人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》单元复习课件(共22页)
人教版高中物理选修3-2：第四章 电磁感应 复习课件
答案：C
2.（2015•安徽理综，19）如图所示，abcd 为水平放置的平行光滑金属导轨，间距为l，
导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁 感应强度大小为B，导轨电阻不计。已知金 属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长 度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行 于cd的方向滑动（金属杆滑动过程中与导 轨接触良好）。则（ ）
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 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画图象或判断图象。
特别提醒：
对图象的理解，应做到“四明确一理解”
（1）明确图象所描述的物理意义：明确各种 “＋”、“－”的含义；明确斜率的含义；明 确图象和电磁感应过程之间的对应关系。
（1）棒进入磁场前，回路中的电动势E； （2）棒在运动过程中受到的最大安培力F，以及 棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式。 解析：（1）棒进入磁场前，回路中的电动势为感 生电动势，由磁场变化产生
（2）棒进入磁场后，磁感应强度不变，回路中的电动势为动 生电动势，由导体棒切割磁感线产生，导体棒所受安培力为
③当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能量。 安培力做功的过程，是电能转化为其他形式能的过程，安培 力做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。
（2）求解思路：
①利用安培力做的功求解：电磁感应中产生的 电能等于克服安培力所做的功；
②利用能量守恒求解：若只有电能与机械能的 转化，则机械能的减少量等于产生的电能；
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求回路中的电流强度的大小和方向。
人教版高中物理选修(3-2)第四章《电磁感应》考点专题讲座课件
2019/8/11
最新中小学教学课件
12
[答案]
B2l2
二、电磁感应中的能量转化问题 无论是使闭合回路的磁通量发生变化，还是使闭合回路的部分导体切 割磁感线，都要消耗其他形式的能量，转化为回路中的电能。这个过程不 仅体现了能量的转化，而且体现了能量的守恒，使我们进一步认识包含电 和磁在内的能量的转化和守恒定律的普遍性。解决这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确定感应电动势的大小和方向。 (2)画出等效电路，列出回路中电阻消耗电功率表达式。 (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。
(1)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 WF。
[解析] (1)设棒匀加速运动的时间为 Δt，回路的磁通量变化量为 ΔΦ， 回路中的平均感应电动势为 E ，由法拉第电磁感应定律得 E ＝ΔΔΦt ①
其中 ΔΦ＝Blx② E
① 根据课堂提问抓住老师的思路。老师在讲课过程中往往会提出一些问题，有的要求回答，有的则是自问自答。一般来说，老师在课堂上提出的问 题都是学习中的关键，若能抓住老师提出的问题深入思考，就可以抓住老师的思路。
② 根据自己预习时理解过的逻辑结构抓住老师的思路。老师讲课在多数情况下是根据教材本身的知识结构展开的，若把自己预习时所理解过的知识 逻辑结构与老师的讲解过程进行比较，便可以抓住老师的思路。
③ 根据老师的提示抓住老师的思路。老师在教学中经常有一些提示用语，如“请注意”、“我再重复一遍”、“这个问题的关键是····”等等，这些 用语往往体现了老师的思路。来自：学习方法网
④ 紧跟老师的推导过程抓住老师的思路。老师在课堂上讲解某一结论时，一般有一个推导过程，如数学问题的来龙去脉、物理概念的抽象归纳、语 文课的分析等。感悟和理解推导过程是一个投入思维、感悟方法的过程，这有助于理解记忆结论，也有助于提高分析问题和运用知识的能力。
物理选修3-2人教版探究感应电流的产生条件(24张)-PPT优秀课件
物理选修3-2人教版 4.2探究感应电流的产生条件 (共24张PPT)
实验探究：
【实验四】线圈面积变化能否产生感应电流
实验结 论
磁感应强度不变,闭合回路的面积发生变化，电 路中有感应电流产生.
物理选修3-2人教版 4.2探究感应电流的产生条件 (共24张PPT)
实验探究：
【实验三】磁场与线圈不发生相对运动时能 否产生感应电流(模仿法拉第实验）
S
A
N
G
B
+
实验探究：
【实验三】磁场与线圈不发生相对运动时能 否产生感应电流(模仿法拉第实验）
A B
物理选修3-2人教版 4.2探究感应电流的产生条件 (共24张PPT)
实验现象：
开关和滑动变阻器的状态
开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关闭合时，滑动变阻器不变 开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片
物理选修3-2人教版 4.2探究感应电流的产生条件 (共24张PPT)
实验探究：
【实验五】线圈面积不变时能否产生感应电流
实验结 论
磁感应强度和面积都不变,线圈与磁场的夹角发 生变化，电路中有感应电流产生.
物理选修3-2人教版 4.2探究感应电流的产生条件 (共24张PPT)
物理选修3-2人教版 4.2探究感应电流的产生条件 (共24张PPT)
1、电路要闭合 2、穿过电路的磁通量发生变化.
物理选修3-2人教版 4.2探究感应电流的产生条件 (共24张PPT)
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四 练一练
1.关于产生感应电流的条件,下述说法正确的是
人教版高二物理选修3-2 第四章_ 电磁感应 总复习
第四章 总复习1、（2004年新老课程内蒙、海南、西藏、陕西等地区试题）一矩形线圈位于一随时间t 变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，如图12－1所示．磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图12－1所示．以I 表示线圈中的感应电流，以图12－1中线圈上箭头所示方向的电流为正，则以下的I －t 图12－2中正确的是【解析】本题主要考查学生应用楞次定律判断感应电流方向的能力，以及法拉第电磁感应定律具体应用的能力．根据法拉第电磁感应定律tB nS t B S n t n E ∆∆=∆∆=∆∆=φ及磁场的变化情况可知：0到1磁场的磁感应强度是均匀增大的，所以产生的感应电动势是恒定的，由于电阻是恒定的，故感应电流是恒定不变的；同理，1到2、3到4、5到6感应电流都是恒定不变的；而2到3和4到5由于磁场的磁感应强度没有变化，所以感应电流为零．感应电流的方向可以根据楞次定律进行判断．在应用楞次定律进行判断的时候要注意感应电流产生的磁场总要阻碍原磁场的磁通量的变化，即原磁场的磁通量要增加，那么感应电流产生的磁场就要阻碍它增加，反之要阻碍它减小．0到1内磁场的磁感应强度是增大的，由于线圈的面积不变，故磁通量增加，所以感应电流产生的磁场与原磁场方向相反．由此可知感应电流的方向是逆时针方向，与规定的方向相反，所以是负的．同理可得1到2是正的、3到4是负的、5到6是正的．综上所述正确答案是A【答案】A2、如图12－3所示，磁带录音机既可用作录音，也可用作放音，其主要部件为可匀速行进的磁带a 和绕有线圈的磁头b ，不论是录音或放音过程，磁带或磁隙软铁会存在磁化现象．下面对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的描述，正确的是（ ）A 、放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应B 、录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应C 、放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用D 、录音和放音的主要原理都是电磁感应【解析】录音是声音信号通过话筒转化为电信号，电信号再通过磁头转化为磁信号记录在磁带上的过程，所以录音的过程主要原理是电流的磁效应．放音是记录在磁带上的磁信号通过绕在磁头上的线圈产生感应电流，转化为电信号，然后电信号再通过扬声器转变为声音信号，所以放音过程的主要原理是电磁感应．【答案】A3、如图12－4所示的电路，1D 和2D 是两个相同的小电珠，L 是一个自感系数很大的线圈，其电阻与R 相同．由于存在自感现象，在电键S 接通和断开时，小电珠1D 和2D 先后亮暗的次序是（ ）A 、接通时1D 先达最亮，断开时1D 先暗B 、接通时2D 先达最亮，断开时2D 先暗C 、接通时1D 先达最亮，断开时1D 后暗D 、接通时2D 先达最亮，断开时2D 后暗【解析】当电键S 接通时，由于自感现象的存在，流过线圈的电流由零变大时，线圈上产生自感电动势的方向是左边正极，右边负极，使通过线圈的电流从零开始慢慢增加，所以开始瞬时电流几乎全部从1D 通过，而该电流又将同时分路通过2D 和R ，所以1D 先达最亮，经过一段时间电路稳定后，1D 和2D 达到一样亮．当电键S 断开时电源电流立即为零，因此2D 立即熄灭，而对1D ，由于通过线圈的电流突然减弱，线圈中产生自感电动势（右端为正极，左端为负极），使线圈L 和1D 组成的闭合电路中有感应电流，所以1D 后暗．【答案】C4、如图12－5所示，甲图中线圈Ａ的ａ、ｂ端加上如图乙所示的电压时，在0～ｔ0时间内，线圈Ｂ中感应电流的方向及线圈Ｂ的受力方向情况是（ ）Ａ、感应电流方向不变； Ｂ、受力方向不变；Ｃ、感应电流方向改变； Ｄ、受力方向改变．【解析】在前一段过程由乙图可知线圈A 中的电流逐渐增大，所以线圈的磁通量也逐渐增大．由楞次定律可以判断感应电流的方向从左往右看是逆时针方向，安培力的方向向右．在后一段过程由乙图可知线圈A 中的电流逐渐减小，所以线圈的磁通量也逐渐减小，但磁场方向与前一段过程相反．由楞次定律可以判断感应电流的方向从左往右看也是逆时针方向，但安培力的方向向左．故感应电流方向不变；受安培力的方向改变．【答案】AD5、如图12－6所示，ab 是一个可绕垂直于纸面的轴O 转动的闭合矩形导线框．当滑动变阻器的滑片P 自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框ab 将（ ）A 、保持静止不动B 、逆时针转动C 、顺时针转动D 、发生转动，但电源极性不明，无法确定转动方向．【解析】无论电源的极性如何，在两电磁铁中间的区域内应产生水平的某一方向的磁场，当滑片P 向右滑动时，电流减小，两电磁铁之间的磁场减弱，即穿过ab 线圈的磁通量减小．虽然不知ab 中感应电流的方向，但由楞次定律中的“阻碍”可直接判定线框ab 应顺时针方向转动（即向穿过线框的磁通量增加的位置――竖直位置转动）．【答案】C6、如图12－7所示的整个装置放在竖直平面内，欲使带负电的油滴P在两平行金属板间静止，导体棒ab 将沿导轨运动的情况是（ ）A 、向右匀减速运动B 、向右匀加速运动C 、向左匀减速运动D 、向左匀加速运动【解析】对油滴有mg qE =，电场力向上．又由于油滴带负电，故电场强度方向向下，电容器上极板带正电，下极板带负电，线圈感应电动势正极在上端，负极在下端．由楞次定律得知ab 向右减速运动或向左加速运动．【答案】AD7、如图12－8所示，MN 是一根固定的通电长直导线，电流方向向上．今将一金属线框abcd 放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘．当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为（ ）A 、受力向右B 、受力向左C 、受力向上D 、受力为零【解析】导线中的电流突然增大时，金属框abcd 中的磁通量增加，由楞次定律可得，线框中的感应电流将阻碍它的增加，而导线在金属框中间位置时金属框内的磁通量为零．故金属框有向右运动的趋势．【答案】A8、如图12－9所示，要使金属环C 向线圈A 运动，导线ab 在金属导轨上应（ ）A 、向右做减速运动；B 、向左做减速运动；C 、向右做加速运动；D 、向左做加速运动．【解析】要使金属环C 向线圈A 运动，由楞次定律可得金属环C 中的磁通量必定减少，由此判定螺线管的感应电流减小．而螺线管的感应电流是由于ab 导线做切割磁感线运动产生的，所以ab 导线的运动将越来越慢，即减速运动．【答案】AB9、如图12－10所示，有一电阻不计的光滑导体框架，水平放置在磁感应强度为B 的竖直向上的匀强磁场中，框架宽为l ．框架上放一质量为m 、电阻为R的导体棒．现用一水平恒力F 作用于棒上，使棒由静止开始运动，当棒的速度为零时，棒的加速度为________；当棒的加速度为零时，速度为_______．【解析】速度为零时，水平方向只受水平恒力F 作用，故m F a =；由于加速度为零时，受力平衡，可得方程：F l R l B B=υ 得：22l B FR =υ 【答案】m F 22lB FR 10、金属导线AC 垂直于CD ，AC 、CD 的长度均为1m ，电阻均为Ω5.0，在磁感应强度为1T 的匀强磁场中以s m /2的速度匀速向下运动，如图12－11所示，则导线AC 中产生的感应电动势大小是_______V ，导线CD中的感应电动势大小是________V ．【解析】AC 中产生的感应电动势，由于金属导线与磁感应强度及速度都垂直，所以由L B E υ=得：V V E 2121=⨯⨯=而CD 中由于金属导线与运动速度平行，即CD 金属导线没有作切割磁感线运动，所以感应电动势为零．【答案】2V ；011、如图12－12所示，导轨与一电容器的两极板C 、D 连接，导体棒ab 与导轨接触良好，当ab 棒向下运动时，带正电的小球将向_____________板靠近．【解析】ab 棒向下作切割磁感线运动，由右手定则得b 端电势高，所以D 板带正电，故带正电的小球向C 板靠近．【答案】向C 板靠近12、如图12－13所示，两块水平放置的金属板间距为d ，用导线与一个n 匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀磁场B 中．两板间有一个质量为m 、电量为＋q 的微粒，恰好处于静止状态，则线圈中磁场B 的变化情况是正在_________；其磁通量的变化率为____________．【解析】由于带电粒子恰好处于静止状态，所以有电场力与重力平衡．而两板间的电势差与线圈产生的感应电动势相等．带电粒子受到一个向上的电场力和向下的重力，所以下板电势高．由楞次定律可以判断出线圈的磁通量在减少，故磁感应强度B 在减小．由平衡条件得：q E mg 电= 所以q mg E =电 而dE d U E ==电 得qmgd d E E ==电 根据法拉第电磁感应定律得：t nE ∆∆=φ nq mgd n E t ＝＝∆∆φ 【答案】减小；nqmgd 13、如图12－14所示，不计电阻的U 形导轨水平放置，导轨宽m 5.0，左端连接阻值为0.4Ω的电阻R ，在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1Ω的导体棒MN ，并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量为m ＝2.4g 的重物，图中m L 8.0=，开始重物与水平地面接触并处于静止，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感强度T B 5.00=，并且)/(1.0s T TB =∆∆的规律在增大，不计摩擦阻力，求至少经过多长时间才能将重物吊起？（2/10s m g =）【解析】根据题意可知：开始导体棒没有运动时U 形导轨和导体棒所构成的闭合回路的面积保持不变，而磁感应强度B 在增大，由法拉第电磁感应定律得V V S tB t E 04.08.05.01.0=⨯⨯=⋅∆∆=∆∆=φ 而磁场的磁感应强度的变化规律)(1.05.00T t t t B B B +=⋅∆∆+= 要把重物吊起来，则绳子的拉力必须大于或等于重力．设经过时间t 重物被吊起，此时磁感应强度为)(1.05.0T t B +=所以安培力为)1.05.0(04.05.01.04.004.0)1.05.0()1.05.0(t t L r R E t BIL F +=⨯+⨯+=++== 根据平衡条件得：mg t F =+=)1.05.0(04.0 解得：t ＝1s【答案】t ＝1s14、如图12－15所示，长为L 、电阻Ω=3.0r 、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Ω=5.0R 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垂直向下穿过平面．现以向右恒定外力F 使金属棒右移．当金属棒以s m /2=υ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 的电荷量．【解析】（1）若电流表满偏，则I ＝3A ，U ＝IR ＝1.5V ，大于电压表的量程，故是电压表满偏．（2）由功能关系：)(2r R I F +=υ，而R U I =，故N R r R U F 6.1)(22=+=υ （3）由动量定理：t IBL m ∆⋅=∆υ，两边求和得到BLq m =υ由电磁感应定律得：L B E υ= )(r R I E +=代入解得：C r R I m q 25.0)(2=+=υ 15、匀强磁场的磁感应强度为B ，方向竖直向上，在磁场中有一个总电阻为R 、每边长为L 的正方形金属框abcd ，其中ab 、cd 边质量均为m ，其它两边质量不计，cd 边装有固定的水平轴．现将金属框从水平位置无初速释放，如图12－16所示，若不计一切摩擦，金属框经时间t 刚好到达竖直面位置cd b a //．（1）ab 边到达最低位置时感应电流的方向；（2）求在时间t 内流过金属框的电荷量；（3）若在时间t 内金属框产生的焦耳热为Q ，求ab 边在最低位置时受的磁场力多大？【解析】（1）感应电流的方向由/a 到/b ． （2）由t RE t I q ∆=∆= t E ∆∆=φ 20BL BS =-=∆φ 整理得：R BL q 2=（3）由能的转化与守恒定律得：Q m mgL +=221υ 又由L B E υ=，R E I =，BIL F = 整理得：m Q gL RL B F 2222-= 【答案】（1）由/a 到/b （2）R BL q 2= （3）m Q gL R L B F 2222-= 16、有足够长的平行金属导轨，电阻不计，导轨光滑，间距m l 2=．现将导轨沿与水平方向成030=θ角倾斜放置．在底部接有一个Ω=3R 的电阻．现将一个长为m l 2=、质量kg m 2.0=、电阻Ω=2r 的金属棒自轨道顶部沿轨道自由滑下，经一段距离后进入一垂直轨道平面的匀强磁场中（如图12－17所示）．磁场上部有边界，下部无边界，磁感应强度T B 5.0=．金属棒进入磁场后又运动了m S 30/=后开始做匀速直线运动，在做匀速直线运动之前这段时间内电阻R 上产生了J Q 36=的内能（2/10s m g =）．求：（1）金属棒进入磁场后速度s m /15=υ时的加速度a的大小及方向；（2）磁场的上部边界距顶部的距离S ．【解析】（1）金属棒从开始下滑到进入磁场前由机械能守恒得：221sin υθm S mg =⋅ 进入磁场后棒上产生感应电动势l B E υ=，又有rR E I += 金属棒所受的安培力沿轨道向上，大小为 BIl F ＝安由牛顿第二定律得： ma F mg ＝安-θsin整理得：ma l rR l B Bmg ＝+-υθsin 代入得：2/10s m a -=负号表示其方向为沿轨道向上．（2）设匀速运动时的速度为t υ，金属棒做匀速运动时根据平衡条件得： r R l B mg t +=υθ22sin 即s m l B r R mg t /5)(sin 22=+=θυ 自金属棒进入磁场到做匀速运动的过程中由能的转化与守恒得：)(21sin 22/υυθ--⋅t m E S mg ＝电 又有电功率分配关系E r R RE Q +=电 J Q Rr R E 60=+=电代入解得：S ＝32.5m【答案】（1）2/10s m 方向为沿轨道向上；（2）32.5m。
人教版高中物理选修3-2 第四章第4节法拉第电磁感应定律课件(共22张PPT)
法拉第电磁感应定律
——感应电动势的大小
一、感应电动势（E） 1.定义: 在电磁感应现象中产生的电动势。S+源自NG+
+
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二、探究：影响感应电动势大小的因素
从演示的实验、感应电动 势的产生做出合理的猜想 感应电动势的大小与哪些 因素有关？
学生猜想：（1） ΔΦ （2）Δt
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等效
存在感应电流必然存在对应的电动势； 物理学中，我们把在电磁感应现象中，产生 的电动势叫做感应电动势。
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二、实验探究：
实验步骤
实验现象
实验结论
控制Δt相同， 一根磁铁快速插 比较电流计偏转情况： Δt相同时：
选修3-2 第四章 电磁感应(全章教案上课ppt)
【例2】 如图6所示，两根足够长的平行导轨处在 与水平方向成θ＝37°角的斜面上，导轨电阻不计 ，间距L＝0.3 m，导轨两端各接一个阻值R0＝2 Ω 的电阻；在斜面上加有磁感应强度B＝1 T、方向垂 直于导轨平面的匀强磁场．一质量为m＝1 kg、电 阻r＝2 Ω的金属棒横跨在平行导轨间，棒与导轨 间的动摩擦因数μ＝0.5.金属棒以平行于导轨向上 、v0＝10 m/s的初速度上滑，直至上升到最高点的 过程中，通过上端电阻的电荷量Δq＝0.1 C，求上 端电阻R0产生的焦耳热Q.(g取10 m/s2)
思考：a、b哪端电势高？
注意：引起感应电动势那部分导体 视为电源，电源电流由-流向+
第四节 法拉第电磁感应定律 一、法拉第电磁感应定律 纽曼和韦伯先后指出： 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 公式：
匝数n=100匝，面积S=0.10m2，磁场向里为 正方向，变化如图，线圈内阻r=1Ω，R=3Ω， 求： （1） MN那端电势高（2）电压UMN=？
第三节 楞次定律
一、楞次定律（I感方向）：感应电流的 磁场总要阻碍源磁通量的变化 （引起感应电流的磁通量变化）
源磁通量变化
感应电流
右手螺 旋定则
阻碍
附加磁场
源磁通 向里减 当磁场在减弱 量变化 弱 阻碍
顺时 感应 针 电流
右手 螺旋 定则
附加磁场 向里
磁铁向？能产生图 示感应电流
当s闭合时画出 AB中感应电流 方向
选修 3-2 第四章 电磁感应
第一节 划时代
回忆磁通量φ： φ=Bs⊥ 单位：韦伯wb 物理意义：表示穿过磁场 中某个面的磁感线条数
一、视频（二中教师版） 奥斯特梦圆“电生磁” 法拉第心系“磁生电”
人教版高中物理选修3-2第四章电磁感应章节复习(共53张PPT)
课堂练习
线圈在长直导线电流的磁场中,作如图的运
动: A.向右平动
B.向下平动
C.绕轴转动(ad边向外)
D.从纸面向纸外作平动
E.向上平动(E线圈有个缺口)
判断线圈中有没有感应电流?
3.感应电流方向的判断
结论:感应电动势与线圈的形状和转动轴的具体 位置无关（但是轴必须与B垂直）
课堂练习
如图所示,矩形线圈同n=50匝导线组成,ab边长 L1=0.4m,bc边长L2=0.2m,在B=0.1T的匀强磁场中, 以两短边中点的连线为轴转动,ω=50rad/s,求: (1)线圈从图甲位置转过180o过程中的平均电动势 (2)线圈从图乙位置转过30o时的瞬时电动势
向、同强度的电流，导线框ABCD和两导线在同一 平面内，导线框沿着与两导线垂直的方向自右向 左在两导线间匀速运动．在运动过程中，导线框 中感应电流的方向( )
A．沿ABCD方向不变．
B．由ABCD方向变成ADCB方向．
C．沿ADCB方向不变．
D．由ADCB方向变成ABCD方向．
课堂练习
如图所示,一磁铁用细线悬挂,一闭合铜环用
B．电键S由闭合到断开瞬间
C．电键S是闭合的,变阻器滑片P向左迅速 滑动
D．电键S是闭合的,变阻器滑片P向右迅速 滑动
如图（a），圆形线圈P静止在水平桌面上， 其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴.Q 中通有变化电流，电流随时间变化的规律如 图（b）所示.P所受的重力为G，桌面对P的 支持力为N，则 A.t1时刻N＞G B.t2时刻N＞G C.t3时刻N＜G D.t4时刻N=G
人教版高二物理选修3-2 4.4 法拉第电磁感应定律(课件) (共32张ppt)
体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一
条形磁铁从高处下落接近回路时： ( AD
)
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g D．磁铁的加速度小于g
【例2】今有一“［”形导体框架,宽度为L,垂直于框架
平面有一匀强磁场,其磁感应强度随时间变化的规律
为B=B0+kt，一导体棒沿框架向右以速度v0做匀速直 线运动，如图所示，若从t=0开始计时，且t=0时导 体棒恰和框架左边重合，试求时间t时回路中产生的
属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接
触良好，不计它们之间的摩擦。
（1）由b向a方向看到的装置如图所示，请在此图中画出ab杆下滑过程
中某时刻的受力示意图；
（2）在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v
时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小；
（3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最
消耗的最大功率
（2）外力F的最大值
（3）金属棒滑过导轨OCA过程中，
整个回路产生的热量。
P2
1W 3
F 1.5N
Q 1.25J
变式7、如图所示，固定的水平金属导轨，间距为L，左端接有阻 值为R的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质 量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的
D．4：1
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电磁感应与图象的综合
【例9】一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内，
磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，如图所示
.磁感应强度B随t的变化规律，如图所示.以I表示线圈
中的感应电流，以图中线圈上箭头所示方向的电流为正
，则下图中的I－t图中
人教版高中物理选修3-2第四章电磁感应4.4法拉第电磁感应定律(共29张PPT)
以速度V向右匀速运动时，E=？
×××××
E = B·2R·V
×××××
×
×Ｏ
×
Ｖ
××
×××××
× R× × × ×
×××××
有效长度---弯曲导线在垂直速度方向上
的投影长度
4.4 法拉第电磁感应定律
一、法拉第电磁感应定律 1、内容： 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。
2、公式：
E感 n t
n为线圈匝数
3、说明：
⑴适用于回路磁通量变化的情况，回路不一定 要闭合。
⑵Φ、△Φ、 △Φ/△t的比较： ①Φ是状态量，表示在某一时刻回路中磁 感线条数。 ②△Φ是过程量，表示回路从某一时刻变化 到另一时刻磁通量的增量。
注意：
1、导线运动方向和磁感线平行时, E=0 2、速度v为平均值(瞬时值), E就为平均值(瞬时值)
问题：公式 ① E n 与公式 ② EBL sv in
t
的区别和联系？
1、区别：(1) ①求出的是平均感应电动势,
E和某段时间或某个过程对应； ②求出的是瞬时感应电动势，E和某个 时刻或某个位置对应.
过这一电路的磁通量的变化率成
正比。
2.公式: E Φ
E n Φ
t
t
n为线圈的匝数
注意：公式中Δφ 取绝对值，不涉及 正负，感应电流的方向另行判断。
3、理解:Φ、△Φ、ΔΦ/Δt的意义
物理意义
与电磁感应关系
Байду номын сангаас
磁通量Ф
穿过回路的磁感 线的条数多少
无直接关系
磁通量变化△Ф
磁通量变化率
ΔΦ/Δt
高中物理人教版选修32课件：第四章+电磁感应+第四节+法拉第电磁感应定律+(共40张PPT)
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
如图所示闭合线框一部分导体ab长l,处于匀强磁
场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，
求产生的感应电动势。
回路在时间t内增大的面积为： 穿过回路的磁通量的变化为：
ΔΦ=BΔS =BLvΔt
ΔS×=L×vaΔt× ×
× G×
× ×
×v ×
××
×a ×
××
××
产生的感应电动势为：
××××××
b
四、对比两个公式
求平均感应电动势
E n
t
△t近于0时，E为瞬时感应电动势
求平均感应电动势,v是平均速度
EBL siv n 求瞬时感应电动势，v是瞬时速度
思考讨论
1、求下面图示情况下，a、b、c三段导体两端的 感应电动势各为多大？
E=BLv
思考讨论
导体棒转动
2、如下图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于
t
R tR
qItt
t R R
SB0.00W1b
q 0.01C
R
5.如图所示，电阻不计的裸导体AB与宽为60cm的平行
金属导轨良好接触，电阻R1＝3Ω， R2＝6Ω，整个装 置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，磁感应强度B＝
0.5T。当AB向右以V＝5m/s的速度匀速滑动时，求流过
电阻R1、 R2的电流大小。
人教版高中物理选修3-2第四章电磁感应42+探究电磁感应的产生条件(共32张PPT)
圈。先把线圈撑开（图甲），然后放手，让 线圈收缩（图乙）。线圈收缩时，其中是否 有感应电流？为什么？
3、如图所示，让闭
合线圈由位置1通过 一个匀强磁场运动到 位置2。线圈在运动 过程中什么时候有感 应电流，什么时候没 有感应电流？为什么？ （可移动线框）
4．矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近，线圈 与导线在同一个平面内，线圈的两个边与导线平 行。在这个平面内，线圈远离导线移动时，线圈 中有没有感应电流？线圈和导线都不动，当导线 中的电流I逐渐增大或减小时，线圈中有没有感 应电流？为什么？ （注意：长直导线中电流越大， 它产生的磁场越强； 离长直导线越远， 它的磁场越弱。）
5、两图中，金属圆环顺着磁场方 向运动，能否产生感应电流？
6、在一根铁棒P上套两个线圈A、B，如果 给线圈A通以如图所示的甲、乙、丙、丁4 种电流，在t1到t2这段时间内，哪种情况 可以在线圈B中产生感应电流？为什么？
例4、如图（甲）所示，有一通电直导线MN
水平放置，通入向右的电流I，另有一闭合线 圈P位于导线正下方且与导线位于同一竖直平 面，正竖直向上运动。问在线圈P到达MN上方 的过程中，穿过P的磁通量是如何变化的？在 何位置时P中会产生感应电流？
实验二、磁铁插入或拔出 实质：改变了闭合电路中磁 场的强弱 实验三、开关闭合或断开， 滑动变阻器滑动 实质：改变了闭合电路中磁 场的强弱
三、结论：只要穿过闭合电路的磁通量发 感应电流产生的条件是： 生变化，闭合电路中就有电流。 回路要闭合 穿过回路的磁通量发生变化
磁通量变化包括： B不变，S变化 S不变，B变化 B、S不变，B、S的夹角变化 B、S都变化
练习
1、如图所示的匀强磁场中有一个矩形的 闭合导线框。在下列几种情况下，线框 中是否产生感应电流？
人教版3-2《第四章 电磁感应》章末总结(课件) (共30张PPT)
(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确图象; (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。 不管是何种类型,电磁感应中的图象问题常需利用右手定则、楞次 定律和法拉第电磁感应定律等分析解决。
人教版 高中物理选修3-2
《第四章 电磁感应》章末总结
知识网络
电流的磁效应 划时代的发现 电磁感应现象
产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化
电磁感应现象
感应电流的大小:法拉第电磁感应定律
������
=
������
������ ������
(适用于所有情况)
������ = ������������������sin������(适用于导线切割磁感线的情况)
(3)利用 E=nΔΔ������������或 E=BLvsin θ 求感应电动势的大小。 (4)分析电路结构,画出等效电路图,利用欧姆定律和 串、并联电路的规律求解。
2.电磁感应的过程本质是其他能转化 为电能的过程,产生的电能又同时转化为其 他能量,所以,电磁感应问题往往与能的转化 与守恒相联系,解决这类问题要搞清能量的 转化过程。
【解析】火车做匀加速运动，速度为 v v0 at ，以火车为参照系，线圈是运动的，线 圈 左 （ 或 右 ） 边 切 割 磁 感 线 产 生 的 感 应 电 动 势 为 E BLv ， 线 圈 两 端 的 电 压 u E BLv BLv0 BLat ，由此可知，u 随时间均匀增大．线圈完全磁场中时，磁通
人教版高中物理选修3-2第四章电磁感应全单元课程同步课件
第一节划时代的发现教学目标：知识与技能知道奥斯特实验、电磁感应现象过程与方法自然现象之间的相互联系和相互转化；其他科学家在探究过程中的失败和贡献情感、态度与价值观体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神教学重点、难点探索电磁感应现象的历史背景；体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神教学方法：讲授教学过程：新课教学：康德等哲学家提出：各种自然现象之间的相互联系和相互转化的思想。
（一）奥斯特梦圆“电生磁”由于受康德哲学与谢林的自然哲学的影响，坚信自然力是可以相互转化的，长期探索电与磁之间的联系。
1820年4月终于发现了电流对磁针的作用，即电流的磁效应。
同年7月21日以《关于磁针上电冲突作用的实验》为题发表了他的发现。
这篇短短的论文使欧洲物理学界产生了极大震动，导致了大批实验成果的出现，由此开辟了物理学的新领域──电磁学。
1820年因电流磁效应这一杰出发现获英国皇家学会科普利奖章。
1829年起任哥本哈根工学院院长。
（二）法拉第心系“磁生电”1820年奥斯特发现电流的磁效应，受到科学界的关注，促进了科学的发展。
1821年英国《哲学年鉴》的主编约请戴维撰写一篇文章，评述奥斯特发现以来电磁学实验的理论发展概况。
戴维把这一工作交给了法拉第。
法拉第在收集资料的过程中，对电磁现象的研究产生了极大的热情，并开始转向电磁学的研究。
他仔细地分析了电流的磁效应等现象，认为既然电流能产生磁，磁能否产生电呢?1822年他在日记中写下了自己的思想：“磁能转化成电”。
他在这方面进行了系统的研究。
起初，他试图用强磁铁靠近闭合导线或用强电流使另一闭合导线中产生电流，做了大量的实验，都失败了。
经过历时十年的失败、再试验，直到1831年8月29日才取得成功。
他接连又做了几十个这类实验。
1831年11月24日的论文中，他把产生感应电流的情况概括成五类：变化着的电流；变化着的磁场；运动的恒定电流；运动的磁场；在磁场中运动的导体。
他指出：感应电流与原电流的变化有关，而不是与原电流本身有关。
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（二）焦耳热Q问题
【变式】如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场 解析： 通过棒的电荷量 BLx q I t n R R
竖直向上穿过水平放置的固定金属框架，框架宽 为L，右端接有电阻R，一根质量为m、电阻为r 的金属棒以初速度v0沿框架向左运动，棒与框架 的动摩擦因数为μ，测得棒在整个运动过程中， 通过任一截面的电量为q，求：电阻R上产生的热 量。
❷能量守恒： Q＝ΔE其他
（二）焦耳热Q问题
如图所示，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 x＝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： (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。
解析： 金属棒从b转到f的过程 q1
3BL2 q2 CEm 2BL2C 电容器所带的电荷量 2R 3 2 2 2C ) 金属棒转到f的瞬间 Em B 2L L 2BL 总电荷量 q q1 q2 BL ( 2R
（二）焦耳热Q问题
【例3】如图甲所示，有一面积为S1=120cm2的金 属环，电阻为R＝0.1 Ω，环中面积为S2=100cm2 解析： 由法拉第电磁感应定律 B En S 2 0.01V t t 由闭合电路的欧姆定律
三种情况 1.S不变，B变化 2.B不变，S变化 3.B和S同时变化
感应电动势
感应电流
B变化
S变化
涡流 电磁阻尼和电磁驱
Part two 典型问题
（一）电荷量q问题
【例1】如图甲所示，有一面积为S1=120cm2的金 属环，电阻为R＝0.1 Ω，环中面积为S2=100cm2 解析： 由法拉第电磁感应定律 B En S 2 0.01V t t 由闭合电路的欧姆定律
E Bav
由闭合电路的欧姆定律
E Bav I R R
通过金属环截面的电荷量
Bav a Ba 2 q I t R v R
B
C
（一）电荷量q问题
【变式1】如图所示，一边长为a ，电阻为R的n
匝线框ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入 磁感应强度为B的匀强磁场。在这一过程中，通 过导线框的电荷量是多少？ A D 解析： 线框进入磁场产生的感应电动势
q It
电流的平均值
E Ba I R t R t R
2
解得：
B
CBa q Rຫໍສະໝຸດ 2（一）电荷量q问题
【变式3】如图所示，一半径为a，电阻为R的圆
形线框在外力作用下以速度v向右匀速进入磁感 应强度为B的匀强磁场。在这一过程中，通过导 线框的电荷量是多少？ 解析： 通过金属环截面的电荷量
《电磁感应》单元复习
三门中学
刘堂锦
Part one 知识梳理
目录
第1部分：电磁感应现象的发现
现象 规律
第2部分：电磁感应的规律
本质
应用
第3部分：电磁感应的本质
第4部分：电磁感应现象及应用
思维导图
奥斯特发现“电流的磁效应” 发现史 法拉第发现“电磁感应现象”
条件 结果 产生 结果 闭合 回路
磁通量的变化
2 BS q 2R
（一）电荷量q问题
总结归纳
电荷量q 的计算
（一）电荷量q问题
【拓展 2】如图所示，放在绝缘水平面上的两条平行导轨 MN和PQ之间宽度为L，置于磁感应强度为B的匀强磁场中 ， B 的方向垂直于导轨平面，导轨左端接有阻值为 R 的电 阻，其他部分不计，导轨右端接一电容为 C的电容器。长 为2L的金属棒a放在导轨PQ上与导轨垂直且接触良好，设 导轨长度比 2L 长得多，现将金属棒以 a 端为轴以角速度 ω 沿导轨平面顺时针旋转 90°角，在这一过程中通过电阻 R 的总电荷量是多少？
E I 0.1A R
的圆形区域内存在垂直于金属环平面向里的匀强 磁场，磁场的变化规律如图乙所示，在10s时间 内，金属环产生的焦耳热是多少？
金属环产生的焦耳热
Q I 2 Rt 0.01J
0.1 0.2
（二）焦耳热Q问题
【例题4】如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场 解析：
竖直向上穿过水平放置的固定金属框架，框架宽 为L，右端接有电阻R，一根质量为m、电阻为r 的金属棒以初速度v0沿框架向左运动，金属棒在 整个运动过程中，电阻R上产生的热量是多少?
棒的位移 x
qR BL 1 2 Q mv0 mgx 能量守恒 2 1 2 mgqR 解得： Q mv0 2 BL R 1 2 mgqR QR ( mv0 ) Rr 2 BL
（二）焦耳热Q问题
总结归纳
I恒定
Q＝I2Rt
焦耳热Q 的计算
I变化
❶动能定理+（Q=E电=WF安）
B a q R
2
（一）电荷量q问题
【拓展 1】如图甲所示，一个电阻为 R 面积为 S的 解析：
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， OO′ 分别是 ab 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 是多少？
E nBav
由闭合电路的欧姆定律
E nBav I R R
通过金属环截面的电荷量
nBav a nBa 2 q I t R v R
B
C
（一）电荷量q问题
【变式2】如图所示，一边长为a，电阻为R的单
匝线框ABCD在外力作用下向右进入磁感应强度 为B的匀强磁场。在这一过程中，通过导线框的 电荷量是多少？ A D 解析： 通过金属环截面的电荷量
E I 0.1A R
的圆形区域内存在垂直于金属环平面向里的匀强 磁场，磁场的变化规律如图乙所示，在0.1s到0.2s 时间内，通过金属环的电荷量是多少？
通过金属环截面的电荷量
q I t 0.01C
0.1 0.2
（一）电荷量q问题
【例2】如图所示，一边长为a，电阻为R的单匝
线框ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入磁 感应强度为B的匀强磁场。在这一过程中，通过 导线框的电荷量是多少？ A D 解析： 线框进入磁场产生的感应电动势