高中物理-第一篇 专题四 第11讲 电磁感应
高中物理1电磁感应现象课件选修11高中选修11物理课件
A.ΦA>ΦB
C.ΦA<ΦB
12/9/2021
B.ΦA=ΦB
D.无法(wúfǎຫໍສະໝຸດ 确定第十七页，共二十三页。
类型
(lèixín g)一
类型
(lèixín g)二
目标导航
Z知识梳理 HISHISHULI
Z重难聚焦 HONGNANJUJIAO
D典例透析 IANLITOUXI
解析:条形磁铁的磁感线是闭合曲线,在磁铁外部从N极出发到S极,在内部 从S极到N极,所以磁铁内部的磁感线全部穿过两圆环,且方向向上(xiàngshàng), 外部的磁感线部分穿过两圆环,方向向下,而且面积越大外部磁感线穿过圆环 的越多,穿过两圆环的磁通量均为合磁通量,所以圆环面积越小,合磁通量越大。
12/9/2021
丙
第十五页，共二十三页。
一
二
三
目标导航
Z知识梳理 HISHISHULI
Z重难聚焦 HONGNANJUJIAO
D典例透析 IANLITOUXI
特别提醒
导体做切割磁感线运动时,必须突出“一部分导体”。如图所示,线框abcd 向右运动,在ab边进入磁场时,线框中仅有ab这一部分导体切割磁感线,线框 内会有感应电流;一旦整个线框全部进入磁场继续向右运动时,线框内磁通量不 再(bùzài)变化,也就没有感应电流。所以,关键是抓住磁通量有无变化来判断。
Z重难聚焦 HONGNANJUJIAO
D典例透析 IANLITOUXI
一
二
三
2.磁铁在线圈中运动 如图乙所示,条形(tiáo xínɡ)磁铁插入或拔出线圈时,线圈中有电流产生,但磁铁 在线圈中静止不动时,线路中无电流产生。 3.改变螺线管AB中的电流 如图丙所示,将小螺线管AB插入大螺线管CD中不动,当开关S闭合或断开时, 电流计中有电流通过;若开关S一直闭合,当改变滑动变阻器的阻值时,电流计中 也有电流通过。
2017人教版高中物理选修11电磁感应现象word教案
高二物理学案8（必修班）一、电磁感应现象一、知识梳理一、划时期的发觉1）奥斯特的电流效应的发觉震动了整个科学界，引发了普遍的对称性的试探：既然、电流能够使小磁针运动，那么可否用磁铁使导线中产生电流2）法拉第的发觉：电能够生成磁，磁也能够产生电二、磁通量（Φ）（1）概念：面积为S，垂直匀强磁场B放置，则B与S乘积，叫做穿过那个面的磁通量，用Φ表示。
（2）公式：Φ=B·S适用条件：匀强磁场且B⊥S问题：若B与S不垂直，Φ如何计算？（3）单位：韦伯（Wb） 1Wb=1T·m2（4）磁通量是标量，但有正负理解：a、磁通量就是表示穿过那个面的磁感线条数b、磁通密度：B=Φ/S。
3、电磁感应现象1）电磁感应：2）感应电流：3）意义：电磁现象的发觉为完整的电磁学理论奠定了基础，奏响了电气化时期的序曲4、电磁现象产生的条件：二、例题分析例一、在一根直导线旁放一个闭合的矩形线圈，以下情形中矩形线圈是不是有感应电流产生？A、线圈平面与导线垂直，导线中通过转变的电流B、线圈与导线在同一平面，导线中通过转变的电流C、线圈与导线在同一平面，导线中通过转变的电流例二、一个矩形线圈匀速地从无磁场的空间先进入磁感应强度为B1的匀强磁场，然后再进入磁感应强度为B2的匀强磁场，最后进入没有磁场的右边空间，如图，若B1=2B2，方向均始终和线圈垂直，则以下说法中错误的是（）A、线圈在1位置磁通量增加，有感应电流产生B、线圈在3位置磁通量增加，有感应电流产生C、线圈在3位置磁通量减小，有感应电流产生D、线圈在4位置磁通量不转变，无感应电流产生三、课后练习一、在电磁感应现象中，下列说法中正确的是（）A、只要穿过电路的磁通量发生转变，电路中就必然会有感应电流B、闭合线框放在转变的磁场中，必然能产生感应电流C、闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动，，必然能产生感应电流D、只要闭合电路中有感应电流，穿过该电路的磁通量必然发生转变二、如图，无穷大的磁场中，有一个矩形线圈abcd做下述运动，其中能使线圈中磁通量转变的运动是（）A、以ab为轴转动B、以ac为轴转动C、在纸面内向下加速运动D、垂直纸面向内匀速运动3、（多选）如图，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情形中线圈产生感应电流的是（）A、导线中电流增大B、线框向右平动C、线框向下平动D、线框以ab边为轴转动E、线框以直导线为轴转动4、闭合电路的一部份导线ab处于匀强磁场中，图1中各情形下导线都在纸面内运动，那么下列判断中正确的是（）A、都会产生感应电流B、都不会产生感应电流C、甲、乙不会产生感应电流，丙、丁会产生感应电流D、甲、丙会产生感应电流，乙、丁不会产生感应电流【选做题】如图所示，矩形线圈abcd左半边放在匀强磁场中，右半边在磁场外，当线圈以ab边为轴向纸外转过60°进程中，线圈中______产生感应电流(填会与不会)，原因是______________________________________。
2017人教版选修11电磁感应现象word教案
电磁感应现象江西临川一中钟瑞文本教案在江西抚州市优质课比赛中获一等奖教学要求：一、明白什么是电磁感应现象。
二、理解“不论用什么方式，只要穿过闭合电路的磁通量发生转变，闭合电路中就有电流产生”。
3、明白电磁感应现象中能量守恒定律仍然适用。
学科能力：培育学生实验能力，独立分析问题能力。
思想方式：观察分析法，规纳法。
教育性目标：培育学生的独立观察，试探的能力。
进展性目标：培育学生的逆向思维，发散思维。
教学重点：引导理解电磁感应现象、条件及从能量角度熟悉电磁感应。
教学难点：分析实验现象、结论。
教学进程：一、温故知新师：什么叫磁通量？生：磁感应强度B与垂直磁场面积S的乘积，叫做穿过那个面的磁通量，简称磁通。
师：奥斯特实验说明了什么？生：说明电流也能产生磁场---即电流的磁效应。
师：电流能够产生磁场，人们很自然会利用逆向思维试探：既然电流能够产生磁场，反过来，磁场是不是也能产生电流呢？英国物理学家法拉弟通过十年坚持不懈的尽力，终于在1831年发觉了电磁感应现象。
板书课题：第十七章电磁感应电磁感应规律二、新课教学：［引入］法拉弟开始假想：把绕在磁铁上的导线和电流表连接起来组成一个闭合电路，结果发觉指针不偏转，不能产生电流，换用强的磁铁或换用更灵敏电流表，也没有电流（电路图）。
如何才能产生电流呢？咱们通过几个实验来讲明那个问题吧。
［演示］实验一：出实物图---组装电路---实验[演示]不切割磁感线时（静止或平行磁感线）观察电流表指针偏转情形；切割磁感线时（先让磁体不动，导体运动），观察磁感线指针的偏转情形。
师生：闭合导体一部份在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针就发生偏转。
表明电路中产生了电流。
生：结论一：闭合电路的一部份在磁场中做切割磁力线运动时，导体中会产生电流。
[引入]导体不动，让磁体运动会不会产生电流呢？[演示]实验一中让蹄形磁体运动，导体不动。
生：指针发生偏转，产生了电流。
[引入]导体和磁铁相对运动时，结果又如何呢？[演示]二者发生相对运动。
高中物理 第一节 电磁感应现象课件 新人教版选修11
(3)当电键(diànjiàn)S闭合或断开时，回路B中产生电流； 栏
滑动变阻器的滑片向上或向下滑动时，回路B中产生电流，如
目 链
上图丙所示．
接
第十二页，共22页。
例1 如图所示的实验装置(zhuāngzhì)中，能够说明电磁感 应现象的是( )
栏 目 链 接
第十三页，共22页。
解析：A中小磁针在运动过程中闭合回路的磁通量并没发生变
应电流．事实上，在磁通量变势而无感应电流．电磁感应现象，更重要的是看感应电动势的有
无．
第十页，共22页。
2．产生电磁感应现象的常见类型． (1)导线ab切割磁感线时，闭合回路中产生电流(diànliú)， 如下图甲所示．
栏 目 链 接
第十一页，共22页。
(2)磁铁插入或拉出线圈时，闭合回路中产生电流，如上图 乙所示．
1．(单选)某同学做观察电磁感应(diàncí-gǎnyìng)现象的实验，将电流 表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图示的实验电路，当它 接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是( )
栏 目 链 接
第十五页，共22页。
变式 迁移
A．开关位置(wèi zhi)接错 B．电流表的正、负极接反 C．线圈B的接头3、4接反 D．蓄电池的正、负极接反
第十七页，共22页。
例2在下列图示的条件下，闭合(bì hé)矩形线圈中能产 生感应电流的是( )
栏 目 链 接
第十八页，共22页。
栏 目 链 接
第十九页，共22页。
解析：A项中因为线圈平面平行于磁感线，在以OO ′为轴的转动
过程中，线圈平面始终与磁感线平行，穿过线圈的磁通量始终为零，
所以无感应电流产生；B项中，线框平面与磁感线平行，穿过线圈的
高考物理一轮复习第十一章电磁感应11.1电磁感应现象楞
2
抓重难点 动手演练 掌握提分技巧
ΔΔΦt ＝BΔΔSt ΔΔΦt ＝SΔΔBt
磁通量Φ
穿过某个面有方向相 反的磁场，则不能直 接用Φ＝BS求解，应 注意 考虑相反方向的磁通 量抵消后所剩余的磁 通量
磁通量的变化量ΔΦ
磁通量的变化率ΔΔΦt
既不表示磁通量的大 开始时和转过180°时平面
小，也不表示变化的多 都与磁场垂直，穿过平面
少，实际上它就是单匝 的磁通量是一正一负，
2．右手定则 (1)内容：如图，伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直并且都 与手掌在同一平面内；让 磁感线 从 掌 心 进 入 ， 并 使 姆 指 指 向 _导__线__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：导线 切割磁感线 产生感应电流．
即时突破 判断正误．
加深理解
比较磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率
磁通量Φ 物理 某时刻穿过某个面的
磁通量的变化量ΔΦ
磁通量的变化率ΔΔΦt
某一段时间内穿过某个面 穿过某个面的磁通量变
意义 磁感线的条数
的磁通量的变化量
化的快慢
Φ＝BS，B为匀强磁 大小 场，S是与B垂直的面
的面积
ΔΦ＝Φ2－Φ1 ΔΦ＝BΔS ΔΦ＝SΔB
流计及开关按下图所示连接．下列说法中正确是( )
A．开关闭合后，线圈A插入或拔出线圈B都
高中物理-第一篇 专题四 第11讲 电磁感应
第11讲 电磁感应 命题规律 1.命题角度：(1)楞次定律与法拉第电磁感应定律的应用；(2)电磁感应中的图象问题；(3)电磁感应中的动力学与能量问题.2.常用方法：排除法、函数法.3.常考题型：选择题、计算题．考点一 楞次定律与法拉第电磁感应定律的应用1．感应电流方向的判断(1)楞次定律：线圈面积不变，磁感应强度发生变化的情形，往往用楞次定律．(2)右手定则：导体棒切割磁感线的情形往往用右手定则．2．楞次定律中“阻碍”的主要表现形式(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”；(2)阻碍物体间的相对运动——“来拒去留”；(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——一般情况下为“增缩减扩”；(4)阻碍原电流的变化(自感现象)——一般情况下为“增反减同”．3．求感应电动势的方法(1)法拉第电磁感应定律：E ＝n ΔΦΔt ⎩⎨⎧ S 不变时，E ＝nS ΔB Δt B 不变时，E ＝nB ΔS Δt(2)导体棒垂直切割磁感线：E ＝Bl v .(3)导体棒以一端为圆心在垂直匀强磁场的平面内匀速转动：E ＝12Bl 2ω. (4)线圈绕与磁场垂直的轴匀速转动(从线圈位于中性面开始计时)：e ＝nBSωsin ωt .4．通过回路截面的电荷量q ＝I Δt ＝n ΔΦR 总Δt Δt ＝n ΔΦR 总.q 仅与n 、ΔΦ和回路总电阻R 总有关，与时间长短无关，与Φ是否均匀变化无关．例1 (多选)(2022·广东卷·10)如图所示，水平地面(Oxy 平面)下有一根平行于y 轴且通有恒定电流I 的长直导线．P 、M 和N 为地面上的三点，P 点位于导线正上方，MN 平行于y 轴，PN 平行于x 轴．一闭合的圆形金属线圈，圆心在P 点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行．下列说法正确的有( )A ．N 点与M 点的磁感应强度大小相等，方向相同B ．线圈沿PN 方向运动时，穿过线圈的磁通量不变C ．线圈从P 点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流D ．线圈从P 到M 过程的感应电动势与从P 到N 过程的感应电动势相等答案 AC解析 依题意，M 、N 两点连线与长直导线平行，两点与长直导线的距离相等，根据右手螺旋定则可知，通电长直导线在M 、N 两点产生的磁感应强度大小相等、方向相同，故A 正确；根据右手螺旋定则，线圈在P 点时，穿进线圈中的磁感线与穿出线圈中的磁感线相等，磁通量为零，在向N 点平移过程中，穿进线圈中的磁感线与穿出线圈中的磁感线不再相等，穿过线圈的磁通量发生变化，故B 错误；根据右手螺旋定则，线圈从P 点竖直向上运动过程中，穿进线圈中的磁感线与穿出线圈中的磁感线始终相等，穿过线圈的磁通量始终为零，没有发生变化，线圈中无感应电流，故C 正确；线圈从P 点到M 点与从P 点到N 点，穿过线圈的磁通量变化量相同，依题意从P 点到M 点所用时间较从P 点到N 点的时间长，根据法拉第电磁感应定律，可知两次的感应电动势不相等，故D 错误．例2 (多选)(2021·辽宁卷·9)如图(a)所示，两根间距为L 、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端接有阻值为R 的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图(b)所示的匀强磁场，t ＝0时磁场方向垂直纸面向里．在t ＝0到t ＝2t 0的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端L 处；t ＝2t 0时，释放金属棒．整个过程中金属棒与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，则( )A ．在t ＝t 02时，金属棒受到安培力的大小为B 02L 3t 0RB ．在t ＝t 0时，金属棒中电流的大小为B 0L 2t 0RC ．在t ＝3t 02时，金属棒受到安培力的方向竖直向上 D ．在t ＝3t 0时，金属棒中电流的方向向右答案 BC解析 由题图(b)可知在0～t 0时间段内闭合回路产生的感应电动势为E ＝ΔΦΔt ＝B 0L 2t 0，根据闭合电路欧姆定律有，此时间段内的电流为I ＝E R ＝B 0L 2Rt 0，在t 02时磁感应强度大小为B 02，此时安培力大小为F ＝B 02IL ＝B 02L 32Rt 0，故A 错误，B 正确；由题图(b)可知，在t ＝3t 02时，磁场方向垂直纸面向外并逐渐增大，根据楞次定律可知产生顺时针方向的电流，再由左手定则可知金属棒受到的安培力方向竖直向上，故C 正确；由题图(b)可知，在t ＝3t 0时，磁场方向垂直纸面向外，金属棒向下掉的过程中穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律可知金属棒中的感应电流方向向左，故D 错误．考点二 电磁感应中的图象问题1．电磁感应中常见的图象常见的有磁感应强度、磁通量、感应电动势、感应电流、速度、安培力等随时间或位移的变化图象．2．解答此类问题的两个常用方法(1)排除法：定性分析电磁感应过程中某个物理量的变化情况，把握三个关注，快速排除错误的选项．这种方法能快速解决问题，但不一定对所有问题都适用．(2)函数关系法：根据题目所给的条件写出物理量之间的函数关系，再对图象作出判断，这种方法得到的结果准确、详细，但不够简捷．例3 (多选)(2022·河北卷·8)如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于x 轴上，另一根由ab 、bc 、cd 三段直导轨组成，其中bc 段与x 轴平行，导轨左端接入一电阻R .导轨上一金属棒MN 沿x 轴正向以速度v 0保持匀速运动，t ＝0时刻通过坐标原点O ，金属棒始终与x 轴垂直．设运动过程中通过电阻的电流强度为i ，金属棒受到安培力的大小为F ，金属棒克服安培力做功的功率为P ，电阻两端的电压为U ，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻．下列图象可能正确的是( )答案 AC解析 在0～L v 0时间内，在某时刻金属棒切割磁感线的长度L ＝l 0＋v 0t tan θ(θ为ab 与ad 的夹角)，则根据E ＝BL v 0，可得I ＝BL v 0R ＝B v 0R(l 0＋v 0t tan θ)，可知回路电流均匀增加；安培力F ＝B 2L 2v 0R ＝B 2v 0R (l 0＋v 0t tan θ)2，则F －t 关系为二次函数关系，但是不过原点；安培力做功的功率P ＝F v 0＝B 2L 2v 02R ＝B 2v 02R (l 0＋v 0t tan θ)2，则P －t 关系为二次函数关系，但是不过原点；电阻两端的电压等于金属棒产生的感应电动势，即U ＝E ＝BL v 0＝B v 0(l 0＋v 0t tan θ)，即U －t 图象是不过原点的直线；根据以上分析，可排除B 、D 选项；在L v 0～2L v 0时间内，金属棒切割磁感线的长度不变，感应电动势E 不变，感应电流I 不变，安培力F 大小不变，安培力的功率P 不变，电阻两端电压U 保持不变；同理可判断，在2L v 0～3L v 0时间内，金属棒切割磁感线长度逐渐减小，金属棒切割磁感线的感应电动势E 均匀减小，感应电流I 均匀减小，安培力F 大小按照二次函数关系减小，但是不能减小到零，与0～L v 0内是对称的关系，安培力的功率P 按照二次函数关系减小，但是不能减小到零，与0～L v 0内是对称的关系，电阻两端电压U 按线性均匀减小，综上所述选项A 、C 可能正确，B 、D 错误．例4 (多选)(2022·安徽省六校第二次联考)如图所示，水平面内有一足够长平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计．匀强磁场与导轨平面垂直．阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好．开关S由1掷到2时开始计时，q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度．下列图象可能正确的是()答案ACD解析开关S由1掷到2，电容器放电后会在电路中产生电流且此刻电流最大，导体棒通有电流后会受到安培力的作用产生加速度而加速运动，导体棒切割磁感线产生感应电动势，导体棒速度增大，则感应电动势E＝Bl v增大，则实际电流减小，安培力F＝BIL减小，加速度a＝Fm即减小，因导轨光滑，所以在有电流通过棒的过程中，棒是一直做加速度减小的加速运动(变加速)，故a－t图象即选项D是正确的；导体棒运动产生感应电动势会给电容器充电，当充电和放电达到一种平衡时，导体棒做匀速运动，因此最终电容器两端的电压能稳定在某个不为0的数值，即电容器的电荷量应稳定在某个不为0的数值(不会减少到0)，电路中无电流，故B错误，A、C正确．考点三电磁感应中的动力学与能量问题1．电磁感应综合问题的解题思路2．求解焦耳热Q的三种方法(1)焦耳定律：Q＝I2Rt，适用于电流恒定的情况；(2)功能关系：Q＝W克安(W克安为克服安培力做的功)；(3)能量转化：Q ＝ΔE (其他能的减少量)．例5 (多选)(2022·全国甲卷·20)如图，两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上，在导轨的左端接入电容为C 的电容器和阻值为R 的电阻．质量为m 、阻值也为R 的导体棒MN 静止于导轨上，与导轨垂直，且接触良好，导轨电阻忽略不计，整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中．开始时，电容器所带的电荷量为Q ，合上开关S 后( )A ．通过导体棒MN 电流的最大值为Q RCB ．导体棒MN 向右先加速、后匀速运动C ．导体棒MN 速度最大时所受的安培力也最大D ．电阻R 上产生的焦耳热大于导体棒MN 上产生的焦耳热答案 AD解析 开始时电容器两极板间的电压U ＝Q C ，合上开关瞬间，通过导体棒的电流I ＝U R ＝Q CR ，随着电容器放电，通过电阻、导体棒的电流不断减小，所以在开关闭合瞬间，导体棒所受安培力最大，此时速度为零，A 项正确，C 项错误；由于回路中有电阻与导体棒，最终电能完全转化为焦耳热，故导体棒最终必定静止，B 项错误；由于导体棒切割磁感线，产生感应电动势，所以通过导体棒的电流始终小于通过电阻的电流，由焦耳定律可知，电阻R 上产生的焦耳热大于导体棒MN 上产生的焦耳热，D 项正确．例6 (2022·山东济南市一模)如图所示，在水平虚线下方存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B .磁场上方某高度处有一个正方形金属线框，线框质量为m ，电阻为R ，边长为L .某时刻将线框以初速度v 0水平抛出，线框进入磁场过程中速度不变，运动过程中线框始终竖直且底边保持水平．磁场区域足够大，忽略空气阻力，重力加速度为g ，求：(1)线框进入磁场时的速度v ；(2)线框进入磁场过程中产生的热量Q .答案 (1)v 02＋m 2g 2R 2B 4L 4，速度方向与水平方向夹角的正切值为mgRB 2L 2v 0(2)mgL 解析 (1)当线框下边界刚进入磁场时，由于线框速度不变，对线框进行受力分析有BIL＝mg由欧姆定律可得I＝ER线框切割磁感线，由法拉第电磁感应定律可得E＝BL v y由速度的合成与分解可得v＝v02＋v y2联立求解可得v＝v02＋m2g2R2B4L4设此时速度方向与水平面的夹角为θ，则tan θ＝v yv0＝mgR B2L2v0即此时速度方向与水平方向夹角的正切值为mgRB2L2v0.(2)线框进入磁场过程中速度不变，则从进入磁场开始到完全进入磁场，由能量守恒定律得Q＝mgL.例7(2022·河南洛阳市模拟)如图甲所示，金属导轨MN和PQ平行，间距L＝1 m，与水平面之间的夹角α＝37°，匀强磁场磁感应强度大小B＝2.0 T，方向垂直于导轨平面向上，MP 间接有阻值R＝1.5 Ω的电阻，质量m＝0.5 kg，接入电路中电阻r＝0.5 Ω的金属杆ab垂直导轨放置，金属杆与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.2.现用恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使其由静止开始运动，当金属杆上滑的位移x＝3.8 m时达到稳定状态，金属杆始终与导轨接触良好，对应过程的v－t图象如图乙所示．取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，导轨足够长且电阻不计．求：(1)恒力F的大小及金属杆的速度为0.4 m/s时的加速度大小；(2)从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，通过电阻R的电荷量；(3)从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，金属杆上产生的焦耳热．答案(1)5.8 N 2.4 m/s2(2)3.8 C(3)1.837 5 J解析(1)当金属杆匀速运动时，由平衡条件得F＝μmg cos 37°＋mg sin 37°＋F安由题图乙知v ＝1 m/s ，则F 安＝BIL ＝B 2L 2v R ＋r ＝2 N 解得F ＝5.8 N当金属杆的速度为0.4 m/s 时F 安1＝BI 1L ＝B 2L 2v 1R ＋r＝0.8 N 由牛顿第二定律有F －μmg cos 37°－mg sin 37°－F 安1＝ma解得a ＝2.4 m/s 2.(2)由q ＝I ·ΔtI ＝E R ＋rE ＝ΔΦΔt 得q ＝ΔΦR ＋r ＝BLx R ＋r＝3.8 C. (3)从金属杆开始运动到刚到达稳定状态，由动能定理得(F －μmg cos 37°－mg sin 37°)x ＋W 安＝12m v 2－0 又Q ＝|W 安|＝7.35 J ，所以解得Q r ＝r R ＋rQ ＝1.837 5 J.1．(多选)(2022·河南郑州市二模)在甲、乙、丙图中，MN 、PQ 是固定在同一水平面内足够长的平行金属导轨．导体棒ab 垂直放在导轨上，导轨都处于垂直水平面向下的匀强磁场中，导体棒和导轨间的摩擦不计，导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，甲图中的电容器C 原来不带电．现给导体棒ab 一个向右的初速度v 0，对甲、乙、丙图中导体棒ab 在磁场中的运动状态描述正确的是( )A ．甲图中，棒ab 最终做匀速运动B ．乙图中，棒ab 做匀减速运动直到最终静止C ．丙图中，棒ab 最终做匀速运动D ．甲、乙、丙中，棒ab 最终都静止答案 AC解析 题图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电，当电容器C 极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，此时ab 棒不受安培力作用，向右做匀速运动，故A 正确；题图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，通过电阻R 转化为内能，ab 棒速度减小，当ab 棒的动能全部转化为内能时，ab 棒静止，又由I ＝BL v R，F ＝BIL ，由于速度减小，则产生的感应电流减小，导体棒所受安培力减小，根据牛顿第二定律可知导体棒的加速度减小，所以题图乙中，棒ab 做加速度减小的减速运动直到最终静止，故B 错误；题图丙中，导体棒先受到向左的安培力作用向右做减速运动，速度减为零后在安培力作用下向左做加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流，此时ab 棒向左做匀速运动，故C 正确；由以上分析可知，甲、乙、丙中，只有题图乙中棒ab 最终静止，故D 错误．2.(2022·山东泰安市高三期末)如图所示，间距为L 的平行光滑足够长的金属导轨固定倾斜放置，倾角θ＝30°，虚线ab 、cd 垂直于导轨，在ab 、cd 间有垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场．质量均为m 、阻值均为R 的金属棒PQ 、MN 并靠在一起垂直导轨放在导轨上．释放金属棒PQ ，当PQ 到达ab 瞬间，再释放金属棒MN ；PQ 进入磁场后做匀速运动，当PQ 到达cd 时，MN 刚好到达ab .不计导轨电阻，两金属棒与导轨始终接触良好，重力加速度为g .则MN 通过磁场过程中，PQ 上产生的焦耳热为( )A.2m 3g 2R 2B 4L4 B.m 3g 2R 2B 4L 4 C.m 3g 2R 24B 4L4 D.m 3g 2R 22B 4L4 答案 D解析 由题意知PQ 进入磁场后做匀速运动，则由平衡条件得安培力为F ＝mg sin θ，又因为F ＝BIL ＝B 2L 2v 2R ，解得金属棒速度为v ＝mgR B 2L 2，电流为I ＝mg 2BL ，因为金属棒从释放到刚进入磁场时做匀加速直线运动，由牛顿第二定律知mg sin θ＝ma，所以加速时间为t＝va，由题意知当PQ到达cd时，MN刚好到达ab，即金属棒穿过磁场的时间等于进入磁场前的加速时间，且MN在磁场中的运动情况和PQ一致，故MN通过磁场过程中，PQ上产生的焦耳热为Q焦耳＝I2Rt，解得Q焦耳＝m3g2R22B4L4，故选D.专题强化练[保分基础练]1.(2022·上海市二模)如图，某教室墙上有一朝南的钢窗，将钢窗右侧向外打开，以推窗人的视角来看，窗框中产生()A．顺时针电流，且有收缩趋势B．顺时针电流，且有扩张趋势C．逆时针电流，且有收缩趋势D．逆时针电流，且有扩张趋势答案 D解析磁场方向由南指向北，将钢窗右侧向外打开，则向北穿过窗户的磁通量减少，根据楞次定律，以推窗人的视角来看，感应电流为逆时针电流，同时根据“增缩减扩”可知，窗框有扩张趋势，故选D.2.(2022·广东肇庆市二模)如图所示，开口极小的金属环P、Q用不计电阻的导线相连组成闭合回路，金属环P内存在垂直圆环平面向里的匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度随时间的变化率为k，若使金属环Q中产生逆时针方向逐渐增大的感应电流，则()A．k>0且k值保持恒定B．k>0且k值逐渐增大C．k＜0且k值逐渐增大D．k＜0且k值逐渐减小答案 B解析若使金属环Q中产生逆时针方向逐渐增大的感应电流，则金属环P中也有逆时针方向逐渐增大的感应电流，根据楞次定律和安培定则可知，金属环P中向里的磁感应强度增加，且增加得越来越快，即k>0且k值逐渐增大，故选B.3.(2022·陕西宝鸡市模拟)如图所示，两根电阻不计的平行光滑长直金属导轨水平放置，导体棒a和b垂直跨在导轨上且与导轨接触良好，导体棒a的电阻大于b的电阻，匀强磁场方向竖直向下．当导体棒b在大小为F2的水平拉力作用下匀速向右运动时，导体棒a在大小为F1的水平拉力作用下保持静止状态．若U1、U2分别表示导体棒a和b与导轨两个接触点间的电压，那么它们的大小关系为()A．F1＝F2，U1> U2B．F1< F2，U1< U2C．F1 > F2，U1< U2D．F1＝F2，U1＝U2答案 D解析导体棒a、b与导轨构成了闭合回路，流过a、b的电流是相等的；a静止不动，b匀速运动，都处于平衡状态，即拉力等于安培力，所以F1＝F2＝BIL，导体棒b相当于电源，导体棒a相当于用电器，由于电路是闭合的，所以导体棒a两端的电压U1＝IR a，导体棒b切割磁感线产生的电动势E＝BL v b＝I(R a＋R b)，所以其输出的路端电压U2＝E－IR b＝IR a＝U1，故选D.4.(2022·广东省模拟)如图所示，水平面内光滑的平行长直金属导轨间距为L，左端接电阻R，导轨上静止放有一导体棒．正方形虚线框内有方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，该磁场正以速度v匀速向右移动，则()A．电阻R两端的电压恒为BL vB ．电阻R 中有从a 到b 的电流C ．导体棒以速度v 向左运动D ．导体棒也向右运动，只是速度比v 小 答案 D解析 根据楞次定律，磁场正以速度v 匀速向右移动，磁通量减小，则导体棒也向右运动，阻碍磁通量的减小，但由于要产生感应电流，棒的速度比v 小，C 错误，D 正确；由此可认为磁场不动，棒向左切割，感应电流方向从b 到a 流过R ，B 错误；产生感应电动势的大小看棒与磁场的相对速度，故电阻R 两端的电压不恒定且小于或等于BL v ，A 错误． 5．(2022·全国甲卷·16)三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示．把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为I 1、I 2和I 3.则( )A ．I 1<I 3<I 2B ．I 1>I 3>I 2C ．I 1＝I 2>I 3D ．I 1＝I 2＝I 3答案 C解析 设圆线框的半径为r ，则由题意可知正方形线框的边长为2r ，正六边形线框的边长为r ；所以圆线框的周长为C 2＝2πr ，面积为S 2＝πr 2，同理可知正方形线框的周长和面积分别为C 1＝8r ，S 1＝4r 2，正六边形线框的周长和面积分别为C 3＝6r ，S 3＝33r 22，三个线框材料粗细相同，根据电阻定律R ＝ρL S 横截面，可知三个线框电阻之比为R 1∶R 2∶R 3＝C 1∶C 2∶C 3＝8∶2π∶6，根据法拉第电磁感应定律有I ＝E R ＝ΔB Δt ·SR ，可得电流之比为I 1∶I 2∶I 3＝2∶2∶3，即I 1＝I 2>I 3，故选C.6.(2022·黑龙江哈师大附中高三期末)如图，一线圈匝数为n ，横截面积为S ，总电阻为r ，处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k (k >0且为常量)，磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为C ，两个电阻的阻值分别为r 和2r .下列说法正确的是( )A ．电容器下极板带正电B ．此线圈的热功率为(nkS )2rC ．电容器所带电荷量为3nSkC5D ．电容器所带电荷量为nSkC2答案 D解析 根据楞次定律可以判断通过电阻r 的电流方向为从左往右，所以电容器上极板带正电，故A 错误；根据法拉第电磁感应定律可得线圈产生的感应电动势为E ＝n ΔΦΔt ＝nS ΔBΔt ＝nkS ，根据焦耳定律可得此线圈的热功率为P ＝(E 2r )2r ＝(nkS )24r ，故B 错误；电容器两端电压等于r两端电压，电容器所带电荷量为Q ＝CU ＝C ·rE 2r ＝nSkC2，故C 错误，D 正确．7．(2022·江苏盐城市二模)如图所示，三条平行虚线L 1、L 2、L 3之间有宽度为L 的两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，两区域内的磁感应强度大小相等、方向相反，正方形金属线框MNPQ 的质量为m 、边长为L ，开始时MN 边与边界L 1重合，对线框施加拉力F 使其以加速度a 匀加速通过磁场区，以顺时针方向电流为正方向，下列关于感应电流i 和拉力F 随时间变化的图象可能正确的是( )答案 B解析 当MN 边向右运动0～L 的过程中，用时t 1＝2L a ，则E 1＝BLat ，电流I 1＝E 1R ＝BLa Rt ，方向为正方向；拉力F 1＝ma ＋F 安1＝ma ＋B 2L 2aR t ；当MN 边向右运动L ～2L 的过程中，用时t 2＝4L a－2La＝(2－1)2L a ＝(2－1)t 1，E 2＝2BLat ，电流I 2＝E 2R ＝2BLa Rt ，方向为负方向，拉力F 2＝ma ＋F 安2＝ma ＋4B 2L 2aR t ；当MN 边向右运动2L ～3L 的过程中，用时t 3＝6La－4La＝(3－2)2L a ＝(3－2)t 1，E 3＝BLat ，电流I 3＝E 3R ＝BLa Rt ，方向为正方向，拉力F 3＝ma ＋F 安3＝ma ＋B 2L 2aRt ，对比四个选项可知，只有B 正确．[争分提能练]8．(多选)(2021·广东卷·10)如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨abc 和de ，ab 与de 平行，bc 是以O 为圆心的圆弧导轨，圆弧be 左侧和扇形Obc 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D ．杆MN 中的电流逐渐减小 答案 AD解析 杆OP 匀速转动切割磁感线产生的感应电动势为E ＝12Br 2ω，因为OP 匀速转动，所以杆OP 产生的感应电动势恒定，故A 正确；杆OP 转动过程中产生的感应电流由M 到N 通过杆MN ，由左手定则可知，杆MN 会向左运动，杆MN 运动会切割磁感线，产生电动势，感应电流方向与原来电流方向相反，使回路电流减小，杆MN 所受合力为安培力，电流减小，安培力会减小，加速度减小，故D 正确，B 、C 错误．9.(多选)(2021·全国甲卷·21)由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍．现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示．不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平．在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是( )A ．甲和乙都加速运动B ．甲和乙都减速运动C ．甲加速运动，乙减速运动D ．甲减速运动，乙加速运动 答案 AB解析 设线圈下边到磁场上边界的高度为h ，线圈的边长为l ，则线圈下边刚进入磁场时，有v ＝2gh ，感应电动势为E ＝nBl v ，两线圈材料相同(设密度为ρ0)，质量相等(设为m )， 则m ＝ρ0·4nl ·S ，设材料的电阻率为ρ，则线圈电阻 R ＝ρ4nl S ＝16n 2l 2ρρ0m感应电流为I ＝E R ＝mB v 16nlρρ0所受安培力为F ＝nBIl ＝mB 2v16ρρ0由牛顿第二定律有mg －F ＝ma 联立解得a ＝g －Fm ＝g －B 2v 16ρρ0加速度与线圈的匝数、横截面积无关，则甲和乙进入磁场时，具有相同的加速度． 当g >B 2v16ρρ0时，甲和乙都加速运动，当g <B 2v 16ρρ0时，甲和乙都减速运动，当g ＝B 2v16ρρ0时，甲和乙都匀速运动，故选A 、B.10.(2022·山东省第二次模拟)如图所示，“凹”字形硬质金属线框质量为m ，相邻各边互相垂直，且处于同一平面内，ab 、bc 边长均为2l ，gf 边长为l .匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平面．开始时，bc 边离磁场上边界的距离为l ，线框由静止释放，从bc 边进入磁场直到gf 边进入磁场前，线框做匀速运动．在gf 边离开磁场后，ah 、ed 边离开磁场之前，线框又做匀速运动．线框在下落过程中始终处于竖直平面内，且bc 、gf 边保持水平，重力加速度为g .(1)线框ah 、ed 边将要离开磁场时做匀速运动的速度大小是bc 边刚进入磁场时的几倍？ (2)若磁场上下边界间的距离为H ，则线框完全穿过磁场过程中产生的热量为多少？ 答案 (1)4 (2)mg (H －13l )解析 (1)设bc 边刚入磁场时速度为v 1，bc 边刚进入时， 有E 1＝2Bl v 1，I 1＝E 1R ，F 1＝2BI 1l线框匀速运动，有F 1＝mg 联立可得v 1＝mgR4B 2l2设ah 、ed 边将离开磁场时速度为v 2，ah 、ed 边将离开磁场时，有E 2＝Bl v 2，I 2＝E 2R ，F 2＝BI 2l ，线框匀速运动，有F 2＝mg 联立可得v 2＝mgRB 2l 2，综上所述v 2v 1＝4即线框ah 、ed 边将要离开磁场时做匀速运动的速度大小是bc 边刚进入磁场时的4倍． (2)bc 边进入磁场前，根据动能定理， 有mgl ＝12m v 12穿过磁场过程中能量守恒，。
选修11电磁感应现象 ppt课件
有电流产生
只有当线圈A中电流发生变化，线圈B中才有感应电流
只要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
科学是如此迷人
高中物理选修1—1
分析论证
第三章 电磁感应
科学是如此迷人
高中物理选修1—1
归纳总结
第三章 电磁感应
结论：只要穿过闭合电路的磁通量变 化，闭合电路中就有感应电流产生。
磁铁动作
表针 摆动方向
N极插入线圈
S极插入线圈
N极停在线圈 中
S极停在线圈中
N极从线圈抽
S极从线圈抽出
出
归纳：在这个实验中，什么情况下能够产生感应电流？
ห้องสมุดไป่ตู้
磁铁插入和拔出线圈时产生感应电流
科学是如此迷人
高中物理选修1—1
四、磁通量
第三章 电磁感应
为了说清楚产生电磁感应的条件， 要用到一个物理量——磁通量φ 。
1、定义：穿过闭合回路的磁 感线的条数。
φ= B S—— 不要求掌握
2020/12/15
科学是如此迷人
10
高中物理选修1—1
2、理解：
第三章 电磁感应
科学是如此迷人
高中物理选修1—1
将磁极插 入线圈
将磁极拔 出线圈
第三章 电磁感应
线圈中磁 通量变大
线圈中磁 通量变小
线圈中出 现电流
磁极停在 线圈中
高中物理选修1—1
第三章 电磁感应
3.1 电磁感
科学是如此迷人
高中物理选修1—1
第三章 电磁感应
奥斯特实验【实验现象 】 ？【实验结论 】 ？
猜想： 1、既然电能生磁，那么，磁是否能生电呢？ 2、如果磁能生电，那么，怎样才能实现呢？
新课标人教版11选修一《电磁感应现象》WORD教案1
新课标人教版11选修一《电磁感应现象》WORD教案1摘要：关于电磁感应现象教学，学生往往感到比较抽象，在本案例中，教师利用技术较好地解决了这一问题。
第一，教师利用运算机演示多媒体教学软件，使学生加深对教学内容的明白得。
在正式开始实验前，教师先为学生演示实验差不多操作，而后学生以小组方式动手实验，并归纳实验结论。
最后时期，教师通过展现一些实际生活中的电磁感应应用实例，进一步激发了学生的学习热情。
案例提供者信息：北京天坛中学张向红老师二、对应的标准与 CNETS.T 的相关性Ⅰ意识与态度1. 具有在教学中开展信息技术与课程整合的爱好与愿望2. 具有运用技术不断丰富教学资源的意识与愿望Ⅱ知识与技能1. 了解现代教学理论和新型教育观念2. 了解中小学学生认知进展规律及学习理论3. 了解教育传播理论和系统方法4. 把握信息检索、加工与利用的方法5. 把握教学系统设计一样方法6. 把握常见教学媒体选择与开发的方法Ⅲ应用与创新1. 有效地分析课程的教学目标、教学内容，依照学生特点和教学条件设计合理的教学过程，并积极寻求优化教学的措施2. 积极开展不同学科内容之间的整合，并积极实现信息技术与课程的有效整合3. 把握、应用和整合与学科教学相关的技术资源和校内外学习资源4. 在教学过程中，不断为学生创设各种应用技术进行实践的机会Ⅳ社会责任1. 促进不同性别、经济状况的学生在利用技术和资源上享有均等的机会2. 促进不同背景、性格和能力的学生利用技术和学习资源均能得到良好进展3. 促进学生健康地使用技术与信息，减小技术和信息带来的负面阻碍三、案例描述在本案例中，教师依照如下步骤进行教学：1. 教师利用运算机演示“奥斯特实验”，并设问题情境，激发学生的学习爱好，引导学生摸索电流能产生电磁场，反之磁场能否产生电流。
学生通过观看屏幕，摸索与回答问题。
2. 利用电脑演示英国物理学法拉第的照片，介绍他通过长达 10 年的研究，终于在1831 年发觉了利用磁场获得电流的现象，指出本节课确实是来探讨这一问题。
名师导学高考二轮总复习物理专题4 第11课电磁感应规律及其应用 课件
缩小的趋势以阻碍磁通量的变化； (3)阻碍原电流的变化(自感现象)．
二、右手定则 1．适用范围：适用于闭合回路的部分导体做切割 磁感线运动的情况． 2．定则表述：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直
并在同一个平面内，让磁感线垂直穿过掌心，大姆指
(2)由于 b 棒先向下运动时，在 a 和 b 以及导轨 所组成的闭合回路中产生感应电流，于是 a 棒受到向 下的安培力，b 棒受到向上的安培力，且二者大小相 等．对于 b，由动能定理得：
WG－W 安＝ΔEk 代入数据可解得：W 安＝3 J
(3)在 a、b 棒向下运动的过程中，a 棒产生的加 速度 a1＝g＋Fm安，b 棒产生的加速度 a2＝g－Fm安.当 a 棒的速度与 b 棒接近时，闭合回路中的ΔΦ逐渐减小 感应电流也逐渐减小，则安培力也逐渐减小．最后，两 棒以共同的速度向下做加速度为 g 的匀加速运动．
2．电磁感应中的电路问题 例 3 如图所示，匀强磁场的方向垂直于光滑的金 属导轨平面向里，极板间距为 d 的平行板电容器与总 阻值为 2R0 的滑动变阻器通过平行导轨连接，电阻为 R0 的导体棒 MN 可在外力的作用下沿导轨从左向右 做匀速直线运动．当滑动变阻器的滑动触头位于 a、b 的中间位置且导体棒 MN 的速度为 v0 时，位于电容 器中 P 点的带电油滴恰好处于静止状态．若不计摩擦 和平行导轨及导线的电阻，各接触处接触良好，重力 加速度为 g，则下列判断正确的是( CD )
方向相反，所受安培力大于重力沿斜面方向的分力，
线框做减速运动，感应电流减小．A 错． BLv Δv R Δi Δi
由 i＝ R ，∴Δt＝BLΔt＝kΔt
Δv
高中物理电磁感应讲义
高中物理电磁感应讲义Revised on November 25, 2020高中物理电磁感应讲义一、电磁感应现象1、电磁感应现象与感应电流 .（1）利用磁场产生电流的现象，叫做电磁感应现象。
（2）由电磁感应现象产生的电流，叫做感应电流。
二、产生感应电流的条件1、产生感应电流的条件：闭合电路．．．．中磁通量发生变化．．．．．．．。
2、产生感应电流的方法 . （1）磁铁运动。
（2）闭合电路一部分运动。
（3）磁场强度B 变化或有效面积S 变化。
注：第（1）（2）种方法产生的电流叫“动生电流”，第（3）种方法产生的电流叫“感生电流”。
不管是动生电流还是感生电流，我们都统称为“感应电流”。
3、对“磁通量变化”需注意的两点 .（1）磁通量有正负之分，求磁通量时要按代数和（标量计算法则）的方法求总的磁通量（穿过平面的磁感线的净条数）。
（2）“运动不一定切割，切割不一定生电”。
导体切割磁感线，不是在导体中产生感应电流的充要条件，归根结底还要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。
4、分析是否产生感应电流的思路方法 .（1）判断是否产生感应电流，关键是抓住两个条件：① 回路是闭合导体回路。
② 穿过闭合回路的磁通量发生变化。
注意：第②点强调的是磁通量“变化”，如果穿过闭合导体回路的磁通量很大但不变化，那么不论低通量有多大，也不会产生感应电流。
（2）分析磁通量是否变化时，既要弄清楚磁场的磁感线分布，又要注意引起磁通量变化的三种情况：①穿过闭合回路的磁场的磁感应强度B发生变化。
②闭合回路的面积S发生变化。
③磁感应强度B和面积S的夹角发生变化。
三、感应电流的方向1、楞次定律.（1）内容：感应电流具有这样的方向，即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。
①凡是由磁通量的增加引起的感应电流，它所激发的磁场阻碍原来磁通量的增加。
②凡是由磁通量的减少引起的感应电流，它所激发的磁场阻碍原来磁通量的减少。
（2）楞次定律的因果关系：闭合导体电路中磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的出现是感应电流存在的结果，简要地说，只有当闭合电路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现。
高中物理电磁感应相关知识教学探析
高中物理电磁感应相关知识教学探析电磁感应是高中物理中的一个重要部分，主要讲述电场和磁场的相互作用，以及与之相关的电磁感应现象，是学生理解许多现代技术和应用非常重要的基础。
本文将从电磁感应的基本原理、相关公式和实验教学等方面探析高中物理电磁感应的教学。
一、基本原理电磁感应的基本原理是“磁生电”或“电生磁”，这个原理可以简单地被表述为两个定律：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，当导体通过磁场中时，会在其内部引起电场，导体两端产生感应电动势。
楞次定律则规定了感应电动势的方向，即感应电动势的方向总是阻碍感应电流变化的方向。
这两个定律构成了电磁感应的基本理论框架。
从这两个基本定律入手，可以让学生理解电磁感应现象的基本原理。
例如，通过介绍一些基本的电磁感应实验，比如电磁铁、变压器、感应电流等实验，可以帮助学生掌握这些原理，归纳总结时可以提供简单的图示和具体的实验数据，直接融入到教学内容当中会更好地帮助学生理解这些原理。
二、相关公式电磁感应相关的公式主要包括法拉第电磁感应定律和楞次定律公式，以及描述磁场和导体的物理性质的公式。
其中最常用的、最基础的公式是法拉第电磁感应定律公式：ε=-dΦ/dt其中，ε表示感应电动势，即感应电动势的大小与磁通量变化率成正比；Φ表示磁通量，它是磁场作用于匝数的积分。
学生在学习这个公式时应该掌握如何解析磁通量和时间的关系，帮助他们更好地理解它的物理意义。
楞次定律的公式如下：其中，L是自感系数，表示阻抗抵抗电流变化的能力；dI/dt表示电流变化率，也可以理解为感应电动势的方向。
这个公式与法拉第电磁感应定律非常相似，都涉及到物理量的变化率，但这个公式描述的是感应电动势对电流的影响。
这会让学生更好地理解电磁感应现象的本质。
三、实验教学在高中物理的电磁感应教学中，实验教学非常重要。
实验是帮助学生直观感受物理实验的重要途径，也可以让学生掌握实验的过程、方法和技术知识。
常用的电磁感应实验有电磁铁实验、变压器实验以及感应电流实验等。
人教版高中物理选修- 电磁感应 法拉第电磁感应定律上课课件 ppt
【课堂小结】 人教版高中物理选修- 电磁感应法拉第电磁感应定律教学课件
感应电动势大小
法拉第电磁感应定律E=n△Φ/△t
导体切割磁感线E=BLv⊥
人教版高中物理选修- 电磁感应 法拉第电磁感应定律教学课件
【当堂检测】 人教版高中物理选修- 电磁感应 法拉第电磁感应定律教学课件
1下列关于感应电动势的说法中正确的是：（ D ）
A.穿过闭合回路的磁通量减小，回路中的感应电动势一定也减小。 B.穿过闭合回路的磁通量变化量越大，回路中的感应电动势也越大。 C.线圈放在磁场越强的位置，产生的感应电动势一定越大。 D.穿过闭合回路的磁通量的变化率不变，回路中的感应电动势也不变。
2 如图甲所示,环形线圈的匝数n=100,它的两个端点a和b间接 有一理想电压表,线圈内磁通量的变化规律如图乙所示,则电压表
1．如图所示，一个足够长的U形金属导轨固定在水平面 内，两导轨间的宽度L＝0.50m，一根均匀金属棒ab横跨在 导轨上且接触良好．该轨道平面处在磁感应强度大小B＝ 0.5T、方向竖直向上的匀强磁场中．当金属棒以a＝ 4.0m/s2的加速度做初速度为零的匀加速运动，求： （1）t＝5s时的瞬时感应电动势大小； （2）0s 到5s末的平均感应电动势大小。
乙:抽出速 快 相同
短
3度
慢 相同
长
丙；滑动速 快 相同
短
4度
慢 相同
长
磁通量变化
快慢/t
快 慢 快 慢 快
慢 快 慢
感应电动 势E大小
大 小 大 小 大
小 大 小
三、电磁感应定律
（1）磁通量的变化率即磁通量的变化快慢，用△Φ/△t表示， 其中△Φ=Φ2－Φ1，△t=t2－t1，
第11章电磁感应优秀课件
Ei
dEi
L
B sin2 ldl 0
BL2 sin2
2
0
方向从 a b
例 电流为I的长直载流导线近旁有一与之共面的导体ab，长为l. 设导体的a端与长导线相距为d，ab延长线与长导线的夹角为θ， 如图所示.导体ab以匀速度 v沿电流方向平移.试求ab上的感应电 动势.
解 在ab上取一线元dl，它与长直导线的
而
Ei
b(v a
B)
dl 适用于切割磁力线的导体
(2)
Eab
Ub Ua
b a Ek dl
b
(v
B)
dl
a
0 Ub Ua 0 Ub Ua
(3) 洛伦兹力总是垂直与电子的速度 方向，对电子不作功，那么建立的电 场的能量从何而来？
为使导体棒保持速度为v的匀速运 动，必须施加外力f0以克服洛仑兹力的 一个分力f′＝－eu×B. 外力克服洛仑兹 力的一个分量f′所做的功转化为感应电 流的能量.
S
1825年瑞士物理学家科拉
顿试图检验磁铁插入线圈
G
时是否会产生电流
实 磁铁与线圈有相对运动，线圈中产生电流 v
验
（1831年，法拉第）
一线圈电流变化，在附近其它线圈中产生电流
关键：磁通量发生变化是引起闭合导体中产生电流
的必要条件。
结论 不论用什么方法，只要使穿过闭合导体回
I'
路的磁通量发生变化，此回路中就会有电
dqi dt
感应电荷为qi
t2 t1
Iidt
2 1 d
R 1
1 2
R
(3)负号“－” 表示感应电流的效果总是反抗引起感应电
流的原因—— 楞次定律
高中物理 第一节电磁感应现象课件 新人教选修11
三个实验有个共同特点： 穿过闭合回路的磁通量均发生变化，这
样产生了电流。
[总结] 不论用什么方法，只要穿过闭合电路 的磁通量发生变化，闭合电路就有电流产生
电磁感应现象：
利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应， 产生的电流叫感应电流。 产生感应电流的条件
穿过闭合回路的磁通量发生变化
三、电磁感应现象中的能量转化
Φ1 Φ= Φ1- Φ2
注意：
Φ2
①S是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积
②磁通量与线圈的匝数无关
S2 S1
•11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。 •12、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。 •13、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。2022/1/162022/1/16January 16, 2022 •14、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。 •15、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •16、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。 •17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。2022年1月2022/1/162022/1/162022/1/161/16/2022 •18、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。 2022/1/162022/1/16
一、磁通量(Φ)
1.定义:磁感应强度B与垂直磁场面积S的乘积, 叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通
2.定义式: Φ = BS 3. 适用条件:
① 匀强磁场
②B S
单位:韦伯,简称韦(Wb) 1Wb = 1T·m2 = 1V·s
高中物理电磁感应现象精品新人教版选修-.ppt
产生感应电流的条件
1、电路必须闭合； 2、磁通量发磁场不变，闭合电路的面积变化
线圈面积不变，线圈在不均匀磁场 中运动
线圈面积不变，磁场不断变化
实验一：磁场不动，导体动， 会不会在电路中产生电流呢？
闭合电路的一部分导体做切 割磁感线的运动时，电路中就 有电流产生。
导体运动速度的方向和磁感线 方向不平行。
实验二：导体不动，磁场动， 会不会在电路中产生电流呢？
无论是导体运动，还是磁场 运动，只要导体和磁场之间发生 切割磁感线的相对运动，闭合电 路中就有电流产生。
电磁感应现象
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电 流能够产生磁场——电流的磁效应，揭示 了电和磁之间存在着联系，受到这一发现 的启发，人们开始考虑这样一个问题：既 然电流能够产生磁场，反过来，利用磁场 是不是能够产生电流呢？不少科学家进行 了这方面的探索，英国科学家法拉第，坚 信电与磁有密切的联系．经过10年坚持不 懈的努力，于1831年终于取得了重大的突 破，发现了利用磁场产生电流的条件．
闭合电路的一部分导体切割磁 感线时，穿过电路的磁感线条数 发生变化．如果导体和磁场不发 生相对运动，而让穿过闭合电路 的磁场发生变化，会不会在电路 中产生电流呢？
不论用什么方法，只要穿过 闭合电路的磁通量发生变化，闭 合电路中就有电流产生。这种利 用磁场产生电流的现象叫电磁感 应，产生的电流叫感应电流。
新教材高考物理一轮复习第11章电磁感应第1节电磁感应现象楞次定律课件
答案 A 解析 在“电子眼”前方路面下间隔一段距离埋设的是“通电线圈”,汽车上大 部分是金属,当汽车通过线圈时会引起通电线圈的磁通量变化,从而产生电 磁感应现象,产生感应电动势,线圈会产生感应电流,故A正确;汽车速度越 大,经过线圈时产生的感应电动势越大,感应电流越大,故B错误;若线圈出 现断路,汽车经过线圈还会产生感应电动势,不会产生感应电流,故C错误; 如果某个线圈出现故障,没有电流,就会无法计时起点或终点,“电子眼”不 能正常工作,故D错误。
(√ )
应用提升1.如图所示,匀强磁场方向与圆形线圈平面垂直,b线圈的面积是a 线圈面积的2倍,穿过a线圈的磁通量为Φ,则穿过b线圈的磁通量为( ) A.0 B.Φ C.Φ12 D.2Φ
答案 B
解析 由Φ=BS知Φb=Φa=Φ,选项B正确。
二、电磁感应现象
1.电磁感应现象
当穿过闭合电路的磁通量 发生变化
增素能 精准突破
考点一 电磁感应现象的理解及判断[自主探究] 常见的产生感应电流的三种情况
【对点演练】 1.(2023黑龙江哈尔滨三模)图甲是电动公交车无线充电装置,供电线圈设 置在充电站内,受电线圈和电池系统置于车内。供电线路与220 V交流电 源相连,将受电线圈靠近供电线圈,不需要导线连接,蓄电池便可以充电(如 图乙所示),下列说法正确的是( B ) A.供电线圈和受电线圈无导线连接, 所以传输能量时没有损失 B.用塑料薄膜将供电线圈包裹起来 之后,仍能为蓄电池充电 C.无线充电的原理是利用供电线圈发射电磁波传输能量 D.充电时,供电线圈的磁场对受电线圈中的电子施加磁场力的作用,驱使电 子运动
3.(2022陕西西安模拟)下图是公路上安装的一种测速“电子眼”。在“电子 眼”前方路面下间隔一段距离埋设两个通电线圈,当车辆通过线圈上方的 道路时,会引起线圈中电流的变化,系统根据两次电流变化的时间及线圈之 间的距离,对超速车辆进行抓拍。下列判断正确的是( ) A.汽车经过线圈会产生感应电流 B.汽车速度越大,经过线圈时产生的感应电流越小 C.若线圈出现断路,汽车经过线圈还会产生感应电流 D.如果某个线圈出现故障,没有电流,“电子眼”还可以 正常工作
2021届高考物理二轮复习专题四 电路与电磁感应(考点+习题)含解析
专题四电路与电磁感应1.恒定电流(1)闭合电路中的电压、电流关系:E=U外+U内,I=,U=E-Ir。
(2)闭合电路中的功率关系:P总=EI,P内=I2r,P出=IU=I2R=P总-P内。
(3)直流电路中的能量关系:电功W=qU=UIt,电热Q=I2Rt。
(4)纯电阻电路中W=Q,非纯电阻电路中W>Q。
2.电磁感应(1)判断感应电流的方向:右手定则和楞次定律(增反减同、来拒去留、增缩减扩)。
(2)求解感应电动势常见情况与方法(3)自感现象与涡流自感电动势与导体中的电流变化率成正比,线圈的自感系数L跟线圈的形状、长短、匝数等因素有关系。
线圈的横截面积越大,线圈越长,匝数越多,它的自感系数就越大。
带有铁芯的线圈其自感系数比没有铁芯时大得多。
3.交变电流(1)交变电流的“四值”①最大值:为U m、I m,即交变电流的峰值。
②瞬时值:反映交变电流每瞬间的值,如e=E m sinωt。
③有效值:正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系为E=、U=、I=;非正弦式交变电流的有效值可以根据电流的热效应来求解。
计算交变电流的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值。
④平均值:反映交变电流的某物理量在t时间内的平均大小,如平均电动势E=n。
(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:=;③电流关系:=。
(3)远距离输电常用关系式(如图所示)①功率关系:P1=P2,P3=P4,P2=P线+P3。
②电压损失:U损=I2R线=U2-U3。
③输电电流:I线===。
④输电导线上损耗的电功率:P损=I线U损=R线=R线。
高考演练1.(2019江苏单科,1,3分)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10,当输入电压增加20 V时,输出电压()A.降低2 VB.增加2 VC.降低200 VD.增加200 V答案D依据理想变压器原、副线圈的电压比与匝数比关系公式可知,=,则ΔU 2=ΔU1,得ΔU2=200 V,故选项D正确。
高中物理11章知识点归纳总结
高中物理11章知识点归纳总结### 高中物理第十一章知识点归纳总结第十一章：电磁场和电磁波1. 电磁场的基本概念- 电场：电荷周围存在的一种特殊物质，能够对电荷施加力。
- 磁场：磁体或运动电荷周围存在的一种特殊物质，对磁体或运动电荷产生力的作用。
- 场强：描述场的强弱和方向的物理量，电场强度和磁感应强度是描述电磁场的基本物理量。
2. 电场和磁场的产生- 静电场：由静止电荷产生的电场。
- 感应电场：由变化的磁场产生的电场。
- 恒定磁场：由永久磁体或电流产生的磁场。
3. 电磁感应- 法拉第电磁感应定律：描述变化磁场产生感应电动势的规律。
- 楞次定律：描述感应电流方向的规律，即感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化。
4. 麦克斯韦方程组- 高斯定律：描述电场和电荷的关系。
- 高斯磁定律：描述磁场和电流的关系。
- 法拉第电磁感应定律：描述变化的磁场产生电场的规律。
- 安培定律：描述电流和磁场的关系，包括位移电流。
5. 电磁波- 电磁波的产生：由变化的电场和磁场相互激发产生。
- 电磁波的性质：包括波长、频率、速度等。
- 电磁波谱：包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。
6. 电磁波的传播- 波的传播：电磁波在介质中传播时，电场和磁场交替变化，形成波形。
- 波的反射、折射和干涉：电磁波在不同介质界面上发生的反射、折射和干涉现象。
7. 电磁波的应用- 通信：无线电波用于无线通信。
- 医疗：X射线用于医学成像。
- 能源传输：太阳能电池板将太阳光转化为电能。
8. 电磁波的防护- 电磁污染：电磁波可能对人体健康和电子设备产生影响。
- 防护措施：包括屏蔽、吸收和距离等方法。
9. 电磁场的能量和动量- 能量守恒：电磁场的能量在传播过程中守恒。
- 动量守恒：电磁波具有动量，可以对物体产生推动作用。
通过以上知识点的归纳总结，我们可以看到电磁场和电磁波在物理学中的重要性，它们不仅在理论研究中占有重要地位，而且在实际应用中也发挥着巨大作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第11讲电磁感应
[保分基础练]
1.(2022·上海市二模)如图，某教室墙上有一朝南的钢窗，将钢窗右侧向外打开，以推窗人的视角来看，窗框中产生()
A．顺时针电流，且有收缩趋势
B．顺时针电流，且有扩张趋势
C．逆时针电流，且有收缩趋势
D．逆时针电流，且有扩张趋势
2.(2022·广东肇庆市二模)如图所示，开口极小的金属环P、Q用不计电阻的导线相连组成闭合回路，金属环P内存在垂直圆环平面向里的匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度随时间的变化率为k，若使金属环Q中产生逆时针方向逐渐增大的感应电流，则()
A．k>0且k值保持恒定
B．k>0且k值逐渐增大
C．k＜0且k值逐渐增大
D．k＜0且k值逐渐减小
3.(2022·陕西宝鸡市模拟)如图所示，两根电阻不计的平行光滑长直金属导轨水平放置，导体棒a和b垂直跨在导轨上且与导轨接触良好，导体棒a的电阻大于b的电阻，匀强磁场方向竖直向下．当导体棒b在大小为F2的水平拉力作用下匀速向右运动时，导体棒a在大小为F1的水平拉力作用下保持静止状态．若U1、U2分别表示导体棒a和b与导轨两个接触点间的电压，那么它们的大小关系为()
A．F1＝F2，U1> U2
B ．F 1< F 2，U 1< U 2
C ．F 1 > F 2，U 1< U 2
D ．F 1 ＝ F 2，U 1＝ U 2
4.(2022·广东省模拟)如图所示，水平面内光滑的平行长直金属导轨间距为L ，左端接电阻R ，导轨上静止放有一导体棒．正方形虚线框内有方向竖直向下、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，该磁场正以速度v 匀速向右移动，则( )
A ．电阻R 两端的电压恒为BL v
B ．电阻R 中有从a 到b 的电流
C ．导体棒以速度v 向左运动
D ．导体棒也向右运动，只是速度比v 小
5．(2022·全国甲卷·16)三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示．把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为I 1、I 2和I 3.则( )
A ．I 1<I 3<I 2
B ．I 1>I 3>I 2
C ．I 1＝I 2>I 3
D ．I 1＝I 2＝I 3
6.(2022·黑龙江哈师大附中高三期末)如图，一线圈匝数为n ，横截面积为S ，总电阻为r ，处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k (k >0且为常量)，磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为C ，两个电阻的阻值分别为r 和2r .下列说法正确的是( )
A ．电容器下极板带正电
B ．此线圈的热功率为(nkS )2r
C ．电容器所带电荷量为3nSkC
5
D ．电容器所带电荷量为nSkC
2
7．(2022·江苏盐城市二模)如图所示，三条平行虚线L 1、L 2、L 3之间有宽度为L 的两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，两区域内的磁感应强度大小相等、方向相反，正方形金属线框MNPQ 的质量为m 、边长为L ，开始时MN 边与边界L 1重合，对线框施加拉力F 使其以加速度a 匀加速通过磁场区，以顺时针方向电流为正方向，下列关于感应电流i 和拉力F 随时间变化的图象可能正确的是( )
[争分提能练]
8．(多选)(2021·广东卷·10)如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨abc 和de ，ab 与de 平行，bc 是以O 为圆心的圆弧导轨，圆弧be 左侧和扇形Obc 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
D ．杆MN 中的电流逐渐减小
9.(多选)(2021·全国甲卷·21)由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍．现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示．不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平．在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是()
A．甲和乙都加速运动
B．甲和乙都减速运动
C．甲加速运动，乙减速运动
D．甲减速运动，乙加速运动
10.(2022·山东省第二次模拟)如图所示，“凹”字形硬质金属线框质量为m，相邻各边互相垂直，且处于同一平面内，ab、bc边长均为2l，gf边长为l.匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平面．开始时，bc边离磁场上边界的距离为l，线框由静止释放，从bc边进入磁场直到gf边进入磁场前，线框做匀速运动．在gf边离开磁场后，ah、ed边离开磁场之前，线框又做匀速运动．线框在下落过程中始终处于竖直平面内，且bc、gf边保持水平，重力加速度为g.
(1)线框ah、ed边将要离开磁场时做匀速运动的速度大小是bc边刚进入磁场时的几倍？
(2)若磁场上下边界间的距离为H，则线框完全穿过磁场过程中产生的热量为多少？
11.(2022·福建泉州市质量监测)如图，间距为L的光滑平行导轨倾斜固定，倾角θ＝30°，电阻不计的导轨上放置两根有一定阻值的金属杆ab和cd，两杆质量均为m，cd杆中点通过平行于导轨的轻绳系在固定的拉力传感器上．整个装置处于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨
平面向上的匀强磁场中．现给ab 杆一个沿导轨向上、大小为v 0的初速度，同时对ab 杆施加一个平行于导轨的推力，使拉力传感器示数F T 随时间t 按F T ＝mg 23v 0t ＋mg
6的规律变化．已知
重力加速度大小为g ，两杆不相碰，始终与导轨垂直且接触良好，不计一切摩擦．
(1)求t ＝0时回路中的感应电流大小I 0； (2)求ab 杆的速度v t 随时间t 变化的关系式；
(3)若在0～3v 02g 时间内回路产生的焦耳热为Q ，求推力F 在0～3v 0
2g 时间内做的功．
[尖子生选练]
12．(多选)(2022·安徽池州市模拟)如图所示，一质量为M 的U 形金属框abcd 静置于水平粗糙绝缘平台上，ab 和dc 边平行且与bc 边垂直，bc 边长度为L ，L ab 、L dc 足够长，金属框与绝缘平台间的动摩擦因数为μ，整个金属框电阻可忽略．一根质量也为M 的导体棒mn 平行bc 静置于金属框上，导体棒接入回路中的电阻为R ，导体棒与金属框间摩擦不计．现用水平恒力F 向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，mn 与金属框始终保持良好接触，重力加速度为g ，经过足够长时间后，下列说法正确的是( )
A ．导体棒与金属框具有共同速度大小为v ＝
()F －2μMg R
2B 2L 2
B ．导体棒与金属框具有共同加速度大小为a ＝F
2M －μg
C ．导体棒中电流I ＝F －2μMg
2BL
D ．导体棒消耗的电功率为P ＝
()F －2μMg 2R
2B 2L 2。