大学物理电磁学第十章电磁感应PPT课件
d Idq n2Rd 2 R R dR
dI在圆心处产生的磁场
16
dB20R dI120 dR
由于整个带电园盘旋转，在圆心产生的B为
BR2d R1
B 1 20( R2R 1)
穿过导体小环的磁通
R2
Bd 1 2 S 0( R 2R 1)r2
r R1
R
导体小环中的感生电动势
d d t1 20 (R 2R 1)r2d d t
本质 ：能量守恒定律在电磁感应现象上的具体体现
影响感生电流的因素 dm i
6
相对运动
dt R
B
切割磁力线
磁通量m变化
m变化的数量和方向 m变化的快慢
I感
I
•
v
感生电流
3. 电动势
Q
-Q
7
(1)电源
++ ++
仅靠静电力不能维持稳恒电流。
+ +
+ +
维持稳恒电流需要非静电力。
++ ++
F非
____________
r nˆ
B
o
d0
x
13
这是一个磁场非均匀且
随时间变化的题目。
h
r nˆ
1、求通过矩形线圈磁通 o
B
dBd cso s2 0rIbdx rx
d0
x
d d 0 0 a 2 a 2Bc do s sd d 0 0 a 2 a 22 0Ibx2 x h d 2 x
0Ibln 4
例1 有一水平的无限长直导线，线中通有交变电流 12
II0cost,导线距地面高为 h，D点在通电导线的
正下方。地面上有一N匝平面矩形线圈，其一边与导 线平行，线圈的中心离D的水平距离为d。，线圈的对 边长分别为a和b （1/2a<d。），总电阻为R，求导线 中的感应电流。
I h
D
nˆ a
b
d。
h
体环（ r << R ），二者共面，设带电园环以角
速度＝ (t)绕垂直于环面的中心轴旋转，求导 体小环中的感应电流？（已知小环电阻R/）
这是电荷旋转形成电流，载
流园环穿过小导体环的磁通
R2
变化引起电磁感应的问题。
r R1
载流细园环在圆心的磁场 B 0 I
R
2R
在R1、R2间取半径R、宽度dR的环带,其电流dI:
?
• 1820年, 奥斯特, 电流 产生 磁场
• 1831年, Faraday, 磁场产生电流-----电磁感应现象
• 1833年, Lentz, 确定感应电流方向 ——楞次定律
• •
1845年，诺依曼用数学公式描述 i
1865年，被Maxwell纳B入方程组中
d dt
LE.dl
S
.dS t
一、法拉第电磁感应定律
B S2(R20IxR22)32 r2
0IR2
2(R2 x2)32
r2
18
x R2 0Ix3R 2r2
d d t3 0 2 I xR 42r2d d x t3 0 2 I xR 42r2v
当 x NR 时：
3 0Ir 2
2N 4R2
v
x
r v
R
例4 如图，有一弯成角的金属架COD放在磁 19 场中，B的方向垂直于金属架所在平面，一导 体杆MN垂直于OD边，并以恒定速度V向右滑 动，设V垂直MN.设t=0时，x =0.求下列两情形， 框架内的：
____________
电源－提供非静电力的装置。
F静
电源的作用：
使流向低电位的正 电荷回到高电位，维持 两极板的恒定电势差。 （干电池、蓄电池等）
+ + + + + +
+ + + + + +
电 源 F非 F静
____________
____________
(2)电源电动势
8
把单位正电荷从负极经过
4
1. 产生电磁感应的基本方式
(1)由于相对运动而产生电磁感应 (2)由于磁场变化产生电磁感应
产生I感的根本原因？
—当穿过闭合回路的变化时, 回路中产生I感。
2. 楞次定律 －判定感应电流的流动方向的定律 5 内容：I感所激发的磁场, 总是阻止引起I感的 磁通量的变化. 核心： 阻碍原磁通的改变 作用：判定I感的方向，用右手螺旋定则
电源内部移到正极，非静电力
所 作A q 的非 功q 1 。F 非 dlF q 非 dl
+ + + + + +
+ + + + + +
电 源 F非 F静
____________
____________
(3)电动势的性质
标量，有方向，由电源负极指向正极。
单位与电势差的单位相同。
大小只与本身性质有关，与外电路情况无关。
h2 h2
d d
a22 a 2 2
14
2、求N匝线圈中的电动势 II0cots
h2 0bln
4 h2
da2 2
da2
I0co st
2
εdN dΦ tμ0I40ω π blN nhh22 dd aa222sinωt
2
i R
例2 一内外半径分别为R1、R2的均匀带电平面园15 环， 已知电荷面密度，其中心有一半径r的导
（1）磁场均匀分布，且B不随时间变化；
（2）非均匀的时变磁场B＝Kx cost。
解（1）由法拉第电磁感应定律
MC
1
第10章 电磁感应
本章研究变化的电磁场的基 本规律，从产生磁通的方式和磁 通变化的方式入手，总结感应电 动势的各种表达式。要求会熟练 计算电动势和磁场能量。
2
第10章 电磁感应
一、电磁感应基本定律 二、动生电动势 三、感生电动势 四、自感和互感 五、磁场能量
3
电磁感应
Electromagnetic induction
4. 法拉第电磁感应定律
9
数学表式：
ｉ
d dt
i
dN d dt dt
N(N:
磁链,全磁通)
Note: d d B • d S d B c d oS s
的变化 i 动生电动势(S或变化) 感生电动势( B变化)
•切忌出现如下错误：
d 10 dt
d BdSBdS
dt dt
dt
电动势的“方向”是电源内从负极到正
例3 两个半径分别为r和R的同轴圆形线圈,相 17
距x,且R>>r, x>>R ,若大线圈通有电流I而小线
圈沿x轴方向以速率v运动, 求x=NR 时小线圈中
产生的感应电动势。
这是小线圈在大线圈的轴线磁
x
场中运动产生电磁感应问题。
r v
在x轴上B2(R20IxR22)32
R
R>>r，近似认为小圈上B均匀
极的方向，即电势升高的方向。
11
5. 感应电流（induction current）
I
R
1 d
R dt
，
பைடு நூலகம்
R
—
回路电阻。
时间间隔 t1→t2内，穿过回路导线截面的电量：
q
t2
t1
Idt
t2
t1
1 d
R dt
dt
1 2
R
1
d
R1（1 2）
q 与过程进行的速度无关。
测q 可以得到 ，这就是磁通计的原理。
dI在圆心处产生的磁场
16
dB20R dI120 dR
由于整个带电园盘旋转，在圆心产生的B为
BR2d R1
B 1 20( R2R 1)
穿过导体小环的磁通
R2
Bd 1 2 S 0( R 2R 1)r2
r R1
R
导体小环中的感生电动势
d d t1 20 (R 2R 1)r2d d t
本质 ：能量守恒定律在电磁感应现象上的具体体现
影响感生电流的因素 dm i
6
相对运动
dt R
B
切割磁力线
磁通量m变化
m变化的数量和方向 m变化的快慢
I感
I
•
v
感生电流
3. 电动势
Q
-Q
7
(1)电源
++ ++
仅靠静电力不能维持稳恒电流。
+ +
+ +
维持稳恒电流需要非静电力。
++ ++
F非
____________
r nˆ
B
o
d0
x
13
这是一个磁场非均匀且
随时间变化的题目。
h
r nˆ
1、求通过矩形线圈磁通 o
B
dBd cso s2 0rIbdx rx
d0
x
d d 0 0 a 2 a 2Bc do s sd d 0 0 a 2 a 22 0Ibx2 x h d 2 x
0Ibln 4
例1 有一水平的无限长直导线，线中通有交变电流 12
II0cost,导线距地面高为 h，D点在通电导线的
正下方。地面上有一N匝平面矩形线圈，其一边与导 线平行，线圈的中心离D的水平距离为d。，线圈的对 边长分别为a和b （1/2a<d。），总电阻为R，求导线 中的感应电流。
I h
D
nˆ a
b
d。
h
体环（ r << R ），二者共面，设带电园环以角
速度＝ (t)绕垂直于环面的中心轴旋转，求导 体小环中的感应电流？（已知小环电阻R/）
这是电荷旋转形成电流，载
流园环穿过小导体环的磁通
R2
变化引起电磁感应的问题。
r R1
载流细园环在圆心的磁场 B 0 I
R
2R
在R1、R2间取半径R、宽度dR的环带,其电流dI:
?
• 1820年, 奥斯特, 电流 产生 磁场
• 1831年, Faraday, 磁场产生电流-----电磁感应现象
• 1833年, Lentz, 确定感应电流方向 ——楞次定律
• •
1845年，诺依曼用数学公式描述 i
1865年，被Maxwell纳B入方程组中
d dt
LE.dl
S
.dS t
一、法拉第电磁感应定律
B S2(R20IxR22)32 r2
0IR2
2(R2 x2)32
r2
18
x R2 0Ix3R 2r2
d d t3 0 2 I xR 42r2d d x t3 0 2 I xR 42r2v
当 x NR 时：
3 0Ir 2
2N 4R2
v
x
r v
R
例4 如图，有一弯成角的金属架COD放在磁 19 场中，B的方向垂直于金属架所在平面，一导 体杆MN垂直于OD边，并以恒定速度V向右滑 动，设V垂直MN.设t=0时，x =0.求下列两情形， 框架内的：
____________
电源－提供非静电力的装置。
F静
电源的作用：
使流向低电位的正 电荷回到高电位，维持 两极板的恒定电势差。 （干电池、蓄电池等）
+ + + + + +
+ + + + + +
电 源 F非 F静
____________
____________
(2)电源电动势
8
把单位正电荷从负极经过
4
1. 产生电磁感应的基本方式
(1)由于相对运动而产生电磁感应 (2)由于磁场变化产生电磁感应
产生I感的根本原因？
—当穿过闭合回路的变化时, 回路中产生I感。
2. 楞次定律 －判定感应电流的流动方向的定律 5 内容：I感所激发的磁场, 总是阻止引起I感的 磁通量的变化. 核心： 阻碍原磁通的改变 作用：判定I感的方向，用右手螺旋定则
电源内部移到正极，非静电力
所 作A q 的非 功q 1 。F 非 dlF q 非 dl
+ + + + + +
+ + + + + +
电 源 F非 F静
____________
____________
(3)电动势的性质
标量，有方向，由电源负极指向正极。
单位与电势差的单位相同。
大小只与本身性质有关，与外电路情况无关。
h2 h2
d d
a22 a 2 2
14
2、求N匝线圈中的电动势 II0cots
h2 0bln
4 h2
da2 2
da2
I0co st
2
εdN dΦ tμ0I40ω π blN nhh22 dd aa222sinωt
2
i R
例2 一内外半径分别为R1、R2的均匀带电平面园15 环， 已知电荷面密度，其中心有一半径r的导
（1）磁场均匀分布，且B不随时间变化；
（2）非均匀的时变磁场B＝Kx cost。
解（1）由法拉第电磁感应定律
MC
1
第10章 电磁感应
本章研究变化的电磁场的基 本规律，从产生磁通的方式和磁 通变化的方式入手，总结感应电 动势的各种表达式。要求会熟练 计算电动势和磁场能量。
2
第10章 电磁感应
一、电磁感应基本定律 二、动生电动势 三、感生电动势 四、自感和互感 五、磁场能量
3
电磁感应
Electromagnetic induction
4. 法拉第电磁感应定律
9
数学表式：
ｉ
d dt
i
dN d dt dt
N(N:
磁链,全磁通)
Note: d d B • d S d B c d oS s
的变化 i 动生电动势(S或变化) 感生电动势( B变化)
•切忌出现如下错误：
d 10 dt
d BdSBdS
dt dt
dt
电动势的“方向”是电源内从负极到正
例3 两个半径分别为r和R的同轴圆形线圈,相 17
距x,且R>>r, x>>R ,若大线圈通有电流I而小线
圈沿x轴方向以速率v运动, 求x=NR 时小线圈中
产生的感应电动势。
这是小线圈在大线圈的轴线磁
x
场中运动产生电磁感应问题。
r v
在x轴上B2(R20IxR22)32
R
R>>r，近似认为小圈上B均匀
极的方向，即电势升高的方向。
11
5. 感应电流（induction current）
I
R
1 d
R dt
，
பைடு நூலகம்
R
—
回路电阻。
时间间隔 t1→t2内，穿过回路导线截面的电量：
q
t2
t1
Idt
t2
t1
1 d
R dt
dt
1 2
R
1
d
R1（1 2）
q 与过程进行的速度无关。
测q 可以得到 ，这就是磁通计的原理。
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高考物理一轮复习第十章电磁感应课件
选修3-2 第十章 电 磁 感 应
12/8/2021
12/8/2021
【体系构建】
12/8/2021
【备考指导】 一、知识特点 本章内容具有承上启下的特点,上承《磁场》、下启《交变电流》,内容上
容易与动力学、电路、能量转化和守恒结合考查学生的分析判断、综合运用知 识的能力。
12/8/2021
二、复习方法及重难点突破
1.复习方法:
(1)深刻理解基本概念,领会它们之间的区别与联系。例如,Φ、ΔΦ、
三者的区别与联系,E=n 与E=Blv的比较。
t
t
(2)灵活应用两大定律:楞次定律、法拉第电磁感应定律,熟练掌握三个定
则:安培定则、左手定则、右手定则,即“左力右电”原则。
12/8/2021
2.重点难点突破方法: (1)电磁感应中的电路问题: ①确定电源,使用右手定则判断电源的正负极,使用法拉第电磁感应定律计 算出电源电动势的大小。 ②画出等效电路图,理清串、并联关系。 ③根据闭合电路欧姆定律、焦耳定律等电学规律列方程求解相关问题。
12/8/2021
(2)电磁感应中的图像问题: 常见的图像:B-t图像、Φ-t图像、E-t图像、I-t图像、E-x图像和I-x图像 等。首先要明确初始状态正负方向式,进行数学分析,关注不同图像的斜率、截距、面积的含义。
12/8/2021
(3)电磁感应中的动力学和能量问题: ①确定研究对象,并对其进行受力分析。 ②根据牛顿第二定律找到加速度的表达式,分析加速度和速度的变化情况, 理清运动过程,进而找到“稳定状态”。 ③分析整个过程中的能量转化情况,“外力”克服安培力做多少功,就有多少 其他形式的能转化为电能;安培力做多少正功,就有多少电能转化为其他形式的 能。
12/8/2021
12/8/2021
【体系构建】
12/8/2021
【备考指导】 一、知识特点 本章内容具有承上启下的特点,上承《磁场》、下启《交变电流》,内容上
容易与动力学、电路、能量转化和守恒结合考查学生的分析判断、综合运用知 识的能力。
12/8/2021
二、复习方法及重难点突破
1.复习方法:
(1)深刻理解基本概念,领会它们之间的区别与联系。例如,Φ、ΔΦ、
三者的区别与联系,E=n 与E=Blv的比较。
t
t
(2)灵活应用两大定律:楞次定律、法拉第电磁感应定律,熟练掌握三个定
则:安培定则、左手定则、右手定则,即“左力右电”原则。
12/8/2021
2.重点难点突破方法: (1)电磁感应中的电路问题: ①确定电源,使用右手定则判断电源的正负极,使用法拉第电磁感应定律计 算出电源电动势的大小。 ②画出等效电路图,理清串、并联关系。 ③根据闭合电路欧姆定律、焦耳定律等电学规律列方程求解相关问题。
12/8/2021
(2)电磁感应中的图像问题: 常见的图像:B-t图像、Φ-t图像、E-t图像、I-t图像、E-x图像和I-x图像 等。首先要明确初始状态正负方向式,进行数学分析,关注不同图像的斜率、截距、面积的含义。
12/8/2021
(3)电磁感应中的动力学和能量问题: ①确定研究对象,并对其进行受力分析。 ②根据牛顿第二定律找到加速度的表达式,分析加速度和速度的变化情况, 理清运动过程,进而找到“稳定状态”。 ③分析整个过程中的能量转化情况,“外力”克服安培力做多少功,就有多少 其他形式的能转化为电能;安培力做多少正功,就有多少电能转化为其他形式的 能。
新版高考物理 第十章 电磁感应 10-1-1 电磁感应现象的判断课件.ppt
C．如图丙所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动 D．如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转 动
题组剖析
2．(2017·江苏单科，1)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
A．向右平动(ad边还没有进入磁场) B．向上平动(ab边还没有离开磁场) C．以bc边为轴转动(ad边还没有转入磁场) D．以ab边为轴转动(转角不超过90°)
解析 选项A和D所描述的情况中，线框在磁场中的有效面积S均发生变化(A 情况下S增大，D情况下S减小)，穿过线框的磁通量均改变，由产生感应电流 的条件知线框中会产生感应电流。而选项B、C所描述的情况中，线框中的磁 通量均不改变，不会产生感应电流。 答案 AD
规律总结
判断电磁感应现ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ是否发生 的一般流程
备选训练
【备选训练1】 如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变 阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的 铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是( )．
A．线圈中通以恒定的电流 B．通电时，使滑动变阻器的滑片P匀速移动 C．通电时，使滑动变阻器的滑片P加速移动 D．将开关突然断开的瞬间
解流磁不应析时场发电判下磁，，生流定，通产通变．当各铜 量审生过化线种环变题的铜，圈操中化视磁环不中.作是角场会通A情否的为产恒况有磁稳生定通恒感电量 答案 A
解析 线圈A插入或拔出，都将造成线圈B处 磁场的变化，因此线圈B处的磁通量变化，产生感 应电流，故选项A正确；开关闭合和断开均能引起 线圈B中磁通量的变化而产生感应电流，故选项B错 误；开关闭合后，只要移动滑片P，线圈B中磁通变 化而产生感应电流，故选项C、D错误。答案 A
题组剖析
2．(2017·江苏单科，1)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
A．向右平动(ad边还没有进入磁场) B．向上平动(ab边还没有离开磁场) C．以bc边为轴转动(ad边还没有转入磁场) D．以ab边为轴转动(转角不超过90°)
解析 选项A和D所描述的情况中，线框在磁场中的有效面积S均发生变化(A 情况下S增大，D情况下S减小)，穿过线框的磁通量均改变，由产生感应电流 的条件知线框中会产生感应电流。而选项B、C所描述的情况中，线框中的磁 通量均不改变，不会产生感应电流。 答案 AD
规律总结
判断电磁感应现ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ是否发生 的一般流程
备选训练
【备选训练1】 如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变 阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的 铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是( )．
A．线圈中通以恒定的电流 B．通电时，使滑动变阻器的滑片P匀速移动 C．通电时，使滑动变阻器的滑片P加速移动 D．将开关突然断开的瞬间
解流磁不应析时场发电判下磁，，生流定，通产通变．当各铜 量审生过化线种环变题的铜，圈操中化视磁环不中.作是角场会通A情否的为产恒况有磁稳生定通恒感电量 答案 A
解析 线圈A插入或拔出，都将造成线圈B处 磁场的变化，因此线圈B处的磁通量变化，产生感 应电流，故选项A正确；开关闭合和断开均能引起 线圈B中磁通量的变化而产生感应电流，故选项B错 误；开关闭合后，只要移动滑片P，线圈B中磁通变 化而产生感应电流，故选项C、D错误。答案 A
大学物理 电磁感应 课件 PPT
解：设DE中点为坐标原点，在DE上距原点为x处取线元dx,两长 直导线在dx处的磁场为
B
B1
B2
0I 2
[ r
1 l
x
r
1 l
] x
2
2
d i
vBdx
0 Iv [ 2 r
dx l
x
r
dx l
] x
l
2
2
i
2
d i
l
0 Iv ln
r l r
2
Example 1
设空间有磁场存在的圆柱形区域的半径为R=5cm，磁感应强度 对时间的变化率为dB/dt=0.2T/s，试计算离开轴线的距离r等于2cm、 5cm及10cm处的涡旋电场。
B dl 0 I
i
L
cP d
b
c
d
a
B dl a B dl b B dl c B dl d B dl
b
2a B dl 2BL
又：
0
I 0iL, 所以
B 0i
2
例题：一无限大平行板电容器极板间的电场强度为E，一 均匀磁场B与E垂直，现有一电子(-e,m)从负极出来，初 速度为零。求：电子刚好不能到达正极板的距离d。
求棒AC两端的电势差。
O
D
C
Ｂ A
复习
一、法拉第电磁感应定律 d
dt
二、动生电动势
闭合回路
i
v
B
dl
l
不闭合回路
b
i a v B dl
三、感生电动势
L
Ek
dl
d dt
四、感生电场与静电场
例行3放．置一一长矩直形导线线圈中，通线有圈正平弦面交与流长电直i导线I在m 同si一n w平,t面在内长，直求导任线一旁瞬平
B
B1
B2
0I 2
[ r
1 l
x
r
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] x
2
2
d i
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0 Iv [ 2 r
dx l
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2
2
i
2
d i
l
0 Iv ln
r l r
2
Example 1
设空间有磁场存在的圆柱形区域的半径为R=5cm，磁感应强度 对时间的变化率为dB/dt=0.2T/s，试计算离开轴线的距离r等于2cm、 5cm及10cm处的涡旋电场。
B dl 0 I
i
L
cP d
b
c
d
a
B dl a B dl b B dl c B dl d B dl
b
2a B dl 2BL
又：
0
I 0iL, 所以
B 0i
2
例题：一无限大平行板电容器极板间的电场强度为E，一 均匀磁场B与E垂直，现有一电子(-e,m)从负极出来，初 速度为零。求：电子刚好不能到达正极板的距离d。
求棒AC两端的电势差。
O
D
C
Ｂ A
复习
一、法拉第电磁感应定律 d
dt
二、动生电动势
闭合回路
i
v
B
dl
l
不闭合回路
b
i a v B dl
三、感生电动势
L
Ek
dl
d dt
四、感生电场与静电场
例行3放．置一一长矩直形导线线圈中，通线有圈正平弦面交与流长电直i导线I在m 同si一n w平,t面在内长，直求导任线一旁瞬平
2019版第十章-电磁感应-(5)PPT课件
第第四一部章分 现代章文阅末读综合提升
一轮人教物理
mg·(2R)＝12mv2C－12mv2B 在 B 点，由牛顿第二定律得 F＋mg＝mRv2B 代入相关数据解得 vB＝4 m/s，F＝13 N
第第四一部章分 现代章文阅末读综合提升
一轮人教物理
(3)小物体从A到B的过程，可以看成是从B到A的平抛运
(1)a、b两卫星周期之比Ta∶Tb是多少？ (2)若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点的正上方， 且a卫星运行周期已知为Ta，则a经多长时间两卫星相距最 远？
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一轮人教物理
【解析】 (1)由牛顿第二定律和万有引力定律，得
G
Mm r2
＝m(
2π T
)2r，则T＝
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一轮人教物理
章末综合提升
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一轮人教物理
一、迁移变通能力的培养 类平抛运动的处理 1．受力特点 物体所受合力为恒力，且与初速度的方向垂直． 2．运动特点 在初速度v0方向做匀速直线运动，在合外力方向做初速 度为零的匀加速直线运动，加速度a＝Fm合.
一轮人教物理
【答案】 (1)
2l gsin θ (2)b
b2＋4l2gsin θ
(3)
2l
gsin θ 2l
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一轮人教物理
二、两类典型曲线运动的分析方法比较
1．对于平抛运动这类“匀变速曲线运动”，我们的分析 方法一般是“在固定的坐标系内正交分解其位移和速度”．x 轴方向：x＝v0t，vx＝v0；y 轴方向：y＝12gt2，vy＝gt.
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新版高考物理 第十章 电磁感应 10-3-3 电磁感应中的“杆+导轨”模型课件.ppt
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规律总结
解决此类问题的分析要抓住三点 (1)杆的稳定状态一般是匀速运动(达到最大速度或最小 速度，合力为零)； (2)整个电路产生的电能等于克服安培力所做的功； (3)电磁感应现象遵从能量守恒定律。
规律总结
解决电磁感应综合问题的一般思路
分离出电路中由电磁感应所产生的电源， 求出电源参数E和r
外力做的功＝棒1的动 能＋棒2的动能＋焦耳
热
题组剖析 例1(单杆水平式) 如图所示，足够长的金属导轨固定在水平面上，金 属导轨宽度L＝1.0 m，导轨上放有垂直导轨的金属杆P，金属杆质量为m＝ 0.1 kg，空间存在磁感应强度B＝0.5 T、竖直向下的匀强磁场。连接在导轨左 端的电阻R＝3.0 Ω，金属杆的电阻r＝1.0 Ω，其余部分电阻不计。某时刻给 金属杆一个水平向右的恒力F，金属杆P由静止开始运动，图乙是金属杆P运 动过程的v－t图象，导轨与金属杆间的动摩擦因数μ＝0.5。在金属杆P运动的 过程中，第一个2 s内通过金属杆P的电荷量与第二个2 s内通过P的电荷量之 比为3∶5。g取10 m/s2。求： (1)水平恒力F的大小； (2)前4 s内电阻R上产生的热量。
I 恒定
课堂互动
Ⅱ.单杆倾斜式(导轨光滑)
物理 模型
动态 棒释放后下滑,此时 a＝gsin α,速度 v↑→E＝BLv↑→I＝
分析 E/R↑→F＝BIL↑→a↓,当安培力 F＝mgsin α 时,a＝0,v 最大
运动形式 收尾
力学特征 状态
电学特征
匀速直线运动 a＝0 v 最大 vm＝mgBR2sLi2n α
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题组剖析
例2 (“双杆＋导轨”模型) 两根足够长的固定的平行金属导轨位于同 一水平面内，两导轨间的距离为l。导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构 成矩形回路，如图所示。两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其 它部分的电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感 应强度为B。设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行，开始时，棒cd静止， 棒ab有指向棒cd的初速度v0。若两导体棒在运动中始终不接触，求：
规律总结
解决此类问题的分析要抓住三点 (1)杆的稳定状态一般是匀速运动(达到最大速度或最小 速度，合力为零)； (2)整个电路产生的电能等于克服安培力所做的功； (3)电磁感应现象遵从能量守恒定律。
规律总结
解决电磁感应综合问题的一般思路
分离出电路中由电磁感应所产生的电源， 求出电源参数E和r
外力做的功＝棒1的动 能＋棒2的动能＋焦耳
热
题组剖析 例1(单杆水平式) 如图所示，足够长的金属导轨固定在水平面上，金 属导轨宽度L＝1.0 m，导轨上放有垂直导轨的金属杆P，金属杆质量为m＝ 0.1 kg，空间存在磁感应强度B＝0.5 T、竖直向下的匀强磁场。连接在导轨左 端的电阻R＝3.0 Ω，金属杆的电阻r＝1.0 Ω，其余部分电阻不计。某时刻给 金属杆一个水平向右的恒力F，金属杆P由静止开始运动，图乙是金属杆P运 动过程的v－t图象，导轨与金属杆间的动摩擦因数μ＝0.5。在金属杆P运动的 过程中，第一个2 s内通过金属杆P的电荷量与第二个2 s内通过P的电荷量之 比为3∶5。g取10 m/s2。求： (1)水平恒力F的大小； (2)前4 s内电阻R上产生的热量。
I 恒定
课堂互动
Ⅱ.单杆倾斜式(导轨光滑)
物理 模型
动态 棒释放后下滑,此时 a＝gsin α,速度 v↑→E＝BLv↑→I＝
分析 E/R↑→F＝BIL↑→a↓,当安培力 F＝mgsin α 时,a＝0,v 最大
运动形式 收尾
力学特征 状态
电学特征
匀速直线运动 a＝0 v 最大 vm＝mgBR2sLi2n α
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题组剖析
例2 (“双杆＋导轨”模型) 两根足够长的固定的平行金属导轨位于同 一水平面内，两导轨间的距离为l。导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构 成矩形回路，如图所示。两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其 它部分的电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感 应强度为B。设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行，开始时，棒cd静止， 棒ab有指向棒cd的初速度v0。若两导体棒在运动中始终不接触，求：
度高考物理一轮复习第十章电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律自感和涡流课件0804283
二、自感、涡流、电磁阻尼和电磁驱动 1.自感现象
(1)概念：由于导体本身的 电流 变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于
自感而产生的感应电动势叫做自感电动势. (2)表达式：E＝L ΔI. Δt (3)自感系数L的影响因素：与线圈的 关.
、形状、 大小
以及是否有铁芯有 匝数
2.涡流现象
(1)涡流：块状金属放在 变化 磁场中，或者让它在磁场中运动时，金属块内产 生的旋涡状感应电流. (2)产生原因：金属块内 磁通量 变化→感应电动势→感应电流. 3.电磁阻尼 导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是 导体的相对运动. 阻碍 4.电磁驱动 如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生 而使导体运动起来.
感应电流
使导体受到安培力
自测2
(多选)电吉他中电拾音器的基本结构如图1所示，磁体附近的金属弦
被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送 到音箱发出声音，下列说法正确的有
A.选用铜质弦，电吉他仍能正常工作
√ C.增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 √ D.弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 √
第十章
电磁感应
第2讲 法拉第电磁感应定律、自 感和涡流
过好双基关
一、法拉第电磁感应定律 1.感应电动势
(1)感应电动势：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. (3)方向判断：感应电动势的方向用 楞次定律 或右手定则判断. 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
(1)通过电阻R1的电流大小和方向；
答案 nB0πr22 3Rt0 方向从 b 到 a
高考物理大一轮复习配套课件：第十章 电磁感应101
• (1) 磁通量是标量，其正、负值仅表示磁感线 是正向还是反向穿过线圈平面．
• (2) 对于Φ＝BScos θ，可理解为Φ＝B(Scos θ)，即Φ等于B与S在垂直于B方向上分量的乘 积；也可理解为Φ＝(Bcos θ)S，即Φ等于B在 垂直于S方向上的分量与S的乘积．
• 5. 电磁感应现象的实质是产生感应电动势， 如果回路闭合，则有感应电流，如果回路不 闭合，则只能产生感应电动势，而不会形成 持续的电流．我们看变化是看回路中的磁通 量变化，而不是看回路外的磁通量变化．
第1讲 电磁感应现象 楞次定律
自主学习
考纲解读
• 1. 理解感应电流的产生条件． • 2. 掌握磁通量的概念，并能进行熟练的运
用．
• 3. 会用楞次定律判断感应电流的方向． • 4. 熟练运用右手定则解决有关问题．
基础梳理
• 1. 感应电流的产生条件
• (1) 电磁感应现象：只要穿过闭合电磁路通量的 ________发生变化，闭合回路中就有电流产 生，这种利用磁场产生感电应流电的流 现象叫做电磁 感应，产生的电流叫做_闭_合________.
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/232021/11/232021/11/232021/11/23
• 2. 磁通量
• 4. 由于“阻碍”，为了维持原磁场的变化， 必须有外力克服这一“阻碍”而做功，从而 导致其他形式的能转化为电能．因此楞次定 律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体 现．
• 典题演示3 如图所示，在磁感应强度大小为 B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为 m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘 轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属 线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动 到左侧最高点的过程中，B 细杆和金属线框平 面始终处于同一平面，且该平面垂直纸 面．则线框中感应电流的方向是( )
电磁感应现象及应用课件ppt.pptx
2.结论：无论用什么方法，只要使闭合电路的磁通量发生变化，
闭合电流中就会有感应电流产生。
3.产生感应电流的条件：
（1）电路闭合
（2）磁通量发生变化
谢 谢
法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门
统一学科的诞生，为电磁学的发展作出了重大贡献。
科学史上许多重要发现和发明，常被人们有意无意地罩上神秘的光环，似乎科学家都是呼
风唤雨的魔术师。但是我们在这里看到，具有闪光思维的奥斯特和法拉第，在做出伟大发现的
过程中也受着历史局限性的束缚，也有过“可笑”的疏忽与失误。他们是伟大的，但也是可以
后放手，让线圈收缩（图乙）。线圈收缩时，其中是否有感应电流？为什么？
课堂练习
4.矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一个平面内，
线圈的两个边与导线平行。在这个平面内，线圈远离导线移动时，线圈中有没
有感应电流？线圈和导线都不动，当导线中的电流I逐渐增大或减小时，线圈
中有没有感应电流？为什么？
课堂练习
5.如图所示，把矩形闭合线圈放在匀强磁场中，线圈平面与磁感线平行，
下面能使线圈产生感应电流的是（ C ）
a
A．线圈沿磁感线方向移动
B．线圈沿垂直磁感线方向做移动
C．线圈以ab边为轴匀速转动
D．线圈以bc边为轴匀速转动
课堂小结
1.利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。
磁铁的运动情况
表针的摆动情况
插入瞬间
摆动
拔出瞬间
摆动
停在线圈中
不摆动
实验结论：磁铁插入和拔出的瞬间，螺线管中的
闭合电流中就会有感应电流产生。
3.产生感应电流的条件：
（1）电路闭合
（2）磁通量发生变化
谢 谢
法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门
统一学科的诞生，为电磁学的发展作出了重大贡献。
科学史上许多重要发现和发明，常被人们有意无意地罩上神秘的光环，似乎科学家都是呼
风唤雨的魔术师。但是我们在这里看到，具有闪光思维的奥斯特和法拉第，在做出伟大发现的
过程中也受着历史局限性的束缚，也有过“可笑”的疏忽与失误。他们是伟大的，但也是可以
后放手，让线圈收缩（图乙）。线圈收缩时，其中是否有感应电流？为什么？
课堂练习
4.矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一个平面内，
线圈的两个边与导线平行。在这个平面内，线圈远离导线移动时，线圈中有没
有感应电流？线圈和导线都不动，当导线中的电流I逐渐增大或减小时，线圈
中有没有感应电流？为什么？
课堂练习
5.如图所示，把矩形闭合线圈放在匀强磁场中，线圈平面与磁感线平行，
下面能使线圈产生感应电流的是（ C ）
a
A．线圈沿磁感线方向移动
B．线圈沿垂直磁感线方向做移动
C．线圈以ab边为轴匀速转动
D．线圈以bc边为轴匀速转动
课堂小结
1.利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。
磁铁的运动情况
表针的摆动情况
插入瞬间
摆动
拔出瞬间
摆动
停在线圈中
不摆动
实验结论：磁铁插入和拔出的瞬间，螺线管中的
《电磁感应现象及应用》PPT优质课件
电磁感应现象及应用
01 电磁感应的探索历程 02 探究感应电流的产生条件
1、磁感应强度的定义及理解． 公式：
2．磁感应强度的大小及方向的判定． 3．对磁通量的理解与计算. 公式：Φ＝BS
电磁感应的探索历程
1．“电生磁”的发现
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁 效应． 2．“磁生电”的发现
到 B2，则线圈内的磁通量的变化量 ΔΦ 为( )
A．n(B2－B1)S
B．n(B2＋B1)S
C．(B2－B1)S
D．(B2＋B1)S
D [末状态的磁通量 Φ2＝B2S，初状态的磁通量 Φ1＝－B1S，则 线圈内的磁通量的变化量 ΔΦ＝(B2＋B1)S，故 D 正确，A、B、C 错 误。]
感应电流的产生
【例 2】 线圈在长直导线电流的磁场中做如图所示的运动： A.向右平动，B.向下平动，C.绕轴转动(ad 边向里)，D.从纸面向纸外 做平动，E.向上平动(E 线圈有个缺口)，判断线圈中有没有感应电流？
A
B
C
D
E
思路点拨：根据导线周围的磁感线分布以及产生感应电流的条 件即可判断各图中感应电流的有无。
【例 1】 如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈 abcd 在细长 磁铁 N 极附近下落，保持 bc 边在纸外，ad 边在纸内，由图中的位置 Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在这个过 程中，线圈中的磁通量( )
A．是增加的 C．先增加，后减少
B．是减少的 D．先减少，后增加
思路点拨：解此题的关键是正确把握条形磁铁的磁场分布情况， 并结合磁通量的概念分析。
D [要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况，就必须知道 条形磁铁在磁极附近磁感线的分布情况，条形磁铁在 N 极附近的分 布情况如图所示，由图可知线圈中磁通量是先减少，后增加。D 选 项正确。]
01 电磁感应的探索历程 02 探究感应电流的产生条件
1、磁感应强度的定义及理解． 公式：
2．磁感应强度的大小及方向的判定． 3．对磁通量的理解与计算. 公式：Φ＝BS
电磁感应的探索历程
1．“电生磁”的发现
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁 效应． 2．“磁生电”的发现
到 B2，则线圈内的磁通量的变化量 ΔΦ 为( )
A．n(B2－B1)S
B．n(B2＋B1)S
C．(B2－B1)S
D．(B2＋B1)S
D [末状态的磁通量 Φ2＝B2S，初状态的磁通量 Φ1＝－B1S，则 线圈内的磁通量的变化量 ΔΦ＝(B2＋B1)S，故 D 正确，A、B、C 错 误。]
感应电流的产生
【例 2】 线圈在长直导线电流的磁场中做如图所示的运动： A.向右平动，B.向下平动，C.绕轴转动(ad 边向里)，D.从纸面向纸外 做平动，E.向上平动(E 线圈有个缺口)，判断线圈中有没有感应电流？
A
B
C
D
E
思路点拨：根据导线周围的磁感线分布以及产生感应电流的条 件即可判断各图中感应电流的有无。
【例 1】 如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈 abcd 在细长 磁铁 N 极附近下落，保持 bc 边在纸外，ad 边在纸内，由图中的位置 Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在这个过 程中，线圈中的磁通量( )
A．是增加的 C．先增加，后减少
B．是减少的 D．先减少，后增加
思路点拨：解此题的关键是正确把握条形磁铁的磁场分布情况， 并结合磁通量的概念分析。
D [要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况，就必须知道 条形磁铁在磁极附近磁感线的分布情况，条形磁铁在 N 极附近的分 布情况如图所示，由图可知线圈中磁通量是先减少，后增加。D 选 项正确。]