高中物理法拉第电磁感应定律难点突破汇总
难点之七 法拉第电磁感应定律一、难点形成原因1、关于表达式tnE ∆∆=φ此公式在应用时容易漏掉匝数n ，实际上n 匝线圈产生的感应电动势是串联在一起的，其次φ∆是合磁通量的变化，尤其变化过程中磁场方向改变的情况特别容易出错，并且感应电动势E 与φ、φ∆、t∆∆φ的关系容易混淆不清。
2、应用法拉第电磁感应定律的三种特殊情况E=Blv 、ω221Bl E =、E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）解决问题时，不注意各公式应用的条件，造成公式应用混乱从而形成难点。
3、公式E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）的记忆和推导是难点，造成推导困难的原因主要是此情况下，线圈在三维空间运动，不少同学缺乏立体思维。
二、难点突破1、φ、φ∆、t∆∆φ同v 、△v 、tv ∆∆一样都是容易混淆的物理量，如果理不清它们之间的关系，求解感应电动势就会受到影响，要真正掌握它们的区别应从以下几个方面深入理解。
磁通量φ磁通量变化量φ∆磁通量变化率t∆∆φ物理 意义磁通量越大，某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数越多某段时间穿过某个面的末、初磁通量的差值表述磁场中穿过某个面的磁通量变化快慢的物理量大小 计算⊥=BS φ，⊥S 为与B 垂直的面积12φφφ-=∆，SB ∆=∆φ或B S ∆=∆φ tS Bt∆∆=∆∆φ 或tB St∆∆=∆∆φ注 意若穿过某个面有方向相反的磁场，则不能直接用⊥=BS φ，应考虑相反方向的磁通量相互抵消以后所剩余的磁通量开始和转过1800时平面都与磁场垂直，穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，△φ=2 BS ，而不是零既不表示磁通量的大小，也不表示变化的多少，在φ—t 图象中用图线的斜率表示2、明确感应电动势的三种特殊情况中各公式的具体用法及应用时须注意的问题⑴导体切割磁感线产生的感应电动势E=Blv ，应用此公式时B 、l 、v 三个量必须是两两相互垂直，若不垂直应转化成相互垂直的有效分量进行计算，生硬地套用公式会导致错误。
有的注意到三者之间的关系，发现不垂直后，在不明白θ角含义的情况下用E=Blvsin θ求解，这也是不可取的。
处理这类问题，最好画图找B 、l 、v 三个量的关系，如若不两两垂直则在图上画出它们两两垂直的有效分量，然后将有效分量代入公式E=Blv 求解。
此公式也可计算平均感应电动势，只要将v 代入平均速度即可。
⑵导体棒以端点为轴在垂直于磁感线的匀强磁场中匀速转动，计算此时产生的感应电动势须注意棒上各点的线速度不同，应用平均速度（即中点位置的线速度）来计算，所以ω221Bl E =。
⑶矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场的任意轴匀速转动产生的感应电动势何时用E=nBs ωsin θ计算，何时用E=nBs ωcos θ计算，最容易记混。
其实这两个公式的区别是计时起点不同，记住两个特殊位置是关键。
当线圈转至中性面（即线圈平面与磁场垂直的位置）时E=0，当线圈转至垂直中性面的位置（即线圈平面与磁场平行）时E=nBs ω。
这样，线圈从中性面开始计时感应电动势按E=nBs ωsin θ规律变化，线圈从垂直中性面的位置开始计时感应电动势按E=nBs ωcos θ规律变化。
并且用这两个公式可以求某时刻线圈的磁通量变化率△φ/△t ，不少同学没有这种意识。
推导这两个公式时，如果能根据三维空间的立体图准确画出二维空间的平面图，问题就会迎刃而解。
另外，tnE ∆∆=φ求的是整个闭合回路的平均感应电动势，△t →0的极限值才等于瞬时感应电动势。
当△φ均匀变化时，平均感应电动势等于瞬时感应电动势。
但三种特殊情况中的公式通常用来求感应电动势的瞬时值。
4、典型例例1： 关于感应电动势，下列说法正确的是（ ） A ．穿过回路的磁通量越大，回路中的感应电动势就越大 B ．穿过回路的磁通量变化量越大，回路中的感应电动势就越大 C ．穿过回路的磁通量变化率越大，回路中的感应电动势就越大D ．单位时间内穿过回路的磁通量变化量越大，回路中的感应电动势就越大【审题】题目考查内容非常明确，主要考查感应电动势E 与磁通量φ、磁通量变化量φ∆、磁通量变化率t∆∆φ之间的关系。
【解析】感应电动势E 的大小与磁通量变化率t∆∆φ成正比，与磁通量φ、磁通量变化量φ∆无直接联系。
A 选项中磁通量φ很大时，磁通量变化率t∆∆φ可能很小，这样感应电动势E 就会很小，故A 错。
B 选项中φ∆很大时，若经历时间很长，磁通量变化率t∆∆φ仍然会很小，感应电动势E 就很小，故B 错。
D 选项中单位时间内穿过回路的磁通量变化量即磁通量变化率t∆∆φ，它越大感应电动势E 就越大，故D 对。
答案：CD【总结】感应电动势的有无由磁通量变化量φ∆决定，φ∆≠0是回路中存在感应电动势的前提，感应电动势的大小由磁通量变化率t ∆∆φ决定，t∆∆φ越大，回路中的感应电动势越大，与φ、φ∆无关。
例2：一个面积S=4×10-2m 2，匝数N=100的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面，磁场的磁感应强度B 随时间变化规律为△B /△t=2T/s ，则穿过线圈的磁通量变化率t∆∆φ为 Wb/s ，线圈中产生的感应电动势E=V 。
【审题】磁通量的变化率t∆∆φ与匝数N 无关，因为磁通量表示穿过某一面积的磁感线条数，穿过一匝线圈和穿过N 匝线圈的磁感线条数是一样的。
这样，一段时间内磁通量的变化一匝线圈和N 匝线圈是一样的，所以t∆∆φ不受匝数N 的影响。
而感应电动势除与t∆∆φ有关外还与匝数N 有关，因为产生感应电动势的过程中，每一匝线圈都相当于一个电源，线圈匝数越多，意味着串联的电源越多，说明E 与N 有关。
【解析】根据磁通量变化率的定义得t∆∆φ= S △B /△t=4×10-2×2 Wb/s=8×10-2Wb/s由E=N △φ/△t 得E=100×8×10-2V=8V 答案：8×10-2；8【总结】计算磁通量φ=BScos θ、磁通量变化量△φ=φ2-φ1、磁通量变化率△φ/△t 时不用考虑匝数N ，但在求感应电动势时必须考虑匝数N ，即E=N △φ/△t 。
同样，求安培力时也要考虑匝数N ，即F=NBIL ，因为通电导线越多，它们在磁场中所受安培力就越大，所以安培力也与匝数N 有关。
例3：如图7-1所示，两条平行且足够长的金属导轨置于磁感应强度为B 的匀强磁场中，B 的方向垂直导轨平面。
两导轨间距为L ，左端接一电阻R ，其余电阻不计。
长为2L 的导体棒ab 如图所示放置， 开始时ab 棒与导轨垂直，在ab 棒绕a 点紧贴导轨滑倒的过程中，通过电阻R 的电荷量是 。
【审题】求通过电阻R 的电荷量首先须求出通过电阻R 的平均电流，由于电阻R 已知，因此根据法拉第电磁感应定律求出这一过程的平均感应电动势是解题关键。
【解析】tBL tLL L B tS BtE ∆=∆-∙=∆∆=∆∆=23421222φtR2BL 3R E I 2∆==∴RBL t I q 232=∆=答案：RBL 232【总结】用E=N △φ/△t 求的是平均感应电动势，由平均感应电动势求闭合回路的平均电流。
而电路中通过的电荷量等于平均电流与时间的乘积，即RNt tRNt I q φφ∆=∆∆∆=∆=，注意这个式子在不同情况下的应用。
例4：如图7-2所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒以水平速度V 0抛出，设整个过程中，棒的取向不变，不计空气阻力，则金属棒运动过程中产生的感应电动势的大小变化情况应是（ ）A ．越来越大B ．越来越小C ．保持不变D ．无法判断【审题】金属棒运动过程中速度越来越大，但产生感应电动势的有效切割速度仅仅是速度的水平分量V 0，而在金属棒运动过程中V 0是不变的。
【解析】导体切割磁感线产生的感应电动势E=Blv ，金属棒运动过程中B 、l 和v 的有效分量均不变，所以感应电动势E 不变，故选C 。
答案：C【总结】应用感应电动势的计算公式E=Blv 时，一定要注意B 、l 、v 必须两两垂直，若不垂直要取两两垂直的有效分量进行计算。
例5：如图7-3所示，长为L 的金属棒ab ，绕b 端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁感应强度为B ，求ab 两端的电势差。
【审题】ab 两端的电势差等于金属棒切割磁感线产生的感应电动势，因此，只要求出感应电动势即可。
本题是导体棒转动切割磁感线产生感应电动势的情况，棒上各点的速率不相等，由v=ωr 知，棒上各点的线速度跟半径成正比，图7-1图7-2故可用棒的中点的速率作为平均切割速率代入公式E=Blv 求解。
本题也可以设△t 时间ab 棒扫过的扇形面积为△S ，根据E=n △φ/△t 求解。
【解析】解法一：E=Blv=BL ωL/2=BL 2ω/2 解法二：E=n △φ/△t= B △S/△t=t t L B ∆∆∙/212ω= BL 2ω/2∴22ωBL E U ab ==答案：BL 2ω/2【总结】若用E=Blv 求E ，则必须先求出平均切割速率；若用E=n △φ/△t 求E ，则必须先求出金属棒ab 在△t 时间扫过的扇形面积，从而求出磁通量的变化率。
例6：如图7-4所示，矩形线圈abcd 共有n 匝，总电阻为R ，部分置于有理想边界的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直，磁感应强度大小为B 。
让线圈从图示位置开始以ab 边为轴匀速转动，角速度为ω。
若线圈ab 边长为L 1，ad 边长为L 2，在磁场外部分为2L 52，则⑴线圈从图示位置转过530时的感应电动势的大小为 。
⑵线圈从图示位置转过1800的过程中，线圈中的平均感应电流为 。
⑶若磁场没有边界，线圈从图示位置转过450时的感应电动势的大小为 ，磁通量的变化率为 。
【审题】磁场有边界时，线圈abcd 从图示位置转过530的过程中，穿过线圈的磁通量始终没有变化，所以此过程感应电动势始终为零；在线圈abcd 从图示位置转过1800的过程中，初末状态磁通量大小不变，但方向改变，所以2121L BL 56L 53BL2=∙=φ∆。
磁场没有边界时，线圈abcd 从图示位置转动产生的感应电动势按E=nBs ωsin θ规律变化，即E=nBL 1L 2ωsin ωt ，t 时刻磁通量的变化率△φ/△t=E/n=BL 1L 2ωsin ωt 。
【解析】⑴线圈从图示位置转过530时的感应电动势的大小为零。
⑵线圈从图示位置转过1800的过程中，πωωπφ56562121L nBL L BL n tnE ==∆∆=∴RL nBL RE I πω5621==⑶若磁场没有边界，线圈从图示位置转过450时的感应电动势 E=nBL 1L 2ωsin ωt=ω21L nBL 22此时磁通量的变化率2221ωφL BL n E t==∆∆答案：0；R5L nBL 621πω；ω21L nBL 22，2221ωL BL【总结】本题考查了三个知识点：①感应电动势的产生由△φ决定，△φ=0则感应电动势等于零；②磁通量的变图7-3图7-4化量的求法，开始和转过1800时平面都与磁场垂直，△φ=2 BS ，而不是零；③线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动产生感应电动势的表达式及此过程中任一时刻磁通量的变化率的求法。
高考物理压轴题之法拉第电磁感应定律(高考题型整理,突破提升)附答案解析
高考物理压轴题之法拉第电磁感应定律(高考题型整理,突破提升)附答案解析一、法拉第电磁感应定律1．如图，匝数为N 、电阻为r 、面积为S 的圆形线圈P 放置于匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，线圈P 通过导线与阻值为R 的电阻和两平行金属板相连，两金属板之间的距离为d ，两板间有垂直纸面的恒定匀强磁场。
当线圈P 所在位置的磁场均匀变化时，一质量为m 、带电量为q 的油滴在两金属板之间的竖直平面内做圆周运动。
重力加速度为g ，求：(1)匀强电场的电场强度 (2)流过电阻R 的电流(3)线圈P 所在磁场磁感应强度的变化率 【答案】(1)mg q (2)mgdqR(3)()B mgd R r t NQRS ∆+=∆ 【解析】 【详解】 (1)由题意得：qE =mg解得mg qE =(2)由电场强度与电势差的关系得：UE d=由欧姆定律得：U I R=解得mgdI qR=(3)根据法拉第电磁感应定律得到：E Nt∆Φ=∆ BS t t∆Φ∆=∆∆根据闭合回路的欧姆定律得到：()E I R r =+ 解得：()B mgd R r t NqRS∆+=∆2．如图所示，面积为0.2m 2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面。
已知磁感应强度随时间变化的规律为B =（2+0.2t ）T ，定值电阻R 1=6 Ω，线圈电阻R 2=4Ω求：（1）磁通量变化率，回路的感应电动势。
（2）a 、b 两点间电压U ab 。
【答案】（1）0.04Wb/s 4V （2）2.4V 【解析】 【详解】（1）由B =（2+0.2t ）T 得磁场的变化率为0.2T/s Bt∆=∆ 则磁通量的变化率为：0.04Wb/s BS t t∆Φ∆==∆∆ 根据E nt∆Φ=∆可知回路中的感应电动势为： 4V BE nnS t t∆Φ∆===∆∆ （2）线圈相当于电源，U ab 是外电压，根据电路分压原理可知：1122.4V ab ER R R U =+=答：（1）磁通量变化率为0.04Wb/s ，回路的感应电动势为4V 。
高考物理法拉第电磁感应定律压轴难题知识归纳总结word
高考物理法拉第电磁感应定律压轴难题知识归纳总结word一、高中物理解题方法：法拉第电磁感应定律1．如图所示,在磁感应强度B =1.0 T 的有界匀强磁场中(MN 为边界)，用外力将边长为L =10 cm 的正方形金属线框向右匀速拉出磁场，已知在线框拉出磁场的过程中，ab 边受到的磁场力F 随时间t 变化的关系如图所示，bc 边刚离开磁场的时刻为计时起点(即此时t =0).求:(1)将金属框拉出的过程中产生的热量Q ; (2)线框的电阻R .【答案】（1）2.0×10-3 J （2）1.0 Ω 【解析】 【详解】(1)由题意及图象可知，当0t =时刻ab 边的受力最大，为：10.02N F BIL ==可得：10.02A 0.2A 1.00.1F I BL ===⨯ 线框匀速运动，其受到的安培力为阻力大小即为1F ，由能量守恒：Q W =安310.020.1J 2.010J F L -==⨯=⨯(2) 金属框拉出的过程中产生的热量：2Q I Rt=线框的电阻：3222.010Ω 1.0Ω0.20.05Q R I t -⨯===⨯2．如图所示，ACD 、EFG 为两根相距L =0.5m 的足够长的金属直角导轨，它们被竖直固定在绝缘水平面上，CDGF 面与水平面夹角θ=300．两导轨所在空间存在垂直于CDGF 平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B`=1T ．两根长度也均为L =0.5m 的金属细杆ab 、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，ab 杆的质量m 1未知，cd 杆的质量m 2=0.1kg ，两杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ3R =0.5Ω，导轨电阻不计．当ab 以速度v 1沿导轨向下匀速运动时，cd 杆正好也向下匀速运动，重力加速度g 取10m/s 2．(1)金属杆cd 中电流的方向和大小 (2)金属杆ab 匀速运动的速度v 1 和质量m 1【答案】I =5A 电流方向为由d 流向c; v 1=10m/s m 1=1kg 【解析】 【详解】（1）由右手定则可知cd 中电流方向为由d 流向c对cd 杆由平衡条件可得：μ=+0022安sin 60（cos 60)m g m g F=安F BLI联立可得：I =5A (2) 对ab: 由 =12BLv IR得 110m/s v = 分析ab 受力可得： 0011sin 30cos 30m g BLI m g μ=+解得： m 1=1kg3．如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN 和PQ 固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.2m ，电阻R=0.4Ω，导轨上停放一质量m=0.1kg 、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻忽略不计，整个装置处在磁感应强度B=0.5T 的匀强磁场中，磁场的方向竖直向下，现用一外力F 沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表示数U 随时间t 变化关系如图乙所示。
法拉第电磁感应定律压轴题知识归纳总结
法拉第电磁感应定律压轴题知识归纳总结一、高中物理解题方法：法拉第电磁感应定律1．如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 竖直放置，其宽度L ＝1 m ，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M 与P 之间连接阻值为R ＝0.40 Ω的电阻，质量为m ＝0.01 kg 、电阻为r ＝0.30 Ω的金属棒ab 紧贴在导轨上．现使金属棒ab 由静止开始下滑，下滑过程中ab 始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x 与时间t 的关系如图所示，图象中的OA 段为曲线，AB 段为直线，导轨电阻不计，g ＝10 m/s 2(忽略ab 棒运动过程中对原磁场的影响)，求：(1) ab 棒1.5 s-2.1s 的速度大小及磁感应强度B 的大小； (2)金属棒ab 在开始运动的1.5 s 内，通过电阻R 的电荷量； (3)金属棒ab 在开始运动的1.5 s 内，电阻R 上产生的热量。
【答案】(1) v ＝7 m/s B ＝0.1 T (2) q ＝0.67 C (3)0.26 J 【解析】 【详解】(1)金属棒在AB 段匀速运动，由题中图象得：v ＝xt∆∆＝7 m/s 根据欧姆定律可得：I ＝BLvr R+ 根据平衡条件有mg ＝BIL解得：B ＝0.1T(2)根据电量公式：q ＝I Δt根据欧姆定律可得：I ＝()R r t∆Φ+∆ 磁通量变化量ΔΦ＝S t∆∆B 解得：q ＝0.67 C(3)根据能量守恒有：Q ＝mgx －12mv 2 解得：Q ＝0.455 J所以Q R ＝Rr R+Q ＝0.26 J 答：(1) v ＝7 m/s B ＝0.1 T (2) q ＝0.67 C (3)0.26 J2．如图()a ，平行长直导轨MN 、PQ 水平放置，两导轨间距0.5L m =，导轨左端MP 间接有一阻值为0.2R =Ω的定值电阻，导体棒ab 质量0.1m kg =，与导轨间的动摩擦因数0.1μ=，导体棒垂直于导轨放在距离左端 1.0d m =处，导轨和导体棒电阻均忽略不计.整个装置处在范围足够大的匀强磁场中，0t =时刻，磁场方向竖直向下，此后，磁感应强度B 随时间t 的变化如图()b 所示，不计感应电流磁场的影响.当3t s =时，突然使ab 棒获得向右的速度08/v m s =，同时在棒上施加一方向水平、大小可变化的外力F ，保持ab 棒具有大小为恒为24/a m s =、方向向左的加速度，取210/g m s =．()1求0t =时棒所受到的安培力0F ；()2分析前3s 时间内导体棒的运动情况并求前3s 内棒所受的摩擦力f 随时间t 变化的关系式；()3从0t =时刻开始，当通过电阻R 的电量 2.25q C =时，ab 棒正在向右运动，此时撤去外力F ，此后ab 棒又运动了2 6.05s m =后静止.求撤去外力F 后电阻R 上产生的热量Q ．【答案】(1)00.025F N =，方向水平向右(2) ()0.01252?f t N =-(3) 0.195J 【解析】 【详解】 解：()1由图b 知：0.20.1T /s 2B t == 0t =时棒的速度为零，故回路中只有感生感应势为： 0.05V BE Ld t tΦ===感应电流为：0.25A EI R== 可得0t =时棒所受到的安培力：000.025N F B IL ==，方向水平向右；()2ab 棒与轨道间的最大摩擦力为：00.10.025N m f mg N F μ==>=故前3s 内导体棒静止不动，由平衡条件得： f BIL = 由图知在03s -内，磁感应强度为：00.20.1B B kt t =-=- 联立解得： ()0.01252(3s)f t N t =-<；()3前3s 内通过电阻R 的电量为：10.253C 0.75C q I t =⨯=⨯=设3s 后到撤去外力F 时又运动了1s ，则有：11BLs q q I t R RΦ-=== 解得：16m s =此时ab 棒的速度设为1v ，则有：221012v v as -= 解得：14m /s v =此后到停止，由能量守恒定律得： 可得：21210.195J 2Q mv mgs μ=-=3．如图1所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN 和PQ ，两导轨间距为l ，电阻均可忽略不计。
高考电磁学知识点与难点突破
高考电磁学知识点与难点突破在高考物理中，电磁学是一个重要且具有一定难度的部分。
掌握好电磁学的知识点和突破难点，对于在高考中取得优异成绩至关重要。
一、电磁学的基础知识点1、库仑定律库仑定律描述了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比。
这个定律是电学的基础，为我们理解电荷之间的相互作用提供了关键的依据。
2、电场强度电场强度是用来描述电场强弱和方向的物理量。
它等于单位正电荷在电场中所受到的力。
通过电场强度，我们可以计算出电场中不同位置的电场力，进而分析电荷在电场中的运动情况。
3、电势和电势差电势是描述电场能的性质的物理量。
某点的电势等于单位正电荷在该点所具有的电势能。
而电势差则是两点之间电势的差值，也称为电压。
4、电容电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量。
它与电容器的极板面积、极板间距离以及电介质的介电常数有关。
5、电流电流是电荷的定向移动形成的。
电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量。
6、电阻和电阻率电阻反映了导体对电流的阻碍作用。
而电阻率则是材料本身的电学性质，与材料的种类、温度等因素有关。
7、欧姆定律欧姆定律指出，通过一段导体的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。
8、电功和电功率电功是指电流做功的多少，电功率则表示电流做功的快慢。
二、电磁学中的重要定律1、法拉第电磁感应定律当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电动势。
其大小与磁通量的变化率成正比。
2、楞次定律楞次定律用于判断感应电流的方向。
感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
3、安培定则（右手螺旋定则）用于判断直线电流、环形电流和通电螺线管产生的磁场方向。
三、电磁学中的难点1、电场和磁场的综合问题在很多题目中，电场和磁场会同时存在，电荷或导体在这样的复合场中运动。
这需要我们综合运用电场和磁场的知识，分析受力情况和运动状态。
例如，带电粒子在电场和磁场中的偏转问题，需要分别考虑电场力和洛伦兹力的作用，运用牛顿运动定律和动能定理来求解。
法拉第电磁感应定律压轴难题知识归纳总结word
法拉第电磁感应定律压轴难题知识归纳总结word一、高中物理解题方法：法拉第电磁感应定律1．如图所示，电阻不计的相同的光滑弯折金属轨道MON 与M O N '''均固定在竖直平面内，二者平行且正对，间距为L =1m ，构成的斜面ONN O ''跟水平面夹角均为30α=︒，两侧斜面均处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B =0.1T ．t =0时，将长度也为L =1m ，电阻R =0.1Ω的金属杆ab 在轨道上无初速释放．金属杆与轨道接触良好，轨道足够长．重力加速度g =10m/s 2；不计空气阻力，轨道与地面绝缘． （1）求t =2s 时杆ab 产生的电动势E 的大小并判断a 、b 两端哪端电势高（2）在t =2s 时将与ab 完全相同的金属杆cd 放在MOO'M'上，发现cd 杆刚好能静止，求ab 杆的质量m 以及放上cd 杆后ab 杆每下滑位移s =1m 回路产生的焦耳热Q【答案】(1) 1V ；a 端电势高；(2) 0.1kg ；0.5J 【解析】 【详解】解：(1)只放ab 杆在导轨上做匀加速直线运动，根据右手定则可知a 端电势高；ab 杆加速度为：a gsin α=2s t =时刻速度为：10m/s v at ==ab 杆产生的感应电动势的大小：0.1110V 1V E BLv ==⨯⨯=(2) 2s t =时ab 杆产生的回路中感应电流：1A 5A 220.1E I R ===⨯ 对cd 杆有：30mgsin BIL ︒= 解得cd 杆的质量：0.1kg m = 则知ab 杆的质量为0.1kg放上cd 杆后，ab 杆做匀速运动，减小的重力势能全部产生焦耳热根据能量守恒定律则有：300.11010.5J 0.5J Q mgh mgs sin ==︒=⨯⨯⨯=2．如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 竖直放置，其宽度1L m =，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M 与P 之间连接一阻值为0.40R =Ω的电阻，质量为0.01m kg =、电阻为0.30r =Ω的金属棒ab 紧贴在导轨上.现使金属棒ab 由静止开始下滑，下滑过程中ab 始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x 与时间t 的关系如图乙所示，图象中的OA 段为曲线，AB 段为直线，导轨电阻不计，g 取210/(m s 忽略ab 棒运动过程中对原磁场的影响)．()1判断金属棒两端a 、b 的电势哪端高； ()2求磁感应强度B 的大小；()3在金属棒ab 从开始运动的1.5s 内，电阻R 上产生的热量．【答案】(1) b 端电势较高(2)0.1B T = (3) 0.26J 【解析】 【详解】()1由右手定可判断感应电流由a 到b ，可知b 端为感应电动势的正极，故b 端电势较高。
高中物理10大难点之七 法拉第电磁感应定律
难点之七 法拉第电磁感应定律一、难点形成原因1、关于表达式t nE ∆∆=φ此公式在应用时容易漏掉匝数n ，实际上n 匝线圈产生的感应电动势是串联在一起的，其次φ∆是合磁通量的变化，尤其变化过程中磁场方向改变的情况特别容易出错，并且感应电动势E 与φ、φ∆、t ∆∆φ的关系容易混淆不清。
2、应用法拉第电磁感应定律的三种特殊情况E=Blv 、ω221Bl E =、E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）解决问题时，不注意各公式应用的条件，造成公式应用混乱从而形成难点。
3、公式E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）的记忆和推导是难点，造成推导困难的原因主要是此情况下，线圈在三维空间运动，不少同学缺乏立体思维。
二、难点突破1、φ、φ∆、t ∆∆φ同v 、△v 、t v∆∆一样都是容易混淆的物理量，如果理不清它们之间的关系，求解感应电动势就会受到影响，要真正掌握它们的区别应从以下几个方面深入理解。
⑴导体切割磁感线产生的感应电动势E=Blv ，应用此公式时B 、l 、v 三个量必须是两两相互垂直，若不垂直应转化成相互垂直的有效分量进行计算，生硬地套用公式会导致错误。
有的注意到三者之间的关系，发现不垂直后，在不明白θ角含义的情况下用E=Blvsin θ求解，这也是不可取的。
处理这类问题，最好画图找B 、l 、v 三个量的关系，如若不两两垂直则在图上画出它们两两垂直的有效分量，然后将有效分量代入公式E=Blv 求解。
此公式也可计算平均感应电动势，只要将v 代入平均速度即可。
⑵导体棒以端点为轴在垂直于磁感线的匀强磁场中匀速转动，计算此时产生的感应电动势须注意棒上各点的线速度不同，应用平均速度（即中点位置的线速度）来计算，所以ω221Bl E =。
⑶矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场的任意轴匀速转动产生的感应电动势何时用E=nBs ωsin θ计算，何时用E=nBs ωcos θ计算，最容易记混。
法拉第电磁感应定律压轴题知识归纳总结word
法拉第电磁感应定律压轴题知识归纳总结word一、高中物理解题方法：法拉第电磁感应定律1．如图所示，两彼此平行的金属导轨MN 、PQ 水平放置，左端与一光滑绝缘的曲面相切，右端接一水平放置的光滑“>”形金属框架NDQ ，∠NDQ=1200，ND 与DQ 的长度均为L ，MP 右侧空间存在磁感应强度大小为B 、方向竖直向上的匀强磁场．导轨MN 、PQ 电阻不计，金属棒与金属框架NDQ 单位长度的电阻值为r ，金属棒质量为m ，长度与MN 、PQ 之间的间距相同，与导轨MN 、PQ 的动摩擦因数为．现让金属棒从曲面上离水平面高h 的位置由静止释放，金属棒恰好能运动到NQ 边界处．(1)刚进入磁场时回路的电流强度i 0；(2)棒从MP 运动到NQ 所用的时间为t ，求导轨MN 、PQ 的长度s ；(3)棒到达NQ 后，施加一外力使棒以恒定的加速度a 继续向右运动，求此后回路中电功率的最大值p max ．【答案】06(23)B ghi r =+；023(2)m gh umgt rS ++=（）；22max 4(23)P r =+ 【解析】 【详解】解：(1)金属棒从光滑绝缘曲面向下运动，机械能守恒，设刚进入MP 边界时，速度大小为0v ，则：2012mgh mv =解得：0v 2gh =刚进入磁场时产生的感应电动势：10e Bdv = 导轨宽度：3d L =回路电阻：(23)R Lr =+ 联立可得：06(23)B gh i r=+(2)设长度为S ，从MP 到NQ 过程中的任一时刻，速度为i v ，在此后无穷小的t ∆时间内，根据动量定理：22()ii B d v umg t m v R∑+∆=∑∆22(3(23)i i L t umg t m v Lr+∑∆=∑∆+2(23)i i v t umg t m v r∑∆+∑∆=∑∆+200(23)S umgt mv r+=+得：023(2)m gh umgt rS ++=（） (3)金属棒匀加速运动，v at =切割磁感线的有效长度为：021'2cos60)tan 602l L at =⋅-︒（ 产生感应电动势：E Bl v '=2212(cos60)tan 603()2E B L at at Ba L at t =⋅︒-︒⋅=-回路的瞬时电阻：2022121[2(cos60)tan 60(cos60)(23)()2cos602R r L at L at r L at =︒-+︒-=+- 功率：2222222222242222()[()]24(23)()(23)(23)E L L P at Lt a t R a a r L at r r===-+=--++-++ 金属棒运动到D 点，所需的时间设为t '，则有： 21122L at '= 解得：Lt a'=当2Lt t a '=<时， 22max 4(23)P r=+2．如图为电磁驱动与阻尼模型，在水平面上有两根足够长的平行轨道PQ 和MN ，左端接有阻值为R 的定值电阻，其间有垂直轨道平面的磁感应强度为B 的匀强磁场，两轨道间距及磁场宽度均为L ．质量为m 的金属棒ab 静置于导轨上，当磁场沿轨道向右运动的速度为v 时，棒ab 恰好滑动．棒运动过程始终在磁场范围内，并与轨道垂直且接触良好，轨道和棒电阻均不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．（1）判断棒ab 刚要滑动时棒中的感应电流方向，并求此时棒所受的摩擦力f 大小； （2）若磁场不动，将棒ab 以水平初速度2v 运动，经过时间22mRt B L =停止运动，求棒ab运动位移x 及回路中产生的焦耳热Q ；（3）若t =0时棒ab 静止，而磁场从静止开始以加速度a 做匀加速运动，下列关于棒ab 运动的速度时间图像哪个可能是正确的？请分析说明棒各阶段的运动情况．【答案】(1)22B L vf R=；(2)22mvR x B L = 2Q mv =；(3)丙图正确 【解析】 【详解】（1）根据右手定则，感应电流方向a 至b依题意得，棒刚要运动时，受摩擦力等于安培力：f=F A又有F A =BI 1L ，1BLvI R=联立解得：22B L vf R=（2）设棒的平均速度为v ，根据动量定理可得：02Ft ft mv --=-又有F BIL =，BLvI R=，x vt = 联立得：22mvRx B L=根据动能定理有：()21022A fx W m v --=- 根据功能关系有：Q =W A 得：Q =mv 2 （3）丙图正确当磁场速度小于v 时，棒ab 静止不动；当磁场速度大于v 时，E=BLΔv ，棒ab 的加速度从零开始增加，a 棒<a 时，Δv 逐渐增大，电流逐渐增大，F A 逐渐增大，棒做加速度逐渐增大的加速运动； 当a 棒=a 时，Δv 保持不变，电流不变，F A 不变，棒ab 的加速度保持不变，开始做匀加速运动．3．如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L =0.4m ，上端接有电阻R =0.3Ω，虚线OO ′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感强度B =0.5T 。
法拉第电磁感应定律重难点分析
第二节法拉第电磁感应定律重难点分析1.在闭合电路中，电流产生于电动势。
影响电流的大小有两个因素：一个是电路的电阻；一个是电源电动势。
电源电动势是更本质的因素。
在电磁感应现象中，能够将其它形式的能量转化为电能的部分是电源，描写电源的转化能力的物理量是感应电动势。
产生感应电流是由于闭合电路的磁通量发生变化，问题的实质应该是闭合电路的磁通量发生变化时，产生了感应电动势，在闭合电路里就有了感应电流。
因此，研究磁通量的变化与感应电动势的关系是研究电磁感应现象的本质的问题。
2.本节是通过观察实验得出法拉第电磁感应定律。
可以取上一节课所做的任意一个实验，或是全部实验。
演示切割速度不同时所产生的感应电流的大小；演示磁通量变化率（磁通量变化率是指磁通量变化的快慢或是磁通量变化的量值与所用时间的比值）不同时所产生的感应电流的大小。
在这里，要说明在电阻一定时，感应电流大小的变化反映的是感应电动势大小的变化。
通过实验得出，感应电动势的大小跟磁通量的变化率有关。
由精确的实验表明（课堂上并没有做）：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。
这就是法拉第电磁感应定律。
3.得出法拉第电磁感应定律后，再推导切割磁感线时的感应电动势的大小计算。
首先推导在磁场中导线垂直切割磁感线时，导线和线框所组成的电路中，引起磁通量发生变化的是面积的变化，即可以将△φ＝B△S＝B（Lv△t S可以认为是导线所扫过的面积。
则法拉第电磁感应定律可以写成E＝∆∆φt＝BLv用这个公式可以计算切割磁感线时感应电动势的大小。
如果导线切割磁感线不是垂直切割，而是速度与磁场有夹角θ，可以利用矢量的分解合成的知识，将速度分解成与磁场平行和垂直两个分量。
平行分量不切割磁感线，不产生感应电动势，垂直分量大小是v sinθ，产生的电源电动势为E＝BLv sinθ。
4.联系上节课，从能量的观点认识电磁感应现象，是一种能量的转化和守恒。
而电磁感应现象的定量关系依然存在着能量的转化和守恒的问题。
高中物理 10大难点强行突破 法拉第电磁感应定律
难点之七 法拉第电磁感应定律一、难点形成原因1、关于表达式tn E ∆∆=φ 此公式在应用时容易漏掉匝数n ，实际上n 匝线圈产生的感应电动势是串联在一起的，其次φ∆是合磁通量的变化，尤其变化过程中磁场方向改变的情况特别容易出错，并且感应电动势E 与φ、φ∆、t∆∆φ的关系容易混淆不清。
2、应用法拉第电磁感应定律的三种特殊情况E=Blv 、ω221Bl E =、E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）解决问题时，不注意各公式应用的条件，造成公式应用混乱从而形成难点。
3、公式E=nBs ωsin θ（或E=nBs ωcos θ）的记忆和推导是难点，造成推导困难的原因主要是此情况下，线圈在三维空间运动，不少同学缺乏立体思维。
二、难点突破1、φ、φ∆、t ∆∆φ同v 、△v 、tv ∆∆一样都是容易混淆的物理量，如果理不清它们之间的关系，求解感应电动势就会受到影响，要真正掌握它们的区别应从以下几个方面深入理解。
磁通量φ 磁通量变化量φ∆ 磁通量变化率t∆∆φ 物理 意义 磁通量越大，某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数越多某段时间穿过某个面的末、初磁通量的差值 表述磁场中穿过某个面的磁通量变化快慢的物理量 大小计算 ⊥=BS φ，⊥S 为与B 垂直的面积 12φφφ-=∆，S B ∆=∆φ或B S ∆=∆φ tS B t ∆∆=∆∆φ 或t B S t ∆∆=∆∆φ 若穿过某个面有方向相开始和转过1800时平面既不表示磁通量的大注意 反的磁场，则不能直接用⊥=BS φ，应考虑相反方向的磁通量相互抵消以后所剩余的磁通量 都与磁场垂直，穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，△φ=2 BS ，而不是零 小，也不表示变化的多少，在φ—t 图象中用图线的斜率表示2、明确感应电动势的三种特殊情况中各公式的具体用法及应用时须注意的问题⑴导体切割磁感线产生的感应电动势E=Blv ，应用此公式时B 、l 、v 三个量必须是两两相互垂直，若不垂直应转化成相互垂直的有效分量进行计算，生硬地套用公式会导致错误。
法拉第电磁感应定律压轴难题知识归纳总结
法拉第电磁感应定律压轴难题知识归纳总结一、高中物理解题方法：法拉第电磁感应定律1．如图所示，竖直平面内两竖直放置的金属导轨间距为L1，导轨上端接有一电动势为E、内阻不计的电源，电源旁接有一特殊开关S，当金属棒切割磁感线时会自动断开，不切割时自动闭合；轨道内存在三个高度均为L2的矩形匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B，方向如图。
一质量为m的金属棒从ab位置由静止开始下落，到达cd位置前已经开始做匀速运动，棒通过cdfe区域的过程中始终做匀速运动。
已知定值电阻和金属棒的阻值均为R，其余电阻不计，整个过程中金属棒与导轨接触良好，重力加速度为g，求：（1）金属棒匀速运动的速度大小；（2）金属棒与金属导轨间的动摩擦因数μ；（3）金属棒经过efgh区域时定值电阻R上产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2）；（3）mgL2。
【解析】【分析】（1）金属棒到达cd位置前已经开始做匀速运动，根据平衡条件结合安培力的计算公式求解；（2）分析导体棒的受力情况，根据平衡条件结合摩擦力的计算公式求解；（3）根据功能关系结合焦耳定律求解。
【详解】（1）金属棒到达cd位置前已经开始做匀速运动，根据平衡条件可得：mg=BIL1，由于解得：；（2）由于金属棒切割磁感线时开关会自动断开，不切割时自动闭合，则在棒通过cdfe区域的过程中开关是闭合的，此时棒受到安培力方向垂直于轨道向里；根据平衡条件可得：mg=μF A，通过导体棒的电流I′=，则F A=BI′L1，解得μ=；（3）金属棒经过efgh 区域时金属棒切割磁感线时开关自动断开，此时导体棒仍匀速运动；根据功能关系可知产生的总的焦耳热等于克服安培力做的功，而W 克=mgL 2， 则Q 总=mgL 2，定值电阻R 上产生的焦耳热Q R =Q 总=mgL 2。
【点睛】对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。