第1部分专题四第2讲电磁感应规律及应用讲解
电磁感应重要专题讲解及试题(带答案)
电磁感应专题 电磁感应中的动力学问题 这类问题覆盖面广，题型也多种多样；但解决这类问题的关键在于通过运动状态的分析来寻找过程中的临界状态，如速度、加速度取最大值或最小值的条件等，基本思路是： 对“双杆”类问题进行分类例析 1、“双杆”向相反方向做匀速运动 当两杆分别向相反方向运动时，相当于两个电池正向串联。 【例1】两根相距d =0.20m 的平行金属长导轨固定在同一水平面内，并处于竖直方向的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B =0.2T ，导轨上面横放着两条金属细杆，构成矩形回路，每条金属细杆的电阻为r =0.25 Ω，回路中其余部分的电阻可不计.已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反方向匀速平 移，速度大小都是v =5.0m/s ，如图所示.不计导轨上的摩擦. （1）求作用于每条金属细杆的拉力的大小. （2）求两金属细杆在间距增加0.40m 的滑动过程中共产生的热量. 2.“双杆”同向运动，但一杆加速另一杆减速 当两杆分别沿相同方向运动时，相当于两个电池反向串联。 【例2】两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L 。导轨上面横放着两根导体棒ab 和cd ，构成矩形回路，如图所示．两根导体棒的质量皆为m ，电阻皆为R ，回路中其余部分的电阻可不计．在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B ．设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行．开始时，棒cd 静止，棒ab 有指向棒cd 的初速度v 0．若两导体棒在运动中始终不接触，求： （1）在运动中产生的焦耳热最多是多少． （2）当ab 棒的速度变为初速度的3/4时，cd 棒的加速度是多少？ 3. “双杆”中两杆都做同方向上的加速运动。 “双杆”中的一杆在外力作用下做加速运动，另一杆在安培力作用下做加速运动，最终两杆以同样加速度做匀加速直线运动。如【例3】（2003年全国理综卷） 4．“双杆”在不等宽导轨上同向运动。 F=BIL 界状态 v 与a 方向关系 运动状态的分析 a 变化情况 F=ma 合外力感应电流 确定电源（E ，r ） r R E I +=
第13讲—电磁感应讲解
电磁感应 一、电磁感应、楞次定律 1．电流磁效应：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导线能使小磁针偏转，这种作用称为电流的磁效应（为了避免地磁场对实验结果的影响，实验时通电直导线应南北放置）2．电磁感应现象：1831年，英国物理学家法拉第发现了电流磁现象，即“磁生电”现象，产生的电流叫做感应电流。至此，宣告电磁学作为一门同一学科诞生。 3．产生感应电流的条件：穿过闭合导体回路的磁通量发生变化。 也就是：（1）导体回路必须闭合；（2）穿过闭合回路导体的磁通量发生变化，或者闭合回路的部分导体做切割磁感线运动。 理解“导体棒切割磁感线” （1）导体棒是否将磁感线“割断”，如果没有“割断”就不能说切割。甲、乙两图，导体是真“切割”磁感线，而丙图中，导体没有切割磁感线。 （2）即便是导体真“切割”了磁感线，也不能保证就能产生感应电流，对于图甲，尽管导体“切割”了磁感线，但是由于穿过闭合回路的磁通量并没有发生变化，所以并没有感应电流。但对于乙图，导体框的一部分导体“切割”磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框中就有感应电流；对于丙图，闭合导体回路在非匀强磁场中运动，切割了磁感线，同时穿过线框的磁感线条数减少，线框中有感应电流。 （3）即使是闭合回路的部分导体做切割磁感线的运动，也不能 保证一定存在感应电流。如图所示，abcd线框的一部分在匀强 磁场中上下平动，在线框中没有感应电流。 4．磁通量Φ的计算 Φ=中的B是匀强磁场的磁感应强度，S是与磁场方向垂直的有效面积。如（1）公式BS 果磁感线和平面不垂直，S应该取平面在垂直磁感线方向上的投影的有效面积。 （2）当磁感线和平面不垂直，S应该取平面在垂直磁感线方向上的投影的有效面积；当磁场区域的面积小于闭合回路的面积，应该去有效的磁场区域。 （3）磁通量是标量，但是磁通量有正负之分，其正负是这样规定的：任何一个平面都有正、反两个面，若规定磁感线从正面穿入时磁通量为正值，则磁感线从反面穿过时磁通量为负值。所以，匀强磁场穿过闭合曲面的磁通量为0。 （4）磁通量与线圈的匝数无关。
高考物理知识讲解 电磁感应中的电路及图像问题(提高) 专题复习资料含答案
物理总复习：电磁感应中的电路及图像问题 【考纲要求】 1、理解电磁感应中的电路问题 2、理解磁感应强度随时间的变化规律图像 3、理解感应电动势（路端电压）随时间的变化规律图像 4、理解感应电流随时间的变化规律图像 5、理解安培力随时间的变化规律图像 【考点梳理】 考点、电磁感应中的电路及图像问题 要点诠释： 电磁感应现象中图像问题的分析，要抓住磁通量的变化，从而推知感应电动势（电流） 大小变化的规律，用楞次定律判断出感应电动势（或电流）的方向，从而确定其正负，以及 在坐标中的范围。 分析回路中的感应电动势或感应电流的大小及其变化规律，要利用法拉第电磁感应定律 来分析。有些问题还要画出等效电路来辅助分析。 另外，要正确解决图像问题，必须能根据图像的定义把图像反映的规律对应到实际过程 中去，又能根据实际过程的抽象规定对应到图像中去，最终根据实际过程的物理规律进行判 断，这样，才抓住了解决图像问题的根本。 解决这类问题的基本方法： （1）明确图像的种类，是B t -图像还是t φ-图像，E t -图像，或者I t -图像。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 随线圈位移 x 变化的图像，即E －x 图像和I －x 图像。 （2）分析电磁感应的具体过程。 （3）结合楞次定律、法拉第电磁感应定律、左手定则、右手定则、安培定则、欧姆定律、牛顿运动定律等规律判断方向、列出函数方程。 （4）根据函数方程，进行数学分析，如斜率及其变化、两轴的截距等。 （5）画图像或判断图像。 【典型例题】由于磁通量变化引起的 类型一、根据B t -图像的规律，选择E t -图像、I t -图像 电磁感应中线圈面积不变、磁感应强度均匀变化，产生的感应电动势为 S B E n n nSk t t φ??===??，磁感应强度的变化率B k t ?=?是定值，感应电动势是定值， 感应电流E I R r =+就是一个定值，在I t -图像上就是水平直线。 例1、矩形导线框abcd 固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B 随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流I 的正方向，下列各图中正确的是（ ）
高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波测试卷专题练习(解析版)
高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波测试卷专题练习（解析版） 一、第十三章 电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难） 1．如图为两形状完全相同的金属环A 、B 平行竖直的固定在绝缘水平面上，且两圆环的圆心O l 、O 2的连线为一条水平线，其中M 、N 、P 为该连线上的三点，相邻两点间的距离满足MO l =O 1N=NO 2 =O 2P ．当两金属环中通有从左向右看逆时针方向的大小相等的电流时，经测量可得M 点的磁感应强度大小为B 1、N 点的磁感应强度大小为B 2，如果将右侧的金属环B 取走，P 点的磁感应强度大小应为 A ．21 B B - B ．212B B - C ．122B B - D ．13 B 【答案】B 【解析】 对于图中单个环形电流，根据安培定则，其在轴线上的磁场方向均是向左，故P 点的磁场方向也是向左的.设1122MO O N NO O P l ====，设单个环形电流在距离中点l 位置的磁感应强度为1l B ，在距离中点3l 位置的磁感应强度为3l B ，故M 点磁感应强度 113l l B B B =+，N 点磁感应强度211l l B B B =+，当拿走金属环B 后，P 点磁感应强度2312 P l B B B B ==-，B 正确；故选B. 【点睛】本题研究矢量的叠加合成(力的合成，加速度，速度，位移，电场强度，磁感应强度等)，满足平行四边形定则；掌握特殊的方法（对称法、微元法、补偿法等）． 2．如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M 、N 两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。O 为MN 的中点，P 为MN 连线的中垂线。一质子此时恰好经过P 点，速度方向指向O 点。下列说法正确的是 A ．O 点处的磁感应强度为零 B ．质子将向右偏转 C ．质子将垂直于纸面向外偏转 D ．质子将做直线运动 【答案】D 【解析】 【详解】
高二物理 知识讲解 电磁感应与电路知识、能的转化和守恒专题 提高含答案
电磁感应与电路知识、能的转化和守恒专题 【学习目标】 1．运用能的转化和守恒定律进一步理解电磁感应现象产生的条件、楞次定律以及各种电磁感应现象中能量转化关系。 2．能够自觉地从能的转化和守恒定律出发去理解或解决电磁感应现象及问题。 3．能够熟练地运用动力学的一些规律、功能转化关系分析电磁感应过程并进行计算。 4．熟练地运用法拉第电磁感应定律计算感应电动势，并能灵活地将电路的知识与电磁感应定律相结合解决一些实际的电路问题。 5．在电磁感应现象中动力学过程的分析与计算。具体地说：就是导体或线圈在磁场中受力情况和运动情况的分析与计算。 6．在电磁感应现象中，不同的力做功情况和对应的能量转化、分配情况。 【要点梳理】 要点一、运用能的转化和守恒定律理解电磁感应现象产生的条件 1．条件 穿过闭合电路的磁通量发生变化。 2．对条件的理解 （1）在电磁感应的过程中，回路中有电能产生。因此电磁感应的过程实质上是一个其它形式的能向电能转化的过程，这个转化过程必定是一个动态的过程，必定伴随着宏观或微观力做功，以实现不同形式能的转化，也就是说必须经过一个动态的或者变化的过程，才能借助磁场将其它形式的能转化为电能。 （2）导体切割磁感线在闭合回路中产生感应电流的过程：如图所示，导体棒ab 运动，回路中有感应电动势E BLv =和感应电流E I R = 产生。有感应电流I 的导体棒在磁场中受到与棒运动方向相反的安培力F BIL =安作用，要维持导体棒运动产生持续的电流必须有外力 F 外克服安培力做功，正是这一外力克服安培力做功的过程使其它形式的能转化为了回路的 电能。可见磁通量发生变化（导体棒相对于磁场运动）是外力克服安培力做功，将其它形式的能转化为电能的充要条件。 （3）闭合电路所包围的磁场随时间发生变化产生感应电流的过程：如图所示，磁感应
知识讲解电磁感应与电路知识能的转化和守恒专题提高
电磁感应与电路知识、能的转化和守恒专题 编稿：张金虎审稿：李勇康 【学习目标】 1．运用能的转化和守恒定律进一步理解电磁感应现象产生的条件、楞次定律以及各种电磁感应现象中能量转化关系。 2．能够自觉地从能的转化和守恒定律出发去理解或解决电磁感应现象及问题。3．能够熟练地运用动力学的一些规律、功能转化关系分析电磁感应过程并进行计算。4．熟练地运用法拉第电磁感应定律计算感应电动势，并能灵活地将电路的知识与电磁感应定律相结合解决一些实际的电路问题。 5．在电磁感应现象中动力学过程的分析与计算。具体地说：就是导体或线圈在磁场中受力情况和运动情况的分析与计算。 6．在电磁感应现象中，不同的力做功情况和对应的能量转化、分配情况。 【要点梳理】 要点一、运用能的转化和守恒定律理解电磁感应现象产生的条件 1．条件 穿过闭合电路的磁通量发生变化。 2．对条件的理解 （1）在电磁感应的过程中，回路中有电能产生。因此电磁感应的过程实质上是一个其它形式的能向电能转化的过程，这个转化过程必定是一个动态的过程，必定伴随着宏观或微观力做功，以实现不同形式能的转化，也就是说必须经过一个动态的或者变化的过程，才能借助磁场将其它形式的能转化为电能。 （2）导体切割磁感线在闭合回路中产生感应电流的过程：如图所示，导体棒ab运 动，回路中有感应电动势EBLv?和感应电流EIR?产生。有感应电流I的导体棒在磁场中受到与棒运动方向相反的安培力FBIL?安作用，要维持导体棒运动产生持续的电 流必须有外力F外克服安培力做功，正是这一外力克服安培力做功的过程使其它形式的能转化为了回路的电能。可见磁通量发生变化（导体棒相对于磁场运动）是外力克服安培力做功，将其它形式的能转化为电能的充要条件。
80知识讲解 电磁感应现象 感应电流方向的判断(基础)
物理总复习：电磁感应现象 感应电流方向的判断 【考纲要求】 1、知道磁通量的变化及其求解方法，理解产生感应电流、感应电动势的条件； 2、理解楞次定律的基本含义与拓展形式； 3、理解安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的异同，并能在实际问题中熟练运用。 【知识网络】 【考点梳理】 考点一、磁通量 1、定义： 磁感应强度B 与垂直场方向的面积S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，BS φ=。如果面积S 与B 不垂直，如图所示，应以B 乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S '。即 cos BS φθ'=。 2、磁通量的物理意义: 磁通量指穿过某一面积的磁感线条数。 3、磁通量的单位：Wb 21 1Wb T m =?。 要点诠释： （1）磁通量是标量，当有不同方向的磁感线穿过某面时，常用正负加以区别，这时穿过某面的磁通量指的是不同方向穿过的磁通量的代数和。另外，磁通量与线圈匝数无关。 磁通量正负的规定：任何一个面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿入磁通量为正，则磁感线从反面穿入时磁通量为负。穿过某一面积的磁通量一般指合磁通量。 （2）磁通量的变化21φφφ?=-，它可由B 、S 或两者之间的夹角的变化引起。 4、磁通量的变化 要点诠释： （一）、磁通量改变的方式有以下几种 （1）线圈跟磁体间发生相对运动，这种改变方式是S 不变而相当于B 变化。 （2）线圈不动，线圈所围面积也不变，但穿过线圈面积的磁感应强度是时间的函数。 （3）线圈所围面积发生变化，线圈中的一部分导体做切割磁感线运动。其实质也是B 不变，而S 增大或减小。 （4）线圈所围面积不变，磁感应强度也不变，但二者间的夹角发生变化，如在匀强磁场中转动矩形线圈。
电磁感应专题讲解
电磁感应专题讲解 所有选择题都是不定项，每题都有一个或者多个选项正确 1.电阻R 、电容C 与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方, 如图4所示。现使磁铁开始自由下落，在 N 极接近线圈上端的过程中，流过 和电容器极板的带电情况是 ( D .从b 到a,上极板带正电 I 2 .如图，平行导轨间距为 d, —端跨接一个电阻为 R,磁场 R 感强度为B ，方向与导轨所在平 面垂直。一根足够长的金属棒 轨成0角放置，金属棒与导轨的电阻不计。 当金属棒沿垂直于棒的方向以速度 v 滑行时, 动距离x 的关系图象正确的是 ( 过电阻R 的电流大小是 ( A. Bdv R Bdv Rsin 日 c Bdv cos 日 C. Bdvsi n Q R X X X I ： X X ——X R 厂 3. (2009年北京海淀区高三期末)如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为 2a, 磁感应强度的大小为 B , —边长为a 、电阻为4R 的正方形均匀导线框 ABCD 从图示位置沿 水平向右方向以速度 v 匀速穿过两磁场区域，在下图中线框 A 、B 两端电压UAB 与线框移 X X N 极朝下, R 的电流方向 3Bav/4 Bav/4 O U AB Bav . Bav/4 a ' 2a 3a x 0 U AB U AB ____ J Bav/4 a 2a 3a x o zx a ； 2a 3a x -3Bav/4 ,U AB =1 1 1 I 1 ■ 1 1 ■ i i ； ：「 a 2a 3a x D 4.如图甲所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距 L= 0.3 m, 导轨左端连接R= 0.6 Bav 3Bav/4 Bav/4 O
2021年高考物理真题训练12 电磁感应(解析版)
专题12 电磁感应 1．（2020·新课标Ⅱ卷）管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为 A．库仑B．霍尔C．洛伦兹D．法拉第 【答案】D 【解析】由题意可知，圆管为金属导体，导体内部自成闭合回路，且有电阻，当周围的线圈中产生出交变磁场时，就会在导体内部感应出涡电流，电流通过电阻要发热。该过程利用原理的是电磁感应现象，其发现者为法拉第。故选D。 2．（2020·新课标Ⅲ卷）如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到 A．拨至M端或N端，圆环都向左运动 B．拨至M端或N端，圆环都向右运动 C．拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动 D．拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动 【答案】B 【解析】无论开关S拨至哪一端，当把电路接通一瞬间，左边线圈中的电流从无到有，电流在线圈轴线上
的磁场从无到有，从而引起穿过圆环的磁通量突然增大，根据楞次定律（增反减同），右边圆环中产生了与左边线圈中方向相反的电流，异向电流相互排斥，故选B。 3．（2020·江苏卷）如图所示，两匀强磁场的磁感应强度1B和2B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（） A．同时增大1B减小2B B．同时减小1B增大2B C．同时以相同的变化率增大1B和2B D．同时以相同的变化率减小1B和2B 【答案】B 【解析】AB．产生顺时针方向的感应电流则感应磁场的方向垂直纸面向里。由楞次定律可知，圆环中的净磁通量变化为向里磁通量减少或者向外的磁通量增多，A错误，B正确。 CD．同时以相同的变化率增大B1和B2，或同时以相同的变化率较小B1和B2，两个磁场的磁通量总保持大小相同，所以总磁通量为0，不会产生感应电流，CD 错误。故选B。 4．（2020·浙江选考7月）如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO'上，随轴以角速度ω匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（）
电磁感应典型例题知识讲解
典型例题——电磁感应与电路、电场相结合 1．如图所示，螺线管的导线的两端与两平行金属板相接， 一个带负电的通草球用丝线悬挂在两金属板间，并处于静止状态， 若条形磁铁突然插入线圈时，通草球的运动情况是（） A、向左摆动 B、向右摆动 C、保持静止 D、无法确定 解：当磁铁插入时，穿过线圈的磁通量向左且增加，线圈产 生感应电动势，因此线圈是一个产生感应电动势的电路，相当于一个电源，其等效电路图如图，因此A板带正电，B板带负电，故小球受电场力向左答案：A 3．如图所示，匀强磁场B=0.1T，金属棒AB长0.4m，与框架宽度相同，电阻为R=1/3Ω,框架电阻不计，电阻R1=2Ω，R2=1Ω当金属棒以5m/s的速度匀速向左运动时，求： (1)流过金属棒的感应电流多大？ (2)若图中电容器C为0.3μF，则充电量多少？(1)0.2A，(2)4×10-8C 解：（1）金属棒AB以5m/s的速度匀速向左运动时，切割磁感线，产生 的感应电动势为Blv E=，得V V E2.0 5 4.0 1.0= ? ? =， 由串并联知识可得Ω = 3 2 外 R，Ω =1 总 R，所以电流A I2.0 = （2）电容器C并联在外电路上，V U 3 4.0 = 外 由公式C CU Q 3 4.0 10 3.06? ? = =-C 8 10 4- ? = 4．（2003上海）粗细均习的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图100-1所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是（） 解：沿四个不同方向移出线框的感应电动势都是Blv E=，而a、b两点在电路中的位置不同，其等效电路如图100-2所示，显然图B’的Uab最大，选B。 5.（2004年东北三校联合考试）粗细均匀的电阻丝围成如图12－8所示的线框abcd e（ab=bc）置于正方形有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面.现使线框以同样大小的速度匀速地沿四个不同方向平动进入磁场，并且速度方向始终与线框先进入磁场的那条边垂直，则在通过图示位置时，线框ab边两端点间的电势差绝对值最大的是 a A’ a B’ a b C’ a D’ N S A B
电磁感应专题讲解
高二物理《电磁感应》备课讲座 一、知识网络 二、高考要求 三、本章概述 本章以电场及磁场等知识为基础，通过实验总结了产生感应电流的条件和判定感应电流方向的一般
方法——楞次定律，给出了确定感应电动势大小的一般规律——法拉第电磁感应定律，讲述了电磁感应的两种特殊现象——自感和涡流。 楞次定律和法拉第电磁感应定律是解决电磁感应问题的重要依据。具有普遍性,普遍性指无论是动生电动势、感生电动势和自感电动势，它们的大小计算、方向判定，都可应用这两个定律。这两个定律是对电磁感应现象的高度概括，课本中安排了较多的演示实验，要注重对实验现象的分析、推理，并得出结论。 本章是电学的重要组成部分，他既与前面的磁场、直流电路、力和运动、能量等知识联系密切，同时又为下一章交变电流的学习打下基础。 在学习过程中，要注意培养学生的抽象思维能力，同时应注意不断提高理解能力、分析综合能力和推理能力，以及空间想象能力。另外，要学习法拉第在发现定律的过程中表现出的科学态度、意志力以及人类对电与磁的认识中，反映出科学发展的继承性，科学家的群体作用。 近几年的高考中对本章的考查，命题率较高的是感应电流产生的条件、方向判定和导体切割磁感线产生感应电动势的计算。另外电磁感应图像问题以及电磁感应现象与磁场、电路、力学、能量等知识相联系的综合题也在近几年时有出现，应在学习中引起重视。 本章知识重点： （1）电磁感应现象；感应电动势大小计算； (2）楞次定律、右手定则。 （3）自感现象；自感系数。 本章知识难点： 1．磁通量的概念及其变化。 2．理解闭合电路磁通量的改变情况，明确产生感应电流的条件。 3．了解电磁感应现象中能量的守恒。 四、单元划分 本章可分为四个单元： 第一单元：第一节，磁通量和电磁感应现象的产生． 第二单元：第二节，法拉第电磁感应定律． 第三单元：第三节和第四节，楞次定律及其应用． 第四单元：第五节、第六节和*第七节，一种特殊的电磁感应现象——自感及其应用．第七节是选学内容. 五、教学建议 学习本章时应注意以下三点： （1）本章知识是对初中定性描述电磁感应现象的拓展与定量分析，楞次定律和法拉第电磁感应定律是解决电磁感应问题的重要依据，学习中必须深入理解和熟练掌握。同时由于电磁感应的实际 问题与前面学习过的电学、力学知识联系密切，在学习时还应注意培养综合运用学过的知识分 析解决实际问题的能力。 （2）知道电磁感应现象的特例——自感现象。要理解自感线圈对电流的影响作用。并知道自感现象在实际中的应用。 （3）认真分析电磁感应现象中的能量问题，熟练应用能量守恒定律是求解较复杂的电磁感应问题常用的方法。 第一单元电磁感应现象 电磁感应现象是电磁感应中的重要一节。这一节教学内容较多，其中磁通量及其变化又是后继课程法
2020高考物理二轮复习专题练习卷----电磁感应规律及其应用附解析
2020年高考物理二轮复习专题练习卷----电磁感应规律及其应用 一、选择题 1.如图所示，某小组利用电流传感器(接入电脑，图中未画出)记录灯泡A和自感元件L构成的并联电路在断电瞬间各支路电流随时间的变化情况，i1表示小灯泡中的电流，i2表示自感元件中的电流(已知开关S闭合时i2＞i1)，则下列图象中正确的是 解析开关断开后，A与L组成闭合回路后，L中的电流方向不变，而A中的电流方向与此前的电流方向相反，故C正确，A、B、D错误。 答案 C 2.空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图5－2－1(a)中虚线MN所示。一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。t＝0时磁感应强度的方向如图(a)所示；磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示。则在t＝0到t＝t1的时间间隔内 A．圆环所受安培力的方向始终不变 B．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向
C ．圆环中的感应电流大小为B 0rS 4t 0ρ D ．圆环中的感应电动势大小为B 0πr 2 4t 0 解析 根据楞次定律可知在0～t 0时间内，磁感应强度减小，感应电流的方向为顺时针，圆环所受安培力水平向左，在t 0～t 1时间内，磁感应强度反向增大，感应电流的方向为顺时针，圆环所受安培力水平向右，所以选项A 错误，B 正确；根据法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt ＝12πr 2·B 0t 0＝B 0πr 22t 0，根据电阻定律可得R ＝ρ2πr S ，根据欧姆定律可得I ＝E R ＝B 0rS 4t 0ρ ，所以选项C 正确，D 错误。 答案 BC 3.(多选)用导线绕一圆环，环内有一用同样导线折成的内接正方形线框，圆环与线框绝缘，如图所示。把它们放在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面(纸面)向里。当磁场均匀减弱时 A ．圆环和线框中的电流方向都为顺时针 B ．圆环和线框中的电流方向都为逆时针 C ．圆环和线框中的电流大小之比为2∶1 D ．圆环和线框中的电流大小之比为2∶1 解析 根据楞次定律可知，当磁场均匀减弱时，线圈内产生的感应磁场方向与原磁场方向相同，即感应电流方向都为顺时针，A 正确，B 错误；设圆形半径为a ，则圆环面积为S ＝πa 2，圆环周长为L ＝2πa ，正方形框面积为S ′＝2a 2，正方形线框边长之和为L ′＝42a ，因为磁场是均匀减小的，故E ＝ΔB ·S Δt ，所以圆环和正方形线框中的电动势之 比为E E ′＝S S ′＝π2，两者的电阻之比为R R ′＝π22，故电流之比为I I ′＝E R E ′R ′ ＝E R ×E ′R ′＝22π×π2＝21 ，故C 正确，D 错误。 答案 AC 4.如图(甲)，匝数n ＝2的金属线圈(电阻不计)围成的面积为20 cm 2，线圈与R ＝2 Ω的电阻连接，置于竖直向上、均匀分布的磁场中。磁场与线圈平面垂直，磁感应强度为B 。B －t 关系如图(乙) ，规定感应电流i 从a 经过R 到
电磁感应的经典讲解
由法拉第电磁感应定律，当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，回路中就产生感应电动势。但引起磁通量变化的原因可以不同。当导体或导体回路在恒定磁场中运动而产生的感应电动势，称为动生电动势；而当导体或导体回路不动，磁场发生变化而产生的感应电动势则称为感生电动势。 1．动生电动势： 设闭合导体回路abcda中，导线cd可在导线框上向右自由滑动，速度为v。任意时刻t穿过该导线框的磁通量为： 由法拉第电磁感应定律，该导线框中的感应电动势（动生电动势）大小为： 此动生电动势的方向由c指向d。 动生电动势的产生机制： 导线cd在磁场中向右运动时，自由电子受洛仑兹力： 的方向由d指向c。 该洛仑兹力使导线两端积累电荷而产生电场，使自由电子受电场力：
的方向由c指向d。 当时，，使cd间维持电势差。 此时，导线cd相当于一个电源，d为正极、c为负极。 可见：产生动生电动势的原因为洛仑兹力。 导线cd中的非静电场为作用在单位正电荷上的洛仑兹力： 由电动势的定义，导线cd中的动生电动势为： 上例中导线cd中产生的动生电动势时也可用上式求得： 讨论：当导线速度在垂直于磁场方向的分量不为零时才能产生感应电动势。可形象地说：导线因切割磁感应线而产生电动势。 Flash动画：动生电动势 例题13-2-1：长为l 的铜棒，以速率v 平行于电流为i的无限长载流直导线运动，求铜棒中的电动势。 解法一：直电流在其右侧空间产生的磁感强度为： 方向垂直向里。
在铜棒上任取线元dx。其上产生的动生电动势为： 整个铜棒上的动生电动势为： 电动势的方向从左向右。 解法二： 取假想闭合回路（假想部分无感应电动势）。 通过该假想回路中面积元dS的磁通量为： 所以通过整个回路的磁通量为： 由法拉第电磁感应定律，铜棒上的动生电动势为： 例题13-2-2：长为l 的铜棒，在均匀磁场B中以角速度ω旋转，求铜棒两端的感应电动势。解法一：在铜棒上取线元dl，其速率：
高三复习 专题电磁感应(含解析)
专题11 电磁感应 【2018年高考考点定位】 本考点从磁通量开始，以引起磁通量变化的各种原因为线索，以判断磁通量变化导致的感应电动势和感应电流大小和方向的楞次定律和法拉第电磁感应定律为重点，综合力学和电学的相关知识点，电磁感应考点主要的知识网络。 【考点p k 】名师考点透析 考点一、磁通量 电磁感应现象和楞次定律 【名师点睛】 1、 磁通量：穿过平面的磁感线条数，公式sin BS φθ=，θ为磁场方向和平面的夹角。引起磁通量变化的原因可能是磁感应强度的变化，线圈面积的变化以及二者夹角的变化，磁通量变化量记做0φφφ?=-。 2、 电磁感应现象：法拉第发现并总结出产生感应电流的五种情况：○1变化的电流○2变化的磁场○3运动的恒定电流○4运动的磁铁○5在磁场中运动的导体?进一步总结发现：当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生。电磁感应的实质是产生感应电动势，如果回路闭合则产生感应电流，若回路不闭合则产生感应电动势，电路中没有感应电流。 3、 楞次定律：感应电流产生的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。?阻碍不是阻止，“增反减同”即若磁通量减小，感应电流产生的磁场与原磁场方向相同，若磁通量增大，感应电流产生的磁场与原磁场同向。“增缩减扩”对线圈分析，若磁通量增大，线圈与缩小的趋势，若磁通量减小，线圈有扩大的趋势。 4、 右手定则：导体切割磁感线时判断感应电流方向用右手定则?伸开右手，让大拇指和其他四指垂直，并且和手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心传入，并使拇指方向指向导体棒运动的方向，此时四指所指的方向就是感应电流方向 考点二、法拉第电磁感应定律 自感和涡流 【名师点睛】 1、 闭合电路中感应电动势的大小与磁通量变化率成正比即E n t φ?=?，其中n 为线圈匝数，普遍适用。 2、 若导体棒垂直切割磁感线则有sin E Blv θ=，若导体棒在匀强磁场张绕其中一端点做匀速圆周运动，则产生的感应电动势212 E Bl ω=。若线圈面积不变，则感应电动势B E n ns t t φ??==??，B t ??即B t -图像的斜率。磁通量发生变化产生感应电流的过程通过横
2018年高考物理一轮复习 专题46 电磁感应中的动力学和能量问题(讲)(含解析)
专题46 电磁感应中的动力学和能量问题 1.会分析计算电磁感应中有安培力参与的导体的运动及平衡问题. 2.会分析计算电磁感应中能量的转化与转移． 考点一 电磁感应中的动力学问题分析 1． 安培力的大小 由感应电动势E ＝BLv ，感应电流r R E I +=和安培力公式F ＝BIL 得r R v L B F +=22 2． 安培力的方向判断 3． 导体两种状态及处理方法 (1)导体的平衡态——静止状态或匀速直线运动状态． 处理方法：根据平衡条件(合外力等于零)列式分析． (2)导体的非平衡态——加速度不为零． 处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析． ★重点归纳★ 1．电磁感应中的动力学问题中两大研究对象及其关系 电磁感应中导体棒既可看作电学对象(因为它相当于电源)，又可看作力学对象(因为感应电流产生安培力)，而感应电流I 和导体棒的速度v 则是联系这两大对象的纽带：
2．电磁感应中的动力学问题分析思路 解决电磁感应中的动力学问题的一般思路是: “先电后力”，即：先做“源”的分析——分离出电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E 和r ； 再进行“路”的分析——分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相应部分的电流大小，以便求解安培力； (常是金属杆、导体线圈等)的受力情况，尤其注意其 导体棒的电阻相当于电源的内阻，感导体棒受到安培力及其他力，安培力F 安＝BIl 或r R v L B F +=22，根据牛顿第二定律列动力学 方程：F 合＝ma . (3)过程分析： 由于安培力是变力，导体棒做变加速或变减速运动，当加速度为零时，达到稳定状态，最后做匀速直线运动，根据共点力平衡条件列平衡方程：F 合＝0. ★典型案例★如图甲所示，一对足够长的平行粗糙导轨固定在与水平面夹角为370 的斜面上，两导轨间距为l=1m ，下端接有R=3Ω的电阻，导轨的电阻忽略不计；一根质量m=0.5kg 、电
【推荐】2019高考物理二轮复习第13讲电磁感应专题训练.docx
第13讲电磁感应 一、选择题(每小题6分,共36分) 1.(2018湖北宜昌元月调研)一种早期发电机原理示意图如图所示,该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成,两磁极相对于线圈平面对称,线圈圆心为O点。在磁极绕转轴匀速转动的过程中,当磁极与O点在同一条直线上时,穿过线圈的( ) A.磁通量最大,磁通量变化率最大 B.磁通量最大,磁通量变化率最小 C.磁通量最小,磁通量变化率最大 D.磁通量最小,磁通量变化率最小 2.(2018辽宁大连双基,8)如图所示,线圈L的自感系数很大,且其电阻可以忽略不计,L 1、L 2 是两个完全相同的灯泡,随着开关S闭合和断开(灯丝不会断),灯L 1、L 2 亮度的变化情况是 ( ) A.S闭合,L 1不亮,L 2 亮度逐渐变亮,最后两灯一样亮 B.S闭合,L 1、L 2 同时亮,而后L 1 逐渐熄灭,L 2 则逐渐变得更亮 C.S断开,L 1、L 2 立即不亮 D.S断开,L 1、L 2 都会亮一下再熄灭
3.(2018安徽六校二联)(多选)如图所示,光滑水平面上存在有界匀强磁场,磁感应强度为B,质量为m、边长为a的正方形线框ABCD斜向右上方穿进磁场,当AC刚进入磁场时,线框的 速度为v,方向与磁场边界成45°角,若线框的总电阻为R,则( ) A.线框穿进磁场过程中,线框中电流的方向为DCBAD B.AC刚进入磁场时线框中感应电流为 C.AC刚进入磁场时线框所受安培力为 D.此时CD两端电压为Bav 4.(2018河南豫南九校联盟第一次联考)(多选)如图所示,足够长的U形光滑金属导轨平面 与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,金属棒ab接入电路的电阻为R,当流过金属棒ab某一横截面的电量为q时,金属棒ab的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中( ) A.运动的平均速度大于v B.受到的最大安培力大小为 sin θ C.下滑的位移大小为 D.产生的焦耳热为qBLv 5.(2018宁夏银川唐徕回民中学等三校三模,7)(多选)如图甲所示,光滑的平行金属导轨AB、CD竖直放置,AB、CD相距L,在B、C间接一个阻值为R的电阻;在两导轨间的abcd矩形区
电磁感应综合讲解
学科：物理 教学内容：电磁感应综合讲解 【本章知识框架】 【历届相关试题分析】 一、楞次定律 1．（1999年全国高考）图12—1为地磁场磁感线的示意图．在北半球地磁场的竖直分量向下．飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变．由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差．设飞行员左方机翼末端处的电势为U1，右方机翼末端处的电势为U2，则 A．若飞机从西往东飞，U1比U2高 B．若飞机从东往西飞，U2比U1高 C．若飞机从南往北飞，U1比U2高 D．若飞机从北往南飞，U2比U1高 【解析】由右手定则可判知：在北半球，不论沿何方向水平飞行，都是飞机的左方机翼电势高，右 方机翼电势低． 【答案】AC
2．（2002年上海高考）如图12—2所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度．两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面．下面对于两管的描述中可能正确的是 A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的 B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的 C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的 D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的 【答案】AD 3．（2001年上海高考）如图12—3所示是一种延时开关．当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，将C线路接通．当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放．则 图12—3 A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 C．如果断开B线圈的电键S2，无延时作用 D．如果断开B线圈的电键S2，延时将变长 【解析】延时开关的工作原理是：当断开S1使A线圈中电流变小并消失时，则在闭合的B线圈中产生感应电流，据楞次定律，感应电流的磁场使铁芯中磁场减弱得慢些，因此才产生延时作用，可见是B线 圈的存在起了延时作用． 【答案】BC 二、电磁感应中的图象 4．（1998年全国高考）如图12—4（a）所示，一宽40 cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为20 cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v＝20 cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻t＝0，在下列图线中，正确 反映感应电流强度随时间变化规律的是
十年高考(2010-2019年)之高三物理真题精选分类专题-电磁感应(解析版)
专题.电磁感应 题型一、导体棒的有效长度、楞次定律与法拉第电磁感应定律的综合考查................................1题型二、电磁感应中的图像类问题..................................................................................................10题型三、互感与自感现象的考查......................................................................................................13题型四、法拉第电磁感应定律与动力学、能量的综合考查..........................................................15题型一、导体棒的有效长度、楞次定律与法拉第电磁感应定律的综合考查 1.（2019全国1）空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a ）中虚线MN 所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ，将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内，圆心O 在MN 上。t =0时磁感应强度的方向如图（a ）所示：磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图（b ）所示，则在t =0到t =t 1的时间间隔内（ ） A.圆环所受安培力的方向始终不变 B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 C.圆环中的感应电流大小为 004B rS t ρ D.圆环中的感应电动势大小为 2 00 π4B r t 【答案】BC 【解析】AB 、根据B-t 图象，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针，但在t 0时刻，磁场的方向发生变化，故安培力方向A F 的方向在t 0时刻发生变化，则A 错误，B 正确； CD 、由闭合电路欧姆定律得：E I R =，又根据法拉第电磁感应定律得：2 2B r E t t π?Φ?== ??，又根据电阻定律得：2r R S πρ=，联立得：004B rS I t ρ=，则C 正确，D 错误。故本题选BC 。
知识讲解电磁感应复习与巩固提高
电磁感应复习与巩固 编稿：张金虎审稿：李勇康 【学习目标】 1．电磁感应现象发生条件的探究与应用。 2．楞次定律的建立过程与应用：感应电流方向决定因素的探究，楞次定律的表述及意义。 3．法拉第电磁感应定律的运用，尤其是导体棒切割磁感线产生感应电动势 sin EBLv??的计算是感应电动势定量计算的重点所在。在应用此公式时要特别注意导体棒的有效切割速度和有效长度。 4．利用法拉第电磁感应定律、电路知识、牛顿运动定律、能的转化和守恒定律进行综合分析与计算。 【知识络】 【要点梳理】 要点一、关于磁通量?，磁通量的变化??、磁通量的变化率t??? 1、磁通量
磁通量cos BSBSBS???????，是一个标量，但有正、负之分。 可以形象地理解为穿过某面积磁感线的净条数。 2、磁通量的变化 磁通量的变化21??????． 要点诠释： ??的值可能是2?、1?绝对值的差，也可能是绝对值的和。例如当一个线圈从与磁感 线垂直的位置转动180?的过程中21??????． 3、磁通量的变化率 磁通量的变化率t???表示磁通量变化的快慢，它是回路感应电动势的大小的决定因素。 2121ttt????????， 在回路面积和位置不变时BStt??????（Bt??叫磁感应强度的变化率）； 在B均匀不变时SBtt??????，与线圈的匝数无关。 要点二、关于楞次定律 （1）定律内容：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发生变化。 （2）感应电流方向的决定因素是：电路所包围的引起感应电流的磁场的方向和磁通量的增减情况。 （3）楞次定律适用范围：适用于所有电磁感应现象。 （4）应用楞次定律判断感应电流产生的力学效果（楞次定律的变式说法）：感应电流受到的安培力总是阻碍线圈或导体棒与磁场的相对运动，即线圈与磁场靠近时则相斥，远离时则相吸。 （5）楞次定律是能的转化和守恒定律的必然结果。 要点三、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，即Et????． 要点诠释： 对n匝线圈有Ent????． （1）Ent????是t?时间内的平均感应电动势，当0t??时，Ent????转化为瞬时感应电动势。
高考黄冈中学冲刺讲解专题：电磁感应与电路分析
2011届高考黄冈中学物理冲刺讲解、练习题、预测题10：第5专题电磁感应与电路的分析（2）经典考题 1．某实物投影机有10个相同的强光灯L1～L10(24 V200 W)和10个相同的指示灯X1～X10(220 V 2 W)，将其连接在220 V交流电源上，电路图如图所示．若工作一段时间后L2灯丝烧断，则[2009年高考·重庆理综卷]() A．X1的功率减小，L1的功率增大 B．X1的功率增大，L1的功率增大 C．X2的功率增大，其他指示灯的功率减小 D．X2的功率减小，其他指示灯的功率增大 【解析】显然L1和X1并联、L2和X2并联……然后他们再串联接在220 V交流电源上．L2灯丝烧断，则总电阻变大，电路中电流I减小，又L1和X1并联的电流分配关系不变，则X1和L1的电流、功率都减小．同理可知，除X2和L2外各灯功率都减小，A、B均错．由于I减小，各并联部分的电压都减小，交流电源电压不变，则X2上电压增大，根据P＝U2 R 可知，X2的功率变大，C正确、D错误． [答案] C 2．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则[2009年高考·福建理综卷]() A．电压表的示数为220 V B．电路中的电流方向每秒钟改变50次 C．灯泡实际消耗的功率为484 W D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J 【解析】电压表的示数为灯泡两端电压的有效值，由图象知电动势的最大值E m＝220 2 V，有效值E＝220 V，灯泡两端电压U＝RE R＋r ＝209 V，A错误；由图象知T＝0.02 s，一个 周期内电流方向变化两次，可知1 s内电流方向变化100次，B错误；灯泡的实际功率P＝U2 R ＝2092 95W＝459.8 W，C错误；电流的有效值I＝E R＋r ＝2.2 A，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热Q＝I2rt＝2.22×5×1 J＝24.2 J，D正确． [答案] D 3．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u＝202sin 100πt V．氖泡在两端电压达到100 V时开始发光，下列说法中正确的有[2009年高考·江苏物理卷]()