14电磁感应的案例分析

合集下载

高中物理第1章电磁感应与现代生活1.4电磁感应的案例分析电磁感应涉及电路问题分析思路全国公开课一等奖

L
＝ B2 L2v R总
案例中安培力
- I感 F安＝+BR2 L总2v
v
8/12
电磁感应现象中力与运动
2、常见运动类型
变加速运动（动态）
F安随v 增大
匀速运动（稳态）
F安 mg
F安 mg
9/12
电磁感应现象中能量转化
1、导体切割磁感线时（动生电动势）：
机械能 → 电能 → 内能、其它能
2、磁场强弱发生改变时（感生电动势）：
间电阻和导轨电阻不计。金属棒在垂直于棒和磁场方向恒力F作用下，以10m/s速度从ab运动到a1b1，移动距离是0.5m。（1）求金属棒上产生感应电动势大小和方向。（2）求施加在金属棒上外力大小和方向。（3）分析金属棒运动过程中能量转化情况。
a
a1
F v
b
b1
5/12
电磁感应包括电路问题分析思绪
磁场能 → 电能 → 内能、其它能
3、惯用规律：
（1）机械功率与电功率关系为： Fv E感I感（2）安培力做功：W安＝E电（3）当负载为电动机时功率关系为
P总＝E感 I感 I（2 R r） E反 I PQ P机械
（4）能量转化和守恒定律
10/12
课堂练习
4 、如图所表示，匀强磁场 B ＝ 0.4T ，导体 ab 长 L ＝ 40cm，以v＝5m/s速度匀速向右运动，框架电阻不计，Rab ＝0.5Ω。求：
1、公式： E n Φ t
2、推论：E BLv sin
2/12
课堂练习1. 关于某一闭合电路中感应电动势大
小E，以下说法中正确是（
C）
A.E跟穿过这一闭合电路磁通量大小成正比

培养学生的实验技能设计简单的电磁感应实验及实际应用案例分析

培养学生的实验技能设计简单的电磁感应实验及实际应用案例分析电磁感应是物理学中的重要概念，通过设计简单的电磁感应实验可以帮助学生理解和掌握相关原理，并且能够培养学生的实验技能。

本文将介绍一种适合学生进行的简单电磁感应实验，并分析实际应用案例。

实验设计：实验材料：- 铜线圈- 铁芯- 电池- 开关- LED灯- 磁铁实验步骤：1. 首先将铜线围绕铁芯绕成一个圈，确保线圈的每圈之间都没有间隔。

2. 将铜线上的两端分别连接到电池的正负极。

3. 在电路中添加一个开关，将其与电池并联，使得开关可以控制电流的通断。

4. 将一个LED灯的正极与电池的正极相连，将其负极与电路的中点相连。

5. 将一个磁铁靠近线圈，观察LED灯的亮灭情况。

实验原理：根据法拉第电磁感应定律，当磁通量通过一个闭合线圈时，线圈中会产生感应电动势，从而产生感应电流。

当磁铁靠近线圈时，磁铁的磁场会穿过线圈，导致磁通量发生变化，从而产生感应电动势。

如果电路中有LED灯，当感应电动势产生时，会使得LED灯亮起。

实际应用案例分析：电磁感应的应用十分广泛，以下以一个实际应用案例进行分析。

案例：电磁感应在发电机中的应用发电机是一种将机械能转化为电能的设备，其中电磁感应起到了关键的作用。

发电机的结构基本上与我们设计的简单实验类似，包括铜线圈、铁芯和磁铁。

当发电机的转子旋转时，转子上的磁铁会与定子上的线圈靠近或远离，使得磁通量发生变化。

根据电磁感应定律，线圈中会产生感应电动势，通过导线传输到电路中。

这样，我们就可以得到一个稳定的电流输出。

发电机在现代生活中扮演着重要的角色，广泛应用于发电厂、风力发电、太阳能发电等领域。

通过设计简单的电磁感应实验，可以帮助学生更好地理解发电机的工作原理，并培养他们的实验技能。

总结：通过设计简单的电磁感应实验及分析实际应用案例，可以帮助学生理解电磁感应的原理，并培养其实验技能。

电磁感应不仅仅存在于实验室中，还广泛应用于各个领域，这些实际应用案例有助于学生将所学知识与实际联系起来，提高他们的学习兴趣和应用能力。

初三物理案例分析电磁感应实验

初三物理案例分析电磁感应实验引言：电磁感应是物理学中非常重要的一个概念，它指的是在磁场的作用下，导体中会产生感应电动势，从而产生电流。

这一现象广泛应用于电磁感应电机、发电机等技术领域，为我们的日常生活提供了很多便利。

本文将以一个电磁感应实验案例展开，以帮助读者更好理解电磁感应这一概念及其应用。

实验名称：电磁感应实验实验目的：通过电磁感应实验，观察和研究磁场对导体产生感应电动势的影响，以及导体中电流大小与磁场强度、导体材质和线圈匝数之间的关系。

实验材料：1. 铜线圈2. 磁铁3. 万用表4. 直流电源实验步骤：1. 将铜线圈绕在一个非磁性物体上，确保线圈的匝数不变。

2. 在直流电源的两端接上线圈，注意正负极的连接。

3. 将线圈的一端靠近磁铁，并保持一定的距离。

4. 打开电源，使电流流过线圈。

5. 使用万用表来测量电流大小。

案例分析：在该实验中，研究者通过改变磁场对线圈的位置和电流的流动方向来观察电磁感应现象。

实验结果表明，在磁铁靠近线圈时，磁铁会产生一个磁场，导致线圈中的电荷运动，从而产生感应电动势。

这一感应电动势会导致电流的流动，并最终在万用表上显示出一个特定的数值。

进一步分析发现，磁场强度对感应电动势和电流的大小具有重要影响。

当磁场的强度增大时，由于磁通量密度的增加，感应电动势也会增大，导致电流增强。

反之，当磁场强度减小时，感应电动势和电流也随之减小。

此外，导体材质也会对电磁感应实验产生影响。

不同材质的导体由于其电阻系数不同，导致感应电流的大小也不同。

一般来说，电阻小的导体会产生较大的感应电流，而电阻大的导体则感应电流较小。

线圈的匝数也是影响感应电动势和电流大小的重要因素。

当线圈的匝数增加时，单位长度上感应电动势也会随之增加，导致电流的增大。

因此，在实际应用中，我们可以通过改变线圈的匝数来调整电流大小，以满足不同的需求。

实验应用：电磁感应实验的应用非常广泛。

其中，电磁感应电机和电动发电机就是最典型的例子。

电磁感应的案例分析ppt课件演示文稿

例1
【精讲精析】
设电源内阻为 r′，当开关 S 断开
E 40 V 时，I1＝，即 1.6 A＝，得 r′＝ 1 R＋ r′ 24 Ω＋ r′ Ω.当开关 S 闭合时， I2＝ 4 A，则 U 内＝ I2· r′＝ 4 V， U 外＝ E－ U 内＝40 V－ 4.0 V＝ 36 V，即电动机两端 U外 2 36 的电压为 36 V．P 热＝ I r＝ I2－ r＝ 4.0－24 R
核心要点突破
一、反电动势的理解 1．反电动势的产生原理如图1－4－1所示，当电动机通过如图所示电流时，线圈受安培力方向可由左手定则判定，转动方向如图所示，此时AB、CD两边切割磁感线，必有感应电动势产生，感应电流方向可由右手定则来判定，与原电流方向相反，故这个电动势叫做反电动势，它会阻碍线圈的转动．如果线圈维持原来的转动，电源就要向电动机提供电能，此时电能转化为其他形式的能．
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1.一台小型直流风扇的额定电压为22 V，正常工作时的电流为0.8 A，若电动机的线圈电阻为2.5 Ω ，则这台电动机的反电动势为 ________ ，电动机的输出功率为________．解析：由U＝IR＋E知 E＝U－IR＝(22－0.8×2.5) V＝20 V P出＝EI＝20×0.8 W＝16 W. 答案：20 V 16 W
答案：(1)1.6 A
(2)1.28 W
1.28 W
课堂互动讲练
反电动势的理解如图 1 － 4 － 3 所示， M 为一线圈电阻 r ＝ 0.4 Ω的电动机，R＝24 Ω，电源电动势E＝40 V．当开关S断开时，电流表的示数I1＝1.6 A；当开关S闭合时，电流表的示数I2＝4.0 A，求开关 S 闭合时电动机发热消耗的功率和电动机线圈的反电动势E反．

1.4电磁感应的案例分析

11
l=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。轨始终良好接触，已知两棒的质量均为0.02kg，电阻均为R=0.1Ω ，
整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为
B=0.2T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运
动，而棒cd恰好能保持静止。取g=10m/s2，问：（1）通过cd棒的电流I是多少？方向如何？（2）棒ab受到的力F多大？（3）棒cd每产生0.1J的热量，力F做的功W是多少？
匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现
将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由
静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与导轨
接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加
速度为g。求： (1)磁感应强度的大小； (2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。
9
3.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ之间的间距为完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导
1.4 电磁感应的案例分析
ɑ
1
直流电动机的工作原理
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
闭合电键观看
2
直流电动机的工作过程：
3
学过电磁感应现象以后，我们可以从另一个角度审视这个问题。
电动机转动时，线圈内是否也会产生感应电动势？
4
案例1
启动家用空调时，室内的电灯往往会暗一下；正在转动的电风扇叶片，一旦被卡住，电风扇电动机的温度
会立刻上升，时间一久，便会发出一种焦糊味，十分危险。产生这些现象的原因是什么呢?
10
4.如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=1m的金属 “U”形轨导，在“U”形导轨右侧l=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在 t=0时刻，质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ =0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为 λ=0.1Ω/m ，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取g=10m/s2）。（1）通过计算分析4s内导体棒的运动情况；（2）计算4s内回路中电流的大小，并判断电流的方向；（3）计算4s内回路产生的焦耳热。

初中物理电磁感应的因素与应用案例详述

初中物理电磁感应的因素与应用案例详述电磁感应是指导体内的电子在磁场变化时所产生的感应电动势。

它是电磁现象中非常重要的一个方面，也是现代电磁技术的基础之一。

本文将详述影响电磁感应的因素，并给出一些实际应用案例。

一、影响因素1. 磁场的变化率：根据法拉第电磁感应定律，磁通量的变化率与感应电动势成正比。

当磁场的变化率越大，感应电动势就越大。

这表明，磁场变化得越快，电磁感应效应越显著。

2. 磁场的强度：磁场的强度越大，感应电动势也就越大。

这是因为感应电动势与磁场强度成正比。

3. 线圈的匝数：匝数表示导体环绕磁通线的圈数。

增加线圈的匝数可以增加感应电动势。

这是因为匝数的增加会使磁场的影响更加集中，从而增强电磁感应效应。

4. 导体的长度：导体的长度对电磁感应的大小有一定影响。

当长度增加时，感应电动势也会相应增加。

这是因为长度的增加会使导体所受到的磁场作用时间较长，从而增强了电磁感应效应。

5. 导体的材质：不同材质的导体对电磁感应的响应程度不同。

一般来说，良导体对电磁感应的响应更强，而绝缘体的响应较弱。

二、应用案例1. 发电机：发电机是利用电磁感应原理进行能量转换的装置。

它通过旋转磁场和线圈，改变磁通量，从而在线圈中产生感应电动势。

这个原理广泛应用于发电厂和交流发电器中。

2. 变压器：变压器是利用电磁感应原理改变交流电压的装置。

它由两个线圈和一个铁芯组成。

交流电通过一个线圈，产生变化的磁场，导致另一个线圈中产生感应电动势。

这样，可以实现电压的升降。

3. 感应炉：感应炉利用电磁感应原理加热导体。

它通过将金属材料放置在变化的磁场中，感应电动势会在导体中产生涡流，从而使导体发热。

这个原理在炼钢、熔炼和加热处理等工业领域得到广泛应用。

4. 电磁制动器：电磁制动器利用电磁感应原理来实现制动功能。

它通过改变磁场的大小和方向，产生感应电动势，从而使制动器产生阻力，实现制动效果。

这个原理在电动自行车和汽车等交通工具中常见。

5. 感应计算器：一些现代计算器使用电磁感应原理来实现能量供应。

高中物理-电磁感应的案例分析

案例2：如图所示，MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨(无限长)，间距L为0.4m,电阻不计，导轨所在平面与磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻 R1. 质量为0.006kg、电阻为1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。当杆ab以速率v匀速下滑时，整个电路消耗的功率P为0.27w（g取10）
案例1：设电流表相当于一个电阻值为1Ω的电阻，磁场的磁感应强度B为0.1T，导体间的距离L为1m,金属棒电阻为1Ω，导轨电阻不计。金属棒在垂直磁场放置，以10m/s的速度水平向右运动 1）此时金属棒上产生的感应电动势大小,感应电流的方向 2) 此时金属棒ab两端的电势差 3）金属棒将做什么运动？ 4）分析在金属棒运动过程中能量的转换情况 5）求金属棒运动过程中克服安培力做了多少功？
R1
M
P
×
×
×
×
×
试求：
a
×
×
×
×
b
×
（3）分析匀速直线运动时能量转化
v
的情况
×
×
×
×
×
B
当杆做匀速直线运动时，其不断减
× × × × × 少的重力势能全部转化为电能，再转
× × RP × × × 化为金属杆和上述电阻的内能
N
Q
l
案例2：如图所示，MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨(无限长)，间距L为0.4m,电阻不计，导轨所在平面与磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻 R1. 质量为0.006kg、电阻为1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。当杆ab以速率v匀速下滑时，整个电路消耗的功率P为0.27w（g取10）

电磁感应在生活中的应用实例及其原理分析

电磁感应在生活中的应用实例及其原理分析在我们的日常生活中，电磁感应现象无处不在，它为我们的生活带来了诸多便利和创新。

电磁感应是指因磁通量变化产生感应电动势的现象，这一原理被广泛应用于各种电器设备和技术中。

接下来，让我们一起探索电磁感应在生活中的几个典型应用实例，并深入了解其背后的原理。

首先，我们来看看发电机。

发电机是将机械能转化为电能的重要设备，其工作原理就是基于电磁感应。

在一个简单的交流发电机中，有一个旋转的磁场和一个固定的线圈。

当磁场旋转时，通过线圈的磁通量不断变化，根据电磁感应定律，在线圈中就会产生感应电动势。

如果将这个线圈与外部电路连接，就会形成电流。

无论是大型的水力发电站、火力发电站，还是小型的汽车发电机，其基本原理都是相同的。

以水力发电站为例，水的势能转化为水轮机的机械能，水轮机带动发电机的转子旋转，从而产生电能。

在这个过程中，电磁感应起到了关键的作用，它使得机械能能够高效地转化为电能，并通过电网输送到千家万户，为我们的生活提供了源源不断的电力支持。

接下来，说一说变压器。

变压器是一种用于改变交流电压的设备，它在电力输送和电子电路中都有着广泛的应用。

变压器由两个或多个绕在同一铁芯上的线圈组成。

当输入交流电压施加在一个线圈（称为初级线圈）上时，由于电磁感应，在另一个线圈（称为次级线圈）中会产生感应电动势。

根据线圈的匝数比，次级线圈上的电压可以高于或低于初级线圈上的电压。

在电力输送中，发电厂发出的电压通常较低，为了减少输电过程中的能量损耗，需要通过变压器将电压升高，然后再通过输电线路输送到远方。

在用户端，又需要通过变压器将电压降低，以供家庭和工业使用。

变压器的应用使得电力能够以高效、安全的方式进行传输和分配。

电磁炉也是电磁感应在生活中的一个常见应用。

电磁炉的工作原理是利用电磁感应在锅底产生涡流，从而使锅底发热来加热食物。

电磁炉内部有一个线圈，当交流电流通过线圈时，会产生一个变化的磁场。

这个变化的磁场能够穿透锅底，在锅底内部产生感应电流，也就是涡流。

1.4 电磁感应的案例分析

解析 :导体棒切割磁感线的速度大小为(v1-v2),则
�� (��1 - ��2 ) E=B(v1-v2)L,I= ,F=BIL= ,当 ��
2 2
�� ( ��1 -��2 ) F=f 时速度恒定,即 f=F= , ��
-9-
1.4 电磁感应的案例分析
探究一探究二探究三
首页
X 新知导学 Z重难探究
INZHIDAOXUE
HONGNANTANJIU
D当堂检测
ANGTANGJIANCE
解析 :(1)初始时刻棒中的感应电动势 E=BLv0① �� 棒中的感应电流 I= ② 作用于棒上的安培力 F=BIL③
�� 0 联立 ①②③,得 F= , ��
-2-
1.4 电磁感应的案例分析
一二
首页
X 新知导学 Z重难探究
INZHIDAOXUE
HONGNANTANJIU
D当堂检测
ANGTANGJIANCE
一、反电动势
电动机转动时,线圈因切割磁感线,所以会产生感应电动势。线圈中产生的感应电动势跟加在线圈上的电压方向相反。把这个跟外加电压方向相反的感应电动势叫做反电动势。
Q=
��
��-
��0 2 2
。
-12-
1.4 电磁感应的案例分析
探究一探究二探究三
首页
X 新知导学 Z重难探究
INZHIDAOXUE
HONGNANTANJIU

高中物理学习中的电磁感应与电磁感应定律的实例分析

高中物理学习中的电磁感应与电磁感应定律的实例分析在高中物理学习过程中，电磁感应是一个重要的概念，它给我们提供了很多有趣和实用的实例。

在本文中，我们将通过一些真实的例子来分析电磁感应及其相关法则，以帮助读者更好地理解和应用这些知识。

1. 发电机的原理和应用发电机是利用电磁感应原理将机械能转化为电能的设备。

它由转子和定子组成，其中转子通过旋转产生磁场，而定子则包含导线线圈，当转子的磁场穿过定子线圈时，通过电磁感应就能产生电流。

这种电流可以被用来驱动各种电器设备。

例如，我们家中使用的交流电就是通过发电机产生的。

在电站中，水力、风力或燃烧燃料等方式都可以带动发电机的转子旋转，从而产生电能，供应给数千甚至数百万家庭使用。

这个过程中，电磁感应定律的应用非常重要。

2. 变压器的工作原理与应用变压器是一种利用电磁感应原理调整电压的设备。

它由两个线圈，即主线圈和副线圈组成，它们通过一个共同的铁芯连接。

当主线圈通电时，它会产生磁场，这个磁场将穿过副线圈，并诱导产生电流，从而改变电压。

变压器的应用非常广泛，例如，在电网中，变压器被用于增加或降低电压以适应不同的用电需求。

此外，在手机充电器和电子设备中，我们也可以看到小型变压器的身影。

电磁感应定律的应用使得能量的传输和转换非常便利和高效。

3. 感应炉的原理和应用感应炉是一种通过电磁感应加热物体的设备。

它由一个高频交流电源和一个线圈组成。

当交流电通过线圈时，会在其周围产生强磁场，这个磁场会穿过放置在线圈内的导体物体（例如金属），导致物体发生电流，因而产生热量。

感应炉在工业生产中具有广泛的应用，特别是在熔炼、热处理和金属加工等领域。

与传统的火焰加热相比，感应炉具有快速加热速度、高效能转化和节约能源等优势。

电磁感应定律的实际应用使得感应炉成为一种重要的加热设备。

4. 电磁感应在传感器中的应用电磁感应在传感器中的应用也非常广泛。

传感器是一种能够将物理量转换为电信号的器件，它通过电磁感应原理来实现。

电磁感应的案例分析_课件1

测得力F与时间t关系如图乙所示。求杆的质量m和加速度a。
解：对导体杆由牛顿第二定律得：
F B BL at L ma R
从图像中取两点（0s，1N）和（30s， 4N）代入方程解出：
a 10m/s2，m 0.10kg。
3、如图所示，固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，边长为l，ab边是电阻为R的均匀电阻丝，其余三边电阻可忽略。磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。现有一段与ab边材料、粗细、长度均相同的电阻丝PQ架在导线框上，它以恒定速度v从ad边滑向bc边，当滑过l/3的距离时，通过aP段电阻丝的电流大小是多少？方向如何？
变加速运动（动态）
FБайду номын сангаас随v 增大
匀速运动（稳态）
F安 mg
F安 mg
二、电磁感应现象中的力与运动
3、常用的物理规律
（1）牛顿第二定律（特例：平衡条件F合＝0）
F合＝ma
（2）匀变速运动规律
基本关系： vt v0 at
推论公式： vt2 v02 2aS
S

v0t

1 2
at 2
S
电磁感应的案例分析
一、电磁感应现象中的电路
1、内电路：产生电动势的电源部分
外电路
闭合回路中切割磁感线那部分导体闭合回路中磁通量变化的那部分导体
内电路
2、外电路：消耗电能的负载部分
（1）纯电阻电路：电能→内能
（2）非纯电阻电路：
外电路
电能→内能、机械能、化学能等其它能。
电能→机械能时，会产生E反（ E感）。
对关键时刻列 F合＝ma
分析有哪些能量转化
分析守恒关系

第1章 14 电磁感应的案例分析

1.4电磁感应的案例分析[知识梳理]一、反电动势1．基本概念电动机转动时，线圈因切割磁感线，会产生感应电动势，感应电动势的方向跟加在线圈上的电压方向相反．这个跟外加电压的方向相反的感应电动势叫做反电动势．2．含反电动势电路的电流和功率关系(1)电流：I＝U－E反R.(2)功率关系：IU－IE反＝I2R.二、电磁感应中的能量转化如图1-4-1所示，释放ab杆后，在重力的作用下，ab杆在磁场中下降的过程中，向下切割磁感线产生感应电流，在ab杆中电流的方向a→b，则ab杆受到的安培力方向向上，当安培力等于重力时，杆的下降速度最大，其数值为v m，则图1-4-1(1)最大速度的条件：mg ＝BIL .(2)最大电动势：E m ＝BL v m .(3)最大电流：设总电阻为R ，则I m ＝E m R .(4)下降的最大速度：v m ＝mgR B 2L 2.(5)重力做功的最大功率：P G ＝mg v m ＝m 2g 2R B 2L 2.(6)最大电功率：P 电＝E 2m R ＝m 2g 2R B 2L2. 能量转换：达到最大速度后，重力做功功率与整个回路电功率相等．[基础自测]1．思考判断(1)电动机转动时，线圈中产生的感应电动势方向与外加电压方向相同．【提示】相反．(2)对同一个电动机转得越快，产生的反电动势越大．(√) (3)电动机工作时，有反电动势产生，不遵守能量守恒定律．(×)【提示】仍遵守能量守恒定律．(4)外力克服安培力做功的过程是机械能转化为电能的过程． (√) (5)电磁感应现象中一定有能量的转化，其中克服安培力做的功大于电路中产生的电能． (×)【提示】克服安培力做的功等于电路中产生的电能．(6)楞次定律是电磁感应现象中能量转化守恒定律的反映．(√) 2．关于反电动势，下列说法中正确的是( )【导学号：53932022】A ．只要线圈在磁场中运动就能产生反电动势B ．只要穿过线圈的磁通量变化，就产生反电动势C ．电动机在转动时线圈内产生反电动势D ．反电动势就是发电机产生的电动势C [反电动势是与电源电动势相反的电动势，其作用是削弱电源的电动势，产生反电动势的前提是必须有电源存在，故选C.]3．如图1-4-2所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直方向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于()图1-4-2A．棒的机械能增加量B．棒的动能增加量C．棒的重力势能增加量D．电阻R上放出的热量A[棒加速上升时受到重力、拉力F及安培力．根据功和能的关系可知力F 与安培力做的功的代数和等于棒的机械能的增加量，A选项正确．][合作探究·攻重难]问题往往与力学问题联系在一起，处理此类问题的基本方法是：(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向．(2)求回路中的感应电流的大小和方向．(3)分析导体的受力情况(包括安培力)．(4)列动力学方程或平衡方程求解．2．电磁感应现象中涉及的具有收尾速度的力学问题，关键要抓好受力情况和运动情况的动态分析：加速度等于零时，导体达到稳定运动状态．3．两种状态处理(1)导体处于平衡状态——静止或匀速直线运动状态．处理方法：根据平衡条件——合力等于零列式分析．(2)导体处于非平衡状态——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．如图1-4-3所示，空间存在B＝0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是水平放置的平行长直导轨，其间距L＝0.2 m，电阻R＝0.3 Ω接在导轨一端，ab是跨接在导轨上质量m＝0.1 kg，电阻r＝0.1 Ω的导体棒，已知导体棒和导轨间的动摩擦因数为0.2.从零时刻开始，对ab棒施加一个大小为F＝0.45 N、方向水平向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好(不计导轨电阻，g取10 m/s2)，求：图1-4-3(1)导体棒所能达到的最大速度．(2)试定性画出导体棒运动的速度－时间图像．思路点拨：①棒先做变加速后做匀速运动；②匀速运动时棒的速度达到最大值．【解析】ab棒在拉力F作用下运动，随着ab棒切割磁感线运动的速度增大，棒中的感应电动势增大，棒中感应电流受到的安培力也增大，最终达到匀速运动时棒的速度达到最大值．导体棒ab在克服安培力做功的过程中，消耗了其他形式的能，转化成了电能，最终转化成了焦耳热．(1)导体棒切割磁感线运动，产生的感应电动势：E＝BL v ①I＝ER＋r，②导体棒受到的安培力F安＝BIL，③导体棒运动过程中受到拉力F、安培力F安和摩擦力f的作用，根据牛顿第二定律：F－μmg－F安＝ma ④由①②③④得：F－μmg－B2L2vR＋r＝ma ⑤由上式可以看出，随着速度的增大，安培力增大，加速度a减小，当加速度a减小到0时，速度达到最大．此时有F－μmg－B2L2v mR＋r＝0 ⑥可得：v m＝(F－μmg)(R＋r)B2L2＝10 m/s. ⑦(2)导体棒的速度－时间图像如图所示．【答案】见解析电磁感应中力学问题的解题技巧(1)受力分析时，要把立体图转换为平面图，同时标明电流方向及磁场B的方向，以便准确地画出安培力的方向．(2)要特别注意安培力的大小和方向都有可能变化，不像重力或其他力一样是恒力．(3)根据牛顿第二定律分析a的变化情况，以求出稳定状态的速度．(4)列出稳定状态下的受力平衡方程往往是解题的突破口．[针对训练]1.如图1-4-4所示，竖直平面内有足够长的金属导轨，导轨间距为0.2 m，金属导体ab可在导轨上无摩擦地上下滑动，ab的电阻为0.4 Ω，导轨电阻不计，导体ab的质量为0.2 g，垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.2 T，且磁场区域足够大，当导体ab自由下落0.4 s时，突然接通开关S，(g取10 m/s2)则：图1-4-4(1)试说出S接通后，导体ab的运动情况；(2)导体ab匀速下落的速度是多少？【解析】(1)闭合S之前导体自由下落的末速度为v0＝gt＝4 m/s.S闭合瞬间，导体产生感应电动势，回路中产生感应电流，ab立即受到一个竖直向上的安培力．F安＝BIL＝B2L2v0R＝0.016 N＞mg＝0.002 N.此时刻导体所受到合力的方向竖直向上，与初速度方向相反，加速度的表达式为a＝F安－mgm＝B2L2vmR－g，所以，ab做竖直向下的加速度逐渐减小的减速运动．当速度减小至a＝0时，ab做竖直向下的匀速运动．(2)设匀速竖直向下的速度为v m，此时F安＝mg，即B2L2v mR＝mg，v m＝mgRB2L2＝0.5 m/s.【答案】(1)先做竖直向下的加速度逐渐减小的减速运动，后做匀速运动(2)0.5 m/s电磁感应现象中的“阻碍”是能量守恒的具体体现，在这种“阻碍”的过程中，其他形式的能转化为电能．2．电磁感应现象中的能量转化方式3．求解电磁感应现象中能量问题的一般思路(1)确定回路，分清电源和外电路．(2)分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能量发生了转化．如：①有滑动摩擦力做功，必有内能产生；②有重力做功，重力势能必然发生变化；③克服安培力做功，必然有其他形式的能转化为电能，并且克服安培力做多少功，就产生多少电能；如果安培力做正功，就是电能转化为其他形式的能．(3)列有关能量的关系式．如图1-4-5所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距L＝0.5 m，左端接有阻值R＝0.3 Ω的电阻，一质量m＝0.1 kg、电阻r＝0.1 Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝0.4 T．金属棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a＝2 m/s2的加速度做匀加速运动，当金属棒的位移s＝9 m时撤去外力，金属棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1.导轨足够长且电阻不计，金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：图1-4-5(1)金属棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；(3)外力做的功W F.思路点拨：①由q＝nΔΦR＋r求电荷量；②由动能定理求Q2；③撤去外力前由动能定理求W F.【解析】(1)匀加速运动过程中产生的平均电动势E＝n ΔΦΔt，回路中的电流为I＝E R＋r通过电阻R的电荷量为q＝IΔt由上述公式联立可得：q＝n ΔΦR＋r ＝BLsR＋r＝0.4×0.5×90.3＋0.1C＝4.5 C.(2)撤去外力前金属棒做匀加速运动，根据运动学公式得s＝12at2，v＝at所以v＝6 m/s撤去外力后金属棒在安培力作用下做减速运动，安培力做负功先将金属棒的动能转化为电能，再通过电流做功将电能转化为内能，所以焦耳热等于金属棒的动能减少量，有：Q 2＝ΔE k ＝12m v 2＝12×0.1×62J ＝1.8 J.(3)根据题意，在撤去外力前的焦耳热为Q 1＝2Q 2＝3.6 J ，撤去外力前拉力做正功、安培力做负功(其大小等于焦耳热Q 1)、重力不做功．金属棒的动能增大，根据动能定理有：ΔE k ＝W F －Q 1则W F ＝Q 1＋ΔE k ＝3.6 J ＋1.8 J ＝5.4 J.【答案】 (1)4.5 C (2)1.8 J (3)5.4 J电磁感应中焦耳热的计算技巧(1)电流恒定时，根据焦耳定律求解，即Q ＝I 2Rt .(2)感应电流变化，可用以下方法分析：①利用动能定理，求出克服安培力做的功，产生的焦耳热等于克服安培力做的功，即Q ＝W 安．②利用能量守恒，即感应电流产生的焦耳热等于其他形式能量的减少，即Q ＝ΔE 其他．[针对训练]2. (多选)如图1-4-6所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨倾角为θ，导轨下端接有电阻R ，匀强磁场垂直斜面向上．质量为m 、电阻不计的金属棒ab 在沿斜面与棒垂直的恒力F 作用下沿导轨匀速上滑，上升高度为h ，在这个过程中( )图1-4-6A ．金属棒所受各力的合力所做的功等于零B ．金属棒所受各力的合力所做的功等于mgh 和电阻R 上产生的焦耳热之和C ．恒力F 与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻R 上产生的焦耳热之和D ．恒力F 与重力的合力所做的功等于电阻R 上产生的焦耳热AD [棒匀速上升的过程有三个力做功：恒力F 做正功、重力G 做负功、安培力F 安做负功．根据动能定理：W ＝W F ＋W G ＋W 安＝0，故A 对，B 错；恒力F 与重力G 的合力所做的功等于棒克服安培力做的功．而棒克服安培力做的功等于回路中电能(最终转化为焦耳热)的增加量，克服安培力做功与焦耳热不能重复考虑，故C 错，D 对．][当堂达标·固双基]1．(多选)下列说法正确的是( )【导学号：53932023】A ．转动的电风扇叶片被卡住时，风扇很容易被烧毁B ．电动机转动时线圈上产生的感应电动势叫反电动势C ．反电动势会减小电动机电路中的电流D ．反电动势消耗的电功率等于电动机的热功率ABC [转动的电风扇叶片被卡住时，电风扇中电流很大，A 正确；转动的电动机线圈上产生的感应电动势叫反电动势，B 正确；根据I ＝U －E 反R ，C 正确；根据功率关系，IU －IE 反＝I 2R ，D 错误．]2．如图1-4-7所示，水平放置的平行金属导轨的两端接有电阻R ，导线ab 能在框架上无摩擦地滑动，匀强磁场垂直穿过框架平面，当ab 匀速向右移动时，以下说法中错误的是 ( )图1-4-7A ．导线ab 除受拉力作用外，还受磁场力的作用B ．导线ab 移动速度越大，所需拉力越大C ．导线ab 移动速度一定，若将电阻阻值R 增大，则拉动导线ab 的力可调小一些D ．只要使导线ab 运动达到某一速度后，撤去外力，导线ab 也能在框架上维持匀速运动D [当ab 匀速运动时，外力等于安培力，即F ＝F 安＝BIL ＝B BL v R L ＝B 2L 2v R ，故A 、B 、C 正确；当撤去外力后，导线ab 在安培力作用下做减速运动，直至停止，故D错误．]3．(多选)如图1-4-8所示，位于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨，处在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面，导轨的一端与一电阻相连；具有一定质量的金属杆ab放在导轨上并与导轨垂直．现有一平行于导轨的恒力F 作用于杆ab，使它由静止开始向右运动．杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计，用E表示回路中的感应电动势，I表示回路中的感应电流，在I随时间增大的过程中，电阻消耗的功率等于()图1-4-8A．F的功率B．安培力的功率的绝对值C．F与安培力的合力的功率D．IEBD[ab棒在匀强磁场中运动，切割磁感线，产生感应电动势和感应电流，从而使ab棒在磁场中受到安培力作用，电路中所产生的电能是通过克服安培力做功实现的，电流通过电阻产生热量，电能转化为热能，遵循能量守恒，所以电阻消耗的功率就是ab棒上的电功率，P热＝P电＝IE，也就是安培力的功率，由于安培力做负功，所以应为安培力的功率的绝对值，所以B、D选项正确；F做的功一部分转化为电能，另一部分转化为棒的动能，故A、C选项错误．]。

电磁感应的应用实例

电磁感应的应用实例在我们的日常生活和现代科技中，电磁感应现象发挥着至关重要的作用。

电磁感应是指因磁通量变化产生感应电动势的现象。

这一原理的发现和应用，极大地推动了人类社会的进步和发展。

首先，让我们来看看发电机。

发电机是将机械能转化为电能的装置，其工作原理正是基于电磁感应。

想象一下一个大型的水力发电站，水从高处流下，推动水轮机旋转。

水轮机与发电机的转子相连，带动转子在磁场中旋转。

当转子旋转时，通过线圈的磁通量发生变化，从而在线圈中产生感应电动势，最终输出电能。

这种利用水力资源产生电能的方式为我们的城市和工业提供了源源不断的电力。

除了水力发电，风力发电也是利用电磁感应原理的一个重要应用。

在广袤的草原或者海边，巨大的风力涡轮机随风转动。

风的力量推动叶片旋转，进而带动发电机的转子运动。

同样是通过电磁感应，将风能转化为电能。

随着技术的不断进步，风力发电的效率越来越高，成本逐渐降低，已经成为一种重要的可再生能源。

变压器也是电磁感应的典型应用。

在电力输送过程中，发电厂产生的电能通常需要经过长距离的传输才能到达用户端。

为了减少电能在传输过程中的损耗，需要提高电压。

变压器就能够实现电压的升高和降低。

变压器由两个或多个绕在同一个铁芯上的线圈组成。

当交流电流通过初级线圈时，产生的磁场会在铁芯中传导，使次级线圈中产生感应电动势。

通过改变初级线圈和次级线圈的匝数比，可以实现不同的电压变换。

在交通领域，电磁感应同样有着广泛的应用。

比如磁悬浮列车，它利用电磁感应原理实现列车的悬浮和驱动。

轨道上的线圈通电后产生磁场，与列车上的超导磁体相互作用，使列车悬浮在轨道上方，大大减少了摩擦力。

同时，通过改变轨道线圈中的电流方向和大小，实现对列车的加速、减速和导向。

电磁炉也是我们家庭中常见的电磁感应应用。

电磁炉内部有一个线圈，当通电时会产生交变磁场。

在磁场的作用下，锅底会产生感应电流，也就是涡流。

涡流会使锅底发热，从而实现加热食物的目的。

电磁感应现象的实例

电磁感应现象的实例电磁感应是指当一个导体中的磁场发生变化时，会在该导体中产生感应电流。

这个现象可以用来解释一系列真实生活中的现象，以下将介绍一些电磁感应的实例。

1. 发电机发电机是利用电磁感应的原理来将机械能转化为电能的设备。

发电机的核心部件是旋转的电磁铁和固定的线圈。

电磁铁通过旋转产生磁场的变化，这个变化的磁场会感应出一个电流，进而产生电能。

这种电磁感应现象被广泛应用于发电厂和家用发电设备中。

2. 变压器变压器是利用电磁感应的原理来调整电压的设备。

变压器由两个线圈和一个铁芯组成。

当一个线圈中的电流发生变化时，产生的磁场会感应到另一个线圈中，进而在另一个线圈中产生电压的变化。

通过改变线圈的匝数比例，可以实现电压的升高或降低，这样就能够满足不同电器设备对电压的需求。

3. 磁感应炉磁感应炉是利用电磁感应的原理来加热金属的设备。

磁感应炉内部有一组线圈，通过交流电源产生交变磁场。

当金属材料进入磁感应炉内，磁场的变化会感应出涡流。

涡流产生的阻尼效应会使金属材料产生剧烈的热量，从而实现金属的加热。

4. 感应加热感应加热是利用电磁感应的原理来加热物体的过程。

通过通过高频感应加热设备产生交变磁场，当物体进入磁场中时，会产生感应电流，从而使物体发热。

感应加热广泛应用于金属加热、熔炼、淬火等领域。

5. 感应灯感应灯是利用电磁感应的原理来点亮的设备。

感应灯内部有一组线圈和电路，当感应灯所在的环境中出现动力线圈周围磁场变化时，感应灯会自动点亮。

这种感应灯主要应用于夜间路灯、停车场灯等需要自动感应的场合。

6. 感应式计步器感应式计步器是利用电磁感应的原理来计算步数的装置。

计步器内部包含一个铁芯和线圈，当人的步伐产生震动时，铁芯会产生位移，进而改变线圈的磁通量。

磁通量的变化会感应出电流，计步器通过计算感应出的电流次数来统计步数。

7. 感应起动器感应起动器是利用电磁感应的原理来启动电动机的设备。

感应起动器内部有一组线圈和电路，通过变压器原理，感应起动器可以实现电动机的启动和保护。

高中物理第1章电磁感应与现代生活1.4电磁感应的案例分析课件沪科版选修3_2

阻R，导轨自身的电阻可忽略不计.斜面处在一匀强磁场中，
磁场方向垂直于斜面向上.质量为m、电阻可以忽略不计的
金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速
图7
上滑，且上升的高度为h，在这一过程中
√A.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零
B.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和
BLv R
gsin θ－Bm2LR2v
解析当ab杆速度为v时，感应电动势E＝BLv，此时电路中电流 I＝ER＝BRLv ab 杆受到安培力 F 安＝BIL＝B2RL2v
根据牛顿第二定律，有 ma＝mgsin θ－F 安＝mgsin θ－B2RL2v a＝gsin θ－Bm2LR2v.
解析
答案
(3)求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值.
一、释疑难
对课堂上老师讲到的内容自己想不通卡壳的问题，应该在课堂上标出来，下课时，在老师还未离开教室的时候，要主动请老师讲解清楚。如果老师已经离开教室，也可以向同学请教，及时消除疑难问题。做到当堂知识，当堂解决。
二、补笔记
上课时，如果有些东西没有记下来，不要因为惦记着漏了的笔记而影响记下面的内容，可以在笔记本上留下一定的空间。下课后，再从头到尾阅读一遍自己写的笔记，既可以起到复习的作用，又可以检查笔记中的遗漏和错误。遗漏之处要补全，错别字要纠正，过于潦草的字要写清楚。同时，将自己对讲课内容的理解、自己的收获和感想，用自己的话写在笔记本的空白处。这样，可以使笔记变的更加完整、充实。
三、电磁感应中的能量问题
1.电磁感应现象中的能量转化方式 (1)与感生电动势有关的电磁感应现象中，磁场能转化为电能. (2)与动生电动势有关的电磁感应现象中，通过克服安培力做功，把机械能或其他形式的能转化为电能.克服安培力做多少功，就产生多少电能. 2.求解电磁感应现象中能量守恒问题的一般思路 (1)分析回路，分清电源和外电路. (2)分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能量发生了转化.如： ①有摩擦力做功，必有内能产生； ②有重力做功，重力势能必然发生变化；

初中物理电磁感应实例解析

初中物理电磁感应实例解析电磁感应是物理学中的重要概念之一，通过电磁感应可以产生电流和电压，是许多现代技术和设备的基础。

在初中物理学习中，电磁感应一直都是一个相对复杂和抽象的概念。

为了更好地理解电磁感应的原理和应用，我们需要通过实例来解析和探讨。

一、电磁感应的基本原理在初中物理学中，电磁感应的基本原理可以通过一个经典的实验来展示。

我们可以使用一个线圈和一个磁铁来观察电磁感应的现象。

当我们将磁铁靠近线圈时，线圈内的指示灯会闪烁，说明电流通过线圈，产生了电磁感应。

电磁感应的基本原理可以通过法拉第电磁感应定律来表达，也即法拉第一定律。

法拉第一定律表明，当导体中的磁通量发生变化时，导体两端会产生感应电动势，并且这个感应电动势与磁通量的变化率成正比。

二、电磁感应的应用实例1. 发电机发电机是电磁感应的典型应用之一。

发电机利用了电磁感应的原理，将机械能转换成电能。

在发电机中，通过将导线通过磁场中旋转，可以产生感应电动势，进而产生电流。

这样的实例有助于我们理解电磁感应在能源转换中的应用。

2. 变压器变压器也是电磁感应的重要应用之一。

变压器通过互感原理，将电能从一个线圈传递到另一个线圈，实现电压的升降。

当通过一个线圈的电流发生变化时，会在另一个线圈中感应出电流。

这个实例有助于我们理解电磁感应在电能传输中的应用。

3. 感应炉感应炉是利用电磁感应的原理进行加热的设备。

感应炉通过高频交变磁场感应在导体内部产生电流，这个电流会在导体内部形成涡流，进而将电能转换成热能。

感应炉常被用于金属熔炼、工业加热等领域。

4. 手电筒发光原理手电筒的发光原理也涉及到电磁感应。

手电筒通常使用电池和线圈来产生电流，通过电流通过线圈时，会在线圈中产生磁场，进而激发荧光屏发光。

这个实例可以帮助我们理解电磁感应在光源中的应用。

5. 检测金属的金属探测器金属探测器是一种广泛使用的设备，它也利用了电磁感应的原理。

金属探测器通过发射出的电磁场与金属物品相互作用，引起金属物品中的电流变化，从而检测到金属物品的存在。

《电磁感应的案例分析》学历案

《电磁感应的案例分析》学历案一、电磁感应现象的基本原理在物理学中，电磁感应是指因磁通量变化产生感应电动势的现象。

简单来说，当一个导体在磁场中运动或者磁场发生变化时，导体中就会产生电流。

这个现象是由英国科学家迈克尔·法拉第在 1831 年发现的。

电磁感应的基本规律可以用法拉第电磁感应定律来描述：感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。

数学表达式为：＄E ＝ n\frac{＼Delta\Phi}｛＼Delta t}＄，其中$E$表示感应电动势，＄n$表示线圈匝数，＄＼Delta\Phi$表示磁通量的变化量，＄＼Delta t$表示变化所用的时间。

楞次定律则确定了感应电流的方向。

它指出感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

二、常见的电磁感应案例1、发电机发电机是利用电磁感应原理将机械能转化为电能的装置。

在一个典型的交流发电机中，一个多匝线圈在磁场中旋转。

当线圈旋转时，通过线圈的磁通量不断变化，从而在线圈中产生感应电动势。

通过外接电路，就可以将产生的电流引出，为各种电器设备供电。

例如，大型的水力发电站中，水推动水轮机旋转，水轮机带动发电机的转子转动，从而实现发电。

在风力发电中，风推动叶片旋转，进而带动发电机工作。

2、变压器变压器是用来改变交流电压的设备。

它由两个或多个绕在同一个铁芯上的线圈组成。

当输入线圈中通有交流电流时，会产生变化的磁场，这个变化的磁场通过铁芯传递到输出线圈，从而在输出线圈中产生感应电动势。

变压器可以实现升压或降压的功能。

在电力输送中，发电厂发出的电通常需要通过升压变压器将电压升高，以减少输电过程中的能量损耗，到了用户端再通过降压变压器将电压降低，以供家庭和企业使用。

3、电磁炉电磁炉是一种常见的家用电器，其工作原理也是电磁感应。

电磁炉内部有一个线圈，当通以高频交流电时，会产生一个高频变化的磁场。

这个磁场作用于锅底，在锅底产生感应电流（涡流）。

由于锅底有电阻，电流通过时会产生热量，从而实现加热食物的目的。