专题：电磁感应、安培力

(3)受力运动分析：除安培力外还受到什么力？做什么运动？
(4)能量分析：除安培力做外还有什么力做功？能量如何转化？
（2012年）25、为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了 一种“闪烁”装置，如图所示。自行车后轮由半径r1=5.0╳10-2m的金 属内圈、半径r2=0.40m的金属外圈和绝缘辐条构成。后轮的内、外圈 之间等间隔地接有4根金属条，每根金属条的中间均串联有一电阻值为 R的小灯泡。在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度B=0.10T、方向垂 直纸面向外的“扇形”匀强磁场，其内半径为r1、外半径为r2、张角 θ=π/6。后轮以角速度ω=2πrad/s相对于转轴转动。若不计其它电 阻，忽略磁场的边缘效应。
电磁感应分析： 根据楞次定律，感应电流方向为顺时针。 感应电动势： 欧姆定律：
E=N2
∆B ������ ∆t
������ = ������������ =IR ∆������ = 0.1������/������ ∆������
∆B N2 ������������ ∆t
重力和安培力平衡： ������������ = ������2 ������0 ������������
1、磁铁产生的磁场是匀强磁场吗？
2、圆形通电导线在磁场中的安培力如何计算？
L=200ⅹ0.02π=4π
（计算题）小明同学设计了一个研究“电磁阻尼”的实验。如图所 示，半径为r的铜环固定在某处，铜环单位长度的电阻为λ。将一块 质量为m的圆柱形强磁体从铜环的正上方无初速释放。以磁体的中心 为坐标原点O，竖直向下为x轴，磁体产生的磁感应强度沿x轴分量 Bx=C-k|x|，式中C、k为已知常数，且保证足够大的空间范围内Bx>0。 已知磁体下落h时其速度大小为v。（不考虑空气阻力，重力加速度 为g ） （1）请分析磁体穿过铜环过程中，铜环内感应电流的方向；
1、感生电动势：由磁场的变化产生，E=N△φ/△t。 2、动生电动势：由导线垂直切割磁感线产生。
（1）平动切割：E=BLV
L2
������ = ������2 − ������1 ������2 − L1 ������ = ������ 2 1 2 ������ = ������(������2 − ������ 2 1 )������ 2
根据“电磁天平”的原理：天平达到量程时电流最大，
则0.5Kg产生的重力等于2A电流的安培力。 N1 BIL=mg
N1=25匝
（2）进一步探究电磁感应现象，另选N2=100匝、形状相同的线圈， 总电阻R=10Ω，不接外电流，两臂平衡，如图2所示，保持B0不变， 在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均 匀变大，磁场区域宽度d=0.1m。 当挂盘中放质量为0.01kg的物体时， 天平平衡，求此时磁感应强度的变化率△B/△t。
附：学科指导意见的要求。 1、不要求计算导线与磁场不垂直时的安培力。
2、利用安培力公式，综合其他力学规律，求解力学与电学综合的
问题只限于所受各力在一条直线或者相互垂直的情形。 3、导线切割磁感线时感应电动势的计算，只限于L、B、v三者相
互垂直的情形。
二、电磁感应、安培力考题模似
1、试题分布：计算题考查电磁感应；多选题考查安培力。
（2）转动切割：E=BLV
������ ������ = ������ 2
1 E= BL2 ������ 2
L L1
O
O
（三）考题的能力要求 1、审题建模的能力：找信息把实际问题转化为物理问题。
2、物理分析的能力：
(1)电磁感应分析:感应电动势的大小、感应电流的方向。 (2)电路分析：电源位置、外电阻连接方式、路端电压。
2、考查方式：
安培力：以《扬声器》为情境，考查圆形线圈受到安培力 的方向和大小； 电磁感应：以《电磁阻尼》为情境，磁铁穿过固定线圈时 的电磁感应现象。
（多选题）动圈式扬声器的结构如图所示，线圈圆筒放在永磁体磁 极间的空隙中，能够自由运动。线圈共有200匝，直径为2cm，线圈 的总电阻为4Ω，扬声器中线圈所在处磁场的磁感应强度大小为 0.15T。当线圈两端接8V电压时，则 A．线圈处在匀强磁场中 B．线圈受到安培力的方向向上 C．线圈所受安培力大小为1.2πN D．这种扬声器不能当话筒使用
电磁感应、安培力
一、浙江省五年高考回顾
（一）考题的内容分布 2011年：计算23题（电磁感应） 2012年：计算25题（电磁感应） 2013年：计算25题（安培力）、单选15题（电磁感应） 2014年：计算24题（电磁感应）、多选20题（安培力） 2015年：计算24题（安培力、电磁感应）
（二）考查感应电动势的产生形式
r
△θ
r△θ
由右手定则可得：电流方向由b到a。
aBaidu Nhomakorabea
（2）当金属条ab进入“扇形” 磁场时，画出“闪烁”装置 的电路图，并求出Uab；
电路分析：金属条ab为电源，其余三个 灯泡电阻并联，画出电路图。 因为电流从b到a,所以a端为电源正极。
Uab为路端电压，外电阻并联电阻为R/3， 内电阻为R，所以
Uab ������外 1 = ������ = ������ = 1.2 × 10−2 ������ R外 + r 4
（2015年）24．小明同学设计了一个“电磁天平”，如图1所示，等 臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡。线圈的水平 边长L=0.1m，竖直边长H=0.3m，匝数为N1 。线圈的下边处于匀强磁 场内，磁感应强度 B0=0.1T，方向垂直线圈平面向里。线圈中通有 可在0~2.0A范围内调节的电流I。挂盘放上待测物体后，调节线圈中 电流使得天平平衡，测出电流即可测得物体的质量。 （1）为使电磁天平的量程达到0.5kg，线圈的匝数 N1至少为多少?
（1）当金属条ab进入“扇形” 磁场时，求感应电动势E，并指出 ab上的电流方向；
电磁感应分析： 求感应电动势E（注意：金属条的端点不在转动轴上）
2 − ������1 )������ =4.9 × 10−2 ������ 方法一： ������ = ������������������ ������ = ∆������ ������∆������ 方法二： E = = ∆������ ∆������ 1 ∆������ 2 2 ∆S = （������2 − ������1 ）∆������ = ������ 2 ∆������ b 1 2 2 ������ = ������(������2 − ������1 )������ 2 1 2 ������(������2 2