高中物理选修3-2第二章电磁感应
(完整版)高中物理选修3-2课后习题答案及解释
电磁感应和楞次定律1. 答案：CD详解：导体棒做匀速运动，磁通量的变化率是一个常数，产生稳恒电流，那么被线圈缠绕的磁铁将产生稳定的磁场，该磁场通过线圈 c 不会产生感应电流；做加速运动则可以；2．答案：C详解：参考点电荷的分析方法，S 磁单极子相当于负电荷，那么它通过超导回路，相当于向左的磁感线通过回路，右手定则判断，回路中会产生持续的adcba 向的感应电流；3．答案：A详解：滑片从 a 滑动到变阻器中点的过程，通过 A 线圈的电流从滑片流入，从固定接口流出，产生向右的磁场，而且滑动过程中，电阻变大，电流变小，所以磁场逐渐变小，所以此时 B 线圈要产生向右的磁场来阻止这通过 A 线圈的电流从滑片流入，从固定接口流出种变化，此时通过R 点电流由c流向d;从中点滑动到b的过程，通过A线圈的电流从固定接口流入，从滑片流出，产生向左的磁场，在滑动过程中，电阻变小，电流变大，所以磁场逐渐变大，所以此时B线圈要产生向右的磁场来阻止这种变化，通过R的电流仍从c流向d o4．答案：B详解：aob 是一个闭合回路，oa 逆时针运动，通过回路的磁通量会发生变化，为了阻止这种变化，ob 会随着oa 运动;5．答案：A详解：开关在 a 时，通过上方的磁感线指向右，开关断开，上方的磁场要消失，它要阻止这种变化，就要产生向右的磁场来弥补，这时通过R2的电流从c指向d;开关合到b上时，通过上方线圈的磁场方向向左，它要阻止这种变化，就要产生向右的磁场来抵消，这时通过R2的电流仍从c指向d;6．答案：AC详解：注意地理南北极与地磁南北极恰好相反，用右手定则判断即可。
电磁感应中的功与能1．答案:C、D详解：ab 下落过程中，要克服安培力做功，机械能不守恒，速度达到稳定之前其减少的重力势能转化为其增加的动能和电阻增加的内能，速度达到稳定后，动能不再变化，其重力势能的减少全部转化为电阻增加的内能。
选CD2．答案：A详解：E=BLvI=E/R=BLv/RF=BIL=B A2L A2v/R W=Fd=B A2L A2dv/R=B A2SLv/R, 选A3．答案:B、C详解：开始重力大于安培力，ab 做加速运动，随着速度的增大，安培力增大，当安培力等于重力时，加速度为零；当速度稳定时达到最大，重力的功率为重力乘以速度，也在此时达到最大，最终结果是安培力等于重力，安培力不为0，热损耗也不为0.选BC4. 答案：(1) 5m/s。
高中物理选修3-2电磁感应讲义
高中物理选修3-2电磁感应复习一、电磁感应现象及其发生条件1、电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流．2．电磁感应的条件（1）产生感应电流的条件为：①电路为闭合电路；②回路中磁通量发生变化。
（2）感应电动势产生的条件：穿过电路的磁通量发生变化。
这里不要求闭合.无论电路闭合与否，只要磁通量变化了，就会有感应电动势产生。
例1．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图连接．下列说法中正确的是()A．电键闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B．线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C．电键闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度D．电键闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转例2.如图2所示，矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合(互相绝缘)．现使线框绕不同的轴转动，能使框中产生感应电流的是[ ]A．绕ad边为轴转动B．绕oo′为轴转动C．绕bc边为轴转动D．绕ab边为轴转动例3.如图6所示，一有限范围的匀强磁场宽度为d，若将一个边长为l的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域，已知d＞l，则导线框中无感应电流的时间等于[ ]例4.条形磁铁竖直放置，闭合圆环水平放置，条形磁铁中心线穿过圆环中心，如图7所示。
若圆环为弹性环，其形状由Ⅰ扩大为Ⅱ，那么圆环内磁通量变化情况是[ ]A．磁通量增大B．磁通量减小C．磁通量不变D．条件不足，无法确定二、楞次定律（来句去留、增反减同、增缩减扩）1．楞次定律：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．2．应用楞次定律判断感应电流方向的四个步骤。
（1）明确原磁场的方向；（2）明确穿过回路的磁通量是增加还是减少；（3）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向；（4）利用安培定则，判断感应电流的方向。
物理选修3-2知识点归纳
物理选修3-2知识点归纳(鲁科版)第一章 电磁感应 第1节 磁生电的探索1.电磁感应：只要闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生电流。
国磁通量变化而产生电流的现象叫做电磁感应，所产生的电流叫做感应的电流。
第2节 感应电动势与电磁感应定律1.感应电动势：电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。
电路中感应电动势的大小与电路中磁通量变化的快慢有关。
2.法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量变化率成正比。
tkE ∆∆Φ=，k 为比例常数。
在国际单位制中，感应电动势E 的单位是V ，Φ的单位是Wb ，t 的单位是s ， 1=k ， 上式可以化简为t E ∆∆Φ=。
n 匝线圈的感应电动势大小为：tn E ∆∆Φ=。
磁通量的变化量仅由导线切割磁感线引起时，感应电动势的公式还可以写成：Blv E =。
第3节 电磁感应定律的应用1.涡流：将整块金属放在变化的磁场中，穿过金属块的磁通量发生变化，金属块内部就产生感应电流。
这种电流在金属块内部形成闭合回路，就像旋涡一样，我们把这种感应电流叫做涡电流(eddy current)，简称涡流。
如图所示，把绝缘导线绕在块状铁芯上，当交变电流通过导线时，铁芯中会产生图中虚线所示的涡流。
在以上实验中，小铁锅的电阻很小，穿过铁锅的磁通量变比时产生的涡流较大，足以使水温升高；而玻璃杯是绝缘体，电阻很大，不产生涡流。
2.电磁炉：电磁炉的工作原理与涡流有关。
如图所示，当50 Hz 的交流电流入电磁炉时，经过整流变为直流电，再使其变为高频电流(20～50 kHz)进入炉内的线圈。
由于电流的变化频率较高，通过铁质锅底的磁通量变化率较大，根据电磁感应定律t E ∆∆Φ=/可知，产生的感应电动势也较大；铁质锅底是整块导体，电阻很小，所以在锅底能产生很强的涡电流，使锅底迅速发热，进而加热锅内的食物。
（1）与煤气灶、电饭锅等炊具相比，电磁炉具有很多优点：电磁炉利用涡流使锅直接发热，减少了能量传递的中间环节，能大大提高热效率；电磁炉使用时无烟火，无毒气、废气；电磁炉只对铁质锅具加热，炉体本身不发热……由于以上种种优点，电磁炉深受消费者的喜爱，被称为“绿色炉具”。
(完整版)高二物理--选修3-2知识点复习
2018年高二物理 选修3-2知识点复习知识点一：电磁感应现象Ⅰ 只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流，如果电路不闭合只会产生感应电动势。
这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，是1831年法拉第发现的。
知识点二：感应电流的产生条件Ⅱ1、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化，因此研究磁通量的变化是关键，由磁通量的广义公式中φθ=B S ·sin （θ是B 与S 的夹角）看，磁通量的变化∆φ可由面积的变化∆S 引起；可由磁感应强度B 的变化∆B 引起；可由B 与S 的夹角θ的变化∆θ引起；也可由B 、S 、θ中的两个量的变化，或三个量的同时变化引起。
2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，可以产生感应电动势，感应电流，这是初中学过的，其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。
3、产生感应电动势、感应电流的条件：导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体内就产生感应电动势；穿过线圈的磁量发生变化时，线圈里就产生感应电动势。
如果导体是闭合电路的一部分，或者线圈是闭合的，就产生感应电流。
从本质上讲，上述两种说法是一致的，所以产生感应电流的条件可归结为：穿过闭合电路的磁通量发生变化。
三、法拉第电磁感应定律 楞次定律Ⅱ ①电磁感应规律：感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定。
ε=BLv ——当长L 的导线，以速度v ，在匀强磁场B 中，垂直切割磁感线，其两端间感应电动势的大小为ε。
如图所示。
设产生的感应电流强度为I ，MN 间电动势为ε，则MN 受向左的安培力F BIL =，要保持MN 以v 匀速向右运动，所施外力F F BIL '==，当行进位移为S 时，外力功W BI L S BILv t ==···。
t 为所用时间。
而在t 时间内，电流做功W I t '=··ε，据能量转化关系，W W '=，则I t BILv t ···ε=。
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桑水高中物理学习材料桑水制作电磁感应讲义班级 学号 姓名 知识结构重点难点1．电磁感应现象:(1)产生感应电流的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化．(2)起磁通量变化的类型：2．楞次定律：⑴适用范围：适用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况．⑵内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．⑶对“阻碍”的进一步理解：①阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化．“增则反减则同”②阻碍导体的相对运动，可理解为“来则拒去则留”(由磁体相对运动而引起感应电流的情况)．电磁感应产生 条件自感与 互 感 导体切割磁感线运动 穿过闭合电路所围面积中磁通量发生变化 法拉第电磁感应定律㈠ 法拉第电磁感应定律㈡ 大小：ε=BLV方向：右手定则 大小：ε=n t ∆∆φ 方向：楞次定律 自感现象 互感现象 变压器 21U U =21n n P 出=P 入(理想变压器) 交变电流 即时值 U=U m sin ωt I=I m sin ωt 有效值 U=2m U I= 2m I 周期、频率、角频率 T=ωπ21=f桑水③使线圈面积有扩大或缩小的趋势．④阻碍原电流的变化(自感现象)．⑷楞次定律判断感应电流方向的一般步骤：①明确所研究的闭合回路中原磁场的方向；②明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少；③楞次定律判定感应电流的磁场方向；④由安培定则根据感应电流的磁场方向判断出感应电流的方向．3．右手定则：4．法拉第电磁感应定律：(1)感应电动势：感生电动势：由感生电场产生的感应电动势．动生电动势：由于导体运动而产生的感应电动势．(2)公式：E n t ∆Φ=∆ 当△仅由B 引起时，则t B nS E ∆∆=；当△Φ仅由S 引起时，则t S nB E ∆∆=．(3)注意：区分磁通量Φ、磁通量的变化量△Φ和磁通量的变化率t ∆Φ∆磁通量Φ等于磁感应强度B 与垂直于磁场方向的面积S 的乘积，即Φ=BS ，它的意义可以形象地用穿过面的磁感线的条数表示．磁通量的变化量△Φ是指回路在初末两个状态磁通量的变化量，△Φ=Φ2－Φ1．△Φ与某一时刻回路的磁通量Φ无关，当△Φ≠0时，回路中要产生感应电动势，但是△Φ却不能决定感应电动势E 的大小．磁通量的变化率t ∆Φ∆表示的是磁通量变化的快慢，它决定了回路中感应电动势的大小．t ∆Φ∆的大小与Φ、△Φ均无关．(4)部分导体切割磁感线产生的感应电动势的大小：E=BLVsin θ．①若切割磁感线的导体是弯曲的，L 应理解为有效切割长度，即导体在垂直于速度方向上的投影长度．②公式E=BLV 一般适用于在匀强磁场中导体各部分切割速度相同的情况，对一段导体的转动切割，导体上各点线速度不等，取其平均切割速度12L υω=，得212E BL BL υω==．5．互感两个相互靠近的线圈中，有一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感生电动势，这种现象叫做互感，这种电动势叫做互感电动势．变压器就是利用互感现象制成的．6．自感：对自感要搞清楚通电自感和断电自感两个基本问题，尤其是断电自感，特别模糊的是断电自感中“小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下”的问题，如图9-2-10所示，原来电路闭合处于稳图9-2-10桑水B A I (a )(b)itt2t1定状态，L与A并联，其电流分别为IL和IA，都是从左向右．在断开K的瞬时，灯A中原来的从左向右的电流IA立即消失．但是灯A与线圈L组成一闭合回路，由于L的自感作用，其中的电流IL不会立即消失，而是在回路中逐渐减弱维持短暂的的时间，这个时间内灯A中有从右向左的电流通过．这时通过A的电流是从IL开始减弱，如果原来IL＞IA，则在灯A熄灭之前要闪亮一下；如果原来IL≤IA，则灯A逐渐熄灭不再闪亮一下．原来的IL和IA哪一个大，要由L的直流电阻RL与A的电阻RA的大小来决定．如果RL≥RA，则IL≤IA；如果RL＜RA，则IL＞IA．7．感应电量．回路中发生磁通量变化时，由于感应电场的作用使电荷发生定向移动而形成感应电流，在△t内迁移的电量(感应电量)q：8．电磁感应现象中的综合问题⑴电磁感应中的力学问题：在电磁感应的力学问题中，由于感应电流与导体切割磁感线运动的加速度有着相互制约的关系，故导体一般不是做匀变速运动，而是经历一个动态变化过程再趋于一稳定状态．分析这一动态过程进而确定最终状态是解决这类问题的关键所在．分析顺序一般为：①首先分析导体最初在磁场中的运动状态和受力情况；②再分析由于运动状态变化，导体受到的磁场力、合外力的变化；③再分析由于合外力的变化，导体的加速度、速度又会怎样变，从而又引起感应电流、磁场力、合力怎么变；④最终明确导体所能达到的是何种稳定状态．⑵电磁感应中的电路问题：在电磁感应现象中，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而成为电源，将它们跟电阻、电容等构成回路即为电磁感应中的电路问题．解决这类问题时，找准电源、正确判断感应电动势的方向(即电源的正负极)是关键．分析求解的一般步骤为：①确定电源，求出电动势(或其表达式)；②分析电路结构，明确内、外电路；③正确运用稳恒电流求解．⑶电磁感应中的能量转化问题：导体切割磁感线或磁通量发生变化在回路中产生感应电流，则有机械能或其他形式的能量转化为电能，通过安培力做功，电能最终又转化为内能或机械能．因此，电磁感应过程问题伴随着能量转化．功是能量转化的量度，做功与能量转化的形式相对应，所以从能量转化的观点出发，结合动能定理、能量守恒定律、功能关系来分析导体的动能、势能、电能的变化，就可以建立相应的能量方程．⑷电磁感应中的图像问题：电磁感应教学中涉及的图像一般有以下两种：①各物理量随时间t变化的图像，即B—t图线、Φ--t图线、E--t图线、I--t图线等．②各物理量随线圈或导体的位移x变化的图线．常有E--x图线、I--x图线等．图像问题大致可分为两类：由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像或由给定的图像分析电磁感应过程．电磁感应中的图像问题一般需利用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解决．例题精选1．如图（a）所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图（b）所示的变化电流，t=0时电流方向为顺时针（箭头所示）。
教科版 高中物理选修3-2 电磁感应
电磁感应现象愣次定律一、电磁感应1．电磁感应现象只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，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。
产生的电流叫做感应电流．2．产生感应电流的条件：闭合回路中磁通量发生变化3. 磁通量变化的常见情况(Φ改变的方式)：①线圈所围面积发生变化，闭合电路中的部分导线做切割磁感线运动导致Φ变化;其实质也是B不变而S增大或减小②线圈在磁场中转动导致Φ变化。
线圈面积与磁感应强度二者之间夹角发生变化。
如匀强磁场中转动的矩形线圈就是典型。
③磁感应强度随时间(或位置)变化,磁感应强度是时间的函数；或闭合回路变化导致Φ变化(Φ改变的结果):磁通量改变的最直接的结果是产生感应电动势,若线圈或线框是闭合的.则在线圈或线框中产生感应电流，因此产生感应电流的条件就是：穿过闭合回路的磁通量发生变化．4.产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合,只要穿过线圈的磁通量发生变化,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,如果回路闭合,则有感应电流,如果回路不闭合，则只能出现感应电动势，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、感应电流方向的判定1.右手定则:伸开右手，使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直，大拇指指向导线运动的方向, 四指所指的方向即为感应电流方向(电源).用右手定则时应注意：①主要用于闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时，产生的感应电动势与感应电流的方向判定，②右手定则仅在导体切割磁感线时使用，应用时要注意磁场方向、运动方向、感应电流方向三者互相垂直．③当导体的运动方向与磁场方向不垂直时，拇指应指向切割磁感线的分速度方向．④若形成闭合回路，四指指向感应电流方向；若未形成闭合回路，四指指向高电势．⑤“因电而动”用左手定则．“因动而电”用右手定则．⑥应用时要特别注意：四指指向是电源内部电流的方向(负→正)．因而也是电势升高的方向；即：四指指向正极。
2021年高中物理选修二第二章《电磁感应》习题(答案解析)
一、选择题1．如图，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．安培力方向始终沿竖直方向2．如图甲所示，半径为r带小缺口的刚性金属圆环固定在竖直平面内，在圆环的缺口两端用导线分别与两块水平放置的平行金属板A、B连接，两板间距为d且足够大。
有一变化的磁场垂直于圆环平面，规定向里为正，其变化规律如图乙所示。
在平行金属板A、B正中间有一电荷量为q的带电液滴，液滴在0~14T内处于静止状态。
重力加速度为g。
下列说法正确的是（）A．液滴的质量为24B q r gdTπB．液滴带负电C．34t T=时液滴的运动方向改变D ．t =0.5T 时液滴与初始位置相距212gT 3．如图为用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外绕有线圈，将金属材料置于冶炼炉中，则（ ）A ．如果线圈中通以恒定电流，冶炼炉就能冶炼金属B ．通过线圈的高频交流电使炉体产生涡流从而熔化炉内金属C ．真空冶炼炉在工作时炉内金属中产生涡流使炉内金属熔化D ．如果真空冶炼炉中金属的电阻率大，则涡流很强，产生的热量很多4．如图所示，通电直导线L 和平行直导线放置的闭合导体框abcd ，直导线与导体框在同一平面内，以下说法正确的是（ ）A ．导线固定，当导体框向上平移时，导体框中感应电流的方向为abcdaB ．导体框固定，当导线L 向左平移时，导体框中感应电流的方向为adcbaC ．导线固定，当导体框向右平移时，导体框中感应电流的方向为abcdaD ．导体框固定，当导线L 向右平移时，导体框中感应电流的方向为abcda5．图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L 1和L 2为电感线圈。
实验时，断开开关S 1瞬间，灯A 1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S 2，灯A 2逐渐变亮，而另一个相同的灯A 3立即变亮，最终A 2与A 3的亮度相同。
【物理】4.5《电磁感应规律的应用》课件(新人教选修3-2)
× × × × × × × × × × × × × L × ×
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二,理论探究感生电动势的产生 电流是怎样产生的? 电流是怎样产生的? 自由电荷为什么会运动? 自由电荷为什么会运动? 猜想:使电荷运动的力可能是 猜想: 洛伦兹力,静电力, 洛伦兹力,静电力,或者是其它力 使电荷运动的力难道是变化 的磁场对其施加的力吗? 的磁场对其施加的力吗?
动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关. 动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关.
探讨:
※洛伦兹力做功吗? 洛伦兹力做功吗?
※能量是怎样转化的呢? 能量是怎样转化的呢? F2 -
洛伦兹力不做功,不提供 洛伦兹力不做功, 能量, 能量,只是起传递能量的 作用. 作用.即外力克服洛伦
U F洛 F1
ω
兹力的一个分量F 兹力的一个分量F2所 做的功, 做的功,通过另一个 分量F 分量F1转化为感应电 流的能量
文本呈现: 当导体棒在匀强磁场B中以速度v运动时 当导体棒在匀强磁场B中以速度v运动时,导体棒 内部的自由电子要受到洛伦兹力作用, 洛伦兹力作用 内部的自由电子要受到洛伦兹力作用,在洛仑兹力 作用下电子沿导线向 端定向运动, 端和C 作用下电子沿导线向D 端定向运动,使D端和C端出 异种电荷 负极(低电势), ),C 现了等量异种电荷, 现了等量异种电荷,D为负极(低电势),C为正极 高电势)则导体CD相当一个电源 CD相当一个电源. (高电势)则导体CD相当一个电源.
实际应用 例题:光滑导轨上架一个直导体棒MN,设MN向右匀速 例题:光滑导轨上架一个直导体棒MN MN, MN向右匀速 运动的速度为V MN长为L,不计其他电阻求 长为L,不计其他电阻求: 运动的速度为V,MN长为L,不计其他电阻求: 导体MN做匀速运动时受到的安培力大小和方向? MN做匀速运动时受到的安培力大小和方向 (1)导体MN做匀速运动时受到的安培力大小和方向? 导体MN受到的外力的大小和方向? MN受到的外力的大小和方向 (2)导体MN受到的外力的大小和方向? MN向右运动 位移, 向右运动S (3)MN向右运动S位移,外力克服安培力做功的表达 式是什么? 式是什么? 在此过程中感应电流做功是多少? (4)在此过程中感应电流做功是多少? 结论:在纯电阻电路中, 结论:在纯电阻电路中,外力克 服安培力做了多少功将有多少热 量产生. 量产生.
人教版高中物理选修3-2《电磁感应》教学设计
引导学生讨论电磁感应的应用，如发电机、变压器、电动车等，让学生能够深入理解并运用所学知识。
教学评价
课堂交流
通过学生的提问和回答，观察学生对电磁感应的理解程度。
实践操作
评价学生在实践操作中是否能准确观察到感生电动势和感生电流的现象，并能解释产生原因。
研究笔记
评价学生的研究笔记，看是否能够准确记录所学内容。
步骤二：讲解
1.讲解电磁感应的基本原理，包括磁感线和磁通量的概念。
2.介绍法拉第电磁感应定律的表达式及其含义。
3.解释感生电动势和感生电流的产生原因。
4.探讨电磁感应在发电机、变压器等领域的应用。
步骤三：实践
让学生进行一些简单的实践操作，如改变线圈的位置、改变磁场强度等，观察是否会产生感生电动势和感生电流，并让学生分析产生的原因。
教学延伸
拓展实验
让学生设计一个简单的实验，验证电磁感应产生感生电流的条件。
拓展思考ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
让学生思考如何应用电磁感应的原理解决实际问题，如利用电磁感应产生电能、利用电磁感应进行数据传输等。
参考资料
-人教版高中物理选修3-2教材
-相关教学参考书籍和资料
人教版高中物理选修3-2《电磁感应》教学设计
教学目标
本节课的教学目标是让学生理解电磁感应的基本原理和应用，并能够运用学到的知识解决相关问题。
教学内容
1.电磁感应的基本原理
2.法拉第电磁感应定律
3.感生电动势和感生电流
4.电磁感应的应用
教学步骤
步骤一：导入
通过一个简单的实验，让学生观察磁铁在线圈附近的现象，引发学生对电磁感应的思考。
电磁感应中的微分问题
电磁感应中的微分问题高中物理选修3-2，法拉第电磁感应定律，有关回路中的感应电动势和电流的计算，难倒了不少学生，尤其是回路中既有感生电动势，又有动生电动势的情况，很多同学难以弄清回路中的感应电动势到底是多少。
本文就这类问题的一般处理方法做个简单总结。
设回路中磁场强度为B ，有效面积为S ，则回路中的磁通量Ф=BS ，若1t 时刻磁通量1Φ，2t 时刻磁通量2Φ，则在12t t t -=∆时间内，磁通量的变化量为12Φ-Φ=∆Φ，磁通量的变化率为t∆∆Φ，那么回路中的感应电动势计算可分下面三种情况。
一、如果回路中，只有磁场在变化，而回路的有效面积不变，那么回路中的电动势是感生电动势，其计算表达式为S tB n t n E ∆∆=∆∆Φ= 二、如果回路中，只有有效面积变化，而磁场不变，那么回路中的电动势是动生电动势，其计算表达式为t S nB t nE ∆∆=∆∆Φ= 特别地，当导体棒平动垂直切割磁感线时，动生电动势θsin Blv E =，其中θ为导体棒的速度v 与棒的夹角。
若θ=900，则Blv E =三、如果回路中，磁场变化，有效面积也变化，那么回路中就有两种电动势， 在t 时刻若回路有效面积为S ，磁场变化率大小为tB ∆∆，则感生电动势S t B n E ∆∆=1 若磁场强度为B ，回路有效面积变化率大小为t S ∆∆，则动生电动势t S nB E ∆∆=2 则t 时刻，回路中的总电动势大小为21E E E ±=。
若设1I 为感生电动势1E 产生电流，2I 为动生电动势2E 产生的电流，则当1I 和2I 的方向相同时，取“＋”号，当反之，则当1I 和2I 的方向相反时，取“－”号。
下面通过一个例题来分析回路中感生电动势和动生电动势共存的情况，来说明如何分析和解决这类问题。
例题1：如图1所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为0r ，导轨的P 、Q 端用电阻可以忽略的导线连接，两导轨间距l ，有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B 与时间t 的关系为kt B =，其中k ＞0。
高二物理选修3-2_电磁感应习题(1)
电磁感应习题分类练习1、如图1所示，线圈abcd每边长l＝0.20ｍ，线圈质量ｍ1＝0.10ｋｇ、电阻Ｒ＝0.10Ω，砝码质量ｍ2＝0.14ｋｇ．线圈上方的匀强磁场磁感强度Ｂ＝0.5Ｔ，方向垂直线圈平面向里，磁场区域的宽度为ｈ＝l＝0.20ｍ．砝码从某一位置下降，使ａｂ边进入磁场开始做匀速运动．求线圈做匀速运动的速度．（平衡类）2、如图2所示，ＡＢ、ＣＤ是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间距离为ｌ，导轨平面与水平面的夹角为θ．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．（已知ａｂ和导轨间的动摩擦因数为μ，导轨和金属棒的电阻不计）（加速类）3 、电阻为Ｒ的矩形导线框ａｂｃｄ，边长ａｂ＝ｌ、ａｄ＝ｈ、质量为ｍ，自某一高度自由落下，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4．若线框恰好以恒定速度通过磁场，线框内产生的焦耳热是．（不考虑空气阻力）（能量类）4 、如图5，Ａ是一边长为ｌ的正方形线框，电阻为Ｒ．现维持线框以恒定的速度ｖ沿ｘ轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场Ｂ区域．取逆时针方向为电流正方向，线框从图示位置开始运动，则线框中产生的感应电流ｉ随时间ｔ变化的图线是图6中的若改为：以ｘ轴正方向作为力的正方向，则磁场对线框的作用力Ｆ随时间ｔ的变化图线为图7中的。
（图象类）电磁感应练习一、单项选择题：（每题3分，共计18分）1、下列说法中正确的有： （ ） 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 、线框不闭合时，若穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中没有感应电流和感应电动势D 、线框不闭合时，若穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中没有感应电流，但有感应电动势 2、根据楞次定律可知感应电流的磁场一定是： （ ） A 、阻碍引起感应电流的磁通量； B 、与引起感应电流的磁场反向； C 、阻碍引起感应电流的磁通量的变化； D 、与引起感应电流的磁场方向相同。
人教版高中物理课件：选修32《电磁感应》+(共19张PPT)
注意各种说法：
如（2）图：电容器放电完毕瞬间；电 容器充电开始；电场能向磁场能转化完毕； 磁场能向电场能转化开始。
再如（1）→（2）：电容器放电过程； 电容器极板电量减小过程；电路电流增大过 程；电场能向磁场能转化过程。
三、阻尼振荡和无阻尼振荡 1. 无阻尼振荡（理想）
播放视频: 无阻尼振荡.
•1、“手和脑在一块干是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目的。” •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、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 •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.
•8、普通的教师告诉学生做什么，称职的教师向学生解释怎么做，出色的教师示范给学生，最优秀的教师激励学生。 2021/11/92021/11/92021/11/92021/11/9
三、阻尼振荡和无阻尼振荡 1. 无阻尼振荡（理想）
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三、阻尼振荡和无阻尼振荡 1. 无阻尼振荡（理想）
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6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/92021/11/92021/11/911/9/2021
•7、“教师必须懂得什么该讲，什么该留着不讲，不该讲的东西就好比是学生思维的器，马上使学生在思维中出现问题。”“观察是 思考和识记之母。”2021/11/92021/11/9November 9, 2021
四、电磁振荡的周期和频率
1.周期和频率：电磁振荡完成一次周期性 变化所需的时间叫做周期，一秒钟内完成周期 变化的次数叫做频率。
新人教版高中物理选修3-2练习 电磁感应现象的两类情况
一、电磁感应现象中的感生电场┄┄┄┄┄┄┄┄①1．感生电场：磁场变化时在空间激发的一种电场。
2．感生电动势：由感生电场产生的感应电动势。
3．感生电动势中的非静电力：感生电场对自由电荷的作用。
4．感生电场的方向：与所产生的感应电流的方向相同，可根据楞次定律和右手定则判断。
[注意](1)感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的。
(2)感生电场的方向可由楞次定律判断。
如图所示，当磁场增强时，产生的感生电场是与磁场方向垂直且阻碍磁场增强的电场。
(3)感生电场的存在与是否存在闭合电路无关。
①[判一判]1．感生电场线是闭合的(√)2．磁场变化时，可以产生感生电场，并不需要电路闭合这一条件(√)3．感生电场是产生感生电动势的原因(√)4．处于变化磁场中的导体，其内部自由电荷定向移动，是由于受到感生电场的作用(√)二、电磁感应现象中的洛伦兹力┄┄┄┄┄┄┄┄②1．动生电动势：由于导体切割磁感线运动而产生的感应电动势。
2．动生电动势中的非静电力自由电荷因随导体棒运动而受到洛伦兹力，非静电力与洛伦兹力有关。
3．动生电动势中的功能关系闭合回路中，导体棒做切割磁感线运动时，克服安培力做功，其他形式的能转化为电能。
[注意]有些情况下，动生电动势和感生电动势具有相对性。
例如，将条形磁铁插入线圈中，如果在相对磁铁静止的参考系内观察，线圈运动，产生动生电动势；如果在相对线圈静止的参考系中观察，线圈中磁场变化，产生感生电动势。
②[填一填]如图所示，导体棒向右运动切割磁感线时，棒中的电子受的洛伦兹力方向为________，棒上端的电势比下端的电势________(填“高”或“低”)。
解析：电子随导体棒向右运动，同时受向下的洛伦兹力，有向下的分速度，电子的合速度向右下方，洛伦兹力向左下方；根据右手定则，棒上端的电势高于下端的电势。
答案：左下方高磁场变化时会在空间激发感生电场，处在感生电场中的闭合导体中的自由电荷在电场力的作用下定向运动，产生感应电流，或者说，导体中产生了感应电动势。
高二物理选修3-2 电磁感应练习题(含答案)
高二物理选修3-2 电磁感应练习题（含答案）一、选择题1.如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化。
下列说法①当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小 ②当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大 ③当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大 ④当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变 其中正确的是（D ）A .只有②④正确B .只有①③正确C .只有②③正确D .只有①④正确2.一飞机在北半球的上空以速度v 水平飞行，飞机机身长为a ，翼展为b ；该空间地磁场磁感应强度的水平分量为B 1，竖直分量为B 2；驾驶员左侧机翼的端点用A 表示，右侧机翼的端点用B 表示，用E 表示飞机产生的感应电动势，则（D ）A .E =B 1vb ，且A 点电势低于B 点电势 B .E =B 1vb ，且A 点电势高于B 点电势C .E =B 2vb ，且A 点电势低于B 点电势D .E =B 2vb ，且A 点电势高于B 点电势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）（B ）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3.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（C ）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4.图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l ，磁场方向垂直纸面向里.abcd 是位于纸面内的梯形线圈，ad 与bc 间的距离也为l .t =0时刻，bc 边与磁场区域边界重合（如图）.现令线圈以恒定的速度v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域.取沿a →b →c →d →a 的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I 随时间t 变化的图线可能是（B ）i i -i 甲A B C D5.如图所示电路中，A 、B 是两个完全相同的灯泡，L 是一个理想电感线圈，当S 闭合与断开时，A 、B 的亮度情况是（AC ）A .S 闭合时，A 立即亮，然后逐渐熄灭B .S 闭合时，B 立即亮，然后逐渐熄灭C .S 闭合足够长时间后，B 发光，而A 不发光D .S 闭合足够长时间后，B 立即熄灭发光，而A 逐渐熄灭6.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.能产生匀强磁场的磁铁，被安装在火车首节车厢下面，如图(甲)所示(俯视图).当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收.当火车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号为图(乙)所示，则说明火车在做（B ）A .匀速直线运动B .匀加速直线运动C .匀减速直线运动D .加速度逐渐增大的变加速直线运动7.图甲中的a 是一个边长为为L 的正方向导线框， 其电阻为R .线框以恒定速度v 沿x 轴运动，并穿过图中 所示的匀强磁场区域b .如果以x 轴的正方向作为力的正 方向.线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对 线框的作用力F 随时间变化的图线应为图乙中的哪个图？（B8.如图所示，将一个正方形导线框ABCD 置于一个范围足够大的匀强磁场中，磁场方向与其平面垂直．现在AB 、CD 的中点处连接一个电容器，其上、下极板分别为a 、b ，让匀强磁场以某一速度水平向右匀速移动，则（ABC ）图乙D Ab BCA .ABCD 回路中没有感应电流B .A 与D 、B 与C 间有电势差C .电容器a 、b 两极板分别带上负电和正电D .电容器a 、b 两极板分别带上正电和负电9.如图一所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg 处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab 与金属框架接触良好.在两根导轨的端点d 、e 之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计.现用一水平向右的外力F 作用在金属杆ab 上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab 始终垂直于框架.图二为一段时间内金属杆受到的安培力f 随时间t 的变化关系，则图三中可以表示外力F 随时间t 变化关系的图象是（B强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度B 1的变化关系如图⑴所示.0~1s 圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，一根导体棒，导体棒的长为L 、电阻为R ，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，其磁感应强度恒为B 2，方向垂直导轨平面向下，如图⑵所示.若导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力f 随时间变化的图象是下图中的（设向11.2000年底，我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列 车的模型车，该车的车速已达到500km /h ，可载5人.如图所示就是 磁悬浮的原理，图中A 是圆柱形磁铁，B 是用高温超导材料制成的 超导圆环.将超导圆环B 水平放在磁铁A 上，它就能在磁力的作用下 悬浮在磁铁A 的上方空中，下列说法中正确的是（B ）A .在B 上放入磁铁的过程中，B 中将产生感应电流.当稳定后，感应电流消失B .在B 上放入磁铁的过程中，B 中将产生感应电流.当稳定后，感应电流仍存在A B CAb 左 右图一C .如A 的N 极朝上，B 中感应电流的方向如图所示D .如A 的N 极朝上，B 中感应电流的方向与图中所示的方向有时相同有时相反 12.如图所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab 、cd 与导轨构成矩形回路.导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R ，回路上其余部分的电阻不计.在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场.开始时，导体棒处于静止状态.剪断细线后，导体棒在运动过程中（AD ）A .回路中有感应电动势B .两根导体棒所受安培力的方向相同C .两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒D .两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能不守恒 13.如图所示，A 是长直密绕通电螺线管.小线圈B 与电流表连接，并沿A 的轴线Ox 从O 点自左向右匀速穿过螺线管A .能正确反映通过电流表中电流I 随x 变化规律的是（C ）14.如图所示，一个边长为a 、电阻为R 的等边三角形线框，在外力作用下，以速度v 匀速穿过宽均为a 的两个匀强磁场.这两个磁场的磁感应强度大小均为B 方向相反.线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直.取逆时针方向的电流为正。
(完整版)高中物理选修3-2知识点清单(非常详细)
(完整版)高中物理必修3-2知识点清单(非常详细)第一章 电磁感应第二章 楞次定律和自感现象一、磁通量1．定义：在磁感应强度为B 的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S 和B 的乘积． 2．公式：Φ＝B ·S .3．单位：1 Wb ＝1_T ·m 2.4．标矢性：磁通量是标量，但有正、负． 二、电磁感应 1．电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有电流产生，这种现象称为电磁感应现象． 2．产生感应电流的条件(1)电路闭合；(2)磁通量变化． 3．能量转化发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能．特别提醒：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．三、感应电流方向的判断 1．楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化． (2)适用情况：所有的电磁感应现象． 2．右手定则(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，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)适用情况：导体切割磁感线产生感应电流．3.楞次定律推论的应用楞次定律中“阻碍”的含义可以理解为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因，推论如下：(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)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”； (4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”四、法拉第电磁感应定律 1．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．产生感应电动势的那部分导体就相当于电源，导体的电阻相当于电源内阻．(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即I ＝ER ＋r.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，n 为线圈匝数．3．导体切割磁感线的情形(1)若B 、l 、v 相互垂直，则E ＝Blv .(2)若B ⊥l ，l ⊥v ，v 与B 夹角为θ，则E ＝Blv sin_θ. 五、自感与涡流 1．自感现象(1)概念：由于导体本身的电流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自感电动势．(2)表达式：E ＝L ΔIΔt.(3)自感系数L 的影响因素：与线圈的大小、形状、匝数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像水的旋涡状的感应电流． (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，安培力的方向总是阻碍导体的运动．(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，使导体受到安培力作用，安培力使导体运动起来．交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的．考点一 公式E ＝n ΔΦ/Δt 的应用 1．感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率ΔΦΔt和线圈的匝数共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系．(2)当ΔΦ仅由B 引起时，则E ＝n S ΔB Δt ；当ΔΦ仅由S 引起时，则E ＝n B ΔSΔt.2．磁通量的变化率ΔΦΔt是Φ－t 图象上某点切线的斜率．3.应用电磁感应定律应注意的三个问题(1)公式E ＝n ΔΦΔt求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值．(2)利用公式E ＝nS ΔBΔt求感应电动势时，S 为线圈在磁场范围内的有效面积．(3)通过回路截面的电荷量q 仅与n 、ΔΦ和回路电阻R 有关，与时间长短无关．推导如下：q ＝I Δt ＝n ΔΦΔtR Δt ＝n ΔΦR.考点二 公式E ＝Blv 的应用 1．使用条件本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场外，还需B 、l 、v 三者相互垂直．实际问题中当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算，公式可为E ＝Blv sin θ，θ为B 与v 方向间的夹角．2．使用范围导体平动切割磁感线时，若v 为平均速度，则E 为平均感应电动势，即E ＝Bl v .若v 为瞬时速度，则E 为相应的瞬时感应电动势．3．有效性公式中的l 为有效切割长度，即导体与v 垂直的方向上的投影长度．例如，求下图中MN 两点间的电动势时，有效长度分别为甲图：l＝cd sin β.乙图：沿v1方向运动时，l＝MN；沿v2方向运动时，l＝0.丙图：沿v1方向运动时，l＝2R；沿v2方向运动时，l＝0；沿v3方向运动时，l＝R.4．相对性E＝Blv中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系．考点三自感现象的分析1．自感现象“阻碍”作用的理解(1)流过线圈的电流增加时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相反，阻碍电流的增加，使其缓慢地增加．(2)流过线圈的电流减小时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相同，阻碍电流的减小，使其缓慢地减小．2．自感现象的四个特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化．(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化．(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体．(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向．3．自感现象中的能量转化通电自感中，电能转化为磁场能；断电自感中，磁场能转化为电能．4.分析自感现象的两点注意(1)通过自感线圈中的电流不能发生突变，即通电过程，线圈中电流逐渐变大，断电过程，线圈中电流逐渐变小，方向不变．此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路．(2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断，在于对电流大小的分析，若断电后通过灯泡的电流比原来强，则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭．六、电磁感应中的电路问题1．内电路和外电路(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源．(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电阻．2．电源电动势和路端电压 (1)电动势：E ＝Blv 或E ＝n ΔΦΔt . (2)路端电压：U ＝IR ＝ER ＋r·R .二、电磁感应中的图象问题 1．图象类型(1)随时间t 变化的图象如B －t 图象、Φ－t 图象、E －t 图象和i －t 图象． (2)随位移x 变化的图象如E －x 图象和i －x 图象． 2．问题类型(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象．(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)利用给出的图象判断或画出新的图象．考点一 电磁感应中的电路问题1．对电源的理解：在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体就是电源，如切割磁感线的导体棒、有磁通量变化的线圈等．这种电源将其他形式的能转化为电能．2．对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成．3．解决电磁感应中电路问题的一般思路：(1)确定等效电源，利用E ＝n ΔΦΔt或E ＝Blv sin θ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．(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． 4.(1)对等效于电源的导体或线圈，两端的电压一般不等于感应电动势，只有在其电阻不计时才相等．(2)沿等效电源中感应电流的方向，电势逐渐升高． 考点二 电磁感应中的图象问题 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．解题关键弄清初始条件，正负方向的对应，变化范围，所研究物理量的函数表达式，进、出磁场的转折点是解决问题的关键．3．解决图象问题的一般步骤 (1)明确图象的种类，即是B －t 图象还是Φ－t 图象，或者是E －t 图象、I －t 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)画出图象或判断图象．4.解决图象类选择题的最简方法——分类排除法．首先对题中给出的四个图象根据大小或方向变化特点分类，然后定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是用物理量的方向，排除错误选项，此法最简捷、最有效．第三章 交变电流 传感器一、交变电流的产生和变化规律 1．交变电流大小和方向随时间做周期性变化的电流． 2．正弦交流电(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动． (2)中性面①定义：与磁场方向垂直的平面．②特点：线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零．线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次．(3)图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线．二、描述交变电流的物理量1．交变电流的周期和频率的关系：T ＝1f.2．峰值和有效值(1)峰值：交变电流的峰值是它能达到的最大值．(2)有效值：让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，则这个恒定电流I 、恒定电压U 就是这个交变电流的有效值．(3)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系IU E 3．平均值：E ＝n ΔΦΔt＝BL v .考点一 交变电流的变化规律1．正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)图象2.(1)线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，Φ最大，ΔΦΔt＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变．(2)线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ＝0，ΔΦΔt最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变．3.解决交变电流图象问题的三点注意(1)只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式才是正弦形式，其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关．(2)注意峰值公式E m ＝nBS ω中的S 为有效面积． (3)在解决有关交变电流的图象问题时，应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置求特征解．考点二 交流电有效值的求解 1．正弦式交流电有效值的求解 利用I ＝I m2，U ＝U m 2，E ＝E m2计算．2．非正弦式交流电有效值的求解交变电流的有效值是根据电流的热效应(电流通过电阻生热)进行定义的，所以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热(或热功率)进行计算．注意“三同”：即“相同电阻”，“相同时间”内产生“相同热量”．计算时“相同时间”要取周期的整数倍，一般取一个周期．考点三 交变电流的“四值”的比较1.书写交变电流瞬时值表达式的基本思路(1)求出角速度ω，ω＝2πT＝2πf .(2)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式E m ＝nBS ω求出相应峰值． (3)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式． ①线圈从中性面位置开始转动，则i －t 图象为正弦函数图象，函数式为i ＝I m sin ωt . ②线圈从垂直中性面位置开始转动，则i －t 图象为余弦函数图象，函数式为i ＝I m cos ωt三、变压器原理1．工作原理：电磁感应的互感现象． 2．理想变压器的基本关系式 (1)功率关系：P 入＝P 出．(2)电压关系：U 1U 2＝n 1n 2，若n 1>n 2，为降压变压器；若n 1<n 2，为升压变压器．(3)电流关系：只有一个副线圈时，I 1I 2＝n 2n 1； 有多个副线圈时，U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋U n I n .四、远距离输电1．输电线路(如图所示)2．输送电流(1)I ＝P U. (2)I ＝U －U ′R.3．电压损失 (1)ΔU ＝U －U ′. (2)ΔU ＝IR . 4．功率损失 (1)ΔP ＝P －P ′.(2)ΔP ＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2R ＝ΔU 2R .考点一 理想变压器原、副线圈关系的应用 1．基本关系(1)P 入＝P 出，(有多个副线圈时，P 1＝P 2＋P 3＋……)(2)U 1U 2＝n 1n 2，有多个副线圈时，仍然成立．(3)I 1I 2＝n 2n 1，电流与匝数成反比(只适合一个副线圈) n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋……(多个副线圈)(4)原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同． 2．制约关系(1)电压：副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定． (2)功率：原线圈的输入功率P 1由副线圈的输出功率P 2决定． (3)电流：原线圈电流I 1由副线圈电流I 2和匝数比决定． 3.关于理想变压器的四点说明： (1)变压器不能改变直流电压．(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率． (3)理想变压器本身不消耗能量．(4)理想变压器基本关系中的U 1、U 2、I 1、I 2均为有效值． 考点二 理想变压器的动态分析 1.匝数比不变的情况(如图所示)(1)U 1不变，根据U 1U 2＝n 1n 2可以得出不论负载电阻R 如何变化，U 2不变．(2)当负载电阻发生变化时，I 2变化，根据I 1I 2＝n 2n 1可以判断I 1的变化情况．(3)I 2变化引起P 2变化，根据P 1＝P 2，可以判断P 1的变化． 2.负载电阻不变的情况(如图所示)(1)U 1不变，n 1n 2发生变化，U 2变化． (2)R 不变，U 2变化，I 2发生变化．(3)根据P 2＝U 22R和P 1＝P 2，可以判断P 2变化时，P 1发生变化，U 1不变时，I 1发生变化．3.变压器动态分析的思路流程考点三 关于远距离输电问题的分析 1．远距离输电的处理思路对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”这样的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析．2．远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例)：(1)功率关系：P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 损＋P 3.(2)电压、电流关系：U 1U 2＝n 1n 2＝I 2I 1，U 3U 4＝n 3n 4＝I 4I 3U 2＝ΔU ＋U 3，I 2＝I 3＝I 线．(3)输电电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 2－U 3R 线.(4)输电线上损耗的电功率：P 损＝I 线ΔU ＝I 2线R 线＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P 2U 22R 线．3.解决远距离输电问题应注意下列几点(1)画出输电电路图．(2)注意升压变压器副线圈中的电流与降压变压器原线圈中的电流相等． (3)输电线长度等于距离的2倍．(4)计算线路功率损失一般用P 损＝I 2R 线．。
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（小于60°）
D.以bc边为轴转动
（小于60°）
4、如图所示，导线框从 左至右匀速穿过匀强磁场。 以下过程中有感应电流的过程是（ ） A.导线框完全没有进入磁场之前的运动 B.导线框开始进入磁场直到完全进入磁场的运动
过程 C.导线框完全进入磁场全部在磁场中运动的过程 D.导线框开始穿出磁场直到完全离开磁场的运动
二、电磁感应现象
1831年，法拉第通过实验回 答了这个问题：磁场能够产生电 流，但是需要一定的条件。
法拉第 定义：利用磁场产生电流的现象叫电磁感 应现象，产生的电流叫感应电流。
三、用实验方法探究产生感应电流的条件 实验器材：
分组进行探究实验：
实验一：利用蹄形磁铁的磁场 产生感应电流
实验二：利用条形磁铁的磁场 产生感应电流
法拉第说:”无论何种原 因,只要使穿过闭合电路的磁 通量发生变化,闭合电路中就 有感应电流产生”。
课后练习：
1、如图所示，在下列情况中，正方形线框 在匀强磁场里运动，能否产生感应电流？
（1）将线框由正方形拉成 圆形。 （2）将线框匀加速垂直于 纸面向外拉。 （3）将线框向左拉出磁场。 （4）绕线框任一边旋转。
探索者：“只给你一条长约 为10米的导线和一个灵敏电 流计，你能使导线中产生感 应电流吗？为什么可以呢？”
3、如图所示，矩形线圈abcd与磁场方向垂直，
且一半在匀强磁场内，另一半在磁场外，若要
使线框中产生感应电流，下列方法中可行的是
（）
A.以cd边为轴转动
B.以中心线OO′为轴转动
C.以ad边为轴转动
高中物理选修3-2 第二章 电磁感应
授课教师：朱春明
复习：什么是磁通量？
Φ =B·S ·韦伯（Wb） 1Wb=1T·m2
一、划时代的发现
1820年，奥斯特发现电流的磁效应
奥斯特实验揭示了什么？
电流能产生磁场，磁场能 产生电流吗？ 如果能，怎样才能使磁场 产生电流呢？
现象 磁铁动作
N极插入线圈
是否有感 应电流
磁通量如何 变化
N极停在线圈 中
N极从线圈抽 出
提问：在这个实验中，什么情况下 能够产生感应电流？感应电流和磁 通量有什么联系？
实验三：利用通电螺线管的磁场 产生感应电流
操作
是否有感 应电流
大螺线管B中 的磁通量如
何变化
开关接通瞬间 有
增大
开关接通，滑 片P不动
实验三：利用通电螺线管的磁场 产生感应电流
实验一：利用蹄形磁铁的磁场 产生感应电流
导线运动方向
导线静止不动 和磁感线垂直 和磁感线平行 和磁感线有夹角
是否有 感应电流
无 有 无
有
磁通量
是否变化
不变
变化 不变 变化
猜想:感应电流的产生是否是因 为磁通量发生了变化呢?
实验二：利用条形磁铁的磁场 产生感应电流
2、如图所示，线圈abcd在通电长直导 线的磁场中，分别做如下的运动，线圈 中有感应电流的是（ ）
A.向右平动 B.向下平动 C.以下边为轴转动 D.从纸面向纸外做平动
磁通量的概念：
定义：利用磁场产生电流的现象叫
电
电磁感应现象，产生的电流
磁
感
叫感应电流。
应
现
电路必须闭合
象 产生条件：
磁通量发生变化
无
开关接通，滑 片P移动
有
不变 改变
开关断开瞬间 有
减弱
实验一结论：通过闭合回路 的磁通量发生了变化，闭合 回路产生了感应电流。
实验二结论：通过螺线管 的磁通量发生了变化，闭 合回路产生了感应电流。
实验三结论：通过大螺线管 的磁通量发生了变化，闭合 回路产生了感应电流。
综上所述: 产生感应电流的条件是什么?
过程 E.导线框完全离开磁场后的运动过程