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1、个性化教学案XueDa Personalized Education Development Center高中物理选修3-2电磁感应复习一、电磁感应现象及其发生条件1、电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流2电磁感应的条件（1）产生感应电流的条件为：电路为闭合电路；回路中磁通量发生变化。（2）感应电动势产生的条件：穿过电路的磁通量发生变化。这里不要求闭合.无论电路闭合与否，只要磁通量变化了，就会有感应电动势产生。例1现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图连接下列说法中正确的是()A电键闭合后，线
2、圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C电键闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度D电键闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转例2.如图2所示，矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合(互相绝缘)现使线框绕不同的轴转动，能使框中产生感应电流的是 A 绕ad边为轴转动 B绕oo为轴转动 C绕bc边为轴转动 D绕ab边为轴转动例3.如图6所示，一有限范围的匀强磁场宽度为d，若将一个边长为l的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域，已知dl，则导线框中无感应电流的时间等于 例4.条形磁铁竖
3、直放置，闭合圆环水平放置，条形磁铁中心线穿过圆环中心，如图7所示。若圆环为弹性环，其形状由扩大为，那么圆环内磁通量变化情况是 A磁通量增大 B磁通量减小 C磁通量不变 D条件不足，无法确定二、楞次定律（来句去留、增反减同、增缩减扩）1楞次定律：感应电流具有这样的方向，就是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应用楞次定律判断感应电流方向的四个步骤。（1）明确原磁场的方向；（2）明确穿过回路的磁通量是增加还是减少；（3）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向；（4）利用安培定则，判断感应电流的方向。3右手定则：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线从掌心进入，
4、拇指指向导体切割磁感线的运动方向，其余四指指的就是感应电流的方向例1如图6所示，光滑导轨MN水平放置，两根导体棒平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从上方下落(未达导轨平面)的过程中，导体P、Q的运动情况是： A P、Q互相靠拢 BP、Q互相远离 CP、Q均静止 D因磁铁下落的极性未知，无法判断例2.如图7所示，一个水平放置的矩形线圈abcd，在细长水平磁铁的S极附近竖直下落，由位置经位置到位置。位置与磁铁同一平面，位置和都很靠近，则在下落过程中，线圈中的感应电流的方向为 AAbcda BAdcba C从abcda到adcba D从adcba到abcda例3.如图24所示，导线圈A水
5、平放置，条形磁铁在其正上方，N极向下且向下移近导线圈的过程中，导线圈A中的感应电流方向是_，导线圈A所受磁场力的方向是_。若将条形磁铁S极向下，且向上远离导线框移动时，导线框内感应电流方向是_，导线框所受磁场力的方向是_。例4.如图8所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有 A闭合电键K B闭合电键K后，把R的滑动方向右移C闭合电键K后，把P中的铁心从左边抽出 D闭合电键K后，把Q靠近P三、法拉第电磁感应定律1应用法拉第电磁感应定律时应注意：（1）公式计算的是在时间内的平均电动势。（2）公式中涉及到磁通量的变化量的计算，对于的计算，有三种情况：回路与磁场垂直的面积S不变，磁感应强度发
6、生变化，则，此时，此式中的叫磁感应强度的变化率，若是恒定的，即磁场是均匀变化的，那么产生的感应电动势就是恒定电动势。磁感应强度B不变，回路在垂直磁场方向的射影的面积S发生变化，则。线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属于这种情况。磁感应强度B和回路在垂直磁场方向的面积S均发生变化，则例1一个矩形线圈长Ll0.2 m，宽L20.1 m，共100匝，匀强磁场垂直线圈平面向里，磁感强度B随时间t变化的规律是B0.4t+0.2，式中t的单位是秒，B的单位是特。当t2 s时，穿过矩形线圈的磁通量中_Wb，线圈中感应电动势_V。例2穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图像分别如图甲、乙、丙、丁所
7、示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是() tOtOtOtOt1t2甲 乙 丙 丁A图甲中回路产生的感应电动势恒定不变 B图乙中回路产生的感应电动势一直在变大C图丙中回路在0t1时间内产生的感应电动势大于在t1t2时间内产生的感应电动势D图丁中回路产生的感应电动势先变小再变大2.导体切割磁感线产生感应电动势(1)EBLv或EBLvsin 。对EBLv的理解：(1)上式只适用于导体各点以相同速度在匀强磁场中切割磁感线的情况，且：，；L所在处B相同（匀强磁场）。(2)当L垂直B、L垂直v，而v与B成角时，导体切割磁感线产生的感应电动势大小为EBLvsin .(3)若导线是曲折的，或L与
8、v不垂直时，则L应为导线的有效切割长度，即导线两端点v、B所决定平面的垂线上的投影长度，如右图所示，三种情况下感应电动势大小相同.(4)公式EBLv中，若v为一段时间内的平均速度，则E为平均感应电动势，若v为某时刻的切割速度，则E为瞬时感应电动势.【电磁感应与电路综合】方法：用右手定则判断电源正负极，画出等效电路图，找出内外电路例1如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距L0.50 m，左端接一电阻R0.20 ，磁感应强度B0.40 T，方向垂直于导轨平面的匀强磁场，导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab以v4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时
9、，求：(结果保留两位有效数字)(1)ab棒中感应电动势的大小，并指出a、b哪端电势高；(2)回路中感应电流的大小；(3)维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小.例2如图所示，虚线框内有方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，导线框的三条竖直边的电阻均为r，长均为L，两横边电阻不计，线框平面与磁场方向垂直。当导线框以恒定速度v水平向右运动，ab边进入磁场时，ab两端的电势差为U1，当cd边进入磁场时，ab两端的电势差为U2，则（ ）e c af d bAU1=BLv BU 1=BLvCU 2= BLv DU 2=BLv例3粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框
10、平面，其边界与正方形线框的边平行现使线框以同样大小的速度沿四个不同的方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是（ ）例4如图所示，MN、PQ为两平行金属导轨，M、P间连有一阻值为R的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为B，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场垂直纸面向里.有一金属圆环沿两导轨滑动，速度为v，与导轨接触良好，圆环的直径d与两导轨间的距离相等.设金属环与导轨的电阻均可忽略，当金属环向右做匀速运动时( )A.有感应电流通过电阻R，大小为 B.有感应电流通过电阻R，大小为C.有感应电流通过电阻R，大小为 D.没有感应电流通过电阻R3.转动产生感
11、应电动势（1）转动轴与磁感线平行o av如图，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外，长L的金属棒oa以o为轴在该平面内以角速度逆时针匀速转动。求金属棒中的感应电动势。在应用感应电动势的公式时，必须注意其中的速度v应该指导线上各点的平均速度，在本题中应该是金属棒中点的速度，因此有E=BL2。例1如图所示，金属圆环圆心为O，半径为L，金属棒Oa以O点为轴在环上转动，角速度为，与环面垂直的匀强磁场磁感应强度为B，电阻R接在O点与圆环之间，求通过R的电流大小。 例2在磁感应强度为B=0.4 T的匀强磁场中放一个半径r0=50 cm的圆形导轨，上面搁有互相垂直的两根导体棒，一起以角速度=103 r
12、ad/s逆时针匀速转动.圆导轨边缘和两棒中央通过电刷与外电路连接，若每根导体棒的有效电阻为R0=0.8，外接电阻R=3.9 ，如图所示，求：（1）每半根导体棒产生的感应电动势.（2）当电键S接通和断开时两电表示数（假定RV，RA0）.a db cL1L2B（2）转动轴与磁感线垂直例1.如图，矩形线圈的长、宽分别为L1、L2，所围面积为S，向右的匀强磁场的磁感应强度为B，线圈绕图示的轴以角速度匀速转动。线圈的ab、cd两边切割磁感线，产生的感应电动势相加可得E=BS。如果线圈由n匝导线绕制而成，则E=nBS。从图示位置开始计时，则感应电动势的瞬时值为 。该结论与线圈的形状和转动轴的具体位置无关（
13、但是轴必须与B垂直），这就是交流发电机产生的交流电的瞬时电动势。例2.如图所示，矩形线圈abcd的边长分别是abL，adD，线圈与磁感应强度为B的匀强磁场平行，线圈以ab边为轴做角速度为的匀速转动，下列说法正确的是(从图示位置开始计时)()At0时线圈的感应电动势为零 B转过90时线圈的感应电动势为零C转过90的过程中线圈中的平均感应电动势为BLDD转过90的过程中线圈中的平均感应电动势为4.感应电量的计算N例1.有一面积为S100cm2的金属环，电阻为R0.1，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在t2t1时间内通过金属环某一截面的电荷量为_C 例2.物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电量如图所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度已知线圈的匝数为n，面积为s，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测圈翻转180，冲击电流计测出通过线圈的电量为q，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为（ ）AqR/SBqR/ns CqR/2nSDqR/2S【电磁感应与图像综合】一、i-t图像1.如图所示，一个导体做成的矩形线圈，以恒定速率v运动，从无场区进入匀强磁场区，然后出来，若取逆时针方向为
