高中物理(人教版)电磁感应章节复习

S
F B S
（磁感应强度B）
例1：如图所示，两个同心放置的同平面的金属圆 环，条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，则通过 两圆环的磁通量Fa、Fb比较：（ A） A．Fa ＞ Fb ； B． Fa ＜ Fb ； C．Fa ＝ Fb ； D．不能比较．
二、电磁感应现象：
——利用磁场产生电流的现象。 1、产生条件：
[
c
]
a
d
b c
思考:你能作出ad间电压与时间的关系图象吗?
2、如图所示竖直放置的螺线管和导线abcd构成回路， 螺线管下方水平桌面上有一导体环。当导线abcd所围 区域内的磁场按下列哪一图示方式变化时，导体环将 受到向上的磁场力作用？ [ A ]
B
0 0
B a A t B t
× × × × × × × × × ×
与感应电流方向相关问题 例8：在匀强磁场中放一平行金属导轨，导轨跟大 线圈M相接如图所示，导轨上放一根导线ab，磁 感线垂直于导轨所在平面，假定除ab导线外其余 部分电阻不计，欲使Ｍ所包围的小闭合线圈N产 生顺时针方向感应电流，导线ab需（ CD ） A．匀速向右运动 B．加速向右运动 C．减速向右运动 D．加速向左运动
E S
例11：如图所示的电路，D1和D2是两个相同的小电 珠，L是一个自感系数相当大的线圈，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， 灯泡D1和D2先后亮暗的次序是： ( A ) A. 接通时D1先达最亮，断开时D1后暗； B. 接通时D2先达最亮，断开时D2后暗； C. 接通时D1先达最亮，断开时D1先暗； D. 接通时D2先达最亮，断开时D2先暗．
N S A R B
与感应电流方向相关问题 例6：两个大小不同的绝缘圆环，如图所示叠放在 一起，小圆环有一半面积在大圆内。当大圆环通上 顺时针方向电流的瞬间，小圆环中感应电流的方向 是（ B ） A. 顺时针方向 B. 逆时针方向 C. 左半圆顺时针，右半圆逆时针 D. 无感应电流
与感应电流方向相关问题 例7：如图所示，线圈L1，铁芯Ｍ，线圈L2都可 自由移动，K闭合，欲使L2中有感应电流且流过电 阻R ′的电流方向从ab，可采用的办法是 ABC Ａ．使L2迅速靠近L1 Ｂ．将变阻器R的滑 动触头向右移动 L1 L2 Ｃ．在L1中插入铁芯Ｍ Ｄ．断开电路中的电键Ｋ
R × × L× m × × ×
× × × B × × ×
a
b
× × ×
当ab杆达到匀速运动后，重力与安培力平衡。有： mg=BIL。 又：I=E/R，E=BLυ
则：
m gR 2 2 B L
例17：如图甲所示，AB、CD是两根足够长的固定 平行金属导轨，两导轨间的距离为l，导轨平面与水 平面的夹角是 ，在整个导轨平面内都有垂直于导 轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感强度为B，在导轨 的A、C端连接一个阻值为R的电阻．一根垂直于导 轨放置的金属棒ab，质量为m，从静止开始沿导轨 下滑，求ab棒的最大速度．(要求画出的ab棒受力图， 已知ab与导轨间的动摩擦因数 ，导轨和金属棒的 电阻都不计)
2、两种自感现象：
①通电自感：
②断电自感：
例10：在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯 泡， L为自感线圈， E为电源， S 为开关，关于两灯泡点 亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是: (C) A.合上开关，a先亮，b后亮；断开开关，a、b同时熄灭 B.合上开关， b先亮， a后亮；断开开关， a 先熄灭， b 后 熄灭 C.合上开关，b先亮，a后亮； 断开开关，a、b同时熄灭 a D.合上开关，a、b同时亮； L 断开开关，b先熄灭，a后熄灭 b
N
M
a
P
R
b
r
Q
B
解: 金属棒ab在冲量作用下获得速度v0 ， 相应的动能：Ek= 1/2 m v0 2 ab切割磁感线运动，产生感应电流受到磁场力F 作用做减速运动，直到速度减为零停止下来， 在这个过程中，ab棒的动能转化为电能，最终转 化成导轨与ab棒产生的焦耳热Q1和Q2， 满足 Q1＋Q2＝Ek 因导轨电阻R和ab棒电阻r是 串联关系，则 Q1/Q2=R/r R 由以上各式可解得，金属 N 棒上产生的热量 M F a P v0 Q
2、感应电流方向的判定：
右手定则：仅适用于“切割” 楞次定律：普遍适用 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 说明：阻碍不是阻止，是延缓； 阻碍的表现为：“增”反，“减”同； 3. 应用楞次定律解题的步骤： （1）明确原磁场方向
（2）明确穿过闭合回路的磁通量如何变化
（3） 由楞次定律确定感应电流的磁场方向 （4） 利用安培定则确定感应电流的方向
若B 竖直向上， 则结果又怎样？
m gR(sin cos ) vm 2 2 B L m gR(sin cos ) vm 2 2 B L (cos sin )
3、电磁感应中的能量转化：
例18：电阻为R的矩形导线框abcd，边长ab=l， ad=h，质量为m，自某一高度自由落体，通过一 匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的 宽度为h，如图，若线框恰好以恒定速度通过磁场， 2mgh 。 (不考 线框内产生的焦耳热等于 a b 虑空气阻力) 解: 由能量守恒定律，线框通过磁场 时减少的重力势能转化为线框的内 能， 所以 Q=2mgh
三、感应电动势的大小： 1、法拉第电磁感应定律： F EN (普遍适用，常用于感生) t F /t 磁通量的变化率 决定电动势的大小
区分：F
F
F /t
2、特例：E BL v （常用于动生，切割）
条件： B、L、v互相垂直 F 说明： E N 求平均值 t E BLv 求瞬时值和平均值
F 发生变化
有 E感
闭合回路
有I感 ③B与S夹角θ变化
引起磁通量F 变化的因素： ①B 变化 ②S 变化
B↑
例2 ：在长直导线电流的磁场中，线圈做如图 的运动，判断线圈中有没有感应电流？ A、向右平动 B、向下平动 B、C、D C、绕轴转动（ad边向外） D、从纸面里向纸外作平动 E、向上平动（线圈有个缺口）
例9：如下图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在 垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动， 磁场的磁感应强度为B，求杆OA两端的电势差。 平均速度 切割法：
v 0 v A 0 L 1 v L 2 2 2
1 2 E BLv BL 2 S lL E B B
L
t 2 t L2 L2 B B 2 t 2
A．ε＝π f l 2B，且a点电势低于b点电势 B．ε＝2πfl2B，且a点电势低于b点电势 C．ε＝π f l2B，且a点 电势高于b点电势 D．ε＝2π f l2B，且a点 电势高于b点电势
例14：如图所示，在磁感应强度为0.2T的匀强 磁场中，长为0.5m的导体AB在金属框架上， 以10m/s的速度向右滑动，R1=R2=20Ω，其它 电阻不计，则： 0.1A （1）流过AB的电流是多少？______ （2）AB两端电压为_____ 1V A R1
B d
电磁感应中的图象问题
1.如图所示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向 里．一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边 界的恒定速度v＝20cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有 一边始终与磁场区域的边界平行．取它刚进入磁场的时刻t＝0. 在 下列图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是
r b
B
Q2＝ m v0 r / 2(R＋r)
2
例20、如图所示，电阻为R的矩形线框，长为l ，宽为 a ，在外力作用下，以速度 v匀速向右运动，通过宽度 为d，磁感应强度为B的匀强磁场中，在下列两种情况 下求外力做的功：(a) l <d 时；(b) l >d 时。 解： （a）线框进入和穿出时产生感应电动势 E=Bav 进入时做功 W1=E2 t /R= B2a2 l v/R 穿出时做功 W2= W1 a W=2B2a2 l v/R l （b）线框进入和穿出时产生感应电动势 E=Bav 进入时做功 W1=E2 t′/ R t′=d /v =（ Bav）2×d /(vR)= B2a2 d v/R a 穿出时做功 W2= W1 l W=2B2a2 d v/R B d
电磁感应专题复习
一、磁通量（Φ） ：
1、磁通量定义：F = BS⊥ 单位: 韦伯(Wb) 1Wb=1T×1m2=1V· s 2、F表示穿过某面的磁感线 条数的代数和。
3、磁通量的变化量： F F 末 F 初 4、磁通密度： ——穿过单位面积的磁通量 说明：B与Ф、S无关由磁场本身决定。
h d l c
h
例 19：如图所示，一个“ ” 形导轨 PMNQ的 质量为 M ，水平固定在一个竖直向下的匀强磁场 中，导轨上跨放一根质量为m的金属棒ab，导轨的 MN边和金属棒ab平行，它们的电阻分别是R和r， 摩擦及导轨的其余部分的电阻不计。若沿着MP方 向给 ab一个初速度v0，设导轨足够长。求在金属 棒ab中产生的热量。 Qab＝ m v02 r / 2(R＋r)
例3： 一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于 水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运 动．已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次 通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线 圈中感应电流的方向分别为：（ B ） A. 逆时针方向(位置Ⅰ) 逆时针方向(位置Ⅱ)； B. 逆时针方向(位置Ⅰ) 顺时针方向(位置Ⅱ)； C. 顺时针方向(位置Ⅰ) 顺时针方向(位置Ⅱ)； D. 顺时针方向(位置Ⅰ) 逆时针方向(位置Ⅱ)．
L
四、自感现象： —— 由于通过导体自身回路电流的变化而 引起的电磁感应现象 I 1、自感电动势： E自 L t L自感系数——由线圈决定 单位：亨利 (H)、mH、 μH 线圈越粗、线圈越长、 线圈越密、有铁心，L越大 作用：总是阻碍电流的变化 原电流增大，产生反向的电流 原电流减小，产生同向的电流