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1、电磁感应.电磁场和电磁波复习建议延庆五中 黄溪洁一、考纲说明内容 要求 说明1.电磁感应现象.磁通量 1.导体切割磁感线2.法拉第电磁感应定律 时感应电动势的楞次定律 计算,只限于 l 垂直3.导体切割磁感线时的 于 B,v的情况感应电动势,右手定则. 2.在电磁感应现象4.自感现象,日光灯 里不要求判断内电5.电磁场,电磁波.电磁波的 路中各点的电势的周期.频率.波长.波速. 高低 6.无线电波的发射和接收 7.电视和雷达 二、高考情况分析：序号 题目情景 知识点 考查情况 考查要点1 带电容的电路在磁场中做切割磁感线运动，.导体切割磁感线时的感应电动势 .电阻、电感和电容对交流电的作用 （
2、02.17） 感应电动势与速度的关系，电容的通电性能。2 电磁感应实验 .电磁感应现象.楞次定律 05.21 电磁感应实验3 用图象表示线圈中磁感应强度变化 .法拉第电磁感应定律. 最大值与有效值 （05 春21） B 变化引起感应电动势的变化。有效值考察的重点：1、对电磁感应现象以及楞次定律的理解。2、电磁感应与电路、牛顿运动定律、动量、能量的综合运用。三、 知识结构网络4 导体做切割磁感线运动（04 春 25） 导体切割磁感线时的感应电动势.右手定则. （04 春 25）（04.23）（05 春 25）（03 春 30）.闭合电路的欧姆定律 （04 春 25）.欧姆定律 （04.23）（0
3、5 春 25）5导体做切割磁感线运动（04.北京）（05.06。07 上海）（07 天津） （07 四川）牛顿第二定律 （04.23）（05.25）（05 春 25）.电势差.电势. （05 春 25）磁场对通电直导线的作用.安培力 （05 春 25）（05.25）6 导体做切割磁感线运动（航天飞缆）（05 春 25）.圆周运动中的向心力 （05 春 25）.电功和电功率 （05 春 25）.动量守恒定律 （05 春 25）7导体做切割磁感线运动（电磁炮）（05.25） （07 北京）（06。07 上海）.做功与动能改变的关系 （05 春 25）感应电流方向的判定感应电动势大小的计算电磁感应现
4、象产生的条件穿过线圈的磁通量发生变化电路闭合时有感应电流，电路断开时有感应电动势，没有感应电流。切割磁感线：EBLvsin( 为 B、v 之间的夹角磁通量变化：En/tnBS/t= nSB/t右手定则：导体切割感线运动时用此法较为方便楞次定律：穿过电路的磁通量变化用此法较为方便电磁感应现象的规律自感现象日光灯原理：四、知识点的落实：1、电磁感应现象产生的条件，感应电流方向的判定。重点：右手定则，楞次定律的理解。难点：楞次定律的应用。（1）右手定则：能够准确判断出闭合回路的一部分导体切割磁感线时这部分导体中的电流方向。（2）楞次定律：（内容：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化）理解
5、：闭合回路中感应电流(感应电动势) 的方向，总是使它产生的磁场去阻碍引起感应电流(感应电动势)的磁通量的变化。当通过回路的磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；当通过回路的磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。阻碍变化 阻碍原磁通的变化变 形 为 阻碍变化 阻碍（导体间的）相对运动，即“来时拒，去时留”拓 展 为 阻碍变化 阻碍原电流的变化，应用在解释自感现象的有关问题。推 广 为 归纳：楞次定律的含义：感应电流总是阻碍产生感应电流的原因。 阻碍原磁通量的变化（线圈面积或磁感应强度发生变化） 阻碍物体间的相对运动（因相对运动而引起的感应电流） 阻碍原电流的变化（自感现象）应用：
6、楞次定律判断感应电流方向的具体步骤 明确原磁场的方向及磁通量的变化情况； 根据楞次定律中的“阻碍”，确定感应电流产生的磁场方向； 利用安培定则判断出感应电流的方向（3）楞次定律与右手定则的区别与联系：楞次定律是判定感生电动势(感应电流) 方向的普遍定律。楞次定律判定的对象是闭合回路，适用于一切电磁感应现象。右手定则判定的对象是一段直导线，只适用于导线切割磁感线运动的情况。右手定则可看作楞次定律的一种特殊情况。2、感应电动势大小的计算：动生电动势（导体在磁场中运动产生电动势的情况）（1）平动：切割式：E=LvBsin（1、理解 sin 的含义，2，L 为有效切割长度）当导体为折线或曲线时，式 E
7、BL vsin 中 L 理解为导体棒切割磁感线的有效长度。如图 a 中 EaBL v（1+cos） ，图 b 中 EbBR v，图 c 中 EcB2R v. （2）转动直导体绕固定轴转动若导体在磁场中绕着导体上的某一点转动时，导体上各点的线速度不同，不能用LLvB图 a v图 bRBB图 cRv计算，而应根据法拉第电磁感应定律变成“感应电动势大小等于直线导体在单位EBlv时间内切割磁感线的条数”来计算，如图：从图示位置开始计时，经过时间 ，导体位置由 oa 转到 oa1，转过的角度 ，t t则导体扫过的面积 Sll122切割的磁感线条数（即磁通量的变化量）Blt单位时间内切割的磁感线条数为：，
8、单位时间内切割的磁感线条数（即为磁通量的变化率）等tltl122于感应电动势的大小，即： EtBl12（3）感生电动势： （E 是 时间内的平均感应电动势）Nt线圈面积 S 不变，磁感应强度均匀变化： StnBts磁感强度不变，线圈面积均匀变化： n（4）自感：自感电动势阻碍原电流的变化。五、电磁感应中的力电综合。（一）单棒在磁场中运动1 结构网络 a1 O a单棒在磁场中的运动轨道由水平变为倾斜（粗糙）：考查牛顿第二定律、欧姆定律的应用，功率等。单棒在磁场中先变加后匀速单棒在磁场中做匀加速运动单棒在磁场中做平抛运动 将水平轨道去掉，全电路变为部分电路：考查 EBLV 的应用。轨道由水平变为倾
9、斜（光滑）：考查与最大速度有关的物理量vR 题根模型不变，磁场由匀强改为变化：考查电磁感应定律、安培力，运动学公式等单棒在磁场中做变减速运动 模型不变，轨道光滑改为粗糙：考查法拉弟电磁感应定律、动能定理，欧姆定律单棒在磁场中做匀速运动模型改变，轨道改为角形轨道：考查电磁感应定律，欧姆定律，电阻定律模型改变，轨道改为圆形轨道：考查对内外电路的识别，EBLV 的应用单棒在磁场中做匀速转动 模型改变，由水平轨道改为圆形，杆平动改为转动：考查全电路欧姆定律思维程序： 单棒在磁场中的运动问题【题根 1】如图 1 所示，金属杆 ab 以恒定的速度 v 在光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路中总电阻为 R（恒
10、定不变）整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场，下列叙述正确的是A. ab 杆中的电流强度与速率 v 成正比B. 磁场作用下 ab 杆的安培力与速率 v 成正比C. 电阻 R 上产生的电热功率与速率 v 的平方成正比D. 外力对 ab 杆做功的功率与速率 v 成正比解答ab 棒切割磁感应线产生的感应电动势 E=BLv,因此ab 杆上的电流 ，选项 A 对，磁场作用于 ab 棒上的安培力/EIBLR故选项 B 正确，电阻 R 上产生的电热功率 ，故选项2vFBL 2BlvPIRC 正确，外力对 ab 杆做功的功率 ， ，故选项 D 错。2BlvpFv安 2lp变化一 单棒在磁场中做变加速运动然后匀速
11、【变题 1】(2001 年上海高考题 )如图 2 所示，有两根和水平方向成 角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻 R,下端足够长 ,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为 B,一根质量为 m 的金属棒从轨道上由静止滑下 ,经过足够长的时间后,金属棒的速度会趋近一个最大速度 Vm 则A.如果 B 增大，V m 将变大 B.如果 增大，V m 将变大C.如果 R 增大，V m 将变大 D.如果 m 减小，V m 将变大分析变题 1 是在题根的基础上由光滑的水平轨道改为光滑的倾斜轨道，运动过程只不过由原来的一个物理过程匀速直线运动变为两个物理过程，变加速运动然后匀速运动。但都有一个共同特点
12、，等效电源为金属棒，全电路的等效电阻为 R，最后都要用到匀速运动时abvR 图 1图 2B mgFN图 3文 字 情 景 过 程 模 型 过 程 特 征 规 律 方 程 数 学 解 物 理 解 形 成 抽 象 找 出 确 定 确 定 物 理 判 断 合力为零的条件。解答利用右手定则可知，感应电流方向远离读者，利用左手定则可知磁场力沿钭面向上，将导体棒受力的三维图转化为二维图如图 3 所示，开始时棒的速度由 0增大，磁场力 F 也由 0 增大 ，由牛顿第二定律可知，加速度 a 将减小，当 a 减小到 0 时，棒以最大速度 Vm 匀速直线运动，即 mgsin =B2L2Vm/R,Vm=mgRsin
13、/B 2L2,要使 Vm 增大，正确选项为 B、C【变题 2】(2005 年上海高考题 )如图 4 所示，处于匀强磁场中的两根足够长电阻不计的平行金属导轨相距 lm，导轨平面与水平面成 =37角，下端连接阻值为 R 的电阻匀强磁场方向与导轨平面垂直质量为 0.2kg电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为 0.25求：(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻 R 消耗的功率为 8W，求该速度的大小(3)在上问中，若 R2，金属棒中的电流方向由 a 到 b，求磁感应强度的大小与方向(g=10rns 2，sin
14、370.6， cos370.8) 分析变题 2 是在变题 1 的基础上改造而成的。两个题目物理模型基本一样，只不过局部条件略微发生变化，由原来的光滑轨道改为有摩擦，设问也略有不同。物理过程和运动性质均没发生变化，过程一为变加速直线运动，过程二为匀速直线运动。稳定时合力为零，变题 1 只利用合力为零列方程。而变题 2 在变题 1 的基础上在解答过程中多列一个牛顿第二定律的方程。解答 (1)金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律：mgsinmgcosma 由上式解得 a10(O.60.250.8)ms 2=4ms 2(2)设金属棒运动达到稳定时，速度为 v，所受安培力为 F，棒在沿导轨方向受力平衡mgsin 一 mgcos0 一 F0 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻 R 消耗的电功率： P Fv 由以上两式解得 8/10/0.21(.6025.)Pvms(3)设电路中电流为 I，两导轨间金属棒的长为 ，磁场的磁感应强度为 Bl， PI 2RBlIR由以上两式解得 80.41Tvl由右手定则可知磁场方向垂直导轨平面向上。变化二 单棒在磁场中做平抛运动【变题 1】在竖直向下的匀强磁场中，如图 5 所示，将一水平放置的金属棒 ab 以初速度 V0 水平抛出，设整个过程中棒始终保持水平，且不计空气阻力
