2017高考物理一轮复习课件(原创)：9.3 法拉第电磁感应定律综合应用
【变式3】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（F、k是 常量），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F安，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变化图像可能正确的有
高三一轮复习
Yan Jingwei
1.单棒问题
模型分类 基本模型 运动特点
v0 a逐渐减小 的减速运动
最终特征
静止 I=0 匀速 I=0 (或恒定) 匀速 I 恒定
阻尼式 电动式
a逐渐减小 的加速运动 F a逐渐减小 的加速运动
发电式
2.含容式单棒问题 基本模型
放电式 无外力 充电式 有外力 充电式
v0
I感渐小
t
【例2】如图所示为一“电磁枪”，它有一轨距为l、电 阻可以忽略的水平导轨，导轨另一端与一个电容为C、所充 电压为U0的电容器相连接，该装置的电感可以忽略，整个装 置放入均匀的竖直的磁感应强度为B的磁场中，一根无摩擦 的质量为m、电阻为R的导体棒垂直于轨道放在导轨上，将 开关翻转到b，求导体棒获得的最大速度vmax。
FB B 2l 2 v a m m( R r )
(3)瞬时加速度： 7．变化 (1)有摩擦 (2)磁场方向不沿竖直方向
【例1】AB杆受一冲量作用后以初速度 v0=4m/s，沿水平 面内的固定轨道运动，经一段时间后而停止。AB的质量为 m=5g，导轨宽为L=0.4m，电阻为R=2Ω，其余的电阻不 计，磁感强度B=0.5T，棒和导轨间的动摩擦因数为μ=0.4， 测得杆从运动到停止的过程中通过导线的电量q=10－2C， 求：上述过程中 (g取10m/s2) A (1)AB杆运动的距离； (2)AB杆运动的时间； v0 R (3)当杆速度为2m/s时其 B 加速度为多大？
A.
B.
C.
D.
不等距导轨（非匀强磁场）问题
如图所示，两根完全相同的光滑金属导轨OP、OQ固定在水平桌面上， 导轨间的夹角为θ =74°．导轨所在空间有垂直于桌面向下的匀强磁场 ，磁感应强度大小为B1=0.2T．t=0时刻，一长为L=1m的金属杆MN在外 力作用下以恒定速度v=0.2m/s从O点开始向右滑动．在滑动过程中金属 杆MN与导轨接触良好，且始终垂直于两导轨夹角 的平分线，金属杆的中点始终在两导轨夹角的平 分线上．导轨与金属杆单位长度的电阻均为 r0=0.1Ω ．求 （1）t=2s时刻，金属杆中的电流强度I； （2）0～2s内，闭合回路中产生的焦耳热Q； （2）若在t=2s时刻撤去外力，为保持金属杆继续以v=0.2m/s做匀速运 动，在金属杆脱离导轨前可采取将B从B0逐渐减小的方法，则磁感应强 度B应随时间怎样变化（写出B与t的关系式）？
【综合练习 2】电磁缓冲器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置，其工作 尼作用减缓车辆的速度。电磁阻尼作用可以借助如下模型讨论：如图所示，将形状相 长的铝条固定在光滑斜面上，斜面与水平方向夹角为 。一质量为 m 的条形磁铁滑入两 穿过，穿过时磁铁两端面与两铝条的间距始终保持恒定，其引起电磁感应的效果与磁 铁运动相同。磁铁端面是边长为 d 的正方形，由于磁铁距离铝条很近，磁铁端面正对 可视为匀强磁场，磁感应强度为 B，铝条的高度大于 d，电阻率为ρ ，为研究问题方便 磁铁正对部分的电阻和磁场，其他部分电阻和磁场可忽略不计，假设磁铁进入铝条间 完全转化为铝条的内能，重力加速度为 g （1）求铝条中与磁铁正对部分的电流 I； （2）若两铝条的宽度均为 b，推导磁铁匀速穿过铝条间时速度 v 的表达式； （3）在其他条件不变的情况下，仅将两铝条更换为宽度 b ' b 的铝条，磁铁仍以速度 v 进 分析说明磁铁在铝条间运动时的加速度和速度如何变化。
B
F
F
h
mg mg B
【例5】如图所示两根竖直放在绝缘地面上的金属框架 宽为l，磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直，一质量 为m的金属棒放在框架上，金属棒接触良好且无摩擦，框架 上方串接一个电容为C的电容器，开始时不带电，现将金属 棒从离地高为h处无初速释放，求棒落地的时间t是多少？
【变式】（2013课标I，25）如图，两条平行导轨所在 平面与水平地面的夹角为θ，间距为L。导轨上端接有一平行 板电容器，电容为C。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大 小为B，方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为m的 金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直 并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重 力加速度大小为g。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由 静止开始下滑，求: (1)电容器极板上积累的电荷 量与金属棒速度大小的关系； (2)金属棒的速度大小随时间 变化的关系。
【综合练习1】如图，在竖直向下的磁感应强度为B的匀 强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定 在水平面内，相距为L。一质量为m的导体棒ab垂直于MN 、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。轨道和导体棒的电阻 均不计。 （1）如图1，若轨道左端MP间接一阻值为R的电阻，导 体棒在拉力F的作用下以速度v沿轨道做匀速运动。请通过 公式推导证明：在任意一段时间Δt内，拉力F所做的功与电 路获取的电能相等。
v0
运动特点
a逐渐减小 的加速运动 a逐渐减小 的减速运动 匀加速运动
最终特征
匀速运动 I＝ 0
匀速运动 I＝ 0 匀加速运动 I 恒定
F
3.无外力双棒问题 基本模型
无外力 等距式
v0 1 2
运动特点
杆1做a渐小 的加速运动 杆2做a渐小 的减速运动 杆1做a渐小 的减速运动 杆2做a渐小 的加速运动
最终特征
v1=v2
I＝ 0
无外力 不等距式
v0 1 2
a＝ 0 I＝ 0
L1v1=L2v2
4.有外力双棒问题 基本模型
有外力 等距式
有外力 不等距式
F 1 2
运动特点
杆1做a渐大 的加速运动 杆2做a渐小 的加速运动 杆1做a渐小 的加速运动 杆2做a渐大 的加速运动
最终特征
a1=a2
Δv 恒定 I 恒定
【变式】若将磁铁换成在垂直于斜面的磁场中 下滑的金属棒，如何？源自变力作用下的匀加速运动模型
【例6】如图（甲）所示，一对平行光滑导轨放置在水 平面上，两导轨间距l＝0.2m，电阻R＝1.0；有一导 体杆静止地放置在导轨上，与两轨道垂直，杆及轨道的 电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B＝0.50T 的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道 面向下。现用一外力F沿轨道 方向拉杆，使之做匀加速运动， 测得力与时间t的关系如图（乙） 所示。求杆的质量m和加速度a.
F 1 2
a1≠a2 a1、a2恒定
I 恒定
问电 题磁 感 应 受力情况分析 动力学观点 动量观点 中 的 运动情况分析 能量观点 导 轨 微元法
处理方法
牛顿定律 平衡条件 动量定理 动量守恒 动能定理 能量守恒
阻尼式单棒
1．电路特点 导体棒相当于电源。 2．安培力的特点 安培力为阻力，并随速度减 小而减小。 3．加速度特点 加速度随速度减小而减小
【变式2】如图，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为l，左 侧接一阻值为R的电阻．区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场， 磁场宽度为s．一质量为m，电阻为r的金属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且 接触良好，受到F=0.5v+0.4（N）（v为金属棒运动速度）的水平力作用， 从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大．（已知 l=1m，m=1kg，R=0.3Ω，r=0.2Ω，s=1m） （1）分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动； （2）求磁感应强度B的大小； （3）若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律 满足 ，且棒在运动到ef处时恰好静 止，则外力F作用的时间为多少？ （4）若在棒未出磁场区域时撤去外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移 的变化所对应的各种可能的图线．
FB B 2l 2 v a m m( R r )
v0
B 2l 2 v FB BIl Rr
v v0
4．运动特点 5．最终状态
a减小的减速运动 静止 O t
阻尼式单棒
6．三个规律 (1)能量关系： (2)动量关系：
1 2 mv0 0 Q 2 QR R Qr r
v0
BIl t 0 mv0 mv0 Bl s q qn Bl Rr Rr
ab S B l
vmax
lBCU 0 m l 2 B 2C
几种变化 (1)导轨不光滑
电动式单棒
(2)倾斜导轨
B
(3) 有初速度
v0
(4)磁场方向变化
B
【例3】如图所示，水平放置的足够长平行导轨MN、PQ的 间距为L=0.1m，电源的电动势E＝10V，内阻r=0.1Ω，金 属杆EF的质量为m=1kg，其有效电阻为R=0.4Ω，其与导 轨间的动摩擦因素为μ＝0.1，整个装置处于竖直向上的匀 强磁场中，磁感应强度B＝1T，现在闭合开关，求：（1） 闭合开关瞬间，金属杆的加速度；（2）金属杆所能达到 的最大速度；（3）当其速度为v=20m/s时杆的加速度为多 大？（忽略其它一切电阻，g=10m/s2）
M E B N
P
F
Q
【练习】在图甲、乙、丙三图中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动 ，甲图中的电容器C原来不带电。设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽 略，导体棒和导轨间的摩擦也不计。图中装置均在水平面内，且都处于方向 垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中，导轨足够长。今给导体棒ab一个向 右的初速度v0，在甲、乙、丙三种情形下导体棒ab的最终运动状态是( ) A. 三种情形下导体棒ab最终均做匀速运动 B. 甲、丙中，ab棒最终将以不同的速度做匀速运动；乙中，ab棒最终静止 C. 甲、丙中，ab棒最终将以相同的速度做匀速运动；乙中，ab棒最终静止 D. 三种情形下导体棒ab最终均静止
高考物理一轮复习 第9章 法拉第电磁感应定律(第2课时)课件
• [解析] 金属杆垂直平动切割磁感线产生的 感应电动势E＝Blv，判断金属杆切割磁感线 产生的感应电流方向可用右手定则．
• 由右手定则判断可得，电阻R上的电流方向 为则aE→1∶cE，2由＝E1∶＝2B，lv知故，选E项1＝C正Bl确v，．E2＝2Blv，
(2)自感电动势： ①定义：在__自__感__现__象___中产生的感应电动势．
②表达式：E＝__L_ΔΔ_It__. ③自感系数 L： 相关因素：与线圈的大小、形状、_圈__数__以及是否有_铁__芯___ 有关． 单位：亨利(H)，1 mH＝_1__0_－_3__H,1μH＝10－6 H.
• 2．涡流
第九章 电磁感应
第二课时 法拉第电磁感应定律, 自感涡流
• 考纲考情：5年19考 • 法拉第电磁感应定律(Ⅱ) 自感，涡流(Ⅰ)
• [基础梳理]
• 知识点一 法拉第电磁感应定律
• 1．感应电动势
• (1)定义：在___电_磁_感__应_现_象________中产生的电动 势．
• (2)产生条件：穿过回路的____磁_通__量___发生改变， 与电路是否闭合___无_关__．
• 交流感应电动机就是利用___电__磁_驱_动____的原理工作的．
[小题快练]
1.一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂
直．先保持线框的面积不变，将磁感应强度在 1 s 时间内均匀
地增大到原来的两倍．接着保持增大后的磁感应强度不变，在
1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半．先后两
• [答案] C
• 4．(2016·漳州高三质检)在如图所示的电路 中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为电阻 可忽略不计的自感线圈，E为电源，S为开
法拉第电磁感应定律及其应用—高考物理总复习优质PPT课件
典例 如图所示，将一根绝缘硬金属导线弯曲成一 个完整的正弦曲线形状，它通过两个小金属环 a、b 与长 直金属杆导通，图中 a，b 间距离为 L，导线组成的正弦 图形顶部或底部到杆的距离都是 d.右边虚线范围内存在 磁感应强度大小为 B、方向垂直于弯曲导线所在平面的匀 强磁场，磁场区域的宽度为34L，现在外力作用下导线沿 杆以恒定的速度 v 向右运动，t＝0 时刻 a 环刚从 O 点进 入磁场区域，则下列说法正确的是( )
获取信息
稳定后L相当于导线，A被短路 后熄灭
开始充电瞬间，导通，可近似短 路
电容充电完毕——断路L通电自感 电动势为零，短路
解析：S 闭合瞬间，C 充电，B 被短路不亮，L 通电
产生自感电动势，阻碍电流增大，电流很小，A 中电流较
大，瞬间亮；S 闭合足够长时间，C 充电完毕，断路，B
变亮，L 自感电动势为零，短路，电流较大设为 I0，A 熄
程中，有逆时针的电流
C．保持半径不变，使磁场随时间按 B＝kt 变化，线 圈中的电流为kπRr2
D．保持半径不变，使磁场随时间按 B＝kt 变化，线 圈中的电流为2kRπr2
[思维点拨] 磁通量有正负，磁通量变化率 E＝nΔΔΦt . 解析：保持磁场不变，线圈的半径由 2r 变到 3r 的过
程中，穿过线圈的磁通量不变，所以在线圈中没有感应电
S闭合时，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大，使流过A1灯的电流比流过A2灯的电流增加得慢
开始充电瞬间，导通，可近似短路
第稳十定章 后L相电当磁于感导应线，A被短路后熄B灭．保持磁场不变，线圈的半径由 2r 变到 0.5r 的过
S闭合时，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大，使流过A1灯的电流比流过A2灯的电流增加得慢
高考物理一轮复习 第九章 电磁感应(第2课时)法拉第电磁感应定律
规律总结
公式 导体
E ＝n ΔΔΦt
一个回路
E＝Blv 一段导体
适用
普遍适用
导体切割磁感线
意义
常用于求平均电动势
既可求平均值 也可求瞬时值
本质上是统一的．后者是前者的一种特殊情况．但是，当导体
联系
做切割磁感线运动时，用 E＝Blv 求 E 比较方便；当穿过电路
的磁通量发生变化时，用
E＝n
电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的
长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直
且接触良好．在向右匀速通过M、N两区的过程中，导体
棒所受安培力分别用FM、FN表示．不计轨道电阻．以下 叙述正确的是( )
A．FM向右
B．FN向左
C．FM逐渐增大 D．FN逐渐减小
解析：由安培定则可知，通电直导线在 M、N 区产生的磁场方 向分别为垂直纸面向外、垂直纸面向里，导体棒向右通过 M 区时， 由右手定则可知产生的感应电流方向向下，由左手定则可知，FM 向 左，同理可以判断，FN 向左，越靠近通电直导线磁场越强，导体棒 匀速运动，由 E＝BLv、I＝RE、F＝BIL 可知，FM 逐渐增大，FN 逐 渐减小，正确选项为 B、C、D.
1．(2015·重庆卷)如图所示为无线充电技术中使用的受电线 圈示意图，线圈匝数为n，面积为s.若在t1到t2时间内，匀强 磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由 B1均匀增加到B2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差 φa－φb( )
A
．恒为nS（B2－B1） t 2－t 1
B ．从
答案：C
考点二 导体切割磁感线产生感应电动势的 计算
1．公式E＝Blv的使用条件 (1)匀强磁场． (2)B、l、v三者相互垂直． (3)如不垂直，用公式E＝Blvsin θ求解，θ为B与v方向间 的夹角． 2．“瞬时性”的理解 若v为瞬时速度，则E为瞬时感应电动势． 若v为平均速度，则E为平均感应电动势，即E＝Blv.
高考物理一轮复习课件专题九电磁感应定律的综合应用
当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就会产生感应电流。感应电流的磁场方向与 引起感应电流的磁场方向相反，同时感应电流的大小与磁通量的变化率成正比。
实验器材和步骤
实验器材
2. 电流表
1. 电磁铁
实验器材和步骤
5. 导线若干
4. 滑动变阻器
3. 电压表
01
03 02
实验器材和步骤
01
02
03
分析物理规律
求解物理量
图像法可以帮助学生理解电磁感 应的基本规律，如法拉第电磁感 应定律、楞次定律等。
通过图像可以求解某些物理量， 如感应电动势的最大值、平均值 等。
利用图像分析电磁感应过程
分析磁通量的变化
通过图像可以分析磁通量随时间或位 置的变化，从而判断感应电动势和感
应电流的方向。
分析感应电动势的变化
互感与自感现象
互感现象
两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所 产生的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。
01
自感现象
当一个线圈中的电流变化时，它所产生 的磁场会在它本身产生感应电动势。
02
03
互感和自感的应用
用于分析电路中的电流、电压等物理 量的变化，以及实现电能的传输和转 换。
公式总结与适用条件
在解决综合问题时，不能将电 磁感应定律与其他知识相结合 。纠正方法：多做综合练习题 ，提高综合运用知识的能力。
高考热点预测及备考建议
01
热点一
电磁感应定律与电路的结合。备考建议：熟练掌握电路的 基本概念和公式，能够将电磁感应定律与电路知识相结合 ，解决相关问题。
02 03
热点二
电磁感应定律与力学的结合。备考建议：加强对力学基本 概念和公式的理解，能够将电磁感应定律与力学知识相结 合，解决相关问题。
高考物理一轮总复习精品课件 第12章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律及其应用
电流逐渐减小,灯泡逐渐
变暗,电流方向不变
电流突然增大,然后逐渐减小达到稳定
电路中稳态电流为I1、I2:①若I2≤I1,灯泡
逐渐变暗;②若I2>I1,灯泡闪亮后逐渐变
暗。两种情况下灯泡中电流方向均改变
3.电磁阻尼与电磁驱动
两者都是电磁感应现象,都遵循楞次定律,都是安培力阻碍引起感应电流的
导体与磁场间的相对运动。
立刻跳起。对以上两个实例的理解正确的是(
(1)磁通量的变化仅由面积 S 变化引起时,ΔΦ=BΔS,则
Δ
E=n Δ 。
(2)磁通量的变化仅由磁感应强度 B 变化引起时,ΔΦ=ΔBS,则
Δ
E=n Δ 。(S
为
线圈在磁场中的有效面积)
(3)磁通量的变化是由于面积 S 和磁感应强度 B 的共同变化引起的,应根据定
义求 E,ΔΦ=|Φ 末-Φ 初|,则
连, 线圈在玻璃管上部的5匝均匀分布,下部的3匝也均匀分
布, 下部相邻两匝间的距离大于上部相邻两匝间的距离,
如图甲所示。现让一个很小的强磁体在玻璃管内沿
轴线从上端口由静止下落, 电流传感器测得线圈中电
流I随时间t的变化如图乙所示。则( AD )
A.小磁体在玻璃管内下降速度越来越快
B.下落过程中, 小磁体的N极、S极上下颠倒了8次
电压相等,所以灯A1的阻值比L1的大,A、B错误;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,
而另一个相同的灯A3立即变亮,最终灯A2与灯A3的亮度相同,两灯电阻相
同,所以变阻器R与L2的电阻值相同,C正确;闭合开关S2瞬间,L2对电流有阻
碍作用,所以通过L2的电流与通过变阻器R的电流不相等,D错误。
考向二 涡流
典题6 (多选)工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术的
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)
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
2017版高考物理一轮复习 第十章 微专题67 法拉第电磁感应定律的理解和应用
法拉第电磁感应定律的理解和应用1．考点及要求：(1)法拉第电磁感应定律(Ⅱ)；(2)自感、涡流(Ⅰ).2.方法与技巧：要灵活利用E ＝n ΔΦΔt 的变形式E ＝nS ΔB Δt 和E ＝nB ΔSΔt求解问题．1．(定律的理解)穿过同一闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化的图像分别如图1中的①～④所示，下列关于回路中感应电动势的论述正确的是( )图1A ．图①回路产生恒定不变的感应电动势B ．图②回路产生的感应电动势一直在变大C ．图③回路0～t 1时间内产生的感应电动势小于t 1～t 2时间内产生的感应电动势D ．图④回路产生的感应电动势先变小再变大2．(定律的应用)在半径为r 、电阻为R 的圆形导线框内，以直径为界，左、右两侧分别存在着方向如图2甲所示的匀强磁场．以垂直纸面向外的磁场为正，两部分磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律分别如图乙所示．则0～t 0时间内，导线框中( )图2A ．没有感应电流B ．感应电流方向为逆时针C ．感应电流大小为πr 2B 0t 0RD ．感应电流大小为2πr 2B 0t 0R3．(自感现象)如图3所示的电路中，L 为自感线圈，其直流电阻与电阻R 相等，C 为电容器，电源内阻不可忽略．当开关S 由闭合变为断开瞬间，下列说法正确的是( )图3A ．通过灯A 的电流由c 到dB ．A 灯突然闪亮一下再熄灭C ．B 灯无电流通过，不可能变亮D ．电容器立即放电4．如图4所示的电路，电源电动势为E ，线圈L 的电阻不计．以下判断正确的是( )图4A ．闭合S ，稳定后，电容器两端电压为EB ．闭合S ，稳定后，电容器的a 极板带正电C ．断开S 的瞬间，电容器的a 极板将带正电D ．断开S 的瞬间，电容器的a 极板将带负电5．(多选)如图5所示，一导线弯成闭合线圈，以速度v 向左匀速进入磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直平面向外．线圈总电阻为R ，从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止，下列结论正确的是( )图5A ．感应电流一直沿顺时针方向B ．线圈受到的安培力先增大，后减小C ．感应电动势的最大值E ＝BrvD ．穿过线圈某个横截面的电荷量为B r 2＋πr 2R6．(多选)用一根横截面积为S 、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r 的圆环，ab 为圆环的一条直径，如图6所示，在ab 的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率ΔBΔt＝k (k ＜0)，则( )图6A ．圆环中产生逆时针方向的感应电流B ．圆环具有扩张的趋势C ．圆环中感应电流的大小为|krS2ρ|D ．图中a 、b 两点间的电压U ＝|14k πr 2|7．如图7甲所示，质量为2 kg 的绝缘板静止在粗糙水平面上，质量为1 kg 、边长为1 m 、电阻为0.1 Ω的正方形金属框ABCD 位于绝缘板上，E 、F 分别为BC 、AD 的中点．某时刻起在ABEF 区域内有竖直向下的磁场，其磁感应强度B 1的大小随时间变化的规律如图乙所示，AB 边恰在磁场边缘以外；FECD 区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B 2＝0.5 T ，CD 边恰在磁场边缘以内．假设金属框受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两磁场均有理想边界，取g ＝10 m/s 2.则( )图7A ．金属框中产生的感应电动势大小为1 VB ．金属框受到向左的安培力大小为1 NC ．金属框中的感应电流方向沿ADCB 方向D ．如果金属框与绝缘板间的动摩擦因数为0.3，则金属框可以在绝缘板上保持静止8．如图8所示，边长为a 的导线框ABCD 处于磁感应强度为B 0的匀强磁场中，BC 边与磁场右边界重合，现发生以下两个过程：一是仅让线框以垂直于边界的速度v 匀速向右运动；二是仅使磁感应强度随时间均匀变化．若导线框在上述两个过程中产生的感应电流大小相等，则磁感应强度随时间的变化率为( )图8 A.2B 0v a B.B 0vaC.B 0v 2a D.4B 0v a9．(多选)如图9甲所示，abcd为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，导体棒PQ与ad、bc接触良好，整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中，磁场的磁感应强度B随时间t变化情况如图乙所示(设图甲中B的方向为正方向)，在0～t1时间内导体棒PQ始终静止，下面判断正确的是( )图9A．导体棒PQ中电流方向由Q至PB．导体棒PQ受安培力方向沿框架向下C．导体棒PQ受安培力大小在增大D．导体棒PQ受安培力大小在减小10．(多选)如图10甲所示，光滑绝缘水平面上，虚线MN的右侧存在磁感应强度B＝2 T的匀强磁场，MN的左侧有一质量m＝0.1 kg的矩形线圈abcd，bc边长L1＝0.2 m，电阻R＝2 Ω.t ＝0时，用一恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过1 s，线圈的bc 边到达磁场边界MN，此时立即将拉力F改为变力，又经过1 s，线圈恰好完全进入磁场，整个运动过程中，线圈中感应电流i随时间t变化的图像如图乙所示．则( )图10A．恒定拉力大小为0.05 NB．线圈在第2 s内的加速度大小为1 m/s2C．线圈ab边长L2＝0.5 mD．在第2 s内流过线圈的电荷量为0.2 C11．如图11甲所示，电阻不计，间距为l的平行长金属导轨置于水平面内，阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左端，另一阻值也为R的导体棒ef垂直放置在导轨上，ef与导轨接触良好，并可在导轨上无摩擦移动．现有一根轻杆一端固定在ef中点，另一端固定于墙上，轻杆与导轨保持平行，ef、ab两棒间距为d.若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，且从某一时刻开始，磁感应强度B随时间t按图乙所示的方式变化．求：图11(1)在0～t0时间内流过导体棒ef的电流的大小与方向；(2)在t0～2t0时间内导体棒ef产生的热量；(3)1.5t0时刻杆对导体棒ef的作用力的大小和方向．12．如图12所示，质量为m＝0.1 kg粗细均匀的导线，绕制成闭合矩形线框，其中长L AC＝50 cm，宽L AB＝20 cm，竖直放置在水平面上．中间有一磁感应强度B＝1.0 T，磁场宽度d ＝10 cm的匀强磁场．线框在水平向右的恒力F＝2 N的作用下，从图示位置由静止开始沿水平方向运动，线框AB边从左侧进入磁场，从磁场右侧以v＝1 m/s的速度匀速运动离开磁场，整个过程中线框始终受到大小恒定的摩擦阻力f＝1 N，且线框不发生转动．求线框的AB边图12(1)离开磁场时感应电流的大小；(2)刚进入磁场时感应电动势的大小；(3)穿越磁场的过程中安培力所做的总功．答案解析 1．D2．C [t ＝0时，通过线圈的磁通量为Φ＝－B 0·πr 22＝－12B 0πr 2，t ＝t 0时，通过线圈的磁通量为Φ′＝B 0·πr 22＝12B 0πr 2，磁通量发生了变化，故一定有感应电流，A 项错；由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向，B 项错；左侧磁感应强度随时间变化关系为：B 1＝B 0t 0t ，右侧磁感应强度随时间变化关系为：B 2＝－B 0＋B 0t 0t ，通过圆环的磁通量随时间变化关系为：Φ＝(B 1＋B 2)·πr 22＝－B 0·12πr 2＋B 0t 0πr 2t ，由法拉第电磁感应定律，E ＝ΔΦΔt ＝B 0t 0πr 2，由欧姆定律可知，I ＝E R ＝B 0πr 2Rt 0，C 项正确，D 项错．]3．B [S 断开瞬间，线圈L 与A 灯、电阻R 形成闭合回路，通过灯A 的电流由d 到c ，故A错．由于自感提供给A 灯的电流开始时大于电源原来提供的电流，故A 灯闪亮一下再熄灭，B 正确．S 断开瞬间，电源的路端电压增大，将对电容器充电，充电电流通过B 灯，可能会使B 灯闪亮一下再熄灭，故C 、D 均错．]4．C [因线圈L 的电阻不计，因此，闭合S 稳定后，电容器两端的电压为零，极板不带电，选项A 、B 均错误；闭合S 电路稳定时，流过线圈L 的电流由右向左，断开S 的瞬间，线圈中产生与其原电流方向相同的自感电动势，于是电容器将充电，a 极板将带正电，选项C 正确，D 错误．]5．AB [在闭合线圈进入磁场的过程中，通过闭合线圈的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向一直为顺时针方向，选项A 正确；导体切割磁感线的有效长度先变大后变小，感应电流先变大后变小，安培力也先变大后变小，选项B 正确；导体切割磁感线的有效长度最大值为2r ，感应电动势最大为E ＝2Brv ，选项C 错误；穿过线圈某个横截面的电荷量为Q ＝ΔΦR＝B r 2＋π2r 2R，选项D 错误．]6．BD [磁通量垂直纸面向里逐渐减小，由楞次定律可知，圆环中的感应电流方向为顺时针，故选项A 错误；为了阻碍磁通量的减小，圆环有扩张的趋势，故选项B 正确．由法拉第电磁感应定律可知，E ＝ΔB πr 22Δt ＝|12k πr 2|，感应电流I ＝E R ＝E ρ2πr S＝|kSr 4ρ|，故选项C 错误；由闭合电路欧姆定律可知，ab 两点间的电压U ＝E 2＝|14k πr 2|，故选项D 正确．]7．D [根据法拉第电磁感应定律有E ＝n ΔΦΔt ＝ΔB 1Δt ·L22＝0.5 V ，故选项A 错误；回路中的电流为I ＝E R＝5 A ，所受安培力的大小为F ＝B 2IL ＝2.5 N ，根据楞次定律可知，产生感应电流的方向为逆时针，即ABCD 方向，则由左手定则可知，安培力的方向水平向右，故选项B 、C 错误；若金属框与绝缘板间的动摩擦因数为0.3，则最大静摩擦力f m ＝μN ＝μmg ＝3 N ，大于安培力，金属框可以在绝缘板上保持静止，故选项D 正确．]8．B [第一种情况根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，可得：I ＝B 0avR；同样当磁感应强度随时间均匀变化时，可得：I ＝ΔBa 2ΔtR ，联立可得：ΔB Δt ＝B 0va ，选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．]9．AD [根据法拉第电磁感应定律可知在线圈中产生恒定的感应电流，方向由Q 至P ，故A 正确；根据左手定则可知，导体棒PQ 受到沿框架向上的安培力，故B 错误；产生的感应电流不变，但磁感应强度逐渐减小，故受到的安培力逐渐减小，故C 错误，D 正确．]10．ABD [ 在第1 s 末，i 1＝ER，E ＝BL 1v 1，v 1＝a 1t 1，F ＝ma 1，联立得F ＝0.05 N ，A 项正确．在第2 s 内，由图像分析知线圈做匀加速直线运动，第2 s 末i 2＝E ′R，E ′＝BL 1v 2，v 2＝v 1＋a 2t 2，解得a 2＝1 m/s 2，B 项正确．在第2 s 内，v 22－v 21＝2a 2L 2，得L 2＝1 m ，C 项错误．q ＝ΔΦR＝BL 1L 2R＝0.2 C ，D 项正确．] 11．(1)B 0ld 2Rt 0 方向e →f (2)B 20l 2d 2Rt 0 (3)B 20l 2dRt 0方向水平向右解析 (1)在0～t 0时间内， 产生感应电动势的大小E 1＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt S ＝B 0ldt 0流过导体棒ef 的电流大小I 1＝E 12R ＝B 0ld2Rt 0 由楞次定律可判断电流方向为e →f . (2)在t 0～2t 0时间内， 产生感应电动势的大小E 2＝ΔΦ′Δt ＝ΔB ′Δt S ＝2B 0ldt 0流过导体棒ef 的电流大小I 2＝E 22R ＝B 0ldRt 0该时间内导体棒ef 产生的热量Q ＝I 22Rt 0＝B 20l 2d2Rt 0.(3)1.5t 0时刻，磁感应强度B ＝B 0导体棒ef 所受安培力F ＝B 0I 2l ＝B 20l 2dRt 0，方向水平向左，根据导体棒ef 受力平衡可知杆对导体棒的作用力为F ′＝B 20l 2dRt 0，方向水平向右．12．(1)5 A (2)0.4 V (3)－0.25 J 解析 (1)线框离开磁场时已经匀速运动F ＝f ＋BIL ，所以I ＝F －fBL AB＝5 A(2)线框进入磁场前F －f ＝ma ，a ＝F －f m＝10 m/s 2v 20＝2ax ，v 0＝2 m/s线框进入磁场时感应电动势E ＝BL AB v 0＝0.4 V (3)线框在穿越磁场的过程中，根据动能定理有 (F －f )d ＋W ＝12mv 2－12mv 20，解得：W ＝－0.25 J。
高三物理一轮复习课件法拉第电磁感应定律自感涡流
重点过关 动生电动势的计算 1.平动切割
左手定则
重点过关 动生电动势的计算 2.转动切割
左手定则
左手定则
(2)在时，金属框ab边受到的安培力F的大小和方向； (3)在t= 0到时间内，金属框中电流的电功左率手。定则
重点过关 自感现象——增反减同
1.通电自感
与线圈串联的电左器手，定则 电流逐渐增大
例2 管道高频焊接机的原理如图所示，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，电流左产手生定则 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（ D ） A.库仑 B.霍尔 C.洛伦兹 D.法拉第
重点过关 法拉第电磁感应定律的应用 左手定则
一轮复习： 法拉第电磁感应定律
自感 涡流
旧知回顾
一、法拉第电磁感应定律
1.感应电动势
①概念：在电磁感应现象中产生的电动势。
②产生条件：穿过回路的 磁通量 发生改变，与
回路是否闭合
。
③方向判断：楞次定律或右手定则判断
旧知回顾 一、法拉第电磁感应定律
2.法拉第电磁感应定律 ①内容：闭合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。 ②公式：
通电时，通过线圈的 电流逐渐增大，灯泡 逐渐变亮
重点过关 自感现象
2.断电自感
与线圈串，通过线圈的电 流逐渐减小，灯泡逐渐 变暗，电流方向不变
思考讨论 断电时，灯泡亮度如何变化？ 左手定则
两种情况下灯泡中电 流方向均改变
法拉第 电磁感 应定律
感应电 动势
自感
旧知回顾 一、法拉第电磁感应定律
3.导线切割磁感线时的感应电动势 ①平动切割： ②转动切割：
高考物理第一轮总复习 法拉第电磁感应课件
3．日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成． (1)灯管：管两端各有一个灯丝，管内充有微量的氩 和稀薄汞蒸气，管壁涂有荧光粉． (2)镇流器：是一个带铁芯的线圈，自感系数很大． (3)启动器：是一个充有氖气的小玻璃泡，里面有两 个电极，一个是固定不动的静触片，另一个是用双金属片 制成的U型动触片．
4．日光灯的工作原理 (1)如图所示，当开关闭合后，电源电压加在启动器 的两极之间，使氖气放电发出辉光．辉光产生的热量使U 型触片膨胀伸长，与静触片接触，电路导通，于是镇流器 的线圈和灯管的灯丝中就有电流通过．
内，线框ab边受安培力随时间变化的图象可能是图中的
(规定力向左为正)
()
[解析] 由B－t图象可知，在0～1s内，匀强磁场垂直
纸面ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ里，且均匀减小．据楞次定律可判定线框中感应电
流方向b→a→d→c→b进一步由左手定则判定ab边受安培
力方向向左，为正值．又根据
综
合考虑不难得出正确答案为D.
[答案] D
B、L、v之间应取两两互相垂直的分量，可采用投影的办 法．
4．意义不同：前者求得的是平均电动势；后者v若 是平均速度，则E为平均电动势；若v为瞬时速度，则E为 瞬时电动势．
5．公式E＝n 与E＝BLv是统一的．公式E＝n 中当Δt→0时，求出的E为瞬时感应电动势；公式E
＝BLv中当v代入平均速度时，则求出的的E为平均感应 电动势.
(3)自感现象的一般性和特殊性 一般性：自感电动势阻碍磁通量变化． 特殊性：阻碍发生自感现象的导体自身电流的变 化．即当它所在支路电流增大，自感电动势即与原电流方 向相反，反之相同． (4) 在 交 流 电 路 中 ， 由 于 电 流 的 大 小 和 方 向 不 断 变 化，所以自感电动势一直存在．
2017高考物理一轮复习课件(原创)：9.2 法拉第电磁感应定律及其推广
原因
由于开关闭合时，流过电感线 圈的电流迅速增大，使线圈产 生自感电动势，阻碍了电流的 增大，使流过灯A1的电流比流 过灯A2的电流增加得慢
能量转 化情况
电能转ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ为磁场能
磁场能转化为电能
自感现象的应用
谈 谈 你 的 感 受
1.没闭合开关S： 没感觉 2.闭合开关S： 还是没感觉 3.断开开关S：
A．任意时刻 t 线框的磁通量为
b c
C．从图示位置线框转动半周，通过线框的电荷量为 0；
3 B2l 4 D．从图示位置线框转动半周，线框中产生的热量为 32R 。
三、动生感应与感生感应
6.如图所示,在匀强磁场中，MN、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，同时 以相同速度向右运动时，正确的有( ) A．电压表有读数,电流表有读数 B．电压表无读数,电流表有读数 C．电压表无读数,电流表无读数 D．电压表有读数,电流表无读数
【例1】（18分）图19（a）所示，在垂直于匀强磁场B的 平面内，半径为r的金属圆盘绕过圆心O的轴承转动，圆心O 和边缘K通过电刷与一个电路连接。电路中的P是加上一定正 向电压才能导通的电子元件。流过电流表的电流I与圆盘角速 度ω的关系如图19（b）所示，其中ab段和bc段均为直线，且 ab段过坐标原点。ω>0代表圆盘逆时针转动。已知：R=3.0Ω ，B=1.0T，r=0.2m。忽略圆盘，电流表和导线的电阻。 （1）根据图19（b）写出ab、bc段对应的I与ω的关系式； （2）求出图19（b）中b、c两点对应的P两端的电压Ub、Uc ； （3）分别求出ab、bc段流过P的电流IP与其两端电压UP的 关系式。
推论3：线框在磁场中的转动
如图所示，边长为a的正方形金属线圈绕通过 OO′轴，以角 速度ω做匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为 B，求下列情 况的平均感应电动势及瞬时电动势； 1）线框从图示位置转过900 2）线框从图示位置转过1800 3）线框从图示位置转过300