感应、电动机和发电机等领域。

五、电磁力和电场电磁力是指电荷之间由于电场和磁场作用而产生的力。

库仑定律描述了电荷之间的电磁力，公式为F=k*q1*q2/r^2，其中F为电磁力，k为库仑常数，q1和q2为两个电荷的电荷量，r为两个电荷之间的距离。

电荷在电场中会受到电场力的作用，电场力的大小与电荷量和电场强度有关。

六、磁场和磁力磁场是指物体周围存在的磁性物质所产生的磁力作用的区域。

根据洛伦兹力定律，运动电荷在磁场中会受到磁力的作用。

磁力的大小与电荷的速度、磁场强度和电荷的正负有关。

七、电磁波电磁波是指电场和磁场通过空间传播的波动现象。

高三高考物理复习专题练习：电磁感应

电磁感应1.［多选］如图甲所示，电阻R1=R, R 2=2 R,电容为C的电容器,圆形金属线圈半径为广2,线圈的电阻为R半径为r1(r1<r2)的圆形区域内存在垂直线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t 变化的关系图象如图乙所示,t「12时刻磁感应强度分别为B「B2,其余导线的电阻不计，闭合开关S,至11时刻电路中的电流已稳定，下列说法正确的是 ()图甲图乙A.电容器上极板带正电B.11时刻,电容器的带电荷量为：孙而C.11时刻之后，线圈两端的电压为；D.12时刻之后,R1两端的电压为■ ■2.［多选］如图甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，在金属线框的下方有一磁感应强度为B的匀强磁场区域,MN和M W是匀强磁场区域的水平边界并与线框的bc 边平行,磁场方向与线框平面垂直现金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落，图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域的v-t图象.已知金属线框的质量为m，电阻为R,当地的重力加速度为g，图象中坐标轴上所标出的匕、v2、v3、t p 12、13、14均为已知量(下落过程中线框abcd始终在竖直平面内，且bc边始终水平).根据题中所给条件，以下说法正确的是()图甲图乙A.可以求出金属线框的边长B.线框穿出磁场时间(t4-t3)等于进入磁场时间(t2-t1)C.线框穿出磁场与进入磁场过程所受安培力方向相同D.线框穿出磁场与进入磁场过程产生的焦耳热相等3.［多选］如图所示,x轴上方第一象限和第二象限分别有垂直纸面向里和垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度大小相同，现有四分之一圆形线框。

〃乂绕。

点逆时针匀速转动，若规定线框中感应电流/顺时针方向为正方向,从图示时刻开始计时，则感应电流I及ON边所受的安培力大小F随时间t的变化示意图正确的是（）A BCD4.［多选］匀强磁场方向垂直纸面,规定垂直纸面向里的方向为正方向，磁感应强度B随时间t的变化规律如图甲所示.在磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内,如图乙所示.令11、12、13分别表示Oa、ab、bc段的感应电流工、力、力分别表示感应电流为11、12、13时，金属环上很小一段受到的安培力.则（）A.11沿逆时针方向,12沿顺时针方向B.12沿逆时针方向,13沿顺时针方向C f1方向指向圆心石方向指向圆心D外方向背离圆心向外右方向指向圆心5.［多选］如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里, 质量为m、边长为a的正方形线框ABCD斜向穿进磁场，当AC刚进入磁场时线框的速度大小为％方向与磁场边界所成夹角为45°，若线框的总电阻为凡则（）A.线框穿进磁场的过程中，框中电流的方向为D T C T B T A T DB AC刚进入磁场时线框中感应电流为一，镇铲。

高考物理-电磁感应大题专题

高考物理大题专题-电磁感应重要考点精讲考点一：三个定则（1）安培定则（2）左手定则（3）右手定则考点二：三种电动势（1）感生电动势例题1 如图甲所示的螺线管，匝数1500n =匝，横截面积220S cm =，电阻 1.5r =Ω，与螺线管串联的外电阻1 3.5R =Ω，225R =Ω；方向向右穿过螺线管的匀强磁场，磁感应强度按照图乙所示规律变化；试计算电阻2R 的电功率和,a b 两点的电势（设c 点电势为零）。

【答案】1.0W ，0.7V ，5V -；变式1 如图所示，面积为20.2m 的100匝线圈A 处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面。

磁感应强度随时间变化规律是(60.2)B t T =-，已知电路中的124,6R R =Ω=Ω，电容30C F μ=，线圈A 的电阻不计。

求：（1）闭合S 后，通过2R 的电流大小和方向；（2）闭合S 一段时间后，再断开S ，S 断开后通过2R 的电荷量是多少？【答案】（1）0.4A ，由上而下；（2）57.210C -⨯；（2）动生电动势例题2 如图所示，,MN PQ 为两条水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻R ，金属棒ab 斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨接触点之间的距离为L ，金属棒与导轨间的夹角为060，以速度v 水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒的电流为（）A.BLv I R =B.32BLv I R =C.2BLv I R =D.33BLvI R= 【答案】B变式2 如图所示，金属框架MON 平面与匀强磁场B 垂直，导体ab 能紧贴金属框架运动，且始终与导轨ON 垂直；当导体ab 从O 点开始匀速向右运动时，速度为0v ，试求bOc 回路中某时刻的感应电动势随时间变化的函数关系式；【答案】2033Bv t；（3）交变电流例题3（09年福建卷）一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。

高考物理一轮复习之《电磁感应》知识汇总

⾼考物理⼀轮复习之《电磁感应》知识汇总第⼀节　电磁感应现象　楞次定律【基本概念、规律】⼀、磁通量1．定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场⽅向垂直的⾯积S和B的乘积．2．公式：Φ＝B·S.3．单位：1 Wb＝1_T·m2.4．标⽮性：磁通量是标量，但有正、负．⼆、电磁感应1．电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发⽣变化时，电路中有电流产⽣，这种现象称为电磁感应现象．2．产⽣感应电流的条件(1)电路闭合；(2)磁通量变化．3．能量转化发⽣电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能．特别提醒：⽆论回路是否闭合，只要穿过线圈平⾯的磁通量发⽣变化，线圈中就有感应电动势产⽣．三、感应电流⽅向的判断1．楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．(2)适⽤情况：所有的电磁感应现象．2．右⼿定则(1)内容：伸开右⼿，使拇指与其余四个⼿指垂直，并且都与⼿掌在同⼀个平⾯内，让磁感线从掌⼼进⼊，并使拇指指向导体运动的⽅向，这时四指所指的⽅向就是感应电流的⽅向．(2)适⽤情况：导体切割磁感线产⽣感应电流．【重要考点归纳】考点⼀　电磁感应现象的判断1.判断电路中能否产⽣感应电流的⼀般流程：2.判断能否产⽣电磁感应现象，关键是看回路的磁通量是否发⽣了变化．磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1有多种形式，主要有：(1)S、θ不变，B改变，这时ΔΦ＝ΔB·S sin θ；(2)B、θ不变，S改变，这时ΔΦ＝ΔS·B sin θ；(3)B、S不变，θ改变，这时ΔΦ＝BS(sin θ2－sin θ1)．考点⼆　楞次定律的理解及应⽤1．楞次定律中“阻碍”的含义2．应⽤楞次定律判断感应电流⽅向的步骤考点三　“⼀定律三定则”的综合应⽤1．“三个定则与⼀个定律”的⽐较2.应⽤技巧⽆论是“安培⼒”还是“洛伦兹⼒”，只要是涉及磁⼒都⽤左⼿判断．“电⽣磁”或“磁⽣电”均⽤右⼿判断．【思想⽅法与技巧】楞次定律推论的应⽤楞次定律中“阻碍”的含义可以理解为感应电流的效果总是阻碍产⽣感应电流的原因，推论如下：(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”；(2)阻碍相对运动——“来拒去留”；(3)使线圈⾯积有扩⼤或缩⼩的趋势——“增缩减扩”；(4)阻碍原电流的变化(⾃感现象)——“增反减同”第⼆节　法拉第电磁感应定律　⾃感　涡流【基本概念、规律】⼀、法拉第电磁感应定律1．感应电动势(1)感应电动势：在电磁感应现象中产⽣的电动势．产⽣感应电动势的那部分导体就相当于电源，导体的电阻相当于电源内阻．(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即I＝E/（R+r）2．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的⼤⼩，跟穿过这⼀电路的磁通量的变化率成正⽐．3．导体切割磁感线的情形(1)若B、l、v相互垂直，则E＝Blv.(2)若B⊥l，l⊥v，v与B夹⾓为θ，则E＝Blv sin_θ.⼆、⾃感与涡流1．⾃感现象(1)概念：由于导体本⾝的电流变化⽽产⽣的电磁感应现象称为⾃感，由于⾃感⽽产⽣的感应电动势叫做⾃感电动势．(3)⾃感系数L的影响因素：与线圈的⼤⼩、形状、匝数以及是否有铁芯有关．2．涡流当线圈中的电流发⽣变化时，在它附近的任何导体中都会产⽣像⽔的旋涡状的感应电流．(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培⼒，安培⼒的⽅向总是阻碍导体的运动．(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产⽣感应电流，使导体受到安培⼒作⽤，安培⼒使导体运动起来．交流感应电动机就是利⽤电磁驱动的原理⼯作的．【重要考点归纳】考点⼀　公式E＝nΔΦ/Δt的应⽤1．感应电动势⼤⼩的决定因素(1)感应电动势的⼤⼩由穿过闭合电路的磁通量的变化率和线圈的匝数共同决定，⽽与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的⼤⼩没有必然联系．3.应⽤电磁感应定律应注意的三个问题考点⼆　公式E＝Blv的应⽤1．使⽤条件本公式是在⼀定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场外，还需B、l、v三者相互垂直．实际问题中当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进⾏计算，公式可为E＝Blv sin θ，θ为B与v⽅向间的夹⾓．2．使⽤范围3．有效性公式中的l为有效切割长度，即导体与v垂直的⽅向上的投影长度．例如，求下图中MN两点间的电动势时，有效长度分别为甲图：l＝cd sin β.4．相对性E＝Blv中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系．5.感应电动势两个公式的⽐较考点三　⾃感现象的分析1．⾃感现象“阻碍”作⽤的理解(1)流过线圈的电流增加时，线圈中产⽣的⾃感电动势与电流⽅向相反，阻碍电流的增加，使其缓慢地增加．(2)流过线圈的电流减⼩时，线圈中产⽣的⾃感电动势与电流⽅向相同，阻碍电流的减⼩，使其缓慢地减⼩．2．⾃感现象的四个特点(1)⾃感电动势总是阻碍导体中原电流的变化．(2)通过线圈中的电流不能发⽣突变，只能缓慢变化．(3)电流稳定时，⾃感线圈就相当于普通导体．(4)线圈的⾃感系数越⼤，⾃感现象越明显，⾃感电动势只是延缓了过程的进⾏，但它不能使过程停⽌，更不能使过程反向．3．⾃感现象中的能量转化通电⾃感中，电能转化为磁场能；断电⾃感中，磁场能转化为电能．4.分析⾃感现象的两点注意(1)通过⾃感线圈中的电流不能发⽣突变，即通电过程，线圈中电流逐渐变⼤，断电过程，线圈中电流逐渐变⼩，⽅向不变．此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路．(2)断电⾃感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断，在于对电流⼤⼩的分析，若断电后通过灯泡的电流⽐原来强，则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭．第三节　电磁感应中的电路和图象问题【基本概念、规律】⼀、电磁感应中的电路问题1．内电路和外电路(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发⽣变化的线圈都相当于电源．(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电阻．2．电源电动势和路端电压⼆、电磁感应中的图象问题1．图象类型(1)随时间t变化的图象如B－t图象、Φ－t图象、E－t图象和i－t图象．(2)随位移x变化的图象如E－x图象和i－x图象．2．问题类型(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象．(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量．(3)利⽤给出的图象判断或画出新的图象．【重要考点归纳】考点⼀　电磁感应中的电路问题1．对电源的理解：在电磁感应现象中，产⽣感应电动势的那部分导体就是电源，如切割磁感线的导体棒、有磁通量变化的线圈等．这种电源将其他形式的能转化为电能．2．对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发⽣变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成．3．解决电磁感应中电路问题的⼀般思路：(2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出等效电路图．(3)利⽤电路规律求解．主要应⽤欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列⽅程求解．4.(1)对等效于电源的导体或线圈，两端的电压⼀般不等于感应电动势，只有在其电阻不计时才相等．(2)沿等效电源中感应电流的⽅向，电势逐渐升⾼．考点⼆　电磁感应中的图象问题1．题型特点⼀般可把图象问题分为三类：(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象；(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量；(3)根据图象定量计算．2．解题关键弄清初始条件，正负⽅向的对应，变化范围，所研究物理量的函数表达式，进、出磁场的转折点是解决问题的关键．3．解决图象问题的⼀般步骤(1)明确图象的种类，即是B－t图象还是Φ－t图象，或者是E－t图象、I－t图象等；(2)分析电磁感应的具体过程；(3)⽤右⼿定则或楞次定律确定⽅向对应关系；(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、⽜顿运动定律等规律写出函数关系式；(5)根据函数关系式，进⾏数学分析，如分析斜率的变化、截距等；(6)画出图象或判断图象．4.解决图象类选择题的最简⽅法——分类排除法．⾸先对题中给出的四个图象根据⼤⼩或⽅向变化特点分类，然后定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增⼤还是减⼩)、变化快慢(均匀变化还是⾮均匀变化)，特别是⽤物理量的⽅向，排除错误选项，此法最简捷、最有效．【思想⽅法与技巧】电磁感应电路与图象的综合问题解决电路与图象综合问题的思路(1)电路分析弄清电路结构，画出等效电路图，明确计算电动势的公式．(2)图象分析①弄清图象所揭⽰的物理规律或物理量间的函数关系；②挖掘图象中的隐含条件，明确有关图线所包围的⾯积、图线的斜率(或其绝对值)、截距所表⽰的物理意义．(3)定量计算运⽤有关物理概念、公式、定理和定律列式计算．第四节　电磁感应中的动⼒学和能量问题【基本概念、规律】⼀、电磁感应现象中的动⼒学问题1．安培⼒的⼤⼩2．安培⼒的⽅向(1)先⽤右⼿定则判定感应电流⽅向，再⽤左⼿定则判定安培⼒⽅向．(2)根据楞次定律，安培⼒的⽅向⼀定和导体切割磁感线运动⽅向相反．⼆、电磁感应中的能量转化1．过程分析(1)电磁感应现象中产⽣感应电流的过程，实质上是能量的转化过程．(2)感应电流在磁场中受安培⼒，若安培⼒做负功，则其他形式的能转化为电能；若安培⼒做正功，则电能转化为其他形式的能．(3)当感应电流通过⽤电器时，电能转化为其他形式的能．2．安培⼒做功和电能变化的对应关系“外⼒”克服安培⼒做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能；安培⼒做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能．【重要考点归纳】考点⼀　电磁感应中的动⼒学问题分析1．导体的平衡态——静⽌状态或匀速直线运动状态．处理⽅法：根据平衡条件(合外⼒等于零)列式分析．2．导体的⾮平衡态——加速度不为零．处理⽅法：根据⽜顿第⼆定律进⾏动态分析或结合功能关系分析．3.分析电磁感应中的动⼒学问题的⼀般思路(1)先进⾏“源”的分析——分离出电路中由电磁感应所产⽣的电源，求出电源参数E和r；(2)再进⾏“路”的分析——分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相关部分的电流⼤⼩，以便求解安培⼒；(3)然后是“⼒”的分析——分析研究对象(常是⾦属杆、导体线圈等)的受⼒情况，尤其注意其所受的安培⼒；(4)最后进⾏“运动”状态的分析——根据⼒和运动的关系，判断出正确的运动模型．考点⼆　电磁感应中的能量问题1．电磁感应过程的实质是不同形式的能量转化的过程，⽽能量的转化是通过安培⼒做功的形式实现的，安培⼒做功的过程，是电能转化为其他形式能的过程，外⼒克服安培⼒做功，则是其他形式的能转化为电能的过程．2．能量转化及焦⽿热的求法(1)能量转化(2)求解焦⽿热Q的三种⽅法3. 在解决电磁感应中的能量问题时，⾸先进⾏受⼒分析，判断各⼒做功和能量转化情况，再利⽤功能关系或能量守恒定律列式求解．【思想⽅法与技巧】电磁感应中的“双杆”模型1．模型分类“双杆”模型分为两类：⼀类是“⼀动⼀静”，甲杆静⽌不动，⼄杆运动，其实质是单杆问题，不过要注意问题包含着⼀个条件：甲杆静⽌、受⼒平衡．另⼀种情况是两杆都在运动，对于这种情况，要注意两杆切割磁感线产⽣的感应电动势是相加还是相减．2．分析⽅法通过受⼒分析，确定运动状态，⼀般会有收尾状态．对于收尾状态则有恒定的速度或者加速度等，再结合运动学规律、⽜顿运动定律和能量观点分析求解．3.分析“双杆”模型问题时，要注意双杆之间的制约关系，即“动杆”与“被动杆”之间的关系，需要注意的是，最终两杆的收尾状态的确定是分析该类问题的关键．电磁感应中的含容电路分析⼀、电磁感应回路中只有电容器元件1.这类问题的特点是电容器两端电压等于感应电动势，充电电流等于感应电流．(2)由本例可以看出：导体棒在恒定外⼒作⽤下，产⽣的电动势均匀增⼤，电流不变，所受安培阻⼒不变，导体棒做匀加速直线运动．⼆、电磁感应回路中电容器与电阻并联问题1.这⼀类问题的特点是电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压，充电过程中的电流只是感应电流的⼀⽀流．稳定后，充电电流为零．2.在这类问题中，导体棒在恒定外⼒作⽤下做变加速运动，最后做匀速运动．。

高考物理电磁感应定律

高考物理电磁感应定律电磁感应定律是电磁学中的重要概念，它描述了磁场变化与感应电动势产生之间的关系。

该定律由法拉第在19世纪初提出，是电磁学的基础之一。

在高考物理考试中，电磁感应定律是必考的内容之一。

电磁感应定律有两种形式，即法拉第电磁感应定律和楞次定律。

法拉第电磁感应定律表达为：感应电动势的大小与磁场的变化率成正比。

设磁场变化率为Φ/t，感应电动势为ε，那么感应电动势的大小与Φ/t成正比，即ε∝Φ/t。

根据比例关系，可得到接近的等式，即ε = -dΦ/dt，其中的负号表示感应电动势的方向与磁场变化的方向相反。

楞次定律又称为楞次-法拉第定律，描述了感应电流产生的方向。

楞次定律的主要内容是：感应电动势的方向总是使感应电流产生的磁场方向与原来的磁场相抗拒。

也就是说，感应电动势的方向与电流的方向是相反的。

在电磁感应定律的学习过程中，我们需要掌握两类计算题：一是通过磁场变化率计算感应电动势的大小，二是通过感应电动势和导体参数计算感应电流的大小。

在计算感应电动势大小时，我们需要考虑如下几个因素：导体的运动状态、磁场的强度、导体的形状和导体位置等。

具体的计算方法可以参照法拉第电磁感应定律，即通过计算磁场的变化率与导体的相对运动速度之积来计算感应电动势的大小。

对于计算感应电流大小的问题，我们需要考虑导体的电阻、导体的形状、导体的位置和感应电动势等。

具体的计算方法可以参照楞次定律，即根据感应电动势的方向和电阻等参数来计算感应电流的大小。

除了掌握计算方法，我们还需要熟悉相关实验。

常用的实验方法有匀磁场中导体的电场变化实验、磁通量线圈实验等。

通过实际操作实验，可以更好地理解电磁感应定律的原理和应用。

电磁感应定律广泛应用于生活和工业中。

例如，变压器的原理就是基于电磁感应定律。

变压器将交流电通过互相感应的线圈传递，并通过变压比将电压升高或降低。

变压器在电力输电和电子设备中都有重要的应用。

此外，感应炉、感应电动机等也是电磁感应定律的应用范畴。

【高考物理必刷题】电磁感应(后附答案解析)

1
B.
2
如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻
中的感应电流逐渐减小
3
时，线圈中的电流改变方向
一个周期内，线圈产生的热量为
4
、总电阻为的正
边与磁场边界平行，如图（a）所示，已知导线框一直向右做匀速
时刻进入磁场．线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示（感
左转轴上侧绝缘漆挂掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉左转轴上下两侧绝缘漆都挂掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉
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D.
和．圆形匀强磁场的边缘恰好与线圈重合，则穿6
7
磁场的方向；
答案B.
1
A 2
中的感应电流逐渐减小3
时，线圈中的电流改变方向
一个周期内，线圈产生的热量为
，所以线圈平面平行于磁感线，故A正确；
和，故B错误；
C．在交变电流产生的过程当中，磁通量最大时，感应电动势以及感应电流最小，故C 4
5
左转轴上侧绝缘漆挂掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉
左转轴上下两侧绝缘漆都挂掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉
6
D.
7
磁场的方向；
考点
开关接后，开始向右加速运动，速度达到最大值时，设上的感应电动势为，有
⑥
依题意有⑦
设在此过程中的平均电流为，上受到的平均安培力为，有
⑧
由动量定理，有
⑨
又⑩
联立⑤⑥⑦⑧⑨⑩式得
⑪
电磁感应
涡流、电磁阻尼和电磁驱动。

高考物理复习要点第十五单元nbsp交变电流nbsp电磁场和电磁波

第十五单元交变电流电磁场和电磁波教学目标1．掌握交流电变化规律。

2．理解交流电的有效值。

3．掌握变压器工作原理及规律。

4．知道变压器的输入功率随输出功率增大而增大，知道变压器原线圈中的电流随副线圈电流增大而增大。

5．知道电磁场电磁波电磁波的波速。

6．培养综合应用电磁感应知识解决复杂问题的能力。

教学重点、难点分析1．交流电的产生和变化规律。

2．交流电有效值的计算。

教学过程设计一、正弦交变电流法拉第电磁感应定律的内容：电路中感应电动势大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，ΔtΔN E ϕ=。

启发引导：一个矩形闭合线框在磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动，情况将如何？线框边长a b=dc=L 1，a d=bc=L 2OO′为过a d 、bc 中点的轴。

从图示位置开始计时，经过时间t ，线圈转过角度θ=ωt ，此时a b 和dc 边产生感应电动势，θωsin 2211ab L BL v BL E ==⊥，θωsin 2211dc L BL v BL E ==⊥。

线圈产生总电动势e= E ab + E dc =BL 1L 2ωsinωt ，记作e=E m sinωt设线圈总电阻为R ，线圈中感应电流t RE i m ωsin =，记作i=I m sinωt e 和i 随t 按正弦规律变化。

1．正弦交变电流的产生闭合矩形线圈在磁场中绕垂直于场强方向的轴转动产生的电流随时间作周期性变化，称交流电。

当闭合线圈由中性面位置（右图中O 1O 2位置）开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：e =E m sin ωt ，其中E m =nBSω，这就是正弦交变电流。

2．交流电的变化规律（1）函数表达式：e=E m sinωt 、i=I m sinωt 、u=U m sinωt（2）图像：以e （i 、u ）为因变量，t 或ωt 为自变量作图。

3．描述交流电的周期性变化规律的物理量（1）周期（T ）：完成一次周期性变化所需要的时间。

高考物理讲解：电磁感应公式总结

高考物理讲解：电磁感应公式总结
1、E=nΔΦ/Δt，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，
ΔΦ/Δt：磁通量的变化率。

2、E=BLV sin A（切割磁感线运动），E=BLV中的v和L不可以和磁感线平行，但可以不和磁感线垂直，其中sin A为v或L与磁感线的夹角。

L：有效长度(m)，一般用于求瞬时感应电动势，但也可求平均电动势。

3、Em=nBSω，Em：感应电动势峰值。

4、E=BL2ω/2，ω：角速度（rad/s），V：速度（m/s）。

电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象。

电磁感应现象的发现，是电磁学领域中最伟大的成就之一。

电磁感应不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，在实用上有重大意义。

电磁感应现象的发现，标志着一场重大的工业和技术革命的到来。

高考物理电磁感应现象知识点汇总

高考物理电磁感应现象知识点汇总一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况1．如图甲所示，相距d 的两根足够长的金属制成的导轨，水平部分左端ef 间连接一阻值为2R 的定值电阻，并用电压传感器实际监测两端电压，倾斜部分与水平面夹角为37°.长度也为d 、质量为m 的金属棒ab 电阻为R ，通过固定在棒两端的金属轻滑环套在导轨上，滑环与导轨上MG 、NH 段动摩擦因数μ＝18(其余部分摩擦不计)．MN 、PQ 、GH 相距为L ，MN 、PQ 间有垂直轨道平面向下、磁感应强度为B 1的匀强磁场，PQ 、GH 间有平行于斜面但大小、方向未知的匀强磁场B 2，其他区域无磁场，除金属棒及定值电阻，其余电阻均不计，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，当ab 棒从MN 上方一定距离由静止释放通过MN 、PQ 区域(运动过程中ab 棒始终保持水平)，电压传感器监测到U －t 关系如图乙所示．（1）求ab 棒刚进入磁场B 1时的速度大小．（2）求定值电阻上产生的热量Q 1.（3）多次操作发现，当ab 棒从MN 以某一特定速度进入MNQP 区域的同时，另一质量为2m ，电阻为2R 的金属棒cd 只要以等大的速度从PQ 进入PQHG 区域，两棒均可同时匀速通过各自场区，试求B 2的大小和方向．【答案】（1）11.5U B d （2）2221934-mU mgL B d；（3）32B 1 方向沿导轨平面向上【解析】【详解】(1)根据ab 棒刚进入磁场B 1时电压传感器的示数为U ,再由闭合电路欧姆定律可得此时的感应电动势：1 1.52UE U R U R=+⋅= 根据导体切割磁感线产生的感应电动势计算公式可得：111E B dv =计算得出:111.5Uv B d=. (2)设金属棒ab 离开PQ 时的速度为v 2，根据图乙可以知道定值电阻两端电压为2U ，根据闭合电路的欧姆定律可得：12222B dv R U R R⋅=+计算得出：213Uv B d=；棒ab 从MN 到PQ ，根据动能定理可得： 222111sin 37cos3722mg L mg L W mv mv μ︒︒⨯-⨯-=-安根据功能关系可得产生的总的焦耳热：=Q W 总安根据焦耳定律可得定值电阻产生的焦耳热为：122RQ Q R R=+总联立以上各式得出：212211934mU Q mgL B d=-(3)两棒以相同的初速度进入场区匀速经过相同的位移，对ab 棒根据共点力的平衡可得：221sin 37cos3702B d vmg mg Rμ︒︒--=计算得出：221mgRv B d =对cd 棒分析因为：2sin372cos370mg mg μ︒︒-⋅>故cd 棒安培力必须垂直导轨平面向下，根据左手定则可以知道磁感应强度B 2沿导轨平面向上，cd 棒也匀速运动则有：1212sin 372cos37022B dv mg mg B d R μ︒︒⎛⎫-+⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭将221mgRv B d =代入计算得出：2132B B =. 答：(1)ab 棒刚进入磁场1B 时的速度大小为11.5UB d; (2)定值电阻上产生的热量为22211934mU mgL B d-; (3)2B 的大小为132B ，方向沿导轨平面向上.2．电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置，在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，物理学中用电动势E 来表明电源的这种特性。

20082012年高考物理电磁感应考点汇总

2008-2012年高考物理电磁感应考点汇总五年高考考点一电磁感应现象楞次定律1．（2012北京理综．19.6分）物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环．闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起，某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是 ( )4．（2011海南单科．7,4分）自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献．下列说法正确的是 ( )A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B．欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系C．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系D．焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能之间的转换关系考点二法拉第电磁感应定律自感和涡流4．（2011北京理综，19，6分）某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路．检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象，虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因，你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是 ( )9．（2009安徽理综．20,6分）如图甲所示，一个电阻为R、面积为 s的矩形导线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45。

角，o、O ’分别是ab边和cd边的中点．现将线框右半边obco’绕oo’逆时针旋转90。

到图乙所示位置．在这一过程中，导线中通过的电荷量是 ( )11.（2011重庆理综．23，16分）有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图所示．该机底面固定有间距为L、长度为d 的平行金属电极，电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻R．绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻，若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U，求：(1)橡胶带匀速运动的速率；(2)电阻R消耗的电功率；I考点三电磁感应中的图象问题2．（2012福建理综．18,6分）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磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合．若取磁铁中心O为坐标原点，建立竖直向下为正方向的x轴，则图乙中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是( )考点四电磁感应的综合问题7．（2012广东理综．35,18分）如图所示，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属导轨上．导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置、间距为d的平行金属板.R和R，分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻．(1)调节Rx=R，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流，及棒的速率。

2008年高考物理试题分类汇编(电磁感应)

2008 年高考物理试题分类汇编（电磁感觉）（全国卷1）20.矩形导线框abcd 固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感觉强度 B 随时间变化的规律以下图.若规定顺时针方向为感觉电流I 的正方向，以下各图中正确的是答案： D分析： 0-1s 内 B 垂直纸面向里均匀增大，则由楞次定律及法拉第电磁感觉定律可得线圈中产生恒定的感觉电流，方向为逆时针方向，清除A、C 选项； 2s-3s 内， B 垂直纸面向外均匀增大，同理可得线圈中产生的感觉电流方向为顺时针方向，清除 B 选项， D 正确。

（全国卷 2）21．如图，一个边长为l 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l 的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线 ab 与导线框的一条边垂直， ba 的延伸a线均分导线框．在 t=0 时，使导线框从图示地点开始以恒定速度沿ab方向挪动，直到整个导线框走开磁场地区．以 i 表示导线框中感觉电流bi-t 关系的图示中，可能正确的的强度，取逆时针方向为正．以下表示是答案： C分析：从正方形框下开始入到下完整入程中，框切割磁感的有效度逐增大，所以感流也逐拉增大，A ；从正方形框下完整入至下穿出磁界，切割磁感有效度不，故感流不，B ；当正方形框下离开磁，上未入磁的程比正方形框上入磁程中，磁通量减少的稍慢，故两个程中感不相等，感流也不相等，D ，故正确 C 。

（全国卷 2） 24．（19分）如，向来体棒量m 、 l 、阻 r ，其两头放在位于水平面内距也l 的圆滑平行上，并与之密接；棒左两之接一可控制的阻（中未画出）；置于匀磁中，磁的磁感度大小 B ，方向垂直于所在平面。

开始，体棒一个平行于的初速度v 0。

在棒的运速度由v 0 减小至 v 1 的程中，通控制阻的阻使棒中的流度I 保持恒定。

高考物理总复习考查点15 电磁感应掌中宝素材

高考物理总复习考查点15 电磁感应掌中宝素材考查点15电磁感应[考点巧记]考点1 电磁感应现象及其应用 A1．电磁感应现象的发现：1831年英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象．2．电磁感应现象：利用磁场获得电流的现象，叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流．3．磁铁插入或拔出闭合线圈时产生了感应电流，产生感应电流的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化．考点2 电磁感应定律 A1．感应电动势(1)感应电动势产生的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化．(2)感应电动势：电磁感应现象中产生的电动势．产生感应电动势的那部分电路相当于电源．2．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，I＝I m2.家用电器铭牌上的额定电压、额定电流都是指有效值．交流电表的测量值都是有效值．保险丝的额定电流是有效值，电容器的额定电压是击穿电压，对应交流电的峰值．2．变压器(1)构造：变压器由一个闭合的铁芯、原线圈、副线圈组成．(2)工作原理：变压器利用的是电磁感应现象的互感现象．(3)在同一个铁芯上，哪个线圈的匝数多，哪个线圈的电压就高．U1 U2＝n1n2，I1I2＝n2n1.3．高压输电远距离输电减小输电线路上电能损失的方法：(1)降低导线电阻R(从ρ、L、S三个角度考虑，但效果不佳)．(2)降低输电电流I(因为I＝PU，所以采用高压输电既有效又经济)．4．自感现象涡流(1)导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象．自感现象中产生的电动势叫自感电动势．(2)自感的应用：电感器(特点：通直流、阻交流)、日光灯电子镇流器．(3)通电自感和断电自感①A1、A2是规格完全一样的灯泡．闭合电键S，调节变阻器R，使A1、A2亮度相同，再调节R1，使两灯正常发光，然后断开开关S.重新闭合S，观察到灯泡A2立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来．原因：电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍L中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间．②接通电路，待灯泡A正常发光．然后断开电路，观察到S断开时，A灯突然闪亮一下才熄灭．原因：当S断开时，L中的电流突然减弱，穿过L的磁通量逐渐减少，L中产生感应电动势，方向与原电流方向相同，阻碍原电流减小．L相当于一个电源，此时L与A构成闭合回路，故A 中还有一段持续电流．灯A闪亮一下，说明流过A的电流比原电流大．(4)涡流的应用：①真空冶炼炉(高频感应炉)(冶炼特种合金和特种钢)；②金属探测器(用于安检、探雷、探矿等)；③电磁炉．考点4 电磁波 A1．电磁波(1)电磁波的发现：麦克斯韦预言电磁波的存在，而赫兹通过实验证实了电磁波的存在．(2)麦克斯韦电磁场理论：①变化的磁场产生电场；②变化的电场产生磁场．③非均匀变化的周期性磁场与电场相互激发形成电磁场，电磁场由近向远传播出去形成电磁波．(3)电磁波的特点：①电磁波可以在真空中传播；②电磁波本身是一种物质，电磁波具有能量；③波长、频率和波速：c＝λf(c波速；λ波长；f频率)；④电磁波在真空中的速度：c＝3.00×108 m/s.⑤电磁波在不同介质中传播速度不同，频率保持不变．2．电磁波谱(1)定义：按波长或频率大小的顺序排列成谱．(2)按波长从大到小的顺序：无线电波、光波(红外线、可见光、紫外线)、X射线、γ射线．(3)波长、频率和波速：c＝λf(c波速；λ波长；f频率)(4)主要作用红外线：热效应，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感；紫外线：化学作用，可用来杀菌和消毒；伦琴射线(X射线)：较强的穿透本领，利用其穿透本领与物质的密度有关，进行对人体的透视和检查部件的缺陷；γ射线：穿透本领更大，在工业和医学等领域有广泛的应用，如金属探伤，测厚或用γ刀进行手术．3．电磁波的发射和接收(1)载波：携带声音、图象等信息的电磁波．(2)调制：把信息加到载波上，使载波随信号而变叫调制．(3)调幅(频)：使振幅(频率)随信号而变叫调幅(频)．(4)解调：从载波中将声音、图象等信息“取”出叫解调．。

2008届高考第二轮复习专题(4)(物理-电磁感应与电路)

专题四电磁感应与电路[方法归纳]电磁感应是电磁学中最为重要的内容，也是高考的热点之一。

电磁感应是讨论其他形式能转化为电能的特点和规律；电路问题主要是讨论电能在电路中传输、分配并通过用电器转化成其他形式能的特点和规律，本专题的思想是能量转化与守恒思想。

在复习电磁感应部分时，其核心是法拉第电磁感应定律和楞次定律；这两个定律一是揭示感应电动势的大小所遵循的规律；一个是揭示感的电动势方向所遵循的规律，法拉第电磁感定律的数学表达式为：ntε∆Φ=∆，磁通量的变化率越大，感应电动势越大．磁通量的变化率越大，外界所做的功也越大．楞次定律的表述为：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，从楞次定律的内容可以判断出：要想获得感应电流就必须克服感应电流的阻碍，需要外界做功，需要消耗其他形式的能量．在第二轮复习时如果能站在能量的角度对这两个定律进行再认识，就能够对这两个定律从更加整体、更加深刻的角度把握．电路部分的复习，其一是以部分电路欧姆定律为中心，包括六个基本物理量（电压、电流、电阻、电功、电功率、电热），三条定律（部分电路欧姆定律、电阻定律和焦耳定律），以及串、并联电路的特点等概念、定律的理解掌握和计算；其二是以闭合电路欧姆定律为中心讨论电动势概念、闭合电路中的电流、路端电压以及闭合电路中能量的转化；其三，对高中物理所涉及的三种不同类别的电路进行比较，即恒定电流电路、变压器电路、远距离输电电路，比较这些电路哪些是基本不变量，哪些是变化量，变化的量是如何受到不变量的制约的．其能量是如何变化的．在恒定电流电路中，如果题目不加特殊强调，电源的电动势和内电阻是基本不变量，在外电阻改变时其他量的变化受到基本不变量的制约．在变压器电路中，如果题目不加特殊强调，变压器的输入电压不变，其他量改变时受到这个基本不变量的制约．在远距离输电电路中，如果题目不加特殊强调，发电厂输出的电功率不变，其他量改变时受到这个基本不变量的制约．[典例分析]1．电磁感应的图象问题方法：图象问题有两种：一是给出电磁感应过程选出或画出正确图象；二是由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量．其思路是：利用法拉第电磁感应定律计算感应电动势．感应电流的大小，利用楞次定律或右手定则判定感应电流的方向，利用图象法直观，明确地表示出感应电流的大小和方向．掌握这种重要的物理方法．例1、如图4—1（a ）所示区域（图中直角坐标系x O y 的1、3象限）内有匀强磁场，磁感应强度方向垂直于图面向里，大小为B ，半径为l ，圆心角为60°的扇形导线框OPQ 以角速度ω绕O 点在图面内沿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I 0和交变感应电流的频率f ．（2）在图（b ）中画出线框转一周的时间内感应电流I 随时间t 变化的图象．（规定在图（a ）中线框的位置相应的时刻为t =0）（a ）（b ）图4—12πω2、电路的动态分析方法：利用欧姆定律，串、并联电路的性质，闭合电路的欧姆定律；明确不变量，以“从局部到整体再到局部”，“从外电路到内电路再到外电路”的顺序讨论各物理量的变化情况．例2、如图4—3所示的电路中，电源的电动势为E ，内阻为r ．当可变电阻的滑片P 向b 移动时，电压表V 1的读数U 1与电压表V 2的读数U 2的变化情况是（）A ．U 1变大，U 2变小B ．U 1变大，U 2变大C ．U 1变小，U 2变小 B ．U 1变小，U 2变大 3、电磁感应与力学综合方法：从运动和力的关系着手，运用牛顿第二定律（1）基本思路：受力分析→运动分析→变化趋向→确定运动过程和最终的稳定状态→由牛顿第二定律列方程求解．（2）注意安培力的特点：（3）纯力学问题中只有重力、弹力、摩擦力，电磁感应中多一个安培力，安培力随速度变化，部分弹力及相应的摩擦力也随之而变，导致物体的运动状态发生变化，在分析问题时要注意上述联系．例3、如图4—4所示，两根相距为d 的足够长的平行金属导轨位于水平x O y 平面内，左端接有阻值为R 的电阻，其他部分的电阻均不计．在x >0的一侧存在垂直x O y 平面且方向竖直向下的稳定磁场，磁感强度大小按B =kx 规律变化（其中k 是一大于零的常数）．一根质量为m 的金属杆垂直跨搁在光滑的金属导轨上，两者接触良好．当t =0时直杆位于x =0处，其速度大小为v 0，方向沿x 轴正方向，在此后的过程中，始终有一个方向向左的变力F 作用于金属杆，使金属杆的加速度大小恒为a ，加速度方向一直沿x 轴的负方向．求：（1）闭合回路中感应电流持续的时间有多长？（2）当金属杆沿x 轴正方向运动的速度为2v 时，闭合回路的感应电动势多大？此时作用于金属杆的图4—3外力F 多大？4、电磁感应与动量、能量的综合方法：（1）从动量角度着手，运用动量定理或动量守恒定律①应用动量定理可以由动量变化来求解变力的冲量，如在导体棒做非匀变速运动的问题中，应用动量定理可以解决牛顿运动定律不易解答的问题．②在相互平行的水平轨道间的双棒做切割磁感线运动时，由于这两根导体棒所受的安培力等大反向，合外力为零，若不受其他外力，两导体棒的总动量守恒．解决此类问题往往要应用动量守恒定律．（2）从能量转化和守恒着手，运用动能定律或能量守恒定律①基本思路：受力分析→弄清哪些力做功，正功还是负功→明确有哪些形式的能量参与转化，哪增哪减→由动能定理或能量守恒定律列方程求解．−−−−−−安培力做负功−−−−−电流做功例4、如图4—6所示，在空间中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上下边缘间距为h ，磁感应强度为B ．有一宽度为b（b <h ）、长度为L 、电阻为R 、质量为m 的矩形导体线圈紧贴磁场区域的上边缘从静止起竖直下落，当线圈的PQ 边到达磁场下边缘时，恰好开始做匀速运动．求：（1）线圈的MN 边刚好进入磁场时，线圈的速度大小．（2）线圈从开始下落到刚好完全进入磁场所经历的时间．图4—4图4—6例5、两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平内，两导轨间的距离为l ，导轨上面横放着两根导体棒ab 和cd 构成矩形回路，如图4—7所示．两根导体棒的质量皆为m ，电阻皆为R ，磁感应强度为B ，设两导体棒均为沿导轨无摩擦地滑行，开始时，棒cd 静止，棒ab 有指向棒cd 的初速度（如图所示），若两导体棒在运动中始终不接触，求：（1）在运动中产生的焦耳热最多是多少？（2）当ab 棒的速度变为初速度的34时，cd 棒的加速度是多少？5、电磁感应与电路综合方法：在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路相当于电源．解决电磁感应与电路综合问题的基本思路是：（1）明确哪部分相当于电源，由法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向．（2）画出等效电路图．图4—7（3）运用闭合电路欧姆定律．串并联电路的性质求解未知物理量．例6、如图4—8所示，直角三角形导线框abc 固定在匀强磁场中，ab 是一段长为L 、电阻为R 的均匀导线，ac 和bc 的电阻可不计，ac 长度为2L ．磁场的磁感强度为B ，方向垂直纸面向里．现有一段长度为2L，电阻为2R的均匀导体棒MN 架在导线框上，开始时紧靠ac ，然后沿bc 方向以恒定速度v 向b 端滑动，滑动中始终与ac 平行并与导线框保持良好接触，当MN 滑过的距离为3L时，导线ac 中的电流为多大？方向如何？6、交变电流的三值（1）最大值：m E NBS ω=，最大值(、)m m m E V I 与线圈的形状，以及转轴的位置无关，但转轴应与磁感线垂直．（2）有效值：交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的．即在同一时间内，跟某一交流电一样能使同一电阻产生相等热量的直流的数值，叫做该交流电的有效值．正弦交流电的有效值与最大值之间的关系为：E U I ===．各种交流电器设备上标准值及交流电表上的测量值都是指有效值．（3）平均值 ntϕε∆=∆ （4）最大值、有效值和平均值的应用①求电功、电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时，要用有效值计算．正弦交变电流的有效值为I =，其他交流电流的有效值只能根据有效值的定义来计算．②求一段时间内通过导体横截面的电量时要用平均值来计算．,q It =而,E I E nR t∆Φ==∆．注意122E E E +≠，平均值不等于有效值． ③在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流电的最大值．例7、边长为a 的N 匝正方形线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中，以角速度ω绕垂直于磁感线的转图4—8轴匀速转动，线圈的电阻为R ．求：（1）线圈从中性面开始转过90°角的过程中产生的热量．（2）线圈从中性面开始转过90°角的过程中，通过导线截面的电量．7、电容、电路、电场、磁场综合方法：从电场中的带电粒子受力分析入手，综合运用牛顿第二定律；串、并联电路的性质、闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律进行分析、计算，注意电容器两端的电压和等效电路．例8、如图4—11所示，光滑的平行导轨P 、Q 相距l =1m ，处在同一水平面中，导轨左端接有如图所示的电路，其中水平放置的平行板电容器C 两极板间距离d =10mm ，定值电阻R 1=R 3=8Ω，R 2=2Ω，导轨电阻不计，磁感应强度B =0.4T 的匀强磁场竖直向下穿过导轨平面，当金属棒ab 沿导轨向右匀速运动（开关S 断开）时，电容器两极板之间质量m =1×10－14kg ，带电荷量q =－1×10－25C 的粒子恰好静止不动；当S 闭合时，粒子以加速度a =7m/s 2向下做匀加速运动，取g =10m/s 2，求：（1）金属棒ab 运动的速度多大？电阻多大？（2）S 闭合后，使金属棒ab 做匀速运动的外力的功率多大？8、电磁感应与交流电路、变压器综合方法：①变压器遵循的是法拉第电磁感应定律，理想变压器不考虑能量损失，即输入功率等于输出功率．②理想变压器原线圈的电压决定着负线圈的电压，而副线圈上的负载反过来影响着原线圈的电流，输入功率．③远距离输电是以电功率展开分析的，其中损失功率是最为关键的因素．④在供电电路、输电电路、用电回路所构成的输电电路中，输出电路中的电流和输电回路中的损失电压是联系其余两回路的主要物理量．R Rb图4—11n 1︰n 2 1n '︰2n ' 图4—12例9、有条河流，流量Q =2m 3/s ，落差h =5m ，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240V ，输电线总电阻R=30Ω，允许损失功率为输出功率的6%，为满足用电的需求，则该输电线路所使用的理想电压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220V 、100W ”的电灯正常发光．[跟踪练习]1．矩形导线框abcd 放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感强度B 随时间变化的图象如图4—13所示．t =0时刻，磁感强度的方向垂直于纸面向里．在0～4s 时间内，线框的ab 边受力随时间变化的图象（力的方向规定以向左为正方向），可能如图4—14中的（）A ．B ．C ．D ．2．如图4—14甲所示，由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd 的电阻为R ，ab =bc =cd =da =l ．现将线框以与ab 垂直的速度v 匀速穿过一宽为2l 、磁感应强度为B 的匀强磁场区域，整个过程中ab 、cd 两边始终保持与边界平行．令线框的cd 边刚与磁场左边界重合时t =0，电流沿abcda 流动的方向为正．（1）求此过程中线框产生的焦耳热；（2）在图乙中画出线框中感应电流随时间变化的图象；（3）在图丙中画出线框中a 、b 两点间电势差U ab 随时间t 变化的图象．图4—13abcd图甲l图4—143．如图4—15所示，T 为理想变压器，A 1、A 2为交流电流表，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，原线圈两端接恒压交流电源，当滑变阻器的滑动触头向下滑动时（）A ．A 1的读数变大，A 2读数变大B ．A 1的读数变大，A 2读数变小C ．A 1的读数变小，A 2读数变大D ．A 1的读数变小，A 2的读数变小4．如图4—16所示：半径为r 、电阻不计的两个半圆形光滑导轨并列竖直放置，在轨道左上方端点M 、N 间接有阻值为R 的小电珠，整个轨道处在磁感强度为B 的匀强磁场中，两导轨间距为L ，现有一质量为m ，电阻为R 的金属棒ab 从M 、N 处自由静止释放，经一定时间到达导轨最低点O 、O ′，此时速度为v ．（1）指出金属棒ab 从M 、N 到O 、O ′的过程中，通过小电珠的电流方向和金属棒ab 的速度大小变化情况．（2）求金属棒ab 到达O 、O ′时，整个电路的瞬时电功率．（3）求金属棒ab 从M 、N 到O 、O ′的过程中，小电珠上产生的热量．图4—16T图4—155．（2002·上海）如图4—17所示，有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R ，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B ．一根质量为m 的金属杆从轨道上静止自由滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度v m ，则（） A ．如果B 增大，v m 将变大 B ．如果α变大，v m将变大C ．如果R 变小，v m 将变大D ．如果m 变小，v m 将变大6．（2004年全国）如图4—18所示a 1b 1c 1d 1和a 2b 2c 2d 2为在同一竖直平面内的金属导轨，处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在的平面（纸面）向里．导轨的a 1b 1段与a 2b 2段是竖直的，距离l 1；c 1d 1段与c 2d 2段也是竖直的，距离为l 2．x 1y 1与x 2y 2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆，质量分别为m 1和m 2，它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触．两杆与导轨构成的回路的总电阻为R ．F 为作用于金属杆x 1y 1上的竖直向上的恒力．已知两杆运动到图示位置时，已匀速向上运动，求此时作用两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率．7．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图4—19所示，抛物线的方程是y =x 2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y =a 的直线（图中虚线所示），一个小金属环从抛物线上y =b （y >a ）处以速度v 沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属环沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是（）A ．mgbB ．212mv C ．mg (b －a ) D ．21()2mg b a mv -+图4—18图4—19图4—178．如图4—20所示，长为L 、电阻r =0.3Ω、质量m =0.1kg 的金属棒CD 垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也是L ，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有R =0.5Ω的电阻，量程为0～3.0A 的电流表串接在一条导轨上，量程为0～1.0V 的电压表接在电阻R 的两端，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面．现以向右恒定外力F 使金属棒右移，当金属棒以v =2m/s 的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏，问：（1）此满偏的电表是什么表？说明理由．（2）拉动金属棒的外力F 多大？（3）此时撤去外力F ，金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上．求从撤去外力到金属棒停止运动的过程中通过电阻R 的电量．9．高频焊接是一种常用的焊接方法，其焊接的原理如图所示．将半径为10cm 的待焊接的圆形金属工件放在导线做成的1000匝线圈中，然后在线圈中通以高频的交变电流，线圈产生垂直于金属工件所在平面的变化磁场，磁场的磁感应强度B 的变化率为sin t ωT/s ．焊接处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的 99倍．工作非焊接部分每单位长度上的电阻为31010m R π--=Ω，焊接的缝宽非常小，求焊接过程中焊接处产生的热功率．（取2π=10，不计温度变化对电阻的影响）图4—2110．如图所示，与光滑的水平平行导轨P 、Q 相连的电路中，定值电阻R 1=5Ω，R 2=6Ω；电压表的量程为0～10V ，电流表的量程为0～3A ，它们都是理想电表；竖直向下的匀强磁场穿过水平导轨面，金属杆ab 横跨在导轨上，它们的电阻均可不计，求解下列问题：（1）当滑动变阻器的阻值R 0=30Ω时，用水平恒力F 1=40N 向右作用于ab ，在ab 运动达到稳定状态时，两个电表中有一个电表的指针恰好满偏，另一个电表能安全使用．试问：这时水平恒力F 1的功率多大？ab 的速度v 1多大？（2）将滑动变阻器的电阻调到R 0=3Ω，要使ab 达到稳定运动状态时，两个电表中的一个电表的指针恰好满偏，另一个电表能安全使用，作用于ab 的水平恒力F 2多大？这时ab 的运动速度v 2多大？图4—2011．两只相同的电阻，分别通过简谐波形的交流电和方形波的交流电．两种交变电流的最大值相等，波形如图4—23所示．在简谐波形交流电的一个周期内，简谐波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q 1与方波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q 2之比为12Q Q 等于（） A ．3︰1 B ．1︰2 C ．2︰1 D ．4︰312．曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机，图4—24甲为其结构示意图．图中N 、S 是一对固定的磁极，abcd 为固定在转轴上的矩形线框，转轴过bc 边中点、与ab 边平行，它的一端有一半径r 0=1.0cm 的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图4—24乙所示．当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线框在磁极间转动．设线框由N =800匝导线圈组成，每匝线圈的面积S =20cm 2，磁极间的磁场可视为匀强磁场，磁感强度B =0.010T ，自行车车轮的半径R 1=35cm ，小齿轮的半径R 2=4.0cm ，大齿轮的半径R 3=10.0cm （见图乙）．现从静止开始使大齿轮加速运动，问大齿轮的角速度为多大时才能使发电机输出电压的有效值U =3.2V ？（假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动）图4—24图4—22R 0R xR1图4—2313．如图4—25所示，两块水平放置的平行金属板间距为d ，定值电阻的阻值为R ，竖直放置线圈的匝数为n ，绕制线圈导线的电阻为R ，其他导线的电阻忽略不计．现在竖直向上的磁场B 穿过线圈，在两极板中一个质量为m ，电量为q ，带正电的油滴恰好处于静止状态，则磁场B 的变化情况是（） A ．均匀增大，磁通量变化率的大小为2mgdnqB ．均匀增大，磁通量变化率的大小为mgdnq C ．均匀减小，磁通量变化率的大小为2mgdnqD ．均匀减小，磁通量变化率的大小为mgdnq14．如图4—26所示，水平面中的光滑平行导轨P 1、P 2相距l =50cm ，电池电动势E ′=6V ，电阻不计；电容C =2 F，定值电阻R =9Ω；直导线ab 的质量m =50g ，横放在平行导轨上，其中导轨间的电阻R ′=3Ω；竖直向下穿过导轨面的匀强磁场的磁感应强度B =1.0T ；导轨足够长，电阻不计．（1）闭合开关S ，直导线ab 由静止开始运动的瞬时加速度多大？ab 运动能达到的最大速度多大？（2）直导线ab 由静止开始运动到速度最大的过程中，电容器的带电荷量变化了多少？15．如图4—27所示的四个图中，a 、b 为输入端，接交流电源、cd 为输出端，下列说法中错误．．的是（）A ．A 图中U ab <U cdB ．B 图中U ab >U cdC ．C 图中U ab <U cdD ．D 图中U ab >U cd16．某电站输送的电功率是500kW ，当采用6kV 电压输电时，安装在输电线路起点的电度表和终点的电度表一昼夜读数相差4800kWh （即4800度），试求：（1）输电线的电阻；（2）若要使输电线上损失的功率降到输送功率的2.304%，应采用多高的电压向外输电？图4—25abab ab abE ′P 1P 2图4—26专题四电磁感应与电路答案典型例题【例1】解析：在从图中位置开始（t =0）匀速转动60°的过程中，只有OQ 边切割磁感线，产生的感应电动势2112E Bl ω=，由右手定则可判定电流方向为逆时针方向（设为正方向）．根据欧姆定律得， 211(0)23E Bl I t R R ωπω==<≤．导线框再转过30°的过程中，由于∆Φ=0，则22350(),()32226Bl I t I t R ππωππωωωω=<=<≤≤顺时针方向．245540()()623Bl I t I t R ππωππωωωω=<=<≤≤逆时针方向267433110()()32226Bl I t I t R ππωππωωωω=<=<≤≤顺时针方向81120()6I t ππωω=<≤综合以上分析可知，感应电流的最大值202Bl I Rω=，频率f πω=．其I —t 图象如图4—2所示．答案：（1）20;2Bl I f R ωπω==（2）如图4—2所示．【例2】解析：P 向b 移动，电路中总电阻变大，由闭合电路的欧姆定律、欧姆定律以及电路的性质从而可以判断U 1、U 2的变化情况．当P 向b 移动时，电路中总电阻变大，由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电路I 变小，由欧姆定律得U 2=IR 变小，再由闭合电路欧姆定律得U 1=E －Ir 变大，故本题正确答案应选A ．【例3】解析：（1）由题意可知，金属杆在磁场中的运动分为两个阶段：先沿x 轴正方向做匀减速运动，直到速度为零；然后x 轴负方向做匀加速直线运动，直到离开磁场，其速度一时间图象如图4—5所示．金属杆在磁场中运动切割磁感线，闭合回路产生感应电流，所以回路中感应电流持续的时间122v t t a==．（2）当金属杆沿x 轴正方向运动的速度为02v 时，对应的x 坐标x 1`满足：2001()2,2v v ax =-解得x 1=2038v a ．则在x 1处的磁感强度21138kv B kx a==图4—2图4—5此时回路中的感应电动势，30013216v kdv E B d a==金属杆所受的安培力大小25201129128k v d E F BId B d R a R===安方向沿x 轴负方向由牛顿第二定律得F ＋F 安=ma所以，此时作用于金属杆的外力252029128k v dF ma a R=-方向沿x 轴负方向．答案：（1）02v a （2）325200239;16128kdv k v d ma a a R- 【例4】解析：（1）设线圈匀速穿出磁场的速度为v ′，此时线圈中产生的感应电动势为E BLv '=． ① 产生的感应电流为EI R=② 线圈受到的安培力为F =BIL ③此过程线圈受到的重力与安培力平衡mg =F ④ 联立①②③④式，得22mgR v B L '=⑤设线圈的上边刚好进入磁场时速度为v ，线圈全部在磁场里运动的过程中，根据能量守恒定律2211()22mg h b mv mv '-=- ⑥联立⑤⑥解得v = ⑦（2）设线圈从开始下落到刚好完全进入磁场所用时间为t ，根据动量定理0F mgt I mv -=- ⑧ 根据法拉第电磁感应定律BLbE t t∆Φ==⑨ 线圈中产生的平均电流EI R=⑩ 故安培力的冲量F I Ft BLIt == ○11联立⑨⑩○11得，22F B L b I R= ○12将⑦和○12代入⑧解得22B L b t mgR =【例5】解析：ab 棒向cd 棒运动时，两棒和导轨构成的回路面积变小，磁通量发生变化，于是产生感应电流．ab 棒受到与运动方向相反的安培力作用做减速运动，cd 棒则在安培力作用下做加速运动，在ab 棒的速度大于cd 棒的速度时，回路中总有感应电流，ab 棒继续减速，cd 棒继续加速．两棒速度达到相同后，回路面积保持不变，磁通量不变化，不产生感应电流，再棒以相同的速度v 做匀速运动．（1）从初始至两棒达到速度相同的过程中，两棒的动量守恒，有02mv mv =．根据能量守恒，整个过程中产生的总热量22200111(2)224Q mv m v mv =-=（2）设ab 棒的速度为初速度的34时，cd 棒的速度为v ′，则由动量守恒可知0034mv m v mv '=+．此时回路中感应电动势和感应电流分别为03(),42E E v v Bl I R'=-=．此时cd 棒所受的安培力F =IBl ，cd 棒的加速度F a m=．由以上各式可得2204B l v a mR=．答案：（1）2014mv （2）2204B l v mR【例6】解析：MN 滑过的距离为3L时，它与bc 的接触点为P ，如图4—9所示．由几何关系可知，MP 的长度为3L ，MP 相当于电路中的电源，其感应电动势13E BLv =，内阻13r R =．等效电路如图4—10所示．图4—9 图4—10外电路并联电阻为1223312933R R R ⨯==+并由闭合电路欧姆定律可得，MP 中的电流EI R r=+并ac 中的电流23ac I I =联立以上各式解得25ac BLvI R=根据右手定则，MP 中的感应电流方向由P 流向M ，所以电流I ac 的方向由a 流向c ．答案：25ac BLvI R=，方向由a 流向c ．【例7】解析：（1）线圈中产生的热量应用转动过程中产生的交变电流的有效值来计算．因线圈中感应电动势的峰值为2m ENBa ω=，故线圈中电流的有效值为2I ===，线圈转过90°角经历的时间为42T t πω==．所以此过程中产生的热量22424N B a Q I Rt Rπω==．（3）线圈转过90°角的过程中，感应电动势和感应电流的平均值分别为222222NBa NBa E NBa E N I t R Rωωπππω∆Φ=====∆所以通过导体截面的电量为2NBa q It R==答案：（1）2244N B a Q R πω=（2）2NBa q R=【例8】解：（1）带电粒子在电容器两极板间静止时，受向上的电场力和向下的重力作用而平衡1U mg qd= 求得电容器两极板间的电压：14115110100.011V 10mgd U q --⨯⨯⨯=== 由于粒子带负电，可知上极板电势高．由于S 断开，R 1上无电流，R 2、R 3上电压等于U 1，电路中的感应电流．即通过R 2、R 3的电流强度为：112310.1A 82U I R R ===++由闭合电路欧姆定律可知：ab 切割磁感线运动产生的感应电动势为：1U Ir ε=+ ① 其中r 为ab 金属棒的电阻．当闭合S 后，带电粒子向下做匀加速运动，根据牛顿第二定律有：2U mg q ma d-= 求得S 闭合后电容器两极板间的电压14215()10(107)0.010.3V 10m g a d U q ---⨯-⨯===这时电路中的感应电流为：2220.30.15A 2U I R === 根据闭合电路欧姆定律有：132213()R R I R r R R ε=+++ ②将已知量代入①②求得 1.2V 2r ε==Ω又因： 1.23m/s 0.41BLvU BLεε====⨯∴ 即金属棒做匀速运动的速度为3m/s ，电阻r =2Ω．（2）S 闭合后，通过ab 的电流I 2=0.15A ，ab 所受安培力F 2=BLI=0.4×1×0.15=0.06N ab 以速度v =3m/s 匀速运动时，所受外力必与安培力F 2大小相等，方向相反，即F =0.06N ．方向向右（与v 同向），可见外力F 的功率为：P =Fv =0.06×3=0.18W 【例9】解：依题意，电源端3450%0.521101050.5510W mghP Q gh tρ=⨯=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯输出输出电压U 0=240V 为满足输电要求，由2P I R ∆=损总有：10A I ==送。

高考物理试题汇编：电磁感应

高考物理试题汇编：电磁感应1、〔扬州市2008届第二次调研〕电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如下列图。

现使磁铁自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是〔〕DA、从a到b，上极板带正电；B、从a到b，下极板带正电；C、从b到a，上极板带正电；D、从b到a，下极板带正电；2、〔扬州市2008届第四次调研〕如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹60角斜向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示〔规定斜向下为正方向〕，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态。

规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，如此在0～t时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流i 和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是( )D3、〔徐州市2008届第3次质检〕如图甲所示，正三角形导线框abc放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，t=0时刻，磁感应强abc甲Bt/s1357OB0-2B0-B0乙度的方向垂直纸面向里．图丙中能表示线框的ab边受到的磁场力F随时间t的变化关系的是(力的方向规定以向左为正方向)A4、〔某某四县市2008届高三联考〕如下列图，金属棒ab置于水平放置的光滑框架cdef上，棒与框架接触良好，匀强磁场垂直于ab棒斜向下．从某时刻开始磁感应强度均匀减小，同时施加一个水平外力F使金属棒ab保持静止，如此F CA．方向向右，且为恒力B．方向向右，且为变力C．方向向左，且为变力D．方向向左，且为恒力5、〔某某市2008届第三次调研〕如下列图，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，如下做法中能使圆盘中产生感应电流的是BDA．圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动B．圆盘以某一水平直径为轴匀速转动C．圆盘在磁场中向右匀速平移D．匀强磁场均匀增加Bcfed ba6、〔苏北四市高三第三次调研〕在磁感应强度为B 的匀强磁场中,有一与磁场方向垂直长度为L 金属杆aO ,ab=bc=cO=L/3,a 、c 与磁场中以O 为圆心的同心圆(都为局部圆弧)金属轨道始终接触良好.一电容为C 的电容器接在轨道上,如下列图,当金属杆在与磁场垂直的平面内以O 为轴,以角速度ω顺时针匀速转动时:〔〕AC A.U ac =2U b0 B.U ac =2U abC.电容器带电量Q 249BL C ω=D.假设在eO 间连接一个电压表,如此电压表示数为零7、〔镇江市2008届期初教学情况调查〕在一起的线圈 A 与 B 如图甲所示，当给线圈 A 通以图乙所示的电流〔规定由“进入 b 流出为电流正方向〕时，如此线圈 B 两端的电压变化应为如下图中的8、〔某某市2008届根底调研测〕2006年7月1日，世界某某拔最高、线路最长的青藏铁路全线通车，青藏铁路安装的一种电磁装置可以向控制中心传输信号，以确定火车的位置和运动状态，其原理是将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面，如图甲所示〔俯视图〕，当它经过安放在两铁轨间的线圈时，线圈便产生一个电信号传输给控制中心．线圈边长分别为l 1和l 2，匝数为n ，线圈和传输线的电阻忽略不计．假设火车通过线圈时，控制中心接收到线圈两端的电压信号u 与时间t 的关系如图乙所示〔ab 、cd 均为直线〕，t 1、t 2、t 3、t 4是运动过程的四个时刻，如此火车 ACDA××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××o ab c d eMNBCRbA ．在t 1~t 2时间内做匀加速直线运动B ．在t 3~t 4时间内做匀减速直线运动C ．在t 1~t 2时间内加速度大小为21121()u u nBl t t --D ．在t 3~ t 4时间内平均速度的大小为3412u u nBl +9、〔南京市2008届4月高三调研考试〕如下列图的电路中，电源电动势为E ，内阻r 不能忽略．R 1和R 2是两个定值电阻，L 是一个自感系数较大的线圈．开关S 原来是断开的．从开关S 闭合到电路中电流达到稳定的时间内，通过R 1的电流I 1和通过R 2的电流I 2的变化情况是AC A ．I 1开始较大而后逐渐变小 B ．I 1开始很小而后逐渐变大 C ．I 2开始很小而后逐渐变大 D ．I 2开始较大而后逐渐变小10、〔如皋市2008届抽样检测〕两金属棒和三根电阻丝如图连接,虚线框内存在均匀变化的匀强磁场，三根电阻丝的电阻大小之比R1:R2:R3=1：2：3，金属棒电阻不计。

高考物理电磁感应现象压轴题专项复习

高考物理电磁感应现象压轴题专项复习一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况1．如图所示，在倾角30o θ=的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小相等、方向分别垂直斜面向上和垂直斜面向下的匀强磁场，两磁场宽度均为L 。

一质量为m 、边长为L 的正方形线框距磁场上边界L 处由静止沿斜面下滑，ab 边刚进入上侧磁场时，线框恰好做匀速直线运动。

ab 边进入下侧磁场运动一段时间后也做匀速度直线运动。

重力加速度为g 。

求：（1）线框ab 边刚越过两磁场的分界线ff′时受到的安培力；（2）线框穿过上侧磁场的过程中产生的热量Q 和所用的时间t 。

【答案】(1)安培力大小2mg ，方向沿斜面向上(2)4732mgL Q = 72Lt g= 【解析】【详解】(1）线框开始时沿斜面做匀加速运动，根据机械能守恒有21sin 302mgL mv ︒=，则线框进入磁场时的速度2sin30v g L gL =︒线框ab 边进入磁场时产生的电动势E =BLv 线框中电流E I R=ab 边受到的安培力22B L vF BIL R== 线框匀速进入磁场，则有22sin 30B L vmg R︒= ab 边刚越过ff '时，cd 也同时越过了ee '，则线框上产生的电动势E '=2BLv线框所受的安培力变为22422B L vF BI L mg R==''=方向沿斜面向上（2）设线框再次做匀速运动时速度为v '，则224sin 30B L v mg R︒='解得4v v ='=根据能量守恒定律有2211sin 30222mg L mv mv Q ︒'⨯+=+解得4732mgLQ =线框ab 边在上侧磁扬中运动的过程所用的时间1L t v=设线框ab 通过ff '后开始做匀速时到gg '的距离为0x ，由动量定理可知：22sin302mg t BLIt mv mv ︒-='-其中()022BL L x I t R-=联立以上两式解得()02432L x v t vg-=-线框ab 在下侧磁场匀速运动的过程中，有0034x x t v v='=所以线框穿过上侧磁场所用的总时间为123t t t t =++=2．某兴趣小组设计制作了一种磁悬浮列车模型，原理如图所示，PQ 和MN 是固定在水平地面上的两根足够长的平直导轨，导轨间分布着竖直（垂直纸面）方向等间距的匀强磁场1B 和2B ，二者方向相反．矩形金属框固定在实验车底部（车厢与金属框绝缘）．其中ad边宽度与磁场间隔相等，当磁场1B 和2B 同时以速度0m 10s v =沿导轨向右匀速运动时，金属框受到磁场力，并带动实验车沿导轨运动．已知金属框垂直导轨的ab 边长0.1m L =m 、总电阻0.8R =Ω，列车与线框的总质量0.4kg m =，12 2.0T B B ==T ，悬浮状态下，实验车运动时受到恒定的阻力1h N ．（1）求实验车所能达到的最大速率；（2）实验车达到的最大速率后,某时刻让磁场立即停止运动,实验车运动20s 之后也停止运动，求实验车在这20s 内的通过的距离；（3）假设两磁场由静止开始向右做匀加速运动，当时间为24s t =时，发现实验车正在向右做匀加速直线运动，此时实验车的速度为m 2s v =，求由两磁场开始运动到实验车开始运动所需要的时间．【答案】(1)m 8s ；(2)120m ；(3)2s 【解析】【分析】【详解】（1）实验车最大速率为m v 时相对磁场的切割速率为0m v v -，则此时线框所受的磁场力大小为2204-B L v v F R=（）此时线框所受的磁场力与阻力平衡，得：F f = 2m 028m/s 4fRv v B L=-= （2）磁场停止运动后，线圈中的电动势：2E BLv = 线圈中的电流：EI R=实验车所受的安培力：2F BIL =根据动量定理，实验车停止运动的过程：m F t ft mv ∑∆+=整理得：224m B L vt ft mv R∑∆+=而v t x ∑∆=解得：120m x =（3）根据题意分析可得，为实现实验车最终沿水平方向做匀加速直线运动，其加速度必须与两磁场由静止开始做匀加速直线运动的加速度相同，设加速度为a ，则t 时刻金属线圈中的电动势 2)E BLat v =-（金属框中感应电流 2)BL at v I R-=（又因为安培力224)2B L at v F BIL R（-==所以对试验车，由牛顿第二定律得 224)B L at v f ma R（--=得 21.0m/s a =设从磁场运动到实验车起动需要时间为0t ，则0t 时刻金属线圈中的电动势002E BLat =金属框中感应电流002BLat I R=又因为安培力2200042B L at F BI L R==对实验车，由牛顿第二定律得：0F f =即2204B L at f R= 得：02s t =3．图中装置在水平面内且处于竖直向下的匀强磁场中，足够长的光滑导轨固定不动。