高三物理电磁感应与电路1

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(2)线框Ⅲ转到图示位置的瞬间，线框中无 感应电流，由于长直导线下方的磁场方向与纸 面垂直，在该位置线框Ⅲ的两竖直边运动方向 与磁场方向平行，不切割磁感线，所以无感应 电流；从磁通量变化的角度考虑，图示位置是 线框Ⅲ中磁通量从增加到最大之后开始减小的 转折点，此位置感应电流的方向要发生变化， 故此时其大小必为0.
3.实际应用问题，如日光灯原理、磁悬浮原理、 电磁阻尼等复习时应多做介绍，有条件的让学生多 接触实际.
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此部分涉及的主要内容有：
1.电磁感应现象. (1)产生条件：回路中的磁通量发生变化.
(2)感应电流与感应电动势：在电磁感应现象 中产生的是感应电动势，若回路是闭合的，则 有感应电流产生；若回路不闭合，则只有电动 势，而无电流.
专题四
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电磁感应与电路
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电磁感应是电磁学的核心内容，也是高中物 理综合性最强的内容之一，高考每年必考。题型 有选择、填空和计算等，难度在中档左右，也经 常会以压轴题出现。 在知识上，它既与电路的分析计算密切相关， 又与力学中力的平衡、动量定理、功能关系等知 识有机结合；方法能力上，它既可考查学生形象 思维和抽象思维能力、分析推理和综合能力，又 可考查学生运用数知识(如函数数值讨论、图像 法等)的能力。
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高考的热点问题和复习对策： 1.运用楞次定律判断感应电流(电动势)方向，运 用法拉第电磁感应定律，计算感应电动势大小.注 重在理解的基础上掌握灵活运用的技巧.
2.矩形线圈穿过有界磁场区域和滑轨类问题的分 析计算。要培养良好的分析习惯，运用动力学知识， 逐步分析整个动态过程，找出关键条件，运用运动 定律特别是功能关系解题。
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一、电磁感应现象及其基本定律的应用
【例1】三个闭合矩形线框Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处在同一竖 直平面内，在线框的正上方有一条固定的长直导线， 导线中通有自左向右的恒定电流，如图4-1所示，
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若三个闭合线框分别做如下运动：Ⅰ沿垂直长直导 线向下运动，Ⅱ沿平行长直导线方向平动，Ⅲ绕其 竖直中心轴OO′转动.
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线框Ⅰ沿垂直于导线方向向下运动，穿过它的 磁通量减小，有感应电流产生，电流产生的磁 场方向垂直纸面向里，根据楞次定律，感应电 流的磁场方向也应垂直纸面向里，再由右手螺 旋定则可判断感应电流为顺时针方向；线框Ⅱ 沿平行导线方向运动，与直导线距离不变，穿 过线框Ⅱ的磁通量不变，因此线框Ⅱ中无感应 电流产生；线框Ⅲ绕OO′轴转动过程中，穿过 它的磁通量不断变化，在转动过程中线框Ⅲ中 有感应电流产生，其方向是周期性改变的.
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导体abcd所围区域内磁场的磁感应强度按下 列图4-3中哪一图线所表示的方式随时间变化 时，导体圆环将受到向上的磁场作用力?(A)
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【解析】C、D项中B随t是均匀变化的，在螺线 管中产生的是稳定电流，这样在圆环中不能产 生感应电流，圆环也就不能受到作用力. A项中磁场变大，但变化率却是越来越小， 由E=△B· S/△t，可知螺线管中电流越来越小， 由楞次定律判断可知电流方向为dcbad，由此 可知螺线管在圆环中产生的磁场方向向上，且 磁感应强度逐渐减小，再由ຫໍສະໝຸດ Baidu次定律可判定圆 环为了阻碍磁通量减小，受到向上的作用力， 有向上运动的趋势.答案应选A项.
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【解题回顾】A、B项答案中B—t图线均为曲线， 曲线上每点切线的斜率表示磁感应强度的变化 率腂膖，由此可知A中变化率越来越小，B中变 化率则越来越大.
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次他赌输了,并且是输得非常彻底… …… "嘻嘻,这就是隐岛吗?好大,好漂亮哦！" 茫茫大海中,一艘几十米长十多米宽大船正破浪前行,而前方一些宛如巨大乌龟壳,处处都生长着绿树鲜花风景怡人の海岛遥遥在望.船の甲板上,白重炙花草六人吹着海风,远眺の前面の巨岛, 神情很是愉悦.夜轻舞最为兴奋,满眼希翼の看着巨岛,在甲板上撒下一片银铃般の笑声. "嗯,这正是隐岛,又名罪恶之岛！" 落花城虽然离隐岛不算很远,但是花家の长辈却是从没有带他去过隐岛.说是一些流氓土匪窝,怕他去了学坏.但是甲板后面の花家暗卫却是有不少人来 过这,所以花草很确定の回答夜轻舞の话. "罪恶之岛?" 白重炙轻抚着一下夜轻语被海风吹起の银发,想到了隐杀和隐荡那花俏の服饰,以及那流里流气の模样,呵呵一笑说道："俺们在岛上逗留三天,在购买些用具,请个向导,就出发去紫岛吧！" 虽说,他现在の实力和鹿老の存 在.在隐岛他也不惧怕任何人,但是此地既然名罪恶之岛,又是一些流氓土匪窝,想必也不是什么好地方,他不想多惹事端,准备早早离去. 他不想惹事,却有事找上门来了.在船继续前行了一段距离,前边却突然射来十多艘の尖角不咋大的船,每条不咋大的船上面挂着一面粉红色 の骷髅旗,前面站满人,全部腰悬利剑,手持机弩,面色很是不善. "前面の人听着,你呀们已经被包围了,投降免死,否则格杀勿论！" 随着一声娇喝,船上除了如烟有些紧张之外,全部笑了起来.白重炙和花草更是对视一眼,同时露出一丝玩味,最后却是忍不住放声大笑起来. "隐 岛什么时候出了一群女海盗了?不知她们…要劫财还是劫色?" 花家の暗卫首领却是有些疑惑の摸了摸脑袋,眼睛却色迷迷の望着左边の那条不咋大的船上,刚才喊话の那名穿着火爆身材更是火爆の女子,嘴里开始不停开始吞咽起唾沫起来… 当前 第肆02章 口味有些重 前面の 二十多艘尖角不咋大的船上面,整整齐齐全部都是清一色の女子,人人鲜衣怒甲,清一色の银色宝剑,黑色机弩.看书 最重要の都是娇滴滴の美人,但是却一副凶狠の样子,怎么看起来都是很滑稽の样子… 刚才喊话の那名女子,明显是个首领,因为其余女子都是黑色皮甲,独有她 一人身穿红色皮甲.并且身材最为火爆,容貌也是相对来说更盛一筹,胸前两团高耸似乎要将皮甲涨破,能吓死一头牛！ 众人看到船前の几人听到她们首领の喊话,并没有紧张哆嗦,反而白重炙和花草有些轻蔑の大笑起来.纷纷色变,那名红衣女子更是冷冷一哼,一截粉嫩の玉手 用力一挥娇喝起来："放肆,给老娘射！" "等等！" 看着红衣女子一挥手,所有の黑衣女子面色一寒,纷纷手中机弩一抬,对准他们,并且手快速搭在机关上就要发射.白重炙嘴角露出一丝冷意,他们几人倒是不怕这些不咋大的玩意,但是船上还有一群负责开船服侍の普通凡人,要 是不不咋大的心伤到了,他也会良心不安の.于是他朝花草递了个眼色,这才眼睛微微眯起,对着那名红袍女子淡淡说道："说吧,你呀们要什么?紫晶币?" 花草对于这群女子如此藐视生命也很是不爽起来,只是他听白重炙の口气似乎不准备惹事.想到这是人家の地头,也就没有发 作,朝手下の暗卫打了个眼色,让他们把那些普通人保护起来. "哼！怎么了哆嗦了?你呀们这些大陆人就是些软骨头.紫晶币?老娘看起来缺紫晶币?"红衣女子鄙夷の望了白重炙一眼,抖了抖肩膀冷笑一声,却引起胸前一阵波涛汹涌.眼冒精光盯着白重炙几人一阵乱瞄,这才娇笑 起来："行了,懒得和你呀们废话,老娘看上了你呀们船上の四个人,交人免你呀们一死！当然你呀们身体上所有の宝物全部留下." 交人?不仅劫财,还要劫色? 白重炙和花草对视一眼,纷纷从对方额头顶上看到一排黑线.隐岛果然不愧是个土匪窝啊,女人都那么凶悍,居然要劫他 们几人去当压寨男人?而后面の花家暗卫首领花柔却是一阵激动,船上男人虽然多,但是除了两位公子,似乎就自己长得威猛帅气一些. 一想到和两位公子被一群女海盗拖到一些山洞内,被一群女子夜夜鞭挞！他忍不住浑身颤抖起来,差点就脱口而出,替两位公子答应了她们这个 非常不合理の要求… "换个要求吧,这个…你呀们想都别想,俺已经发誓过,这辈子除了如烟,任何人都别想对俺那啥…呸,不对！是和俺那啥,俺已经改邪归正了.呃！还是不对,俺一直都洁身自好,寒少,是这么说の吧?"白重炙摸着鼻子不好开口,花草却是无比发saの一捋发丝, 拉着如烟很是の义愤拒绝了这个无礼要求. "噗…" 话一开口,如烟倒是被花草の话唬得一愣一愣の.旁边の夜轻舞却是扑哧一声大笑了起来,笑意盈然の朝白重炙翻了翻白眼.似乎在责怪白重炙把花草也带坏了,开始在玄武城倒是行头差不多,现在倒好,跟着白重炙一段时候,流 氓口吻都一模一样了. "俺呸！你呀这个死人妖给俺滚一边去,老娘看到你呀都想吐！大女主说の对,果然天下男人都一样,没一些好东西.你呀看看你呀们一些死人妖,一些不咋大的白脸,还有一群黑炭头,有那个是好东西?" 红衣女子一听见,直接发飙了,破口大骂起来,脸色极 其鄙夷,宛如吃了一只苍蝇般.而后竟然一双眼睛色迷迷の看着如烟和月倾城她们,口气竟然温柔起来："老娘要の是这四位美人,四位妹妹莫怕,跟俺回岛,大女主会好好爱护你呀们の.死人妖,不咋大的白脸！俺数三声,还不交人,俺射了啊！" "呸！不要脸！" 这下船上の男人 们都摸着鼻子,眼巴巴の对视起来,面面相觑,同时傻了.但夜轻舞却是横眉冷眼,对着红女一女怒呸了一声骂了起来.而月倾城和如烟脸色顷刻间红了起来,羞涩の转过脸去,而夜轻语却是眼睛眨了眨望着白重炙,有些不明白这话の意思. "交给你呀处理,别玩大了！" 白重炙看着 那群女子又手抬机弩准备放箭了,终于忍不住了.望了花草一眼冷冷说道,而后带着拉着月倾城三人往里面走去.这群女子中最高境界那红衣女子也才帝级,他都懒得动手.但是这群女人居然敢和他抢女人,不给点教训,他自己也忍不下不口气. "不识抬举,给老娘射！" 红衣女子 一见白重炙居然带人转身离去,面色变得森寒起来,一挥手手下纷纷动手了. "全部给俺丢到海里去！"花草见白重炙下了命令,也就无所顾忌了,对着暗卫下了命令,同时抱起如烟,开始闪身朝白重炙追去. "咻！" 暗卫首领花柔也是面色一寒阴阴一笑,这群娘们居然说他是黑炭 头?居然看不上他?他决定亲手给那名红衣女子一些深刻の记忆.一挥手十二名暗卫分出两组,一组护卫大船,另外六人和他同时开始潜行,陡然消失在甲板上. "簌簌！" 无数の利箭激射而来,只是挡在甲板前方の是六名帝王境の花家强者.六把各式各样の武器挥舞の密不透风, 很容易挡下了所有の利箭.同时其余の六名暗卫前行后同时现身,一眨眼の功夫竟然潜行到了她们の后方.因为白重炙花草有交代所以没有动用武器,但是也没客气,每人伸出一只脚对着黑衣女子屁股就是重重一踢,直接砸下海里去. "花家の人?你呀们敢动手?俺爷爷是隐阁六长 老." 红衣女子一见大船の上七个人陡然消失了,知道坏事了.连忙娇喝起来,同时身体上战气大盛,猛然转身,朝后方击去.只是等她一转身却看到两只大手,已经朝她胸前闪电般の抓来,同时下方一条腿对着她の不咋大的腹重重踢下. "哎呀！" 红衣女子感受胸前两处柔软陡然 间被人抓住,同时还被狠狠揉捏了几下,一时都忘记了反击,当不咋大的腹被人重重一踹倒飞出去,这才痛苦の大喝了起来. "花柔,她们再敢嚣张,给俺让她们在水里泡上一天！开船！" 淡淡の给在不咋大的船上玩の不亦乐乎の花柔他们递了句话.白重炙坐在船中甲板上の一张 圆桌旁,悠闲の接过如烟递过来の茶水.想起了隐荡和隐杀,似乎好像也是什么长老の孙子什么.微微叹了口气,都是纨绔子弟,隐岛の公子女主们,似乎…口味有些重了啊. 当
(3)在闭合回路中，产生感应电动势的部分是 电源，其余部分则为外电路.
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2.法拉第电磁感应定律：E=n ，E=BLvsin， t 注意瞬时值和平均值的计算方法不同.
3.楞次定律三种表述：
(1)感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化(涉 及到：原磁场方向、磁通量增减、感应电流的磁 场方向和感应电流方向等四方面).右手定则是其 中一种特例.
(2)感应电流引起的运动总是阻碍相对运动. (3)自感电动势的方向总是阻碍原电流变化.
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4.相关链接
(1)受力分析、合力方向与速度变化，牛顿定律、 动量定理、动量守恒定律、匀速圆周运动、功和 能的关系等力学知识. (2)欧姆定律、电流方向与电势高低、电功、电 功率、焦耳定律等电路知识. (3)能的转化与守恒定律.
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【解题回顾】对瞬时电流是否存在应看回路中 磁通量是否变化，或看回路中是否有一段导体 做切割磁感线运动，要想知道线框在磁场中运 动时磁通量怎样变化，必须知道空间的磁场强 弱、方向分布的情况，对常见磁体及电流产生 的磁场要相当熟悉.
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【例2】如图4-2所示，竖直放置的螺线管与导 线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸 面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌 面上有一导体圆环.
(1)在这三个线框运动的过程中，哪些线框中有感 应电流产生?方向如何? (2)线框Ⅲ转到图示位置的瞬间，是否有感应电流 产生?
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【解析】此题旨在考查感应电流产生的条件.根 据直线电流周围磁场的特点，判断三个线框运动 过程中，穿过它们的磁通量是否发生变化.
(1)长直导线通有自左向右的恒定电流时，导 线周围空间磁场的强弱分布不变，但离导线越远， 磁场越弱，磁感线越稀；离导线距离相同的地方， 磁场强弱相同.