电磁感应复习资料
电磁感应复习
于电路中产生的电能
D、R两端电压始终小于cd棒中感应电动势的值
2、如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ 固定在同一水平面上，两导轨间距L＝0.2m，电阻R＝ 0.4Ω，导轨上停放一质量m＝0.1kg、电阻r＝0.1Ω的金 属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感强度B ＝0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一外力 F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压 表的示数U随时间t变化的关系如图b所示。 （1）试分析说明金属杆的运动情况 做a=5m/s2的匀加速直线运动 （2）求第2s末外力F的瞬时功率 P=7W
三根导线，ef较长，分别放在电阻可忽略的光滑平行导
轨上，如图，磁场是均匀的，用外力使导线水平向右
做匀速运动，（每次只有一根导线在导轨上），而且
每次外力做功的功率相同，则下列说法
正确的是 (
)
a
c
e
A ab 运动得最快
B. ef 运动得最快
C. 导线产生的感应电动势相等
D. 每秒钟产生的热量相等
b
d
f
S=vt=4m 拉力做功 WF =FS=0.8J c
F1
d
安培力做功 WF1 =F1 S=0.4J
mg
五、电磁感应现象中涉及的图象
1、线圈在均匀磁场中运动时的I-t、 E—t图象
2、线圈在均匀磁场中运动时的I-x图象
3、线圈在非均匀磁场中运动时的I-t、 E—t图象
注意：
回路中感应电动势E、感应电流I、磁感应强度B 等物理量的方向，在E—t、I—t、B—t等图像中是 通过正负值来反映的，分析回路中的感应电动势或 感应电流的大小及其变化规律，要利用法拉第电磁
有电阻，ＨＱ是一根足够长的电阻均匀的金属棒．若已 知电阻器的阻值为Ｒ， ａａ′=ｄ，滑轨与两平行虚线 的夹角为α，金属棒ＨQ单位长度的电阻为ｋ，磁感应 强度为Ｂ，ＨQ棒以速度ｖ从界面位置起向右匀速移动， 它与滑轨始终保持良好的接触，问到第ｔ秒末时，金属 棒ＨQ与滑轨接触的两点间的电压是多少?这时电阻器 消耗的功率是多少?
电磁感应复习
8、如图所示，匀强磁场中固定的金属框架ABC，导体棒DE 在框架上沿图示方向匀速平移，框架和导体棒材料相同、同 A 样粗细，接触良好．则（ ） A．电路中感应电流保持一定 B．电路中磁通量的变化率一定 C．电路中感应电动势一定 D．棒受到的外力一定 E. 回路的电功率一定 DE棒在任意时刻t在电路中的有效切割长度L=2·vt·tanθ 与t无关
来拒去留 S N S N S N
四、法拉第电磁感应定律
1.法拉第电磁感应定律：电磁感应中感应电动势的大小，即 跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，即： 2、注意：产生感应电动势的那部分导体相当于电源，该电源 的正负极由楞次定律来确定，注意电源内部电流是由负极流 向正极. 3.磁通量变化产生电动势的几种情况
②E=2BRv;
③E=BRv
公式中的L为有效切割长度：即垂直于B、垂直于v且处于磁 场中的直线部分长度
例4、材料、粗细相同，长度不同的电阻丝做成ab、 cd、ef三种形状的导线，分别放在电阻可忽略的光滑 金属导轨上，并与导轨垂直，如图所示，匀强磁场方 向垂直导轨平面向内.外力使导线水平向右做匀速运动， 且每次外力所做功的功率相同，已知三根导线在导轨 间的长度关系是Lab＜Lcd＜Lef,则 ( )BD (A)ab运动速度最大 Rab＜Rcd＜Ref BLv (B)ef运动速度最大 L 0.8 N p=FV F BIL B R (C)因三根导线切割磁感线的有效长度相同，故它们产 生的感应电动势相同 (D)忽略导体内能变化，三根导线每秒产生的热量相同 Q=Pt
D1
D2
(2) 、接通瞬间可把线圈当断路
选修3-2 第九章 电磁感应(高考物理复习)
第九章电磁感应第一单元电磁感应现象楞次定律一、高考考点,电磁感应现象Ⅰ(考纲要求)1.电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量时，电路中有产生的现象．2．产生感应电流的条件表述1闭合电路的一部分导体在磁场内做运动．表述2穿过闭合电路的磁通量．3．产生电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生，如果回路闭合则产生；如果回路不闭合，则只有，而无 .楞次定律Ⅱ(考纲要求)1.楞次定律(1)内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要引起感应电流的的变化.(2)适用条件：所有现象.2.右手定则(如右下图所示)(1)内容：伸开右手，使拇指与垂直，并且都与手掌在同一平面内，让从掌心进入，并使拇指指向导线，这时四指所指的方向就是的方向. (2)适用情况：导体产生感应电流.2.判断感应电流方向的“三步法”：3.右手定则掌心——磁感线垂直穿入，拇指——指向导体运动的方向，四指——指向感应电流的方向.二、基础自测1.下图中能产生感应电流的是().2.如图所示，小圆圈表示处于匀强磁场中的闭合电路一部分导线的横截面，速度v在纸面内．关于感应电流的有无及方向的判断正确的是().A.甲图中有感应电流，方向向里B.乙图中有感应电流，方向向外C.丙图中无感应电流3.(2009·浙江理综)如图在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m，阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则线框中感应电流的方向是()A.a→b→c→d→aB.d→c→b→a→dC.先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD.先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d4.某班同学在探究感应电流产生的条件时，做了如下实验：探究Ⅰ：如图甲，先将水平导轨、导体棒ab放置在磁场中，并与电流表组成一闭合回路．然后进行如下操作：①ab与磁场保持相对静止；②让导轨与ab一起平行于磁感线运动；③让ab做切割磁感线运动.探究Ⅱ：如图乙所示，将螺线管与电流表组成闭合回路．然后进行如下操作：①把条形磁铁放在螺线管内不动；②把条形磁铁插入螺线管；③把条形磁铁拔出螺线管.探究Ⅲ：如图914丙所示，螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路；A放在螺线管B内，B与电流表组成一个闭合回路．然后进行如下操作：①闭合和断开开关瞬间；②闭合开关，A中电流稳定后；③闭合开关，A中电流稳定后，再改变滑动变阻器的阻值.可以观察到：(请在(1)(2)(3)中填写探究中的序号)(1)在探究Ⅰ中，________闭合回路会产生感应电流；(2)在探究Ⅱ中，________闭合回路会产生感应电流；(3)在探究Ⅲ中，________闭合回路会产生感应电流；(4)从以上探究中可以得到的结论是：当________时，闭合回路中就会产生感应电流.5.(2010·上海卷)如图，金属环A用轻线悬挂，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”)趋势.二、高考体验1．(2009·海南高考)一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动．M连接在如图的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关．下列情况中，可观测到N向左运动的是()A．在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间B．在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间C．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时D．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时2．(2009·重庆理综)如图所示为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称．在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY运动(O是线圈中心)，则()．A．从X到O，电流由E经○G流向F，先增大再减小B．从X到O，电流由F经○G流向E，先减小再增大C．从O到Y，电流由F经○G流向E，先减小再增大D．从O到Y，电流由E经○G流向F，先增大再减小3．(2010·海南高考)金属环水平固定放置，现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环()．A．始终相互吸引B．始终相互排斥C．先相互吸引，后相互排斥D．先相互排斥，后相互吸引4．(2010·课标全国理综，21)如图所示，两个端面半径同为R 的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场．一铜质细直棒ab 水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直．让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为0.2R 时铜棒中电动势大小为E 1，下落距离为0.8R 时电动势大小为E 2.忽略涡流损耗和边缘效应．关于E 1、E 2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是( )．A ．E 1>E 2，a 端为正B ．E 1>E 2，b 端为正C ．E 1<E 2，a 端为正D ．E 1<E 2，b 端为正5．(2011·上海单科，13)如图所示，均匀带正电的绝缘圆环a 与金属圆环b 同心共面放置，当a 绕O 点在其所在平面内旋转时，b 中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a ( )．A ．顺时针加速旋转B ．顺时针减速旋转C ．逆时针加速旋转D ．逆时针减速旋转6．(2011·上海单科，20)如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布，一铜制圆环用丝线悬挂于O 点，将圆环拉至位置a 后无初速释放，在圆环从a 摆向b 的过程中( )．A ．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B ．感应电流方向一直是逆时针C ．安培力方向始终与速度方向相反D ．安培力方向始终沿水平方向第二单元 法拉第电磁感应定律 自感 涡流一、高考考点法拉第电磁感应定律 Ⅱ(考纲要求)1.感应电动势(1)概念：在 中产生的电动势；(2)产生条件：穿过回路的 发生改变，与电路是否闭合 .(3)方向判断：感应电动势的方向用 或 判断.2．法拉第电磁感应定律(1)内容：感应电动势的大小跟穿过这一电路的 成正比.(2)公式：E ＝n ΔΦΔt ，其中n 为线圈匝数. (3)感应电流与感应电动势的关系：遵守 定律，即I ＝ ．3.导体切割磁感线时的感应电动势(1)导体垂直切割磁感线时．感应电动势可用E ＝ 求出，式中l 为导体切割磁感线的有效长度.(2)导体棒在磁场中转动时．导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势 E ＝ ＝ (平均速度等于中点位置线速度12l ω).自感、涡流 Ⅰ (考纲要求)1.自感现象(1)概念：由于导体本身的 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 .(2)表达式：E ＝ ．(3)自感系数L①相关因素：与线圈的 、形状、 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 ，这种电流像水的漩涡所以叫涡流. 电磁感应的重要应用(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 ，安培力的方向总是 导体的相对运动(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生 使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来.交流感应电动机就是利用 的原理工作的.(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了 的推广应用1.对公式E ＝n ΔΦΔt的理解：2.公式E ＝BL v 与公式E ＝nΔΦΔt 的比较二、基础自测1.(2012·安徽六校联考)图中a ～d 所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化的图象，关于回路中产生的感应电动势下列论述正确的是( ).A.图a 中回路产生的感应电动势恒定不变B.图b 中回路产生的感应电动势一直在变大C.图c 中回路在0～t 1时间内产生的感应电动势小于在t 1～t 2时间内产生的感应电动势D.图d 中回路产生的感应电动势先变小再变大2.如图所示，半径为r 的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B 中，绕O 轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R 的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)A.由c 到d ，I ＝Br 2ωR B ．由d 到c ，I ＝Br 2ωRC.由c 到d ，I ＝Br 2ω2R D ．由d 到c ，I ＝Br 2ω2R3.在匀强磁场中，有一个接有电容器的单匝导线回路，如图所示，已知C ＝30 μF ，L 1＝5 cm ，L 2＝8 cm ，磁场以5×10－2 T/s 的速率增加，则( ).A.电容器上极板带正电，带电荷量为6×10－5 CB.电容器上极板带负电，带电荷量为6×10－5 CC.电容器上极板带正电，带电荷量为6×10－9 CD.电容器上极板带负电，带电荷量为6×10－9 C4.如图所示为一光滑轨道，其中MN 部分为一段对称的圆弧，两侧的直导轨与圆弧相切，在MN 部分有如图所示的匀强磁场，有一较小的金属环如图放置在P 点，金属环由静止自由释放，经很多次来回运动后，下列判断正确的有( ).A.金属环仍能上升到与P 等高处B.金属环最终将静止在最低点C.金属环上升的最大高度与MN 等高D.金属环上升的最大高度一直在变小5.闭合回路由电阻R 与导线组成，其内部磁场大小按Bt 图变化，方向如图所示，则回路中( ).A.电流方向为顺时针方向B.电流强度越来越大C.磁通量的变化率恒定不变D.产生的感应电动势越来越大二、高考体验（一）公式E ＝Bl v 的应用(高频考查)1．(2010·全国Ⅰ，17)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10－5 T ．一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m ，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是( )．A ．电压表记录的电压为5 mVB ．电压表记录的电压为9 mVC ．河南岸的电势较高D ．河北岸的电势较高2．(2011·山东理综，21)如图所空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B ，方向相反且垂直纸面，MN 、PQ 为其边界，OO ′为其对称轴．一导线折成边长为l 的正方形闭合回路abcd ，回路在纸面内以恒定速度v 0向右运动，当运动到关于OO ′对称的位置是( )．A ．穿过回路的磁通量为零B ．回路中感应电动势大小为2Bl v 0C ．回路中感应电流的方向为顺时针方向D ．回路中ab 边与cd 边所受安培力方向相同3．(2010·全国卷Ⅱ，18)如图空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d 水平．在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平．线圈从水平面a 开始下落．已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a 、b 之间的距离．若线圈下边刚通过水平面b 、c (位于磁场中)和d 时，线圈所受到的磁场力的大小分别为F b 、F c 和F d ，则( )．A ．F d >F c >F bB ．F c <F d <F bC ．F c >F b >F dD ．F c <F b <F d（二）法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt的应用(高频考查) 4．(2010·浙江理综，19)半径为r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d ，如图9216甲所示．有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示．在t ＝0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q 的静止微粒．则以下说法正确的是( )．A ．第2秒内上极板为正极B ．第3秒内上极板为负极C ．第2秒末微粒回到了原来位置D ．第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2πr 2d5．(2011·广东卷，15)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( )．A ．感应电动势的大小与线圈的匝数无关B ．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C ．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D ．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同6．(2011·福建卷，17)如图所示，足够长的U 型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°)，其中MN 与PQ 平行且间距为L ，导轨平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab 由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab 棒接入电路的电阻为R ，当流过ab 棒某一横截面的电量为q 时，棒的速度大小为v ，则金属棒ab 在这一过程中( )．A ．运动的平均速度大小为12vB ．下滑的位移大小为qR BLC ．产生的焦耳热为qBL vD ．受到的最大安培力大小为B 2L 2v Rsin θ 第3讲 专题 电磁感应的综合应用一、高考考点考点一 电磁感应中的力学问题1．题型特点：电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，因此，电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起，解决这类问题，不仅要应用电磁学中的有关规律，如楞次定律、法拉第电磁感应定律、左手定则、右手定则、安培力的计算公式等，还要应用力学中的有关规律，如牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律等．要将电磁学和力学的知识综合起来应用．2．解题方法(1)选择研究对象，即哪一根导体棒或几根导体棒组成的系统；(2)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；(3)求回路中的电流大小；(4)分析其受力情况；(5)分析研究对象所受各力的做功情况和合外力做功情况，选定所要应用的物理规律；(6)运用物理规律列方程求解．电磁感应力学问题中，要抓好受力情况、运动情况的动态分析：导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化，周而复始地循环，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定状态．附：安培力的方向判断 3．电磁感应问题中两大研究对象及其相互制约关系【典例1】一个质量m＝0.1 kg的正方形金属框总电阻R＝0.5 Ω，金属框放在表面绝缘的斜面AA′B′B的顶端(金属框上边与AA′重合)，自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d 的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与BB′重合)，设金属框在下滑过程中的速度为v，与此对应的位移为x，那么v2x图象如图所示，已知匀强磁场方向垂直斜面向上，金属框与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8；cos 53°＝0.6.(1)根据v2x图象所提供的信息，计算出金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间T；(2)求出斜面AA′B′B的倾斜角θ；(3)求匀强磁场的磁感应强度B的大小；【变式1】如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L＝1 m，上端接有电阻R＝3 Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场．现将质量m＝0.1 kg、电阻r＝1 Ω的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v-t图象如图乙所示(取g＝10 m/s2)．求：(1)磁感应强度B的大小．(2)杆在磁场中下落0.1 s的过程中电阻R产生的热量．1．题型特点：磁通量发生变化的闭合电路或切割磁感线导体将产生感应电动势，回路中便有感应电流．从而涉及电路的分析及电流、电压、电功等电学物理量的计算．2．解题方法(1)确定电源．切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，利用E ＝Blv sin θ或E ＝n ΔΦΔt求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向．如果在一个电路中切割磁感线的有几个部分但又相互联系，可等效成电源的串、并联．(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．【典例2】 如图所示，匀强磁场B ＝0.1 T ，金属棒AB 长0.4 m ，与框架宽度相同，电阻为13Ω，框架电阻不计，电阻R 1＝2 Ω，R 2＝1 Ω，当金属棒以5 m/s 的速度匀速向左运动时，求：(1)流过金属棒的感应电流多大？(2)若图中电容器C 为0.3 μF ，则充电荷量是多少？【变式2】 如图所示，PN 与QM 两平行金属导轨相距1 m ，电阻不计，两端分别接有电阻R 1和R 2，且R 1＝6 Ω，ab 导体的电阻为2 Ω，在导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1 T ．现ab 以恒定速度v ＝3 m/s 匀速向右移动，这时ab 杆上消耗的电功率与R 1、R 2消耗的电功率之和相等，求：(1)R2的阻值．(2)R 1与R 2消耗的电功率分别为多少？(3)拉ab 杆的水平向右的外力F 为多大？解析 (1)内外功率相等，则内外电阻相等，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．电磁感应的图象：主要包括B-t图象、Φ-t图象、E-t图象和I-t图象，还可能涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象，即E-x图象和I-x图象．【典例3】如图所示，边长为L、总电阻为R的正方形线框abcd放置在光滑水平桌面上，其bc边紧靠磁感应强度为B、宽度为2L、方向竖直向下的有界匀强磁场的边缘．现使线框以初速度v0匀加速通过磁场，下列图线中能定性反映线框从进入到完全离开磁场的过程中，线框中的感应电流的变化的是()．——电磁感应图象问题的解决方法(1)明确图象的种类，即是Bt图象还是Φt图象，或者Et图象、It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)判断图象(或画图象或应用图象解决问题)．【变式3】(2012·江西十校二模)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，磁感应强度B随时间变化的图象如图所示，t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里．若规定导线框中感应电流逆时针方向为正，则在0～4 s时间内，线框中的感应电流I以及线框的ab边所受安培力F随时间变化的图象为下图中的(安培力取向上为正方向)()．考点四电磁感应中的能量问题1．题型特点：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的几种方法【典例4】如图所示，水平虚线L1、L2之间是匀强磁场，磁场方向水平向里，磁场高度为h.竖直平面内有一等腰梯形线框，底边水平，其上下边长之比为5∶1，高为2h.现使线框AB边在磁场边界L1的上方h高处由静止自由下落，当AB边刚进入磁场时加速度恰好为0，在AB边刚出磁场的一段时间内，线框做匀速运动．求：(1)DC边刚进入磁场时，线框加速度的大小；(2)从线框开始下落到DC边刚进入磁场的过程中，线框的机械能损失和重力做功之比——解决这类问题的基本方法：(1)用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，求出回路中电阻消耗的电功率表达式．(3)分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程．【变式4】如图所示，在倾角为θ＝37°的斜面内，放置MN和PQ两根不等间距的光滑金属导轨，该装置放置在垂直斜面向下的匀强磁场中．导轨M、P端间接入阻值R1＝30 Ω的电阻和理想电流表，N、Q端间接阻值为R2＝6 Ω的电阻．质量为m＝0.6 kg、长为L＝1.5 m的金属棒放在导轨上以v0＝5 m/s的初速度从ab处向右上滑到a′b′处的时间为t＝0.5 s，滑过的距离l＝0.5 m．ab处导轨间距L ab＝0.8 m，a′b′处导轨间距L a′b′＝1 m．若金属棒滑动时电流表的读数始终保持不变，不计金属棒和导轨的电阻．sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，求：(1)此过程中电阻R1上产生的热量；(2)此过程中电流表上的读数；(3)匀强磁场的磁感应强度．二、高考体验一、电磁感应中的图象问题(高频考查)1．(2010·广东理综，16)如图939所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN 处匀速运动到M′N′的过程中，棒上感应电动势E随时间t变化的图象，可能正确的是()．2．(2011·海南卷，6)如图所示，EOF和E′O′F′为空间一匀强磁场的边界，其中EO∥E′O′，FO∥F′O′，且EO⊥OF；OO′为∠EOF的角平分线，OO′间的距离为l；磁场方向垂直于纸面向里．一边长为l的正方形导线框沿O′O方向匀速通过磁场，t＝0时刻恰好位于图示位置．规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是()．3．(2011·山东卷，22)如图所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计．两质量、长度均相同的导体棒c、d，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处．磁场宽为3h，方向与导轨平面垂直．先由静止释放c，c刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d，两导体棒与导轨始终保持良好接触．用a c表示c的加速度，E kd表示d的动能，x c、x d分别表示c、d相对释放点的位移，图中正确的是()．二、电磁感应中的力、电综合问题(高频考点)4. (2011·天津卷，11)如图9312所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为L＝0.5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角．完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m＝0.02 kg，电阻均为R＝0.1 Ω，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B＝0.2 T，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 恰好能够保持静止．取g＝10 m/s2，问：(1)通过棒cd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Q＝0.1 J的热量，力F做的功W是多少？5．(2011·浙江卷，23)如图甲所示，在水平面上固定有长为L＝2 m、宽为d＝1 m的金属“U”型导轨，在“U”型导轨右侧l＝0.5 m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＝0.1 kg的导体棒以v0＝1 m/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＝0.1 Ω/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＝10 m/s2)．(1)通过计算分析4 s内导体棒的运动情况；(2)计算4 s内回路中电流的大小，并判断电流方向；(3)计算4 s内回路产生的焦耳热．6.(2011·大纲全国卷，24)如图所示，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中，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．补练第一单元电磁感应现象楞次定律【典例1】如图一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是().A.ab向右运动，同时使θ减小B.使磁感应强度B减小，θ角同时也减小C.ab向左运动，同时增大磁感应强度BD.ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)【变式1】如图所示，光滑导电圆环轨道竖直固定在匀强磁场中，磁场方向与轨道所在平面垂直，导体棒ab的两端可始终不离开轨道无摩擦地滑动，当ab由图示位置释放，直到滑到右侧虚线位置的过程中，关于ab棒中的感应电流情况，正确的是().A.先有从a到b的电流，后有从b到a的电流B.先有从b到a的电流，后有从a到b的电流C.始终有从b到a的电流D.始终没有电流产生【典例2】下图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中表示正确的是().【变式2】北半球地磁场的竖直分量向下．如图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向．下列说法中正确的是().A.若使线圈向东平动，则a点的电势比b点的电势低B.若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低C.若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→aD.若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→d→c→b→a【典例3】如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动．则PQ所做的运动可能是().A.向右加速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向左减速运动【变式3】如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引().A.向右做匀速运动B．向左做减速运动C.向右做减速运动D．向右做加速运动【典例】如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，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gD．磁铁的加速度小于g。
电磁感应复习
特别提醒 1.公式 E＝BLvsinθ 是法拉第电磁感应定律的一种特 殊形式，不具有普遍性． 2．应用 E＝BLv 处理转动切割类问题时，速度 v 是 1 2 转动棒中点的速度，此时写为 E＝感应强度大小均为B， 方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁 场宽度均为L.边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边 缘置于桌面上．使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通 过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线 框中感应电流变化规律的是( )
三、理想变压器原、副线圈基本 量的关系如图所示：
功率关系 P1＝P2
U1 n1 ＝ ，与负载、副线圈的个数多少 电压关系 U2 n2 无关 I 1 n2 (1)只有一个副线圈： ＝ 基本 I 2 n1 关系 电流关系 (2)多个副线圈： I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn 或 U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn 频率关系 f1＝f2 因果 (1)U1 决定了 U2 关系 (2)I2 决定了 I1 (n1、 n2 不 (3)P2 决定了 P1 变)
有效值 对于非正弦交变电 流的有效值，以上 关系式不成立，应 根据定义来求
计算交流电通过导 计算通过导 体产生的热量、电 体的电荷量 q 功以及确定熔丝的 熔断电流
特别提醒 1.平移转轴，改变线圈形状，不会改变产生交流电的最大值． 2．交流电的瞬时值有时写成e＝Emcosωt，不是交流电变了， 而是计时位置发生了改变．
ΔΦ 2.公式 E＝n 与 E＝nBLvsinθ 的比较 Δt ΔΦ E＝nBLvsinθ E＝n Δt 研究对 一段直导线(或可等效成直导 一个回路(不一定闭合) 象 线) 适用范 无论什么方式引起 Φ 的变 只适于一段导体切割磁感线 围 化都可以 磁场情 可以是匀强磁场，也可以 只能是匀强磁场 况 是变化磁场 物理意 义 各字母 含义 ① Δt 为一段时间，则 E 为 ①v 是平均速度，则 E 为平均 平均值②Δt→0 时， E 值②v 是瞬时速度，则 E 为瞬 则 为瞬时值 时值 ΔΦ 是 Φ 的变化率， ΔΦ、 ① L：有效切割长度②v：有效 与 Δt 切割速度③θ 是 B 与 v 的夹角 Φ 无必然联系
电磁感应总复习
电量问题 图象问题
例11：一匝数为 ： 匝数为100匝，边长为 匝 边长为20cm的 的 正方形线圈，将它置于磁感应强度B＝ 正方形线圈，将它置于磁感应强度 ＝ 0.05T的匀强磁场中，绕着垂直于磁场 的匀强磁场中， 的匀强磁场中 方向的轴以ω＝ 的角速度转动， 方向的轴以 ＝100πrad/s的角速度转动， 的角速度转动 当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计 线圈和外电路的总电阻R＝ 时．线圈和外电路的总电阻 ＝10Ω.试 试 画出感应电流随时间变化的关系图象。 画出感应电流随时间变化的关系图象。 图象问题
力学问题
例9：如图，框与水平面成 °，宽L=0.4 m，两 ：如图，框与水平面成37° ， 端各有一个电阻R0＝1 Ω，其他部分电阻不计，框 端各有一个电阻 ，其他部分电阻不计， 架足够长.垂直框架向上的匀强磁场B＝ 垂直框架向上的匀强磁场 架足够长 垂直框架向上的匀强磁场 ＝2T.ab长度 长度 为L＝0.4 m，质量 ＝0.8 kg，电阻 ＝0.5Ω，棒与 ＝ ，质量m＝ ，电阻r＝ ， 框架μ＝ 由静止开始下滑， 框架 ＝0.5.由静止开始下滑，直到速度达到最大 由静止开始下滑 的过程中，上端电阻R 产生的热量Q 的过程中，上端电阻 0产生的热量 0＝0.375J (1)杆ab的最大速度； 杆 的最大速度； 的最大速度 (2)从开始到速度最大的过程中 杆沿斜面下滑的 从开始到速度最大的过程中ab杆沿斜面下滑的 从开始到速度最大的过程中 距离. 距离
电路问题
例8：如图所示 竖直放置的光滑平行金属导轨 ：如图所示, 竖直放置的光滑平行金属导轨, 相距l 导轨一端接有一个电容器, 电容量为C, 相距 , 导轨一端接有一个电容器 电容量为 匀 强磁场垂直纸面向里, 磁感应强度为B, 质量为m 强磁场垂直纸面向里 磁感应强度为 质量为 的金属棒ab可紧贴导轨自由滑动 现让ab由静止 可紧贴导轨自由滑动. 的金属棒 可紧贴导轨自由滑动 现让 由静止 下滑, 不考虑空气阻力, 下滑 不考虑空气阻力 也不考虑任何部分的电 阻和自感作用. 问金属棒的做什么运动？ 阻和自感作用 问金属棒的做什么运动？
期末复习之电磁感应
期末复习之电磁感应1．电磁学的基本现象和规律在生产生活中有着广泛的应用。
下列哪些电器件在工作时，主要应用了电磁感应现象的是 （ ）A ．质谱仪B ．日光灯C ．动圈式话筒D ．磁带录音机20．如图所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西稳定、强大的直流是流。
现用一闭合的检测线圈（线圈中串有灵敏的检流计，图中未画出）检测此通电直导线的位置，若不考虑地磁场的影响，在检测线圈位于水平面内，从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的止方并移至距导线很远处的过程中，俯视检测线圈，其中的感应电流的方向是 （ ）A ．先顺时针后逆时针B ．先逆时针后顺时针C ．先逆时针后顺时针，然后再逆时针D ．先顺时针后逆时针，然后再顺时针3．如图，线圈M 和线圈N 绕在同一铁芯上。
M 与电源、开关、滑动变阻器相连，P 为滑动变阻器的滑动端，开关S 处于闭合状态。
N 与电阻R 相连。
下列说法正确的是（ ）A ．当P 向右移动，通过R 的电流为b 到aB ．当P 向右移动，通过R 的电流为a 到bC ．断开S 的瞬间，通过R 的电流为b 到aD ．断开S 的瞬间，通过R 的电流为a 到b4．如图所示是穿过某闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化的规律图象。
t 1时刻磁通量Φ1最大，t 3时刻磁通量Φ3=0，时间Δt 1=t 2－t 1和Δt 2=t 3－t 2相等，在Δt 1和Δt 2时间内闭合线圈中感应电动势的平均值分别为1E 和2E ，在t 2时刻感应电动势瞬时值为E .则（ ）A ．1E ＞2EB ．1E ＜2EC ．1E ＞E ＞2ED ．2E ＞E ＞1E5．用一条形金属板折成一狭长的矩形框架，框架右边是缺口，如图所示.框架在垂直纸面向里的匀强磁场中以速度v 1向右匀速运动，此时从框架右方的缺口处射入一速度为v 2、方向向左的带电油滴.若油滴恰好在框架内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）A ．油滴带正电B ．油滴带负电C ．油滴做匀速圆周运动，半径为v 12/gD ．油滴做匀速圆周运动，半径为v 1v 2/g6．如图所示，导体棒ab 长为4L ，匀强磁场的磁感应强度为B ，导体绕过O 点垂直纸面的轴以角速度ω匀速转动，aO =L .则a 端和b 端的电势差U ab 的大小等于（ ）A ．2BL 2ωB ．4BL 2ωC ．6BL 2ωD ．8BL 2ω7．如图甲所示是日光灯的电路图，它主要是由灯管、镇流器和启动器组成的，镇流器是一个带铁芯的线圈，启动器的构造如图乙所示，为了保护启动器常在启动器的两极并上一纸质电容器C 。
电磁感应总复习课件
感生电动势的大小
与磁场的变化率成正比
根据法拉第电磁感应定律，感生电动势的大小与磁通量变化率成正比，即E=-dΦ/dt，其中E为感生电 动势，Φ为磁通量。
与导体回路面积和磁场垂直于回路的方向有关
在相同磁通量变化率的情况下，导体回路面积越大，感生电动势越大；磁场越强，感生电动势也越大 。
感生电动势的方向
交流发电机
交流发电机是利用电磁感应原理将机械能转换为交流电 能的设备，主要由转子、定子和输出端子组成。
交流发电机广泛应用于电力系统、汽车、船舶等领域， 为各种设备和仪器提供电能。
交流发电机通过转子的旋转，在定子中产生磁场，从而 在输出端子中产生交流电。
交流发电机的性能指标包括输出电压、电流、频率等， 根据不同的需求选择不同性能的发电机。
06
电磁感应中的物理 模型
电路中的电磁感应模型
总结词
描述了电磁感应在电路中的表现形式和影响 。
详细描述
当磁场发生变化时，会在导体中产生电动势 ，从而形成电流。这个过程就是电磁感应。 在电路中，电磁感应可以导致多种现象，如 交流电的产生、变压器的原理等。
磁场中的电磁感应模型
总结词
探讨了磁场变化对导体产生电动势的影响。
详细描述
根据法拉第电磁感应定律，动生电动 势的大小与导体在磁场中的有效长度 、磁感应强度、导体速度和三者之间 的夹角成正比。
动生电动势的方向
总结词
动生电动势的方向可以通过右手定则来判断。
详细描述
将右手放在磁场中，让大拇指指向导体运动方向，其余四指弯曲并指向导体中的 电流方向，则大拇指所指的方向就是动生电动势的方向。
详细描述
当磁场发生变化时，导体中的电子会受到洛 伦兹力的作用，从而在导体中产生电动势。 这个过程是法拉第电磁感应定律的体现，是
第三章 电磁感应(复习)
习题4
关于感应电流产生的条件，下列说法中正确的 是 A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就 有感应电流产生 B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管 内部就一定有感应电流产生 C．线圈不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发 生变化，线圈中也没有感应电流 D．只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化， 闭合电路中就有感应电流
要点2. 涡流
1.涡流：把块状金属放在变化的磁场中，或 者让它在磁场中运动时，金属块内将产生 感应电流，这种电流在金属块内自成闭合 回路，很像水的漩涡，故叫涡电流，简称 涡流.涡流常常很强.
2.涡流的防止：在各种电机和变压器中，为 了减少涡流的损失，在电机和变压器上通 常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成的铁 芯. 3.涡流的利用：冶炼金属的高频感应炉就是 利用强大的涡流使金属尽快熔化.电学测量 仪表的指针快速停止摆动也是利用铝框在 磁场中转动产生的涡流.
复习课 电磁感应
知识网络
第一节 电磁感应现象 知识内容 一、磁通量 1、磁通量表示磁场中穿过某一面 积的磁感线条数． Φ=BS （条件：B垂直于S） Φ=BS sin θ 其中θ是指某一面积的平面与磁 感强度方向的夹角． 当B平于S时: 0
知识内容
2、如何使闭合电路的磁通量发生变化呢？
BS cos
-5
例２ 一个矩形线圈在匀强磁场中转动， 产生的感应电动势
则( ) A．交变电流的频率是100πHz B.有效值为２２０Ｖ C.交变电流的周期是0.02 s D.t=0.05 s时,e有最大值
e=220 2sin100 t V
习题９
一个电动机上标“220Ｖ 1.5KW”，那么为了 使它正常工作，所使用的正弦交流电应是 A.电压最大值为220V，电流最大值约为9.6A B.电压最大值为311V，电流最大值约为6.8A C.电压有效值为220V，电流有效值约为6.8A D.电压有效值为311V，电流有效值约为9.6A
电磁感应复习提纲
电磁感应1. 电磁感应现象：2. 楞次定律：闭合回路中产生的感应电流具有确定的方向，它总是使感应电流所产生的通过回路的磁通量，去补偿或者反抗引起感应电流的磁通量的变化。
3. 法拉第电磁感应定律：通过回路所包围的磁通量发生变化时产生的感应电动势与磁通量对时间的变化率成正比。
εi =－d /d t(εi =－d Ψ/d t , Ψ=N ) ; 说明1：感生电荷量q ：如果闭合回路的电阻R ，通过导线任一界面的感生电荷量为 q i =⎰21d i t t t I =(1/R )(1－2); 说明2：感应电流产生的条件 感应电流产生的条件：凡是谈及感应电流，一般都是对闭合的导体回路而言。
这里一定要抓住磁通量的变化，不管这种变化是外界引起的还是回路本身运动、形变、电流变化引起的，只有在磁通量变化的过程中才有感应电流。
说明3：感应电动势与回路是否闭合、导体是否存在无关。
例1：尺寸相同的铁环与铜环所包围的面积中，通以相同变化率的磁通量，则环中： (A) 感应电动势不同, 感应电流不同. (B) 感应电动势相同，感应电流相同. (C) 感应电动势不同, 感应电流相同. (D) 感应电动势相同，感应电流不同. 说明4：感应电动势的方向（具体见例） 电磁感应定律是电动势与磁通量变化率的关系，实验测得电动势的方向与磁通量变化率正值方向成左手关系，当转换成右手关系是发现：大拇指指向磁通量变化率正值方向，四指绕行方向所得到的电动势方向与实验测得相反，于是负号修正。
根据此思想，可衍生以下几种方式判断方向的方法：（1） 右手大拇指指向磁通量变化率负值方向，四指绕行方向即电动势（电流）方向。
（这就是楞次定律，感应电流就是要产生负磁通量变化率来试图抵消线圈中的正值磁通量变化率或者产生正磁通量变化率来试图补偿线圈中的负值磁通量变化率）（2） 右手大拇指指向自定义的面的法向方向，四指绕行方向即电动势（电流）标定方向（将环路方向与电动势方向绑定）。
电磁感应总复习
电磁感应现象
自感现象
导体切割
磁通变化
产生感应电流的条件
闭合回路的一部分 导体切割磁感线
穿过闭合回路磁通 量发生变化
自感电动势方向
自感电动势大小 E =L△I/ △t
自感现象的应用
感应电动势的大小
E = BLV
E = n△φ/ △t
感应电动势的方向
右手定则
楞次定律： （理解拓展）
电路问题
（3）由于“阻碍”作用才导致了电磁感应中的能量转化
（4）推广： A、就磁通量来说——增反减同 B、就相对运动来说——阻碍相对运动：来据去留 C、就回路面积来说——有增加或缩小的趋势 D、就电流本身来说——自感：增反减同
感应电流总是阻碍产生感应电流的原因
归纳总结
判断感应电流方向的步骤
(1)明确原磁场的方向；
1、明确原磁场B方向
碍”的含意：阻
2、明确磁通量的变化（是增还是减）碍 理不 解是 为阻止；可
3、判断感应电流的磁场B’的方向
4、安培定则判断感应电流的方向 “增反、减同
推广式 电磁感应现象中的“因”与“果”
根本原因： 磁通量变化 直接结果： 产生感应电动势
直接原因：磁通量变化 派生结果：感应电流受力
面积为S,向右的匀强磁场的磁感应强度为B,线 圈绕图示的轴以角速度ω匀速转动
感应电动势的最大值为 E=nBωS
感应电场与感生电动势
1、感应电场：变化的磁场在其周围空间激发的电场称为感应 电场
特征：由于磁场的强弱变化，闭合电路中产生了感应电流，电 路中的自由电荷是在感应电场作用下定向移动的，即由于 感应电场的变化，在电路中形成了感应磁场，感应电场为 涡旋电场。
I V
电磁感应期末复习打印.doc
的电流随时间变化的图线，正确的是( 现接通交流电源，过了儿分钟，杯电磁感应期末复习一、楞次定律和电磁感应图象问题例1如图所示，直角坐标系X。
/的二、四象限有垂直坐标系向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为3在第三象限有垂直坐标系向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B.现将半径为Z、I员1心角为90°的扇形闭合导线框在外力作用下以恒定角速度绕。
点在纸面内沿逆时针方向匀速转动.$=0时刻线框在图示位置，设电流逆时针方向为正方向.则下列关于导线框中例2 .如图所示，在线圈上端放置一•盛有冷水的金属杯,内的水沸腾起来.若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有()A.增加线圈的匝数B.提高交流电源的频率C.将金属杯换为瓷杯D.取走线圈中的铁芯二、电磁感应中动力学问题例3 如图3所示，间距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ；水平面夹角为30° , 导轨的电阻不计，导轨的M。
端连接一阻值为〃的电阻，导轨上有一根质量一定、电阻为尸的导体棒前，垂直导轨放置，导体棒上方距离人以上的范I韦I存在着磁感应强度大小为队方向与导轨平面垂直向下的匀强磁场.现在施加一个平行斜面向上且与棒犯重力相等的恒力，使导体棒泌从静止开始沿导轨向上运动，当湖进入磁场后，发现湖开始匀速运动，求：(1)导体棒的质量：(2)若进入磁场瞬间，拉力减小为原来的一半，求导体棒能继续向上运动的最大位移.例4.如图所示，光滑斜面日林梅的倾角为〃，斜面上放置一矩形导体线框其中丸，边 长为7）,施边长为L,线框质量为/〃、电阻为R,有界匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于斜面向上，时为磁场的边界，旦时'〃妣线框在恒力F 妹太刁。
作用下从静止开始运动，其湖边始终保持与底边蜘平行，/，、沿斜面向上且 依感心 与斜面平行.巳知线椎刚进入磁场时做匀速运动，则下列判断正确的是（） 'A. 线框进入磁场前的加速度为I'"” ° B .线框进入磁场时的速度为" m n L\C. 线框进入磁场时有a —。
电磁感应复习
例2：如图所示，线圈L的自感系数和电容器的 电容C都很小（如L＝100μH，C＝100pF）。此 电路的主要作用是---------（ ）D
A．阻直流、通交流，输出交流 B．阻交流、通直流，输出直流 C．阻低频、通高频，输出高频交变电流 D．阻高频、通低频，输出低频交变电流和直 流电
9
例3：如图所示，当交流电源的电压（有效值）U＝ 220V、频率f＝50Hz时，三只灯A、B、C的亮度相 同（L无直流电阻）。
电磁感应复习
磁
磁 感 感应电动势大小 应
E=nΔΦ/Δt
E=BLV
电路
综合应用 图像 动力学
能量转化
自感、互感、涡流
1
关于磁通量的问题 1、基训：第4页第3题；第11页第3题 2、如图，大线圈A接电源，小线圈B有一半面 积处在大线圈中，两线圈平行但不接触，当开 关闭合瞬间，小线圈中产生感应电流的情况是？
（1）将交流电源的频率变为f＝100Hz，则 （AC ）
（2）将电源改为U＝220V的直流电源，则 （ BC ）
A．A灯比原来亮
B．B灯比原来亮
C．C灯和原来一样亮 D．C灯比原来亮
10
2
感应电流方向的判断 基训：第6页：例题、第3题、5、6、8题 第8页：第1题、第4题、第5题；第15页第4题 电动势的计算 基训：第15页第6题、第16页、6、题 第12页：第6题、第8题
3
二、电容器对交流电流的阻碍作用：
4
• 容抗：
• 1）性质： • 电容器两极板上积累
的电荷对做定向移动 的电荷的反抗作用 • 2）因素： • 与电容和交流的频率 有关 • 3）作用： • “通交流，隔直流； 通高频，阻低频。”
5
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.应用区别 关键是抓住因果关系： (1)因电而生磁(I→B)→安培定则． (2)因动而生电(v、B→I 感)→右手定则． (3)因电而受力(I、B→F 安、F 洛)→左手定则． 电磁三定则简记：力左电右安生磁
2018/11/6
3．相互联系 (1)应用楞次定律，必然要用到安培定则． (2)感应电流受到的安培力，有时可以先用右手定则确定 电流方向，再用左手定则确定安培力的方向，有时可以直接应 用楞次定律的推论确定．
2018/11/6
解析 金属框接通逆时针方向的电流的瞬间， 根据右手定 则可知，在其内部磁场方向向外，外部磁场方向向里。穿过左 右两小线圈向外的磁通量增加，根据定律可知，感应电流的磁 场方向向里，感应电流方向均沿顺时针方向，C 项正确，D 项 错误；由左手定则可知，左边小线圈受到向左的安培力，右边 小线圈受到向右的安培力，即两小线圈有远离的趋势，A 项错 误，B 项正确． 答案 BC
2018/11/6
解析 当金属棒向右匀速运动而切割磁感线时， 金属棒产 生恒定感应电动势， 由右手定则判断棒 ab 中电流方向由 a→b. 根据电流从电源(ab 相当于电源)正极流出沿外电路回到电源 负极的特点，可以判断 b 点电势高于 a 点．又左线圈中的感应 电动势恒定，则感应电流也恒定， 所以穿过右线圈的磁通量保 持不变，不产生感应电流．当 ab 向右做加速运动时，由右手 定则可推断 φb>φa，电流沿逆时针方向．
2018/11/6
2．楞次定律 (1)内容：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁 通量的变化． (2)适用范围：穿过闭合电路的磁通量发生变化.
2018/11/6
2018/11/6
知识整合 考点一 应电流产生的条件 是否产生感应电流关键是看闭合回路中的磁通量是否发 生变化，关于磁通量的变化主要有以下几种情况：闭合电路的 部分导线做切割磁感线运动导致磁通量变化； 线圈在磁场中转 动导致磁通量变化；磁感应强度变化(随时间变化或随位置变 化)导致磁通量变化．
2018/11/6
解析 穿过线圈的磁通量先向上方向增加，后减少，当线 圈处在磁铁中间以后，磁通量先向下方向增加，后减少，所以 感应电流的方向顺时针→逆时针→逆时针→顺时针，故 C 正 确，D 错误；根据楞次定律可以判断：磁铁向右移动过程中， 磁铁对线圈有向右的安培力作用，所以摩擦力方向向左，故 A 正确，B 错误． 答案 AC
2018/11/6
温馨提醒 如果问题不涉及感应电流的方向， 则用楞次定 律的推广含义进行分析，可以使分析问题的过程简化．
2018/11/6
例 2.，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( )
2018/11/6
温馨提示 有关磁通量的问题，其中 S 跟磁场方向垂直．若不垂直， 则需取平面在垂直于磁场方向上的投影面积，即 Φ＝BScosθ. 若穿过某个面有方向相反的磁场， 则实际的磁通量为相反方向 的磁感线抵消以后所剩余的磁通量.
2018/11/6
4.磁通量的变化率 反映磁通量变化的快慢，它既不表示磁通量的大小，也不 表示磁通量变化的多少． 磁通量的变化率的大小不是单纯由磁 通量的变化量决定，还跟发生这个变化所用时间有关，它描述 的是磁通量变化的快慢．在 Φ－t 图象中，它可用图线的斜率 来表示．2018/11/6例1
如图，在水平光滑桌面上，两相同的矩形刚性小线圈分别 叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上， 且每个小线圈都 各有一半面积在金属框内． 在金属框接通逆时针方向电流的瞬 间( ) A．两小线圈会有相互靠拢的趋势 B．两小线圈会有相互远离的趋势 C．两小线圈中感应电流都沿顺时针方向 D．左边小线圈中感应电流沿顺时针方向，右边小线圈中 感应电流沿逆时针方向
2018/11/6
2018/11/6
解析 圆环下落过程中，穿过圆环的磁通量发生变化，产 生感应电流，由楞次定律可以判断感应电流的方向，由圆环的 运动情况可定性分析出电流的变化． 答案 B
2018/11/6
小试身手 2
如图所示， 均匀带正电的绝缘圆环 a 与金属圆环 b 同心共 面放置，当 a 绕 O 点在其所在平面内旋转时，b 中产生顺时针 方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环 a( ) A．顺时针加速旋转 B．顺时针减速旋转 C．逆时针加速旋转 D．逆时针减速旋转
2018/11/6
2018/11/6
课堂巩固 1.
如图所示，质量为 m 的金属环用线悬挂起来．金属环有 一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中．从某时刻开始，磁 感应强度均匀减小，则在磁感应强度均匀减小的过程中，关于 线拉力的大小的下列说法正确的是( )
2018/11/6
A．大于环的重力 mg，并逐渐减小 B．始终等于环的重力 mg C．小于环的重力 mg，并保持恒定 D．大于环的重力 mg，并保持恒定
解析 在磁场均匀减小的过程中， 金属环由于受安培力作 用要阻碍磁通量的减小， 所以有向下运动的趋势，即线拉力大 于环的重力．由于感应电流不变，而磁场逐渐减小，所以拉力 逐渐减小，答案为 A. 答案 A
2018/11/6
[2013· 上海卷]
如图，通电导线 MN 与单匝矩形线圈 abcd 共面，位置靠 近 ab 且相互绝缘．当 MN 中电流突然减小时，线圈所受安培 力的合力方向( ) A．向左 B．向右 C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里
2018/11/6
解析 MN 中的电流减小时，在线圈的磁通量减小，感应 电流的效果应阻碍磁通量的减小， 所以线圈所受安培力的合力 应使线圈向磁通量增大的方向运动，因此方向应向右，B 项正 确． 答案 B
2018/11/6
A．摩擦力方向一直向左 B．摩擦力方向先向左、后向右 C．感应电流的方向顺时针→逆时针→逆时针→顺时针 D．感应电流的方向顺时针→逆时针
2018/11/6
错因分析 对易错选项及错误原因具体分析如下： 易错 错误原因 选项 对磁铁向右运动过程中穿过线框 的磁通量变化的细节判断不够准 D 项 确， 不能够判断出 N 极和 S 极分别 靠近和远离线框时通过的磁通量 的变化情况.
第1讲 电磁感应现象 楞次定律
2018/11/6
2018/11/6
基础梳理 一、磁通量 1．定义 设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面， 磁场的磁 感应强度为 B，平面的面积为 S，则穿过平面的磁通量为 Φ＝ BS.我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理 解． 2．在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，符号 Wb.
2018/11/6
小试身手 1 如图中能产生感应电流的是(
)
解析 A 中线圈没闭合， 没有感应电流； B 中磁通量增大， 有感应电流；C 中导线在圆环的正上方，不论电流如何变化， 穿过线圈的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，也无电流；D 中 的回路磁通量恒定，无感应电流． 答案 B
2018/11/6
考点二 楞次定律的理解及应用 1.因果关系：应用楞次定律实际上就是寻求电磁感应中的 因果关系．磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果，原 因产生结果，结果又反过来影响原因．
2018/11/6
3．产生感应电动势的条件：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， 产生感应电动势的那部分导体相当于电源． 电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果电路闭合， 则有感应电流； 电路不闭合， 则只有感应电动势而无感应电流．
2018/11/6
三、感应电流方向的判定 1．右手定则 (1)方法：伸开右手，使拇指跟其余四个手指垂直，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)适用范围：适用于闭合电路的部分导体做切割磁感线 运动产生感应电流的情况．
2018/11/6
A．当金属棒向右匀速运动时，a 点电势高于 b 点，c 点 电势高于 d 点 B．当金属棒向右匀速运动时，b 点电势高于 a 点，c 点 与 d 点等电势 C．当金属棒向右加速运动时，b 点电势高于 a 点，c 点 电势高于 d 点 D．当金属棒向右加速运动时，b 点电势高于 a 点，d 点 电势高于 c 点
2018/11/6
二、电磁感应现象 1．产生感应电流的条件：只有穿过闭合电路的磁通量发 生变化，闭合电路中就会有感应电流产生． 2．引起磁通量发生变化的常见情况：闭合电路的部分导 体做切割磁感线运动，导致 Φ 变化；线圈在磁场中转动，导 致 Φ 变化；磁感应强度 B 变化(随时间变，或随位置变)，导 致 Φ 变化．
2018/11/6
2.楞次定律中“阻碍”的含义
2018/11/6
3．楞次定律的推广含义 (1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”． (2)阻碍(导体的)相对运动——“来拒去留”． (3)磁通量增加，线圈面积“缩小”，磁通量减小，线圈 面积“扩张”——“增缩减扩”． (4) 阻碍线圈自身电流的变化 ( 自感现象 )——“增反减 同”． (5)消耗其他形式的能量，转化为电能——“耗他生电”．
2018/11/6
温馨提醒 (1)若导体不动，回路中磁通量变化，应该用 楞次定律判断感应电流方向而不能用右手定则． (2)若是回路中一部分导体做切割磁感线运动产生感应电 流，用右手定则判断较为简单，用楞次定律进行判定也可以， 但较为麻烦．
2018/11/6
例 3.所示， 两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图 所示．左线圈连着平行导轨 M 和 N，导轨电阻不计，在导轨 垂直方向上放着金属棒 ab，金属棒处于垂直纸面向外的匀强 磁场中，下列说法中正确的是( )
2018/11/6
解析 b 中的感应电流沿顺时针方向，且 b 具有收缩的趋 势，说明 a 中的电流在减小，即 a 在减速旋转，根据楞次定律 判断可知 a 中的电流方向与 b 中的电流方向相同，故选项 B 正确． 答案 B