电磁感应复习
法拉第电磁感应定律 自感和涡流(核心考点精讲精练)(解析版)—备战2025年高考物理一轮复习(新高考
法拉第电磁感应定律 自感和涡流1. 高考真题考点分布题型考点考查考题统计选择题法拉第电磁感应定律2024年浙江卷选择题自感电动势2024年北京卷2. 命题规律及备考策略【命题规律】高考对法拉第电磁感应定律的考查非常频繁，大多以选择题和计算题的形式考查，难度上选择题一般较为简单，计算题多结合电路、动力学能量动量，题目总体难度较大。
【备考策略】1.理解和掌握法拉第电磁感应定律。
2.会求感生电动势和动生电动势。
3.理解自感、涡流、电磁驱动和电磁阻尼【命题预测】重点关注动生电动势和感生电动势在电路中大小的求解问题。
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，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
(2)公式：E ＝n ΔΦΔt，其中n 为线圈匝数。
(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路的欧姆定律，即I ＝E R ＋r。
3．导体切割磁感线的情形(1)若B 、l 、v 相互垂直，则E ＝Blv 。
(2)v ∥B 时，E ＝0。
(3)l 为导体切割磁感线的有效长度，示例如图所示。
二、自感、涡流1．自感现象(1)概念：当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势，这种现象称为自感。
(2)自感电动势①定义：由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。
②表达式：E ＝L ΔIΔt 。
(3)自感系数L①相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。
②单位：亨利(H)，1 mH ＝10－3 H ，1 μH ＝10－6 H 。
2．涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水的漩涡，所以叫涡流。
考点一 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。
电磁感应复习
8、如图所示，匀强磁场中固定的金属框架ABC，导体棒DE 在框架上沿图示方向匀速平移，框架和导体棒材料相同、同 A 样粗细，接触良好．则（ ） A．电路中感应电流保持一定 B．电路中磁通量的变化率一定 C．电路中感应电动势一定 D．棒受到的外力一定 E. 回路的电功率一定 DE棒在任意时刻t在电路中的有效切割长度L=2·vt·tanθ 与t无关
来拒去留 S N S N S N
四、法拉第电磁感应定律
1.法拉第电磁感应定律：电磁感应中感应电动势的大小，即 跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，即： 2、注意：产生感应电动势的那部分导体相当于电源，该电源 的正负极由楞次定律来确定，注意电源内部电流是由负极流 向正极. 3.磁通量变化产生电动势的几种情况
②E=2BRv;
③E=BRv
公式中的L为有效切割长度：即垂直于B、垂直于v且处于磁 场中的直线部分长度
例4、材料、粗细相同，长度不同的电阻丝做成ab、 cd、ef三种形状的导线，分别放在电阻可忽略的光滑 金属导轨上，并与导轨垂直，如图所示，匀强磁场方 向垂直导轨平面向内.外力使导线水平向右做匀速运动， 且每次外力所做功的功率相同，已知三根导线在导轨 间的长度关系是Lab＜Lcd＜Lef,则 ( )BD (A)ab运动速度最大 Rab＜Rcd＜Ref BLv (B)ef运动速度最大 L 0.8 N p=FV F BIL B R (C)因三根导线切割磁感线的有效长度相同，故它们产 生的感应电动势相同 (D)忽略导体内能变化，三根导线每秒产生的热量相同 Q=Pt
D1
D2
(2) 、接通瞬间可把线圈当断路
高考一轮复习 专题11 电磁感应中的动力学能量和动量问题
专题十一电磁感应中的动力学、能量和动量问题考点一电磁感应中的动力学问题师生共研例1 如图所示，两平行且无限长光滑金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为θ＝30°，两导轨之间的距离为L＝1 m，两导轨M、P之间接入电阻R＝0.2 Ω，导轨电阻不计，在abdc区域内有一个方向垂直于两导轨平面向下的磁场Ⅰ，磁感应强度B0＝1 T，磁场的宽度x1＝1 m；在cd连线以下区域有一个方向也垂直于导轨平面向下的磁场Ⅱ，磁感应强度B1＝0.5 T．一个质量为m＝1 kg的金属棒垂直放在金属导轨上，与导轨接触良好，金属棒的电阻r＝0.2 Ω，若金属棒在离ab连线上端x0处自由释放，则金属棒进入磁场Ⅰ恰好做匀速运动．金属棒进入磁场Ⅱ后，经过ef时又达到稳定状态，cd与ef之间的距离x2＝8 m．求(g取10 m/s2)：(1)金属棒在磁场Ⅰ运动的速度大小；(2)金属棒滑过cd位置时的加速度大小；(3)金属棒在磁场Ⅱ中达到稳定状态时的速度大小．【考法拓展1】在【例1】中，求金属棒从开始到刚离开磁场Ⅰ所经历的时间．【考法拓展2】在【例1】中，求金属棒由释放到ab连线滑过的距离x0.【考法拓展3】在【例1】中，求金属棒从开始到在磁场Ⅱ中达到稳定状态这段时间中电阻R产生的热量．练1 [2021·黑龙江大庆模拟](多选)在倾角θ＝30°的斜面上固定两根足够长的平行金属导轨MN、EF，间距为L，导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下．有两根质量均为m、电阻均为R、长度均为L的金属棒ab、cd垂直导轨放置且与导轨接触良好，光滑的ab棒用平行于导轨的不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮与质量为2m的重物P连接，如图所示．初始时作用在ab棒上一个外力(题中未画出)使ab棒、重物P保持静止，cd棒也静止在导轨上且刚好不下滑．已知重力加速度大小为g，导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．现撤去外力，ab棒和重物P从静止开始运动，到cd棒刚好要向上滑动的过程中，则( )A．重物P向下做加速度不断减小的加速运动B．cd棒刚好要向上滑动时，ab棒中的电流大小I＝C．cd棒刚好要向上滑动时，重物P的速度大小为v＝D．重物P减少的重力势能等于ab棒、重物P增加的动能与ab、cd棒产生的焦耳热之和练2 [2020·全国卷Ⅰ](多选)如图，U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab和dc边平行，和bc边垂直．ab、dc足够长，整个金属框电阻可忽略．一根具有一定电阻的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行．经过一段时间后( )A．金属框的速度大小趋于恒定值B．金属框的加速度大小趋于恒定值C．导体棒所受安培力的大小趋于恒定值D．导体棒到金属框bc边的距离趋于恒定值练3 如图所示，间距为L的两根平行金属导轨弯成“L”形，竖直导轨面与水平导轨面均足够长，整个装置处于竖直向上大小为B的匀强磁场中．质量均为m、阻值均为R的导体棒ab、cd均垂直于导轨放置，两导体棒与导轨间动摩擦因数均为μ，当导体棒cd在水平恒力作用下以速度v0沿水平导轨向右匀速运动时，释放导体棒ab，它在竖直导轨上匀加速下滑．某时刻将导体棒cd所受水平恒力撤去，经过一段时间，导体棒cd静止，此过程流经导体棒cd的电荷量为q(导体棒ab、cd与导轨间接触良好且接触点及金属导轨的电阻不计，已知重力加速度为g)，则下列判断错误的是( )A．导体棒cd受水平恒力作用时流经它的电流I＝B．导体棒ab匀加速下滑时的加速度大小a＝g－C．导体棒cd在水平恒力撤去后它的位移为s＝D．导体棒cd在水平恒力撤去后它产生的焦耳热为Q＝m－题后反思1．电磁感应中动力学问题的解题思路2．电磁感应中的动态分析导体受外力运动感应电动势感应电流导体受安培力―→合力变化加速度变化―→速度变化―→临界状态．考点二电磁感应中的能量问题多维探究1．能量转化2．求解焦耳热Q的三种方法3．解题的一般步骤(1)确定研究对象(导体棒或回路)；(2)弄清电磁感应过程中哪些力做功，以及哪些形式的能量相互转化；(3)根据功能关系或能量守恒定律列式求解．题型1|由焦耳定律求解焦耳热例 2 小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示，两根平行金属导轨相距l＝0.50 m，倾角θ＝53 °，导轨上端串接一个R＝0.05 Ω的电阻．在导轨间长d＝0.56 m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B＝2.0 T．质量m＝4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连．CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s＝0.24 m．一位健身者用恒力F＝80 N 拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直．当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量)．求：(1)CD棒进入磁场时速度v的大小．(2)CD棒进入磁场时所受的安培力F A的大小．(3)在拉升CD棒的过程中，健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q.题型2|由安培力做功求解焦耳热例3 如图所示，足够长的粗糙斜面与水平面成θ＝37°角放置，在斜面上虚线cc′和bb′与斜面底边平行，且两线间距为d＝0.1 m，在cc′、bb′围成的区域内有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度为B＝1 T；现有一质量为m＝10 g，总电阻为R＝1 Ω，边长也为d＝0.1 m的正方形金属线圈MNPQ，其初始位置PQ边与cc′重合，现让金属线圈以一定初速度沿斜面向上运动，当金属线圈从最高点返回到磁场区域时，线圈刚好做匀速直线运动．已知线圈与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，取g＝10 m/s2，不计其他阻力，求：(取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(1)线圈向下返回到磁场区域时的速度大小；(2)线圈向上离开磁场区域时的动能；(3)线圈向下通过磁场区域过程中，线圈中产生的焦耳热．题型3|由能量守恒或功能关系求解焦耳热例4 [2021·广州市模拟]如图甲所示，空间存在B＝0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是水平放置的平行长直导轨，其间距L＝0.2 m，R是连在导轨一端的电阻，ab是跨接在导轨上质量m＝0.1 kg 的导体棒．从零时刻开始，对ab施加一个大小为F＝0.45 N、方向水平向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，滑动过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好，图乙是棒的v t图象，其中AO是图象在O 点的切线，AB是图象的渐近线．除R以外，其余部分的电阻均不计．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．已知当棒的位移为100 m时，其速度达到了最大速度10 m/s.求：(1)R的阻值；(2)在棒运动100 m过程中电阻R上产生的焦耳热．练4 [2020·济南模拟]如图所示，水平传送带上放置n个相同的正方形闭合导线圈，每个线圈的质量均为m，电阻均为R，边长均为L，线圈与传送带间的动摩擦因数均为μ，线圈与传送带共同以速度v0匀速向右运动．MN与PQ为匀强磁场的边界，平行间距为d(L<d)，速度v0方向与MN垂直．磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下．当线圈右侧边进入磁场时与传送带发生相对运动，线圈的右侧边到达边界PQ 时又恰好与传送带的速度相同．设传送带足够长，且线圈在传送带上始终保持右侧边平行于磁场边界．已知重力加速度为g，线圈间不会相碰．求：(1)线圈的右侧边刚进入磁场时，线圈的加速度大小；(2)线圈右侧边从MN运动到PQ经过的时间t；(3)n个线圈均通过磁场区域到恢复和传送带共速，线圈释放的焦耳热．练5 [2021·石嘴山模拟]如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内，两导轨间的距离为L＝1 m，导轨间连接的定值电阻R＝3 Ω，导轨上放一质量为m＝0.1 kg的金属杆ab，金属杆始终与导轨接触良好，杆的电阻r＝1 Ω，其余电阻不计，AB位置下方存在磁感应强度为B＝1 T 的匀强磁场，磁场的方向垂直导轨平面向里．重力加速度g取10 m/s2.现让金属杆从AB水平位置由静止释放，忽略空气阻力的影响，求：(1)金属杆的最大速度．(2)若从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q＝0.6 J，此时金属杆下落的高度为多少？(3)达到最大速度后，为使ab杆中不产生感应电流，从该时刻开始，磁感应强度B′应怎样随时间t 变化？推导这种情况下B′与t的关系式．考点三电磁感应与动量的综合问题多维探究题型1|动量定理在电磁感应中的应用在电磁感应中，动量定理应用于单杆切割磁感线运动，可求解变力的时间、速度、位移和电荷量．(1)求电荷量或速度：B lΔt＝mv2－mv1，q＝t.(2)求时间：Ft＝I冲＝mv2－mv1，I冲＝BIlΔt＝Bl(3)求位移：－BIlΔt＝－＝0－mv0，即－x＝m(0－v0)．例5 [2020·山东潍坊期末] (多选)如图所示，水平金属导轨P、Q间距为L，M、N间距为2L，P与M相连，Q与N相连，金属棒a垂直于P、Q放置，金属棒b垂直于M、N放置，整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中．现给棒a一大小为v0、水平向右的初速度，假设导轨都足够长，两棒质量均为m，在棒a的速度由v0减小到0.8v0的过程中，两棒始终与导轨接触良好．以下说法正确的是( )A．俯视时感应电流方向为顺时针B．棒b的最大速度为0.4v0C．回路中产生的焦耳热为0.1mD．通过回路中某一截面的电荷量为题型2|动量守恒定律在电磁感应中的应用例6 [2019·全国卷Ⅲ，19](多选)如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上．t＝0时，棒ab以初速度v0向右滑动．运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v1、v2表示，回路中的电流用I表示．下列图象中可能正确的是( )练6 [2020·山东阳谷二中期末](多选)如图所示，在高为h的桌面上固定着两根平行光滑金属导轨，导轨左段弯曲，右段水平，两部分平滑连接，导轨间距为L，电阻不计，在导轨的水平部分有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，ab、cd为两根相同的金属棒，质量均为m，长度均为L，电阻均为r.开始时cd静置于水平导轨上某位置，将ab从弯曲导轨上距离桌面高为h处由静止释放，cd离开导轨水平抛出，落地点ef距轨道末端的水平距离也为h，金属棒在运动过程中没有发生碰撞且与导轨接触良好，重力加速度为g.以下说法正确的是( )A．cd在导轨上的最大加速度为B．cd在导轨上的最大加速度为C．ab的落地点在ef的右侧D．电路中产生的热量为mgh练7 如图甲所示，两足够长且不计其电阻的光滑金属轨道，如图所示放置，间距为d＝1 m，在左端弧形轨道部分高h＝1.25 m处放置一金属杆a，弧形轨道与平面轨道以光滑圆弧连接，在平直轨道右端放置另一金属杆b.杆a、b电阻分别为R a＝2 Ω，R b＝5 Ω，在平直轨道区域有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝2 T．现杆b以大小5 m/s的初速度(设为v0)开始向左滑动，同时由静止释放杆a.杆a由静止滑到水平轨道的过程中，通过杆b的平均电流为0.3 A．从杆a下滑到水平轨道时开始计时，a、b杆运动图象如图乙所示(以杆a运动方向为正)，其中m a＝2 kg，m b＝1 kg，g＝10 m/s2，求：(1)杆a在弧形轨道上运动的时间；(2)杆a在水平轨道上运动过程中通过其截面的电荷量；(3)在整个运动过程中杆b上产生的焦耳热．专题十一 电磁感应中的动力学、能量和动量问题考点突破例1 解析：(1)金属棒进入磁场Ⅰ做匀速运动，设速度为v 0，由平衡条件得mgsin θ＝F 安① 而F 安＝B 0I 0L ，② I 0＝B 0Lv 0R ＋r③代入数据解得v 0＝2 m/s.④(2)金属棒滑过cd 位置时，其受力如图所示．由牛顿第二定律得 mgsin θ－F ′安＝ma ，⑤ 而F ′安＝B 1I 1L ，⑥ I 1＝B 1Lv 0R ＋r，⑦代入数据可解得a ＝3.75 m/s 2.⑧(3)金属棒在进入磁场Ⅱ区域达到稳定状态时，设速度为v 1，则mgsin θ＝F ″安，⑨ 而F ″安＝B 1I 2L ○10 I 2＝B 1Lv 1R ＋r，⑪代入数据解得v 1＝8 m/s.⑫答案：(1)2 m/s (2)3.75 m/s 2 (3)8 m/s考法拓展1 解析：金属棒从静止开始到刚进入磁场Ⅰ的时间t 1＝v 0gsin θ＝0.4 s ，在磁场Ⅰ运动时间t 2＝x 1v 0＝0.5 s ，所以金属棒从开始到刚离开磁场Ⅰ所经历的时间为t ＝t 1＋t 2＝0.9 s.答案：0.9 s考法拓展2 解析：金属棒在未进入磁场前做初速度为0的匀加速直线运动a ＝gsin θ，由运动学公式得v 20＝2ax 0，代入数据解得x 0＝0.4 m. 答案：0.4 m考法拓展3 解析：金属棒从开始运动到在磁场Ⅱ中达到稳定状态过程中，根据能量守恒得 mg(x 0＋x 1＋x 2)sin θ＝Q ＋12mv 21，Q R ＝R R ＋r Q ＝7.5 J.答案：7.5 J练1 解析：本题考查电磁感应中的楞次定律，通过分析安培力判断物体的运动状态，回路中的电流以及焦耳热．重物P 和ab 棒是一个系统，重物P 的重力不变，ab 棒的重力沿斜面向下的分力不变，而ab 棒切割磁感线的速度在增大，则沿斜面向下的安培力随之增大，则ab 与P 的加速度变小，所以重物P 向下做加速度不断减小的加速运动，A 正确；cd 棒刚开始恰好不下滑，则有mgsin θ＝μmgcos θ，cd 棒刚好要向上滑动时，则有BIL ＝mgsin θ＋μmgcos θ，联立解得I ＝mgBL ，B 正确；cd 棒刚好要向上滑动时，ab 棒切割磁感线产生的感应电动势E ＝BLv ，感应电流I ＝BLv 2R ，可得v ＝2mgRB 2L 2，C 正确；由能量守恒定律可知，重物P 减少的重力势能等于ab 棒、重物P 增加的动能、ab 棒增加的重力势能与ab 、cd 棒产生的焦耳热之和，D 错误．答案：ABC练2 解析：用水平恒力F 向右拉动金属框，bc 边切割磁感线产生感应电动势，回路中有感应电流i ，bc 边受到水平向左的安培力作用，设金属框的质量为M ，加速度为a 1，由牛顿第二定律有F －BiL ＝Ma 1；导体棒MN 受到向右的安培力，向右做加速运动，设导体棒的质量为m ，加速度为a 2，由牛顿第二定律有BiL ＝ma 2.设金属框bc 边的速度为v 时，导体棒的速度为v ′，则回路中产生的感应电动势为E ＝BL(v －v ′)，由闭合电路欧姆定律i ＝E R ＝BL (v －v ′)R，F 安＝BiL ，可得金属框bc 边所受安培力和导体棒MN 所受的安培力均为F 安＝B 2L 2(v －v ′)R ，二者加速度之差Δa ＝a 1－a 2＝F －F 安M －F 安m ＝F M －F 安⎝ ⎛⎭⎪⎫1M ＋1m ，随着所受安培力的增大，二者加速度之差Δa 减小，当Δa 减小到零时，F M ＝B 2L 2(v －v ′)R ·⎝ ⎛⎭⎪⎫1M ＋1m ，之后金属框和导体棒的速度之差Δv ＝v －v ′＝FRmB 2L 2(m ＋M )，保持不变．由此可知，金属框的速度逐渐增大，金属框所受安培力趋于恒定值，金属框的加速度大小趋于恒定值，导体棒所受的安培力F 安＝B 2L 2(v －v ′)R 趋于恒定值，选项A 错误，BC 正确；导体棒到金属框bc 边的距离x ＝⎠⎛0t (v －v ′)dt ，随时间的增大而增大，选项D 错误．答案：BC练3 解析：cd 切割磁感线产生感应电动势为E ＝BLv 0，根据闭合电路欧姆定律得I ＝E 2R ＝BLv 02R ，故A 项错误．对于ab 棒：根据牛顿第二定律得mg －F f ＝ma ，又F f ＝μF N ，F N ＝BIL ，联立解得，加速度大小为a ＝g －μB 2L 2v 02mR ，故B 项正确．对于cd 棒，由公式q ＝ΔΦR 总得q ＝BLs 2R ，则得，s ＝2Rq BL，故C 项正确．设导体棒cd 在水平恒力撤去后产生的焦耳热为Q ，由于ab 的电阻与cd 相同，两者串联，则ab 产生的焦耳热也为Q.根据能量守恒得2Q ＋μmgs ＝12mv 20，又s ＝2Rq BL ，解得Q ＝14mv 20－μmgRqBL ，故D 项正确．综上所述，应选择A.答案：A例2 解析：(1)由牛顿第二定律a ＝F －mgsin θm ＝12 m/s 2进入磁场时的速度v ＝2as ＝2.4 m/s. (2)感应电动势E ＝Blv 感应电流I ＝BlvR安培力F A ＝IBl代入得F A ＝(Bl )2vR ＝48 N.(3)健身者做功W ＝F(s ＋d)＝64 J 由牛顿第二定律F －mgsin θ－F A ＝0 CD 棒在磁场区域做匀速运动 在磁场中运动的时间t ＝dv焦耳热Q ＝I 2Rt ＝26.88 J.答案：(1)2.4 m/s (2)48 N (3)64 J 26.88 J例3 解析：(1)金属线圈向下匀速进入磁场时，有mgsin θ＝μmgcos θ＋F 安 其中F 安＝BId ，I ＝ER，E ＝Bdv解得v ＝(mgsin θ－μmgcos θ)RB 2d2＝2 m/s. (2)设最高点离bb ′的距离为x ，线圈从最高点到开始进入磁场过程做匀加速直线运动，有v 2＝2ax ，mgsin θ－μmgcos θ＝ma 线圈从向上离开磁场到向下进入磁场的过程，根据动能定理有E k1－E k ＝μmgcos θ·2x ，其中E k ＝12mv 2得E k1＝12mv 2＋v 2μmgcos θgsin θ－μgcos θ＝0.1 J.(3)线圈向下匀速通过磁场区域过程中， 有mgsin θ·2d －μmgcos θ·2d ＋W 安＝0 Q ＝－W 安解得Q ＝2mgd(sin θ－μcos θ)＝0.004 J. 答案：(1)2 m/s (2)0.1 J (3)0.004 J例4 解析：(1)由图乙得ab 棒刚开始运动瞬间a ＝2.5 m/s 2， 则F －F f ＝ma ， 解得F f ＝0.2 N.ab 棒最终以速度v ＝10 m/s 匀速运动，则所受到拉力、摩擦力和安培力的合力为零，F －F f －F 安＝0.F 安＝BIL ＝BL Blv R ＝B 2L 2vR .联立可得R ＝B 2L 2vF －F f＝0.4 Ω.(2)由功能关系可得(F －F f )x ＝12mv 2＋Q ，解得Q ＝20 J.答案：(1)0.4 Ω (2)20 J练4 解析：(1)线圈刚进入磁场时有：E ＝BLv 0 根据闭合电路欧姆定律：I ＝ER所以安培力F ＝B 2L 2v 0R根据牛顿第二定律：F －μmg ＝ma. a ＝B 2L 2v 0mR －μg ，方向向左(2)根据动量定理，对线圈： μmgt －I 安＝0. 其中安培力的冲量：I 安＝F 安t ′＝B I －L ·t ′＝BLq q ＝ΔΦR ＝BL 2R .综上解得t ＝B 2L 3μmgR.(3)自线圈进入磁场到线圈右侧边到达PQ 过程中，对于单个线圈，根据动能定理得 μmgd －W 安＝0，所以克服安培力做功W 安＝μmgd单个线圈离开磁场的运动情况和进入磁场相同，W ′安＝W 安＝μmgd ， 所以对于n 个线圈有Q ＝2n μmgd答案：(1)B 2L 2v 0mR －μg (2)B 2L3μmgR(3)2n μmgd练5 解析：(1)设金属杆的最大速度为v m ，安培力与重力平衡，则有：F 安＝mg 又F 安＝BIL ，I ＝ER ＋r，E ＝BLv m 联立得：F 安＝B 2L 2v mR ＋r解得：v m ＝4 m/s(2)电路中产生的总焦耳热： Q 总＝R ＋r R Q ＝3＋13×0.6 J ＝0.8 J由能量守恒定律得：mgh ＝12mv 2m ＋Q 总解得：h ＝1.6 m(3)为使ab 杆中不产生感应电流，应使穿过回路平面的磁通量不发生变化， 在该时刻穿过回路平面的磁通量为： Φ1＝BLht 时刻的磁通量为： Φ2＝B ′L ⎝ ⎛⎭⎪⎫h ＋v m t ＋12gt 2 由Φ1＝Φ2得：B ′＝Bhh ＋v m t ＋12gt2代入数据解得：B ′＝ 1.65t 2＋4t ＋1.6T答案：(1)4 m/s (2)1.6 m (3)B ′＝ 1.65t 2＋4t ＋1.6T例5 解析：本题考查电磁感应中的电荷量、能量等物理量的计算．棒a 向右运动，回路面积减小，根据楞次定律可知，俯视时感应电流方向为逆时针，A 错误；在棒a 的速度由v 0减小到0.8v 0的过程中，棒a 减速，棒b 加速，对棒a ，由动量定理可得B I －·Lt ＝BqL ＝mv 0－0.8mv 0，对棒b ，由动量定理可得B I －·2Lt ＝mv ，联立可得v ＝0.4v 0，q ＝mv 05BL ，B 正确，D 错误；根据能量守恒定律可得Q ＝12mv 20－12m(0.8v 0)2＋12m(0.4v 0)2＝0.1mv 20，C 正确．答案：BC例6 解析：由楞次定律可知ab 棒做减速运动，cd 棒做加速运动，即v 1减小，v 2增加．回路中的感应电动势E ＝BL(v 1－v 2)，回路中的电流I ＝E R ＝BL (v 1－v 2)R ，回路中的导体棒ab 、cd 的加速度大小均为a ＝F m ＝BIL m ＝B 2L 2(v 1－v 2)mR ，由于v 1－v 2减小，可知a 减小，所以ab 与cd 的v t 图线斜率减小，I 也非线性减小，所以A 、C 正确，B 、D 错误．答案：AC练6 解析：本题从动量和能量两个角度考查双棒问题．当cd 受到的安培力最大时，cd 在导轨上的加速度最大，即ab 刚进入磁场时，cd 在导轨上的加速度最大，设此时ab 的速度为v ，根据机械能守恒定律可得12mv 2＝mgh ，解得v ＝2gh ，此时回路中的感应电流I ＝BLv 2r ，cd 在导轨上的最大加速度a ＝BIL m ＝B 2L 22gh2mr，故A 正确，B 错误； 设cd 离开导轨时的速度为v 1，根据平抛运动规律可知，下落时间t ＝2h g ，则v 1＝h t＝gh2，设cd 离开导轨时ab 的速度为v ′，根据动量守恒定律可得mv ＝mv ′＋mv 1，解得v ′＝v 1＝gh2，所以ab 的落地点也在ef 处，故C 错误；电路中产生的热量Q ＝mgh －12mv ′2－12mv 21＝12mgh ，故D 正确．答案：AD练7 解析：(1)设杆a 刚滑到水平轨道时，杆b 的速度为v b ，杆a 在弧形轨道上运动的时间与杆b 从开始滑动到杆a 刚滑到水平轨道时所用时间相等，对杆b 应用动量定理有Bd I －t 1＝m b v b －m b v 0其中v 0＝－5 m/s ，v b ＝－2 m/s 解得t 1＝5 s.(2)设杆a 下滑到水平轨道时的速度为v a ，由杆a 下滑的过程中机械能守恒有 m a gh ＝12m a v 2a解得v a ＝5 m/s设两杆最后共同的速度为v ，两杆在水平轨道上运动过程中动量守恒，有 m a v a ＋m b v b ＝(m a ＋m b )v 解得v ＝83m/s对杆a 在水平轨道上运动过程应用动量定理有 －Bd I －t 2＝m a v －m a v a 又q ＝I －t 2解得q ＝73C.(3)由能量守恒定律得，两杆产生的总焦耳热Q 总＝m a gh ＋12m b v 20－12(m a ＋m b )v 2＝1616 J杆a 、b 串联，电流相等，则相同时间内产生的焦耳热与电阻成正比 故杆b 上产生的焦耳热Q ＝R b R a ＋R b Q 总＝1156J. 答案：(1)5 s (2)73 C (3)1156 J。
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＝ .
电工基础复习3(磁场与电磁感应)
电工基础复习3（磁场与电磁感应）一、磁场1）磁场是磁体周围存在的一种特殊物质，磁体通过磁场发生相互作用。
2）磁场的大小和方向可用磁感线来形象的描述：磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线的切线方向表示磁场的方向。
2、电流的磁效应1）通电导线周围存在着磁场，说明电可以产生磁，由电产生磁的现象称为电流的磁效应。
电流具有磁效应说明磁现象具有电本质。
2）电流产生的磁场方向与电流的方向有关，可用安培定则，即右手螺旋定则来判断。
3、描述磁场的物理量1）磁感应强度BB是描述磁场强弱和磁场方向的物理量，它描述了磁场的力效应。
当通电直导线与磁2）铁磁性物质的B随H而变化的曲线称为磁化曲线，它表示了铁磁性物质的磁性能。
磁滞回线常用来判断铁磁性物质的性质和作为选择材料的依据。
6、磁路1）磁通经过的闭合路径称为磁路。
磁路中的磁通、磁动势和磁阻的关系，可用磁路El欧姆定律来表示，即m，其中RmRmS2）由于铁磁性物质的磁导率不是常数，因此磁路欧姆定律一般不能直接用来进行磁路计算，只用于定性分析。
二、电磁感应1、利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象，用电磁感应的方法产生的电流，叫感应电流。
2、闭合回路中的一部分在磁场中作切割磁感线运动（磁通发生变化），回路中有感应电流。
3、右手定则：右手，磁力线垂直进入手心；大姆指，运动方向；四指，感生电流方向。
（在感应电流方向、磁场方向、导体运动方向中已知任意两个的方向可以判断第三个的方向。
）4．楞次定律：感应电流的方向，总是使感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化，它是判断感应电流方向的普遍规律。
注意：阻碍原来的变化步骤：（1）原磁通方向，增大或减小；（2）感应电流的磁场方向；（3）安培定则——电流方向5、感应电动势E=BLVinθ（θ为B、V的夹角）6、E=N△Φ/△t（N为匝数△Φ/△t为磁通变化率E与磁通的变化率成正比）属于电磁感应现象的问题——右手定则——“电”磁场对电流作用的问题——左手定则——“力”7、导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象，自感现象中产生的感应电动势，叫做自感电动势。
一轮复习教案电磁感应部分人教版
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ板书设计
①电磁感应现象的发现：奥斯特实验、法拉第实验
②感应电流的产生条件：闭合回路、磁通量变化、导体在磁场中运动
③楞次定律：感应电流的方向总是要使得感应电流的磁场与原磁场相互抵消
④电磁感应的应用：发电机、变压器、动圈式话筒
2.艺术性和趣味性
①采用生动形象的图示，如法拉第的魔法实验，吸引学生的注意力。
②使用色彩鲜艳的粉笔，突出重点知识，提高学生的学习兴趣。
③设计一些有趣的问题或谜语，引导学生思考和讨论，激发学生的学习主动性。
④在板书上留有一些空白区域，鼓励学生上台补充和解释相关知识点，增强学生的参与感。
-培养学生自主学习能力和独立思考能力。
2.课中强化技能
教师活动：
-导入新课：通过讲解奥斯特实验和法拉第实验，引出电磁感应现象。
-讲解知识点：详细讲解感应电流产生的条件和楞次定律的运用。
-组织课堂活动：分组讨论电磁感应现象的应用，如发电机和动圈式话筒。
-解答疑问：针对学生的疑问，进行实时解答和指导。
学生活动：
-自主学习法：学生独立完成作业和拓展学习。
-反思总结法：学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。
作用与目的：
-巩固学生对电磁感应的理解和楞次定律的应用。
-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。
-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。
教学资源拓展
1.拓展资源
-历史背景：介绍迈克尔Faraday和亨利·卡文迪许等科学家在电磁感应领域的研究和贡献。
教学难点与重点
1.教学重点
2025高考物理总复习电磁感应中的含电容器问题模型
此时电容器的电荷量q=CU=1×10-2 C。
(2)导体棒在 F1 作用下运动,根据牛顿第二定律可得 F1-mgsin α-BId=ma1
又有
Δ
I=
Δ
=
Δ
Δ
,a=
Δ
Δ
联立解得
1 - sin
a1=
=20
+ 2 2 2
由功能关系 W=E-E0 及 W=qU,结合 Q-U 关系图线,可知电容器所储存的电能
与其极板间的电压及电容间的关系式为
1
1
1
E= QU= CU·
U= CU2。
2
2
2
(2)当导体棒获得向右的初速度v0时,切割磁感线产生动生电动势给电容器
充电,设充电电流为I,则导体棒所受安培力大小为
FA=BIL,方向水平向左
恒力F1=0.54 N作用于导体棒,使导体棒从静止开始运动,经t时间后到达B
处,速度v=5 m/s。此时,突然将拉力方向变为沿导轨向下,大小变为F2,又经
2t时间后导体棒返回到初始位置A处,整个过程电容器未被击穿。求:
(1)导体棒运动到B处时,电容器C上的电荷量;
(2)t的大小;
(3)F的大小。
答案 (1)1×10-2 C (2)0.25 s (3)0.45 N
以恒定的加速度匀加速运动。
,所以杆
安=ma,a=
+ 2 2
典题1 如图所示,间距为L的平行光滑金属导轨水平固定,导轨平面处在竖
直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。导轨左端连接有电容为C的
平行板电容器,质量为m、电阻不可忽略的导体棒垂直导轨放置在导轨上,
物理电磁感应复习题集及答案
物理电磁感应复习题集及答案第一题：电磁感应基础知识1. 什么是电磁感应？2. 法拉第电磁感应定律是什么？3. 在一个圆形线圈中，磁场的变化如何影响感应电动势的大小？4. 什么是自感现象？5. 自感现象与互感现象有何异同？答案：1. 电磁感应是指当一个导体中的磁通量发生变化时，在导体中就会产生感应电动势和感应电流的现象。
2. 法拉第电磁感应定律是指导体中感应电动势的大小与磁场的变化率成正比，方向由右手定则确定。
3. 在一个圆形线圈中，磁场的变化越快，感应电动势就越大。
当磁场增强或减弱时，感应电动势的方向也会相应变化。
4. 自感现象是指一个导体中的电流变化时，导体本身会产生感应电动势和感应电流。
5. 自感现象与互感现象都是电磁感应现象，不同之处在于自感发生在导体本身，而互感发生在两个或多个相邻的线圈之间。
第二题：电磁感应的应用1. 什么是变压器？它如何工作？2. 什么是感应电动机？3. 什么是发电机？它是如何产生电能的？4. 什么是涡流？它对电磁感应有什么影响？5. 什么是励磁？6. 举例说明一种电磁感应的实际应用。
答案：1. 变压器是一种通过电磁感应原理来改变交流电压大小的电器设备。
它由一个主线圈和一个副线圈组成，通过磁场的感应作用，将输入电压变换为输出电压，实现电能的传输和变换。
2. 感应电动机是利用电磁感应原理来转换电能和机械能的装置。
它由一个定子和一个转子组成，当定子上的交流电流变化时，就会在转子上产生感应电流，从而使转子转动。
3. 发电机是一种将机械能转换为电能的装置。
它通过电磁感应原理，在导体中产生感应电动势，并通过电路系统将这种电动势转化为电流和电能的装置。
4. 涡流是指当导体中有磁场变化时，在导体内部会形成的电流环流动现象。
涡流的产生会导致能量损耗，并且会对电磁感应产生一定的影响。
5. 励磁是指为了使发电机和变压器等设备工作正常，需要通过外部电源向设备提供一定的励磁电流，以产生足够的磁场。
电磁感应专题复习
电磁感应专题复习1、基本概念和基本规律的应用（1）安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的交叉综合使用 【例1】如图所示，三个导电圆环共面放置。
当通电圆环中的变阻器滑片P 向a 端滑动时，m 、n 导电环中的感应电流方向如何？练习1．一平行线圈用细杆悬于P 点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图21—1所示的匀强磁场中运动。
已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向分别为 （ ） A ．位置Ⅰ逆时针方向，位置Ⅱ逆时针方向 B ．位置Ⅰ逆时针方向，位置Ⅱ顺时针方向 C ．位置Ⅰ顺时针方向，位置Ⅱ顺时针方向 D ．位置Ⅰ顺时针方向，位置Ⅱ逆时针方向 （2）体会楞次定律的阻碍含义【例2】如图所示，ab 是一个可绕垂直于纸面的轴O 转动的闭合矩形线圈，当滑动变阻器的滑片P 自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线圈ab 将 A 、保持静止不动 B 、逆时针转动 C 、顺时针转动D 、发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向练习2．如图所示，水平桌面上放一闭合铝环，在铝环上方有一条形磁铁，当条形磁铁沿轴线竖直向上迅速运动时，下列判断正确的是（ ）A ．铝环有扩张趋势，对桌面压力减小B ．铝环有收缩趋势，对桌面压力增大C ．铝环有收缩趋势，对桌面压力减小D ．铝环有扩张趋势，对桌面压力增大练习3.如图所示，水平面上有两根平行导轨，上面放两根金属棒a 、b 。
当条形磁铁如图向下移动时（不到达导轨平面），a 、b 将如何移动？ 练习4．如图21—2所示，光滑的水平桌面上放着两个完全相同的金属环a 和b ，当一条形磁铁的S 极竖直向下迅速靠近两环中间时，则 A ．a 、b 均静止不动 B ．a 、b 互相靠近 C ．a 、b 互相远离D ．a 、b 均向上跳起练习5．如图4—10所示，当直导线中的电流不断增强时，M 、N 两轻线圈的运动情况是： A ．M 向左，N 向右B ．M 向右，N 向左C ．均向左D ．均向右练习6. 如图所示，螺线管CD 的导线绕法不清，当磁铁AB 插入螺线管时，电路中产生图示方向的感应电流，下列关于螺线管极性的判断正确的是（ ） A ．C 端一定是N 极 B ．C 端一定是S 极C 端的极性一定与磁铁B 端的极性相同D ．无法判断它们极性间的相互关系 练习7.如图所示，在条形磁铁从图示位置绕O 1O 2轴转动90°的过程中，放在导轨右端附近的金属棒ab 将如何移动？a bbCDv练习8．如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁，磁铁正下方不远处的水平面上放一个质量为m ，电阻为R 的闭合线圈．将磁铁慢慢托起到弹簧恢复原长时放开，磁铁开始上下振动，线圈始终静止在水平面上，不计空气阻力，则以下说法正确的是 A ．磁铁做简谐运动B ．磁铁最终能静止C ．在磁铁振动过程中线圈对水平面的压力有时大于mg ，有时小于mgD ．若线圈为超导线圈，磁铁最终也能静止 （3）公式t∆∆=φε与ε= BLvsin θ的正确理解和应用【例3】如图所示，导线全部为裸导线，半径为r 的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，磁感强度为B ，一根长度大于2r 的导线MN 以速率v 在圆环上无摩擦地自左端匀速滑动到右端，电路的固定电阻为R ，其余电阻不计，求MN 从圆环的左端滑到右端的过程中电阻R 上的电流强度的平均值．【例4】如图所示，水平放置一矩形导体框，细棒ab 可在框上自由移动，整个装置处在磁感应强度为0．4T 的匀强磁场中，磁场方向与水平面成300角，ab 长 0．2 m 。
高考物理一轮复习之《电磁感应》知识汇总
⾼考物理⼀轮复习之《电磁感应》知识汇总第⼀节 电磁感应现象 楞次定律【基本概念、规律】⼀、磁通量1．定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场⽅向垂直的⾯积S和B的乘积．2．公式：Φ＝B·S.3．单位：1 Wb＝1_T·m2.4．标⽮性：磁通量是标量，但有正、负．⼆、电磁感应1．电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发⽣变化时，电路中有电流产⽣，这种现象称为电磁感应现象．2．产⽣感应电流的条件(1)电路闭合；(2)磁通量变化．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．特别提醒：⽆论回路是否闭合，只要穿过线圈平⾯的磁通量发⽣变化，线圈中就有感应电动势产⽣．三、感应电流⽅向的判断1．楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．(2)适⽤情况：所有的电磁感应现象．2．右⼿定则(1)内容：伸开右⼿，使拇指与其余四个⼿指垂直，并且都与⼿掌在同⼀个平⾯内，让磁感线从掌⼼进⼊，并使拇指指向导体运动的⽅向，这时四指所指的⽅向就是感应电流的⽅向．(2)适⽤情况：导体切割磁感线产⽣感应电流．【重要考点归纳】考点⼀ 电磁感应现象的判断1.判断电路中能否产⽣感应电流的⼀般流程：2.判断能否产⽣电磁感应现象，关键是看回路的磁通量是否发⽣了变化．磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1有多种形式，主要有：(1)S、θ不变，B改变，这时ΔΦ＝ΔB·S sin θ；(2)B、θ不变，S改变，这时ΔΦ＝ΔS·B sin θ；(3)B、S不变，θ改变，这时ΔΦ＝BS(sin θ2－sin θ1)．考点⼆ 楞次定律的理解及应⽤1．楞次定律中“阻碍”的含义2．应⽤楞次定律判断感应电流⽅向的步骤考点三 “⼀定律三定则”的综合应⽤1．“三个定则与⼀个定律”的⽐较2.应⽤技巧⽆论是“安培⼒”还是“洛伦兹⼒”，只要是涉及磁⼒都⽤左⼿判断．“电⽣磁”或“磁⽣电”均⽤右⼿判断．【思想⽅法与技巧】楞次定律推论的应⽤楞次定律中“阻碍”的含义可以理解为感应电流的效果总是阻碍产⽣感应电流的原因，推论如下：(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”；(2)阻碍相对运动——“来拒去留”；(3)使线圈⾯积有扩⼤或缩⼩的趋势——“增缩减扩”；(4)阻碍原电流的变化(⾃感现象)——“增反减同”第⼆节 法拉第电磁感应定律 ⾃感 涡流【基本概念、规律】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．产⽣感应电动势的那部分导体就相当于电源，导体的电阻相当于电源内阻．(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即I＝E/（R+r）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．3．导体切割磁感线的情形(1)若B、l、v相互垂直，则E＝Blv.(2)若B⊥l，l⊥v，v与B夹⾓为θ，则E＝Blv sin_θ.⼆、⾃感与涡流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．(3)⾃感系数L的影响因素：与线圈的⼤⼩、形状、匝数以及是否有铁芯有关．2．涡流当线圈中的电流发⽣变化时，在它附近的任何导体中都会产⽣像⽔的旋涡状的感应电流．(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培⼒，安培⼒的⽅向总是阻碍导体的运动．(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产⽣感应电流，使导体受到安培⼒作⽤，安培⼒使导体运动起来．交流感应电动机就是利⽤电磁驱动的原理⼯作的．【重要考点归纳】考点⼀ 公式E＝nΔΦ/Δt的应⽤1．感应电动势⼤⼩的决定因素(1)感应电动势的⼤⼩由穿过闭合电路的磁通量的变化率和线圈的匝数共同决定，⽽与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的⼤⼩没有必然联系．3.应⽤电磁感应定律应注意的三个问题考点⼆ 公式E＝Blv的应⽤1．使⽤条件本公式是在⼀定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场外，还需B、l、v三者相互垂直．实际问题中当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进⾏计算，公式可为E＝Blv sin θ，θ为B与v⽅向间的夹⾓．2．使⽤范围3．有效性公式中的l为有效切割长度，即导体与v垂直的⽅向上的投影长度．例如，求下图中MN两点间的电动势时，有效长度分别为甲图：l＝cd sin β.4．相对性E＝Blv中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系．5.感应电动势两个公式的⽐较考点三 ⾃感现象的分析1．⾃感现象“阻碍”作⽤的理解(1)流过线圈的电流增加时，线圈中产⽣的⾃感电动势与电流⽅向相反，阻碍电流的增加，使其缓慢地增加．(2)流过线圈的电流减⼩时，线圈中产⽣的⾃感电动势与电流⽅向相同，阻碍电流的减⼩，使其缓慢地减⼩．2．⾃感现象的四个特点(1)⾃感电动势总是阻碍导体中原电流的变化．(2)通过线圈中的电流不能发⽣突变，只能缓慢变化．(3)电流稳定时，⾃感线圈就相当于普通导体．(4)线圈的⾃感系数越⼤，⾃感现象越明显，⾃感电动势只是延缓了过程的进⾏，但它不能使过程停⽌，更不能使过程反向．3．⾃感现象中的能量转化通电⾃感中，电能转化为磁场能；断电⾃感中，磁场能转化为电能．4.分析⾃感现象的两点注意(1)通过⾃感线圈中的电流不能发⽣突变，即通电过程，线圈中电流逐渐变⼤，断电过程，线圈中电流逐渐变⼩，⽅向不变．此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路．(2)断电⾃感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断，在于对电流⼤⼩的分析，若断电后通过灯泡的电流⽐原来强，则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭．第三节 电磁感应中的电路和图象问题【基本概念、规律】⼀、电磁感应中的电路问题1．内电路和外电路(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发⽣变化的线圈都相当于电源．(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电阻．2．电源电动势和路端电压⼆、电磁感应中的图象问题1．图象类型(1)随时间t变化的图象如B－t图象、Φ－t图象、E－t图象和i－t图象．(2)随位移x变化的图象如E－x图象和i－x图象．2．问题类型(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象．(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量．(3)利⽤给出的图象判断或画出新的图象．【重要考点归纳】考点⼀ 电磁感应中的电路问题1．对电源的理解：在电磁感应现象中，产⽣感应电动势的那部分导体就是电源，如切割磁感线的导体棒、有磁通量变化的线圈等．这种电源将其他形式的能转化为电能．2．对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发⽣变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成．3．解决电磁感应中电路问题的⼀般思路：(2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出等效电路图．(3)利⽤电路规律求解．主要应⽤欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列⽅程求解．4.(1)对等效于电源的导体或线圈，两端的电压⼀般不等于感应电动势，只有在其电阻不计时才相等．(2)沿等效电源中感应电流的⽅向，电势逐渐升⾼．考点⼆ 电磁感应中的图象问题1．题型特点⼀般可把图象问题分为三类：(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象；(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量；(3)根据图象定量计算．2．解题关键弄清初始条件，正负⽅向的对应，变化范围，所研究物理量的函数表达式，进、出磁场的转折点是解决问题的关键．3．解决图象问题的⼀般步骤(1)明确图象的种类，即是B－t图象还是Φ－t图象，或者是E－t图象、I－t图象等；(2)分析电磁感应的具体过程；(3)⽤右⼿定则或楞次定律确定⽅向对应关系；(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、⽜顿运动定律等规律写出函数关系式；(5)根据函数关系式，进⾏数学分析，如分析斜率的变化、截距等；(6)画出图象或判断图象．4.解决图象类选择题的最简⽅法——分类排除法．⾸先对题中给出的四个图象根据⼤⼩或⽅向变化特点分类，然后定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增⼤还是减⼩)、变化快慢(均匀变化还是⾮均匀变化)，特别是⽤物理量的⽅向，排除错误选项，此法最简捷、最有效．【思想⽅法与技巧】电磁感应电路与图象的综合问题解决电路与图象综合问题的思路(1)电路分析弄清电路结构，画出等效电路图，明确计算电动势的公式．(2)图象分析①弄清图象所揭⽰的物理规律或物理量间的函数关系；②挖掘图象中的隐含条件，明确有关图线所包围的⾯积、图线的斜率(或其绝对值)、截距所表⽰的物理意义．(3)定量计算运⽤有关物理概念、公式、定理和定律列式计算．第四节 电磁感应中的动⼒学和能量问题【基本概念、规律】⼀、电磁感应现象中的动⼒学问题1．安培⼒的⼤⼩2．安培⼒的⽅向(1)先⽤右⼿定则判定感应电流⽅向，再⽤左⼿定则判定安培⼒⽅向．(2)根据楞次定律，安培⼒的⽅向⼀定和导体切割磁感线运动⽅向相反．⼆、电磁感应中的能量转化1．过程分析(1)电磁感应现象中产⽣感应电流的过程，实质上是能量的转化过程．(2)感应电流在磁场中受安培⼒，若安培⼒做负功，则其他形式的能转化为电能；若安培⼒做正功，则电能转化为其他形式的能．(3)当感应电流通过⽤电器时，电能转化为其他形式的能．2．安培⼒做功和电能变化的对应关系“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；安培⼒做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能．【重要考点归纳】考点⼀ 电磁感应中的动⼒学问题分析1．导体的平衡态——静⽌状态或匀速直线运动状态．处理⽅法：根据平衡条件(合外⼒等于零)列式分析．2．导体的⾮平衡态——加速度不为零．处理⽅法：根据⽜顿第⼆定律进⾏动态分析或结合功能关系分析．3.分析电磁感应中的动⼒学问题的⼀般思路(1)先进⾏“源”的分析——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；(2)再进⾏“路”的分析——分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相关部分的电流⼤⼩，以便求解安培⼒；(3)然后是“⼒”的分析——分析研究对象(常是⾦属杆、导体线圈等)的受⼒情况，尤其注意其所受的安培⼒；(4)最后进⾏“运动”状态的分析——根据⼒和运动的关系，判断出正确的运动模型．考点⼆ 电磁感应中的能量问题1．电磁感应过程的实质是不同形式的能量转化的过程，⽽能量的转化是通过安培⼒做功的形式实现的，安培⼒做功的过程，是电能转化为其他形式能的过程，外⼒克服安培⼒做功，则是其他形式的能转化为电能的过程．2．能量转化及焦⽿热的求法(1)能量转化(2)求解焦⽿热Q的三种⽅法3. 在解决电磁感应中的能量问题时，⾸先进⾏受⼒分析，判断各⼒做功和能量转化情况，再利⽤功能关系或能量守恒定律列式求解．【思想⽅法与技巧】电磁感应中的“双杆”模型1．模型分类“双杆”模型分为两类：⼀类是“⼀动⼀静”，甲杆静⽌不动，⼄杆运动，其实质是单杆问题，不过要注意问题包含着⼀个条件：甲杆静⽌、受⼒平衡．另⼀种情况是两杆都在运动，对于这种情况，要注意两杆切割磁感线产⽣的感应电动势是相加还是相减．2．分析⽅法通过受⼒分析，确定运动状态，⼀般会有收尾状态．对于收尾状态则有恒定的速度或者加速度等，再结合运动学规律、⽜顿运动定律和能量观点分析求解．3.分析“双杆”模型问题时，要注意双杆之间的制约关系，即“动杆”与“被动杆”之间的关系，需要注意的是，最终两杆的收尾状态的确定是分析该类问题的关键．电磁感应中的含容电路分析⼀、电磁感应回路中只有电容器元件1.这类问题的特点是电容器两端电压等于感应电动势，充电电流等于感应电流．(2)由本例可以看出：导体棒在恒定外⼒作⽤下，产⽣的电动势均匀增⼤，电流不变，所受安培阻⼒不变，导体棒做匀加速直线运动．⼆、电磁感应回路中电容器与电阻并联问题1.这⼀类问题的特点是电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压，充电过程中的电流只是感应电流的⼀⽀流．稳定后，充电电流为零．2.在这类问题中，导体棒在恒定外⼒作⽤下做变加速运动，最后做匀速运动．。
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电磁感应（复习一）1.发电的基本原理是电磁感应。
发现电磁感应现象的科学家是（）A．安培B．赫兹C．法拉第D．麦克斯韦2.发现电流磁效应现象的科学家是___________，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是__________，发现电磁感应现象的科学家是___________，发现电荷间相互作用力规律的的科学家是___________。
3.下列现象中属于电磁感应现象的是（）A．磁场对电流产生力的作用B．变化的磁场使闭合电路中产生电流C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D．电流周围产生磁场电磁感应（复习二）1.关于磁通量、磁通密度、磁感应强度，下列说法正确的是 （）A．磁感应强度越大的地方，磁通量越大B．穿过某线圈的磁通量为零时，由B=Φ/S可知磁通密度为零C．磁通密度越大，磁感应强度越大D．磁感应强度在数值上等于1 m2的面积上穿过的最大磁通量2.下列单位中与磁感应强度的单位“特斯拉”相当的是 （）A．Wb/m2 B．N/A·m C．kg/A·s2 D．kg/C·m3.关于感应电流，下列说法中正确的是 （）A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流B．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流C．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流4.在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时，套在长直导线上的闭合线环（环面与导线垂直，长直导线通过环的中心），当发生以下变化时，肯定能产生感应电流的是 （）A．保持电流不变，使导线环上下移动B．保持导线环不变，使长直导线中的电流增大或减小C．保持电流不变，使导线在竖直平面内顺时针（或逆时针）转动D．保持电流不变，环在与导线垂直的水平面内左右水平移动5.如图所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置。
若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将 （）A．增大B．减小C．不变D．无法确定如何变化6.在无线电技术中，常有这样的要求：有两个线圈，要使一个线圈中有电流变化时，对另一个线圈几乎没有影响。
下图中，最能符合这样要求的一幅图是（）A BC D电磁感应（复习三）1．根据楞次定律知感应电流的磁场一定是（）A.阻碍引起感应电流的磁通量B.与引起感应电流的磁场反向C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化D.与引起感应电流的磁场方向相同2．如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd.则（）A.若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→dB.若线圈竖直向下平动，无感应电流产生C.当线圈以ab边为轴转动时，其中感应电流方向是a→b→c→dD.当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→d3．如图所示，一水平放置的矩形闭合线框abcd，在细长磁铁的S极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，如图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在这个过程中，线圈中感应电流（）A.沿abcd流动B.沿dcba流动C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动5．如图所示，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里, a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形.设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中（）A.线圈中将产生abcd方向的感应电流B.线圈中将产生adcb方向的感应电流C.线圈中产生感应电流的方向先是abcd，后是adcbD.线圈中无感应电流产生6.如图所示，有一固定的超导圆环，在其右端放一条形磁铁，此时圆环中无电流，当把磁铁向右方移走时，由于电磁感应，在超导圆环中产生了一定的电流.则以下判断中正确的是（）A.此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流继续维持B.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流很快消失C.此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流很快消失D.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流继续维持7．1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言了存在着只有一个磁极的粒子——磁单极子.如图所示，如果有一个磁单极子（单N极）从a点开始运动穿过线圈后从b点飞过.那么（）A.线圈中感应电流的方向是沿PMQ方向B.线圈中感应电流的方向是沿QMP方向C.线圈中感应电流的方向先是沿QMP方向，然后是PMQ方向D.线圈中感应电流的方向先是沿PMQ方向，然后是QMP方向8．如图所示，一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向分别为（）A.逆时针方向,逆时针方向B.逆时针方向,顺时针方向C.顺时针方向,顺时针方向D.顺时针方向,逆时针方向9．如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形线框，当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框ab将（）A.保持静止不动B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向电磁感应(复习四）1、一个200匝、面积200cm2的圆线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T，在此过程中，穿过线圈的磁通量变化量是，磁通量的变化率是，线圈中感应电动势的大小是。
2、一导体棒长为40cm，在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中做切割磁感线运动，速度为5m/s，棒在运动中能产生的最大感应电动势为V。
3、关于某一闭合电路中感应电动势的大小E，下列说法中正确的是（）A、E跟穿过这一闭合电路的磁通量的大小成正比B、E跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化大小成正比C、E跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化快慢成正比D、E跟穿过闭合电路所在处的磁感应强度的大小成正比4、关于电磁感应，下列说法中正确的是（ ）A 、导体相对磁场运动，一定会产生电流B 、导体切割磁感线，一定会产生电流C 、闭合电路切割磁感线就会产生电流D 、穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定会产生感应电动势5、穿过一个单匝线圈的磁通量，始终为每秒钟均匀地增加2Wb ，则（ ）A 、线圈中的感应电动势每秒钟增加2VB 、线圈中的感应电动势每秒钟减少2VC 、线圈中的感应电动势始终为2VD 、线圈中不产生感应电动势6、如图4-4-5所示，在竖直向下的匀强磁场中，将水平放置的金属棒ab 以水平速度v 抛出，且棒与磁场垂直，不计下落过程的空气阻力，则棒在运动过程中产生的感应电动势大小的变化是( )A 、越来越大B 、越来越小C 、保持不变D 、无法判断7、如图4-4-6所示，让线圈abcd 从高为h 处下落后，进入匀强磁场，从cd 边开始进入磁场，到ab边刚进入磁场的这一段时间内，在下列几种表示线圈运动的v-t 图象中，不可能的是（ ）8、有一个1000匝的线圈，在0.4秒内穿过它的磁通量从0.02Wb 增加到0.09Wb ，求线圈中的感应电动势的平均值。
如果线圈的电阻是10Ω，把它跟一个电阻为990Ω的电热器串联组成闭合电路时，通过电热器的电流的平均值多大？9、如图4-4-7所示，正方形单匝线圈处于匀强磁场中，磁感线垂直穿过线圈平面，线圈每边长20cm ，若磁场的磁感应强度在△t1=0.1s 内由0.1T 均匀增加到0.4T ，并在紧接着的△t2=0.25s 的时间内由0.4T 均匀增加到1.6T ，则在△t1的时间内线框中的感应电动势的大小是多少伏？在△t2时间内，感应电动势的大小又是多少伏？在（△t1+△t2）时间内，感应电动势的平均值是多少伏？10、如图4-4-8所示的矩形线圈在匀强磁场中绕OO ˊ轴转动时，线圈中是否有感应电动势？为什么？设线圈的两个边长分别为L1和 L2,转动角速度为ω，磁场的磁感应强度为B 。
试证明：在图示的位置时，线圈中的感应电动势为E=BSω，其中S 为线圈的面积,11、如图4-4-9所示，在匀强磁场（B=0.2T ）中，电阻为0.5Ω的金属杆以速度v=5m/s 匀速向右平移，R=1.5Ω，导轨间距L=0.2m 且光滑并电阻不计，则电阻R 两端的电压是多少伏？12、电磁流量计如图4-4-10所示,用非磁性材料做成的圆管道,外加一匀强磁场.当管道中导电液体流过此区域时,测出管壁上一直径两端a 、b 两点间的电动势为E,就可知道管中液体的流量Q,即单位时间内流过管道横截面的液体体积(m3／s).已知管道直径为D,磁场的磁感应强度为B,试推导Q 的表达式。
电磁感应（复习五）1. 如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（ ）A ．磁场变化时，会在在空间中激发一种电场B ．使电荷定向移动形成电流的力是磁场力C ．使电荷定向移动形成电流的力是电场力D ．以上说法都不对磁场变强2.如图所示，导体AB 在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（ ）A ．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势B ．动生电动势的产生与洛仑兹力有关C ．动生电动势的产生与电场力有关D ．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的 3.如图所示，两根相距为L 的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab 、cd 质量均为m ，电阻均为R ，若要使cd 静止不动，则ab 杆应向_________运动，速度大小为_______，作用于ab 杆上的外力大小为____________4．如图所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将（ ）A ．不变B ．增加C ．减少D ．以上情况都可能5．穿过一个电阻为l Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2 Wb ，则（ ）A ．线圈中的感应电动势一定是每秒减少2 VB ．线圈中的感应电动势一定是2 VC ．线圈中的感应电流一定是每秒减少2 AD ．线圈中的感应电流一定是2 A6．在匀强磁场中，ab 、cd 两根导体棒沿两根导轨分别以速度v1、v2滑动，如图所示，下列情况中，能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是（ ）A ．v1＝v2，方向都向右B ．v1＝v2，方向都向左C ．v1>v2，v1向右，v2向左D ．v1>v2，v1向左，v2向右7．如图所示，面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方问垂直于线圈平面，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R1=6Ω，线圈电阻R2=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Uab8．如图所示，在物理实验中，常用“冲击式电流计”来测定通过某闭合电路的电荷量．探测器线圈和冲击电流计串联后，又能测定磁场的磁感应强度．已知线圈匝数为n ，面积为S ，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R ，把线圈放在被测匀强磁场中，开始时线圈与磁场方向垂直，现将线圈翻转180°，冲击式电流计测出通过线圈的电荷量为q ，由此可知，被测磁场的磁磁感应强度B=__________9．如图所示，A 、B 为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度．两个相同的磁性小球，同时从A 、B 管上端的管口无初速释放，穿过A 管的小球比穿过B 管的小球先落到地面．下面对于两管的描述中可能正确的是（ ）A ．A 管是用塑料制成的，B 管是用铜制成的 B ．A 管是用铝制成的，B 管是用胶木制成的C ．A 管是用胶木制成的，B 管是用塑料制成的D ．A 管是用胶木制成的，B 管是用铝制成的10. 如图4-4-2所示，边长为0.1m 正方形线圈ABCD 在大小为0.5T 的匀强磁场中以AD 边为轴匀速转动。