电磁感应分类讲解
电磁感应知识点
电磁感应知识点
电磁感应是指一个含有电流的导体可以影响另一个不含电流的导体，后者会产生电学
力矩，从而产生电磁制动或推动等作用。
电磁感应由两个基本物理现象组成，即磁场和电场，它们可以互相影响。
磁场是一种
由电流产生的磁力，电场是一种由电荷产生的力，由于它们之间的交互作用，可以在不用
电荷或电流直接接触的情况下影响某一物体的运动。
磁场的特点是向着有磁通的导体的方向流动，这种现象被称为磁电流。
电场的特点是
向着具有电荷的物体流动，这种现象被称为电磁诱导。
在时变磁场和电场中，它们互相影响。
电磁感应是被广泛应用于实际工程中的物理原理。
比如简单的电磁铁，可以由一根导
线绕成线圈，给线圈加上一个时变电流，就可以模拟磁感电磁力；或者可以做一个电磁吸盘，通过将一个带电磁管与磁铁有序排列，同时接地，就可以形成一个吸盘，运用它的磁
吸力做一些简单的实验。
有许多实际应用电磁感应原理的大型装置，常见的有感应主动电机、发电机、变压器、各种电磁开关和电子称等。
感应主动电机利用时变磁场产生电动势，从而使激励线圈转动。
发电机与感应主动电机相反，原理都是利用磁场的时变，将机械能转换成电能。
变压器利
用电磁感应原理，将低压转变为高压，从而完成高压输送。
各种电磁开关利用磁场和电场
相互作用，可以实现电压自动调节，实现电子技术与机械技术的融合。
电子称也是利用电
磁感应原理，将物体的重量转换成电能，从而完成测量重量的任务。
之所以电磁感应可以被广泛使用，是因为它具有多种优势，比如结构简单，容易控制，操作简单，在大小、功耗和效率上都以几乎毫秒级的速度达到了极高的稳定性等。
大学物理知识点(磁学与电磁感应)
y
Idl B
B
dF
dF
I
Idl
x L 任意闭合平面载流导线在均匀磁场中所受的力为零 。 F3 P 注：载流线圈在均匀磁 F2 M 场中所受力矩不一定为 零 B I O F 1 M Npm B en N F4
在均匀磁场中
F BIL
o
P
＊＊应用介质中安培环路定理解题方法＊＊
I 0 Bo
2R
2 IR 0 pm B 0 3 3
2x
2πx
注意：在一定的x处，磁场强弱随载流环的半径变 化，故可用求极值的方法讨论轴线某一定点处磁 场随载流环半径变化的趋势。
无限长柱面电流的磁场
无限长柱体电流的磁场
L1
r
R
I
L2
r
B
0 I
2π R
o R
r
二、磁场的基本性质
1、 感生电动势
S定
B dS i s t
方向由楞次定律判断
o
B变
2、 感生电场
B Ei dl s t dS
感生电场是涡旋场，其电场线与磁感 应强度增大的方向成左手螺旋关系。
3、 感生电场与感生电动势的计算 感生电场 ： 当变化的磁场的分布具有特殊对称性时： 1 dB Ei r (r R) 2 dt
五、磁场的能量
1、通电线圈的自感磁能 2、磁场的磁能
1 2 Wm LI 2
目前范畴内：
1 1 2 1 2 w m H B BH 2 2 2
W m V w m dV
电磁学基本物理图象
运动
电荷
激 发
电流
激 发
电磁感应中“单杆、双杆、线圈”问题归类例析
电磁感应中“单杆、双杆、线圈”问题归类例析余姚八中陈新生导体杆在磁场中运动切割磁感线产生电磁感应现象，是历年高考的一个热点问题。
因此在高三复习阶段有必要对此类问题进行归类总结，使学生更好的掌握、理解它的内涵。
通过研究各种题目，可以分类为“单杆、双杆、线圈”三类电磁感应的问题，最后要探讨的问题不外乎以下几种：1、运动状态分析：稳定运动状态的性质（可能为静止、匀速运动、匀加速运动）、求出稳定状态下的速度或加速度、感应电流或安培力。
2、运动过程分析：分析运动过程中发生的位移或相对位移，运动时间、某状态的速度等3、能量转化分析：分析运动过程中各力做功和能量转化的问题：如产生的电热、摩擦力做功等4、求通过回路的电量解题的方法、思路通常是首先进行受力分析和运动过程分析。
然后运用动量守恒或动量定理以及能量守恒建立方程。
按照不同的情景模型，现举例分析。
一、“单杆”切割磁感线型1、杆与电阻连接组成回路例1、如图所示，MN、PQ是间距为L的平行金属导轨，置于磁感强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻．一根与导轨接触良好、阻值为R／2的金属导线ab垂直导轨放置（1）若在外力作用下以速度v向右匀速滑动，试求ab两点间的电势差。
（2）若无外力作用，以初速度v向右滑动，试求运动过程中产生的热量、通过ab电量以及ab发生的位移x。
例2、如右图所示，一平面框架与水平面成37°角，宽L=0.4 m，上、下两端各有一个电阻R0＝1 Ω，框架的其他部分电阻不计，框架足够长.垂直于框平面的方向存在向上的匀强磁场，磁感应强度B＝2T.ab为金属杆，其长度为L＝0.4 m，质量m＝0.8 kg，电阻r＝0.5Ω，棒与框架的动摩擦因数μ＝0.5.由静止开始下滑，直到速度达到最大的过程中，上端电阻R0产生的热量Q0＝0.375J(已知sin37°＝0.6，cos37°=0.8；g取10m／s2)求：(1)杆ab的最大速度；(2)从开始到速度最大的过程中ab杆沿斜面下滑的距离；在该过程中通过ab的电荷量.2、杆与电容器连接组成回路例3、如图所示, 竖直放置的光滑平行金属导轨, 相距l , 导轨一端接有一个电容器, 电容为C, 匀强磁场垂直纸面向里, 磁感应强度为B, 质量为m的金属棒ab可紧贴导轨自由滑动.现让ab由静止下滑, 不考虑空气阻力, 也不考虑任何部分的电阻和自感作用. 问金属棒的做什么运动？棒落地时的速度为多大？例4、光滑U型金属框架宽为L，足够长，其上放一质量为m的金属棒ab，左端连接有一电容为C的电容器，现给棒一个初a速v0，使棒始终垂直框架并沿框架运动，如图所示。
04第四章磁与电磁感应要点
4.1磁感应强度和磁通一、教学目标1、了解磁场、磁感线的概念。
2、了解载流体与线圈产生的磁场。
3、了解磁感应强度、磁通的概念。
二、教学重点、难点分析重点：磁感应强度是描述磁场性质的物理量，建立磁感强度的基本概念。
难点：建立磁感强度的基本概念。
三、教具条形磁铁；蹄形磁铁；针形磁铁；通电直导线；通电线圈；通电螺线管。
电化教学设备。
四、教学方法讲授法，演示法，多媒体课件。
五、教学过程I.导入复习电场，为用类比法建立磁感应强度概念作准备。
提问：电场的基本特性是什么？（对其中的电荷有电场力的作用。
）空间有点电场Q建立的电场，如在其中的A点放一个检验电荷qi,受电场力Fi,如改放电荷q2,受电场力F2,则旦与旦有何关系，说明什么？（比值q i q2为包量，反映场的性质，叫电场强度。
）II.新课一、磁体与磁感线（复习巩固旧知识，扩充学习新知识）提问一：同学们在初中的学习中都了解到了哪些关丁磁体、磁场的知识啊？答：略。
归纳明确基本概念：某些物体具有吸引铁、锐、钻等物质的性质叫磁性。
具有磁性的物体叫磁体。
常见的磁体有条形磁铁、马蹄形磁铁和针形磁铁。
磁铁两端的磁性最强，磁性最强的地方叫磁极。
分别是南极，用 S 表示；北 极，用N 表示。
1、 磁场提问二：两个磁体相互接近时，它们之间的作用遵循什么规律？ 答：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。
观察：同名磁极，异名磁极的相互作用.进一步加深感性认识. 提问三：磁体之间的相互作用是怎样发生的？ 答：磁体之间的相互作用是同过磁场发生的。
提问四：只有磁铁可以产生磁场吗？ 答：电流也可以产生磁场。
明确概念：磁极之间的作用力是通过磁极周围的磁场传递的。
在磁力作用的 空间，有一种特殊的物质叫 磁场。
学生讨论：电荷之间的相互作用是通过电场；磁体之间的相互作用是通过磁 场。
电场和磁场一样都是一种物质。
2、 磁感线设问：电场分布可以用电力线来描述，那么磁场如何描述呢？ 观察：如图1条形磁铁周围小磁针静止时 N 极所指的方向是不同的.说明：磁场中各点有不同的磁场方向. 设问：磁场中各点的磁场方向如何判定呢？ 将一个小磁针放在磁场中某一点，小磁针静止 时，北极N 所指的方向，就是该点的磁场方向.设问：如何形象地描写磁场中各点的磁场方 向？正像电场中可以利用电力线来形象地描写各点的电场方向一样，在磁场中可以利用磁感线来形象地描写各点的磁场方向磁感线：是在磁场中画出一些有方向的曲线，在这些曲线上，每点的曲线方向，亦即 该点的切线方向都有跟该点的磁场方向相同.@ ® ®® ____ _® ■■ZZZJ® @ ®图1磁感线的特性：(1) 磁场的强弱可用磁感线的疏密表 示，磁感线密的地方磁场强；疏的 地方磁场弱。
电磁感应原理教学内容
v
NS
两种不同机制：
1. 与磁铁相对静止的观察者看到线圈向磁铁运动并 套住磁铁，认为线圈在稳恒磁场中运动使线圈中 产生------动生电动势
2. 与线圈相对静止的观察者看到磁铁向线圈运动并 插入线圈，认为是变化的磁场使静止的线圈中产 生------感生电动势
+P +
+
+
+
fLe(vB)
+
f
'+
L
++
+ +
+++
+ - + + + +u+
++ ++v++
与电f子L '运 动同 向e，(u 对电 子B 做)正功
F+
+
f
+
L
O+
+ V+ +
与电子运动反向，对电子做负功
FfLfL'
+B+ +P + + + +
+f
'+
L
++
+ +
+++
+ - + + + +u+
把从B经导线到达A的 电子重新送回B，就可以维 持A、B间电势差不变。
完成这一过程不能依靠 静电力，必须有一种提供非 静电力的装置，即电源。
电磁感应中导轨问题的分类及应用
电磁感应中导轨问题的分类及应用一、单动式导轨的基本特点和规律如图所示，间距为l的平行导轨与电阻R相连，整个装置处在大小为B、垂直导轨平面向上的匀强磁场中。
质量为m、电阻为r的导体从静止开始沿导轨滑下，已知导体与导轨的动摩擦因数为μ。
1.电路特点导体为发电边，与电源等效。
当导体速度为v时，其电动势为E=Blv。
2.安培力特点安培力为运动阻力，并随速度按正比规律增大F B=Blv=B2l2v/(R+r)∝v3.加速度特点加速度随速度增大而减小，导体做加速度减小的加速运动ma=mgsinθ-μmgcosθ-B2l2v/(R+r)4.两个极值的规律当v=0时，F B =0，加速度最大为a=gsinθ-μgcosθ当a=0时，F合=0，速度最大。
根据平衡条件有mgsinθ=-μmgcosθ+B2l2v/(R+r)所以最大速度为v m=mg(sinθ-μcosθ)(R+r)/(B2l2)5.匀速运动时能量转化规律当导体以最大速度匀速运动时，重力的机械功率等于安培力功率（即电功率）和摩擦力功率之和，并均达到最大值。
P G=P F+Pμ P G=mgv m sinθ Pμ=μmgv m cosθP F=F m v m=I m E m=E m2/(R+r)=I m2(R+r)当μ=0时，重力的机械功率就等于安培力功率，也等于电功率，这就是发电导轨在匀速运动过程中最基本的能量转化和守恒定律mgv m sinθ= F m v m=I m E m=E m2/(R+r)=I m2(R+r)二、双动式导轨的基本问题和规律如图所示，间距为l的光滑平行导轨水平放置，处在大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，质量均为m、电阻均为r的两根导体分别在平行于导轨方向的两个大小相等、方向相反的水平拉力F作用下，以速度v向左右两侧反向匀速运动。
1.电路特点两导体反方向（相向或背向）运动，均为发电边，与两个同样的电源串联等效。
2.回路中电动势和电流的计算根据欧姆定律，电动势和电流分别为E合=2E=2BlvI= E合/R=2Blv/(2r)=Blv/r3.拉力和安培力的特点和计算拉力为动力，安培力为阻力；在匀速运动的条件下，两者为平衡力。
教科版九年级物理上册教案8.1电磁感应现象
教案：教科版九年级物理上册 8.1 电磁感应现象一、教学内容：本节课的教学内容来自于教科版九年级物理上册的第八章第一节，主要讲述了电磁感应现象。
具体内容包括：1. 电磁感应的定义：指导体在磁场中运动时，会在导体中产生电流的现象。
2. 电磁感应的原理：根据法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电动势。
3. 电磁感应的分类：根据导体相对于磁场运动的方向，可以将电磁感应分为两种：内感应和外感应。
4. 电磁感应的应用：电磁感应现象在实际生活中的应用，如发电机、动圈式话筒等。
二、教学目标：1. 让学生理解电磁感应的定义和原理，知道电磁感应的分类。
2. 通过观察实验和分析实验现象，使学生掌握电磁感应现象的基本规律。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点：重点：电磁感应的原理和分类。
难点：电磁感应现象的实验观察和分析。
四、教具与学具准备：教具：发电机模型、动圈式话筒、实验用导线、开关、磁铁等。
学具：实验记录本、笔。
五、教学过程：1. 实践情景引入：展示发电机模型和动圈式话筒，让学生观察并思考它们的工作原理。
2. 知识讲解：讲解电磁感应的定义、原理和分类。
3. 实验演示：进行电磁感应实验，让学生观察实验现象。
4. 分析讨论：引导学生分析实验现象，理解电磁感应的原理。
5. 随堂练习：让学生运用所学知识解决实际问题，如设计一个简单的发电机模型。
6. 知识拓展：介绍电磁感应现象在现代科技领域的应用。
六、板书设计：电磁感应现象1. 定义：导体在磁场中运动时，会在导体中产生电流的现象。
2. 原理：根据法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电动势。
3. 分类：内感应和外感应。
4. 应用：发电机、动圈式话筒等。
七、作业设计：1. 描述电磁感应现象的实验过程，并画出实验电路图。
2. 根据实验现象，分析电磁感应的原理。
3. 设计一个简单的发电机模型，并说明其工作原理。
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．。
专题05 电磁感应与电磁波初步 (重难点知识集锦)
专题05 电磁感应与电磁波初步第1节磁场磁感线1、磁场概念的形成、电流的磁效应及电流周围的磁场分布。
（重点）2、磁场的物质性和基本性质（难点）1.电和磁的联系磁可以产生电，电也可以产生磁。
2.磁场①基本性质：磁体间、磁体与电流、电流与电流间都可以通过磁场产生力的作用②客观存在：磁场是客观存在的，看不见摸不着的。
3.磁感线磁感线是在磁场中画出的具有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都与该点的磁场方向一致。
4.安培定则用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。
第2节 磁感应强度 磁通量1、磁感应强度的定义。
（重点）2、磁通量的概念及计算。
（重点）3、磁感应强度的计算。
（难点）4、磁通量的计算。
（难点）（一）磁感应强度1.方向：物理学中规定，小磁针静止时，N 极所指的方向为该点的磁感应强度方向，简称磁场的方向。
2.大小（1）公式：B F IL =（2）意义：表示磁场强弱和方向的物理量 （3）单位：特斯拉，简称特，符号T ，即m A NT ⋅=11 （二）匀强磁场：磁感应强度处处相等的磁场（三）磁通量1.定义：设在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S ，我们把B 与S 的乘积叫作穿过这个面积的磁通量2.公式：Φ=BS3.单位：韦伯，简称韦，符号Wb 。
211m T Wb ⋅=4.意义：磁通量表示穿过此平面的磁感线条数。
第3节 电磁感应现象及应用1.知道什么是电磁感应现象（重点）2.了解产生感应电流的条件（重点）3.电磁感应现象的产生及其条件（难点）4.电磁感应现象中的能量转化特点（难点）（一）电磁感应的发现1.发现人：法拉第。
2.定义：闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应现象。
3.感应电流：电磁感应产生的电流为感应电流。
（二）产生感应电流的条件1.条件：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。
电磁感应中杠切割磁感线问题分类解析
电磁感应中杠切割磁感线问题分类解析电磁感应问题是电磁学中较难的一部分，如何突破，如何分析，是文章的重点。
本文从切割入手，分别介绍了单杠与双杠切割问题，比较系统的解决了电磁与力学问题的综合问题。
标签：切割，电磁感应，磁感线电磁感应中切割磁感线问题是一种常见而又非常典型的题型，笔者结合多年教学经验，对其中三种常见题型进行了归纳。
一、單杠切割磁感线电磁感应中，“导体棒”切割磁感线问题是高考常见命题，解此类型问题的一般思路是：先解决电学问题，再解决力学问题，即先由法拉第电磁感应定律求感应电动势，然后根据欧姆定律求感应电流，求出安培力，再往后就是按力学问题的处理方法，如进行受力情况分析、运动情况分析及功能关系分析等。
导体棒切割磁感线的运动一般有以下几种情况：匀速运动、在恒力作用下的运动、恒功率运动等，现分别举例分析。
1、导体棒匀速运动。
导体棒匀速切割磁感线处于平衡状态，安培力和外力等大、反向，给出速度可以求外力的大小，或者给出外力求出速度，也可以求出功、功率、电流强度等，外力的功率和电功率相等。
例1.如图所示，在一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为h=0.1m的平行金属导轨MN和PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R=0.3п的电阻。
导轨上跨放着一根长为L=0.2m，每米长电阻r=2.Oп/m 的金属棒ab，金属棒与导轨正交放置，交点为c、d，当金属棒在水平拉力作用下以速度v=4.Om/s向左做匀速运动时，试求：（1）电阻R中的电流强度大小和方向;（2）使金属棒做匀速运动的拉力;（3）金属棒ab两端点间的电势差;（4）回路中的发热功率。
解析：金属棒向左匀速运动时，等效电路如图所示。
在闭合回路中，金属棒cd部分相当于电源，内阻，电动势。
（1）根据欧姆定律，R中的电流强度为方向从N经R到Q。
（2）使金属棒匀速运动的外力与安培力是一对平衡力，方向向左，大小为。
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导体棒切割磁感线问题分类解析
电磁感应中，“导体棒”切割磁感线问题是高考常见命题。解此类型问题的一般思路是：先解决电学
问题，再解决力学问题，即先由法拉第电磁感应定律求感应电动势，然后根据欧姆定律求感应电流，求出
安培力，再往后就是按力学问题的处理方法，如进行受力情况分析、运动情况分析及功能关系分析等。
导体棒切割磁感线的运动一般有以下几种情况：匀速运动、在恒力作用下的运动、恒功率运动等，现
分别举例分析。
一、导体棒匀速运动
导体棒匀速切割磁感线处于平衡状态，安培力和外力等大、反向，给出速度可以求外力的大小，或者
给出外力求出速度，也可以求出功、功率、电流强度等，外力的功率和电功率相等。
例1. 如图1所示，在一磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为h
＝0.1m的平行金属导轨MN和PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R＝0.3Ω
的电阻。导轨上跨放着一根长为L＝0.2m，每米长电阻r＝2.0Ω/m的金属棒ab，金属棒与导轨正交放置，
交点为c、d，当金属棒在水平拉力作用于以速度v＝4.0m/s向左做匀速运动时，试求：
图1
（1）电阻R中的电流强度大小和方向；
（2）使金属棒做匀速运动的拉力；
（3）金属棒ab两端点间的电势差；
（4）回路中的发热功率。
解析：金属棒向左匀速运动时，等效电路如图2所示。在闭合回路中，金属棒cd部分相当于电源，
内阻rcd＝hr，电动势Ecd＝Bhv。
图2
（1）根据欧姆定律，R中的电流强度为IERrBhvRhrcdcd0.4A，方向从N经R到Q。
（2）使金属棒匀速运动的外力与安培力是一对平衡力，方向向左，大小为F＝F安＝BIh＝0.02N。
（3）金属棒ab两端的电势差等于Uac、Ucd与Udb三者之和，由于Ucd＝Ecd－Ircd，所以Uab＝Eab－Ircd＝
BLv－Ircd＝0.32V。
（4）回路中的热功率P热＝I2（R＋hr）＝0.08W。
点评：①不要把ab两端的电势差与ab棒产生的感应电动势这两个概念混为一谈。
②金属棒匀速运动时，拉力和安培力平衡，拉力做正功，安培力做负功，能量守恒，外力的机械功率
和回路中的热功率相等，即PFvWW热×0024008..。
二、导体棒在恒力作用下由静止开始运动
导体棒在恒定外力的作用下由静止开始运动，速度增大，感应电动势不断增大，安培力、加速度均与
速度有关，当安培力等于恒力时加速度等于零，导体棒最终匀速运动。整个过程加速度是变量，不能应用
运动学公式。
例2. 如图3所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为
L。M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，整
套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab
杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。
图3
（1）由b向a方向看到的装置如图4所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；
图4
（2）在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小；
（3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。
解析：（1）重力mg，竖直向下，支持力N，垂直斜面向上，安培力F，沿斜面向上，如图5所示。
图5
（2）当ab杆速度为v时，感应电动势E＝BLv，此时电路中电流IERBLvR。
ab杆受到安培力F＝BIL＝BLvR22。
根据牛顿运动定律，有mgsinθ－F＝ma，即mgsinθ－BLvRma22。
所以a＝gsinθ－BLvmR22。
（3）当a＝0，即BLvR22＝mgsinθ时，ab杆达到最大速度vm。
所以vmgRBLmsin22。
点评：①分析ab杆受到的合外力，可以分析加速度的变化，加速度随速度的变化而变化，当加速度
等于零时，金属ab杆做匀速运动，速度达到最大值。
②当杆匀速运动时，金属杆的重力势能全部转化为回路中的电能，在求最大速度vm时，也可以用能量
转换法PPG电，即mgvBLvRmmsin()2解得：vmgRBLmsin22。
三、导体棒在恒定功率下由静止开始运动
因为功率P＝Fv，P恒定，那么外力F就随v而变化。要注意分析外力、安培力和加速度的变化，当
加速度为零时，速度达到最大值，安培力与外力平衡。
例3. 如图6所示，水平平行放置的导轨上连有电阻R，并处于垂直轨道平面的匀强磁场中。今从静止
起用力拉金属棒ab（ab与导轨垂直），若拉力恒定，经时间t1后ab的速度为v，加速度为a1，最终速度
可达2v；若拉力的功率恒定，经时间t2后ab的速度也为v，加速度为a2，最终速度可达2v。求a1和a
2
满足的关系。
图6
解析：①在恒力F作用下由静止开始运动，当金属棒的速度为v时金属棒产生感应电动势E＝BLv，回
路中的电流IERr，所以金属棒受的安培力fBILBLvRr22。
由牛顿第二定律得FfmaFBLvRrma1221，即
当金属棒达到最终速度为2v时，匀速运动，则FffBLvRr安安，而222。
所以恒为FBLvRr222
由以上几式可求出aBLvmRr122()
②设外力的恒定功率为P，在t2时刻速度为v，加速度为a2，由牛顿第二定律得
FfmaFPvfBILBLvRr222，而，。
最终速度为2v时为匀速运动，则有FfPvBLvRr安，即2222
所以恒定功率PBLvRr4222。由以上几式可求出aBLvmRr2223()。
点评：①由最大速度可以求出所加的恒力F，由最大速度也可求出恒定的功率P。②本题是典型的运
用力学观点分析解答的电磁感应问题。注重进行力的分析、运动状态分析以及能的转化分析等。涉及的知
识点多，综合性强，适当训练将有利于培养综合分析问题的能力。在求功率时，也可以根据能量守恒：速
度为2v时匀速运动，外力的功率等于电功率，PERrBLvRrBLvRr2222224()。