高三物理下学期电磁感应专题

b
电磁感应复习—会考复习
二、电磁感应问题分析 从力学条件入手： 当ab杆达到匀速运动后，重力与安培 力平衡。有：mg=BIL。 R
a
× × L× × m × × × × × × × × B × × × × × × × ×
b
又：I=E/R，E=BLυ
mgR 有： B 2 L2
2 3 3 R 其中，r=R， R 1 2 9 R R 3 3 R R
a
R/3
P
E r
b
2R/3
d
Q
c
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二、电磁感应问题分析
9 BL 得到： I 11R
由分流，得到：
I ap
6 BL 11R
a
R/3
P
E r
b
2R/3
电流方向由P流向a。
d
Q
c
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R BL
I



F f I
V
G
BL 联立以上各表达式得: G f B L ma R R (G f ) 当a=0时,速度达到最大，为: 2 2 B L
1820年丹麦的物理学家 奥斯特 发现了 电流能够产生磁场；之后，英国的科学 家 法拉第 经过十年不懈的努力终于在 1831年发现了电磁感应现象 ，并发明 了世界上第一台感应发电机．
二、感应电流的方向，右手定则
要点· 疑点· 考 点
导体切割磁感线时，感应电流的方向，可 以用右手定则来判断，如图所示。
三、感应电动势
要点· 疑点· 考 点
感应电动势的大小服从法拉第电磁感应定律：
电路中的感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁
通量的变化率成正比。公式表达为：
En t
公式中， 是穿过电 n 路所围的面积内的磁通量的变化率（也可以说成 变化的快慢）。
）
× × × × × × × × × × × × × × × ×
v
v
× × × ×
(A)
(B)
S N(C)VFra bibliotekV(D)
(E)
(F)
例4：如图所示，线圈M和线圈P绕在同一铁芯上， 则( ) A．当合上开关S的一瞬时，线圈P里没有感应电流 B．当合上开关S的一瞬时，线圈P里有感应电流 C．当断开开关S的一瞬时，线圈P里没有感应电流 D．当断开开关S的一瞬时，线圈P里有感应电流
要点· 疑点· 考 点 一、电磁感应现象——感应电流产生的条件
1.利用磁场产生电流的现象称为电磁感应现象， 所产生的电动势称为感应电动势，所产生的电流称为 感应电流. 2.产生感应电流的条件：①闭合电路；②穿过闭 合电路的磁通量发生变化。 电磁感应现象的实质是产生感应电动势，电路闭 合才有感应电流，若电路不闭合，虽没有电流，但只 要磁通发生变化感应电动势依然存在。而产生感应电 动势的那部分导体相当于电源。
是闭合电路导线的匝数； t
要点· 疑点· 考 点 在一段导体垂直切割磁感线的情况中， 导体中产生的感应电动势为：
E BLV
公式中
V 是切割速度。
产生感应电动势的那部分导体相当于电源，该电 源的正负极右手定则来确定，注意电源内部电流 是由负极流向正极。
例6：如图所示,在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中, 让导体PQ在U形导轨上以速度v=10m/s向右匀速滑动, 两导轨间距离 L=0.8m, 则产生的感应电动势的大小 和PQ中的电流方向分别是 [ ] A． 4V，由P向Q B．0.4V，由Q向P
M P
S
G
正确选项：B、D
例5：如图所示，在垂直于纸面范围足够大的匀强 磁场中，有一矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂 直，o1o2与o3o4都是线圈的对称轴，应使线圈怎样 运动才能使其中产生感生电流? [ ] A．向左或向右平动 B．向上或向下平动 C．绕o1o2转动 D．绕o3o4转动
正确选项：C、D
C．4V，由Q向P
D．0.4V，由P向Q
正确选项：C
例7：下列说法中正确的是，感应电动势的大小 [ ] A．跟穿过闭合电路的磁通量有关系 B．跟穿过闭合电路的磁通量的变化大小有关系 C．跟穿过闭合电路的磁通量的变化快慢有关系 D．跟电路的电阻大小有关系
四、电磁感应问题分析 1 、在电磁感应现象中，产生了感应电动势 E ，这 个电动势就是电路中的电源。所以，在分析电磁 感应问题时，首先要考虑感应电动势在一个什么 样的电路中，给电路带来怎样的电流分配。在解 决电流问题的过程中，就会用到欧姆定律、分流、 分压等规律。 2、感应电动势在电路中引起的感应电流，通过电 路电阻时，可以发热，产生电热功率，体现了在 电磁感应过程中的能量转化。 3 、感应电动势在闭合回路中产生了电流，而通电 的导线在磁场中，又会受到安培力的作用。所以， 电磁感应的问题中，会有与力学综合的部分。
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二、电磁感应问题分析 固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，各边长为L。其中 ab是一段电阻为 R 的均匀电阻丝，其余 3 边均为电阻可忽略 的铜线。磁场的磁感应强度为B, 方向垂直纸面向里。现有 一与ab段的材料、粗细、长度都相同的电阻丝 PQ架在导体 框上，如图所示。PQ以恒定速度υ 从ad滑向bc，当滑过L/3 的距离时，通过aP段电阻丝的电流强度是多大? 方向如何?
3.磁通发生变化的几种基本情况
要点· 疑点· 考 点
①回路面积不变，而磁感应强度发生变化；
②磁场不变，而回路面积发生变化；
③磁场和回路面积均不变，但回路平面与磁场的方 向发生了变化； ④闭合电路的一部分做切割磁感线的运动.
例1：关于磁通量，下列说法中正确的是( A.磁通量是反映磁场强弱和方向的物理量
例3：线圈在长直导线电流的磁场中，做如图1 的运动：Ａ子向右平动；B向下平动；C绕轴转 动(边bc向外)；D从纸面向纸外做平动，E向上 平动(边bc上有个缺口)；则线圈中有感应电流 的是( )
图1
2．下列图中能产生感应电流的是（
× × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × ×
二、电磁感应问题分析 R
∏型金属导轨放置在匀强磁场中，金 属杆ab与导轨接触良好，并由静止释 a 放。已知：金属杆质量为m，长度为L， 磁感应强度为B，导轨上联有电阻R， 导轨其它各处的电阻可忽略，且导轨 足够长、磁场足够大。问：金属杆最 终可达到的速度多大？
× × L× × m × × × × × × × × B × × × × × × × ×
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二、电磁感应问题分析 分析和解：通过分析我们知道，金属丝 PQ 切割磁感 线产生感应电动势，相当于电路中的电源。画出等 效电路。 P a b
R/3
d
E r
Q
2R/3
c
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二、电磁感应问题分析 感应电动势：E=BLυ ，
E 由闭合电路欧姆定律： I rR 1 2

F f I
V
分析：
F BIL
G
I

R
BL
G f F ma
解:对直导线ab下滑过程受力分析如图,
由牛顿第二定律得:
G f F ma
其中安培力大小为:
F BIL
由闭合电路的欧姆定律可得: ab产生的感应电动势为:
)
B.穿过某个面积的磁感线的条数越多，则磁通量 越大
C.穿过某一面积的磁通量等于面积S与该处的磁感 应强度B的乘积 D.若穿插过某一面积的磁通量为0，则该处的磁感 应强度B也一定为0
例2：下列关于电磁感应的说法中正确的是 ( ) A.只要导线做切割磁感线的运动，导线中就产 生感应电流 B.只要闭合金属线圈在磁场中运动，线圈中就 产生感应电流 C.闭合金属线圈放在磁场中，只要磁感应强度 发生变化，线圈中就产生感应电流 D.闭合金属线圈放在磁场中，只要线圈中磁通 量发生变化，线圈就产生感应电流


例8：均匀直导线ab，质量为m，电阻为 R，跨接在“n”形金属架上，组成闭合电
路。框架两竖直平行金属导线相距为L，
位于磁感应强度为B的水平匀强磁场中， 框架电阻不计，释放ab使之由静止滑下,
若框架对导线ab的摩擦力为f，求：ab下
滑的最大速度。

例8：均匀直导线ab,质量为m,电阻为R,跨 接在“n”形金属架上,组成闭合电路.框架 两竖直平行金属导线相距为L,位于磁感应
强度为B的水平匀强磁场中,框架电阻不计,
释放ab使之由静止滑下,若框架对导线ab 的摩擦力为f,求:ab下滑的最大速度.