高中物理(人教版)选修3-2-4.-电磁感应章末总结
人教版高中物理选修3-2高三知识点总结：第四章电磁感应.docx
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）高三物理选修3-2知识点总结：第四章电磁感应（人教版）第四章：电磁感应本章的主要内容是实验探究，通过亲身实验，理解法拉第是如何发现电磁感应现象的，进而通过实验探究产生感应电流的条件、感应电流的方向及大小，通过实验认识自感现象，并分析其原因援在深刻认识实验现象的基础上，总结相关的物理规律，并结合实际情况灵活应用。
知识构建：新知归纳：●电流的磁效应：把一根导线平行地放在磁场上方，给导线通电时，磁针发生了偏转，就好像磁针受到磁铁的作用一样。
这说明不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这个现象称为电流的磁效应。
●电流磁效应现象：磁铁对通电导线的作用，磁铁会对通电导线产生力的作用，使导体棒偏转。
电流和电流间的相互作用，有相互平行而且距离较近的两条导线，当导线中分别通以方向相同和方向相反的电流时，观察到发生的现象是：同向电流相吸，异向电流相斥。
●电磁感应发现的意义：①电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。
②电磁感应的发现使人们找到了磁生电的条件，开辟了人类的电器化时代。
③电磁感应现象的发现，推动了经济和社会的发展，也体现了自然规律的和谐的对称美。
●对电磁感应的理解:电和磁有着必然的联系，电能生磁，磁也一定能够生电，但磁生电是有条件的，只有变化的磁场或相对位置的变化才能产生感应电流，磁生电表现为磁场的“变化”和“运动”。
引起电流的原因概括为五类：①变化的电流。
②变化的磁场。
③运动的恒定电流。
④运动的磁场。
⑤在磁场中运动的导体。
●磁通量：闭合电路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫磁通量，即Φ，θ为磁感线与线圈平面的夹角。
对磁通量Φ的说明：虽然闭合电路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫磁通量，但是当磁场与闭合电路的面积不垂直时，磁感应强度也有垂直闭合电路的分量磁感应强度垂直闭合电路面积的分量。
●产生感应电流的条件：一是电路闭合。
高中物理人教版选修3-2第四章第4节法拉第电磁感应定律方法及题型总结
高中物理选修3-2第3讲法拉第电磁感应定律题型1（感应电动势的产生条件）1、1823年，科拉顿做了这样一个实验，他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈，来观察在线圈中是否有电流产生。
在实验时，科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响，他通过很长的导线把连在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里。
他想，反正产生的电流应该是“稳定”的（当时科学界都认为利用磁场产生的电流应该是“稳定”的），插入磁铁后，如果有电流，跑到另一间房里观察也来得及。
就这样，科拉顿开始了实验，然而，无论他跑得多快，他看到的电流计指针都是指在“0”刻度的位置，科拉顿失败了，以下关于科拉顿实验的说法中正确的是（D）A．螺旋线圈中磁通量没有改变B．实验中没有感应电流C．科拉顿的实验装置是错误的D．科拉顿实验没有观察到感应电流是因为跑到另一间房观察时，电磁感应过程已结束2．在匀强磁场中，a、b是两条平行金属导轨，而c、d为串有电流表、电压表的两金属棒，如图所示，两棒以相同的速度向右匀速运动，则以下结论正确的是（D）A．电压表有读数，电流表没有读数B．电压表有读数，电流表也有读数C．电压表无读数，电流表有读数D．电压表无读数，电流表也无读数3．将线圈置于范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场B中，各线圈的运动方式如下列图所示，则能够在线圈中产生感应电动势的是（C）A．B．C．D．4．环形线圈放在均匀磁场中，设在第1秒内磁感线垂直于线圈平面向内，若磁感应强度随时间变化关系如图，那么在第2秒内线圈中感应电流的大小和方向是（B）A．感应电流大小恒定，顺时针方向B．感应电流大小恒定，逆时针方向C．感应电流逐渐增大，逆时针方向D．感应电流逐渐减小，顺时针方向5．如图所示，4匝矩形线圈abcd，ab＝1m，bc＝0.5m，其总电阻R＝2Ω，线圈绕OO′轴在匀强磁场中匀速转动，磁感应强度B＝1T，角速度ω＝20rad/s，当线圈由图示位置开始转过30°时，线圈中的电流强度为（B）A．20A B．0A C．10A D．17.3A6．处在匀强磁场中的闭合金属环从曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升到最大高度，设环的初速度为零，摩擦不计，曲面处在如图所示的磁场中，则此过程中（B）A．环滚上的高度小于hB．环滚上的高度等于hC．由于环在作切割磁感线运动，故环中有感应电流产生D．环损失的机械能等于环产生的焦耳热7．下列说法正确的是（CD）A．一个正电荷与一个负电荷中和后，总电荷量减少了，电荷守恒定律并不成立B．在感应起电的过程中，金属中的正、负电荷向相反的方向移动C．在感应起电的过程中，金属中的负电荷受电场力的作用发生移动D．在感应起电的过程中，金属中正电的原子核不发生定向移动8．用如图所示的实验装置，研究电磁感应现象．当条形磁铁按图示方向插入闭合线圈的过程中，穿过线圈的磁通量的变化情况是（“增加”、“不变”或“减小”）．如果条形磁铁在线圈中保持静止不动，灵敏电流表G的示数（“为零”或“不为零”）．答案：增大；为零题型2（法拉第电磁感应定律的概念理解）1、将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中缠身的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是（C）A. 感应电动势的大小与线圈的匝数无关B. 穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C. 穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D. 感应电力会产生的磁场方向与原磁场方向始终相同2、自然界中某个量D的变化量∆D，与发生这个变化所用的时间∆t的比值∆D∆t，叫做这个量D的变化率。
人教版物理选修3-2 第4章第5节 电磁感应现象的两类情况
高中物理选修3-2课件
则金属棒 ab 接入回路的 bc 部分切割磁感线产生的 感应电动势为： E＝Bv0 bc ＝Bv20ttan30° 在回路 bOc 中，回路总感应电动势具体由导体 bc 部分产生，因此，回路内总的感应电动势为：E 总 ＝E＝ 3Bv20t/3.
高中物理选修3-2课件
核心要点突破
一、感生电动势 1．产生机理 如图4－5－1所示，当磁场变化时，产生的感生电 场的电场线是与磁场方向垂直的曲线．如果空间存 在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作 用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产 生了感应电动势．
高中物理选修3-2课件
图4－5－1
高中物理选修3-2课件
【答案】 E＝ 33Bv20t
【规律总结】 由 E＝Blv 计算导体切割磁感线产 生的动生电动势问题，若 l 不变，当 v 是瞬时速度 时，可求 E 的瞬时值，当 v 是平均速度时，可求平 均感应电动势．若 l 变化，求瞬时值时，需用该时 刻的 l 及 v 代入；而求平均值通常由 E＝nΔΔΦt 求得．
图4－5－2
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2．特点 (1)感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的. (2)感生电场的产生跟空间中是否存在闭合电路无 关. 3．方向判定 感生电场的方向根据闭合电路(或假想的闭合电路) 中感应电流的方向确定，即利用楞次定律判断.
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即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1．某空间出现了如图4－5－3所示的磁场，当磁感 应强度变化时，在垂直于磁场的方向上会产生感生 电场，有关磁感应强度的变化与感生电场的方向关 系描述正确的是( )
【思路点拨】 回路中原磁场方向向下，且磁通 量增加，由楞次定律可以判知，感应电流的磁场 方向向上，根据安培定则可以判知，ab中的感应 电流的方向是a→b，由左手定则可知，ab所受安 培力的方向水平向左，从而向上拉起重物．
2013届高考物理核心要点突破系列课件：第16章《电磁感应》本章优化总结(人教版选修3-2)
E 则可得 Mg＝BIL，I＝ ，E＝BLvm R 则 vm＝MgR/B2L2. (2)从静止至匀速之后的某时刻， 下降的高度为 h， 由能量转化和守恒可得 1 Mgh＝ (M＋m)v2 ＋Q m 2 2 4 4 解得 Q＝Mg[h－(M＋m)MgR /2B L ]．
【答案】 (1)MgR/B2L2 (2)Mg[h－(M＋m)MgR2/2B4L4]
例3 在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，
图16－6
(1)金属棒的最大速度；
(2)若重物从静止开始至匀速运动的某一时刻，下
落的高度为h，求这一过程中电阻R上产生的热量
.
【解析】 (1)重物M拉动金属杆运动，切割磁感
线产生感应电流，ab杆将受到水平向左的安培力
的作用，杆的速度将逐渐增大，在物体的重力和 安培力相等时，金属棒达到最大速度．设最大速 度为vm，
即F－t图象．这些电磁感应的过程大体上可分为
两类：由给定的电磁感应过程选出或画出正确的 图象，或由给定的有关图象分析电磁感应过程， 求出相应的物理量，丌管是何种类型，电磁感应 中的图象问题常需右手定则、楞次定律和法拉第 电磁感应定律等规律分析解决．
2．解决此类问题的一般步骤 (1)明确图象的种类． (2)分析电磁感应的具体过程． (3)利用右手定则、楞次定律确定E、I的方向． (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方程． (5)根据函数方程，迚行数学分析，如分析斜率的 变化、截距等． (6)画图象或判断图象．
【解析】 (1)对 cd 棒受力分析如图 16－4 所示 由平衡条件得 mgsin θ＝BIL mgsin θ 0.02×10×sin30° 得 I＝ ＝ A＝1 A. BL 0.2×0.5 根据楞次定律可判定通过棒 cd 的电流方向为由 d 到 c.
人教版高二物理选修3-2第四章电磁感应第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动课件
2.电磁感应现象在生产、生活及科学研究中有着广泛的应用， 下列说法正确的是（ ） A.电磁炉利用变化的磁B场CD使食物中的水分子形成涡流来对食物 加热
B.当金属探测器在探测到金属时，会在金属内部产生涡流，涡 流的磁场反过来影响金属探测器中的电流，致使蜂鸣器发出蜂 鸣声
C.磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做是利用电磁阻尼让摆动 的指针快速停下来，微安表在运输时要把正负接线柱短接也 是利用电磁阻尼，防止指针摆动过大损坏
4.电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上。线圈中流过变化的电流， 在铁芯中产生的涡流使铁芯发热，浪费了能量，还可能损坏电器。 因此，我们要想
办法减小涡流。途径之一是增
大铁芯材料的电阻率，常用的
铁芯材料是硅钢，它的电阻率
比较大。另一个途径就是用互
相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
5.探测地雷的探雷器是利用涡流工作的。士兵手持一个长柄线 圈在地面扫过，线圈中有变化着的电流。如果地下埋着金属物 品，金属中会感应出涡流， 涡流的磁场反过来影响线圈中 的电流，使仪器报警。这种探 雷器可以用来探测金属壳的地 雷或有较大金属零件的地雷。 机场的安检门可以探测人身携带的金属物品，道理是一样的。
11.水平光滑的桌面内固定一足够长的直导线，并通入如下图 所示的恒定电流，两个相同的正方形线框abcd和efgh到导线 的距离相等，两个线框
间产生的电磁现象忽略不计，
现分别给两个线框竖直向下
和水平向右的速度v。
下列判断正确的是（ ACD） A.线框abcd做匀速直线运动，线框efgh做减速直线运动
C．铝管对桌面的压力大于铝管的重力
D．磁块动能的增加量小于于重力势能的减少量
10．两个完全相同的灵敏电流计A、B，按图所示的连接方式， 用导线连接起来，当把电流计A的指针向左边拨动的过程中， 电流计B的指针将（ ）
高中物理选修3-2：电磁感应知识点归纳
高中物理选修3-2：电磁感应知识点归纳展开全文高中知识搜索小程序一、电磁感应的发现1.“电生磁”的发现奥斯特实验的启迪：丹麦物理学家奥斯特发现电流能使小磁针偏转，即电流的磁效应2.“磁生电”的发现(1)电磁感应现象的发现法拉第根据他的实验，将产生感应电流的原因分成五类：①变化的电流；②变化的磁场；③运动中的恒定电流；④运动中的磁铁；⑤运动中的导线。
(2)电磁感应的发现使人们找到了“磁生电”的条件，开辟了人类的电气化时代。
二、感应电流产生的条件1. 探究实验实验一：导体在磁场中做切割磁感线的运动实验二：通过闭合回路的磁场发生变化2. 感应电流产生的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化时，这个闭合电路中就有感应电流产生三、感应电动势1. 定义：由电磁感应产生的电动势，叫感应电动势。
产生电动势的那部分导体相当于电源。
2. 产生条件：只要穿过电路的磁通量发生变化，无论电路是否闭合，电路中都会有感应电动势。
3. 方向判断：在内电路中，感应电动势的方向是由电源的负极指向电源的正极，跟内电路中的电流的方向一致。
产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
【关键一点】感应电流的产生需要电路闭合，而感应电动势的产生电路不一定需要闭合四、法拉第电磁感应定律1. 定律内容：感应电动势的大小，跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正比。
2. 表达式：说明：①式中N为线圈匝数，是磁通量的变化率，注意它与磁通量以及磁通量的变化量的区别。
②E与无关，成正比③在图像中为斜率，所以斜率的意义为感应电动势五、导体切割磁感线时产生的电动势公式中的l为有效切割长度，即导体与v垂直的方向上的投影长度．图中有效长度分别为：甲图：l＝cdsin β(容易错算成l＝absin 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，；沿v2方向运动时，l＝0；沿v3方向运动时，l＝R.六、右手定则1. 内容：将右手手掌伸平，使大拇指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线从手心穿入，大拇指指向导体运动方向，这时四指的指向就是感应电流的方向，也就是感应电动势的方向2. 适用情况：导体切割磁感线产生感应电流七、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要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
【优选整合】人教版高中选修3-2《第四章电磁感应》章末总结(教案).docx
人教版高中物理选修3・2《第四章 电磁感应》章末总结【知识网络】断电自感和甦自感自感电动势嗤自憋系数:由导体门身构逋决定•与线圈匝数、线脛形状、有无铁芯有关I 应用与防止涡注现欽涡流涡汲的应用:冶如电礎限尼、电磁驱动、电磁炉•涡注的防止【教学过程】 ★重难点一、楞次泄律的理解和应用*1•楞次定律解决的是感应电流的方向问题，它涉及两个磁场——感应电流的磁场（新产生的磁场）和引起感应 电流的磁场（原来就有的磁场），前者和后者的关系不是“同向”和“反向”的简单关系，而是前者“阻碍”后者“变 化''的关系。
2. 对“阻碍,噫义的理解：⑴阻碍原磁场的变化。
“阻碍”不是阻止，而是“延缓”,感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化，只能使原磁场的 变化被延缓或者说被迟滞了，原磁场的变化趋势不会改变，不会发生逆转。
（2） 阻碍的是原磁场的变化，而不是原磁场本身，如果原磁场不变化，即使它再强，也不会产生感应电流。
（3） 阻碍不是相反，当原磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场同向，以阻碍其减小;当磁铁远离导体运动时, 导体运动方向将和磁铁运动同向,以阻碍其相对运动。
（4） 由于“阻碍”，为了维持原磁场的变化，必须有外力克服这一“阻碍”而做功，从而导致其他形式的能转化为电 能，因而楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体现。
3. 运用楞次定律处理问题的思路。
（1） 判定感应电流方向问题的思路：运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可以总结为“一原、二感、三电流"。
⑦明确原磁场:弄清原磁场的方向以及磁通量的变化情况。
②确定感应磁场:即根据楞次定律中的“阻碍”原则，结合原磁场磁通量变化情况,确定出感应电流产生的感应 磁场的方向。
彥1」定电流方向:即根据感应磁场的方向，运用安培定则判断出感应电流方向。
（2） 判断闭合电路（或电路中可动部分导体）相对运动类问题的分析策略：电磁感应 ｛电流的琏效应 划时代的发现（电餾应现歛（产生够应电滾的糸件:穿过闭合电路的购空发生变化£ = NA F （适用于所有悄况） E =匹曲凹适用于轸线切剳磁炒线的愴况） 毎应电流的大小:法担第电磁够应宦律电总增应现象｛楞次定律 協应电血方向（右手定则，懺生电动势和动生电动势「耳•感:两个彼此绝缘的电路何的电磁感应现仪互感和自够在电磁感应问题中，有一类综合性较强的分析判断类问题，主要是磁场屮的闭合电路在一定条件下产生了感应电流，而此电流又处于磁场中，受到安培力作用,从而使闭合电路或电路中可动部分的导体发生了运动。
人教版物理选修34电磁感应知识点
物理选修3-4电磁感应知识点一、磁通量：设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度B和平面面积S的乘积叫磁通量;1、计算式：φ=BS(B⊥S)2、推论：B不垂直S时，φ=BSsinθ3、磁通量的国际单位：韦伯，wb;4、磁通量与穿过闭合回路的磁感线条数成正比;5、磁通量是标量，但有正负之分;二、电磁感应：穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流产生，这种现象叫电磁感应现象，产生的电流叫感应电流;注：判断有无感应电流的方法：1、闭合回路;2、磁通量发生变化;三、感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势;四、磁通量的变化率：等于磁通量的变化量和所用时间的比值; △φ/t1、磁通量的变化率是表示磁通量的变化快慢的物理量;2、磁通量的变化率由磁通量的变化量和时间共同决定;3、磁通量变化率大，感应电动势就大;五、法拉第电磁感应定律：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;1、定义式：E=n△φ/△t(只能求平均感应电动势);2、推论; E=BLVsinaθ(适用导体切割磁感线，求瞬时感应电动势，平均感应电动势)(1)V⊥L,L⊥B, θ为V与B间的夹角;(2) V⊥B,L⊥B, θ为V与L间的夹角(3) V⊥B,L⊥V, θ为B与L间的夹角3、穿过线圈的磁通量大，感应电动势不一定大;4、磁通量的变化量大，感应电动势不一定大;5、有感应电流就一定有感应电动势;有感应电动势，不一定有感应电流;六、右手定则(判断感应电流的方向)：伸开右手，让大拇指和其余四指共面、且相互垂直，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，大拇指指向导体运动方向，四指指向感应电流的方向。
高中物理学习方法(一)预习学习的第一个环节是预习。
有的同学不注重听课前的这一环节，会说我在初中从来就没有这个习惯。
这里我们需要注意，高中物理与初中有所不同，无论是从课程要求的程度，还是课堂的容量上，都需要我们在上课之前对所学内容进行预习。
高二物理人教版选修3-2课件：第四章电磁感应
“阻碍”的表现：增反减同、增缩减扩、增离减靠、来拒去留.
03
“阻碍”并不是“阻止”，而是“延缓”，电路中的磁通量还是在变化，只不过变化得慢了.
02
感应电流的磁场不一定与原磁场方向相反，只在磁通量增大时两者才相反，而在磁通量减少时两者是同向的.
01
线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流穿过线圈a的磁通量变小线圈a有扩张的趋势线圈a对水平桌面的压力FN将增大例1 圆形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图1所示的电路.若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是 ( )
图8
D
5
1
2
3
4
4.(电磁感应中的能量问题)如图9所示，一粗糙的平行金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上.质量为m的金属杆ab以初速度v0从轨道底端向上滑行，滑行到某高度h后又返回到底端.若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均忽略不计.则下列说法正确的是 ( )
电磁感应
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学案10 章末总结
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网络构建
电磁感应
电磁感应现象
现象
闭合电路一部分导体做 的运动闭合电路的 发生变化
图7
5
1
2
3
4
解析 线框abcd向右匀速运动，穿过线框的磁通量均匀增加，由法拉第电磁感应定律知线框中产生恒定电流，由楞次定律知产生顺时针方向的电流，选项A正确.答案 A
物理选修3-2人教课件第四章电磁感应章末总结
解析 答案
(3)金属棒由位置ab运动到cd的过程中，电阻R上产生 的热量. 答案 0.10 J
解析 设金属棒从ab运动到cd的过程中，电阻R上 产生的热量为Q， 由能量守恒定律有 mgssin θ＝12mv2＋μmgscos θ＋Q 解得Q＝0.10 J.
解析 答案
√
图1
解析 答案
二、电磁感应中的图象问题
对图象的分析，应做到： (1)明确图象所描述的物理意义； (2)明确各种物理量正、负号的含义； (3)明确斜率的含义； (4)明确图象和电磁感应过程之间的对应关系.
例2 如图2所示，三条平行虚线位于纸面内，
中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场，
磁感应强度等大反向.菱形闭合导线框ABCD位
定则 右手定则、左手定则、安培定则的区别
定义：在电磁感应现象中产生的电动势 感应电动势 产生的条件： 磁通量 发生变化 电 法拉第电磁
磁 感应定律 磁通量的变化率： 单位时间 内磁通量的变化
感 (感应电动 应 势的大小)
法拉第电磁 感应定律
E＝n ΔΦ，适合求E的 平均 值 Δt E＝Blv，适合求E的 瞬时 值
现象)
电流
涡流
电磁阻尼
应用
电磁驱动
题型探究
一、楞次定律的理解与应用
1.感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.感应电流的 磁场方向不一定与原磁场方向相反，只有在磁通量增加时两者才相反， 而在磁通量减少时两者是同向的. 2.“阻碍”并不是“阻止”，而是“延缓”，回路中的磁通量变化的趋 势不变，只不过变化得慢了. 3.“阻碍”的表现：“增反减同”、“来拒去留”、“增缩减扩”等.
切割公式 条件：B、l、v三者_互__相__垂__直__
人教版高中物理选修3-2课件：第四章 电磁感应 章末小结4
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第四章 电磁感应
6×30 解析：假如电流表满偏，则定值电阻 R2 两端的电压为 U＝IR 并＝3× 30＋6 V＝15V，超过电压表的量程，故假设不成立。 10 10 假如电压表满偏，则通过电流表的电流是 I2＋I0＝ A＋ A＝2A，小于电 6 30 流表的量程，符合题意。 金属杆 ab 切割磁感线产生的电动势 E＝BLv 金属杆 ab 相当于电源，有 E＝ U＋(I2＋ I0)R1
①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向。 ②求回路中的电流强度的大小和方向。 ③分析研究导体受力情况(包括安培力)。 ④列动力学方程或平衡方程求解。
物 理 选 修
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第四章 电磁感应
(2)电磁感应现象中涉及的具有收尾速度的力学问题，关键要抓好受力情况
和运动情况的动态分析：
物 理 选 修
B．S 减小，l 变短 D．S 减小，l 变长
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第四章 电磁感应
解析：当通电导线中电流增大时，穿过金属圆环的磁通量增大，金属圆环 中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流要反抗磁通量的增大，，一是用缩 小面积的方式进行反抗，二是用远离直导线的方式进行反抗，故D正确。 点评：灵活运用楞次定律的扩展含义，是解答该类问题的有效途径。
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(3)楞次定律体现了电磁感应现象符合能量守恒定律。在电磁感应过程中其
他形式的能与电能相互转化，但总能量守恒，能量守恒定律丰富了我们处理电 磁感应问题的思路。
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第四章 电磁感应
如图所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的 正下方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆 环的面积 S 和橡皮绳的长度 l 将 导学号 09152168 ( D ) A．S 增大，l 变大 C．S 增大，l 变短
人教版高二物理选修3-2第四章电磁感应第2节探究感应电流的产生条件课件
（3）当闭合回路的面积S与磁感应强度B夹角为θ时，磁通量 Φ=BSsinθ
【课堂训练】 1.关于感应电流，下列说法中正确的是（ B ） A.只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中一定有感应电流 B.当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有 感应电流 C.若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路 中一定没有感应电流 D.只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中一定有感应电流
4.如图所示，一有限范围的匀强磁场，宽为d。一个边长为L 正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区。若d＞L，则在线 框中不产生感应电流的时间就等于（ C ） A.d/v B.L/v C.(d-L)/v D.(d-2L)/v
5．矩形闭合线圈平面跟磁感线方向平行，如图所示。下列 情况中线圈有感应电流的是（ A ） A．线圈绕ab轴转动 B．线圈垂直纸面向外平动 C．线圈沿ab方向上下移 D．线圈绕cd轴转动
6.如图所示，用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位 置组合，哪几种组合中，切断直导线中电流时，闭合回路中 会有感应电流产生？（ BC ）
7．如图所示线圈两端接在灵敏电流表上组成闭合回路。 在下列情况中，灵敏电流表指针发生偏转的是（ ABC ） A．线圈不动，磁铁插入线圈 B．线圈不动，磁铁从线圈中拔出 C．磁铁不动，线圈上、下移动 D．磁铁插在线圈内不动
2．如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩 形线框ABCD与导线在同一平面，在下列情况中线圈产生感应 电流的是（ AD ） A．导线中电流强度变大 B．以导线为轴转动 C．线框向下平动 D．线框以AB边为轴转动
3.如图所示，一闭合金属环从上而下通过通电螺线管，a和c 分别为螺线管的上下两端外侧处，b为螺线管的中点，金属 环通过a、b、c三处时，下列说法正确的是（ AC ） A.a处能产生感应电流 B.b处能产生感应电流 C.c处能产生感应电流 D.a、b、c三处都不能产生感应电流
人教版高二物理选修3-2：4.4法拉第电磁感应定律课件
感应电动势
1．穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，其中就有感应电 流。既然有感应电流，电路中就一定有电动势。如果电路没 有闭合，这时虽然没有感应电流，电动势依然存在。
2．在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。产生 感应电动势的那部分导体就相当于电源。电源内部的电流方 向由电源负极流到电源正极。电源外部的电流方向由电源正 极流出，从电源负极流入。
(1)I=0.2A (2)E=0 (3)Q=5.76J
磁感线，产生的感应电动势为
E=BLv1=BLvsinθ
4．导线切割磁感线时的感应电动势
（1）若B、L、v三者相互垂直时，感应电动势E=BLv
（2）若B、L、v有二者相互垂直，第三者与其中一者夹角为 θ时，感应电动势E=BLvsinθ
（3）若B、L、v三者间两两夹角分别为θ1和θ2时，感应电动 势E=BLvsinθ1sinθ2 （4）若切割磁感线是N匝线圈，且B、L、v三者相互垂直时， 感应电动势E=NBLv
9．一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在磁场中， 如图所示，线圈平面与磁场方向成60°角，磁感应强度随时 间均匀变化，下列方法可使感应电流增加一倍的是（ C ） A．把线圈匝数增加一倍 B．把线圈面积增加一倍 C．把线圈半径增加一倍 D．改变线圈与磁场方向的夹角
10．如图甲所示，一个圆形线圈匝数n=1000，线圈面积 S=200cm2，线圈电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻， 把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应 强度随时间变化规律如图乙所示。求： （1）前4s内通过电阻R的感应电流 （2）前5s内的感应电动势 （3）前6s内电阻R产生的热量
圈的n倍，即 E n t
高中物理选修3-2知识点详细汇总
高中物理选修3-2知识点详细汇总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: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。
导体切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例，所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的一个特例．用右手定则能判定的，一定也能用楞次定律判定，只是对导体在磁场中切割磁感线而产生感应电流方向的判定用右手定则更为简便．2.楞次定律(1)楞次定律(判断感应电流方向)：感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化．(感应电流的) 磁场 (总是) 阻碍 (引起感应电流的磁通量的)变化原因产生结果；结果阻碍原因。
(定语) 主语 (状语) 谓语 (补语) 宾语(2)对“阻碍”的理解注意“阻碍”不是阻止，这里是阻而未止。
阻碍磁通量变化指：磁通量增加时，阻碍增加(感应电流的磁场和原磁场方向相反，起抵消作用)；磁通量减少时，阻碍减少(感应电流的磁场和原磁场方向一致，起补偿作用)，简称“增反减同”．(3)楞次定律另一种表达：感应电流的效果总是要阻碍．．(．或反抗．．．)．产生感应电流的原因. (F安方向就起到阻碍的效果作用)即由电磁感应现象而引起的一些受力、相对运动、磁场变化等都有阻碍原磁通量变化的趋势。
高中物理选修3-2人教版4.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动
2．关于电磁驱动，下列说法正确的是 () A．磁场相对于导体转动时，导体中会产 生感应电流，感应电流使导体受到安培力 的作用，安培力使导体运动起来，这种作 用称为电磁驱动
B．在电磁驱动的过程中，通过安培力做 功使电能转化为导体的机械能
解析 根据电磁驱动的定义可知，选项A、 B、D正确；在电磁驱动中，主动部分与被 动部分的运动(或转动)方向相同，且被动 部分的速度(或角速度)较小，选项C错误。 答案 ABD
(2)应用：磁电式外表中利用电磁阻尼使指 针迅速停止，安便培力于读数。 2．电磁驱动
[要 点 精 讲] 要点1 电磁阻尼的产生原理和应用 (1)产生：闭合回路的部分导体在做切割磁 感线运动产生感应电流时，导体在磁场中 就要受到安培力的作用，根据楞次定律， 安培力总是阻碍导体的运动，于是产生电
(2)应用举例：使用磁电式电表进行测量时， 总希望指针摆到所示值的位置时便迅速地 稳定下来，以便读数。由于指针转轴的摩 擦力矩很小，若不采取其他措施，线圈及 指针将会在所示值附近来回摆动，不易稳 定下来。为此，许多电表把线圈绕在闭合
第4章 电磁感应
第7节 涡流、电磁阻尼和 电磁驱动
知识点一 涡流
1．定义：用整块金属材料作铁芯绕制的
变化
磁场
线铁圈芯，当线圈中通有 感应电流
的电流时，变化的电流会产生变化
的 ，变化的磁场穿过 ，整个铁芯
真空冶炼炉
会自成回路，产生
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
，这种电流看
探雷器
起来像水的旋涡，把这种电流叫做涡电流，
3．防止：电动机、变压器等设备中应防
课堂自测 1．下列关于涡流的说法正确的是( ) A．涡流跟平时常见的感应电流一样，都 是因为穿过导体的磁通量变化而产生的 B．涡流不是感应电流，而是一种有别于 感应电流的特殊电流
2020-2021学年物理人教版选修3-2课件：第四章 电磁感应 章末总结
2．左手定则和右手定则的因果关系不同 左手定则是因为有电，结果是受力，即“因电而动”；右 手定则是因为受力运动，结果是有电，即“因动而电”． 3．记忆方法 左手定则与右手定则在使用时易混淆，可采用“字形记忆 法”：“力”字最后一笔向左，用左手定则判断力；“电”字 最后一笔向右，用右手定则判定感应电动势或感应电流，总之 可简记为力“左”电“右”．
由并联电路的电流分配关系可得，通过 aP 段的电流大小为 IaP＝23I＝61B1Rlv，方向由 P 流向 a.
【答案】 IaP＝61B1Rlv，方向由 P 流向 a
【点评】 解答电磁感应中的电路问题的一般步骤为： (1)明确切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路相当于 电源，其他部分为外电路． (2)用右手定则或楞次定律确定感应电流的方向． (3)画出等效电路图． (4)结合闭合电路欧姆定律及串联电路和并联电路的规律等 相关知识进行解答．
线框穿越两磁场边界时，线框在两磁场中切割磁感线产生
的感应电动势相等且同向，切割的有效长度也在均匀变化．在
位移由 a 到32a 过程中，切割的有效长度由 0 增到 3a；在位移由
3 2a
பைடு நூலகம்
到
2a
过程中，切割的有效长度由
3a 减到 0.在 x＝32a 时，I
＝ 3RavB，电流为负． 线框移出第二个磁场时的情况与进入第一个磁场时相似．
【点评】 该题考查了电磁感应中电荷量的决定因素和安培 力做的功．要快捷求得通过导体横截面积的电荷量 q，关键是正 确求得磁通量的变化量 ΔΦ.
【例 6】 如图所示，空间存在垂直于纸面的均匀磁场，在 半径为 a 的圆形区域内、外磁场的方向相反，磁感应强度的大 小均为 B.一半径为 b、电阻为 R 的圆形导线环放置在纸面内， 其圆心与圆形区域的中心重合．在内、外磁场同时由 B 均匀地 减小到零的过程中，通过导线横截面的电荷量 q＝________.
(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．。
人教版选修3-2 第四章 第5节 电磁感应现象的两类情况 课件(30张)
(3)导体棒受到的安培力 F＝BIl＝(B0＋kx)Il＝0.4(1＋x) 安培力随位置线性变化，则安培力做功
WF＝12[B0＋(B0＋kx)]Ilx
代入数据得WF＝1.6 J.
感生电动势
动生电动势
产生原因
磁场的变化
导体做切割磁感线运动
移动电荷 感生电场对自由 导体中自由电荷所受洛伦
的非静电力 电荷的电场力
兹力沿导体方向的分力
回路中相 当于电源
的部分
处于变化磁场中 的线圈部分
做切割磁感线运动的导体
ΔΦ产生 的原因
感生电动势
动生电动势
磁场变化产生电 动势，ΔΦ是由于 磁场变化而产生 的，所以ΔΦ＝ ΔB·S
答案：(1)2 A
2 (2)3 m/s
(3)1.6 J
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解析：选A 磁场变化时在空间激发感生电场，其方向与所 产生的感应电流方向相同，只能由楞次定律判断，A项正确．
2.某空间出现了如图所示的一组闭合电场 线，方向从上向下看是顺时针的，这可能是 ()
A．沿AB方向磁场在迅速减弱 B．沿AB方向磁场在迅速增强 C．沿BA方向磁场恒定不变 D．沿BA方向磁场在迅速减弱
要点二 动生电动势与感生电动势 1．动生电动势：由于导体 4 ___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 5 _洛__伦__兹__力___，非静电力与 6 __洛__伦__兹__力__有关．
3．感生电动势与动生电动势的对比
由E＝n
ΔB Δt
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高中物理选修3-2课件
电场强度大小为 E＝UdC＝R2＋BL2vrR0d＝20 V/m. (2)作用在导体棒 ab、cd 上水平方向的作用力有外力 F 和安培力 F 当 安． ab、cd 做匀速运动时有 F＝F 安＝BIL＝BL·R2＋BL2vr0＝2RB＋2L22rv0＝0.4 N. 【答案】 (1)20 V/m 自右指向左 (2)0.4 N
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2．电磁感应中力学问题，常常以导体棒在滑轨上 运动问题形式出现，要抓住受力情况、运动情况 的动态分析，导体受力运动产生感应电动势→感 应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速 度变化→速度变化→周而复始地循环，循环结束 时，加速度等于零，导体达稳定运动状态，抓住a ＝0时，速度v达最大值特点．
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【思路点拨】 本题是导体棒切割磁感线产生感应 电动势的电学问题，根据E＝Blv计算出电动势后， 就可以按直流电路的分析方法一一求解．
【精讲精析】 (1)ab、cd切割磁感线产生的感应电
动势为：E1＝E2＝BLv.导体棒 ab的b端电势高，a端电势低；
cd棒d端电势高，c端电势低．
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例5 如图4－8所示，两根光滑的
金属导轨，平行放置在倾角为θ的
斜面上，导轨的左端接有电阻R， 导轨自身的电阻可忽略不计．斜面
图4－8
处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上．质
量为m、电阻可以不计的金属棒ab，在沿着斜面的
与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升
h 高度，在这一过程中( )
D．悬线上拉力一直大于磁铁重力高中物理选修3-2课件
【精讲精析】 穿过环的磁场向上且磁通量先增 加后减小，由楞次定律可判出从上向下看电流先 顺时针后逆时针；同时环受到阻碍其相对运动向 上的阻力，由牛顿第三定律知：磁铁受到向下的 反作用力，故悬线上拉力大于磁铁重力． 【答案】 AD
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闭合电路的等效电路如图4－5 所示．
图4－5
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由图可知 E1 与 E2 相串联，总电动势： E＝E1＋E2＝2BLv. 总内电阻 r＝2r0，电路中总电流为 I＝R＋E r＝R2＋BL2vr0， 电流方向如图中所示． 电容器 C 两极板间电压为 UC＝UR＝IR＝2RB＋L2vrR0. 电容器右板电势高，左板电势低，则电容器两极板 间电场方向自右指向左．
电磁感应现象中的图象问题
电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感 应电动势E、感应电流I、安培力F安或外力F外 随时间t变化的图象，即B－t图、Φ－t图、E－t 图、I－t图、F－t图．对于切割磁感线产生感应 电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动 势E和感应电流I随位移x变化的图象，即E－x 图、I－x图等．这些图象问题大体上可分为两 类：
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2．楞次定律的扩展含义，即从磁通量变化的角度 看，感应电流的磁场表现为“增反减同”；从磁体 与回路的相对运动角度看，表现为“来拒去留”； 从回路面积看，表现为“增缩减扩”；从导体中原 电流的变化(自感)看，表现为“增反减同”. 3．楞次定律体现了电磁感应现象符合能量守恒定 律．在电磁感应过程中其他形式的能与电能相互转 化，但总能量守恒，能量守恒定律丰富了我们处理 电磁感应问题的思路．
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例1 如图4－1所示，一磁铁用细线悬挂，一闭合
铜环用手拿着静止在与磁铁上端面相平处，松手后
铜环下落．在下落到和下端面相平的过程中，以下
说法正确的是( )
A．环中感应电流方向从上向下俯视
为先顺时针后逆时针
B．环中感应电流方向从上向下俯视 为先逆时针后顺时针
图4－1
C．悬线上拉力先增大后减小
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例4 如图4－6甲所示，两根足够长的直金属导轨 MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导 轨间距为L.M、P两点间接有阻值为R的电阻．一根 质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导 轨垂直．整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场 中，磁场方向垂直斜面向下．导轨和金属杆的电阻 可忽略．让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金 属杆接触良好，不计它们之间的摩擦．
1.在电磁感应现象中，导体切割磁感线或磁通量 发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回 路相当于电源．因此，电磁感应问题往往与电路 问题联系在一起． 2.解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法 (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律(右手定则) 确定感应电动势的大小和方向．
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电磁感应中的力学问题
1．电磁感应中通过导体的感应电流，在磁场中将 受到安培力的作用，电磁感应问题往往和力学问 题联系在一起，解决这类问题的基本方法是： (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动 势的大小和方向． (2)求回路中电流． (3)分析导体受力情况(包含安培力，用左手定则确 定其方向)． (4)列出动力学方程或平衡方程并求解．
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做功情况
能量变化特点
滑动摩擦力做功
有内能产生
重力做功
重力势能必然发生变化
克服安培力做功
必然有其他形式的能转化为电能，并且 克服安培力做多少功，就产生多少电能
安培力做正功
电能转化为其他形式的能
(3)根据能量守恒列方程求解．
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3．电能的三种求解思路 (1)利用克服安培力做功求解：电磁感应中产生的电 能等于克服安培力所做的功． (2)利用能量守恒求解：相应的其他能量的减少量等 于产生的电能． (3)利用电路特征求解：通过电路中所消耗的电能来 计算．
(2)确定内电路和外电路，画等效电路图． (3)运用闭合电路欧姆定律、串、并联电路的性质、 电功率等公式求解． 3．与上述问题相关的几个知识点： (1)电源电动势 E＝nΔΔΦt 或 E＝BLv (2)闭合电路欧姆定律 I＝r＋ER (3)通过导体的电荷量 q＝IΔt＝nΔRΦ
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A．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于 零 B．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于 mgh与电阻R上产生的焦耳热之和 C．恒力F与安培力的合力所做的功等于零 D．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生 的焦耳热
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【精讲精析】 金属棒匀速上滑的过程中，对金属 棒受力分析可知，有三个力对棒做功，恒力F做正 功，重力做负功，安培力阻碍相对运动，沿斜面向 下，做负功．匀速运动时，所受合力为零，故合力 做功为零，A正确；又克服安培力做多少功就有多 少其他形式的能转化为电路中的电能，电能又等于 R上产生的焦耳热，故外力F与重力的合力所做的 功等于电阻R上产生的焦耳热，D正确． 【答案】 AD
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1．由给定的电磁感应过程选出或画出正确图象. 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． 处理图象问题首先要分清阶段，然后对每个阶段 的导体切割情况或回路磁通量变化情况进行详细 分析，并进一步确定感应电动势、感应电流等的 大小和方向的变化特点，最后把握整个过程的变 化规律.
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第4章 本章优化总结
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本 章 优 化 总 结
知识网络构建 专题归纳整合 章末综合检测
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知识网络构建
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专题归纳整合
楞次定律的理解和应用
1．楞次定律揭示了判断感应电流方向的规律， 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，其核心思想是阻碍，楞次 定律提供了判断感应电流方向的基本方法.
例3 如图4－4所示，导体棒ab、 cd在大小相等的外力作用下，沿着 光滑的导轨各自朝相反方向、以v ＝0.1 m/s的速度匀速运动，两个平 图4－4 行导轨间距离L＝0.50 m，每根导体棒的电阻均为 r0＝0.50 Ω，导轨上接有一个电阻R＝1.0 Ω以及两 极板相距d＝1.0 cm的平行板电容器C，匀强磁场 的磁感应强度B＝4.0 T，求： (1)电容器C两极板间的电场强度的大小和方向； (2)外力F的大小．
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图4－2 图4－3
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【精讲精析】 线框刚开始进入磁场时，安培力的 大小为B2RL2v，当进入磁场的宽度为L2时，安培力大 小变为B42LR2v，又线框所受的安培力方向一直向左， 所以选项 D 正确． 【答案】 D
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电磁感应中的电路问题
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电磁感应现象中的能量转化与守恒
1．电磁感应现象中的能量转化 (1)与感生电动势有关的电磁感应现象中，磁场能转 化为电能，若电路是纯电阻电路，转化过来的电能 将全部转化为电阻的内能． (2)与动生电动势有关的电磁感应现象中，通过克服 安培力做功，把机械能或其他形式的能转化为电能. 克服安培力做多少功，就产生多少电能．若电路是 纯电阻电路，转化过来的电能也将全部转化为电阻 的内能．
力 FN，方向垂直斜面向上；安培力 F，平行斜面向
上．如图 4－7 所示．
(2)当 ab 杆速度为 v 时，感应电
动势 E＝BLv，此时电路中电流
I＝ER＝BRLv
图4－7
ab 杆所受安培力 F＝BIL＝B2RL2v
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根据牛顿运动定律，有 ma＝mgsinθ－F＝mgsinθ－B2RL2v 解得 a＝gsinθ－Bm2LR2v. (3)当B2RL2v＝mgsinθ 时，ab 杆达到最大速度 vm， vm＝mgBR2Lsi2nθ. 【答案】 见精讲精析
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例2 (2011年北京海淀区质检)如图4－2所示A是一 底边宽为L的闭合线框，其电阻为R.现使线框以恒 定的速度v沿x轴向右运动，并穿过图中所示的宽度 为d的匀强磁场区域，已知L＜d，且在运动过程中 线框平面始终与磁场方向垂直．若以x轴正方向作 为力的正方向，线框从图中所示位置开始运动的时 刻作为时间的零点，则在下列图象中，可能正确反 映上述过程中磁场对线框的作用力F随时间t变化情 况的是( )