稳恒磁场和法拉第电磁感应定律复习-精选文档
(完整版)第二讲 法拉第电磁感应定律考点分类精析(DOC)
第二讲 法拉第电磁感应定律知识点1、感应电动势和感应电流产生的条件的理解核心知识总结：1、在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。
2、对感应电动势的理解要注意以下几个方面：（1)不管电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,都产生感应电动势.（2）产生感应电动势的部分导体相当于电源，该部分导体的的电阻相当于内阻。
（3）要产生感应电流,电路必须闭合，感应电流大小不仅与感应电动势大小有关，还与闭合电路的电阻有关,即感应电流的大小为I 感=E 感/（R 外+r 内）。
只要穿过回路的磁通量发生变化,就产生感应电动势；如果回路闭合，则可以产生感应电流.考题1、如图所示,在匀强磁场中,MP 、PQ 是两根平行的金属导轨,而ab 、cd 为串有电压表和电流表的两根金属棒，初两表外其余电阻不计，当两棒同时以相同速度向右运动时，用Uab 和Ucd 分别表示a 、b 间和c 、d 间的电势差,下列说法正确的有（ ）。
A.电压表无读数，电流表无读数 B 。
电压表有读数,电流表无读数 C.Uab>Ucd D. Uab=Ucd 答案：AC解析：此题考查对电磁感应现象的理解和对电压表、电流表示数的理解.两棒以相同速度向右运动时,因穿过面abcd 的磁通量不变，回路中没有感应电流，电流表和电压表均不会有读数。
Uab>0，Ucd 〈0 . 变式1-1、如图所示，在匀强磁场中放有与磁场方向垂直的金属线圈abcd ，在下列叙述中正确的是（） A 、在线圈沿磁场方向平动过程中，线圈中有感应电动势，而无感应电流（以下简称有势无流） B 、在线圈沿垂直磁场方向平动过程中,线圈中有势无流。
C 、当线圈以bc 为轴转动时，线圈中有势有流。
D 、当线圈以cd 为轴转动时，线圈中无势无流.答案：C [ 线圈垂直于磁场方向水平平动时，线圈总电动势为零，电流为零。
线圈沿磁场方向平动，磁通量不变，也不切割磁感线,无电动势,无电流。
磁学复习-带答案版本
1．根据磁场中的高斯定理，穿过任意闭合曲面的总磁通量必为零。
（ √ ）2．根据稳恒磁场的安培环路定理，如果没有电流穿过回路L ，则回路L 上的磁感应强度B 一定处处为零。
（ × ） 3.根据真空中稳恒磁场的安培环路定理，闭合回路L 上的磁感应强度B 仅与回路内部包围的电流强度有关，与外部的电流强度无关。
（ × ）4. 根据安培环路定理，在稳恒磁场中，如果磁感应强度沿一闭合回路积分为零，则该闭合回路内一定没有电流分布。
（× ）5.在稳恒磁场中，因为磁力线都是闭合曲线，所以穿过任意闭合曲面的磁通量 都等于零。
（ √ ）6. 线圈的磁矩就是线圈在磁场作用下转动时的力矩。
（× ）7. 产生动生电动势的非静电力就是洛伦兹力。
（√ ）8.一半径为R 、载有电流强度为I 、匝数为1的圆形线圈在均匀磁场B 中所受到的最大磁力矩大小为2IB R π。
（√ ）9. 一段长为L 载有电流强度为I 的直导线在匀强磁场B 中所受到的最大安培力为ILB 。
（ √ ）10. 一段长为L 的直导线在均匀磁场B 中以角速度ω匀速转动时，导线上所能产生的最大动生电动势大小为ωBL 。
（ × ）11.根据法拉第电磁感应定律，在闭合回路中产生的感应电动势与磁通量的 变化率成正比 （√ ）12. 在稳恒磁场中，因为磁力线都是闭合曲线，所以穿过任意闭合曲面的磁通量都应等于零。
（ √ ）13.一匝半径为R 载有电流强度为I 的圆形线圈在均匀磁场B 中所受到的最大磁力矩为2R 2IB π。
（ × ）2．一无限长载流直导线，电流强度为I ，则与导线垂直距离为r 处任意一点磁感应强度的大小B ＝0/2I r μπ 特斯拉。
3. 无限长载流直螺线管（设单位长度上的匝数为n ，每匝通有电流强度为I ）内部轴线上任意一点的磁感应强度的大小B ＝ 0nIμ 特斯拉。
3.如图所示流经闭合导线中的电流强度为I ，圆弧半径分别为R 1和R 2，圆心为O ，则圆心处磁感应强度的大小为 012114I R R μ⎛⎫-⎪⎝⎭。
一轮复习--法拉第电磁感应定律
Blvsin θ
.
.
Blv
1 2 Bl ω 2
(平均速度等于中点位置线速度
1 lω)． 2
例 4． (2010·山东理综·21)如图 4 所示，空间存在两个磁 场，磁感应强度大小均为 B，方向相反且垂直纸面， MN 、PQ 为其边界，OO ′为其对称轴．一导线折成边 长为 L 的正方形闭合回路 abcd，回路在纸面内以恒定 速度 v 0 向右运动，当运动到关于 OO′对称的位置时 （ A．穿过回路的磁通量为零 B．回路中感应电动势大小为 BL v 0 C．回路中感应电流的方向为顺时针方向 D．回路中 ab 边与 cd 边所受安培力方向相反 ） 图4
答案
C
由楞次定律知电容器 P 板带负电，故 D 选项正确．
【例 2】
如图 2 所示， 一个电阻值为 R 、 匝数为 n 的圆形金属线圈与阻值为
2R 的电阻 R 1 连接成闭合回路．线圈的半径为 r1, 在线圈中半径为 r2 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 t0 和 B 0. 导线 的电阻不计．求 0 至 t1 时间内：
一轮复习电磁感应第二课时
法拉第电磁感应定律 及自感现象
考点梳理
一、法拉第电磁感应定律 1． 感应电动势 (1)感应电动势：在 相当于
电磁感应现象 中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体就 电源 ，导体的电阻相当于 电源内阻 ． 闭合电路欧姆
定律，即 I＝
(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循 2． 法拉第电磁感应定律
E R＋r
.
(1)内容： 闭合电路中感应电动势的大小， 跟穿过这一电路的
第九章 电磁感应复习提纲.
第九章电磁感应电磁场（一）复习提要一、电磁感应定律磁通变化的两类原因：回路变化和磁场变化。
1、法拉弟电磁感应定律：或式中，称磁通链。
2、感应电量：二、动生电动势和感生电动势1、动生电动势：因回路变化产生的电磁感应。
非静电场强：动生电动势：能量转换：洛仑兹力的一个分力做负功吸收外界能量，另一分力做正功输出电能。
2、感生电动势：因磁场变化产生电磁感应。
感应电场：起源于变化磁场。
，有旋性。
，无源性。
感应电动势：三、自感和互感1、自感应：自感系数：自感电动势：当线圈形状不变时，即L不变：2、互感应：互感系数：互感电动势：两线圈形状和相对位置不变时，即M不变3、回路耦合：式中K为耦合系数，密绕无漏磁K＝1。
4、电感的串联两电感顺接取“+”号；反接取“—”号。
四、磁能1、电感磁能：自感磁能：互感磁场：总磁能：2、磁场能量：磁能密度：磁场能量：五、感应电场变化的磁场激发的电场称为感应电场，感应电场的电力线为闭合曲线因此感应电场也称涡旋电场。
1、感应电场与变化磁场的关系。
式中负号表示，感应电场与组成左手系。
2、静电场与涡旋电场比较表静电场感应电场起源由静止电荷激发由变化的磁场激发场方程场性质1．有源场；（电力线由正电荷出发到负电荷终止，不闭合）2．保守场1．无源场；（电力线为闭合曲线）2．非保守场场对导体的作用导体产生静电感应现象，导体内的场强为零导体产生感应电动势，导体内场强不为零3、长直螺线管内变化磁场所激发的涡旋电场螺线管内：螺线管外：涡旋电场分布情况如图所示。
第九章电磁感应电磁场（二）复习提要一、位移电流变化的电场和传导电流一样能激发磁场，把变化电场的这种性质看作为一种等效电流，定义为位移电流。
1、位移电流位移电流密度2、传导电流与位移电流比较表传导电流位移电流激发磁场的规律遵守安培环路定律遵守安培环路定律产生的原因电荷在导体中宏观定向运动产生。
由变化电场所激发与电荷的定向运动无关。
存在场所导体真空、介质及导体电流方向与电场方向相同与电场的变化方向相同热效应遵守焦耳楞次定律在导体及真空中无热效应。
第二讲 法拉第电磁感应定律
第二讲 法拉第电磁感应定律【知识要点】一、一、法拉第电磁感应定律（1）内容：电磁感应中线圈里的感应电动势跟穿过线圈的磁通量变化率成正比．（2）表达式：t E ∆∆Φ=或t n E ∆∆Φ=． （3）说明：①式中的n 为线圈的匝数，∆Φ是线圈磁通量的变化量，△t 是磁通量变化所用的时间．t∆∆Φ又叫磁通量的变化率． ②∆Φ是单位是韦伯，△t 的单位是秒，E 的单位是伏特． ③t nE ∆∆Φ=中学阶段一般只用来计算平均感应电动势，如果t ∆∆Φ是恒定的，那么E 是稳恒的．二、导线切割磁感线的感应电动势1．公式：E=BLv2．导线切割磁感线的感应电动势公式的几点说明：（1）公式仅适用于导体上各点以相同的速度切割匀强磁场的磁感线的情况．（2）公式中的B 、v 、L 要求互相两两垂直．当L ⊥B ，L ⊥v ，而v 与B 成θ夹角时，导线切割磁感线的感应电动势大小为θsin BLv E =．（3）适用于计算当导体切割磁感线产生的感应电动势，当v 为瞬时速度时，可计算瞬时感应电动势，当v 为平均速度时，可计算平均电动势．（4）若导体棒不是直的，θsin BLv E =中的L 为切割磁感线的导体棒的有效长度．3．导体切割磁感线产生的感应电动势大小两个特例：（1）长为L 的导体棒在磁感应强度为B 的匀强磁场中以ω匀速转动，导体棒产生的感应电动势：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-===))((212121022212不同两段的代数和以任意点为轴时，）线速度（平均速度取中点位置以端点为轴时，（不同两段的代数和）以中点为轴时，L L B E L L B E E ωωω （2）面积为S 的矩形线圈在匀强磁场B 中以角速度ω绕线圈平面内的任意轴匀速转动，产生的感应电动势：⎪⎩⎪⎨⎧===θωθωsin 0BS E E BS E 时，为线圈平面与磁感线夹角时，线圈平面与磁感线垂直时，线圈平面与磁感线平行 【典型例题】例1、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示,则线圈中 （ ） A ．0时刻感应电动势最大B ．D 时刻感应电动势为零C ．D 时刻感应电动势最大D ．0至D 时间内平均感生电动势为0.4V 例2、用均匀导线做成的正方形线框每边长为0.2m ，正方形的一半放在和纸面垂直向里的匀强磁场中，如图甲所示，当磁场以每秒10T 的变化率增强时，线框中点a 、b 两点电势差是：（ ）A 、U ab =0.1V ；B 、U ab =－0.1V ；C 、U ab =0.２V ；D 、U ab =－0.２V 。
高三物理一轮复习讲义课件：电磁感应 第2课时 法拉第电磁感应定律
图3
－
特别提示 在利用E=Blv计算电动势时,要特别注意:先判定属 于上述哪种情况,是否符合公式的使用条件. 交流与思考:做切割磁感线运动的导体相当于电源, 如何判断其正负极? 提示:产生感应电动势的导体相当于电源,在电源内 部电流由低电势流向高电势,常由此来确定电源的 正负极及内外电路电势的高低.
所以,电路中平均感应电流 通过R的电荷量q= 答案
变式练习1 如图5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q为多少？
图5
解析 据法拉第电磁感应定律,圆环中的感应电动势为E= ,据全电路欧姆定律,圆环中的电流强度为I= = ,据电流强度的定义,有I= ,由 以上三式解得通过导线截面的电荷量为q=IΔt= 在Δt时间内穿过圆环的合磁通量变化量为 Δ =Bπ(2a2-b2)或Δ =Bπ(b2-2a2) 解得通过导线截面的电荷量q= 或q= 答案
图1
(4)有效性 导体平动切割磁感线,l为导体两 端点的有效长度,若l⊥B,l⊥v,则 E=Blv.如图2所示的导线切割磁 感线的运动中,运用E=Blv公式求 a、b两点感应电动势时,都以虚线的长度l为各自的 有效长度,即感应电动势都为E=Blv. (5)相对性 E=Blv中的速度v是相对于磁场B的速度,若磁场也运 动时,应注意速度间的相对关系.
题型2 公式E=Blv的应用 【例2】 在范围足够大,方向竖直向下 的匀强磁场中,B=0.2 T,有一水平放置 的光滑框架,宽度为L=0.4 m,如图6所 示,框架上放置一质量为0.05 kg,电阻 为1 Ω的金属杆cd,框架电阻不计.若 cd杆以恒定加速度a=2 m/s2,由静止开 始做匀变速运动,则 (1)在5 s内平均感应电动势是多少? (2)第5 s末,回路中的电流多大? (3)第5 s末,作用在cd杆上的水平外力多大?
稳恒磁场和电磁感应知识点汇总
三、磁通量的计算
1.匀强场，平面
m BS
2.非匀强场，任意曲面
m d
S
BdS
四、磁场对运动电荷，载流导线、线圈的作用
1.对运动电荷的作用－－洛伦兹力
f qv B
2.对载流导线的作用－－安培定律
dF Idl B
M Pm B
4.磁力的功，磁力矩的功
F dF
L
F ILB sin
3.对载流线圈的作用－－磁力矩
P m NIS
A I
五、一些重要结论√
I
1.载流直导线周围磁场 1）有限长载流直导线 0 I B cos 1 cos 2 4 a 2）无限长载流直导线
2）半无限长载流直螺线管内部端点处
4.匀强场，载流直导线受到的安培力
F ILB sin
5.有磁介质时 6.磁介质的分类
B r B0
顺磁质：磁场增强 抗磁质：磁场减弱
r 1
r 1
r 1
铁磁质：磁场大大增强 超导体：完全抗磁性
r 0
7.磁感应强度和磁场强度的关系
B H
六、法拉第电磁感应定律
1.构造合适的闭合回路
d dt
2.计算穿过闭合回路所包围平面的磁通量
BS
d dt
d
L
S
BdS
3.利用电磁感应定律求闭合回路产生的电动势（对 求导）
七、动生电动势
d
L
L
(v B)dl
2
1
0 I B 2 a
3）半无限长载流直导线
O
稳恒磁场复习总结
r2 l B d l B 2r 0 I R12 0 Ir B B 的方向与 I 成右螺旋 2 2 π R1
(2) R1 r R2
B d l B 2r 0 I
l
B
0 I
2π r
B 的方向与 I 成右螺旋
一、主要内容
(一)、磁场
1、磁场的描述 (1)磁感强度 B 2、磁场的产生 (1)电流元
(2)磁感线
0 Idl er dB 4 r 2
0 Idl er (2)任意载流导体 B Bi ; B dB 4 r 2 3、磁场的性质 高斯定理 B ds 0 S (1)无源性 (2)涡旋性 安培环路定理 B dl 0 I i
四、举例 P92例2 例12） r R B d l B 2r 0 I
l
L
r
B
dB
B
0r R
0 I
2π r π r2 l B d l 0 π R 2 I
I .
dI
B
0 Ir B 2π R 2
二、基本题型
(一)、求磁感强度
1、叠加原理 2、安培环路定理
(二)、求磁力
1、运动电荷所受磁力——洛仑兹力 2、载流导体所受磁力——安培力 3、载流线圈在均匀磁场中的磁力矩
三、重要结论 1、无限长载流直导线
0 I B , 方向与电流成右手螺旋 关系。 2r
半无限长载流直导线
B
0 I , 方向与电流成右手螺旋 关系。 4r 0 I
0 r R,
B 的方向与 I 成右螺旋
2 π R2 0 I B 2π r B
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质的B～H关系曲线：
B a
b
c
o H
a代表 b代表 c代表
的B～H关系曲线。 的B～H关系曲线。 的B～H关系曲线。
第八章 电磁感应定律
基本规律：
dmNdm法拉第电磁感应定律
线圈磁矩
M N e n I B S
mISen
例题 有一长20cm,直径1cm的螺线管、它上面均匀绕 有1000匝的线圈，通以I=10A电流。今把它放入B=0.2 T的均匀磁场中，则螺线管受到的最大的作用力F____. 螺线管受到的最大的力矩值M=_______。
第6章、磁场中的磁介质
B
BB内 外
0nI
0
方向：右手法则
I
3. 均匀密绕细螺绕环
r B I
B内
0
N 2π r
I
B外 0
方向：右手法则
二、牢记几种典型电流的 B(4)
—— 安培环路定理的应用结果 I
B内 = 0
4.“无限长”载流薄圆筒 方向：右手法则
B外
0I
2π r
L
5.“无限长”载流圆柱体
(C)
B1 =
1 2
B2
(D) B1 = B2 /4
一y正长向直．载在流原导点线O，处沿取空一间电直流角元坐Id标l则O电y轴流放元置在，（电a，流0沿，0）
点处的磁感应强度的大小为
方向为
0 4π
Idl r2
平行z轴负方向
如图所示，电流I沿三种不同形状的导线流动，求各种情 况下O点处的磁感应强度大小．
的感应电动势的大小和方向． C
I
y
C
I
dS
A5cm 10cm
20cm 20cm
O
dx
A5cm 10cm
x
在磁感应强度为
B的均匀磁场中作一半径为r的半球面
S，S边线所在平面的法线方向单位矢量
n 与
B的夹角
为α， 则通过半球面S的磁通量为 S
(A) πr2B. α
(B) 2πr2B.
(C) –πr2Bsinα.
方向：右手法则
任意圆心角情况下的圆心处的磁感应强度
x B
P x
Bo
0I
2R
2
OR I
B
B. 运动电荷的磁场
[q 有正、负]
B
0
4πr2
qvˆer
eˆ
r
r qv
P
1 一条无限长的直导线载有10A的电流。在离它0.5米远 的地方产生的磁感应强度B的大小为___。 041 0 7H m 1
2
B4π 0Iaco1sco2s
方向：右手法则 （理解各量的意义） I
a
无限长直导线 B 0 I
1
2π a
半无限长直导线端点外， B 0 I
4π a
场点在直电流或它的延长线上 B = 0
B P
二、牢记几种典型电流的 B(2)
A. 圆电流的圆心
BO
0I
2R
1均 匀B 磁S 场 中B 磁c通S o 量的s求解
2 非均匀磁场中磁通量的求解 SB d S 四源自磁场的高斯定理 SB d S0
如图所示，长直导线AC中的电流I沿导线向上，并以 dI/dt = 2A/s的速度均匀增长，在导线附近放一个与之同面 的直角三角形线框，其一边与导线平行，求此线框中产生
磁介质的分类：
r 1 顺磁质
r 1 抗磁质
r 1 铁磁质
H 的环路定理： L H d l I0 内
BH 磁导率 ()、相对磁导率 (r)
0r
在H有磁B介质求时B，一般根据自由电流的分布求 H的分布，再利用
图示为三种不同的磁介质的B～H关系曲线，其中虚线表 示的是 B0H 的关系。试说明a、b、c各代表哪一类磁介
I I
如图，边长为a的正方形的四个角上固定有四个电荷均为q的点电荷。此正方形以角速度
绕AC轴旋转时，在中心O点产生的磁感强度大小为B1；此正方形同样以角速度
绕过O点垂直于正方形平面的轴旋转时，在O点产生的磁感强度的大小为B2，则B1与B2间的 关系为
Aq
q
(A) B1 = B2
O
q
C
q
(B) B1 = 2B2
A O
I
⑴
I
A
O
A
⑵
D
I
R RR
AC O E F
⑶
BOB圆心 B长直
BO2B半长直 B半圆心
BOB弧BDE
I
dx
dI
x
r P
b
x
二、牢记几种典型电流的 B(3)—— 安培环路定理的应用结果
1. 无限大载流平面磁场
B 0i
2
B
B
2.“无限长”载流密绕直螺线管
1载流导线
安培定律 d F Id l B dFIdlBsin
有限长载流导线 所受的安培力
F ld F lId l B
试证明 平面线圈在均匀磁场中受到的合力为零。
2 载流线圈 M Ie n S B m B
线圈有N匝时
(D) –πr2Bcosα.
一磁场的磁感应强度为 B a i b j c k （T），则通过一半
径为R，开口向y正方向的半球壳表面的磁通量的大小是：
(A) R2a Wb
(C) R2c Wb
(B) R2bWb
(D) R2abcWb
y S1
S2
S
四 载流导线和载流线圈受到的作用。
第5章 稳恒磁场
一、磁感应强度 B的计算
毕-萨定律
dB4π0Idlr2eˆr
+ 场强叠加原理 B L d B L 4π 0Id l r 2e ˆr
典型电流
分布的磁场
安培环路定理 B dr0Ii内
+
(L)
i
对称性
二、牢记几种典型电流的 B(1)
A. 有限载流直导线的磁感应强度
2. 一条长载流直导线，在离它1cm处产生的磁感应强度 为10-4T，它所载的电流为________。 041 0 7H m 1
边长为l的正方形线圈中通有电流I，此线圈在A点(见图)
产生的磁感强度B为 A
(A)
20I
4l
(B)
2 0I
2l
(C)
20I l
(D) 以上均不对
B内
0r
2πR2
I
B
方向：右手法则
B外
0I
2π r
OR
r
有一同轴电缆，其尺寸如图所示，它的两内外导体中的 电流均为I，且在截面上均匀分布，但两者的电流流向正 相反，则
(1)在r<R1处磁感应强度大小为 (2)在r>R3处磁感应强度大小为
R3 I
R1 I
R2
。 。
三、磁通量 —— 通过某一面积 S 的磁感线的总条数 单位：韦伯 Wb