金海高中 电磁感应单元复习导学案

金海高中电磁感应单元复习导学案主题一、电磁感应现象感应电流的方向【知识梳理】：一、电磁感应现象1、磁通量：2、感应电流产生的条件：二、感应电流的方向1、楞次定律（1）内容：（2）理解：对阻碍的理解增反减同来拒去留增缩减扩阻碍电流变化:自感现象（3）应用：根据原磁场(B原方向及ΔΦ情况)确定感应磁场(B感方向)判断感应电流(I感方向)。

2、右手定则三、电磁感应现象中的能量守恒【典型例题】例1、如图所示，在两根平行长直导线M、N中通以同方向、同强度的电流，导线框abcd和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向自右向左在两导线间匀速移动．在移动过程中，线框中感应电流的方向：（）A、沿abcda不变B、沿dcbad不变C、由abcda变成dcbadD、由dcbad变成abcda变式1、矩形线框在磁场中作如下图所示的各种运动,运动到图上所示位置时,其中有感应电流产生的是图( )例2、如图所示，两个相同的铝环套在一根无限长的光滑杆上．在将一条形磁铁向左插入铝环（未穿出）的过程中，两环的运动情况如何？例3、如图所示，一个矩形线圈与通有相同大小电流的平行直导线在同一平面内，且处于两直导线的中央，则线框中有感应电流的是( )A.两电流同向且不断增大B.两电流同向且不断减小C.两电流反向且不断增大D.两电流反向且不断减小例4、在水平桌面上放一闭合弹性金属环,如图，当其正上方的一条形磁铁向下运动时( ) A.圆环有收缩趋势,对桌面的压力减小B.圆环有扩张趋势,对桌面的压力增大C.圆环有收缩趋势,对桌面的压力增大D.圆环有扩张趋势,对桌面的压力减小变5、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例5、如图，闭合线圈与纸面垂直，匀强磁场垂直纸面穿过线圈．设垂直纸面向里为磁感应强度B的正方向，图中所示顺时针方向为感应电流的正方向．若电磁感应中线圈所产生的感应电流变化如图所示，则磁感应强度B随时间t变化的情况可能是图中_____．主题二、感应电动势及电路分析计算【知识梳理】：一、感应电动势1、法拉第电磁感应定律（1）内容：（2）公式：2、导体平动切割磁感线（1）公式：（2）理解：二、电磁感应中的电路（1）电源：（2）外电路：【典型例题】：例1、下列哪种情况下线圈中的感应电动势最大？（）A、磁感应强度最大B、磁通量最大C、磁通量变化最大D、磁通量变化最快例2、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，通过导线截面的电荷量为多少？例3、固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd 各边长为L ，其中ab 是一段电阻为R 的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可忽略的铜线，磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里．现有一段与ab 完全相同的电阻丝PQ 架在导线上（如图），以恒定速度v 从ad 滑向bc ，当PQ 滑过3L 的距离时，通过aP 段电阻丝的电流是多大？方向如何？例4、如图，用相同的均匀导线制成两个圆环a 和b ，已知a 的半径是b 的两倍．若在a 内存在着随时间均匀变大的磁场，b 在磁场外，MN 两端的电势差U U MN =，则当b 内存在着相同的磁场而a 又在磁场外时，MN 两点间的电势差为多少？例5、如图，均匀导线制成的正方形线圈的边长为L ，总电阻为R ，以速度v 匀速地向右穿过磁感应强度为B 、宽为D （L<D ）、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域．从cd 边进入磁场的时刻开始计时，请画出U ab —t 关系图象．【对点训练】1.如图所示，水平面上有两根相距0.5m 的足够长的平行金属导轨MN 和PQ ，它们的电阻可忽略不计，在M 和P 之间接有阻值为R 的定值电阻，导体棒ab 长l ＝0.5m ，其电阻为r ，与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B ＝0.4T ，现使ab 以v ＝10m ／s 的速度向右做匀速运动.(1)ab 中的感应电动势多大? (2)ab 中电流的方向如何?(3)若定值电阻R ＝Ω0.3,导体棒的电阻r ＝Ω0.1则电路中的电流多大?2.如图（a ）所示，一个电阻值为R ，匝数为n 的圆形金属线与阻值为2R 的电阻R 1连结成闭合回路。

线圈的半径为r 1 . 在线圈中半径为r 2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B 随时间t 变化的关系图线如图（b ）所示。

图线与横、纵轴的截距分别为t 0和B 0。

导线的电阻不计。

求0至t 1时间内（1）通过电阻R 1上的电流大小和方向；（2）通过电阻R 1上的电量q 及R 1上产生的热量。

MN 'U主题三、电磁感应中的力和运动【知识梳理】：电磁感应中的力和运动例1、如图所示，导线框abcd固定在竖直平面内，bc段的电阻为R，其它电阻均可忽略．ef 是一电阻可忽略的水平放置的导体杆，杆长为L、质量为m，杆的两端分别与ab和cd保持良好的接触，又能沿它们无摩擦地滑动．整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与框面垂直．现用一恒力F竖直向上拉ef，当ef匀速上升时，其速度的大小为多少？例2、两金属杆ab和cd长均为L，电阻均为R，质量分别为M和m，M>m．用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧．两金属杆都处在水平位置，如图所示．整个装置处在一与回路相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，若金属杆ab正好匀速向下运动，求运动的速度．例3、如图所示，两根足够长的水平平行金属导轨间距d=0.4m，置于磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下垂直于导轨平面，导轨电阻可以不计，导轨上的滑杆ab和cd的有效电阻均为R=0.1Ω、质量均为m=0.1kg．现加F=0.4N恒定拉力作用于滑杆ab，设ab 与导轨间的动摩擦因数μ=0.2，cd与导轨间的最大静摩擦力f m=0.25N，则经过充分长时间后ab滑动的最大速度为多大？例4、位于竖直平面内的导线框abcd，质量为m，电阻为R．其下方有一匀强磁场区域，磁感应强度为B、方向与线框平面垂直，如图．现让线框从图示位置下落，已知cd边刚进入磁区时线框加速度a1=g/2（竖直向下），cd边进入磁区后ab边进入磁区前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值，又知cd边刚离开磁区的瞬时，线框的加速度为a2=g/2（竖直向上）（1）试分析从线框开始下落到cd边刚到磁场区域下边界QQ′的过程中运动的情况；（2）试求下落高度h和磁区宽度H．主题四、电磁感应中的功和能【知识梳理】：电磁感应中的功和能1、电磁感应的过程是将其它能（机械能）转化为电能的过程，所以感应电流受到的安培力总是阻碍引起感应电流的相对运动．2、切割磁感线的导线克服安培力做多少功，就有多少其它能（机械能）转化为电能．3、注意理清电磁感应中能量转化和守恒的关系是从能量角度解电磁感应问题的关键．【典型例题】：例1、如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场，若第一次用0.3s 时间拉出，外力做的功为W 1，通过导线截面的电荷量为q 1；第二次用0.9s 时间拉出，外力做的功为W 2，通过导线截面的电荷量为q 2，则（ ）A 、W 1＜W 2，q 1＜q 2B 、W 1＜W 2，q 1=q 2C 、W 1＞W 2，q 1=q 2D 、W 1＞W 2，q 1＞q 2例2、两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角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 、电阻可不计的金属棒ab ，在沿着斜面与棒垂直的恒力F 作用下沿导轨匀速上滑，并上升h 高度，如图所示．在这过程中：（ ）A 、作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于零B 、作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于mgh 与电阻R 上发出的焦耳热之和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 上发出的焦耳热例3、如图所示，MN 和PQ 为平行的水平放置的足够长光滑金属导轨，导轨电阻不计，ab 、cd 为两根垂直放在导轨上的质量均为m 的导体棒，导体棒有一定电阻，整个装置处于范围足够大的竖直向下的匀强磁场中，原来两棒都静止．当ab 棒受到瞬时冲量而向右以初速度V0运动后：（ ）A 、cd 棒先向右做加速运动，然后做减速运动B 、cd 棒向右做匀加速运动C 、ab 棒和cd 棒最终将以2V 0的速度匀速向右运动 D 、从开始到ab 、cd 都做匀速运动为止，两棒的电阻消耗的总电能为20mV 41 例4、如图MN 为裸金属杆，在重力作用下贴着竖直平面内的光滑金属长直导轨下滑，导轨间的间距L=10cm ，导轨的上端接有R=0.5欧的电阻，导轨和金属杆的电阻不计，整个装置处于B=0 .5T 的水平匀强磁场中．若杆最终稳定匀速下落时，每秒钟有0.02J 的重力势能转化成电能，则这时MN 杆的下落速度V 的大小等于多少？金属杆的质量为多大？两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上，导轨左端接有电阻R =10Ω，导轨自身电阻忽略不计。

匀强磁场垂直于斜面向上，磁感强度B =0.5T 。

质量为m =0.1kg ，电阻可不计的金属棒ab 静止释放，沿导轨下滑。

如图1所示，设导轨足够长，导轨宽度L =2m ，金属棒ab 下滑过程中始终与导轨接触良好，当金属棒下滑h=3m时，速度恰好达到最大值v =2m/s 。

（1）金属棒受到的最大安培力；（2）电路中产生的电热．主题五、自感 电磁感应中的图象问题[典型例题]：一、自感1、自感现象：2、自感电动势：自感过程中所产生的电动势自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化（注意：不是阻止）3、分析要点：线圈中电流不能突变，只能逐渐连续地变化4、自感系数：二、电磁感应中的图象问题1、常见的图象：I —t(或x)图、F —t 图、E —t(或u —t)图、Φ—t(或B —t)图等．2、解这类问题应以过程分析为基础，综合电磁感应规律和电路规律分析计算．【典型例题】：例1、如图所示的电路中，A 1和A 2是完全相同的灯泡，线圈L 的电阻可以忽略．下列说法中正确的是：（ ）A 、合上开关S 接通电路时，A 2先亮，A 1后亮，最后一样亮；B 、合上开关S 接通电路时，A 1和A 2始终一样亮；C 、断开开关S 切断电路时，A 2立刻熄灭，A 1过一会儿才熄灭；D 、断开开关S 切断电路时，A 1和A 2都要过一会儿才熄灭．例2、如图所示，用电阻丝焊接的边长为2L 的正方形线框abcd ，ab 边的电阻为2r ，其余三边的电阻均为r ．现将线框放在光滑水平面上，在外力作用下线框以垂直于ab 边的速度v 在水平面上匀速通过一宽度为L 的有理想边界的匀强磁场区域，磁场边界与ab 边平行，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向里．以磁场区域的左边界为X 轴的原点，请定量画出线框abcd 在穿过该磁场的过程中：（1）感应电流i 随时间t 的变化图线（以顺时针为正）；（2）磁场对线框的作用力F 随时间t 的变化图线（以向右为正）；（3）a 、b 两点的电势差U ab 随ab 边的位置X 而变化的图象．1.某闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图1所示，关于回路中产生的感应电动势，下列判断正确的是（）A. 图甲回路中，感应电动势不断增大B. 图乙回路中，感应电动势恒定不变C. 图丁回路中，感应电动势先变小，再变大D. 图丙回路中，时间内的感应电动势小于时内的感应电动势2.如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹60 角斜向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示（规定斜向下为正方向），导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态。