江苏省扬州市江都中学高考物理一轮复习第一章《电磁感应》(第2课时)法拉第电磁感应定律自感涡流导学案新
江苏省扬州市江都中学高考物理一轮复习 第一章《电磁感应》(第4课时)电磁感应中的动力学问题课后练习
第4课时 电磁感应中的动力学问题和能量问题（ ）1．边长为h 的正方形金属导线框，从如图所示的初始位置由静止开始下落，通过一匀强磁场区域，磁场方向垂直于线框平面，磁场区宽度等于H ，H>h.从线框开始下落到完全穿过磁场区的整个过程中A. 线框中总是有感应电流存在B. 线框受到的磁场力的合力有时向上，有时向下C. 线框运动的方向始终是向下的D. 线框速度的大小不一定总是在增加（ ）2如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd.ab 边长大于bc 边长，置于垂直纸面向里、边界为MN 的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab 边平行MN 进入磁场，线框上产生的热量为Q 1，通过线框导体横截面的电荷量为q 1.第二次bc 边平行MN 进入磁场.线框上产生的热量为Q 2，通过线框导体横截面的电荷量为q 2，则A. Q 1>Q 2，q 1=q 2B. Q 1>Q 2，q 1>q 2C. Q 1=Q 2，q 1=q 2D. Q 1=Q 2，q 1>q 2（ ）3．在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ 、MN ，相距为L ，导轨处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下.有两根质量均为m的金属棒a 、b ，先将a 棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c 连接，连接a 棒的细线平行于导轨，由静止释放c ，此后某时刻，将b 也垂直导轨放置，a 、c 此刻起做匀速运动，b 棒刚好能静止在导轨上.a 棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨电接触良好，导轨电阻不计.则A. 物块c 的质量是2msin θB. b 棒放上导轨前，物块c 减少的重力势能等于a 、c 增加的动能C. b 棒放上导轨后，物块c 减少的重力势能等于回路消耗的电能D. b 棒放上导轨后，a 棒中电流大小是BL mg sin （ ）4．如图所示，相距为L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R ，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B.将质量为m 的导体棒由静止释放，当速度达到v 时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P ，导体棒最终以2v 的速度匀速运动.导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g.下列说法中正确的是A. P=2mgvsin θB. P=3mgvsin θC. 当导体棒速度达到2v 时加速度大小为2g sin θ D. 在导体棒速度达到2v 以后匀速运动的过程中，R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功5. 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=0.5m ，左端接有阻值R=0.3Ω 的电阻.一质量m=0.1kg 、电阻r=0.1Ω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=0.4T.棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a=2m/s 2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x=9m 时撤去外力，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Q 1∶Q 2=2∶1.导轨足够长且电阻不计，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) 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Q 2.(3) 外力做的功W F .6. 如图所示，在绝缘光滑的水平面上，有一个边长为l 的正方形线框，用一垂直于ab 边的恒定外力将正方形线框以速率v 1匀速拉进磁感应强度为B 的有界匀强磁场区域，当正方形线框全部进入磁场后立即将外力撤去，线框最终能完全离开磁场.若测得cd 边刚要离开磁场时速率为v 2，已知磁场方向竖直向下，宽度为5l ，正方形线框每条边的电阻均为R ，求:(1) 恒定外力的大小.(2) 线框ab 边刚进磁场到刚要出磁场时所用时间t 和cd 边刚要离开磁场时的电势差U cd .(3) 整个过程中产生的焦耳热Q.第4课时 电磁感应中的动力学问题和能量问题 参考答案1. CD2. A3. AD4. AC5. (1) 4.5C (2) 1.8J (3) 5.4J6. (1) R v l B 4122 (2) 15v l 43Blv 2 (3) R v l B 4132+2121mv -2221mv。
高三物理一轮复习教学案 课题法拉第电磁感应定律
高三物理一轮复习教学案 课题：法拉第电磁感应定律一、感应电动势1.感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势，叫感应电动势.2.电势高低的判断:在电磁感应中判定电势高低时必须把产生感应电动势的导体(或线圈)看成电源，且注意在电源内部感应电流是从电势低处向电势高处流动.若电路断路无感应电流时，可假设电路闭合有感应电流，来判断电势的高低.讨论:分析下图所示电路中那部分导体相当于电源？并画出等效电路.判断a 、b 两点电势的高低.二、感应电动势大小的计算 1.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.表达式:tnE ∆∆Φ=，n 为线圈的匝数. 法拉第电磁感应定律是计算感应电动势的普适规律. (2)说明:①t n E ∆∆Φ=本式是确定感应电动势的普遍规律，适用于导体回路，回路不一定闭合.②在tn E ∆∆Φ=中，E 的大小是由匝数及磁通量的变化率(即磁通量变化的快慢)决定的，与Φ或△Φ之间无大小上的必然联系.磁通量Φ表示穿过某一平面的磁感线的条数；磁通量的变化量△Φ表示磁通量变化的多少；磁通量的变化率t ∆∆Φ表示磁通量变化的快慢.Φ大，△Φ及t∆∆Φ不一定大；t ∆∆Φ大，Φ及△Φ也不一定大.它们的区别类似于力学中的v 、△v 及t v a ∆∆=的区别.③t n E ∆∆Φ=一般计算△t 时间内的平均电动势，但若t∆∆Φ是恒定的，则E 不变也是瞬时值.④若S 不变，B 随时间变化时，则t B nS E ∆∆=；若B 不变，回路面积S 随时间变化时，则tSnB E ∆∆=.2.导体切割磁感线产生感应电动势(1)公式:E =BL v (可从法拉第电磁感应定律推出)(2)说明:①上式仅适用于导体各点以相同的速度在匀强磁场中切割磁感线的情况，且L 、v 与B 两两垂直.②当L ⊥B,L ⊥v ,而v 与B 成θ角时，感应电动势E =BL v sin θ. ③若导线是曲折的，则L 应是导线的有效切割长度.④公式E =BL v 中，若v 是一段时间内的平均速度，则E 为平SNv a a r a O均感应电动势，若v 为瞬时速度，则E 为瞬时感应电动势.3.导体转动切割磁感线产生的感应电动势当导体在垂直于磁场的平面内，绕一端以角速度ω匀速转动， 切割磁感线产生感应电动势时:ω221BL BLv E ＝中=. 三：例题精选例1：如图所示，在竖直向下的磁感强度为B 的匀强磁场中，有两根水平放置相距L 且足够长的平行金属导轨AB 、CD ，在导体的AC 端连接一阻值为R 的电阻，一根垂直于导体放置的金属棒ab ，质量为m ，导轨和金属棒的电阻及它们间的摩擦不计，若用恒力F 沿水平方向向右拉棒运动，求金属棒的最大速度。
高考物理一轮复习 第1章 第2课 法拉第电磁感律 自感练习
取夺市安慰阳光实验学校第2课 法拉第电磁感应定律 自感考点一 法拉第电磁感应定律 1．感应电动势．(1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势．(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关．(3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断． 2．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变化率成正比．(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：遵守闭合电路欧姆定律，即I ＝ER ＋r ．(4)导体切割磁感线时的感应电动势：切割方式 电动势表达式说明垂直切割E ＝Blv①导体棒与磁场方向垂直，磁场为匀强磁场②式中l 为导体切割磁感线的有效长度 ③旋转切割中导体棒的平均速度等于中点位置的线速度12l ω倾斜切割E ＝Blvsin θ(θ为v 与B 的夹角)旋转切割(以 一端为轴)E ＝Bl v －＝12Bl 2ω考点二 自感、涡流 1．自感现象．由于通过导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象．2．自感电动势．(1)定义：在自感现象中产生的感应电动势． (2)表达式：E ＝L ΔIΔt．(3)自感系数L ：①相关因素：与线圈的形状、长短、匝数以及是否有铁芯等因素有关．②单位：亨利(H)，常用单位还有毫亨(mH)、微亨(μH)．1 mH ＝10－3H ，1 μH ＝10－6H.,1．如图所示，电路中A 、B 是完全相同的灯泡，L 是一带铁芯的线圈．开关S 原来闭合，则开关S 断开的瞬间(D)A ．L 中的电流方向改变，灯泡B 立即熄灭B ．L 中的电流方向不变，灯泡B 要过一会儿才熄灭C ．L 中的电流方向改变，灯泡A 比B 熄灭的慢D ．L 中的电流方向不变，灯泡A 比B 熄灭的慢解析：当开关S 断开时．L 与灯泡A 组成回路，由于自感，L 中的电流由原来数值逐渐减小，电流方向不变，A 灯熄灭要慢些，B 灯电流瞬间消失，立即熄灭，正确的选项为D.2．如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R 、半径为L 、圆心角为45 °的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度ω匀速转动(O 轴位于磁场边界)．则线框内产生的感应电流的有效值为(D)A.BL 2ω2R B.2BL 2ω2RC.2BL 2ω4RD.BL 2ω4R解析：线框转动的角速度为ω.进磁场的过程用时18周期，出磁场的过程用时18周期，进、出磁场时产生的感应电流大小都为I′＝12BL 2ωR，则转动一周产生的感应电流的有效值满足：I 2RT ＝⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12BL 2ωR 2R ×14T ，解得I ＝BL 2ω4R ，D 项正确．课时作业一、单项选择题1．自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献．下列说法不正确的是(B)A ．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B ．欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系C ．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系D ．焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和内能之间的转换关系 解析：奥斯特实验和法拉第电磁感应现象揭示了磁和电之间的联系，A 、C 对；焦耳发现了电流的热效应，给出的焦耳定律公式能定量计算热量，揭示电与热的定量关系，D 对；欧姆定律是电路规律，不能说明热现象和电现象之间存在联系，B 错．2．下列说法中正确的是(C)A ．自感电动势越大，自感系数越大B ．线圈中的电流变化越快，自感系数也越大C ．插有铁芯时线圈的自感系数会变大D ．线圈的自感系数与电流的大小、电流变化的快慢、是否有铁芯等都无关 解析：线圈的自感系数由线圈本身决定，与线圈的长短、匝数的多少、粗细以及有无铁芯有关，与电流大小、变化快慢、自感电动势的大小均无关．故选C 项． 3．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(C)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解析：由E ＝n ΔΦΔt ，A 、B 错误，C 正确．B 原与B 感的方向可相同亦可相反，D 错误．4．一直升机停在南半球的地磁极上空．该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B.直升机螺旋桨叶片的长度为l ，螺旋桨转动的频率为f ，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动．螺旋桨叶片的近轴端为a ，远轴端为b ，如图所示．如果忽略a 到转轴中心线的距离，用E 表示每个叶片中的感应电动势，则(A)A ．E ＝πfl 2B ，且a 点电势低于b 点电势 B ．E ＝2πfl 2B ，且a 点电势低于b 点电势C ．E ＝πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势D ．E ＝2πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势解析：叶片转动切割磁感线产生的感应电动势E ＝Blv ＝Bl ωl 2＝πfl 2B ；据右手定则判定a 点电势低于b 点电势，故选项A 正确．5．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D ．合上开关，a 、b 同时亮；断开开关，b 先熄灭，a 后熄灭解析：合上开关，b 灯先亮，由于L 的自感作用，a 灯逐渐变亮；断开开关，线圈L 和灯b 、a 组成串联回路，a 、b 一起变暗直至熄灭．故选C.二、不定项选择题6．关于E ＝L ΔIΔt 的说法，正确的是(CD)A ．自感电动势与电流的变化量成正比B ．自感电动势与自感系数成正比C ．自感电动势与自感系数、电流的变化量没有直接关系D ．自感电动势与电流的变化率成正比解析：一个量与几个量有关系时，谈论两个量之间是正比还是反比关系，一定要保持其他量不变才行，故A 、B 错，C 对．自感电动势与电流的变化率成正比，这是对的，D 对．7．某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10－5T ．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(AC)A ．河北岸的电势较高B ．河南岸的电势较高C ．电压表记录的电压为9 mVD ．电压表记录的电压为5 mV解析：海水在落潮时自西向东流，该过程可以理解为：自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁场．根据右手定则，右岸即北岸是正极电势高，南岸电势低，A 对B 错．根据法拉第电磁感应定律E ＝BLv ＝4.5×10－5×100×2 V ＝9×10－3V ，C 对D 错．8．将一磁铁缓慢或迅速地插到闭合线圈中的同一位置，两次发生变化的物理量不同的是(BC)A ．磁通量的变化量B ．磁通量的变化率C ．感应电流的电流大小D ．流过线圈导体横截面中的电荷量解析：迅速插时磁通量变化率大，产生的感应电流大，B 、C 对；两种方法，磁通量都是增加，磁通量变化量相同．q ＝ΔΦR ，总电阻和磁通量变化量分别相同，故流过线圈导体横截面中的电荷量相同．9．如图所示，理想变压器左线圈与导轨相连接，导体棒ab 可在导轨上滑动，磁场方向垂直纸面向里，以下说法正确的是(BCD)A．ab棒匀速向右滑，c、d两点中c点电势高B．ab棒匀加速右滑，c、d两点中d点电势高C．ab棒匀减速右滑，c、d两点中c点电势高D．ab棒匀加速左滑，c、d两点中c点电势高解析：ab棒匀速向右滑，产生的感应电流是恒定的，cd中没有电流流过，A错；ab棒匀加速右滑，左线圈中向下的磁场增加，右线圈向上的磁场增加，感应电流产生向下的磁场，电流从d通过电灯到c，B对；ab棒匀加速左滑，左线圈中向上的磁场增加，右线圈向下的磁场增加，感应电流产生向上的磁场，电流从c通过电灯到d，D对；ab棒匀减速右滑，左线圈中向下的磁场减弱，右线圈向上的磁场减弱，感应电流产生向上的磁场，电流从c通过电灯到d，C 对．10．穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是(ABC) A．图甲中回路产生的感应电动势为零B．图乙中回路产生的感应电动势为一定值C．图丙中回路在0～t0时间内产生的感应电动势大于在t0～2t0时间内产生的感应电动势D．图丁中回路产生的感应电动势可能恒定不变解析：感应电动势等于磁通量的变化率，在磁通量的图象上磁通量的变化率等于切线的斜率，甲的斜率为零，乙的斜率为一定值，A对、B对；图丙中回路在0～t0时间内的斜率大于t0～2t0时间内的斜率，C对．丁图中的斜率先减小再增大，D错误．三、非选择题11．如图所示，U形金属框水平放置，右端与竖直墙壁相连，导体棒ab与框架的两臂垂直放置，ab与框架构成边长l＝1.0 m的正方形，整个回路的电阻R＝2 Ω.质量m＝1 kg的物体c置于水平地面上，并通过轻绳绕过定滑轮与ab相连，当竖直向上的磁场按B＝kt(k为恒量)均匀变化时，物体c对地面的压力F随时间t变化的图象如图所示．不考虑一切摩擦，取g＝10 m/s2.(1)在图中用箭头标出ab棒中感应电流的方向；(2)求出k的值．解析：(1)感应电流方向由b指向a.(2)E＝ΔΦΔt＝ΔBΔtS＝kl2，回路中的感应电流I＝ER＝kl2R，ab所受安培力：F＝BIl＝kt×kl2R×l＝k2l3tR.t＝5 s时，安培力大小等于c的重力10 N，即：k2×13×52＝10，得k＝2 V/m2(或2 T/s)．答案：(1)由b指向a (2)2 V/m2(或2 T/s)12．如图(1)甲所示是某人设计的一种振动发电装置，它的结构是一个半径为r＝0.1 m的有20匝的线圈套在辐射状永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布，如图(1)乙所示．在线圈所在位置磁感应强度B 的大小均为0.2 T ，线圈的电阻为2 Ω，它的引出线接有8 Ω的小灯泡L.外力推动线圈框架的P 端，使线圈做往复运动，便有电流通过小灯泡．当线圈向右的位移随时间变化的规律如图(2)所示时：取x 向右为正，试求：(1)在图(3)中画出感应电流随时间变化的图象(在图(1)中取电流经L 由C→D 为正)；(2)每一次推动线圈运动过程中的作用力大小；(3)该发电机输出的功率(摩擦等损耗不计)．解析：(1)从图(2)可以看出，线圈往返的每次运动都是匀速直线运动，其速度为v ＝Δx Δt ＝0.080.1m/s ＝0.8 m/s.线圈做切割磁感线运动产生的感应电动势：E ＝nBLv ＝nBv2πr ＝20×0.2×0.8×2×3.14×0.1 V ＝2 V ，感应电流I ＝E R 1＋R 2＝28＋2A ＝0.2 A.根据右手定则可得，当线圈沿x 正方向运动时，产生的感应电流方向为负，可得到如图所示的图象．(2)由于线圈每次运动都是匀速直线运动，所以每次运动过程中推力须等于安培力，即F ＝F n ＝nBIL ＝nBI2πr ＝20×0.2×0.2×2×3.14×0.1 N ＝0.5 N.(3)发电机的输出功率即小灯泡的电功率 P ＝I 2R 2＝0.22×8 W ＝0.32 W.答案：(1)见解析图 (2)0.5 N (3)0.32 W13．如图(A)所示，固定于水平桌面上的金属架cdef ，处在一竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B 0，金属棒ab 搁在框架上，可无摩擦地滑动，此时adeb 构成一个边长为l 的正方形，金属棒的电阻为r ，其余部分的电阻不计．从t ＝0的时刻起，磁场开始均匀增加，磁感应强度变化率的大小为k ⎝⎛⎭⎪⎫k ＝ΔB Δt .求：(1)用垂直于金属棒的水平拉力F 使金属棒保持静止，写出F 的大小随时间t 变化的关系式．(2)如果竖直向下的磁场是非均匀增大的(即k 不是常数)，金属棒以速度v 0向什么方向匀速运动时，可使金属棒中始终不产生感应电流，写出该磁感应强度B t 随时间t 变化的关系式．(3)如果非均匀变化磁场在0～t 1时间内的方向竖直向下，在t 1～t 2时间内的方向竖直向上，若t ＝0时刻和t 1时刻磁感应强度的大小均为B 0，且adeb 的面积均为l 2.当金属棒按图(B)中的规律运动时，为使金属棒中始终不产生感应电流，请在图(C)中画出变化的磁场的磁感应强度B t 随时间变化的图象⎝⎛⎭⎪⎫t 1－t 0＝t 2－t 1<l v .解析：(1)E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt S ＝kl 2，I ＝E r ＝kl 2r，因为金属棒始终静止，在t 时刻磁场的磁感应强度为B t ＝B 0＋kt ，所以F 外＝F A ＝BIl ＝(B 0＋kt)kl 2r l ＝B 0kl 3r ＋k 2l2rt ，方向向右．(2)根据感应电流产生的条件，为使回路中不产生感应电流，回路中磁通量的变化应为零，因为磁感应强度是逐渐增大的，所以金属棒应向左运动(使磁通量减小)．即ΔΦ＝0，即ΔΦ＝B t S t －B 0S 0，也就是B t l(l －vt)＝B 0l 2，得：B t ＝B 0ll －vt.(3)如果金属棒向右匀速运动，因为这时磁感应强度是逐渐减小的，同理可推得，B t ＝B 0l l ＋vt ，所以磁感应强度随时间变化的图象如图(t 2时刻B t 不为零)．答案：(1)F 外＝B 0kl 3r ＋k 2l 3r t (2)向左运动，B t ＝B 0ll －vt(3)见解析中图象。
江苏省扬州市江都中学高考物理一轮复习 第一章《电磁
第5课时本章总结◇◇◇◇◇◇课堂导学案◇◇◇◇◇◇要点提示一、电磁感应现象中的电路问题解决电磁感应中的电路问题，一方面要考虑电磁学中的有关规律，如右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律;另一方面要考虑电路中的有关规律，如欧姆定律，串、并联电路的性质等.要将电磁学知识与电路知识结合起来，解题的一般思路是:将产生感应电动势的那部分电路等效为电源，画出等效电路图，分析内、外电路结构，应用闭合电路的欧姆定律和部分电路的欧姆定律，理顺各电学量之间的关系.二、电磁感应现象中的力学问题1. 电磁感应现象中得到了感应电动势，作为电源跟其他部分连成闭合回路，产生电流，处在磁场中的电流又会受到安培力，再加上导体所受到的其他力，使得导体处于一定的运动状态.解决这类问题要综合应用电磁感应规律、安培力的计算公式、闭合电路欧姆定律等，但更重要的解题基础仍是受力分析及动力学知识.2. 通过导体的感应电流在磁场中受到安培力的作用，电磁感应问题往往和力学问题联系在一起，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求回路中电流的大小和方向.③分析研究导体受力情况(包含安培力，用左手定则确定其方向).④列动力学方程或平衡方程求解.3.运动的分解（牵连速度问题）三、电磁感应现象中的能量转化问题电磁感应过程实质是不同形式的能量转化的过程.因此，从功和能的观点入手，分析清楚电磁感应过程中能量转化的关系，是解决电磁感应问题的重要途径之一.1. 电磁感应现象中的能量转化与守恒.能量守恒定律是自然界中的一条基本规律.在电磁感应现象中，从磁通量变化的角度来看，感应电流总要阻碍原磁通量的变化;从导体和磁体相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍它们的相对运动.电磁感应现象中的“阻碍”作用正是能量转化与守恒的具体体现，在这种“阻碍”的过程中，其他形式的能转化为电能，总能量守恒.2. 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，就有多少机械能或其他形式的能转化为电能.同理，安培力做功的过程，是电能转化为机械能或其他形式能的过程，安培力做多少功，就有多少电能转化为机械能或其他形式的能.说明:当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能，如果电路是纯电阻电路，转化的电能将全部转化为电阻的内能.四、电磁感应中的“双滑轨”问题分析1. 初速度不为零，不受其他水平外力的作用.光滑的平行导轨光滑不等距导轨示意图质量m1=m2电阻r1=r2长度L1=L2 质量m1=m2 电阻r1=r2 长度L1=2L2规律分析杆MN做变减速运动，杆PQ做变加速运动，稳定时，两杆的加速度均为零，以相等的速度做匀速运动稳定时，两杆的加速度均为零，两杆的速度之比为1∶22. 初速度为零，一杆受到恒定水平外力的作用.光滑的平行导轨不光滑平行导轨示意图质量m1=m2电阻r1=r2长度L1=L2 摩擦力F f1=F f2 质量m1=m2电阻r1=r2长度L1=L2规律分析开始时，两杆做变加速运动;稳定时，两杆以相同的加速度做匀变速运动若F≤2F f，则PQ杆先变加速后匀速运动;若F>2F f，PQ杆先变加速后两杆做匀速运动考点突破问题1 电磁感应现象中的电路问题【典型例题1】如图所示，两光滑平行金属导轨间距为L，直导线MN垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，电容器的电容为C，除电阻R外，导轨和导线的电阻均不计.现给导线MN一初速度v0，使其向右运动，当电路稳定后，MN以速度v向右做匀速运动时( )A. 电容器两端的电压为BLv0B. 电阻两端的电压为BLvC. 电容器所带电荷量为CBLvD. 为保持MN匀速运动，需对其施加的拉力大小为R vLB22变式：如图所示，质量为M的导体棒ab垂直放在相距为l的光滑平行金属轨道上.导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置、间距为d的平行金属板.R和R x分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻.(1) 调节R x=R，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I及棒的速率v.(2) 改变R x，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电荷量为+q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过平行金属板，求此时的R x.问题2 电磁感应现象中的力学问题【典型例题2】如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=1m，导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为R=4Ω的电阻.匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度B=1T.质量m=0.4kg、电阻r=1Ω的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25，金属棒以初速度v0=20m/s沿导轨滑下，取g=10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8.求:(1) 金属棒沿导轨下滑的最大加速度.(2) 金属棒下滑时电阻R消耗的最小功率.变式：如图甲所示，MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距L为0.5 m，导轨左端连接一个阻值为2 Ω的定值电阻R.将一根质量为0.2 kg的金属棒cd垂直放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒cd的电阻r=2 Ω，导轨电阻不计，整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度为B=2 T.若棒以1 m/s的初速度向右运动，同时对棒施加水平向右的拉力F作用，并保持拉力的功率恒为4 W，从此时开始计时，经过一定时间t 金属棒的速度稳定不变，电阻R中产生的电热为3.2 J，图乙为安培力与时间的关系图象.试求:(1) 金属棒的最大速度.(2) 金属棒速度为2 m/s时的加速度.(3) 此过程对应的时间t.甲乙问题3 电磁感应现象中的能量转化问题【典型例题3】如图所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为α=30°，导轨光滑且电阻不计，导轨处在垂直导轨平面向上的有界匀强磁场中.两根电阻都为R=2Ω、质量都为m=0.2kg的完全相同的细金属棒ab和cd垂直导轨并排靠紧地放置在导轨上，与磁场上边界距离为x=1.6m，有界匀强磁场宽度为3x=4.8m.先将金属棒ab由静止释放，金属棒ab刚进入磁场就恰好做匀速运动，此时立即由静止释放金属棒cd，金属棒cd在出磁场前已做匀速运动.两金属棒在下滑过程中与导轨接触始终良好(重力加速度取g=10m/s2).求:(1) 金属棒ab刚进入磁场时棒中电流I.(2) 金属棒cd在磁场中运动的过程中通过回路某一截面的电荷量q.(3) 两根金属棒全部通过磁场的过程中回路产生的焦耳热Q.变式：如图所示，在倾角为θ的光滑的斜面上，存在着两个磁感应强度相等的匀强磁场，方向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度均为L.一个质量为m、边长也为L的正方形线框(设电阻为R)以速度v进入磁场时，恰好做匀速直线运动.若当ab边到达gg'与ff'中间位置时，线框又恰好做匀速运动，则:(1) 当ab边刚越过ff'时，线框加速度的值为多少?(2) 求线框开始进入磁场到ab边到达gg'与ff'中间位置的过程中产生的热量是多少?问题4、电磁感应中的“双滑轨”问题分析【典型例题4】如图所示，相距L的光滑金属导轨，半径为R的四分之一圆弧部分竖直放置，直的部分固定于水平地面，MNQP范围内有方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场.金属棒ab和cd垂直导轨且接触良好，cd静止在磁场中;ab从圆弧的顶端由静止释放，进入磁场后与cd没有接触.已知ab的质量为m、电阻为r，cd的质量为3m、电阻为r，金属导轨电阻不计，重力加速度为g.求:(1) ab到达圆弧底端时对轨道的压力大小.(2) 在图中标出ab刚进入磁场时cd中的电流大小和方向.（3）若cd离开磁场时的速度是此刻ab速度的一半，求：cd离开磁场瞬间，ab受到的安培力大小【变式训练4】如图所示，间距L=0.3 m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内.在水平面a1b1b2a2区域内和倾角θ=37°的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1=0.4 T、方向竖直向上和B2=1 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场.电阻R=0.3 Ω、质量m1=0.1 kg、长为L的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好.一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2=0.05 kg的小环.已知小环以a=6 m/s2的加速度沿绳下滑，K 杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动.不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长.取g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8.求:(1) 小环所受摩擦力的大小.(2) Q杆所受拉力的瞬时功率.第5课时本章总结参考答案考点突破【典型例题1】C变式：(1)Bl Mg θsin ,22sin 2l B MgR θ(2) θsin qM mBld【典型例题2】(1) 6m/s 2,方向沿导轨向上 (2) 10.24W 变式：(1) 4 m/s (2) 7.5 m/s2(3) 1.975 s【典型例题3】(1) 1A (2) 0.8C (3) 8J变式：(1) 3gsin θ (2)23mgLsin θ+3215mv 2【典型例题4】(1) 3mg (2)rgRBL 22 电流的方向为abdca 变式：(1) 0.2 N (2) 2 W。
江苏省扬州市江都中学高考物理一轮复习 第一章《电磁
第1课时电磁感应现象楞次定律( )1. 如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量Φa和Φb的大小关系为A. Φa>ΦbB. Φa<ΦbC. Φa=ΦbD. 无法比较( )2.如图所示，一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，自左向右看，环中的感应电流A. 沿顺时针方向B. 先沿顺时针方向后沿逆时针方向C. 沿逆时针方向D. 先沿逆时针方向后沿顺时针方向( )3. 现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接.在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转.由此可以推断A. 线圈A向上移动或滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转B. 线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转C. 滑动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央D. 因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向( )4. 如图所示，欲使原来静止的ab杆向右移动，cd杆应( )A．向右匀速运动B．向右加速运动C．向左加速运动D．向左减速运动（）5. 超导体的电阻为零，如果闭合的超导电路内有电流，这个电流不产生焦耳热，所以不会自行消失.有一超导圆环固定于图示位置，此时圆环中没有电流.将一根条形磁体沿圆环的中心轴OO'移到P点.下列说法中正确的是A. 磁体移近的过程中，从左向右看圆环中产生顺时针方向的感应电流B. 磁体移近的过程中，圆环受到磁体的吸引作用C. 磁体到达P点停止后，圆环中电流立即消失D. 磁体到达P点停止后，圆环受到磁体的排斥作用( )6. 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，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是A. 向右匀加速运动B. 向左匀加速运动C. 向右匀减速运动D. 向左匀减速运动( )7.如图所示是某电磁冲击钻的原理图，若某一时刻突然发现钻头M向右运动，则可能的情况是A. 开关S闭合瞬间B. 开关S由闭合到断开的瞬间C. 开关S已经是闭合的，变阻器滑片P向左迅速滑动D. 开关S已经是闭合的，变阻器滑片P向右迅速滑动( )8. 如图甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U形导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内.当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时甲乙A. 在t1时刻，金属圆环L内的磁通量最大B. 在t2时刻，金属圆环L内的磁通量最大C. 在t1-t2时间内，金属圆环L内有逆时针方向的感应电流D. 在t1-t2时间内，金属圆环L有收缩趋势第1课时电磁感应现象楞次定律参考答案1. A2. C3. B4. BD5. D6. BC7.AC8.BD。
高考物理一轮复习电磁感应《法拉第电磁感应定律》典型题精排版(含答案)
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2024届物理一轮复习讲义第2节 法拉第电磁感应定律 自感和涡流
第2节 法拉第电磁感应定律 自感和涡流一、法拉第电磁感应定律 1.感应电动势(1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势。
(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。
(3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。
2.法拉第电磁感应定律(1)内容：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。
(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：遵循闭合电路的欧姆定律，即I ＝E R ＋r。
(4)当ΔΦ仅由B 的变化引起时，则E ＝nΔB ·SΔt；当ΔΦ仅由S 的变化引起时，则E ＝n B ·ΔSΔt ；当ΔΦ由B 、S 的变化同时引起时，则E ＝n B 2S 2－B 1S 1Δt≠n ΔB ·ΔS Δt 。
(5)磁通量的变化率ΔΦΔt 是Φ－t 图象上某点切线的斜率。
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 ＝Bl v 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 ＝Bl v －＝12Bl 2ω(平均速度等于中点位置的线速度12lω)。
【自测1】 如图1所示，半径为r 的n 匝线圈放在边长为L 的正方形abcd 之外，匀强磁场充满正方形区域并垂直穿过该区域。
当磁场以ΔBΔt 的变化率变化时，线圈产生的感应电动势大小为( )图1A.0B.n ΔB Δt ·L 2C.n ΔB Δt ·πr 2D.n ΔB Δt ·r 2答案 B 二、自感、涡流 1.自感现象当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在它本身激发出感应电动势。
2.自感电动势(1)由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势。
高三物理一轮复习专题 法拉第电磁感应定律知识点总结
tn Rt
tn R
如图所示，磁铁快插与慢插两情况通过电阻 R 的电量一样，但两情况下电流做功及做功功率不一样．
三.自感现象
1.自感现象：由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象．
2.自感电动势：自感现象产生的感应电动势叫自感电动势．
自感电动势大小： E L i t
L 为自感系数，
a．L 跟线圈的形状、长短、匝数等因素有关系．
注意：①楞次定律是普遍规律，适用于一切电磁感应现象．“总要”——指无一例外． ②当原磁场的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场反向；当原磁场的磁通量减小时感应电流的磁场与原磁
场方向相同．
③要分清产生感应电流的“原磁场”与感应电流的磁场． ④楞次定律实质是能的转化与守恒定律的一种具体表现形式． 判断闭合电路（或电路中可动部分导体）相对运动类问题的分析策略 在电磁感应问题中，有一类综合性较强的分析判断类问题，主要讲的是磁场中的闭合电路在一定条件下产 生了感应电流，而此电流又处于磁场中，受到安培力作用，从而使闭合电路或电路中可动部分的导体发生 了运动. 对其运动趋势的分析判断可有两种思路方法：
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相反，C 点电势高于 J 点电势． ④过灯泡的电流方向与开关闭合时的电流方向相反，a、b 两点电势，开关闭合时 Ua＞Ub，开关断开后瞬间 Ua＜Ub． 4.镇流器 是一个带铁芯的线圈，起动时产生瞬间高电压点燃日光灯，目光灯发光以后，线圈中的自感电动
势阻碍电流变化，正常发光后起着降压限流作用，保证日光灯正常工作． 线圈作用：起动时产生瞬间高电压，正常发光后起着降压限流作用。 5.日光灯的工作原理
磁通量变化
产生
感应电流
阻碍
产生
感应电流的磁场
散第 2 课 法拉第电磁感应定律、自感
江苏省扬州市江都中学2016届高考物理一轮复习 第一章《电磁要点
第 课时
4
电磁感应中的动力学问题和能量问题
活动一
活动一
课前预习部分
基础检测
活动二 课堂导学部分
活动一
问题1
电磁感应的动力学问题
活动二 课堂导学部分
活动一
问题1
电磁感应的动力学问题
【典型例题1】如图所示，质量为m的U形金属框M'MNN'，静放在倾角为θ的粗 糙绝缘斜面上，与斜面间的动摩擦因数为 μ ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦 力;MM'、NN'边相互平行，相距L，电阻不计且足够长;底边MN垂直于MM'，电 阻为r.光滑导体棒ab电阻为R，横放在框架上;整个装置处于垂直斜面向上、磁感 应强度为B的匀强磁场中.在沿斜面向上与ab垂直的拉力作用下，ab沿斜面向上 运动.若导体棒ab与MM'、NN'始终保持良好接触，且重力不计.则:
．
活动二 课堂导学部分
活动一
问题2
电磁感应的能量问题
【典型例题2】如图所示，竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L，在M点和 P点间接有一个阻值为R的电阻，在两导轨间的矩形区域OO1O1'O'内有垂直导轨平面 向里、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直地搁 在导轨上，与磁场的上边界相距d0，现使ab棒由静止开始释放，棒ab在离开磁场前已 经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好接触且下落过程中始终保持水平，导轨 8 2 的电阻不计). (1) 求棒ab离开磁场的下边界时的速度大小. (2) 求棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热. (3) 试分析讨论棒ab在磁场中可能出现的运动情况.
．
活动二 课堂导学部分
活动一
江苏省扬州中学高中物理法拉第电磁感应定律压轴题易错题
江苏省扬州中学高中物理法拉第电磁感应定律压轴题易错题一、高中物理解题方法：法拉第电磁感应定律1．如图所示,在磁感应强度B =1.0 T 的有界匀强磁场中(MN 为边界)，用外力将边长为L =10 cm 的正方形金属线框向右匀速拉出磁场，已知在线框拉出磁场的过程中，ab 边受到的磁场力F 随时间t 变化的关系如图所示，bc 边刚离开磁场的时刻为计时起点(即此时t =0).求:(1)将金属框拉出的过程中产生的热量Q ; (2)线框的电阻R .【答案】（1）2.0×10-3 J （2）1.0 Ω 【解析】 【详解】(1)由题意及图象可知，当0t =时刻ab 边的受力最大，为：10.02N F BIL ==可得：10.02A 0.2A 1.00.1F I BL ===⨯ 线框匀速运动，其受到的安培力为阻力大小即为1F ，由能量守恒：Q W =安310.020.1J 2.010J F L -==⨯=⨯(2) 金属框拉出的过程中产生的热量：2Q I Rt=线框的电阻：3222.010Ω 1.0Ω0.20.05Q R I t -⨯===⨯2．如图，匝数为N 、电阻为r 、面积为S 的圆形线圈P 放置于匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，线圈P 通过导线与阻值为R 的电阻和两平行金属板相连，两金属板之间的距离为d ，两板间有垂直纸面的恒定匀强磁场。
当线圈P 所在位置的磁场均匀变化时，一质量为m 、带电量为q 的油滴在两金属板之间的竖直平面内做圆周运动。
重力加速度为g ，求：(1)匀强电场的电场强度 (2)流过电阻R 的电流(3)线圈P 所在磁场磁感应强度的变化率 【答案】(1)mg q (2)mgd qR(3)()B mgd R r t NQRS ∆+=∆ 【解析】 【详解】 (1)由题意得：qE =mg解得mg qE =(2)由电场强度与电势差的关系得：UE d=由欧姆定律得：U I R=解得mgdI qR=(3)根据法拉第电磁感应定律得到：E Nt∆Φ=∆ BS t t∆Φ∆=∆∆ 根据闭合回路的欧姆定律得到：()E I R r =+ 解得：()B mgd R r t NqRS∆+=∆3．如图所示，两根相距为L 的光滑平行金属导轨CD 、EF 固定在水平面内，并处在竖直向下的匀强磁场中，导轨足够长且电阻不计．在导轨的左端接入阻值为R 的定值电阻，将质量为m 、电阻可忽略不计的金属棒MN 垂直放置在导轨上，可以认为MN 棒的长度与导轨宽度相等，且金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，不计空气阻力．金属棒MN 以恒定速度v 向右运动过程中，假设磁感应强度大小为B 且保持不变，为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷．（1）请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒MN 中的感应电动势E ；（2）在上述情景中，金属棒MN 相当于一个电源，这时的非静电力与棒中自由电荷所受洛伦兹力有关．请根据电动势的定义，推导金属棒MN 中的感应电动势E ．（3）请在图中画出自由电荷所受洛伦兹力示意图．我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功．那么，金属棒MN 中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请结合图中自由电荷受洛伦兹力情况，通过计算分析说明．【答案】（1）E BLv =；（2）v E BL =（3）见解析 【解析】 【分析】(1)先求出金属棒MN 向右滑行的位移,得到回路磁通量的变化量∆Φ ,再由法拉第电磁感应定律求得E 的表达式;(2)棒向右运动时,电子具有向右的分速度,受到沿棒向下的洛伦兹力，1v f e B =,棒中电子在洛伦兹力的作用下,电子从M 移动到N 的过程中,非静电力做功v W e Bl =,根据电动势定义WE q=计算得出E. （3）可以从微观的角度求出水平和竖直方向上的洛伦兹力做功情况，在比较整个过程中做功的变化状况． 【详解】（1）如图所示，在一小段时间∆t 内，金属棒MN 的位移 x v t ∆=∆这个过程中线框的面积的变化量S L x Lv t ∆=∆=∆ 穿过闭合电路的磁通量的变化量B S BLv t ∆Φ=∆=∆根据法拉第电磁感应定律 E t∆Φ=∆ 解得 E BLv =（2）如图所示，棒向右运动时，正电荷具有向右的分速度，受到沿棒向上的洛伦兹力1v f e B =，f 1即非静电力在f 的作用下，电子从N 移动到M 的过程中，非静电力做功v W e BL =根据电动势定义 W E q= 解得 v E BL =（3）自由电荷受洛伦兹力如图所示．设自由电荷的电荷量为q ，沿导体棒定向移动的速率为u ．如图所示，沿棒方向的洛伦兹力1f q B =v ，做正功11ΔΔW f u t q Bu t =⋅=v 垂直棒方向的洛伦兹力2f quB =，做负功22ΔΔW f v t quBv t =-⋅=-所以12+=0W W ，即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做功为零．1f 做正功，将正电荷从N 端搬运到M 端，1f 相当于电源中的非静电力，宏观上表现为“电动势”，使电源的电能增加；2f 做负功，宏观上表现为安培力做负功，使机械能减少．大量自由电荷所受洛伦兹力做功的宏观表现是将机械能转化为等量的电能，在此过程中洛伦兹力通过两个分力做功起到“传递”能量的作用． 【点睛】本题较难，要从电动势定义的角度上去求电动势的大小，并学会从微观的角度分析带电粒子的受力及做功情况．4．如图(a )所示，一个电阻值为R 、匝数为n 的圆形金属线圈与阻值为2R 的电阻R 1连接成闭合回路，线圈的半径为r 1, 在线圈中半径为r 2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示，图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，导线的电阻不计．求(1) 0~t0时间内圆形金属线圈产生的感应电动势的大小E；(2) 0~t1时间内通过电阻R1的电荷量q．【答案】（1）202n B rEtπ=（2）20123n B t rqRtπ=【解析】【详解】（1）由法拉第电磁感应定律E ntφ∆=∆有202n B rBE n St tπ∆==∆①（2）由题意可知总电阻R总=R+2R=3 R②由闭合电路的欧姆定律有电阻R1中的电流EIR=总③0~t1时间内通过电阻R1的电荷量1q It=④由①②③④式得20123n B t rqRtπ=5．如图1所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为l，电阻均可忽略不计。
江苏省扬州市江都中学高考物理一轮复习 第一章《电磁
第2课时 法拉第电磁感应定律 自感 涡流◇◇◇◇◇◇课前预习案◇◇◇◇◇◇【考纲考点】1. 理解计算感应电动势的两个公式E=BLv 和E= n t ∆∆φ的区别和联系.2. 理解自感、涡流产生，并能分析实际应用. 【知识梳理】 1. 法拉第电磁感应定律. (1) 内容:闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的 成正比.(2) 公式:E= ，其中n 为线圈的 .2. 部分导体切割磁感线时的感应电动势.(1) 导体在匀强磁场中平动.①一般情况:运动速度v 和磁感线方向夹角为θ，则E= .②常用情况:运动速度v 和磁感线方向垂直，则E= .(2) 导体棒在匀强磁场中转动.导体棒以端点为轴，在垂直于磁感线的平面内以角速度ω匀速转动产生感应电动势 E= (导体棒的长度为L).3. 自感现象: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 ，其大小E= ，L 为自感系数.4. 自感系数:L 与线圈的 、 、 以及是否有 等因素有关，其单位是 ，符号是 .5. 涡流现象:在整块导体 发生 而产生旋涡状 的现象.【基础检测】（ ）1、如图所示，MN 、PQ 为两条平行放置的金属导轨，左端接有定值电阻R ，金属棒ab 斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨接触点之间的距离为L ，金属棒与导轨间夹角为60°，以速度v 水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒中的电流为 A. I=BLv R B. I=3BLv 2R C. I=2BLv R D. I=3BLv3R（ ）2、如图所示，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流.现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化.为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率ΔΔB t的大小应为A.4πBωB.2πBωC.πBωD.2πBω( )3、如图所示，L是直流电阻为零、自感系数很大的线圈，A和B是两个相同的小灯泡.某时刻闭合开关S，下列关于通过A、B两灯泡中的电流I A、I B随时间t变化的图象中，正确的是4、如图所示，匝数N=100匝、截面积S=0.2 m2、电阻r=0.5 Ω的圆形线圈MN处于垂直纸面向里的匀强磁场内，磁感应强度随时间按B=(0.6+0.02t)T 的规律变化.处于磁场外的电阻R1=3.5 Ω，R2=6 Ω，电容C=30 μF，开关S开始时未闭合，问:(1) 闭合S后，求线圈两端M、N两点间的电压U MN和电阻R2消耗的电功率.(2) 闭合S一段时间后又打开S，则S断开后通过R2的电荷量为多少?◇◇◇◇◇◇课堂导学案◇◇◇◇◇◇ 要点提示一、对法拉第电磁感应定律的理解1. 磁通量的变化率t ∆∆φ是Φt 图象上某点切线的斜率.2. 公式E=nt ∆∆φ中，若Δt 取一段时间，则E 为Δt 时间内感应电动势平均值.3. E=n t∆∆φ与E=BLv 的区别. (1) 研究对象不同:前者是一个回路(不一定闭合)，后者是一段直导线.(2) 适用范围不同:E=n t ∆∆φ=n t S B ∆∆=n tB S ∆∆适用于一切感应电动势的求解;而E=BLv 只适用于匀强磁场中导体棒L ⊥v 且v ⊥B 时感应电动势的求解.(3) 意义不同:E=n t∆∆φ求解的是平均电动势;E=BLv 可以求解平均电动势，也可以求解瞬时电动势.若Δt 趋近于零，则表示感应电动势的瞬时值.二、部分导体切割磁感线产生感应电动势的理解与应用1. 平动切割.(1) 如图甲(a)，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，棒以速度v 垂直切割磁感线时，感应电动势E=BLv.甲(2) 如图甲(b)，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，棒运动的速度v 与磁场的方向成θ角，此时的感应电动势为E=BLvsin θ.2. 转动切割.如图甲(c)，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，长为L 的导体棒绕一端为轴以角速度ω匀速转动，此时产生的感应电动势E=BL 2ω/2.3. 有效切割长度.图乙(a)中的有效切割长度为cd sin θ;图乙(b)中的有效切割长度为MN ;图乙(c)中有效切割长度沿v 1的方向运动时，为2R;沿v 2的方向运动时，为R.三、电磁感应中有关电荷量的计算求某段时间内通过导体某一横截面的电荷量的方法:设感应电动势的平均值用E 来表示，在Δt 时间内，tq I ∆=，所以q=I Δt.又因为R E I =, E=n t∆∆φ 由以上三式，得R n q φ∆= 注意:求电荷量不能用瞬时电动势.由此可得，一段时间内通过某一导体横截面的电荷量，只与磁通量的变化量有关，与其他因素无关. 四、通电自感和断电自感通电自感 断电自感电路图器材 A 1、A 2同规格，R=R L ，L 较大 L 很大(有铁芯)，R L R A现象 在开关S 闭合的瞬间，A 2灯立即亮起来，A 1灯较慢地亮起来，最终一样亮在开关S 断开时，灯A 突然闪亮一下后再渐渐熄灭原因 开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，所以流过A 1灯的电流比流过A 2灯的电流增加得慢 断开开关S 时，流过线圈L 的电流减小，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间;在S 断开后，通过L 的电流反向通过灯A ，且由于R L R A ，使得流过A 灯的电流在开关断开的瞬乙率突然变大能量转化情况电能转化为磁场能 磁场能转化为电能 考点突破问题1 对法拉第电磁感应定律的理解【典型例题1】如图所示，矩形金属框置于匀强磁场中，ef 为一导体棒，可在ad 与bc 间滑动并接触良好.设磁场的磁感应强度为B ，ef 长为L ，Δt 时间内ef 向右匀速滑过距离Δd ，则下列说法中正确的是( )A. ef 向右滑动时，左侧面积增大L Δd ，右侧面积减少L Δd ，则E=2BL td ∆∆ B. ef 向右滑动时，左侧面积增大L Δd ，右侧面积减少L Δd ，互相抵消，则E=0C. 在公式E=t∆∆φ中，在切割情况下ΔΦ=B ΔS ，ΔS 应是导线切割扫过的面积，即ΔS=L Δd ，因此E=BL td ∆∆ D. 在切割情况下只能用E=BLv 计算，不能用E=t ∆∆φ计算 变式：如图所示，在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动，MN 中产生的感应电动势为E 1;若磁感应强度增为2B ，其他条件不变，MN 中产生的感应电动势变为E 2.则通过电阻R 的电流方向及E 1与E 2之比E 1∶E 2分别为( )A. c →a ，2∶1B. a →c ，2∶1C. a →c ，1∶2D. c →a ，1∶2问题2 部分导体切割磁感线产生感应电动势的理解与应用【典型例题2】半径为a 、右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆，单位长度电阻均为R 0.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O 开始，杆的位置由θ确定，如图所示.则( )B. θ=3π时，杆产生的电动势为3Bav C. θ=0时，杆受到的安培力大小为02)2(2R av B +π D. θ=3π时，杆受到的安培力大小为02)35(3R av B +π 问题3 电磁感应中有关电荷量的计算【典型例题3】如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd ，线圈平面与磁场垂直.已知线圈的匝数N=100，边长ab=1.0 m 、bc=0.5 m ，电阻r=2 Ω.磁感应强度B 在01 s 内从零均匀变化到0.2 T.在15 s 内从0.2 T 均匀变化到-0.2 T ，取垂直纸面向里为磁场的正方向.求:(1) 0.5 s 时线圈内感应电动势的大小E 和感应电流的方向.(2) 在15 s 内通过线圈的电荷量q.(3) 在05 s 内线圈产生的焦耳热Q.问题4 通电自感和断电自感【典题演示4】 如图所示，A 、B 、C 是三个完全相同的灯泡，L 是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计).则( )A. S 闭合时，A 灯立即亮，然后逐渐熄灭B. S 闭合时，B 灯立即亮，然后逐渐熄灭C. 电路接通稳定后，三个灯亮度相同D. 电路接通稳定后，S 断开时，C 灯立即熄灭变式： 如图所示的电路中，L 是自感系数较大的线圈，其直流电阻为R 0，两电表均为理想电表，其示数记为U 、I.下列说法中正确的是( )A. S2断开，闭合S1后，电流表示数I逐渐增大至某一稳定值B. S1、S2闭合后，断开S2瞬间，电势φa>φbC. 当两开关均闭合后，U≠IR0D. 断开电路时，应先断开S2，再断开S1第2课时 法拉第电磁感应定律 自感 涡流【知识梳理】1. (1) 磁通量的变化率 (2) 匝数2. (1) ①BLvsin θ ②BLv (2) BL 2ω/23. 电流 自感电动势 L tI ∆∆ 4. 大小 形状 匝数 铁芯 亨利 H 5. 内部 电磁感应 感应电流【基础检测】1．B 2．C 3．A 4．(1) U MN =0.38 V, P 2=9.6×10-3 W. (2) 电荷量为7.2×10-6 C.考点突破【典型例题1】C 变式：C【典型例题2】AD【典型例题3】(1) 10 V,感应电流的方向a →d →c →b →a(2) 10 C (3) 100 J 【典型例题4】A 变式：AD。
2024版高考物理一轮总复习专题十电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律自感涡流课件
D.k(S1＋5S2)
【答案】D
【解析】由法拉第电磁感应定律可得大圆线圈产生的感应电动势E1 ＝
ΔΦ1 ΔB·S1
ΔΦ2
＝
＝kS1.每个小圆线圈产生的感应电动势E2＝
＝kS2，由
Δt
Δt
Δt
线圈的绕线方式和楞次定律可得大、小圆线圈产生的感应电动势方向相
同，故线圈中总的感应电动势大小为E＝E1＋5E2＝k(S1＋5S2)，D正确.
内有方向如图的匀强磁场，金属杆OP的O端与e点用导线相接，P端与圆
弧bc接触良好，初始时，可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上，若杆
OP绕O点在匀强磁场区域内从b到c匀速转动时，回路中始终有电流，则
此过程中，下列说法正确的有(
)
A.杆OP产生的感应电动势恒定
B.杆OP受到的安培力不变
C.杆MN做匀加速直线运动
E
0.80
0.80 V，感应电流的大小I＝ ＝
A＝2.0 A，MN棒受安培力F＝BIl
2R
0.4
＝0.40×2.0×0.50 N＝0.4 N，由于MN以v＝4.0 m/s 的速度水平向右匀速
滑动，故外力的大小也为0.4 N，B正确；由楞次定律得N点的电势高，C
ΔΦ SΔB
错误；由法拉第电磁感应定律，可知线圈中感应电动势E'＝
ΔB ΔB
感应定律，感应电动势为E＝nS· ∝
.t1时刻磁感应强度的变化率为
Δt
Δt
零，感应电动势为零，A错误；t＝0时刻磁感应强度的变化率不为零，
则感应电动势不为零，B错误；t2时刻磁感应强度的变化率不为零，感应
电动势不为零，C错误；t1～t2时间内磁感应强度的变化率增大，感应电
2024版高考物理一轮复习教材基础练：法拉第电磁感应定律教学课件
第2讲 法拉第电磁感应定律 法拉第电磁感应定律的理解及应用知识点73教材知识萃取1.如图所示,玻璃管竖直放置,下端口处的线圈与电压表相连。
强磁铁从玻璃管上端口由静止释放,穿过线圈。
保持其他条件不变的情况下,关于强磁铁穿过线圈时电压表的偏转角θ,下列说法正确的是A.将强磁铁换为磁性较弱的磁铁,θ变小B.增加线圈的匝数,θ不变C.将玻璃管换为同尺寸的铝管,θ变大D.将线圈移至玻璃管中央位置,θ变大答案1.A 将强磁铁换成磁性较弱的磁铁,磁场变弱,强磁铁穿过线圈时通过线圈的磁通量减小,则引起的磁通量变化率减小,由法拉第电磁感应定律知,线圈中产生的感应电动势减小,则电压表示数变小,偏角θ变小,故A正确;增加线圈的匝数,由法拉第电磁感应定律知,强磁铁穿过线圈时,线圈中产生的感应电动势增大,则电压表示数变大,偏角θ变大,故B错误;将玻璃管换成同尺寸的铝管,磁铁下落过程中会有电磁阻尼,则磁铁到线圈位置时的速度变小,即磁通量变化率减小,则线圈中产生的感应电动势减小,电压表示数变小,偏角θ变小,故C错误;将线圈移至玻璃管中间位置,则磁铁穿过线圈的速度减小,磁通量变化率减小,由法拉第电磁感应定律知,线圈中产生的感应电动势减小,则偏角θ变小,故D错误。
2. 如图甲所示,螺线管匝数n =1 000,横截面积S =10 cm 2,螺线管导线电阻r =1 Ω,定值电阻R =9 Ω,通过螺线管的磁场的磁感应强度B 随时间t 变化的图像如图乙所示(以向右为正方向),则A.感应电动势为0.6 V B.感应电流为0.06 A C.电阻R 两端的电压为6 VD.0~1 s 内感应电流的方向为从C 点通过R 流向A 点2.D 根据法拉第电磁感应定律得E =n Δ�Δ�=nΔ퐵 Δ�=1 000×10×10-4×6−01V=6 V,A 错误;根据闭合电路欧姆定律得感应电流为I =��+�=0.6 A,B 错误;根据欧姆定律得电阻R 两端的电压为U =IR =0.6×9 V=5.4 V,C 错误;根据楞次定律得0~1 s内感应电流的方向为从C 点通过R 流向A 点,D 正确。
江苏省扬州市江都中学高考物理一轮复习 第一章《电磁
第1课时电磁感应现象楞次定律◇◇◇◇◇◇课前预习案◇◇◇◇◇◇【考纲考点】1. 理解感应电流的产生条件.2. 掌握磁通量的概念，并能进行熟练的运用.3. 会用楞次定律判断感应电流的方向.4. 熟练运用右手定则解决有关问题.【知识梳理】1. 感应电流的产生条件.(1) 电磁感应现象:只要穿过闭合电路的发生变化，闭合回路中就有电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做.(2) 产生感应电流的条件: 回路中磁通量发生变化.(3) 能量的转化:发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为.2. 磁通量:匀强磁场的磁感应强度B与垂直B的方向上的面积S的.公式为Φ= ，单位为，符号为.磁通量是量.磁通量变化有三种可能:(1) . (2) . (3) .3. 感应电流的方向判定.(1) 楞次定律: 的磁场总是阻碍引起感应电流的的变化.(2) 应用楞次定律判断感应电流方向的具体步骤:① ;② ;③ ;④ .(3) 右手定则:伸开右手，使拇指跟其余的四指且与手掌都在同一平面内，让磁感线穿过手心，并使大拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向即为方向.【基础检测】（）1、如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是（）2、如图所示，矩形线框abcd通过导体杆搭接在金属导轨EF和MN上，整个装置放在如图的匀强磁场中.当线框向右运动时，下面说法正确的是A.R中无电流B.R中有电流，方向为E→R→MC.ab中无电流D.ab中有电流，方向为a→b( )3、如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。
当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥( )4、如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示.在0-T /2时间内，直导线中电流向上，则在T /2-T 时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是A.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左B.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右C.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右D.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左（ ）5、如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图形，判断下列说法正确的是A ．若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动B ．若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动C ．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈D ．从图中可以看出，第4个线圈是不合格线圈◇◇◇◇◇◇课堂导学案◇◇◇◇◇◇ 要点提示一、对磁通量和感应电流条件的正确理解1. Φ=BS 的含义.Φ=BS 只适用于磁感应强度B 与面积S 垂直的情况.当S 与垂直于B 的平面间的夹角为θ时，则有Φ=BScos θ2. 面积S 的含义.S 不一定是某个线圈的真正面积，而是线圈在磁场范围内的面积3. 多匝线圈的磁通量.多匝线圈的磁通量的大小与线圈匝数无关，因为不论线圈匝数多少，穿过线圈的磁感线条数相同，而磁感线条数表示磁通量的大小.4. 合磁通量的求法.ti -i 甲若某个平面内有几个不同方向和强弱的磁场共同存在，当计算穿过这个平面的磁通量时，先规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，平面内各个方向的磁通量的代数和等于这个平面内的合磁通量.5. 电磁感应现象的实质是产生感应电动势.如果回路闭合，则有感应电流，如果回路不闭合，则只能产生感应电动势，而不会形成持续的电流.我们看变化是看回路中的磁通量变化，而不是看回路外面的磁通量变化.二、对楞次定律中“阻碍”的理解1. 阻碍原磁场的变化.“阻碍”不是阻止，而是“延缓”.感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化，只能使原磁场的变化延缓，原磁场的变化趋势不会改变，不会发生逆转.2. 阻碍的是磁通量的变化而不是磁通量本身.如果原磁场不变化，即使它再强，也不会产生感应电流.3. 阻碍不是相反.当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，以阻碍其增加;当磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，以阻碍其减少.4. 由于“阻碍”，为了维持原磁场的变化，必须有外力克服这一“阻碍”而做功，从而导致其他形式的能转化为电能.因此楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体现.三、楞次定律推论的灵活应用楞次定律的另一种表述:感应电流的效果，总是要反抗产生感应电流的原因.这里产生感应电流的原因，既可以是磁通量的变化，也可以是引起磁通量变化的相对运动或回路的形变.①当电路的磁通量发生变化时，感应电流的效果就阻碍变化阻碍原磁通量的变化.②当出现引起磁通量变化的相对运动时，感应电流的效果就阻碍变化阻碍(导体间的)相对运动，即“来时拒，去时留”.③当回路发生形变时，感应电流的效果就阻碍回路发生形变.④当线圈自身电流发生变化时，感应电流的效果就阻碍原来的电流发生变化. 总之，如果问题不涉及感应电流的方向，则从楞次定律的另类表述出发的分析方法较为简便.考点突破问题1 对磁通量和感应电流条件的正确理解【典型例题1-1】如图所示，边长为100 cm的正方形闭合线圈置于匀强磁场中，线圈ab、cd两边中点连线OO'的左右两侧分别存在方向相同、磁感应强度大小各为B1=0.6 T，B2=0.4 T的匀强磁场，若从上往下看，线圈逆时针方向转过37°时，穿过线圈的磁通量改变了多少?【典型例题1-2】如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中不可行的是( )A. 将线框向左拉出磁场B.以ab边为轴转动(小于90°)C.以ad边为轴转动(小于60°)D.以bc边为轴转动(小于60°)问题2 对楞次定律中“阻碍”的理解【典型例题2】如图所示，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由静止开始释放，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(ad边在外面)，且该平面垂直纸面.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→d问题3 楞次定律推论的灵活应用【典型例题3-1】如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨，形成一闭合回路.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变式1：如图所示，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，右边小线圈感应电流沿逆时针方向变式2：如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路.若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列说法中正确的是( )A. 线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流B. 穿过线圈a的磁通量变小C. 线圈a有扩张的趋势D. 线圈a对水平桌面的压力FN将增大第1课时电磁感应现象楞次定律参考答案【知识梳理】1. (1) 磁通量感应电流(2) 闭合(3) 电能2. 乘积BS 韦伯Wb 标B变S不变B不变S变B和S都变3. (1) 感应电流磁通量(2) ①明确原磁通量的方向②判断磁通量的增减情况③确定感应电流形成的磁场方向④利用安培定则反推感应电流的方向(3) 垂直感应电流【基础检测】1、B2、B3、B4、C5、A考点突破【典型例题1-1】0.1wb 【典型例题1-2】 D【典型例题2】 B【典型例题3】AD 变式1：BC 变式2：D。
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第2课时 法拉第电磁感应定律 自感 涡流◇◇◇◇◇◇课前预习案◇◇◇◇◇◇【考纲考点】1. 理解计算感应电动势的两个公式E=BLv 和E= n t ∆∆φ的区别和联系.2. 理解自感、涡流产生，并能分析实际应用. 【知识梳理】 1. 法拉第电磁感应定律. (1) 内容:闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的 成正比.(2) 公式:E= ，其中n 为线圈的 .2. 部分导体切割磁感线时的感应电动势.(1) 导体在匀强磁场中平动.①一般情况:运动速度v 和磁感线方向夹角为θ，则E= .②常用情况:运动速度v 和磁感线方向垂直，则E= .(2) 导体棒在匀强磁场中转动.导体棒以端点为轴，在垂直于磁感线的平面内以角速度ω匀速转动产生感应电动势 E= (导体棒的长度为L).3. 自感现象: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 ，其大小E= ，L 为自感系数.4. 自感系数:L 与线圈的 、 、 以及是否有 等因素有关，其单位是 ，符号是 .5. 涡流现象:在整块导体 发生 而产生旋涡状 的现象.【基础检测】（ ）1、如图所示，MN 、PQ 为两条平行放置的金属导轨，左端接有定值电阻R ，金属棒ab 斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨接触点之间的距离为L ，金属棒与导轨间夹角为60°，以速度v 水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒中的电流为 A. I=BLv R B. I=3BLv 2R C. I=2BLv R D. I=3BLv3R（ ）2、如图所示，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流.现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化.为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率ΔΔB t的大小应为A.4πBωB.2πBωC.πBωD.2πBω( )3、如图所示，L是直流电阻为零、自感系数很大的线圈，A和B是两个相同的小灯泡.某时刻闭合开关S，下列关于通过A、B两灯泡中的电流I A、I B随时间t变化的图象中，正确的是4、如图所示，匝数N=100匝、截面积S=0.2 m2、电阻r=0.5Ω的圆形线圈MN处于垂直纸面向里的匀强磁场内，磁感应强度随时间按B=(0.6+0.02t)T 的规律变化.处于磁场外的电阻R1=3.5 Ω，R2=6 Ω，电容C=30 μF，开关S开始时未闭合，问:(1) 闭合S后，求线圈两端M、N两点间的电压U MN和电阻R2消耗的电功率.(2) 闭合S一段时间后又打开S，则S断开后通过R2的电荷量为多少?◇◇◇◇◇◇课堂导学案◇◇◇◇◇◇ 要点提示一、对法拉第电磁感应定律的理解1. 磁通量的变化率t ∆∆φ是Φt 图象上某点切线的斜率.2. 公式E=nt ∆∆φ中，若Δt 取一段时间，则E 为Δt 时间内感应电动势平均值.3. E=n t∆∆φ与E=BLv 的区别. (1) 研究对象不同:前者是一个回路(不一定闭合)，后者是一段直导线. (2) 适用范围不同:E=nt ∆∆φ=n t S B ∆∆=n t B S ∆∆适用于一切感应电动势的求解;而E=BLv 只适用于匀强磁场中导体棒L ⊥v 且v ⊥B 时感应电动势的求解.(3) 意义不同:E=n t∆∆φ求解的是平均电动势;E=BLv 可以求解平均电动势，也可以求解瞬时电动势.若Δt 趋近于零，则表示感应电动势的瞬时值.二、部分导体切割磁感线产生感应电动势的理解与应用1. 平动切割.(1) 如图甲(a)，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，棒以速度v 垂直切割磁感线时，感应电动势E=BLv.甲(2) 如图甲(b)，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，棒运动的速度v 与磁场的方向成θ角，此时的感应电动势为E=BLvsin θ.2. 转动切割.如图甲(c)，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，长为L 的导体棒绕一端为轴以角速度ω匀速转动，此时产生的感应电动势E=BL 2ω/2.3. 有效切割长度.图乙(a)中的有效切割长度为cd sin θ;图乙(b)中的有效切割长度为MN ;图乙(c)中有效切割长度沿v 1的方向运动时，为2R;沿v 2的方向运动时，为R.三、电磁感应中有关电荷量的计算求某段时间内通过导体某一横截面的电荷量的方法:设感应电动势的平均值用E 来表示，在Δt 时间内，tq I ∆=，所以q=I Δt.又因为R E I =, E=n t ∆∆φ 由以上三式，得Rn q φ∆= 注意:求电荷量不能用瞬时电动势.由此可得，一段时间内通过某一导体横截面的电荷量，只与磁通量的变化量有关，与其他因素无关. 四、通电自感和断电自感通电自感 断电自感电路图器材 A 1、A 2同规格，R=R L ，L 较大 L 很大(有铁芯)，R L R A现象 在开关S 闭合的瞬间，A 2灯立即亮起来，A 1灯较慢地亮起来，最终一样亮在开关S 断开时，灯A 突然闪亮一下后再渐渐熄灭原因 开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，所以流过A 1灯的电流比流过A 2灯的电断开开关S 时，流过线圈L 的电流减小，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间;在S 断开后，通过L 的电流反向通过灯A ，且由于R LR A ，使乙流增加得慢 得流过A 灯的电流在开关断开的瞬间突然增大，从而使A 灯的发光功率突然变大能量转化情况电能转化为磁场能 磁场能转化为电能 考点突破问题1 对法拉第电磁感应定律的理解【典型例题1】如图所示，矩形金属框置于匀强磁场中，ef 为一导体棒，可在ad 与bc 间滑动并接触良好.设磁场的磁感应强度为B ，ef 长为L ，Δt 时间内ef 向右匀速滑过距离Δd ，则下列说法中正确的是( )A. ef 向右滑动时，左侧面积增大L Δd ，右侧面积减少L Δd ，则E=2BL td ∆∆ B. ef 向右滑动时，左侧面积增大L Δd ，右侧面积减少L Δd ，互相抵消，则E=0C. 在公式E=t∆∆φ中，在切割情况下ΔΦ=B ΔS ，ΔS 应是导线切割扫过的面积，即ΔS=L Δd ，因此E=BL td ∆∆ D. 在切割情况下只能用E=BLv 计算，不能用E=t ∆∆φ计算 变式：如图所示，在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动，MN 中产生的感应电动势为E 1;若磁感应强度增为2B ，其他条件不变，MN 中产生的感应电动势变为E 2.则通过电阻R 的电流方向及E 1与E 2之比E 1∶E 2分别为( )A. c →a ，2∶1B. a →c ，2∶1C. a →c ，1∶2D. c →a ，1∶2问题 2 部分导体切割磁感线产生感应电动势的理解与应用【典型例题2】半径为a 、右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆，单位长度电阻均为R 0.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v 平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O 开始，杆的位置由θ确定，如图所示.则( )A. θ=0时，杆产生的电动势为2BavB. θ=3π时，杆产生的电动势为3Bav C. θ=0时，杆受到的安培力大小为02)2(2R av B +π D. θ=3π时，杆受到的安培力大小为02)35(3R av B +π 问题3 电磁感应中有关电荷量的计算【典型例题3】如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd ，线圈平面与磁场垂直.已知线圈的匝数N=100，边长ab=1.0 m 、bc=0.5 m ，电阻r=2 Ω.磁感应强度B 在01 s 内从零均匀变化到0.2 T.在15 s 内从0.2 T 均匀变化到-0.2 T ，取垂直纸面向里为磁场的正方向.求:(1) 0.5 s 时线圈内感应电动势的大小E 和感应电流的方向.(2) 在15 s 内通过线圈的电荷量q.(3) 在05 s 内线圈产生的焦耳热Q.问题4 通电自感和断电自感【典题演示4】 如图所示，A 、B 、C 是三个完全相同的灯泡，L 是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计).则( )A. S 闭合时，A 灯立即亮，然后逐渐熄灭B. S 闭合时，B 灯立即亮，然后逐渐熄灭C. 电路接通稳定后，三个灯亮度相同D. 电路接通稳定后，S断开时，C灯立即熄灭变式：如图所示的电路中，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻为R0，两电表均为理想电表，其示数记为U、I.下列说法中正确的是( )A. S2断开，闭合S1后，电流表示数I逐渐增大至某一稳定值B. S1、S2闭合后，断开S2瞬间，电势φa>φbC. 当两开关均闭合后，U≠IR0D. 断开电路时，应先断开S2，再断开S1江苏省扬州市江都中学2016届高考物理一轮复习第一章《电磁感应》（第2课时）法拉第电磁感应定律自感涡流导学案新人教版选修3-2第2课时 法拉第电磁感应定律 自感 涡流【知识梳理】1. (1) 磁通量的变化率 (2) 匝数2. (1) ①BLvsin θ ②BLv (2) BL 2ω/23. 电流 自感电动势 L tI ∆∆ 4. 大小 形状 匝数 铁芯 亨利 H 5. 内部 电磁感应 感应电流【基础检测】1．B 2．C 3．A 4．(1) U MN =0.38 V, P 2=9.6×10-3 W. (2) 电荷量为7.2×10-6 C.考点突破【典型例题1】C 变式：C【典型例题2】AD【典型例题3】(1) 10 V,感应电流的方向a →d →c →b →a (2) 10 C (3) 100 J【典型例题4】A 变式：AD。