(高三物理一轮复习)电磁感应复习课件
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2025年高三一轮复习物理课件第十二章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律
情况
阻碍原电流的变
化——“增反减
同”(即自感现象)
楞次定律
27
例证
第1讲
电磁感应现象
楞次定律
(2024 届北京二模)在匀强磁场中放置一个金属圆环,磁场方向与圆环平面垂直。
规定图 1 所示磁场方向为正。当磁感应强度 B 随时间 t 按图 2 所示的正弦规律变化时,
下列说法正确的是( C )。
A.t2 时刻,圆环中无感应电流
的磁通量增大,A 不符合题意;开关闭合时将滑动变阻器的
滑片向左滑动,A 线圈中的电流增大,则 B 线圈中的磁通量
增大,B 项不符合题意;开关闭合时将 A 线圈从 B 线圈中拔
出,则 B 线圈中的磁通量减小,C 项符合题意;开关闭合时
将 A 线圈倒置,再重新插入 B 线圈中,则 B 线圈中反向的
磁通量增大,D 项符合题意。
向。
3.判断磁通量是否变化的方法
(1)根据公式 Φ=BSsin θ(θ 为 B 与 S 间的夹角)判断。
(2)根据穿过平面的磁感线的条数是否变化判断。
第1讲
电磁感应现象
楞次定律
角度 2 电磁感应现象及其应用
判断感应
电流有无
的方法
产生感应
电流的三
种常见情
况
8
第1讲
电磁感应现象
楞次定律
(多选)下列各图所描述的物理情境中,能产生感应电流的是( BCD )。
2.电磁感应现象
(1)定义:当穿过闭合导体回路的 磁通量 发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产
生,这种利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应。
(2)感应电流的产生条件:穿过 闭合 导体电路的 磁通量 发生变化。
4
第1讲
阻碍原电流的变
化——“增反减
同”(即自感现象)
楞次定律
27
例证
第1讲
电磁感应现象
楞次定律
(2024 届北京二模)在匀强磁场中放置一个金属圆环,磁场方向与圆环平面垂直。
规定图 1 所示磁场方向为正。当磁感应强度 B 随时间 t 按图 2 所示的正弦规律变化时,
下列说法正确的是( C )。
A.t2 时刻,圆环中无感应电流
的磁通量增大,A 不符合题意;开关闭合时将滑动变阻器的
滑片向左滑动,A 线圈中的电流增大,则 B 线圈中的磁通量
增大,B 项不符合题意;开关闭合时将 A 线圈从 B 线圈中拔
出,则 B 线圈中的磁通量减小,C 项符合题意;开关闭合时
将 A 线圈倒置,再重新插入 B 线圈中,则 B 线圈中反向的
磁通量增大,D 项符合题意。
向。
3.判断磁通量是否变化的方法
(1)根据公式 Φ=BSsin θ(θ 为 B 与 S 间的夹角)判断。
(2)根据穿过平面的磁感线的条数是否变化判断。
第1讲
电磁感应现象
楞次定律
角度 2 电磁感应现象及其应用
判断感应
电流有无
的方法
产生感应
电流的三
种常见情
况
8
第1讲
电磁感应现象
楞次定律
(多选)下列各图所描述的物理情境中,能产生感应电流的是( BCD )。
2.电磁感应现象
(1)定义:当穿过闭合导体回路的 磁通量 发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产
生,这种利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应。
(2)感应电流的产生条件:穿过 闭合 导体电路的 磁通量 发生变化。
4
第1讲
高中物理高考 高考物理一轮复习专题课件 专题10+电磁感应(全国通用)
【典例2】 (2015·辽宁葫芦岛六校联考)(多选)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，MN的左 边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动. 则PQ所做的运动可能是( )
A.向右加速运动 B.向左加速运动 C.向右减速运动 D.向左减速运动
解析 MN 向右运动，说明 MN 受到向右的安培力，因为 ab 在 MN 处的磁场 垂 直 纸 面 向 里 左―手―定→则 MN 中 的 感 应 电 流 由 M→N安―培―定→则L1 中感应电流的磁 场 方 向 向 上 楞―次―定→律 LL22中 中磁 磁场 场方 方向 向向 向上 下减 增弱 强；若 L2 中磁场方向向上减弱安―培―定→则 PQ 中电流为 Q→P 且减小右―手―定→则向右减速运动；若 L2 中磁场方向向 下增强安―培―定→则PQ 中电流为 P→Q 且增大右―手―定→则向左加速运动.
ΔΦ
E 的大小由 Δt 和线圈的匝数共同决定.
【特别提示】 (1)E 的大小与 Φ、ΔΦ的大小无必然联系. (2)Φ＝0 时，ΔΔΦt 不一定为零.
【典例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0～1 s内从零均匀变化到0.2 T. 在1～5 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1～5 s内通过线圈的电荷量q； (3)在0～5 s内线圈产生的焦耳热Q.
审题指导 (1)0～1 s内谁引起线圈中的磁通量发生变化？
(2)感应电动势的计算公式E＝ .
高考物理一轮复习课件电磁感应不等距双杆有外力
知两金属棒位于两导轨间部分的电阻均为R＝1.0Ω；金属棒与导轨间的动摩擦
因数μ＝0.2，且与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度大小g＝10m/s2。
①在t＝0时刻，用垂直于金属棒的水平外力F向右拉金属棒cd，使其从静止开始沿导轨以
a＝5.0m/s2的加速度做匀加速直线运动，金属棒cd运动多长时间金属棒ab开始运动？
BL1q m1v1
Ft m1v1 m2v2
能量关系： t
WF
1 2
m1v12
1 2
m2v22
Q
电磁感应 — 双杆模型（不等距有外力）
相关知识：
2.双杆放置同一磁场中（杆1杆2都受恒力且F2>F1，不计摩擦，初状态都静止）：
L1 F1
B
电路分析： I BL2v2 BL1v1 B L2v2 L1v1 +B L2a2 L1a1 t
R1 R2
R1 R2
L2
F2
受力及加速度分析：
a1
F安1 m1
F1
a2
F2
F安2 m2
F安1 L1 F安2 L2
1
2
v
2
最终加速度关系：
L2a2 L1a1
1
运动性质：
杆1：先做反向加速度a减小加速运动，再做反向加速度a增大的减速速
运动及正向加速度a增大加速运动，最终匀加速直线运动；
O
t 杆2：加速度a减小的加速直线运动，最终匀加速直线运动；
时金属棒cd的速度变为v0＝30m/s，经过一段时间金属棒cd停止运动，求金属棒ab停止运动后金属棒cd运动的距离。
①
mg
B
BL2at 2R
L1
总结： t 2s
高考物理一轮复习课件 第十一章 专题强化二十四 电磁感应中的动力学和能量问题
a、v反向 v减小，F安减小，a减小，当a＝0， 静止或匀速直线运动
F合
考向1 “单棒＋电阻”模型
例1 (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
由牛顿第二定律有mg－F＝ma 联立解得 a＝g－mF＝g－1B6ρ2vρ0
加速度和线圈的匝数、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>1B6ρ2vρ0时，甲和乙都加速运动， 当 g<1B6ρ2vρ0时，甲和乙都减速运动， 当 g＝1B6ρ2vρ0时，甲和乙都匀速运动，故选 A、B.
例2 如图甲所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ＝30° 角固定，间距为L＝1 m，质量为m的金属杆ab垂直放置在轨道上且与轨 道接触良好，其阻值忽略不计.空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道 平面向上，磁感应强度为B＝0.5 T.P、M间接有阻值为R1的定值电阻， Q、N间接电阻箱R.现从静止释放ab， 改变电阻箱的阻值R，测得最大速 度为vm，得到v1m与R1的关系如图乙所 示.若轨道足够长且电阻不计，重力 加速度g取10 m/s2，则
当金属棒到达x0处时，金属棒产生的感应电动势为 E′＝2Bvx0tan θ 则此时电容器的电荷量为 Q′＝CE′＝2BCvx0tan θ，B错误； 由于金属棒做匀速运动， 则F＝F安＝BIL＝4B2Cv3tan2θ·t， F与t成正比，则F为变力，根据力做功的功率公式P＝Fv 可知功率P随力F变化而变化，D错误.
F合
考向1 “单棒＋电阻”模型
例1 (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
由牛顿第二定律有mg－F＝ma 联立解得 a＝g－mF＝g－1B6ρ2vρ0
加速度和线圈的匝数、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>1B6ρ2vρ0时，甲和乙都加速运动， 当 g<1B6ρ2vρ0时，甲和乙都减速运动， 当 g＝1B6ρ2vρ0时，甲和乙都匀速运动，故选 A、B.
例2 如图甲所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ＝30° 角固定，间距为L＝1 m，质量为m的金属杆ab垂直放置在轨道上且与轨 道接触良好，其阻值忽略不计.空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道 平面向上，磁感应强度为B＝0.5 T.P、M间接有阻值为R1的定值电阻， Q、N间接电阻箱R.现从静止释放ab， 改变电阻箱的阻值R，测得最大速 度为vm，得到v1m与R1的关系如图乙所 示.若轨道足够长且电阻不计，重力 加速度g取10 m/s2，则
当金属棒到达x0处时，金属棒产生的感应电动势为 E′＝2Bvx0tan θ 则此时电容器的电荷量为 Q′＝CE′＝2BCvx0tan θ，B错误； 由于金属棒做匀速运动， 则F＝F安＝BIL＝4B2Cv3tan2θ·t， F与t成正比，则F为变力，根据力做功的功率公式P＝Fv 可知功率P随力F变化而变化，D错误.
高级中学高考物理一轮复习课件：法拉第电磁感应定律 (共22张PPT)
结论
感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间 都有关.
若闭合电路是一个n匝线圈，且穿 过每匝线圈的磁通量变化率都相同，则 整个线圈的感应电动势：
E n t
法拉第
（1791—1876）是英国著名 的物理学家、化学家。他发现 了电磁感应现象，提出电场和 磁场的概念。场的概念对近代 物理的发展的重大意义。
=BLvt ，由法拉第电磁感应定律得：
E BLv t
（2）切割方向与磁场方向成θ角时：如图所 示，将v分解为垂直B和平行B的两个分量， 其中：
vvsin 对切割有贡献．
v// vcos 对切割无贡献．
所以：
E BLv
即 :EBLVsin
即 :EBLVsin
导线切割磁感线时产生的电动势
的大小，跟磁感强度B、导线长度L、 运动速度v以及运动方向与磁感线方向 的夹角的正弦sin成正比。
（2） /t 是指在时间t 内磁通量变化快慢的平均值； t0，/t表示在某瞬时磁通量变化的快慢。
平均磁通 变化率
瞬时磁通 变化率
Φ 2 1
t
t2 t1
平均感应电动势 E
lim Φ
t 0 t
瞬时感应电动势 E t
2．导线切割磁感线时的感应电动势
（1）垂直切割时：如图所示，导体由ab匀速移动 到a1b1 ，这一过程中穿过闭合回路的磁通量变化
3.公式E=BLVsinθ与公式E=n△Φ/ △ t比较：
公式
E= n△Φ/ △ t
E=Bl Vsin θ
对象
一闭合电路
一段切割磁感线的导线
内容 △ t时间内的平均电动势 某一t时刻的瞬时电动势
电动势所在 磁通量发生变化部分
切割段导线
适用范围
感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间 都有关.
若闭合电路是一个n匝线圈，且穿 过每匝线圈的磁通量变化率都相同，则 整个线圈的感应电动势：
E n t
法拉第
（1791—1876）是英国著名 的物理学家、化学家。他发现 了电磁感应现象，提出电场和 磁场的概念。场的概念对近代 物理的发展的重大意义。
=BLvt ，由法拉第电磁感应定律得：
E BLv t
（2）切割方向与磁场方向成θ角时：如图所 示，将v分解为垂直B和平行B的两个分量， 其中：
vvsin 对切割有贡献．
v// vcos 对切割无贡献．
所以：
E BLv
即 :EBLVsin
即 :EBLVsin
导线切割磁感线时产生的电动势
的大小，跟磁感强度B、导线长度L、 运动速度v以及运动方向与磁感线方向 的夹角的正弦sin成正比。
（2） /t 是指在时间t 内磁通量变化快慢的平均值； t0，/t表示在某瞬时磁通量变化的快慢。
平均磁通 变化率
瞬时磁通 变化率
Φ 2 1
t
t2 t1
平均感应电动势 E
lim Φ
t 0 t
瞬时感应电动势 E t
2．导线切割磁感线时的感应电动势
（1）垂直切割时：如图所示，导体由ab匀速移动 到a1b1 ，这一过程中穿过闭合回路的磁通量变化
3.公式E=BLVsinθ与公式E=n△Φ/ △ t比较：
公式
E= n△Φ/ △ t
E=Bl Vsin θ
对象
一闭合电路
一段切割磁感线的导线
内容 △ t时间内的平均电动势 某一t时刻的瞬时电动势
电动势所在 磁通量发生变化部分
切割段导线
适用范围
高三物理一轮复习第9章电磁感应交变电流实验14探究感应电流方向的规律课件
图3
【解析】 (1)探究电磁感应现象的实验电路分两部分，电源、开关、滑动 变阻器、原线圈组成闭合电路，检流计与副线圈组成另一个闭合电路；电路图 如图所示；
(2)在实验过程中，除了查清流入检流计电流方向与指针偏转方向之间的关 系之外，还应查清原线圈 L1 与副线圈 L2 的绕制方向．由电路图可知，闭合开关 之前，应将滑动变阻器的滑动头 P 处于右端，此时滑动变阻器接入电路的阻值 最大．
精选最新中小学教学课件
20
尖子生好方法:听课时应该始终跟着老师的节奏，要善于抓住老师讲解中的关键词，构建自己的知识结构。利用老师讲课的间隙，猜想老师还会讲什么，会怎样讲， 怎样讲会更好，如果让我来讲，我会怎样讲。这种方法适合于听课容易分心的同学。
2019/5/21
精选最新中小学教学课件
19
thank
you!
2019/5/21
二、同步听课法
有些同学在听课的过程中常碰到这样的问题，比如老师讲到一道很难的题目时，同学们听课的思路就“卡壳“了，无法再跟上老师的思路。这时候该怎么办呢？
如果“卡壳”的内容是老师讲的某一句话或某一个具体问题，同学们应马上举手提问，争取让老师解释得在透彻些、明白些。
如果“卡壳”的内容是公式、定理、定律，而接下去就要用它去解决问题，这种情况下大家应当先承认老师给出的结论（公式或定律）并非继续听下去，先把问题记 下来，到课后再慢慢弄懂它。
【导学号：81370351】
图4 A．如果磁铁的下端是 N 极，则磁铁正在远离线圈 B．如果磁铁的下端是 S 极，则磁铁正在远离线圈 C．如果磁铁的下端是 N 极，则磁铁正在靠近线圈 D．如果磁铁的下端是 S 极，则磁铁正在靠近线圈
AD [根据题图甲，可以知道电流表的指针向电流流入的方向偏转，螺线管 相当于一个电源，电源的正极在上端．根据安培定则，螺线管上端是 S 极．如 果磁铁的下端是 N 板，则磁铁正在远离线圈；如果磁铁的下端是 S 极，则磁铁 正在靠近线圈，故 A、D 正确．]
2024届高三物理一轮复习课件：电磁感应—等距双杆无外力
①最终稳定时， a、b两根导棒的速度大小；
②导体棒a上产生的内能及流过导体棒a的电荷量；
③安培力分别对导体棒a、b做了多少功；
① BLq mvb
BLq mva mv0
BLva BLvb va vb
va
vb
v0 2
②
BLq
mvb
q
mv0 2BL
1 2
mv02
1 2
2m
v0 2
2
1 4
上，金属棒b置于磁场Ⅱ的右边界CD处。现将金属棒a从弯曲导轨上某一高处由静止释放，使其沿导轨运动。设两金属棒
运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。
①若水平段导轨粗糙，两金属棒与水平段导轨间的最大摩擦力均为1/5mg，将金属棒a从距水平面高度h处由静止释放。
求：金属棒a刚进入磁场Ⅰ时，通过金属棒b的电流大小；若金属棒a在磁场Ⅰ内运动过程中，金属棒b能在导轨上保持静
电磁感应 — 双杆模型（等距无外力）
相关知识：
2. 双杆放置不同磁场中（不计摩擦，初状态一静一动）：
B1
B2
模型：非碰撞（合外力不为零，最终各自匀速）
v0
1
2
v v0
v2
最终状态：
B1Lq m1v1
B2Lq m2v2 m2v0
B2Lv2 B1Lv1 B2v2 B1v1
v1
B1B2m2v0 m1B22 m2 B12
电磁感应 — 双杆模型（等距无外力）
例题1
例题2
例题3
例题4
【 例题1】如图所示，两电阻可以忽略不计的平行金属长直导轨固定在水平面上，相距为L，另外两根长度为L、质量为m、
电阻为R的相同导体棒垂直静置于导轨上，导体棒在长导轨上可以无摩擦地左右滑动，导轨间存在竖直向下的匀强磁场，
高三物理第一轮复习课件：第十章第一讲电磁感应现象楞次定律
“来拒去留”是指当磁铁靠近线圈或线圈靠近磁铁 时，会引起闭合回路的磁通量增大，为了阻碍磁通量的增 大便产生安培力阻碍它们靠近，反之亦然．
[易误辨析] 判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打 “×”)． (1)由楞次定律知，感应电流的磁场一定与引起感应 电流的磁场方向相反．( ) (2)电路不闭合，穿过电路的磁通量变化时，也会产 生“阻碍”作用．( )
解析：根据产生感应电流的条件可知：只需要使穿过 闭合回路的磁通量发生变化，就能在回路中产生感应电 流．圆环在匀强磁场中运动，磁感应强度 B 为定值，根 据ΔΦ＝B·ΔS 知：只要回路中相对磁场的正对面积改变量 ΔS≠0，则磁通量一定改变，回路中一定有感应电流产生．
当圆环以过圆心且垂直于圆环平面的轴顺时针转动 时，圆环相对磁场的正对面积始终为零，因此ΔS＝0，因 而无感应电流产生，A 错误；当圆环水平向右平动时，同 样ΔS＝0，因而无感应电流产生，B 错误；当圆环以 mn 为轴转动时，圆环相对磁场的正对面积改变量ΔS 仍为零， 回路中仍无感应电流，C 错误；
2．产生感应电流的条件． 表述 1：闭合回路的一部分导体在磁场内做 _切__割___磁__感__线_的运动． 表述 2：穿过闭合回路的磁通量_发___生__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_．
思考与讨论 现在的很多新手机都有着无线 wifi 充电，那么这个 wifi 充电技术原理是什么呢？ 提示：最常用的是利用电磁感应中的互感进行充电．
D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流 表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化
解析：产生感应电流的条件是：穿过闭合回路中的磁
通量发生变化，引起磁通量变化的原因有：①闭合回路中
第十章第1讲电磁感应现象和楞次定律-2025年高考物理一轮复习PPT课件
解析
高考一轮总复习•物理
第25页
1．[“三则一律”的应用](多选)如图所示，金属导轨上的导体棒 ab 在匀强磁场中沿 导轨做下列哪种运动时，铜制线圈 c 中将有感应电流产生且被螺线管吸引( )
A．向右做匀速运动 B．向左做减速运动 C．向右做减速运动 D．向右做加速运动
答案
高考一轮总复习•物理
第26页
高考一轮总复习•物理
第9页
2．如图所示，两个单匝线圈 a、b 的半径分别为 r 和 2r.圆形匀强磁场 B 的边缘恰好 与 a 线圈重合，则穿过 a、b 两线圈的磁通量之比为 ( )
A．1∶1 C．1∶4
B．1∶2 D．4∶1
答案
高考一轮总复习•物理
3．如图所示的各图所描述的物理情境中，没有产生感应电流的是( )
第22页
2.“三则一律”的应用技巧 (1)应用楞次定律，一般要用到安培定则． (2)研究感应电流受到的安培力时，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确 定安培力的方向，有时也可以直接用楞次定律的推广应用确定．
高考一轮总复习•物理
第23页
典例 2 (2024·山西太原模拟)(多选)如图所示装置中，ab、cd 杆垂直放置在导轨上，与 导轨接触良好，杆与导轨之间的摩擦力不计．原来 ab、cd 杆均静止，当 ab 杆做如下哪些运 动时，cd 杆将向左移动( )
解析
高考一轮总复习•物理
第12页
重难考点 全线突破
高考一轮总复习•物理
考点 感应电流方向的判断
1．楞次定律中“阻碍”的含义
第13页
高考一轮总复习•物理
2．应用楞次定律的思路
第14页
高考一轮总复习•物理
第15页
典例 1 如图所示，两匀强磁场的磁感应强度 B1 和 B2 大小相等、方向相反．金属圆环 的直径与两磁场的边界重合．下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是( )
2020届高三一轮复习说课课件《电磁感应》(共54张PPT)
17.如图.在水平面(纸面)内有三报相同的均匀金属棒ab、ac和 MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字型导轨。空间存在 垂直于纸面的均匀磁场。用力使MN向右匀速运动，从图示位 置开始计时，运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨 保持良好接触。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线.可 能正确的是
解析：A [解析] 线框进入磁场过程中，磁通量增大，由 楞次定律可知，感应电流方向为逆时针方向，即正方向， 可排除B、C选项；由E＝BLv可知，线框进出磁场过程中， 切割磁感线的有效长度为线框与磁场边界交点的连线， 故进、出磁场过程中，等效长度L先增大后减小，故感应 电动势先增大后减小；由欧姆定律可知，感应电流也是 先增大后减小，故A项正确，D项错误．
附高考题
年份
2012
卷类别
全国卷
题型
选择题
分值 难度系数 试题考点
6分+6分 0.474+0.694
法拉第电磁感应定律
19.如图，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B0.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
四、一轮复习设计
STSE 13题． (多选)如图所示是磁电式转速传感器的结构简图。该装置主要由测 量齿轮、软铁、永久磁铁、线圈等元件组成。测量齿轮为磁性材料，等距离地 安装在被测旋转体的一个圆周上(圆心在旋转体的轴线上)，齿轮转动时线圈内 就会产生感应电流。设感应电流的变化频率为f，测量齿轮的齿数为N，旋转体 转速为n。则( ) A．f＝nN B．f＝N/n C．线圈中的感应电流方向不会变化 D．旋转体转速越高线圈中的感应电流越强
2023届高考物理一轮复习课件：第1节电磁感应现象 楞次定律(18张PPT)
边有一如图所示的闭合电路。当 PQ 在一外力的作用
下运动时，MN 向右运动，则 PQ 所做的运动可能是( )
A．向右加速运动 C．向右减速运动
B．向左加速运动 D．向左减速运动
方法二 逆向推理法
磁化：是指在受磁场的作用下，由于材料中磁矩（即一个微小的磁场）排列时取向趋 于一致而呈现出一定的磁性的现象。
左手定则
姆指指运动方向 内容 四指感应电流
方向
直线电流 环行电流 通电螺线管
四指指电流方向 姆指指受力方向
条件 因“动”生 “电”
因“电”生 因“电”受
“磁”
“力”
实质 反映了磁场能 够产生电流
反映了电流 方向与磁场 方向的关系
反映了磁场的 基本性质
2. 楞次定律
9
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.
1).阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化，“增反减同”、“增缩减扩”.
2). 阻碍相对运动, 可理解为“来拒去留”.
3).阻碍原电流的变化(自感现象).
[解题技法] 分析二次感应问题的两种方法
方法一 程序法(正向推理法)
[例 4] (多选)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，MN 的左
第十章
DISHIZHANG
电磁感应
第1节 电磁感应现象 楞次定律
2018 2022
√
2
至
√
五
年
高
考 全 国
√ √
√
Ⅲ
卷
√
（
甲
卷
）
√
物
理
考点分来自布3产生感应电流的三种常见情况
2023版高考物理一轮总复习专题10电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律自感涡流课件
例1 (2021年广东卷)(多选)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
AB、CD相距l＝0.50 m，AC间接一电阻R＝0.20 Ω，MN到AC的距离L＝
0.40 m，整个装置放在方向垂直于导轨平面的磁场中．导体棒MN垂直
放在导轨上，既能固定也能无摩Fra bibliotek地沿导轨滑动，导轨的电阻均可忽略
不计，导体棒的电阻也为0.20 Ω，则有 A．若导体棒向右滑动，则N端电势高
()
B．若磁场是B＝0.40 T的匀强磁场，则当
4．[自感]如图所示电路，D1和D2是两个相同的小灯泡，L是一个自 感系数相当大的线圈，其直流电阻与R相同，由于存在自感现象，在开
关S接通和断开时，灯泡D1和D2亮暗的先后顺序是 A．接通时D1灯先达最亮，断开时D1灯后暗 B．接通时D2灯先达最亮，断开时D2灯后暗 C．接通时D1灯先达最亮，断开时D1灯先暗 D．接通时D2灯先达最亮，断开时D2灯先暗 【答案】A
()
A．在 0～t0 和 t0～2t0 内，导体棒受到导轨的摩擦力方向相同 B．在 t0～2t0 内，通过电阻 R 的电流方向为 P→Q C．在 0～t0 内，通过电阻 R 的电流大小为2RBt00S D．在 0～2t0 内，通过电阻 R 的电荷量为BR0S
【答案】D
【解析】由图乙可知，0～t0 内磁感应强度减小，穿过回路的磁通量 减小，由楞次定律可知为阻碍磁通量的减少，导体棒应具有向右的运动 趋势，导体棒受到向左的摩擦力；在 t0～2t0 内，穿过回路的磁通量增加， 为了阻碍磁通量的增加，导体棒有向左的运动趋势，导体棒受到向右的 摩擦力，在两段时间内摩擦力方向相反，故 A 错误．由图乙所示图像， 可知在 t0～2t0 内磁感应强度增大，穿过闭合回路的磁通量增大．
高考物理一轮总复习精品课件 第11章 电磁感应 研专项 素养提升 (4)
E=n
=
sin
60°,由题图乙知,B 的变化率
不变,则感应电动势保持不变,电路中电流不变,故A错误。根据P=I2R,可知
热功率P恒定不变,故B错误。根据楞次定律判断可知ab中感应电流从a到b,
当B为负值时,安培力的方向垂直于磁感线斜向右下方,根据平衡条件可知,
外力水平向左,为负值,大小为F=BILsin 60°,可知B为正值时,外力水平向
再变长,然后又变短,由E=Blv知线圈产生的感应电动势先减小再增大,然后
又减小,所以线圈中的电流先减小再增大,然后又减小,故A、C、D错误,B
正确。
2.(2023广东广州期中)如图甲所示,光滑导轨水平放置在与水平方向成60°
角斜向下的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图
乙所示(规定斜向下为正方向),导体棒ab垂直于导轨放置,除电阻R的阻值
(2)电容器完全充电后,两极板间电压为E,当开关S接2时,电容器放电,设刚
放电时流经MN的电流为I,有I=
设MN受到的安培力为F,有F=BIl
由牛顿第二定律,有F=ma
联立解得a=
。
(3)当电容器充电完毕时,设电容器上的电荷量为Q0,有Q0=CE
开关S接2后,MN开始向右加速运动,速度达到最大值vmax时,设MN上的感应
的金属棒Q,导轨右端接有定值电阻R=2.0 Ω,左边导轨上放有电阻不计、
质量m1=0.1 kg的金属棒P,整个导轨所在的空间有竖直向上的匀强磁场,磁
感应强度B=1.0 T。导轨左端接有电源和电容器,单刀双掷开关S先接1时
电容器和电源接通,足够长时间后单刀双掷开关S接2,电容器与金属导轨接
高中物理高考 高考物理一轮总复习考点大全第十章核心考点电磁感应课件32_1129111110
答：选项C是正确的．
说明：上述中的Bl1l2 实际上是把线圈拉出磁场的t时间内，穿过线
圈的磁通量的变化，即△Φ = Bl1l2 ，q = △Φ / R．这一关系不但适用于拉
动线圈引起的磁通变化而产生感应电流通过导线横截面的电量，也适 用于线圈不动两磁场变化产生的感应电流通过导线截面的电量；由
W= (Bl 1l2 )2 = Bl1l2·Bl1l2 看出，拉力做的功消耗 的机械能转化为线框中 的
4．自感电动势
由于回路中电流产生的磁通量发生变化，而在自己 回路中产生的感应电动势称为自感电动势．
ε
n
t
L
I t
．
• L为自感系数，它与线圈的形状、匝数以及铁芯的材 料有关．
• 自感电动势(电流)的方向：当导体回路的电流增加时， 自感电动势(电流)、的方向与原电流方向相反；当导 体回路中的电流减小时，自感电动势(电流)的方向与 原电流方向相同．
定状态后的运动速度 vt．
分析：当ab金属棒放置到导轨上后，接通电路，就有逆时针方 向的电池电流由b向a 流过，这时ab在重力G沿导轨斜面方面的分力
mgsin和安培力B× L 的共同作用下做变加速运动,而导线
Rr
切割磁感线产生感应电动势又使回路中的电流不断地变大,金属棒受 到的安培力也不断的增大,直到安培力与重力分力达到平衡时，ab 棒的加速度才降到零，速度不再增大，此后，ab棒以最大速度沿导 轨平面向下匀速滑动，达到稳定状态．
Q
=
2[I12 R·t1
+
I
2 2
R·(t
2
-
t1 )]
(3)如果线圈增加到n匝，则I不变(因感应电动势和线圈电阻都增 大到n倍)，但F应增大到原来的n倍(因有n根导线受安培力)．
【名师讲解】高三物理一轮复习：九 电磁感应(49张PPT)
B．图②中回路产生的感应电动势一直在变大.
C．图③中回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～t2时 间内产生的感应电动势。 D．图④中回路产生的感应电动势先变小再变大。
φ φ φ
φ
t O O
t O t1 t2
t
O
t
题型二：公式E=BLVsinθ与E=nΔΦ/Δt的应用
【练习3】如图所示,矩形线圈abcd由n=50匝组 成,ab边长L1=0.4m,bc边长L2 =0.2m,整个线圈的 电阻R=2Ω,在B=0.1T的匀强磁场中,以短边中点 的连线为轴转动,ω=50rad/s,求: (1)线圈从图示位置转动900过程中的平均电动势; (2)线圈转过900时的瞬时电动势. 12.7V 【练习4】 (资料第161页例题4）如图所示，长 为6m的导体AB在磁感强度B=0.1T的匀强磁场 中，以AB上的一点O为轴，沿着顺时针方向旋 转。角速度ω=5rad/s，O点距A端为2m，求AB 的电势差
为 4×10-4 Wb;磁通量的平均变化率为 8×10-3 Wb/s;线圈 中的感应电动势的大小为
1.6
V.
【练习2】 (教学案第284页练习3）穿过闭合回路的磁通量φ随时
间t变化的图象分别如图①～④所示，下列关于回路中产生的感
应电动势的论述，正确的是 （
D
）
A．图①中回路产生的感应电动势恒定不变.
(1)b a
nB0 r22 I 3R t 0
nB0t1r22 2n 2 2 B02 r24t1 Q (2)q 2 9 Rt 0 3Rt 0
【练习6】如图所示，光滑导轨宽0.4 m，ab金属棒长0.5m，均匀
变化的磁场垂直穿过其面，方向如图，磁场的变化如图所示， 金属棒ab的电阻为1Ω，导轨电阻不计，自t＝0时，ab棒从导轨 最左端，以v＝1m/s的速度向右匀速运动，则（ AB A．1s末回路中的电动势为1．6V ）
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dl
【迁移训练】
迁移1:导体棒在水平导轨上受力平衡 如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间 接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触, 整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面 向下。现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持 静止,下列说法正确的是 ( )
A.ab中的感应电流方向由b到a B.ab中的感应电流逐渐减小 C.ab所受的安培力保持不变 D.ab所受的静摩擦力逐渐减小
Rr
图象应该与v-t图象形状相同,C正确;由P= E2 B2l2v2
Rr Rr
得P与v2成正比,P-t图象也应该是曲线,D错误;同理
可知当k- B2l=2 0时A、D亦错;故选B、C。
Rr
考点二 电磁感应中的电路和动力学问题 【典例2】如图所示,两足够长的金属导轨EF、PQ倾斜 固定,F、Q间接一阻值为R的电阻,其余部分电阻不计, 两导轨间距为d,所在平面与水平面的夹角θ=37°,导 轨cd以上部分存在与导轨平面垂直的匀强磁场。转轴 为O的光滑轻质定滑轮上跨轻质绝缘细线,一端系有质 量为3m的重物,另一端系一
恒定拉力作用时,可以使其匀速向上运动,当金属杆受
到平行于斜面向下大小为 F 的恒定拉力作用时,可以
2
使其保持与向上运动时大小相同的速度向下匀速运动,
重力加速度大小为g。求:
(1)金属杆的质量。 (2)金属杆在磁场中匀速向上运动时速度的大小。
【解析】(1)当金属杆受到平行于斜面向上大小为F的
恒定拉力作用匀速运动时,由平衡条件得:
B2 L2 v Rr
B2L2a Rr
t，
则FA-t图象切线斜率先减小后不变,故B错误;R两端电
压故UC错R=误iR;R=BR的La电Rr t功，则率URP-=t图i2R象=B切R2L线2ar斜2R2 ,率t则2 先电减阻小R的后电不功变,
率先增大后保持不变,且电功率在相等时间内的增加
量逐渐减少,故D错误。
使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区,则金属棒ab中 感应电流i和绝缘细线上的张力大小F随时间t变化的 图象可能正确的是(规定金属棒ab中电流方向由a到b 为正) ( )
【解析】选A、C。在ab棒通过磁场的时间内,ab棒切 割磁感线的有效长度均匀增大,由E=BLv分析可知,ab 产生的感应电动势均匀增大,则感应电流均匀增大,由 楞次定律知感应电流的方向由b到a,为负值。根据cd 棒受力平衡知,细线上的张力F为0,在cd棒通过磁场的 时间内,cd棒切割磁感线的有效长度均匀增大,
(1)金属杆进入磁场时的速率。 (2)匀强磁场磁感应强度的大小。
【解析】(1)金属杆进入磁场前,设重物和杆的加速度 为a,细线上拉力大小为T,以重物为研究对象,由牛顿第 二定律得:
3mg-T=3ma 以杆为研究对象,由牛顿第二定律得: T-mgsinθ-μmgcosθ=ma 金属杆进入磁场时的速度为vm,由速度—位移关系得: v2m=2al 解得:vm= gl
电阻为2R,两导体棒在导电绳间的长度均为L,不计导 电绳的质量和电阻,重力加速度为g。现释放两导体棒, 导体棒ab运动的v-t图象如图丙所示,在t1～t2时间内 的速度为v0,t2时刻时导体棒cd进入磁场,t4时刻时导 体棒ab出磁场。不计两导体棒与导电绳间的相互作用, 求:
金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒中感应电 流为i,受到的安培力大小为FA,电阻R两端的电压为UR, 感应电流的功率为P,它们随时间t变化的图象可能正 确的有 ( )
【解析】选B、C。根据牛顿定律可知,某时刻金属棒
的加速度为a=F F安
F0
kv
B2l 2 v rR
F0
k B2l2 rR
值,故C错误,D正确。
2.在绝缘的水平桌面上有MN、PQ两根平行的光滑金属 导轨,导轨间的距离为l。金属棒ab和cd垂直放在导轨 上,两棒正中间用一根长l的绝缘细线相连,棒ab右侧有 一直角三角形匀强磁场区域,磁场方向竖直向下,三角 形的两条直角边长均为l,整个装置的俯视图如图所示, 从图示位置在棒ab上加水平拉力,
已知ab与导轨始终垂直接触良好,设ab中的感应电流 为i,ab受到的安培力大小为FA,R两端的电压为UR,R的 电功率为P,则图中大致正确的是 ( )
【思维养成】 1.信息提取:平行光滑金属导轨放置在水平面上;磁场 方向竖直向下;ab受到垂直于金属棒的水平外力F的作 用由静止开始运动。
2.思考探究: (1)由图乙能获得哪些信息? 提示:金属棒ab所受外力逐渐减小,金属棒做加速度逐 渐减小的加速运动。
大小为:
v
3RF 4B2L2
FR 4B2L2tan
答案:(1) F (2)
4gsin
3RF 4B2L2
FR 4B2 L2 tan
迁移3:“双棒”在竖直面内运动 如图甲所示,导体棒ab和cd通过两导电绳绕过两光滑 绝缘固定滑轮,在滑轮下方两虚线所在水平面以下空 间存在着匀强磁场,磁场方向与两导电绳所确定的两 竖直面垂直。开始时导体棒ab处在磁场中,导体棒cd 在磁场的上方,图乙为图甲的侧视图。已知导体棒ab 的质量为m,电阻为R,导体棒cd的质量为2m,
(2)金属杆进入磁场时,电动势为E,电流为I,受到的安培
力大小为F,由法拉第电磁感应定律得:
E=Bdvm 由欧姆定律得:I= E
R
安培力:F=BId
设细线上的拉力大小为T′,对重物有:T′=3mg 对金属杆有:T′-mgsinθ-μmgcosθ-F=0
联立解得:B= 1 2mR gl
dl
答案:(1) gl (2) 1 2mR gl
水平向右的方向为外力的正方向,则在0～t时间内,能 正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平 外力F随时间t变化的图象是 ( )
【解析】选D。由E= BS s可in6知0,电动势保
t t
持不变,则电路中电流不变,故A、B错误;由安培力
F=BtIL可知,电路中安培力随B的变化而变化,当B为 负值时,安培力的方向为负,B为正值时,安培力为正
(2)求感应电动势的两种方法。 ①_E_＝__n__t__,用来计算感应电动势的_平__均__值__。
②_E_=_B_L_v_,主要用来计算感应电动势的_瞬__时__值__。 (3)需要掌握的物理思想和方法: 图象法、等效法、守恒法和模型法。
考点一 电磁感应中的图象问题 【典例1】图甲中,两平行光滑金属导轨放置在水平面 上,间距为L,左端接电阻R,导轨电阻不计,整个装置处 于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,将质 量为m、电阻为r的金属棒ab置于导轨上。当ab受到垂 直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动时,F 与金属棒速度v的关系如图乙。
v，
m
m
mm
若k- B2l>2 0,则金属棒做加速度增大的加速运动,
rR
其v-t图象如图甲所示;由i= Bl可v 知感应电流i与
rR
v成正比,则i-t图线应该和v-t图线形状相同;由
FA=Br 2l2Rv得FA与v成正比,图象应该与v-t图象形状
相同,B正确;UR=IR=BRlvRr 知UR与v成正比,图象应该与 v-t图象形状相同;由P= E2 B得2l2Pv2与v2成正
由E=BLv分析可知,cd产生的感应电动势均匀增大,则 感应电流均匀增大,由楞次定律知感应电流的方向 由a到b,为正值,根据cd棒受力平衡知,细线上的张力 F=BIL= B2L2v ,L均匀增大,则F非线性增大,故A、C正
R
确,B、D错误。
【加固训练】 1.如图甲所示,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的时间内,直导线中电流 i发生某种变化,而线框中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正方向与图中箭头方向相同,则i随时间t变化 的图线可能是图乙中的 ( )
【解析】选A。本题题设要求线框中感应电流顺时针 方向,根据楞次定律,可知框内磁场要么向里减弱(载 流直导线中电流正向减小),要么向外增强(载流直导 线中电流负向增大)。线框受安培力向左时,载流直导 线电流一定向上,线框受安培力向右时,载流直导线中 电流一定向下。故本题答案选A。
2.(多选)如图所示,电阻不计、间距为l的光滑平行金 属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的 匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻R。质量为m、电 阻为r的金属棒MN置于导轨上,受到垂直于金属棒的水 平外力F的作用由静止开始运动,外力F与金属棒速度v 的关系是F=F0+kv(F0、k是常量),
电磁感应规律及其应用
【主干体系】
【核心必备】 (1)“三定则、一定律”的应用。 ①安培定则:运动电荷、电流产生_磁__场__。 ②左手定则:磁场对_运__动__电__荷__、__电__流__的__作__用__力__。 ③右手定则:部分导体_切__割__磁__感__线__运__动__。 ④楞次定律:闭合电路_磁__通__量__发生变化。
(2)判断图象是否正确的依据是什么? 提示:由牛顿第二定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定 律、安培力公式、电功率公式写出相应的图象对应的 函数表达式,根据函数关系分析判断图象的正误。
【解析】选A。金属棒受到的安培力FA=BIL=BR2
L2v r
，
对金属棒由牛顿第二定律可得F-FA=ma,金属棒的加速
质量为m、电阻不计的金属杆,开始时金属杆置于导轨 上ab处,ab与cd距离为l。将重物从静止释放,当金属杆 进入磁场时恰好做匀速直线运动。已知金属杆与导轨 间的动摩擦因数μ=0.5,ab运动过程中始终与导轨垂 直,求:(取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为g) 世纪金榜导学号49294063
R
电流大小不变,磁感应强度减小,则安培力减小,故C错 误;金属棒处于静止状态,所受合力为零,对其受力分析, 水平方向静摩擦力f与安培力F等大反向,安培力减小, 则静摩擦力减小,故D正确。
【迁移训练】
迁移1:导体棒在水平导轨上受力平衡 如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间 接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触, 整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面 向下。现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持 静止,下列说法正确的是 ( )
A.ab中的感应电流方向由b到a B.ab中的感应电流逐渐减小 C.ab所受的安培力保持不变 D.ab所受的静摩擦力逐渐减小
Rr
图象应该与v-t图象形状相同,C正确;由P= E2 B2l2v2
Rr Rr
得P与v2成正比,P-t图象也应该是曲线,D错误;同理
可知当k- B2l=2 0时A、D亦错;故选B、C。
Rr
考点二 电磁感应中的电路和动力学问题 【典例2】如图所示,两足够长的金属导轨EF、PQ倾斜 固定,F、Q间接一阻值为R的电阻,其余部分电阻不计, 两导轨间距为d,所在平面与水平面的夹角θ=37°,导 轨cd以上部分存在与导轨平面垂直的匀强磁场。转轴 为O的光滑轻质定滑轮上跨轻质绝缘细线,一端系有质 量为3m的重物,另一端系一
恒定拉力作用时,可以使其匀速向上运动,当金属杆受
到平行于斜面向下大小为 F 的恒定拉力作用时,可以
2
使其保持与向上运动时大小相同的速度向下匀速运动,
重力加速度大小为g。求:
(1)金属杆的质量。 (2)金属杆在磁场中匀速向上运动时速度的大小。
【解析】(1)当金属杆受到平行于斜面向上大小为F的
恒定拉力作用匀速运动时,由平衡条件得:
B2 L2 v Rr
B2L2a Rr
t，
则FA-t图象切线斜率先减小后不变,故B错误;R两端电
压故UC错R=误iR;R=BR的La电Rr t功，则率URP-=t图i2R象=B切R2L线2ar斜2R2 ,率t则2 先电减阻小R的后电不功变,
率先增大后保持不变,且电功率在相等时间内的增加
量逐渐减少,故D错误。
使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区,则金属棒ab中 感应电流i和绝缘细线上的张力大小F随时间t变化的 图象可能正确的是(规定金属棒ab中电流方向由a到b 为正) ( )
【解析】选A、C。在ab棒通过磁场的时间内,ab棒切 割磁感线的有效长度均匀增大,由E=BLv分析可知,ab 产生的感应电动势均匀增大,则感应电流均匀增大,由 楞次定律知感应电流的方向由b到a,为负值。根据cd 棒受力平衡知,细线上的张力F为0,在cd棒通过磁场的 时间内,cd棒切割磁感线的有效长度均匀增大,
(1)金属杆进入磁场时的速率。 (2)匀强磁场磁感应强度的大小。
【解析】(1)金属杆进入磁场前,设重物和杆的加速度 为a,细线上拉力大小为T,以重物为研究对象,由牛顿第 二定律得:
3mg-T=3ma 以杆为研究对象,由牛顿第二定律得: T-mgsinθ-μmgcosθ=ma 金属杆进入磁场时的速度为vm,由速度—位移关系得: v2m=2al 解得:vm= gl
电阻为2R,两导体棒在导电绳间的长度均为L,不计导 电绳的质量和电阻,重力加速度为g。现释放两导体棒, 导体棒ab运动的v-t图象如图丙所示,在t1～t2时间内 的速度为v0,t2时刻时导体棒cd进入磁场,t4时刻时导 体棒ab出磁场。不计两导体棒与导电绳间的相互作用, 求:
金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒中感应电 流为i,受到的安培力大小为FA,电阻R两端的电压为UR, 感应电流的功率为P,它们随时间t变化的图象可能正 确的有 ( )
【解析】选B、C。根据牛顿定律可知,某时刻金属棒
的加速度为a=F F安
F0
kv
B2l 2 v rR
F0
k B2l2 rR
值,故C错误,D正确。
2.在绝缘的水平桌面上有MN、PQ两根平行的光滑金属 导轨,导轨间的距离为l。金属棒ab和cd垂直放在导轨 上,两棒正中间用一根长l的绝缘细线相连,棒ab右侧有 一直角三角形匀强磁场区域,磁场方向竖直向下,三角 形的两条直角边长均为l,整个装置的俯视图如图所示, 从图示位置在棒ab上加水平拉力,
已知ab与导轨始终垂直接触良好,设ab中的感应电流 为i,ab受到的安培力大小为FA,R两端的电压为UR,R的 电功率为P,则图中大致正确的是 ( )
【思维养成】 1.信息提取:平行光滑金属导轨放置在水平面上;磁场 方向竖直向下;ab受到垂直于金属棒的水平外力F的作 用由静止开始运动。
2.思考探究: (1)由图乙能获得哪些信息? 提示:金属棒ab所受外力逐渐减小,金属棒做加速度逐 渐减小的加速运动。
大小为:
v
3RF 4B2L2
FR 4B2L2tan
答案:(1) F (2)
4gsin
3RF 4B2L2
FR 4B2 L2 tan
迁移3:“双棒”在竖直面内运动 如图甲所示,导体棒ab和cd通过两导电绳绕过两光滑 绝缘固定滑轮,在滑轮下方两虚线所在水平面以下空 间存在着匀强磁场,磁场方向与两导电绳所确定的两 竖直面垂直。开始时导体棒ab处在磁场中,导体棒cd 在磁场的上方,图乙为图甲的侧视图。已知导体棒ab 的质量为m,电阻为R,导体棒cd的质量为2m,
(2)金属杆进入磁场时,电动势为E,电流为I,受到的安培
力大小为F,由法拉第电磁感应定律得:
E=Bdvm 由欧姆定律得:I= E
R
安培力:F=BId
设细线上的拉力大小为T′,对重物有:T′=3mg 对金属杆有:T′-mgsinθ-μmgcosθ-F=0
联立解得:B= 1 2mR gl
dl
答案:(1) gl (2) 1 2mR gl
水平向右的方向为外力的正方向,则在0～t时间内,能 正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平 外力F随时间t变化的图象是 ( )
【解析】选D。由E= BS s可in6知0,电动势保
t t
持不变,则电路中电流不变,故A、B错误;由安培力
F=BtIL可知,电路中安培力随B的变化而变化,当B为 负值时,安培力的方向为负,B为正值时,安培力为正
(2)求感应电动势的两种方法。 ①_E_＝__n__t__,用来计算感应电动势的_平__均__值__。
②_E_=_B_L_v_,主要用来计算感应电动势的_瞬__时__值__。 (3)需要掌握的物理思想和方法: 图象法、等效法、守恒法和模型法。
考点一 电磁感应中的图象问题 【典例1】图甲中,两平行光滑金属导轨放置在水平面 上,间距为L,左端接电阻R,导轨电阻不计,整个装置处 于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,将质 量为m、电阻为r的金属棒ab置于导轨上。当ab受到垂 直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动时,F 与金属棒速度v的关系如图乙。
v，
m
m
mm
若k- B2l>2 0,则金属棒做加速度增大的加速运动,
rR
其v-t图象如图甲所示;由i= Bl可v 知感应电流i与
rR
v成正比,则i-t图线应该和v-t图线形状相同;由
FA=Br 2l2Rv得FA与v成正比,图象应该与v-t图象形状
相同,B正确;UR=IR=BRlvRr 知UR与v成正比,图象应该与 v-t图象形状相同;由P= E2 B得2l2Pv2与v2成正
由E=BLv分析可知,cd产生的感应电动势均匀增大,则 感应电流均匀增大,由楞次定律知感应电流的方向 由a到b,为正值,根据cd棒受力平衡知,细线上的张力 F=BIL= B2L2v ,L均匀增大,则F非线性增大,故A、C正
R
确,B、D错误。
【加固训练】 1.如图甲所示,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的时间内,直导线中电流 i发生某种变化,而线框中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正方向与图中箭头方向相同,则i随时间t变化 的图线可能是图乙中的 ( )
【解析】选A。本题题设要求线框中感应电流顺时针 方向,根据楞次定律,可知框内磁场要么向里减弱(载 流直导线中电流正向减小),要么向外增强(载流直导 线中电流负向增大)。线框受安培力向左时,载流直导 线电流一定向上,线框受安培力向右时,载流直导线中 电流一定向下。故本题答案选A。
2.(多选)如图所示,电阻不计、间距为l的光滑平行金 属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的 匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻R。质量为m、电 阻为r的金属棒MN置于导轨上,受到垂直于金属棒的水 平外力F的作用由静止开始运动,外力F与金属棒速度v 的关系是F=F0+kv(F0、k是常量),
电磁感应规律及其应用
【主干体系】
【核心必备】 (1)“三定则、一定律”的应用。 ①安培定则:运动电荷、电流产生_磁__场__。 ②左手定则:磁场对_运__动__电__荷__、__电__流__的__作__用__力__。 ③右手定则:部分导体_切__割__磁__感__线__运__动__。 ④楞次定律:闭合电路_磁__通__量__发生变化。
(2)判断图象是否正确的依据是什么? 提示:由牛顿第二定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定 律、安培力公式、电功率公式写出相应的图象对应的 函数表达式,根据函数关系分析判断图象的正误。
【解析】选A。金属棒受到的安培力FA=BIL=BR2
L2v r
，
对金属棒由牛顿第二定律可得F-FA=ma,金属棒的加速
质量为m、电阻不计的金属杆,开始时金属杆置于导轨 上ab处,ab与cd距离为l。将重物从静止释放,当金属杆 进入磁场时恰好做匀速直线运动。已知金属杆与导轨 间的动摩擦因数μ=0.5,ab运动过程中始终与导轨垂 直,求:(取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为g) 世纪金榜导学号49294063
R
电流大小不变,磁感应强度减小,则安培力减小,故C错 误;金属棒处于静止状态,所受合力为零,对其受力分析, 水平方向静摩擦力f与安培力F等大反向,安培力减小, 则静摩擦力减小,故D正确。