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1、【同步教育信息】本周教学内容：电磁感应复习专题知识结构重点知识回顾一.法拉第电磁感应定律1. 引起某一回路磁通量变化的原因(1) 磁感强度的变化(2) 线圈面积的变化(3) 线圈平面的法线方向与磁场方向夹角的变化2. 电磁感应现象中能的转化感应电流做功，消耗了电能。消耗的电能是从其它形式的能转化而来的。 在转化和转移中能的总量是保持不变的。3. 法拉第电磁感应定律：(1) 决定感应电动势大小因素：穿过这个闭合电路中的磁通量的变化快慢(2) 注意区分磁通量中，磁通量的变化量，磁通量的变化率的不同磁通量，一磁通量的变化量，21tt(3) 定律内容：感应电动势大小决定于磁通量的变化率的大小，与穿过这
2、一电路磁通 量的变化率成正比。Wbts(4) 感应电动势大小的计算式：E nt Evn线圈匝数注：(1)若闭合电路是一个 n匝的线圈，线圈中的总电动势可看作是一个线圈感应电 动势的n倍。（2） E是t时间内的平均感应电动势（5）几种题型 线圈面积S不变，磁感应强度均匀变化：nBt 磁感强度不变，线圈面积均匀变化：E B、S均不变，线圈绕过线圈平面内的某一轴转动时，计算式为:nBSosl BScos 2 BScos 1 E n t.导体切割磁感线时产生感应电动势大小的计算式:1.公式：B Tl mE Blvv m /sE V2. 题型：（1 ）若导体变速切割磁感线，公式中的电动势是该时刻的瞬时感
3、应电动势。（2）若导体不是垂直切割磁感线运动，v与B有一夹角，如图：Blv1 Blv sin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 E Blv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 时间内切割磁感线的条数”来计算，如图：(3)XX-X-XXXX-0 XXXX-XX经过时间t,导体位置由 3oa转到oai，转过的角度从图示位置开始计时，1 21 2则导体扫过的面积S-l2-I222切割的磁感线条数（即磁通量的变化量）1 2B S -Bl t2-Bl22 t 感线条数（即为磁通量的变化率）等于感应电动势的大小：单位时间内切割的磁感线条
4、数为:丄Bl2 ，单位时间内切割的磁21即：E Bl计算时各量单位：l mrad / s三.楞次定律应用题型1. 阻碍变化2. 阻碍变化3. 阻碍变化变形为拓展为推广为阻碍原磁通的变化阻碍（导体间的）相对运动，即“来时拒，去时留” 阻碍原电流的变化，应用在解释自感现象的有关问题。四综合应用题型1. 电磁感应现象中的动态过程分析2. 用功能观点分析电磁感应现象中的有关问题【典型例题】例1.金属棒a在离地h高处从静止开始沿光滑弧形金属轨道下滑，导轨的水平部分有竖直向上的匀强磁场 B，水平部分原来放有一金属杆 bo如图1所示，已知ma: mb 3: 4， 导轨足够长，不计摩擦，求：（1）a和b的最大
5、速度分别为多大？（2）整个过程释放出来的最大热能是多少？（设 ma已知）解析：金属棒自弧形轨道由静止下滑到水平轨道的过程中，机械能守恒。它刚进轨道 时的速度可由机械能守恒定律求出，a棒进入磁场后，由于切割磁感线产生感应电动势从而使回路中有感应电流，由右手定则可以判定出a棒中的感应电流方向，a棒、b棒中的感应电流又要受到磁场对它们的安培力作用，由左手定则可知，a棒受到的安培力方向与运动方向相反而减速向前运动（非匀减），b棒受安培力作用而从静止开始沿着a棒运动的方向加速运动（非匀加），b棒的运动又要产生与 a棒中感应电动势方向相反的反电动势，使整个 回路中的总感应电动势减小，感应电流减小，当两棒速
6、度相等时，回路中的感应电流为零， 此后两棒以共同速度向前匀速运动，且两棒向前运动过程中的总动量守恒。（1）由机械能守恒定律知：a棒刚进入水平轨道时的速度最大，且为：magh 1 maV12V1. 2gh2当两棒相互作用时，由动量守恒定律知：maV1ma mb V2A. I2顺时针方向,B. I2顺时针方向,C. I2逆时针方向,D. I2逆时针方向,rOa3 V2 Vi2gh （即为b棒的最大速度）Oa mb7（2）系统在整个过程中产生的最大热能等于系统机械能的最大减小量，至两棒速度相 同以后，系统的机械能不再减少。由能的转化和守恒定律知：1 24Q E magh - ma mib V? -m
7、agh2 7说明：用“功能观点”分析时，要注意分清整个过程中有多少种形式的能在相互转化。例2.如图2所示为两个同心闭合线圈的俯视图，若内线圈通有图示方向的电流li,则当I1增大时，外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F方向分别是：（）F沿半径指向圆心F沿半径背离圆心向外;F沿半径指向圆心；F沿半径背离圆心向外解析：当小线圈中通有如图所示的电流Ii时，大线圈内含有小线圈中的内磁场和外磁场，且合磁场方向如图 3所示，当小线圈中电流增强时，大线圈内的合磁通会增大，由推 广1可知，大线圈中的磁通要阻碍它的增加。当大线圈面积变大时，它包含的小线圈的外 磁通会变大，从而可以抵消小线圈内部的磁通，
8、故可以阻碍大线圈内磁通量的增加，故大 线圈面积要变大，要想大线圈面积增大，受到的安培力F应背离圆心向外，而大线圈处在小线圈的外磁场中，其方向垂直纸面向外，如图 的感应电流方向沿逆时针方向。故答案选D。4所示，于是由左手定律可知，大线圈中合磁场方向图4例3.如图5所示，水平放置的平行金属导轨处于方向与水平面成53角的匀强磁场中，质量M O5kg的金属杆ab在重物A的牵引下，沿轨道以速度 4m/s匀速水平滑动，已 知轨道间距为d 05m，其电阻r 01 ，电阻R 03 ，匀强磁场磁感强度 B 0.1T， 导轨与金属杆之间的摩擦因数0.2，导轨电阻忽略。求：（1）重物A的质量；（2）电阻R上10S内
9、产生的热量是多少？解析：杆右移切割磁感线产生感应电动势，闭合电路中会有感应电流。产生的感应电 流流经ab时，会使导体棒受到向左偏下的安培力F，如图6所示，同时，棒还受绳的拉力T,重力mg,摩擦力f和支持力N。由于棒匀速右移，故上述各力的合力为零。(1) 金属棒匀速水平滑动产生的感应电动势：BdV sin5310 05 4 08V1.6V16A 4AR r棒受的安培力：0.3 01F BId 10 4 05N 2NN mg F cos53由于棒匀速运动，故：mg Fsin53 NmgF sin53疋：kg2 0.80.25 20.6100.284 kg(2)电阻Q I 2RtR上10 s产生的热
10、量420.3图6【模拟试题】一.选择题：1.如图1所示，两个相同导线制成的开口圆环，大环半径为小环半径的2倍，现用电阻不计的导线将两环连接在一起，若将大环放入一均匀变化的磁场中，小环处在磁场外，a、b两点间电压为 U1,若将小环放入这个磁场中， 大环在磁场外，a、b两点间电压为 U2,则:( )U1U1U1U11A. 1 B. 1 2 C. 1 4 D. 1 -U2U2U2U2 4图12.用均匀导线做成的正方形线框每边长为 匀强磁场中，如图 2所示，当磁场以每秒0.2m，正方形的一半放在和纸面垂直且向里的10T的变化率增强时，线框中点a、b两点的电势差是：（）A. Uab0.1VB. Uab0
11、.2VD. Uab 0.2V图23. 将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处，不发生变化的物理量是：（）A. 磁通量的变化率B. 感应电流强度C. 磁通量的变化量D. 消耗的机械功E. 流过导体横截面的电量4. 在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个金属环 M和N，两环套在一个通电密绕长螺线管的中部，如图3所示，螺线管中部区域的管外磁场可以忽略，当变阻器的滑动接头向左移动时，两环将怎样运动？（）图3A. 两环一起向左移动B. 两环一起向右移动C. 两环互相靠近D. 两环互相离开5. 图4中A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通有如图（a）所示的交流电i，则（）A. 在t
12、i到t2时间内A、B两线圈相吸B. 在t2到t3时间内A、B两线圈相斥C. ti时刻两线圈间作用力为零D. t2时刻两线圈间吸力最大(a)(b)5如图5所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用0.3s时间拉出，外力所做的功为Wi,通过导线截面的电量为qi ;第二次用0.9s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电量为q2,则（ ）A. wW2，q1 q2C. WW2， q1q2B. wD. WW，q1W，q1q2q2XXX XBXX XXkX 057. 一磁棒自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动，并穿过线圈向远处而去，如图6所示，则下列图7四图中，较正确
13、反映线圈中电流i与时间t关系的是（线圈中电流以图 6示箭头图丁8.用同样的材料，不同粗细导线绕成两个质量、面积均相同的正方形线圈I和II，使它们从离有理想界面的匀强磁场高度为h的地方同时自由下落，如图 8所示，线圈平面与磁感线垂直，空气阻力不计，则（）线圈发热量相同 细线圈发热量大 粗线圈发热量大 细线圈发热量大A.B.C.D.两线圈同时落地, 细线圈先落到地, 粗线圈先落到地, 两线圈同时落地,为正方向）：（）9如图9所示，多匝电感线圈L的电阻和电池内阻都忽略不计，两个电阻的阻值都是 R,电键S原来打开，电流I。/2R，今合上电键将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，这电动势（）A.有阻碍
14、电流的作用，最后电流由I。减少到零B. 有阻碍电流的作用，最后电流总小于IoC. 有阻碍电流增大的作用，因而电流Io保持不变D.有阻碍电流增大的作用,2Io但电流最后还是增大到P从A端迅10如图10所示的电路，L是自感系数较大的线圈，在滑动变阻器的滑动片 速滑向B端的过程中，经过 AB中点C时通过线圈的电流为 li； P从B端迅速滑向A端的过程中，经过 C点时通过线圈的电流为丨2； P固定在C点不动，达到稳定时通过线圈的电流为Io，则（ ）A. I 1 I 2 I 0B. 11I 0 I 2C. 1 1I 2rrrcvLArTCJ PR1I 0D. I 1 I 0 I 211. 下列是一些说法:（1）在闭合金属线圈上方有一个下端为N极的条形磁铁自由下落，直至穿过线圈的过程中，磁铁减少的机械能等于线圈
