高考物理二轮复习教学案电磁学专题十电磁感应现象

专题十电磁感应现象

1．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(自感现象)．

2．感应电动势的计算

(1)法拉第电磁感应定律：E＝n

ΔΦ

Δt，常用于计算平均电动势．

①若B变，而S不变，则E＝n

ΔB

Δt S；

②若S变，而B不变，则E＝nB

ΔS

Δt.

(2)导体棒垂直切割磁感线：E＝Bl v，主要用于求电动势的瞬时值．

图1

(3)如图1所示，导体棒Oa围绕棒的一端O在垂直磁场的平面内做匀速圆周运动而切割磁感线，产生的电动势E＝

1

2Bl

2ω.

3．感应电荷量的计算

回路中发生磁通量变化时，在Δt时间内迁移

的电荷量(感应电荷量)为q＝I·Δt＝

E

R

·Δt＝n

ΔΦ

RΔt

·Δt＝n

ΔΦ

R.可见，q仅由回路电阻R和磁通量的变化量ΔΦ决定，与发生磁通量变化的时间Δt无关．

4．电磁感应电路中产生的焦耳热

当电路中电流恒定时，可用焦耳定律计算；当电路中电流变化时，则用功能关系或能量守恒定律计算．

解决感应电路综合问题的一般思路是“先电后力”，即：

先作“源”的分析——分析电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E和r；

接着进行“路”的分析——分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相关部分的电流大小，安丰中学2016届高三

物理二轮复习教学案

以便求解安培力；

然后是“力”的分析——分析研究对象(通常是金属棒、导体、线圈等)的受力情况，尤其注意其所受的安培力；

接着进行“运动状态”的分析——根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型；

最后是“能量”的分析——寻找电磁感应过程和研究对象的运动过程中，其能量转化和守恒的关系．

例题分析：

例1：（单选）如图所示，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中通以如下面右图所示的变化电流，t=0时电流方向为顺时针（如图中箭头所示）．在t1~t2时间内，对于线圈B，下列说法中正确的是（）

A．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势

B．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势

C．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势

D．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势

答案：A

题帮助学生着力解决的几个问题：

1．B中原磁场的方向和磁通量变化情况；

2．熟化楞次定律解题方法；

3．i-t图像斜率的意义。

4．变化：（1）将图中0～t1的图线翻到上面，（2）将电流移到B中。

例2：（多选）如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计.电键K从闭合状态突然

断开时，下列判断正确的有

(A)a先变亮，然后逐渐变暗

(B)b先变亮，然后逐渐变暗

(C)c先变亮，然后逐渐变暗

(D)b、c都逐渐变暗

答案：AD

本题帮助学生着力解决的几个问题：

1．理解断路自感，会分析断路自感的暂态过程；

2．会用画i-t图像的方法分析自感现象；

3．会比较断电前后灯泡中电流大小及方向变化情况。

4．与通路自感比较。

例3：如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为L，长为3 d,导轨平面与水平面的夹角为θ,在导轨的中部刷有一段长为 d 的薄绝缘涂层. 匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向与导轨平面垂直. 质量为m 的导体棒从导轨的顶端由静止释放, 在滑上涂层之前已经做匀速运动, 并一直匀速滑到导轨底端. 导体棒始终与导轨垂直,且仅与涂层间有摩擦,接在两导轨间的电阻为R,其他部分

的电阻均不计,重力加速度为g. 求:

(1 ) 导体棒与涂层间的动摩擦因数μ;

(2 ) 导体棒匀速运动的速度大小v;

(3 ) 整个运动过程中,电阻产生的焦耳热 Q. 解答：

(1)在绝缘涂层上

受力平衡 mg sin θ＝μmg cos θ 解得 μ＝tan θ. (2)在光滑导轨上

感应电动势 E ＝Blv 感应电流 I ＝E

R

安培力 F 安＝BLI 受力平衡 F 安＝mg sin θ 解得 v ＝

mgR sin θ

B 2L 2

(3)摩擦生热 Q T ＝μmg d cos θ

能量守恒定律 3mgd sin θ＝Q ＋Q T ＋1

2

mv 2

解得 Q ＝2mgd sin θ－4

422232sin L

B R g m θ

本题帮助学生着力解决的几个问题：

1．熟化由运动情况分析受力情况的力学分析思路；

2．分析电磁感应中能量的转化情况，用能量的观点分析电磁感应现象；

班级：姓名 ：学号： 针对练习：

1 . (单选)如图所示,一正方形线圈的匝数为 n,边长为 a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中. 在 Δt 时间内,磁感应强度的方向不变,大小由 B 均匀地增大到

2 B.在此过程中,线圈中产生的感应电动势为

( A) 22Ba t ∆ ( B) 2

2nBa t ∆

( C) 2nBa t ∆ ( D) 2

2nBa t

∆

答案：B

2 . (单选)如图，通电导线MN 与单匝矩形线圈abcd 共面，位置靠近ab 且相互绝缘。当MN 中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向

(A)向左 (B)向右 (C)垂直纸面向外 (D)垂直纸面向里 答案：B

3．（多选）如图所示的电路中，灯泡A 、B 电阻相同，自感线圈L 的

电阻跟灯泡相差不大。先接通S ，使电路达到稳定，再断开S 。电流随时间变化图像，下列正确的是（ ）