(高三物理一轮复习)电磁感应复习课件
合集下载
2025年高三一轮复习物理课件第十二章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律
情况
阻碍原电流的变
化——“增反减
同”(即自感现象)
楞次定律
27
例证
第1讲
电磁感应现象
楞次定律
(2024 届北京二模)在匀强磁场中放置一个金属圆环,磁场方向与圆环平面垂直。
规定图 1 所示磁场方向为正。当磁感应强度 B 随时间 t 按图 2 所示的正弦规律变化时,
下列说法正确的是( C )。
A.t2 时刻,圆环中无感应电流
的磁通量增大,A 不符合题意;开关闭合时将滑动变阻器的
滑片向左滑动,A 线圈中的电流增大,则 B 线圈中的磁通量
增大,B 项不符合题意;开关闭合时将 A 线圈从 B 线圈中拔
出,则 B 线圈中的磁通量减小,C 项符合题意;开关闭合时
将 A 线圈倒置,再重新插入 B 线圈中,则 B 线圈中反向的
磁通量增大,D 项符合题意。
向。
3.判断磁通量是否变化的方法
(1)根据公式 Φ=BSsin θ(θ 为 B 与 S 间的夹角)判断。
(2)根据穿过平面的磁感线的条数是否变化判断。
第1讲
电磁感应现象
楞次定律
角度 2 电磁感应现象及其应用
判断感应
电流有无
的方法
产生感应
电流的三
种常见情
况
8
第1讲
电磁感应现象
楞次定律
(多选)下列各图所描述的物理情境中,能产生感应电流的是( BCD )。
2.电磁感应现象
(1)定义:当穿过闭合导体回路的 磁通量 发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产
生,这种利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应。
(2)感应电流的产生条件:穿过 闭合 导体电路的 磁通量 发生变化。
4
第1讲
阻碍原电流的变
化——“增反减
同”(即自感现象)
楞次定律
27
例证
第1讲
电磁感应现象
楞次定律
(2024 届北京二模)在匀强磁场中放置一个金属圆环,磁场方向与圆环平面垂直。
规定图 1 所示磁场方向为正。当磁感应强度 B 随时间 t 按图 2 所示的正弦规律变化时,
下列说法正确的是( C )。
A.t2 时刻,圆环中无感应电流
的磁通量增大,A 不符合题意;开关闭合时将滑动变阻器的
滑片向左滑动,A 线圈中的电流增大,则 B 线圈中的磁通量
增大,B 项不符合题意;开关闭合时将 A 线圈从 B 线圈中拔
出,则 B 线圈中的磁通量减小,C 项符合题意;开关闭合时
将 A 线圈倒置,再重新插入 B 线圈中,则 B 线圈中反向的
磁通量增大,D 项符合题意。
向。
3.判断磁通量是否变化的方法
(1)根据公式 Φ=BSsin θ(θ 为 B 与 S 间的夹角)判断。
(2)根据穿过平面的磁感线的条数是否变化判断。
第1讲
电磁感应现象
楞次定律
角度 2 电磁感应现象及其应用
判断感应
电流有无
的方法
产生感应
电流的三
种常见情
况
8
第1讲
电磁感应现象
楞次定律
(多选)下列各图所描述的物理情境中,能产生感应电流的是( BCD )。
2.电磁感应现象
(1)定义:当穿过闭合导体回路的 磁通量 发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产
生,这种利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应。
(2)感应电流的产生条件:穿过 闭合 导体电路的 磁通量 发生变化。
4
第1讲
高中物理高考 高考物理一轮复习专题课件 专题10+电磁感应(全国通用)
【典例2】 (2015·辽宁葫芦岛六校联考)(多选)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，MN的左 边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动. 则PQ所做的运动可能是( )
A.向右加速运动 B.向左加速运动 C.向右减速运动 D.向左减速运动
解析 MN 向右运动，说明 MN 受到向右的安培力，因为 ab 在 MN 处的磁场 垂 直 纸 面 向 里 左―手―定→则 MN 中 的 感 应 电 流 由 M→N安―培―定→则L1 中感应电流的磁 场 方 向 向 上 楞―次―定→律 LL22中 中磁 磁场 场方 方向 向向 向上 下减 增弱 强；若 L2 中磁场方向向上减弱安―培―定→则 PQ 中电流为 Q→P 且减小右―手―定→则向右减速运动；若 L2 中磁场方向向 下增强安―培―定→则PQ 中电流为 P→Q 且增大右―手―定→则向左加速运动.
ΔΦ
E 的大小由 Δt 和线圈的匝数共同决定.
【特别提示】 (1)E 的大小与 Φ、ΔΦ的大小无必然联系. (2)Φ＝0 时，ΔΔΦt 不一定为零.
【典例3】 如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈 平面与磁场垂直.已知线圈的匝数N＝100，边长ab＝1.0 m、bc＝ 0.5 m，电阻r＝2 Ω.磁感应强度B在0～1 s内从零均匀变化到0.2 T. 在1～5 s内从0.2 T均匀变化到－0.2 T，取垂直纸面向里为磁场的 正方向.求：
(1)0.5 s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向； (2)在1～5 s内通过线圈的电荷量q； (3)在0～5 s内线圈产生的焦耳热Q.
审题指导 (1)0～1 s内谁引起线圈中的磁通量发生变化？
(2)感应电动势的计算公式E＝ .
高考物理一轮复习课件电磁感应不等距双杆有外力
知两金属棒位于两导轨间部分的电阻均为R＝1.0Ω；金属棒与导轨间的动摩擦
因数μ＝0.2，且与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度大小g＝10m/s2。
①在t＝0时刻，用垂直于金属棒的水平外力F向右拉金属棒cd，使其从静止开始沿导轨以
a＝5.0m/s2的加速度做匀加速直线运动，金属棒cd运动多长时间金属棒ab开始运动？
BL1q m1v1
Ft m1v1 m2v2
能量关系： t
WF
1 2
m1v12
1 2
m2v22
Q
电磁感应 — 双杆模型（不等距有外力）
相关知识：
2.双杆放置同一磁场中（杆1杆2都受恒力且F2>F1，不计摩擦，初状态都静止）：
L1 F1
B
电路分析： I BL2v2 BL1v1 B L2v2 L1v1 +B L2a2 L1a1 t
R1 R2
R1 R2
L2
F2
受力及加速度分析：
a1
F安1 m1
F1
a2
F2
F安2 m2
F安1 L1 F安2 L2
1
2
v
2
最终加速度关系：
L2a2 L1a1
1
运动性质：
杆1：先做反向加速度a减小加速运动，再做反向加速度a增大的减速速
运动及正向加速度a增大加速运动，最终匀加速直线运动；
O
t 杆2：加速度a减小的加速直线运动，最终匀加速直线运动；
时金属棒cd的速度变为v0＝30m/s，经过一段时间金属棒cd停止运动，求金属棒ab停止运动后金属棒cd运动的距离。
①
mg
B
BL2at 2R
L1
总结： t 2s
高考物理一轮复习课件 第十一章 专题强化二十四 电磁感应中的动力学和能量问题
a、v反向 v减小，F安减小，a减小，当a＝0， 静止或匀速直线运动
F合
考向1 “单棒＋电阻”模型
例1 (多选)(2021·全国甲卷·21)由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方 形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙 的2倍.现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一 方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示.不计空气阻力，已 知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平.在线圈下边进入磁场后且上 边进入磁场前，可能出现的是
由牛顿第二定律有mg－F＝ma 联立解得 a＝g－mF＝g－1B6ρ2vρ0
加速度和线圈的匝数、横截面积无关，则甲
和乙进入磁场时，具有相同的加速度. 当 g>1B6ρ2vρ0时，甲和乙都加速运动， 当 g<1B6ρ2vρ0时，甲和乙都减速运动， 当 g＝1B6ρ2vρ0时，甲和乙都匀速运动，故选 A、B.
例2 如图甲所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ＝30° 角固定，间距为L＝1 m，质量为m的金属杆ab垂直放置在轨道上且与轨 道接触良好，其阻值忽略不计.空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道 平面向上，磁感应强度为B＝0.5 T.P、M间接有阻值为R1的定值电阻， Q、N间接电阻箱R.现从静止释放ab， 改变电阻箱的阻值R，测得最大速 度为vm，得到v1m与R1的关系如图乙所 示.若轨道足够长且电阻不计，重力 加速度g取10 m/s2，则
当金属棒到达x0处时，金属棒产生的感应电动势为 E′＝2Bvx0tan θ 则此时电容器的电荷量为 Q′＝CE′＝2BCvx0tan θ，B错误； 由于金属棒做匀速运动， 则F＝F安＝BIL＝4B2Cv3tan2θ·t， F与t成正比，则F为变力，根据力做功的功率公式P＝Fv 可知功率P随力F变化而变化，D错误.
F合
考向1 “单棒＋电阻”模型
例1 (多选)(2021·全国甲卷·21)由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方 形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙 的2倍.现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一 方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示.不计空气阻力，已 知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平.在线圈下边进入磁场后且上 边进入磁场前，可能出现的是
由牛顿第二定律有mg－F＝ma 联立解得 a＝g－mF＝g－1B6ρ2vρ0
加速度和线圈的匝数、横截面积无关，则甲
和乙进入磁场时，具有相同的加速度. 当 g>1B6ρ2vρ0时，甲和乙都加速运动， 当 g<1B6ρ2vρ0时，甲和乙都减速运动， 当 g＝1B6ρ2vρ0时，甲和乙都匀速运动，故选 A、B.
例2 如图甲所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ＝30° 角固定，间距为L＝1 m，质量为m的金属杆ab垂直放置在轨道上且与轨 道接触良好，其阻值忽略不计.空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道 平面向上，磁感应强度为B＝0.5 T.P、M间接有阻值为R1的定值电阻， Q、N间接电阻箱R.现从静止释放ab， 改变电阻箱的阻值R，测得最大速 度为vm，得到v1m与R1的关系如图乙所 示.若轨道足够长且电阻不计，重力 加速度g取10 m/s2，则
当金属棒到达x0处时，金属棒产生的感应电动势为 E′＝2Bvx0tan θ 则此时电容器的电荷量为 Q′＝CE′＝2BCvx0tan θ，B错误； 由于金属棒做匀速运动， 则F＝F安＝BIL＝4B2Cv3tan2θ·t， F与t成正比，则F为变力，根据力做功的功率公式P＝Fv 可知功率P随力F变化而变化，D错误.
高级中学高考物理一轮复习课件：法拉第电磁感应定律 (共22张PPT)
结论
感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间 都有关.
若闭合电路是一个n匝线圈，且穿 过每匝线圈的磁通量变化率都相同，则 整个线圈的感应电动势：
E n t
法拉第
（1791—1876）是英国著名 的物理学家、化学家。他发现 了电磁感应现象，提出电场和 磁场的概念。场的概念对近代 物理的发展的重大意义。
=BLvt ，由法拉第电磁感应定律得：
E BLv t
（2）切割方向与磁场方向成θ角时：如图所 示，将v分解为垂直B和平行B的两个分量， 其中：
vvsin 对切割有贡献．
v// vcos 对切割无贡献．
所以：
E BLv
即 :EBLVsin
即 :EBLVsin
导线切割磁感线时产生的电动势
的大小，跟磁感强度B、导线长度L、 运动速度v以及运动方向与磁感线方向 的夹角的正弦sin成正比。
（2） /t 是指在时间t 内磁通量变化快慢的平均值； t0，/t表示在某瞬时磁通量变化的快慢。
平均磁通 变化率
瞬时磁通 变化率
Φ 2 1
t
t2 t1
平均感应电动势 E
lim Φ
t 0 t
瞬时感应电动势 E t
2．导线切割磁感线时的感应电动势
（1）垂直切割时：如图所示，导体由ab匀速移动 到a1b1 ，这一过程中穿过闭合回路的磁通量变化
3.公式E=BLVsinθ与公式E=n△Φ/ △ t比较：
公式
E= n△Φ/ △ t
E=Bl Vsin θ
对象
一闭合电路
一段切割磁感线的导线
内容 △ t时间内的平均电动势 某一t时刻的瞬时电动势
电动势所在 磁通量发生变化部分
切割段导线
适用范围
感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间 都有关.
若闭合电路是一个n匝线圈，且穿 过每匝线圈的磁通量变化率都相同，则 整个线圈的感应电动势：
E n t
法拉第
（1791—1876）是英国著名 的物理学家、化学家。他发现 了电磁感应现象，提出电场和 磁场的概念。场的概念对近代 物理的发展的重大意义。
=BLvt ，由法拉第电磁感应定律得：
E BLv t
（2）切割方向与磁场方向成θ角时：如图所 示，将v分解为垂直B和平行B的两个分量， 其中：
vvsin 对切割有贡献．
v// vcos 对切割无贡献．
所以：
E BLv
即 :EBLVsin
即 :EBLVsin
导线切割磁感线时产生的电动势
的大小，跟磁感强度B、导线长度L、 运动速度v以及运动方向与磁感线方向 的夹角的正弦sin成正比。
（2） /t 是指在时间t 内磁通量变化快慢的平均值； t0，/t表示在某瞬时磁通量变化的快慢。
平均磁通 变化率
瞬时磁通 变化率
Φ 2 1
t
t2 t1
平均感应电动势 E
lim Φ
t 0 t
瞬时感应电动势 E t
2．导线切割磁感线时的感应电动势
（1）垂直切割时：如图所示，导体由ab匀速移动 到a1b1 ，这一过程中穿过闭合回路的磁通量变化
3.公式E=BLVsinθ与公式E=n△Φ/ △ t比较：
公式
E= n△Φ/ △ t
E=Bl Vsin θ
对象
一闭合电路
一段切割磁感线的导线
内容 △ t时间内的平均电动势 某一t时刻的瞬时电动势
电动势所在 磁通量发生变化部分
切割段导线
适用范围
高三物理一轮复习第9章电磁感应交变电流实验14探究感应电流方向的规律课件
图3
【解析】 (1)探究电磁感应现象的实验电路分两部分，电源、开关、滑动 变阻器、原线圈组成闭合电路，检流计与副线圈组成另一个闭合电路；电路图 如图所示；
(2)在实验过程中，除了查清流入检流计电流方向与指针偏转方向之间的关 系之外，还应查清原线圈 L1 与副线圈 L2 的绕制方向．由电路图可知，闭合开关 之前，应将滑动变阻器的滑动头 P 处于右端，此时滑动变阻器接入电路的阻值 最大．
精选最新中小学教学课件
20
尖子生好方法:听课时应该始终跟着老师的节奏，要善于抓住老师讲解中的关键词，构建自己的知识结构。利用老师讲课的间隙，猜想老师还会讲什么，会怎样讲， 怎样讲会更好，如果让我来讲，我会怎样讲。这种方法适合于听课容易分心的同学。
2019/5/21
精选最新中小学教学课件
19
thank
you!
2019/5/21
二、同步听课法
有些同学在听课的过程中常碰到这样的问题，比如老师讲到一道很难的题目时，同学们听课的思路就“卡壳“了，无法再跟上老师的思路。这时候该怎么办呢？
如果“卡壳”的内容是老师讲的某一句话或某一个具体问题，同学们应马上举手提问，争取让老师解释得在透彻些、明白些。
如果“卡壳”的内容是公式、定理、定律，而接下去就要用它去解决问题，这种情况下大家应当先承认老师给出的结论（公式或定律）并非继续听下去，先把问题记 下来，到课后再慢慢弄懂它。
【导学号：81370351】
图4 A．如果磁铁的下端是 N 极，则磁铁正在远离线圈 B．如果磁铁的下端是 S 极，则磁铁正在远离线圈 C．如果磁铁的下端是 N 极，则磁铁正在靠近线圈 D．如果磁铁的下端是 S 极，则磁铁正在靠近线圈
AD [根据题图甲，可以知道电流表的指针向电流流入的方向偏转，螺线管 相当于一个电源，电源的正极在上端．根据安培定则，螺线管上端是 S 极．如 果磁铁的下端是 N 板，则磁铁正在远离线圈；如果磁铁的下端是 S 极，则磁铁 正在靠近线圈，故 A、D 正确．]
2024届高三物理一轮复习课件：电磁感应—等距双杆无外力
①最终稳定时， a、b两根导棒的速度大小；
②导体棒a上产生的内能及流过导体棒a的电荷量；
③安培力分别对导体棒a、b做了多少功；
① BLq mvb
BLq mva mv0
BLva BLvb va vb
va
vb
v0 2
②
BLq
mvb
q
mv0 2BL
1 2
mv02
1 2
2m
v0 2
2
1 4
上，金属棒b置于磁场Ⅱ的右边界CD处。现将金属棒a从弯曲导轨上某一高处由静止释放，使其沿导轨运动。设两金属棒
运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。
①若水平段导轨粗糙，两金属棒与水平段导轨间的最大摩擦力均为1/5mg，将金属棒a从距水平面高度h处由静止释放。
求：金属棒a刚进入磁场Ⅰ时，通过金属棒b的电流大小；若金属棒a在磁场Ⅰ内运动过程中，金属棒b能在导轨上保持静
电磁感应 — 双杆模型（等距无外力）
相关知识：
2. 双杆放置不同磁场中（不计摩擦，初状态一静一动）：
B1
B2
模型：非碰撞（合外力不为零，最终各自匀速）
v0
1
2
v v0
v2
最终状态：
B1Lq m1v1
B2Lq m2v2 m2v0
B2Lv2 B1Lv1 B2v2 B1v1
v1
B1B2m2v0 m1B22 m2 B12
电磁感应 — 双杆模型（等距无外力）
例题1
例题2
例题3
例题4
【 例题1】如图所示，两电阻可以忽略不计的平行金属长直导轨固定在水平面上，相距为L，另外两根长度为L、质量为m、
电阻为R的相同导体棒垂直静置于导轨上，导体棒在长导轨上可以无摩擦地左右滑动，导轨间存在竖直向下的匀强磁场，
高三物理第一轮复习课件：第十章第一讲电磁感应现象楞次定律
“来拒去留”是指当磁铁靠近线圈或线圈靠近磁铁 时，会引起闭合回路的磁通量增大，为了阻碍磁通量的增 大便产生安培力阻碍它们靠近，反之亦然．
[易误辨析] 判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打 “×”)． (1)由楞次定律知，感应电流的磁场一定与引起感应 电流的磁场方向相反．( ) (2)电路不闭合，穿过电路的磁通量变化时，也会产 生“阻碍”作用．( )
解析：根据产生感应电流的条件可知：只需要使穿过 闭合回路的磁通量发生变化，就能在回路中产生感应电 流．圆环在匀强磁场中运动，磁感应强度 B 为定值，根 据ΔΦ＝B·ΔS 知：只要回路中相对磁场的正对面积改变量 ΔS≠0，则磁通量一定改变，回路中一定有感应电流产生．
当圆环以过圆心且垂直于圆环平面的轴顺时针转动 时，圆环相对磁场的正对面积始终为零，因此ΔS＝0，因 而无感应电流产生，A 错误；当圆环水平向右平动时，同 样ΔS＝0，因而无感应电流产生，B 错误；当圆环以 mn 为轴转动时，圆环相对磁场的正对面积改变量ΔS 仍为零， 回路中仍无感应电流，C 错误；
2．产生感应电流的条件． 表述 1：闭合回路的一部分导体在磁场内做 _切__割___磁__感__线_的运动． 表述 2：穿过闭合回路的磁通量_发___生__变__化__． 3．能量转化． 发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化 为__电__能_．
思考与讨论 现在的很多新手机都有着无线 wifi 充电，那么这个 wifi 充电技术原理是什么呢？ 提示：最常用的是利用电磁感应中的互感进行充电．
D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流 表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化
解析：产生感应电流的条件是：穿过闭合回路中的磁
通量发生变化，引起磁通量变化的原因有：①闭合回路中
第十章第1讲电磁感应现象和楞次定律-2025年高考物理一轮复习PPT课件
解析
高考一轮总复习•物理
第25页
1．[“三则一律”的应用](多选)如图所示，金属导轨上的导体棒 ab 在匀强磁场中沿 导轨做下列哪种运动时，铜制线圈 c 中将有感应电流产生且被螺线管吸引( )
A．向右做匀速运动 B．向左做减速运动 C．向右做减速运动 D．向右做加速运动
答案
高考一轮总复习•物理
第26页
高考一轮总复习•物理
第9页
2．如图所示，两个单匝线圈 a、b 的半径分别为 r 和 2r.圆形匀强磁场 B 的边缘恰好 与 a 线圈重合，则穿过 a、b 两线圈的磁通量之比为 ( )
A．1∶1 C．1∶4
B．1∶2 D．4∶1
答案
高考一轮总复习•物理
3．如图所示的各图所描述的物理情境中，没有产生感应电流的是( )
第22页
2.“三则一律”的应用技巧 (1)应用楞次定律，一般要用到安培定则． (2)研究感应电流受到的安培力时，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确 定安培力的方向，有时也可以直接用楞次定律的推广应用确定．
高考一轮总复习•物理
第23页
典例 2 (2024·山西太原模拟)(多选)如图所示装置中，ab、cd 杆垂直放置在导轨上，与 导轨接触良好，杆与导轨之间的摩擦力不计．原来 ab、cd 杆均静止，当 ab 杆做如下哪些运 动时，cd 杆将向左移动( )
解析
高考一轮总复习•物理
第12页
重难考点 全线突破
高考一轮总复习•物理
考点 感应电流方向的判断
1．楞次定律中“阻碍”的含义
第13页
高考一轮总复习•物理
2．应用楞次定律的思路
第14页
高考一轮总复习•物理
第15页
典例 1 如图所示，两匀强磁场的磁感应强度 B1 和 B2 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( )
2020届高三一轮复习说课课件《电磁感应》(共54张PPT)
17.如图.在水平面(纸面)内有三报相同的均匀金属棒ab、ac和 MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字型导轨。空间存在 垂直于纸面的均匀磁场。用力使MN向右匀速运动，从图示位 置开始计时，运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨 保持良好接触。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线.可 能正确的是
解析：A [解析] 线框进入磁场过程中，磁通量增大，由 楞次定律可知，感应电流方向为逆时针方向，即正方向， 可排除B、C选项；由E＝BLv可知，线框进出磁场过程中， 切割磁感线的有效长度为线框与磁场边界交点的连线， 故进、出磁场过程中，等效长度L先增大后减小，故感应 电动势先增大后减小；由欧姆定律可知，感应电流也是 先增大后减小，故A项正确，D项错误．
附高考题
年份
2012
卷类别
全国卷
题型
选择题
分值 难度系数 试题考点
6分+6分 0.474+0.694
法拉第电磁感应定律
19.如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线 框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面 （纸面）向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开
始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半
四、一轮复习设计
STSE 13题． (多选)如图所示是磁电式转速传感器的结构简图。该装置主要由测 量齿轮、软铁、永久磁铁、线圈等元件组成。测量齿轮为磁性材料，等距离地 安装在被测旋转体的一个圆周上(圆心在旋转体的轴线上)，齿轮转动时线圈内 就会产生感应电流。设感应电流的变化频率为f，测量齿轮的齿数为N，旋转体 转速为n。则( ) A．f＝nN B．f＝N/n C．线圈中的感应电流方向不会变化 D．旋转体转速越高线圈中的感应电流越强
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
dl
【迁移训练】
迁移1:导体棒在水平导轨上受力平衡 如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间 接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触, 整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面 向下。现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持 静止,下列说法正确的是 ( )
A.ab中的感应电流方向由b到a B.ab中的感应电流逐渐减小 C.ab所受的安培力保持不变 D.ab所受的静摩擦力逐渐减小
Rr
图象应该与v-t图象形状相同,C正确;由P= E2 B2l2v2
Rr Rr
得P与v2成正比,P-t图象也应该是曲线,D错误;同理
可知当k- B2l=2 0时A、D亦错;故选B、C。
Rr
考点二 电磁感应中的电路和动力学问题 【典例2】如图所示,两足够长的金属导轨EF、PQ倾斜 固定,F、Q间接一阻值为R的电阻,其余部分电阻不计, 两导轨间距为d,所在平面与水平面的夹角θ=37°,导 轨cd以上部分存在与导轨平面垂直的匀强磁场。转轴 为O的光滑轻质定滑轮上跨轻质绝缘细线,一端系有质 量为3m的重物,另一端系一
恒定拉力作用时,可以使其匀速向上运动,当金属杆受
到平行于斜面向下大小为 F 的恒定拉力作用时,可以
2
使其保持与向上运动时大小相同的速度向下匀速运动,
重力加速度大小为g。求:
(1)金属杆的质量。 (2)金属杆在磁场中匀速向上运动时速度的大小。
【解析】(1)当金属杆受到平行于斜面向上大小为F的
恒定拉力作用匀速运动时,由平衡条件得:
B2 L2 v Rr
B2L2a Rr
t，
则FA-t图象切线斜率先减小后不变,故B错误;R两端电
压故UC错R=误iR;R=BR的La电Rr t功，则率URP-=t图i2R象=B切R2L线2ar斜2R2 ,率t则2 先电减阻小R的后电不功变,
率先增大后保持不变,且电功率在相等时间内的增加
量逐渐减少,故D错误。
使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区,则金属棒ab中 感应电流i和绝缘细线上的张力大小F随时间t变化的 图象可能正确的是(规定金属棒ab中电流方向由a到b 为正) ( )
【解析】选A、C。在ab棒通过磁场的时间内,ab棒切 割磁感线的有效长度均匀增大,由E=BLv分析可知,ab 产生的感应电动势均匀增大,则感应电流均匀增大,由 楞次定律知感应电流的方向由b到a,为负值。根据cd 棒受力平衡知,细线上的张力F为0,在cd棒通过磁场的 时间内,cd棒切割磁感线的有效长度均匀增大,
(1)金属杆进入磁场时的速率。 (2)匀强磁场磁感应强度的大小。
【解析】(1)金属杆进入磁场前,设重物和杆的加速度 为a,细线上拉力大小为T,以重物为研究对象,由牛顿第 二定律得:
3mg-T=3ma 以杆为研究对象,由牛顿第二定律得: T-mgsinθ-μmgcosθ=ma 金属杆进入磁场时的速度为vm,由速度—位移关系得: v2m=2al 解得:vm= gl
电阻为2R,两导体棒在导电绳间的长度均为L,不计导 电绳的质量和电阻,重力加速度为g。现释放两导体棒, 导体棒ab运动的v-t图象如图丙所示,在t1～t2时间内 的速度为v0,t2时刻时导体棒cd进入磁场,t4时刻时导 体棒ab出磁场。不计两导体棒与导电绳间的相互作用, 求:
金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒中感应电 流为i,受到的安培力大小为FA,电阻R两端的电压为UR, 感应电流的功率为P,它们随时间t变化的图象可能正 确的有 ( )
【解析】选B、C。根据牛顿定律可知,某时刻金属棒
的加速度为a=F F安
F0
kv
B2l 2 v rR
F0
k B2l2 rR
值,故C错误,D正确。
2.在绝缘的水平桌面上有MN、PQ两根平行的光滑金属 导轨,导轨间的距离为l。金属棒ab和cd垂直放在导轨 上,两棒正中间用一根长l的绝缘细线相连,棒ab右侧有 一直角三角形匀强磁场区域,磁场方向竖直向下,三角 形的两条直角边长均为l,整个装置的俯视图如图所示, 从图示位置在棒ab上加水平拉力,
已知ab与导轨始终垂直接触良好,设ab中的感应电流 为i,ab受到的安培力大小为FA,R两端的电压为UR,R的 电功率为P,则图中大致正确的是 ( )
【思维养成】 1.信息提取:平行光滑金属导轨放置在水平面上;磁场 方向竖直向下;ab受到垂直于金属棒的水平外力F的作 用由静止开始运动。
2.思考探究: (1)由图乙能获得哪些信息? 提示:金属棒ab所受外力逐渐减小,金属棒做加速度逐 渐减小的加速运动。
大小为:
v
3RF 4B2L2
FR 4B2L2tan
答案:(1) F (2)
4gsin
3RF 4B2L2
FR 4B2 L2 tan
迁移3:“双棒”在竖直面内运动 如图甲所示,导体棒ab和cd通过两导电绳绕过两光滑 绝缘固定滑轮,在滑轮下方两虚线所在水平面以下空 间存在着匀强磁场,磁场方向与两导电绳所确定的两 竖直面垂直。开始时导体棒ab处在磁场中,导体棒cd 在磁场的上方,图乙为图甲的侧视图。已知导体棒ab 的质量为m,电阻为R,导体棒cd的质量为2m,
(2)金属杆进入磁场时,电动势为E,电流为I,受到的安培
力大小为F,由法拉第电磁感应定律得:
E=Bdvm 由欧姆定律得:I= E
R
安培力:F=BId
设细线上的拉力大小为T′,对重物有:T′=3mg 对金属杆有:T′-mgsinθ-μmgcosθ-F=0
联立解得:B= 1 2mR gl
dl
答案:(1) gl (2) 1 2mR gl
水平向右的方向为外力的正方向,则在0～t时间内,能 正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平 外力F随时间t变化的图象是 ( )
【解析】选D。由E= BS s可in6知0,电动势保
t t
持不变,则电路中电流不变,故A、B错误;由安培力
F=BtIL可知,电路中安培力随B的变化而变化,当B为 负值时,安培力的方向为负,B为正值时,安培力为正
(2)求感应电动势的两种方法。 ①_E_＝__n__t__,用来计算感应电动势的_平__均__值__。
②_E_=_B_L_v_,主要用来计算感应电动势的_瞬__时__值__。 (3)需要掌握的物理思想和方法: 图象法、等效法、守恒法和模型法。
考点一 电磁感应中的图象问题 【典例1】图甲中,两平行光滑金属导轨放置在水平面 上,间距为L,左端接电阻R,导轨电阻不计,整个装置处 于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,将质 量为m、电阻为r的金属棒ab置于导轨上。当ab受到垂 直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动时,F 与金属棒速度v的关系如图乙。
v，
m
m
mm
若k- B2l>2 0,则金属棒做加速度增大的加速运动,
rR
其v-t图象如图甲所示;由i= Bl可v 知感应电流i与
rR
v成正比,则i-t图线应该和v-t图线形状相同;由
FA=Br 2l2Rv得FA与v成正比,图象应该与v-t图象形状
相同,B正确;UR=IR=BRlvRr 知UR与v成正比,图象应该与 v-t图象形状相同;由P= E2 B得2l2Pv2与v2成正
由E=BLv分析可知,cd产生的感应电动势均匀增大,则 感应电流均匀增大,由楞次定律知感应电流的方向 由a到b,为正值,根据cd棒受力平衡知,细线上的张力 F=BIL= B2L2v ,L均匀增大,则F非线性增大,故A、C正
R
确,B、D错误。
【加固训练】 1.如图甲所示,一载流长直导线和一矩形导线框固定 在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直 导线平行。已知在t=0到t=t1的时间内,直导线中电流 i发生某种变化,而线框中感应电流总是沿顺时针方向; 线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。 设电流i正方向与图中箭头方向相同,则i随时间t变化 的图线可能是图乙中的 ( )
【解析】选A。本题题设要求线框中感应电流顺时针 方向,根据楞次定律,可知框内磁场要么向里减弱(载 流直导线中电流正向减小),要么向外增强(载流直导 线中电流负向增大)。线框受安培力向左时,载流直导 线电流一定向上,线框受安培力向右时,载流直导线中 电流一定向下。故本题答案选A。
2.(多选)如图所示,电阻不计、间距为l的光滑平行金 属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的 匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻R。质量为m、电 阻为r的金属棒MN置于导轨上,受到垂直于金属棒的水 平外力F的作用由静止开始运动,外力F与金属棒速度v 的关系是F=F0+kv(F0、k是常量),
电磁感应规律及其应用
【主干体系】
【核心必备】 (1)“三定则、一定律”的应用。 ①安培定则:运动电荷、电流产生_磁__场__。 ②左手定则:磁场对_运__动__电__荷__、__电__流__的__作__用__力__。 ③右手定则:部分导体_切__割__磁__感__线__运__动__。 ④楞次定律:闭合电路_磁__通__量__发生变化。
(2)判断图象是否正确的依据是什么? 提示:由牛顿第二定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定 律、安培力公式、电功率公式写出相应的图象对应的 函数表达式,根据函数关系分析判断图象的正误。
【解析】选A。金属棒受到的安培力FA=BIL=BR2
L2v r
，
对金属棒由牛顿第二定律可得F-FA=ma,金属棒的加速
质量为m、电阻不计的金属杆,开始时金属杆置于导轨 上ab处,ab与cd距离为l。将重物从静止释放,当金属杆 进入磁场时恰好做匀速直线运动。已知金属杆与导轨 间的动摩擦因数μ=0.5,ab运动过程中始终与导轨垂 直,求:(取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为g) 世纪金榜导学号49294063
R
电流大小不变,磁感应强度减小,则安培力减小,故C错 误;金属棒处于静止状态,所受合力为零,对其受力分析, 水平方向静摩擦力f与安培力F等大反向,安培力减小, 则静摩擦力减小,故D正确。
【迁移训练】
迁移1:导体棒在水平导轨上受力平衡 如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间 接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触, 整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面 向下。现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持 静止,下列说法正确的是 ( )
A.ab中的感应电流方向由b到a B.ab中的感应电流逐渐减小 C.ab所受的安培力保持不变 D.ab所受的静摩擦力逐渐减小
Rr
图象应该与v-t图象形状相同,C正确;由P= E2 B2l2v2
Rr Rr
得P与v2成正比,P-t图象也应该是曲线,D错误;同理
可知当k- B2l=2 0时A、D亦错;故选B、C。
Rr
考点二 电磁感应中的电路和动力学问题 【典例2】如图所示,两足够长的金属导轨EF、PQ倾斜 固定,F、Q间接一阻值为R的电阻,其余部分电阻不计, 两导轨间距为d,所在平面与水平面的夹角θ=37°,导 轨cd以上部分存在与导轨平面垂直的匀强磁场。转轴 为O的光滑轻质定滑轮上跨轻质绝缘细线,一端系有质 量为3m的重物,另一端系一
恒定拉力作用时,可以使其匀速向上运动,当金属杆受
到平行于斜面向下大小为 F 的恒定拉力作用时,可以
2
使其保持与向上运动时大小相同的速度向下匀速运动,
重力加速度大小为g。求:
(1)金属杆的质量。 (2)金属杆在磁场中匀速向上运动时速度的大小。
【解析】(1)当金属杆受到平行于斜面向上大小为F的
恒定拉力作用匀速运动时,由平衡条件得:
B2 L2 v Rr
B2L2a Rr
t，
则FA-t图象切线斜率先减小后不变,故B错误;R两端电
压故UC错R=误iR;R=BR的La电Rr t功，则率URP-=t图i2R象=B切R2L线2ar斜2R2 ,率t则2 先电减阻小R的后电不功变,
率先增大后保持不变,且电功率在相等时间内的增加
量逐渐减少,故D错误。
使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区,则金属棒ab中 感应电流i和绝缘细线上的张力大小F随时间t变化的 图象可能正确的是(规定金属棒ab中电流方向由a到b 为正) ( )
【解析】选A、C。在ab棒通过磁场的时间内,ab棒切 割磁感线的有效长度均匀增大,由E=BLv分析可知,ab 产生的感应电动势均匀增大,则感应电流均匀增大,由 楞次定律知感应电流的方向由b到a,为负值。根据cd 棒受力平衡知,细线上的张力F为0,在cd棒通过磁场的 时间内,cd棒切割磁感线的有效长度均匀增大,
(1)金属杆进入磁场时的速率。 (2)匀强磁场磁感应强度的大小。
【解析】(1)金属杆进入磁场前,设重物和杆的加速度 为a,细线上拉力大小为T,以重物为研究对象,由牛顿第 二定律得:
3mg-T=3ma 以杆为研究对象,由牛顿第二定律得: T-mgsinθ-μmgcosθ=ma 金属杆进入磁场时的速度为vm,由速度—位移关系得: v2m=2al 解得:vm= gl
电阻为2R,两导体棒在导电绳间的长度均为L,不计导 电绳的质量和电阻,重力加速度为g。现释放两导体棒, 导体棒ab运动的v-t图象如图丙所示,在t1～t2时间内 的速度为v0,t2时刻时导体棒cd进入磁场,t4时刻时导 体棒ab出磁场。不计两导体棒与导电绳间的相互作用, 求:
金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒中感应电 流为i,受到的安培力大小为FA,电阻R两端的电压为UR, 感应电流的功率为P,它们随时间t变化的图象可能正 确的有 ( )
【解析】选B、C。根据牛顿定律可知,某时刻金属棒
的加速度为a=F F安
F0
kv
B2l 2 v rR
F0
k B2l2 rR
值,故C错误,D正确。
2.在绝缘的水平桌面上有MN、PQ两根平行的光滑金属 导轨,导轨间的距离为l。金属棒ab和cd垂直放在导轨 上,两棒正中间用一根长l的绝缘细线相连,棒ab右侧有 一直角三角形匀强磁场区域,磁场方向竖直向下,三角 形的两条直角边长均为l,整个装置的俯视图如图所示, 从图示位置在棒ab上加水平拉力,
已知ab与导轨始终垂直接触良好,设ab中的感应电流 为i,ab受到的安培力大小为FA,R两端的电压为UR,R的 电功率为P,则图中大致正确的是 ( )
【思维养成】 1.信息提取:平行光滑金属导轨放置在水平面上;磁场 方向竖直向下;ab受到垂直于金属棒的水平外力F的作 用由静止开始运动。
2.思考探究: (1)由图乙能获得哪些信息? 提示:金属棒ab所受外力逐渐减小,金属棒做加速度逐 渐减小的加速运动。
大小为:
v
3RF 4B2L2
FR 4B2L2tan
答案:(1) F (2)
4gsin
3RF 4B2L2
FR 4B2 L2 tan
迁移3:“双棒”在竖直面内运动 如图甲所示,导体棒ab和cd通过两导电绳绕过两光滑 绝缘固定滑轮,在滑轮下方两虚线所在水平面以下空 间存在着匀强磁场,磁场方向与两导电绳所确定的两 竖直面垂直。开始时导体棒ab处在磁场中,导体棒cd 在磁场的上方,图乙为图甲的侧视图。已知导体棒ab 的质量为m,电阻为R,导体棒cd的质量为2m,
(2)金属杆进入磁场时,电动势为E,电流为I,受到的安培
力大小为F,由法拉第电磁感应定律得:
E=Bdvm 由欧姆定律得:I= E
R
安培力:F=BId
设细线上的拉力大小为T′,对重物有:T′=3mg 对金属杆有:T′-mgsinθ-μmgcosθ-F=0
联立解得:B= 1 2mR gl
dl
答案:(1) gl (2) 1 2mR gl
水平向右的方向为外力的正方向,则在0～t时间内,能 正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平 外力F随时间t变化的图象是 ( )
【解析】选D。由E= BS s可in6知0,电动势保
t t
持不变,则电路中电流不变,故A、B错误;由安培力
F=BtIL可知,电路中安培力随B的变化而变化,当B为 负值时,安培力的方向为负,B为正值时,安培力为正
(2)求感应电动势的两种方法。 ①_E_＝__n__t__,用来计算感应电动势的_平__均__值__。
②_E_=_B_L_v_,主要用来计算感应电动势的_瞬__时__值__。 (3)需要掌握的物理思想和方法: 图象法、等效法、守恒法和模型法。
考点一 电磁感应中的图象问题 【典例1】图甲中,两平行光滑金属导轨放置在水平面 上,间距为L,左端接电阻R,导轨电阻不计,整个装置处 于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,将质 量为m、电阻为r的金属棒ab置于导轨上。当ab受到垂 直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动时,F 与金属棒速度v的关系如图乙。
v，
m
m
mm
若k- B2l>2 0,则金属棒做加速度增大的加速运动,
rR
其v-t图象如图甲所示;由i= Bl可v 知感应电流i与
rR
v成正比,则i-t图线应该和v-t图线形状相同;由
FA=Br 2l2Rv得FA与v成正比,图象应该与v-t图象形状
相同,B正确;UR=IR=BRlvRr 知UR与v成正比,图象应该与 v-t图象形状相同;由P= E2 B得2l2Pv2与v2成正
由E=BLv分析可知,cd产生的感应电动势均匀增大,则 感应电流均匀增大,由楞次定律知感应电流的方向 由a到b,为正值,根据cd棒受力平衡知,细线上的张力 F=BIL= B2L2v ,L均匀增大,则F非线性增大,故A、C正
R
确,B、D错误。
【加固训练】 1.如图甲所示,一载流长直导线和一矩形导线框固定 在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直 导线平行。已知在t=0到t=t1的时间内,直导线中电流 i发生某种变化,而线框中感应电流总是沿顺时针方向; 线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。 设电流i正方向与图中箭头方向相同,则i随时间t变化 的图线可能是图乙中的 ( )
【解析】选A。本题题设要求线框中感应电流顺时针 方向,根据楞次定律,可知框内磁场要么向里减弱(载 流直导线中电流正向减小),要么向外增强(载流直导 线中电流负向增大)。线框受安培力向左时,载流直导 线电流一定向上,线框受安培力向右时,载流直导线中 电流一定向下。故本题答案选A。
2.(多选)如图所示,电阻不计、间距为l的光滑平行金 属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的 匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻R。质量为m、电 阻为r的金属棒MN置于导轨上,受到垂直于金属棒的水 平外力F的作用由静止开始运动,外力F与金属棒速度v 的关系是F=F0+kv(F0、k是常量),
电磁感应规律及其应用
【主干体系】
【核心必备】 (1)“三定则、一定律”的应用。 ①安培定则:运动电荷、电流产生_磁__场__。 ②左手定则:磁场对_运__动__电__荷__、__电__流__的__作__用__力__。 ③右手定则:部分导体_切__割__磁__感__线__运__动__。 ④楞次定律:闭合电路_磁__通__量__发生变化。
(2)判断图象是否正确的依据是什么? 提示:由牛顿第二定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定 律、安培力公式、电功率公式写出相应的图象对应的 函数表达式,根据函数关系分析判断图象的正误。
【解析】选A。金属棒受到的安培力FA=BIL=BR2
L2v r
，
对金属棒由牛顿第二定律可得F-FA=ma,金属棒的加速
质量为m、电阻不计的金属杆,开始时金属杆置于导轨 上ab处,ab与cd距离为l。将重物从静止释放,当金属杆 进入磁场时恰好做匀速直线运动。已知金属杆与导轨 间的动摩擦因数μ=0.5,ab运动过程中始终与导轨垂 直,求:(取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为g) 世纪金榜导学号49294063
R
电流大小不变,磁感应强度减小,则安培力减小,故C错 误;金属棒处于静止状态,所受合力为零,对其受力分析, 水平方向静摩擦力f与安培力F等大反向,安培力减小, 则静摩擦力减小,故D正确。