电磁感应3
2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修2 第2章电磁感应第3节涡流(1)课件
A.tA>tB=tC=tD C.tC>tA=tB=tD
B.tC=tA=tB=tD D.tC=tA>tB=tD
5、如图所示，蹄形磁铁的两极之间放置一个线圈abcd，磁铁和线 圈都可以绕OO′轴转动，当磁铁按图示方向绕OO′轴转动，线圈的 运动情况是( C ) A．俯视，线圈顺时针转动，转速与磁铁相同 B．俯视，线圈逆时针转动，转速与磁铁相同 C．线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁的转速 D．线圈静止不动
（4）涡流的磁效应：涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警。
金属探测仪
探雷器
4、危害：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。 5、防止（减少涡流的途径）： ①增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。
用硅钢片做变 压器的铁芯
②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
四、电磁驱动
1、定义：当磁场相对于导体转动时，在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而运动起来的现象。 线圈转动与磁铁同向，但转速小于磁铁，即同向异步。 2、应用：感应电动机、电能表、汽车上用的电磁式速度表等。
交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。配置的三个 线圈连接到三相电源上，就能产生类似上面演示实验中的旋转 磁场，磁场中的导线框也就随着转动（图2.3-11）。就这样， 电动机（图2.3-12）把电能转化成机械能。
感生电动势：由感生电场产生的感应电动势。 感生电动势所对应的非静电力是感生电场对自由电荷的作用。 感生电场是产生感生电动势的原因。
3、感生电场应用实例---电子感应加速器 电子感应加速器:应用感生电场来加速电 子的一种设备。 柱形电磁铁：产生变化的磁场；
法拉第电磁感应定律3
《法拉第电磁感应定律》专题讲义产生感应电动势的条件：1、 条件：不论电路闭合与否，只要穿过它的磁通量发生变化，就会产生感应电动势2、 理解：产生感应电流必存在感应电动势，电路断开时没有感应电流，但感应电动势依然存在。
感应电动势方向的判定：用右手定则或楞次定律所判定的感应电流方向，其实是电源内部的电流方向。
1．法拉第电磁感应定律内容：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。
公式：，在国际单位制中，ε的单位是伏特，φ的单位是韦伯，t 的单位是秒，则。
如果闭合电路是一个n匝线圈，则②ε可以表示为：2．导线切割磁感线时产生的感应电动势的大小，ε=BLv ，只有B 、L 、v 两两垂直时才能用此公式。
如果L 与v 不垂直，可取L 在与v 垂直方向上的投影来计算，称为有效长度，或者将速度沿平行于L 和垂直于L 方向分解，垂直于L 方向的速度为有效切割速度。
当B 与v 不垂直时，将v 按垂直于B 平行于B 分解，取垂直于B 的速度代入计算。
无论v 与B 有夹角，v 与L 有夹角都可写成 ε=BLvsinθ与ε=BLv 的比较：常用来计算Δt 时间内的平均感应电动势，当Δt 取极短时，ε可表示极短时间内的瞬时电动势。
ε=BLvsinθ常用来计算瞬时感应电动势，v 代表瞬时速度；也可以用来计算平均感应电动势，v 代表平均速度；感应电荷量感应电荷量仅由磁通量变化大小Δφ与电路的电阻决定与变化时间无关。
不能用瞬时电动势求电荷量。
b ac《法拉第电磁感应定律》专题巩固练习与恒定电流综合：如图所示，两个互连的金属圆环，粗金属环的电阻为细金属环电阻的二分之一。
磁场垂直穿过粗金属环所在区域。
当磁感应强度随时间均匀变化时，在粗环内产生的感应电动势为ε。
则a、h两点间的电势差为--------（）A．ε/2 B．ε/3C．2ε/3D．ε注意：磁通量变化的线圈充当整个回路的电源，本题中的电源是有内阻的，a、b两点间的电势差不是电源的电动势，而是路端电压。
法拉第电磁感应3
实验探究三
有感应电流，有电动势存在。 有感应电流，有电动势存在。 演示实验并播放动画 画出等效电路图
试从本质上比较甲、乙两 从本质上比较甲、 比较甲 电路的异同 甲 乙
相同点：两电路都是闭合的， 相同点：两电路都是闭合的，有电流 不同点：甲中有电池（电源） 不同点：甲中有电池（电源） 乙中有螺线管 相当于电源） （相当于电源）
∆Φ E= = BLv ∆t
切割方向与磁场方向成θ角时： （ 2 ）切割方向与磁场方向成 θ 角时 ： 如 图所示， 分解为垂直B和平行 图所示，将v分解为垂直 和平行 的两 分解为垂直 和平行B的两 个分量，其中： 个分量，其中： v⊥ = vsin θ 对切割有贡献．
v// = vcosθ 对切割无贡献．
（2） ∆Φ/∆t 是指在时间∆t 内磁通量变 ∆t 化快慢的平均值； ∆t→0，∆Φ/∆t表示在 某瞬时磁通量变化的快慢， 2．法拉第电磁感应定律 ： 电路中感应 法拉第电磁感应定律： 法拉第电磁感应定律 电动势的大小， 电动势的大小 ， 跟穿过这一电路的磁 通量的变化率成正比． 通量的变化率成正比．
∆φ E= ∆t
∆φ q = I ⋅ ∆t = R
E ∆φ I= = R ∆t ⋅ R
∆φ = S∆B = 0.001Wb
∆φ ∴q = = 0.01C R
例与练 • 5、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，若线 单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动， 圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示 正弦图象一部分）， ），则 （正弦图象一部分），则（ ） • A.线圈中0时刻感应电动势为0 A.线圈中 时刻感应电动势为0 线圈中0 • B.线圈中0时刻感应电动势最大 B.线圈中 线圈中0 • C.线圈中D时刻感应电动势为0 C.线圈中 时刻感应电动势为0 线圈中D • D.线圈中A时刻感应电动势大于B时刻感应电动 D.线圈中 时刻感应电动势大于B 线圈中A 势
高中物理选修21第三章电磁感应(含解析)
高中物理选修2-1第三章电磁感应（含解析）一、单选题1.下列现象中，属于电磁感应现象的是（）A.小磁针在通电导线附近发生偏转B.通电线圈在磁场中转动C.闭合线圈在磁场中运动而产生电流D.磁铁吸引小磁针2.下列家用电器中，利用电磁感应原理进行工作的是（）A.电吹风B.电冰箱C.电饭煲D.电话机3.下列设备中，利用电磁感应原理工作的是（）A.电动机B.白炽灯泡C.发电机D.电风扇4.电磁感应现象在生活及生产中的应用非常普遍，下列不属于电磁感应现象及其应用的是（）A.发电机B.电动机C.变压器D.日光灯镇流器5.如图所示，把一条长直导线平行地放在小磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，小磁针会发生偏转。
首先观察到这个实验现象的物理学家是（）A.奥斯特B.法拉第C.洛伦兹D.楞次6.金属探测器已经广泛应用于安检场所，关于金属探测器的论述正确的是（）A.金属探测器可用于食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中B.金属探测器探测地雷时，探测器的线圈中产生涡流C.金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流D.探测过程中金属探测器与被测物体相对静止与相对运动探测效果相同7.在物理学中许多规律是通过实验发现的，下列说法正确的是（）A.麦克斯韦通过实验首次证明了电磁波的存在B.牛顿通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持C.奥斯特通过实验发现了电流的热效应D.法拉第通过实验发现了电磁感应现象8.关于感应电流，下列说法中正确的是（）A.只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生B.穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生C.线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生D.只要闭合电路的导体做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流产生9.奥斯特发现电流的磁效应的这个实验中，小磁针应该放在（）A.南北放置的通电直导线的上方B.东西放置的通电直导线的上方C.南北放置的通电直导线同一水平面内的左侧D.东西放置的通电直导线同一水平面内的右侧10.图所示的磁场中，有三个面积相同且相互平行的线圈S1、S2和S3，穿过S1、S2和S3的磁通量分别为Φ1、Φ2和Φ3，下列判断正确的是（）A.Φ1最大B.Φ2最大C.Φ3最大D.Φ1=Φ2=Φ3二、多选题11.如图所示，直导线MN竖直放置并通以向上的电流I ，矩形金属线框abcd与MN处在同一平面，边ab与MN平行，则（）A.线框向左平移时，线框中有感应电流B.线框竖直向上平移时，线框中有感应电流C.线框以MN为轴转动时，线框中有感应电流D.MN中电流突然变化时，线框中有感应电流12.我国已经制订了登月计划，假如航天员登月后想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流计和一个小线圈，则下列推断中正确的是()A.直接将电流计放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有无B.将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流计无示数，则判断月球表面无磁场C.将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流计有示数，则判断月球表面有磁场D.将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈分别绕两个互相垂直的轴转动，月球表面若有磁场，则电流计至少有一次示数不为零13.于感应电流，下列说法中正确的是（）A.只要闭合电路里有磁通量，闭合电路里就有感应电流B.穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生C.线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框也没有感应电流D.只要闭合电路的一部分导体切割磁感线运动电路中就一定有感应电流14.电磁感应现象揭示了电与磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备．以下电器中，哪些利用了电磁感应原理（）A.变压器B.白炽灯泡C.电磁灶D.电吹风15.发现电磁感应规律是人类在电磁学研究中的伟大成就。
电磁感应第三课
第三课楞次定律【学习目标】1．掌握右手定则，并理解右手定则实际上是楞次定律的一种具体表现形式；(重点)2．理解并掌握楞次定律的内容；3．能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向，培养学生应用物理规律解决实际问题的能力．(重点＋难点)【知识梳理】1．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)适用范围：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动．2．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是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．(2)利用楞次定律判断感应电动势和感应电流方向的方法归纳为4个步骤：①分辨引起电磁感应的原磁场B0的方向．②确定B0通过闭合回路磁通量的增减．③根据楞次定律，确定感应电流的磁场B′的方向．④用安培定则判断感应电流的方向3．感应电流的磁场与磁通量变化的关系感应电流的方向与原磁场的方向及原磁场通过线圈的磁通量增减有关．当引起感应电流的原磁场B0穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流的磁场B′方向与原磁场B0方向相反；当B0穿过螺线管的磁通量减小时，感应电流的磁场B′方向与原磁场B0的方向相同．【基础自测】1.判断下列说法的正误.(1)感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反.(×)(2)感应电流的磁场可能与引起感应电流的磁场方向相同.(√)(3)感应电流的磁场总是阻止引起感应电流的磁通量的变化.(×)2.如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′，都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中.现垂直于导轨放置一根导体棒MN，MN向右运动时，MN中的电流方向为________，MN向左运动时，MN中的电流方向为________.(填“M→N”或“N→M”)答案N→M M→N【考点应用】考点一：对楞次定律的理解及应用1．因果关系：闭合导体回路中磁通量的变化是因，产生感应电流是果；原因产生结果，结果又反过来影响原因．2．“阻碍”的含义谁阻碍谁是感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化阻碍什么阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身如何阻碍当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同”结果如何阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化快慢，这种变化将继续进行的过程中，其他形式的能转化为电能，常见的情况有以下四种：(1)阻碍原磁通量的变化(增反减同)；(2)阻碍导体的相对运动(来拒去留)；(3)通过改变线圈面积来“反抗”(增缩减扩)；(4)阻碍自身电流的变化(自感现象将在后面学习到)．提示：(1)“阻碍”并不意味着“相反”．在理解楞次定律时，有些同学错误地把“阻碍”作用认为感应电流产生磁场的方向和原磁场方向相反，事实上，它们可能同向，也可能反向，需根据磁通量的变化情况判断．(2)“阻碍”的结果是实现了其他形式的能向电能转化，这和能量守恒定律相吻合，如果没有“阻碍”，将违背能量守恒定律．【例1】如图所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中()A．始终有感应电流自a向b流过电流表GB．始终有感应电流自b向a流过电流表GC．先有a→G→b方向的感应电流，后有b→G→a方向的感应电流D．将不会产生感应电流[思路点拨] 应用楞次定律判断感应电流的方向时，关键是分析原磁场方向和穿过回路的磁通量的变化情况．[解析]条形磁铁从左边进入螺线管的过程中，在螺线管内产生的磁场方向向右，穿过螺线管的磁通量不断增加，根据楞次定律，感应电流的方向是a→G→b.条形磁铁从螺线管中向右穿出的过程中，在螺线管内产生的磁场方向仍向右，穿过螺线管的磁通量不断减小，根据楞次定律，感应电流的方向是b→G→a，故C正确．[答案]C总结：应用楞次定律时应依次确定的物理量【跟进训练1.1】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()A．S增大，l变长B．S减小，l变短C．S增大，l变短D．S减小，l变长解析：选D.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．考点二：楞次定律、右手定则、左手定则1．楞次定律与右手定则的区别及联系楞次定律右手定则区别研究对象整个闭合回路闭合回路的一部分，即做切割磁感线运动的导体适用范围各种电磁感应现象只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况应用用于磁感应强度B随时间变化而产生的电磁感应现象较方便用于导体切割磁感线产生电磁感应的现象较方便联系右手定则是楞次定律的特例2.右手定则左手定则作用判断感应电流方向判断通电导体所受磁场力的方向已知已知切割运动方向和磁场方向已知电流方向和磁场方向条件图例因果关系运动→电流电流→运动应用实例发电机电动机(2)区分右手定则和安培定则：右手定则判断电流的方向；安培定则判断电流产生磁场的方向．【例2】图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，其中能产生由a到b 的感应电流的是()[思路点拨] 部分导体切割磁感线运动时，一般用右手定则判断感应电流方向，其方法是：掌心——磁感线穿过；拇指——导体运动方向；四指——感应电流方向．[解析]题中四图都属于闭合电路的一部分导体切割磁感线，应用右手定则判断可得：A中电流方向为a→b，B中电流方向为b→a，C中电流沿a→c→b→a方向，D中电流方向为b→a.故选A.[答案]A【跟进训练2.1】(多选)如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中．现垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F 拉动导体棒MN，下列关于导体棒MN中感应电流的方向和它所受安培力的方向的说法正确的是() A．感应电流的方向是N→MB．感应电流的方向是M→NC．安培力水平向左D．安培力水平向右[思路点拨][解析]以导体棒为研究对象，导体棒所处位置磁场的方向向下，运动方向向右，根据右手定则可知，导体棒中感应电流的方向是N→M，再根据左手定则可知，导体棒所受安培力的方向水平向左，选项A、C 正确．[答案]AC总结：“三定则一定律”的比较适用的基本物理现象应用的定则或定律判断电流(运动电荷)产生的磁场的方向安培定则判断安培力、洛伦兹力的方向左手定则判断闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时产生的右手定则感应电流的方向判断穿过闭合电路的磁通量发生变化时产生的感应电流楞次定律的方向【例3】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，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是()A．向右加速运动B．向左匀速运动C．向右减速运动D．向左减速运动[思路点拨] (1)PQ匀速运动→恒定电流→L1中磁通量不变→MN不动．(2)PQ变速运动→变化的电流→L1中磁通量变化→L1中产生感应电流→MN受安培力作用而运动．[解析]当PQ向右运动时，用右手定则可判定PQ中感应电流的方向是由Q→P，由安培定则可知穿过L1的磁场方向是自下而上的；若PQ向右加速运动，则穿过L1的磁通量增加，用楞次定律可以判断流过MN的感应电流方向是从N→M的，用左手定则可判定MN受到向左的安培力，将向左运动，可见选项A 错误；若PQ向右减速运动，流过MN的感应电流方向、感应电流所受的安培力的方向均将反向，MN向右运动，所以选项C是正确的；同理可判断D项是错误的．PQ匀速运动时，MN中无感应电流，MN不受安培力，B项错．[答案]C总结：电磁感应现象中导体运动问题的分析方法(1)确定所研究的闭合电路；(2)明确闭合电路所包围的区域磁场的方向及磁场的变化情况；(3)确定穿过闭合电路的磁通量的变化或导体是否切割磁感线；(4)根据楞次定律或右手定则判定感应电流的方向；(5)根据左手定则或“来拒去留”“增缩减扩”等判断导体所受安培力及运动的方向．【跟进训练3.1】如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直．金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面．现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是()A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向解析：选D.金属杆PQ向右切割磁感线，根据右手定则可知PQRS中感应电流沿逆时针方向；原来T 中的磁场方向垂直于纸面向里，金属杆PQ中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外，使得穿过T的磁通量减小，根据楞次定律可知T中产生顺时针方向的感应电流，综上所述，可知A、B、C项错误，D项正确．考点三：楞次定律的推广应用【例4】(多选)如图所示，光滑固定的导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时()A．p、q将互相靠拢B．p、q将互相远离C．磁铁的加速度仍为gD．磁铁的加速度小于g[思路点拨] 有两种方法可以解答本题：(1)直接应用楞次定律，根据楞次定律中的“阻碍”直接判断出闭合回路面积的变化趋势和导体棒的运动趋势；(2)首先判断出感应电流的方向，再利用左手定则判断安培力的方向．[解析]条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过闭合回路中的磁通量将增加，根据楞次定律，感应电流产生的磁场将阻碍这一磁通量的增加，具体表现应为：使回路面积减小，延缓磁通量的增加；对磁铁产生向上的磁场力，延缓磁铁的下落．故选项A、D正确．[答案]AD总结：发生电磁感应时，通过什么方式来“阻碍”原磁通量的变化要根据具体情况而定，可能是阻碍导体的相对运动，也可能是通过改变线圈面积来阻碍原磁通量的变化．若原磁通量增加，则通过减小面积起到阻碍的作用；若原磁通量减小，则通过增大面积起到阻碍的作用．这种方法用来判断“动”的问题非常有效．【跟进训练4.1】如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在fe右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向上，在fe左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内．当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界fe处由静止开始向右运动后，() A．圆环内产生变大的感应电流，圆环有收缩的趋势B．圆环内产生变大的感应电流，圆环有扩张的趋势C．圆环内产生变小的感应电流，圆环有收缩的趋势D．圆环内产生变小的感应电流，圆环有扩张的趋势解析：选C.由于金属棒向右运动的加速度减小，速度增加变慢，则电流增加的也变慢，则单位时间内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小．由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动，则abdc回路中产生顺时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于纸面向里的磁场，随着金属棒向右加速运动，圆环的磁通量将增大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量增大．【课时练习】1.(楞次定律的理解)根据楞次定律知，感应电流的磁场一定是()A.阻止引起感应电流的磁通量B.与引起感应电流的磁场方向相反C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化D.与引起感应电流的磁场方向相同答案C解析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，故选C.2.(楞次定律的应用)某磁场磁感线如图所示，有一铜线圈自图中A处落至B处，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应电流方向是()A.始终顺时针B.始终逆时针C.先顺时针再逆时针D.先逆时针再顺时针答案C解析自A处落至题图虚线所示位置的过程中，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律知线圈中感应电流方向为顺时针，从题图虚线所示位置落至B处的过程中，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律知，线圈中感应电流方向为逆时针，C项正确.3.(楞次定律的应用)磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图7所示方向的感应电流，则磁铁()A.向上运动B.向下运动C.向左运动D.向右运动答案B4.(右手定则的应用)(多选)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，如图所示，能正确表示磁感应强度B的方向、导体运动速度方向与产生的感应电流方向间关系的是()答案BC解析图A中导体不切割磁感线，导体中无电流；由右手定则可以判断B、C正确；D图中感应电流方向应垂直纸面向外.【课后练习】1.如图所示，水平放置的光滑杆上套有A、B、C三个金属环，其中B接电源，在接通电源的瞬间，A、C两环()A．都被B吸引B．都被B排斥C．A被吸引，C被排斥D．A被排斥，C被吸引解析：选B.在接通电源的瞬间，环B可等效为一短小的条形磁铁．左边为N极右边为S极，穿过A、C环的磁通量在增加．两环A、C为了阻碍磁通量的增加，都应朝环B外部磁场较小的方向运动，即A向左而C向右运动，两环都受到B环的排斥作用．2．磁电式仪表的线圈常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上而不用塑料做骨架是因为() A．塑料材料的坚硬程度达不到要求B．在铝框和指针一起摆动时更容易使指针很快停止摆动C．其他条件相同下，在通电后铝框比塑料框更容易摆动起来D．塑料是绝缘体，塑料框和指针一起摆动时更容易使指针很快停止摆动解析：选B.把线圈绕在铝框上而不用塑料做骨架是因为：在铝框和指针一起摆动时，铝框切割磁感线产生感应电流，此时铝框受安培力作用，阻碍铝框的相对运动，故更容易使指针很快停止摆动，故选B. 3．如图所示，光滑的金属导轨置于水平面内，匀强磁场方向垂直于导轨平面向上，磁场区域足够大．导线ab、cd平行放置在导轨上，且都能自由滑动．当导线ab在拉力F作用下向左运动时，下列判断错误的是()A．导线cd也向左运动B．导线cd内有电流，方向为c→dC．磁场对ab的作用力方向向右D．磁场对ab和cd的作用力方向相同解析：选D.当导线ab在力F作用下向左运动时，由右手定则知，电流方向为b→a，故cd内电流的方向为c→d，B正确；由左手定则知，ab边所受安培力方向向右，cd边所受安培力方向向左，且导线cd向左运动，故A、C项正确，D项错误．4.两个环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环．当A以如图所示的方向绕中心转动时，B中产生如图所示方向的感应电流．则()A．A可能带正电且转速减小B．A可能带正电且转速恒定C．A可能带负电且转速减小D．A可能带负电且转速增大解析：选C.因为当A带负电按顺时针方向旋转时等效于逆时针方向的环形电流，根据右手定则将产生向外的磁场，当转速减小时，穿过B的向外的磁通量减少，根据楞次定律，在B中将产生逆时针方向的感应电流．选项C正确．5．（多选）某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10－5T．一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是()A．河北岸的电势较高B．河南岸的电势较高C．电压表记录的电压为9 mVD．电压表记录的电压为5 mV解析：选AC.海水在落潮时自西向东流，该过程可以理解为：自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁场．根据右手定则，北岸电势高，南岸电势低，A对，B错．根据E＝BL v＝4.5×10－5×100×2 V＝9×10－3V 可知，C对，D错．6．（多选）如图所示，用细线悬挂一个很轻的铝环，铝环可以自由摆动．甲、乙两图的不同在于甲图中的铝环是完整闭合的，乙图中的铝环下端沿直径方向裂开了一个狭缝，不闭合．下列实验现象中正确的是() A．甲图中当磁铁向铝环靠近时，铝环后退B．乙图中当磁铁向铝环靠近时，铝环后退C．甲图中当磁铁离开铝环时，铝环被吸引D．乙图中当磁铁离开铝环时，铝环被吸引解析：选AC.由于甲图中的铝环是完整的、闭合的，当磁铁靠近或远离它时，铝环中产生感应电流，感应电流自身产生的磁场对磁铁有排斥或吸引的力；而乙图中的铝环不闭合，不能产生感应电流，与磁铁间没有磁场力作用，铝环位置不会受磁铁运动的影响．7．（多选）如图，在水平光滑桌面上，两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上，且每个小线圈都各有一半面积在金属框内，在金属框接通逆时针方向电流的瞬间()A．两小线圈会有相互靠拢的趋势B．两小线圈会有相互远离的趋势C．两小线圈中感应电流都沿顺时针方向D．左边小线圈中感应电流沿顺时针方向，右边小线圈中感应电流沿逆时针方向解析：选BC.金属框接通电流的瞬间，两个小线圈的磁通量均增大，根据楞次定律，为了阻碍磁通量的增大，它们必须相互远离，选项A错误，B正确；由环形电流的磁场分布规律知两小线圈中原磁场方向均垂直纸面向外，根据“增反减同”原则得，C正确，D错误．8．如图，金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧，若变阻器滑片P向左移动，则金属环A将向________(填“左”或“右”)运动，并有________(填“收缩”或“扩张”)趋势．解析：P向左移动，螺线管中的电流增大，环中磁通量增大，由楞次定律“阻碍”的含义可知，环A 向左移动，且有收缩趋势．答案：左收缩9如图所示，试探究在以下四种情况中小磁针N极的偏转方向．(1)开关S闭合时；(2)开关S闭合后；(3)开关S闭合后，调节滑动变阻器使电流增强；(4)开关S断开时．解析：开关S闭合时，左边线圈的电流及磁场情况和穿过右边线圈磁通量方向如图所示．(1)S闭合时，穿过右边线圈的磁通量Φ增强，由楞次定律可知，感应电流b→a，再由安培定则可知，N极向纸面外偏转．(2)S闭合后，穿过右边线圈的磁通量Φ不变，不产生感应电流，小磁针不偏转．(3)此种情况同(1)现象相同，即N极向纸面外偏转．(4)此种情况与(1)现象相反，即N极向纸面里偏转．答案：见解析。
第十章 电磁感应3
我们现将研究随时间变化的磁场，电场， 我们现将研究随时间变化的磁场，电场，以进 一步揭示电与磁的联系。 一步揭示电与磁的联系。
稳恒－－ 不随时间变化， 稳恒－－ 不随时间变化， 注意区分 均匀－－ 不随位置变化， 均匀－－ 不随位置变化，
非稳恒 − 场量是时间的函数 非均匀－ 非均匀－场量是位置的 函数
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②式中的负号是楞次定律的数学表示 ③若为N 匝线圈，则 若为 匝线圈，
称作磁通匝链数，简称磁链。 式中 Ψ = N Φ 称作磁通匝链数，简称磁链。
(3）磁通计 (3） 如果闭合回路为纯电阻R 如果闭合回路为纯电阻 时，则回路中的感应电流为
1 dΦ I = =− R R dt
那么t 那么 1 ～ t2 时间内通过导线上任一截面的感应电量大 小为
ε
q=∫
t2
t1
1 Φ2 1 Idt = − ∫ dΦ = (Φ1 − Φ 2 ) R Φ1 R
时刻回路中的磁通。 式中 Φ1，Φ 2 是t1 , t2 时刻回路中的磁通。
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上式说明，在一段时间内， 上式说明，在一段时间内，通过导线截面的电量 与这段时间内导线所围磁通的增量成正比。 与这段时间内导线所围磁通的增量成正比。 ＊：如果能测出导线中的感应电量， ＊：如果能测出导线中的感应电量，且回路中的电 如果能测出导线中的感应电量 阻为已知时，那么由上面公式， 阻为已知时，那么由上面公式，即可算出回路所围 面积内的磁通的变化量——磁通计就是根据这个原 面积内的磁通的变化量 磁通计就是根据这个原 理设计的。 理设计的。
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一是磁场不变, 一是磁场不变,回路的一部分相对磁场运动或回 路面积发生变化致使回路中磁通量变化而产生的感 应电动势，谓之动生电动势 动生电动势。 应电动势，谓之动生电动势。 另一种情况是回路面积不变, 另一种情况是回路面积不变,因磁场变化使回路 中磁通量变化而产生的感应电动势,谓之感生电动势。 中磁通量变化而产生的感应电动势,谓之感生电动势。 感生电动势
专题10电磁感应 第3讲电磁感应定律的综合应用(教学课件)-高考物理一轮复习
4．电磁感应中图像类选择题的两个常用方法
定性分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、 排除法 变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是分析物理量的正
负，以排除错误的选项 根据题目所给条件定量写出两个物理量之间的函数关系，然 函数法 后由函数关系对图像进行分析和判断
例2 (2020年山东卷)(多选)如图所示，平面直角坐标系的第一和第
的铜圆环，规定从上向下看时，铜环中的感应电流I，沿顺时针方向为
正方向．图乙表示铜环中的感应电流I随时间t变化的图像，则磁场B随
时间t变化的图像可能是下图中的
()
甲
乙
【答案】B
2．(2021年广东一模)(多选)如图所示，绝缘的水平面上固定有两条 平行的光滑金属导轨，导轨电阻不计，两相同金属棒a、b垂直导轨放 置，其右侧矩形区域内存在恒定的匀强磁场，磁场方向竖直向上．现两 金 属 棒 分 别 以 初 速 度 2v0 和 v0 同 时 沿 导 轨 自 由 运 动 ， 先 后 进 入 磁 场 区 域．已知a棒离开磁场区域时b棒已经进入磁场区域，则a棒从进入到离 开磁场区域的过程中，电流i随时间t的变化图像可能正确的有
()
【答案】AB
【解析】a 棒以速度 2v0 先进入磁场切割磁感线产生的感应电流为 i0 ＝Bl·R2v0，a 棒受安培阻力做变减速直线运动，感应电流也随之减小，即 i－t 图像的斜率逐渐变小；设当 b 棒刚进入磁场时 a 棒的速度为 v1，此 时的瞬时电流为 i1＝BRlv1.若 v1＝v0，即 i1＝BRlv0＝i20，此时双棒双电源反 接，电流为零，不受安培力，两棒均匀速运动离开，i－t 图像中无电流 的图像，故 A 正确，C 错误．
【解析】导体棒向右切割磁感线，由右手定则，知电流方向为 b 指 向 a，由图像可知金属杆开始运动经 t＝5.0 s 时，电压为 0.4 V，根据闭 合电路欧姆定律，得 I＝UR＝00..44 A＝1 A，故 A 正确；根据法拉第电磁感 应定律，知 E＝BLv，根据电路结构，可知 U＝R＋R rE，解得 v＝5 m/s， 故 B 错误；
电磁感应 交流电 (3)
，转过的角度，则导从图示位置开始计时，经过时间，导体位置由oa转到oa
1
体扫过的面积
切割的磁感线条数（即磁通量的变化量）
单位时间内切割的磁感线条数为：，单位时间内切割的磁感线条数（即为磁通量的变化率）等于感应电动势的大小：
即：
计算时各量单位：
三. 楞次定律应用题型
1. 阻碍变化阻碍原磁通的变化
2. 阻碍变化阻碍（导体间的）相对运动，即“来时拒，去时留”
3. 阻碍变化阻碍原电流的变化，应用在解释自感现象的有关问题。
四. 综合应用题型
1. 电磁感应现象中的动态过程分析
2. 用功能观点分析电磁感应现象中的有关问题
3. 交变电流
（1）交变电流的产生，从中性面开始计时
（）
（2）交变电流的有效值和最大值
（3）理想变压器，
（4）电能的输送。
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磁感应强度：垂直通过单位面积的磁力线的数目，叫做该 点磁感应强度，用字幕B表示，单位是T（特）。 在均匀磁场中，磁感应强度B= Φ/s
电磁感应
1磁与电磁的基本知识 凡具有吸引铁、钴等物质的性质称为磁性。 具有磁性的物体叫做磁体。 磁体两端磁性最强的区域叫磁极。南极S，北极N
2电流的磁效应
通电导线的周围存在磁场，这种现象叫电流的磁效应。 通电导线的周围的磁场是由导线中的电流产生的，磁场的强弱取决于电 流的大小，磁场的方向可用右手螺旋定则来判定。
3磁场对电流的作用
通电导体在磁场中会受到力的作用，这种作用力称为电磁力。电磁力 的方向可以用左手定则来确定。
4导体在磁场中的运动。
当闭合电路的部分导体在磁场里作切割磁力线运动或穿过闭合电路内 的磁力线发生变化时，闭合电路里就产生了感应电流，这种现象叫电 磁感应现象。由电磁感应产生的电动势就叫感应电动势。
5电磁感应定律 楞次定律：当穿过闭合电路内的磁力线发生变化时，感应电流 产生的磁场总是阻碍原磁场变化的。 根据楞次定律，判断感应电动势（感应电流）方向的法则如下： 1.首先判断原磁通的方向及变化的趋势。（即增加还是减少） 2.根据感应电流的磁场方向与原磁通的变化方向相反的原则，确定感应 电流的磁场方向。 3.利用右手螺旋定则判断感应电流的方向。