第11讲 电磁感应规律及其应用
电磁感应的法则与应用
电磁感应的法则与应用电磁感应是电磁学中的重要概念，也是电磁现象中一种基本原理。
通过电磁感应可以实现电能与磁能之间的转换，应用广泛。
本文将介绍电磁感应的法则和其在实际应用中的一些例子。
一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁感应的基本定律之一，由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年提出。
该定律描述了磁场变化引起感应电流的产生。
法拉第电磁感应定律的数学表达式为：电磁感应电动势（E）等于磁通量的变化率（Φ）对时间的导数。
即E=-dΦ/dt。
其中，E表示感应电动势，Φ表示磁通量，t表示时间。
根据法拉第电磁感应定律，磁场的变化越快，感应电动势就越大。
二、楞次定律楞次定律是电磁感应的另一个基本定律，由法国物理学家亚瑟·楞次于1834年提出。
该定律描述了感应电流产生的方向。
楞次定律的表述是：感应电流的方向总是使其引起的磁场变化抵消原磁场变化的效果。
简单来说，当磁场发生变化时，感应电流的方向会使得它产生的磁场与原磁场对抗，以减弱磁场的变化。
三、电磁感应的应用实例电磁感应的原理在实际应用中有着广泛的用途。
接下来，我们将介绍几个常见的应用实例。
1.发电机发电机利用电磁感应的原理将机械能转化为电能。
当发电机的转子旋转时，通过磁场变化产生感应电动势，进而产生电流。
这种电流可供电力系统使用，满足我们的家庭和工业用电需求。
2.变压器变压器是将交流电压升高或降低的重要设备。
它基于电磁感应原理。
通过将原电压与感应电动势传导到次级线圈，变压器可以改变电压大小，以适应不同的电力需求。
3.感应炉感应炉是一种利用电磁感应加热的设备。
感应炉通过感应线圈产生高频磁场，当这个磁场穿过导电物质时，感应电流会在物质中产生摩擦热。
这样，感应炉可以快速加热金属，广泛用于金属加热、熔炼和工业生产。
4.磁悬浮列车磁悬浮列车是一种基于电磁感应的高速交通工具。
磁悬浮列车利用线圈产生磁场，与地面轨道的磁场相互作用，产生推动力，使列车浮起并高速行驶。
根据电磁感应运动规律的公式总结与应用
根据电磁感应运动规律的公式总结与应用电磁感应是电磁场与导体相互作用所产生的一种物理现象。
根据电磁感应的基本原理和运动规律，可以得出一系列公式并应用于实际问题中。
1.法拉第电磁感应定律：当导体穿过磁场中的磁感线时，导体中就会产生感应电动势。
法拉第电磁感应定律的公式为ε=-dΦ/dt，其中，ε表示感应电动势，Φ表示穿过导体的磁通量，dt表示时间的微小变化量。
应用：根据法拉第电磁感应定律，可以解释电动机、发电机、变压器等设备的工作原理。
例如，发电机将机械能转化为电能，在发电机中通过转子中的导体与磁场相互作用产生感应电动势，从而输出电能。
2.楞次定律：根据楞次定律，当磁感线发生变化时，导体中将会产生电流，这个电流的方向与磁场变化的方式相互作用，使得导体产生的磁场的磁场力线的方向和磁场力线相对应。
公式为：ε=-dΦ/dt，其中ε表示感应电动势，dΦ/dt表示磁通量的变化率。
应用：楞次定律在电磁感应产生的电流方向问题上具有重要意义。
当导体穿过磁场时，感应电动势会产生电流，这个电流的方向为了抵消感应电动势改变磁场的方式。
例如，当我们拖着导体穿过一个恒定的磁场时，导体中会产生的感应电流将与磁场作用产生力，这个力称为洛伦兹力。
3.楞次-菲阿定律：根据楞次-菲阿定律，当一个线圈中的电流变化时，会在线圈附近产生霍尔电动势。
公式为ε=-L(dI/dt)，其中ε表示感应电动势，L表示线圈的自感系数，dI/dt表示电流变化的速率。
应用：楞次-菲阿定律可以应用于电感器的设计和电路中的电感元件选择。
在电路中，当电流变化时，会产生感应电动势，这个感应电动势会影响电路的性能。
根据楞次-菲阿定律，可以计算感应电动势的大小，并针对电路设计进行调整。
4.反恢复力定律：根据反恢复力定律，当一个导体中有感应电流通过时，导体将受到一个恢复其原位的力。
公式为F=Il×B，其中F表示受力大小，I表示电流的大小，l表示导线长度，B表示磁场的大小。
电磁感应的规律与应用
电磁感应的规律与应用在我们生活的这个科技日新月异的时代，电磁感应作为物理学中的一个重要概念，已经深深地融入到了我们的日常生活和众多高科技领域之中。
从简单的发电机到复杂的磁悬浮列车，电磁感应的规律和应用无处不在，为我们的生活带来了极大的便利和改变。
那么，什么是电磁感应呢？电磁感应是指当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电动势，从而产生感应电流的现象。
这一现象是由英国科学家法拉第在 1831 年首次发现的，它的发现为现代电学的发展奠定了坚实的基础。
电磁感应的规律主要包括法拉第电磁感应定律和楞次定律。
法拉第电磁感应定律指出，感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比。
简单来说，如果磁通量变化得越快，那么产生的感应电动势就越大。
楞次定律则是确定感应电流方向的规律，它表明感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
为了更好地理解电磁感应的规律，让我们来看几个具体的例子。
假设有一个线圈放在变化的磁场中，如果磁场的强度迅速增强，那么根据法拉第电磁感应定律，线圈中就会产生较大的感应电动势，从而产生较强的感应电流。
而根据楞次定律，感应电流产生的磁场会阻碍磁场的增强，也就是说感应电流的方向会使得它产生的磁场与原磁场的方向相反。
电磁感应在实际生活中的应用非常广泛。
首先，发电机就是基于电磁感应原理工作的。
在发电机中，通过旋转一个带有线圈的电枢，使其在磁场中不断地切割磁力线，从而产生感应电动势和电流。
无论是火力发电、水力发电还是风力发电，其核心原理都是利用机械能带动发电机的电枢旋转，从而将机械能转化为电能。
变压器也是电磁感应的一个重要应用。
变压器可以改变交流电压的大小，它由两个相互绝缘的线圈绕在同一个铁芯上组成。
当交流电流通过初级线圈时，会在铁芯中产生变化的磁场，这个磁场会在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，就可以实现不同的电压变换。
除了发电和变电，电磁感应还在电动机中发挥着关键作用。
电磁感应的规律与应用
电磁感应的规律与应用在我们生活的这个科技日新月异的时代，电磁感应作为物理学中一个至关重要的概念，其规律和应用已经深深融入了我们的日常生活、工业生产以及科学研究的方方面面。
从电动牙刷的微小电机到大型的电力变压器，从智能手机的无线充电到磁悬浮列车的高速运行，电磁感应无处不在，发挥着神奇而又不可或缺的作用。
要理解电磁感应，首先得明白什么是电磁感应现象。
简单来说，电磁感应就是当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电流。
这就好比是在一个封闭的管道中，当水流的速度或者流量发生变化时，就会引起管道内压力的变化。
而磁通量的变化就如同水流的变化，会导致电路中产生电流这种“压力差”。
电磁感应的规律可以用楞次定律和法拉第电磁感应定律来描述。
楞次定律指出，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。
这就像是一个倔强的小孩，总是试图反抗外界的改变。
比如说，当一个磁铁靠近一个闭合的线圈时，线圈中产生的感应电流所形成的磁场会努力阻止磁铁的靠近。
法拉第电磁感应定律则告诉我们，感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比。
变化率越大，感应电动势也就越大，就像水流变化得越剧烈，管道内的压力差也就越大。
那么电磁感应在实际生活中有哪些应用呢？首先不得不提的就是发电机。
发电机就是利用电磁感应原理将机械能转化为电能的装置。
在火力发电站、水力发电站和风力发电站中，涡轮机带动发电机的转子旋转，使定子中的线圈切割磁力线，从而产生感应电流。
想象一下，奔腾的水流推动水轮机快速旋转，或者强劲的风吹动风车呼呼转动，这些机械能通过电磁感应被转化为我们日常生活中不可或缺的电能，点亮了城市的夜晚，驱动了工厂的机器。
变压器也是电磁感应的一个重要应用。
变压器可以改变交流电压的大小。
它由初级线圈和次级线圈组成，当初级线圈中通有交流电流时，产生的交变磁场会在次级线圈中引起电磁感应，从而在次级线圈中产生不同大小的电压。
通过调整初级线圈和次级线圈的匝数比，我们可以实现升压或者降压的目的。
电磁感应现象及应用
电磁感应现象及应用电磁感应是指在导体中由于磁场的变化而产生电动势（电压）的现象。
1845年，英国科学家法拉第发现了这一现象，并建立了电磁感应定律，这一发现为后来的电工技术奠定了基础。
电磁感应不仅是电能的生产与传输的重要现象，同时也广泛应用于现代科技的各个领域，本篇文章将详细探讨电磁感应的基本原理、实验过程、公式推导以及其在各个领域中的应用。
电磁感应的基本原理电磁感应的核心原理在于法拉第电磁感应定律。
该定律指出，变化的磁通量会在闭合导体中感应出电动势，电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
具体来说，在任意时间内，导体回路中产生的电动势E 可以表示为：[ E = - ]其中，()为穿过回路的磁通量，(d/dt)是单位时间内的磁通量变化率。
负号代表了楞次定律，它表明感应电动势的方向总是与引起感应的原因相反。
磁通量磁通量是指经过某一面积的磁场强度（B）在该面积上的投影值。
通过数学表达，磁通量可用下式表示：[ = d ]这里，()为磁场强度，(d)为面积元向量。
当外部条件（如运动、外部磁场变换等）导致穿过某闭合回路的总磁通量发生变化时，该回路内部就会产生感应电流。
电磁感应实验法拉第最初是通过一系列简易实验发现了电磁感应，并最终总结出了相应规律。
以下是几个经典实验示例。
实验一：动圈与静态磁场该实验使用一个环形导体和一个强恒定磁场。
在这个实验中，如果将环形导体迅速地移动到静态的磁场中，或将静态导体从静态磁场中移开，就会在环形导体中产生一个可测得的电流。
实验二：导线与变化的磁场在相同逻辑下，将一根导线放入一个处于变化状态的固定磁场中，当导线穿过这个区域时，会因所受的变化密度而诱发电动势。
通过检测连接在导线末端的仪器，可以看到电流随时间的波动。
这些实验验证了法拉第定律，并让我们能够理解在不同条件下如何产生电动势及其可能影响。
电动势公式推导基于法拉第定律，我们可以推导出其具体公式。
在一闭合回路中的重要参数包括：N：线圈绕组数B：每单位面积上的平均磁场强度A：回路表面积由此得出：[ E = - N = - N ]如果需要考虑更高阶速度和加速度作用时，还需综合多个因素进行更复杂分析，但对于基础理解来说，此公式涵盖了大部分情况。
第11讲电磁感应规律及其应用
t
R
R
n，则q= n 。
R
3.电磁感应电路中产生的焦耳热。当电路中电流恒定时，可以 用_焦__耳__定__律__计算，当电路中电流发生变化时，则应用功能关系 或_能__量__守__恒__定__律__计算。
【热点考向1】 电磁感应图象问题 【典题训练1】(2012·新课标全国卷)如图,一载流 长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框 在长直导线右侧,且其长边与长直导线平行。已知 在t=0到t=t1的时间间隔内,直导线中电流i发生某 种变化,而线框中的感应电流总是沿顺时针方向;线 框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。 设电流i正方向与图中箭头所示方向相同,则i随时间t变化的图 线可能是( )
二、感应电动势的计算
1.法拉第电磁感应定律
E= n ,常用于计算_平__均__感应电动势。
t
(1)若B变，而S不变，则E=
nS B
;
t
(2)若S变而B不感线 E=_B_L_v_，主要用于求电动势的_瞬__时__值__。 3.如图所示，导体棒以棒的一端为圆心在垂直磁场的平面内做 匀速圆周运动，切割磁感线产生的电动势为E= 1 Bl2 。
【解析】选C。线框匀速穿过匀强磁场，从x=0到x=L的过程中， 有效长度均匀增加，由E=BLv知，电动势随位移均匀变大，x=L处 电动势最大，电流I最大；从x=L至x=1.5 L过程中，框架两边都 切割磁感线，总电动势减小，电流减小；从x=1.5 L至x=2 L，左 边框切割磁感线产生感应电动势大于右边框，故电流反向且增大； 从x=2 L至x=3 L过程中，只有左边框切割磁感线，有效长度减小， 电流减小。综上所述，只有C项符合题意。
【解题指导】解答本题可按以下思路分析：
第11讲电磁感应规律及其应用
【拓展提升】 【考题透视】电磁感应图象问题多以选择题形式出现，有时也 与计算题结合，主要考查以下内容： (1)综合考查楞次定律、法拉第电磁感应定律及电路、安培力 等相关知识。 (2)在计算题中考查学生的识图能力，由图象获取解题信息的 能力。
【借题发挥】解答电磁感应图象问题的三个关注 (1)关注初始时刻，如初始时刻感应电流是否为零，是正方向 还是负方向。 (2)关注变化过程，看电磁感应发生的过程分为几个阶段，这 几个阶段是否和图象变化相对应。 (3)关注大小、方向的变化趋势，看图象斜率的大小、图象的 曲、直是否和物理过程对应。
2.右手定则与左手定则的区别 抓住“因果关系”是解决问题的关键。“因动而电”用_右__手__定__ _则__，“因电而力”用_左__手__定__则__。 3.楞次定律中“阻碍”的表现 (1)阻碍_磁__通__量__的变化(增反减同)； (2)阻碍物体间的_相__对__运__动__(来拒去留)； (3)阻碍原电流的_变__化__(自感)。
二、感应电动势的计算
1.法拉第电磁感应定律
E= n ,常用于计算_平__均__感应电动势。
t
(1)若B变，而S不变，则E=
nS B
;
t
(2)若S变而B不变，则E= nB S 。
t
2.导体垂直切割磁感线 E=_B_L_v_，主要用于求电动势的_瞬__时__值__。 3.如图所示，导体棒以棒的一端为圆心在垂直磁场的平面内做 匀速圆周运动，切割磁感线产生的电动势为E= 1 Bl2 。
【解析】选C。线框匀速穿过匀强磁场，从x=0到x=L的过程中， 有效长度均匀增加，由E=BLv知，电动势随位移均匀变大，x=L处 电动势最大，电流I最大；从x=L至x=1.5 L过程中，框架两边都 切割磁感线，总电动势减小，电流减小；从x=1.5 L至x=2 L，左 边框切割磁感线产生感应电动势大于右边框，故电流反向且增大； 从x=2 L至x=3 L过程中，只有左边框切割磁感线，有效长度减小， 电流减小。综上所述，只有C项符合题意。
高考物理二轮复习 专题十一 电磁感应定律及其应用课件 新人教版
(1)通过电阻 R1 上的电流大小和方向； (2)通过电阻 R1 上的电荷量 q 及电阻 R1 上产生的热量． 【审题指导】
【解析】 (1)根据楞次定律可知，通过 R1 的电流方向 为由 b 到 a.
根据法拉第电磁感应定律得线圈中的电动势为 E＝nΔBΔπt r22＝n·Bt00πr22 根据闭合电路欧姆定律得通过 R1 的电流为 I＝3ER＝n3BR0πt0r22.
(3)由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流 I′＝R＋E r＝
2 2A＝1 A来自由欧姆定律可得，导体棒两端电压 U＝I′R＝1 V.
答案：(1)2 V 2 A (2)0.08 N·s (3)1 V
考点 2 电磁感应的图象问题
一、基础知识梳理 1．电磁感应的图象问题分类 在电磁感应现象中，回路产生的感应电动势、感应电流 及磁场对导线的作用力随时间的变化规律，也可用图象直观 地表示出来．如 I－t、B－t、E－t、E－x、I－x 图象等．此 问题可分为两类：
(1)由给定的电磁感应过程选出或画出相应的物理量的 函数图象．
(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，确定相关的 物理量．
2．分析思路 (1)明确图象的种类． (2)分析电磁感应的具体过程． (3)结合相关规律写出函数表达式． (4)根据函数关系进行图象分析．
二、方法技巧总结 1．利用图象思维法求解电磁感应问题 应用图象思维法的优点在于可以直观地观察出物理过 程的动态特征，使思路更加清晰，常能找到巧妙的解题途径． 2．解答图象问题的三个关注 (1)关注初始时刻，如初始时刻感应电流是否为零，是 正方向还是负方向．
二、方法技巧总结 1．楞次定律推广的三种表述 (1)阻碍原磁通量的变化(增反减同)． (2)阻碍相对运动(来拒去留)． (3)阻碍原电流的变化(自感现象)． 2．解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法
电磁感应了解电磁感应现象及其应用
电磁感应了解电磁感应现象及其应用电磁感应：了解电磁感应现象及其应用电磁感应现象是指当磁场发生变化时，导体中就会产生感应电流。
这一现象是由英国科学家迈克尔·法拉第于1831年首次发现的。
电磁感应不仅是电磁学的基础理论，而且在现代科技中有着广泛的应用。
本文将介绍电磁感应的基本原理、实验方法以及其在实际生活和工业中的应用。
一、电磁感应的基本原理电磁感应的基本原理可以通过法拉第电磁感应定律来解释，即磁感应强度的变化会在导体中产生感应电动势。
法拉第电磁感应定律可以表示为以下公式：ε = -dΦ/dt其中，ε表示感应电动势，Φ表示磁通量，t表示时间。
这个公式告诉我们，当磁通量发生变化时，就会在导体中产生感应电动势。
为了实现电磁感应，我们需要满足两个条件：一是导体必须与磁场有相对运动；二是磁场的强度必须发生变化。
只有同时满足这两个条件，才能在导体中产生感应电动势。
二、电磁感应的实验方法要观察和验证电磁感应现象，并测量出感应电动势的大小，可以通过以下实验方法：1. 磁铁和线圈实验将一个磁铁快速穿过一个线圈，也可以将线圈快速移进移出一个磁场中。
通过连接线圈两端的电表可以测量到感应电流的存在。
这个实验是非常简单而直观的。
2. 直线导线与磁场实验将一根直线导线与一个磁场相交，当导线与磁场有相对运动时，导线两端就会产生感应电势差。
通过连接导线两端的电压计可以测量到感应电势差的大小。
3. 旋转导线与磁场实验将一根导线绕成一个圆环，并与一个磁场相交。
当圆环快速旋转时，导线两端就会产生感应电势差。
通过连接导线两端的电压计可以测量到感应电势差的大小。
通过这些实验方法，我们可以直观地观察和验证电磁感应现象，并测量出感应电势差的大小。
三、电磁感应的应用电磁感应作为一项重要的物理现象，在我们的日常生活和工业生产中有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：1. 发电电磁感应是发电机的工作原理。
发电机通过不断旋转的磁场产生感应电动势，从而驱动电流的产生。
《电磁感应定律及其应用》 讲义
《电磁感应定律及其应用》讲义一、电磁感应现象在 1831 年，英国物理学家迈克尔·法拉第发现了电磁感应现象。
这一现象是指当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电流。
简单来说，如果我们有一个闭合的导线回路，当通过这个回路的磁场发生改变，比如磁场的强度变大或变小，或者磁场的方向发生变化，那么在这个回路中就会产生电流。
举个例子，我们拿一根条形磁铁，迅速插入一个闭合的线圈中，这时线圈中就会有电流产生。
电磁感应现象的发现，为后来的电学发展奠定了重要的基础。
二、电磁感应定律电磁感应定律是描述电磁感应现象中感应电动势大小的定律。
法拉第电磁感应定律指出：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。
用公式表示就是：＄E ＝ n\frac{＼Delta\Phi}｛＼Delta t}＄，其中＄E$ 表示感应电动势，＄n$ 是线圈的匝数，＄＼Delta\Phi$ 表示磁通量的变化量，＄＼Delta t$ 表示变化所用的时间。
磁通量是一个很重要的概念，它等于磁感应强度＄B$ 与垂直于磁场方向的面积＄S$ 的乘积，用＄＼Phi ＝ BS$ 来计算。
需要注意的是，磁通量是一个标量，但有正负之分，其正负取决于磁场方向与面积法线方向的夹角。
三、楞次定律楞次定律是用来确定感应电流方向的定律。
它指出：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。
比如说，当磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，以阻碍磁通量的增加；当磁通量减少时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同，以阻碍磁通量的减少。
楞次定律可以用“增反减同”这四个字来简单概括。
我们通过一个具体的例子来理解楞次定律。
假设一个闭合回路处于一个增强的磁场中，那么根据楞次定律，回路中产生的感应电流的磁场方向会与外部磁场方向相反，从而阻碍磁通量的增加。
四、电磁感应定律的应用1、发电机发电机是电磁感应定律最常见的应用之一。
电磁感应的规律与应用
电磁感应的规律与应用在我们的日常生活和现代科技中，电磁感应现象无处不在，发挥着至关重要的作用。
从简单的发电机到复杂的磁共振成像（MRI）设备，电磁感应的规律深刻地影响着我们的生活和科学技术的发展。
电磁感应现象是指当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中就会产生感应电动势和感应电流。
这个现象是由英国科学家迈克尔·法拉第在 1831 年发现的。
法拉第的实验表明，只要通过闭合回路的磁通量发生改变，就会在回路中产生电流。
这一发现为后来的电学发展奠定了坚实的基础。
电磁感应的规律可以用楞次定律和法拉第电磁感应定律来描述。
楞次定律指出，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。
简单来说，就是当磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，以阻碍磁通量的增加；当磁通量减少时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同，以阻碍磁通量的减少。
楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。
法拉第电磁感应定律则定量地描述了感应电动势的大小。
它指出，感应电动势的大小与穿过闭合电路的磁通量的变化率成正比。
如果磁通量的变化是均匀的，那么感应电动势就是一个恒定的值；如果磁通量的变化是非均匀的，那么感应电动势也会随之变化。
电磁感应在实际生活中有广泛的应用。
发电机就是一个最常见的例子。
发电机通过转动线圈在磁场中切割磁感线，从而产生感应电动势和感应电流。
大型的水力发电站、火力发电站以及风力发电场中的发电机，都是利用电磁感应原理将机械能转化为电能，为我们的生活和工业生产提供了源源不断的电力。
变压器也是基于电磁感应原理工作的重要设备。
变压器可以改变交流电压的大小。
它由两个相互绝缘的线圈绕在同一个铁芯上组成。
当原线圈中通有交流电流时，由于电磁感应，在副线圈中就会产生感应电动势。
通过改变原、副线圈的匝数比，可以实现不同电压的转换。
变压器在电力输送、电子设备等领域都有着广泛的应用。
电磁炉是电磁感应在厨房中的应用。
电磁炉内部有一个线圈，当线圈中通有高频交流电时，会在电磁炉的面板上方产生一个变化的磁场。
高中物理新选修课件电磁感应规律的应用
XX
PART 06
电磁感应规律的综合应用
REPORTING
电磁感应规律在解题中 电磁场中的物理过程，构 建解题思路。
定量计算
运用电磁感应定律、楞次 定律等规律，进行定量计 算，求解相关物理量。
定性分析
通过电磁感应规律判断电 磁现象的性质、趋势等， 进行定性分析。
传感器技术
运用电磁感应原理设计传感器，实现非电量到电量的转换，广泛应 用于自动化控制、测量等领域。
无线充电技术
利用电磁感应原理实现无线充电，为移动设备提供便捷的充电方式 。
XX
THANKS
感谢观看
REPORTING
XX
PART 03
电磁感应在力学中的应用
REPORTING
安培力与洛伦兹力
01
02
03
安培力
通电导线在磁场中受到的 力，其大小与电流、导线 长度及磁感应强度有关， 方向可用左手定则判断。
洛伦兹力
运动电荷在磁场中受到的 力，其大小与电荷量、速 度及磁感应强度有关，方 向可用左手定则判断。
应用举例
利用安培力或洛伦兹力可 以解释或分析电磁感应现 象中的力学问题，如电磁 炮、磁悬浮列车等。
电磁感应在交流电路中的应用
变压器
发电机
变压器是利用电磁感应原理实现电压 变换的装置。通过改变变压器的匝数 比，可以实现电压的升高或降低。
发电机是利用电磁感应原理将机械能 转换为电能的装置。在发电机中，机 械能驱动线圈在磁场中旋转，从而产 生感应电动势并输出电能。
电动机
电动机是利用电磁感应原理将电能转 换为机械能的装置。在电动机中，通 电线圈在磁场中受到力的作用而旋转 ，从而驱动机械负载运动。
XX
电磁感应规律及其应用复习PPT教学课件
⑥（1分） ⑦（1分）
联立③⑤⑥⑦式解得：v′=6 m/s
（1分）
导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动，
v′2-v12=2gh 解得：h=1.35 m
（1分） （1分）
（3）导体棒进入磁场Ⅱ后经过时间t的速度大小
v=v2+at
⑧（1分）
F+mg-F安=ma
⑨（2分）
【解析】选A。设线框质量为m，电阻为R,线框ab边长为l，磁 感应强度为B, 线框自由下落刚进入磁场时速度为v，当v＜
mg时R ，线框做加速度减小的加速运动，C可能；当v= mgR 时B,2线l2 框做匀速运动，D可能；当v＞ 时,线框做加速度减B小2l2
mgR 的减速运动直至匀速，B可能，A不可B2能l2 ，故选A。
（2）在第（3）问中试画出0～1.6s内外力F与时间t的关系图 像。 提示：由于F=（t+1.6）N 其图像为
【总结提升】1.电磁感应中的动力学问题应抓住的“两个对 象”：
2.电磁感应中的动力学问题的解题策略： 此类问题中力现象和电磁现象相互联系、相互制约，解决问题 前首先要建立“动→电→动”的思维顺序，可概括为： （1）找准主动运动者，用法拉第电磁感应定律和楞次定律求 解感应电动势的大小和方向。 （2）根据等效电路图，求解回路中电流的大小及方向。 （3）分析安培力对导体棒运动速度、加速度的影响，从而推 理得出对电路中的电流有什么影响，最后定性分析导体棒的最 终运动情况。 （4）列牛顿第二定律或平衡方程求解。
F安=
B2L2v
⑩（1分）
由③⑧R⑨ r⑩式解得：F=（t+1.6） N
（1分）
答案：（1）5 m/s2 (2)1.35 m (3)F=(t+1.6) N
第11讲电磁感应规律及其应用-精品
【解析】(1)由题图乙知，杆运动的最大速度为vm=4 m/s此时 有F=mgsinα +F安
=mgsinα+B 2 L 2 v m
R
代入数据得F=18 N
(2)由牛顿第二定律可得
F-F安-mgsinα=ma
F B2L2v mgsin
a= R 代入数, 据得
m
a=2.0 m/s2
(3)由题图乙可知0.8 s末金属杆的速度v1=2.2 m/s 前0.8 s内图线与t轴所包围的小方格的个数为27个，面积为
第11讲 电磁感应规律及其应用
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【考纲资讯】
电磁感应现象
Ⅰ
感应电流的产生条件
Ⅱ
法拉第电磁感应定律 楞次定律
Ⅱ
互感 自感
Ⅰ
【考情快报】 1.楞次定律和法拉第电磁感应定律及其应用是本讲中高考的热 点。它常与电路、动力学、能量转化等知识结合起来考查，其 中既有难度中等的选择题，也有难度较大、综合性较强的计算 题。 2.预计2019年高考考查的主要内容有： (1)考查楞次定律的应用问题； (2)考查法拉第电磁感应定律和楞次定律的综合应用问题，如 电路问题、图象问题、动力学问题、能量问题等； (3)考查有关自感现象的应用问题。
【解析】选A、D。若金属框固定在绝缘板上，则F安μ1(M+m)g=(M+m)a1。FB 安t1=12L R2B2L8解N得a1=3 m/s2。 A正确，B错误。当金属框不固定时，对于金属框，F安-
μ2mg=ma2
解得a2=4 m/s2。
对于绝缘板μ2mg-μ1(M+m)g=Ma3
解得a3=2 m/s2,故D项正确。
【借题发挥】电磁感应与动力学问题的解题策略 此类问题中力现象和电磁现象相互联系、相互制约, 解决问题 前首先要建立“动→电→动”的思维顺序,可概括为： (1)找准主动运动者,用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解感 应电动势的大小和方向。 (2)根据等效电路图,求解回路中电流的大小及方向。 (3)分析安培力对导体棒运动速度、加速度的影响,从而推理得 出对电路中的电流有什么影响,最后定性分析导体棒的最终运动 情况。 (4)列牛顿第二定律或平衡方程求解。
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速圆周运动，切割磁感线产生的
1 2 Bl 电动势为E= 2 。
三、电磁感应问题中安培力、电荷量、热量的计算 1.导体切割磁感线运动，导体棒中有感应电流，受安培力作
B2 L2 v 用，根据E=BLv，I= E ，F=BIL，可得F= R 。 R
2.闭合电路中磁通量发生变化产生感应电动势。电荷动电荷、电流作用力 电磁 感应 部分导体切割磁感线运动 闭合电路磁通量变化
2.右手定则与左手定则的区别 抓住“因果关系”是解决问题的关键。“因动而电”用 右手定则 左手定则 _________，“因电而力”用_________。 3.楞次定律中“阻碍”的表现 磁通量 （1）阻碍_______的变化（增反减同）； 相对运动 （2）阻碍物体间的_________（来拒去留）； 变化 （3）阻碍原电流的_____（自感）。
题。 2.预计2013年高考考查的主要内容有：
（1）考查楞次定律的应用问题；
（2）考查法拉第电磁感应定律和楞次定律的综合应用问题， 如电路问题、图象问题、动力学问题、能量问题等； （3）考查有关自感现象的应用问题。
【体系构建】
【核心自查】 一、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的应用 1.安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律应用于不同现象 基本现象 应用的定则或定律 安培定则 _________ 左手定则 _________ 右手定则 _________ 楞次定律 _________
l 0.03 s v
根据焦耳定律得，Q1=I2Rt=0.03 J(或Q1=Fl=0.03 J)
答案：（1）1.0 A
(2)0.1 N
（3）0.03 J
【热点考向3】电磁感应中的能量转化问题 【典题训练4】（2012·南京一模）如图 所示，正方形导线框ABCD、abcd的边长
均为L，电阻均为R，质量分别为2m和m，
它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳 两端，且正方形导线框与定滑轮处于同 一竖直平面内。在两导线框之间有一宽度为2 L、磁感应强度 大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。开始时导线框ABCD 的下边与匀强磁场的上边界重合，导线框abcd的上边到匀强磁 场的下边界的距离为L。
现将系统由静止释放，当导线框ABCD刚好全部进入磁场时，系
向还是负方向。
(2)关注变化过程，看电磁感应发生的过程分为几个阶段，这 几个阶段是否和图象变化相对应。 (3)关注大小、方向的变化趋势，看图象斜率的大小、图象的 曲、直是否和物理过程对应。
【创新预测】
1.高速铁路上使用一种电磁装置向控
制中心传输信号以确定火车的位置和 速度，安放在火车首节车厢下面的磁铁能产生匀强磁场，如图
【热点考向1】电磁感应图象问题
【典题训练1】(2012·新课标全国卷）如图,一载流
长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在 长直导线右侧,且其长边与长直导线平行。已知在 t=0到t=t1的时间间隔内,直导线中电流i发生某种变 化,而线框中的感应电流总是沿顺时针方向;线框受到 的安培力的合力先水平向左、后水平向右。设电流i 正方向与图中箭头所示方向相同,则i随时间t变化的图线可能 是( )
【解题指导】解答此题应注意以下两点：
（1）恒力F拉动金属杆做变加速运动，安培力是变力，当杆受
力平衡时，达到最大速度。 (2)恒力F做的功转化为金属杆的重力势能、动能和电能，电能
转化为内能，即电阻上产生的热量。
【解析】（1）由题图乙知，杆运动的最大速度为vm=4 m/s此 时有F=mgsinα+F安
题意。
【拓展提升】
【考题透视】电磁感应图象问题多以选择题形式出现，有时也
与计算题结合，主要考查以下内容： （1）综合考查楞次定律、法拉第电磁感应定律及电路、安培 力等相关知识。 （2）在计算题中考查学生的识图能力，由图象获取解题信息
的能力。
【借题发挥】解答电磁感应图象问题的三个关注 （1）关注初始时刻，如初始时刻感应电流是否为零，是正方
2.0 Ω 的电阻，其他电阻不计，质量m=2.0 kg的金属杆ab垂直
导轨放置，如图甲所示。用恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab， 由静止开始运动，v-t图象如图乙。g=10 m/s2，导轨足够长， 求：
（1）恒力F的大小； （2）金属杆速度为2.0 m/s时的加速度大小；
（3）根据v-t图象估算在前0.8 s内电阻上产生的热量。
力方向向左,如图乙所示。在t2～t1时间内,直导线中的电流在 线框处产生的磁场方向垂直于纸面向外,由楞次定律可知此过
程中线框中的感应电流方向为顺时针方向,由左手定则可判断 出线框的左边所受安培力较大,方向向右,线框的右边所受安培
力较小,方向向左,线框所受合力方向向右,如图丙所示。故选
项A正确,B、C、D错误。
如图所示，宽度为L=0.20 m的足够长 的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平 面上，导轨的一端连接阻值为R=1.0 Ω 的电阻。导轨所在空间 存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.50 T。一根 质量为m=10 g的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好，导轨和 导体棒的电阻均可忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉动导 体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度v=10 m/s,在运动过程中
二、感应电动势的计算
1.法拉第电磁感应定律：E=n t
平均 ,常用于计算_____感应电
动势。
（1）若B变，而S不变，则E= （2）若S变而B不变，则E=
nB nS
B t ;
S t 。
2.导体垂直切割磁感线：E=____，主要用于求电动势的 BLv 瞬时值 _______。
3.如图所示，导体棒以棒的一端 为圆心在垂直磁场的平面内做匀
能量的转化和守恒定律得
1 2 Q Fx mgxsin mv1 ,代入数据得： 2
Q=3.80 J
（说明，前0.8 s内图线与t轴所包围的小方格的个数在26～
28个之间，位移在1.04 m～1.12 m之间，产生的热量在 3.48 J～4.12 J之间均正确)。 答案：（1）18 N （2）2.0 m/s2 (3)3.80 J
保持导体棒与导轨垂直。求：
（1）在闭合回路中产生的感应电流的大小；
（2）作用在导体棒上的拉力的大小；
（3）导体棒移动30 cm时，电阻R上产生的热量。 【解析】（1）感应电动势为E=BLv=1.0 V 感应电流为 I
E 1.0 A R
(2)导体棒匀速运动，安培力与拉力平衡 即有F=BIL=0.1 N （3）导体棒移动30 cm的时间为 t
【解题指导】解答此题要根据线框穿过磁场的运动过程，分析 导体切割磁感线有效长度的变化。
(1)由x=0到x=L,有效长度均匀增加，当x=L时，电动势达到最
大。 (2)由x=L到x=1.5 L,两边切割磁感线产生电动势方向相反，感 应电流逐渐减小。 (3)由x=1.5 L到x=2 L电动势反向增大。
(4)由x=2 L到x=3 L.电流逐渐减小到零。
B2 L2 v m = mgsin R
代入数据得F=18 N
（2）由牛顿第二定律可得
F F安 mgsin ma
B2 L2 v F mgsin ,代入数据得a=2.0 m/s2 R a m
（3）由题图乙可知0.8 s末金属杆的速度v1=2.2 m/s 前0.8 s内图线与t轴所包围的小方格的个数为27个，面积为 27×0.2×0.2=1.08，即前0.8 s内金属杆的位移x=1.08 m。由
统开始做匀速运动。不计摩擦和空气阻力，则(
B.系统匀速运动的速度大小 v mgR 2 2
)
A.两导线框刚开始做匀速运动时轻绳上的张力FT=2mg
BL 3B2 L3 C.导线框abcd通过磁场的时间 t mgR
D.两线框从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热
3m3g 2 R 2 Q 4mgL 2B4 L4
方法是根据 E ，I E ， q=IΔ t则q= R 。若线圈匝数为n， t R n 则q= R 。
3.电磁感应电路中产生的焦耳热。当电路中电流恒定时，可以
焦耳定律 用_________计算，当电路中电流发生变化时，则应用功能关 能量守恒定律 系或_____________计算。
【典题训练2】（2012·淄博一模）如 图所示，等腰三角形内分布有垂直于 纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2L，高为L。纸 面内一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿 过匀强磁场区域，在t=0时刻恰好位于图中所示的位置。以顺 时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确 表示电流—位移（I-x）关系的是( )
【拓展提升】 【考题透视】电磁感应与动力学问题为每年高考的热点，考查 方式既有选择题，又有计算题，命题规律有以下两点： （1）与牛顿第二定律、运动学结合的动态分析问题。 （2）电磁感应中的安培力问题、涉及受力分析及功能关系的
问题。
【借题发挥】电磁感应与动力学问题的解题策略 此类问题中力现象和电磁现象相互联系、相互制约, 解决问题 前首先要建立“动→电→动”的思维顺序,可概括为：
(1)找准主动运动者,用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解感
应电动势的大小和方向。 (2)根据等效电路图,求解回路中电流的大小及方向。
(3)分析安培力对导体棒运动速度、加速度的影响,从而推理得
出对电路中的电流有什么影响,最后定性分析导体棒的最终运 动情况。 (4)列牛顿第二定律或平衡方程求解。
【创新预测】
第11讲 电磁感应规律及其应用
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电磁感应现象 磁通量 Ⅰ Ⅰ
法拉第电磁感应定律
楞次定律 自感、涡流
Ⅱ
Ⅱ Ⅰ
【考情快报】 1.楞次定律和法拉第电磁感应定律及其应用是本讲中高考的热 点。它常与电路、动力学、能量转化等知识结合起来考查，其