专题四电磁感应之欧阳地创编

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1、专题四电磁感应(一)时间：2021.03. 04创作：欧阳地【知识梳理】一、电離感应楞次定律仁电磁感应现象利用磁场产生的现象，叫电磁感应现象。所产生的电 流叫，所产生的电动势叫。2、发生电離感应现象，产生感应电流的条件：发生电磁感应现象，产生感应电流的条件通常有如下 两种表述。(1) 当穿过线圈的发生变化时就将发生电磁感应现 象，线圈里产生。如线圈闭合，则线圈子里就将产 生(3)当导体在磁场中做切割磁感线的运动时就将发 生电磁感应现象，导体里产生感应电动势，如做切割感 线运动的导体是某闭合电路的一部分，则电路里就将产 生感应电流。产生感应电动势的那部分导体相当于。应指出的是：闭合电路的一部分做

2、切割磁感线运动 时，穿过闭合电路的磁通量也将发生变化。所以上述两 个条件从根本上还应归结磁通量的变化。但如果矩形线 圈cd在匀強磁场0中以速度y平动时，尽管线圈的力 和md边都在做切割磁感线运动，但由于穿过线圈的磁通 量没有变，所以线圈回路中没有感应电流。3、感应电流方向的判斷(1 )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，让磁感线垂直从进 入，指向导体运动的方向，其余四指指的就是的方向。注意：四指指向还可以理解为感应电动势的方向、 该部分导体的高电势处。4、榜次定律(判断感应电流方向)(1) 楞次定律的内容：感应电流具有这样的方向， 感应电流的磁场总是引起感应电

3、流的磁通量的变化.(2) 对楞次定律中阻碍二字的正确理解“阻碍”不是阻止，这里是阻而未止。阻碍磁通量变 化指：磁通量增加时，阻碍增加(感应电流的磁场和原磁场 方向相反，起抵消作用)；磁通量减少时，阻碍减少(感应电流的磁场和原磁场 方向一致，起补偿作用)，简称“增反减同”(3) 楞次定律的应用步骤“一原、二感、三电流” 明确引起感应电流的原磁场在被感应的回路上的 方向； 搞清原磁场穿过被感应的回路中的磁通量增减情 况； 根据楞次定律确定感应电流的磁场的方向； 运用安培定则判断出感生电流的方向。二、法拉第电磁感应定律互感和自感1、法拉第电離感应定律在电磁感应现象中，电路中感应电动势的大小，跟穿 过

4、这一电路的成正比。公式：，其中n为线圈的匝数。2、法拉第电離感应定律的理解(1) Ei竺的两种基本形式：当线圈面积S不/变，垂直于线圈平面的磁场B发生变化时，E=a ； At当磁场B不变，垂直于磁场的线圈面积S发生变化时， Ef竺。A/(2) 感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的 变化率竺，与$的大小及()的大小没有必然联系。(3) 若竺为恒定(如：面积S不变，磁场B均匀变 化，竺“,或磁场B不变，面积S均匀变化，竺=/), 则感应电动势恒定。若竺为变化量，则感应电动势E也 为变化量，e=Q 计算的是At时间內平均感应电动势， 当tTO时，E=n竺的极限值才等于瞬时感应电动势。A/3、磁通

5、量卩、離通量的变化g、腹通量的变化率竺(1) 磁通量0是指穿过某面积的磁感线的条数，计算 式为0=BSsin8,其中6为磁场B与线圈平面S的夹角。(2) 磁通量的变化R指线圈中末状态的磁通量与 初状态的磁通量之差，8=02-卩，计算磁通量以及磁通 量变化时，要注意磁通量的正负。(3) 磁通量的变化率。磁通量的变化率竺是描述磁 通量变化快慢的物理量。表示回路中平均感应电动势的 大小，是07图象上某点切线的斜率。竺与W以及。没有 必然联系。4、对公式E =B!v的研究(1) 与公式F二坐的比较。At一般地说，公式E = IvB只能用于计算导体切割磁感 线时产生的感应电动势。公式E二纽则可以用来计算

6、所有电磁感应现象中产生 At的感应电动势；但公式E二竺只能用于计算在如时间内 At的平均感应电动势，而公式E = IvB则既可以用来计算 某段时间内的平均感应电动势，又可以用来计算某个时 刻的瞬时感应电动势，只要把公式中的1/分别以某段时 间内的平均速度或某个时刻的瞬时速度代入即可。(2) 适用条件除了磁场必须是匀强的外，磁感强度 & 切割速度 厶导体棒长度/三者中任意两个都应垂直的，即 3丄丄以丄3这三个关系必须是同时成立的。如有不垂直 的情况，应通过正交分解取其垂直分量代入。(3) 公式中/的意义公式E = IvB中/的意义应理解为导体的有效切割长 度。所谓导体的有效切割长度，指的是切割导

7、体两端点 的连线在同时垂直于和3的方向上的投影的长度。(4) 公式中1/的意义对于公式E = IvB中的I/,首先应理解为导体与磁场 间的相对速度，所以即使导体不动因则磁场运动，也能 使导体切割磁感线而产生感应电动势；其次，还应注意 到应该是垂直切割速度；另外，还应注意到在“旋转 切割”这类问题中，导体棒上各部分的切割速度不同， 此时的v则应理解为导体棒上各部分切割速度的平均 值，在数值上一般等于旋转导体棒中点的切割速度。5、自感现象(1)自感现象当闭合回路的导体中的电流发生变化时，导体本身 就产生，这个电动势总是导体中原来电流的变化。这种 由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象， 叫

8、做自感现象。(2) 实质：由于回路中流过导体自身的电流发生变 化而产生的电磁感应现象。(3) 电流变化特点：由于感应电流总是阻碍线圈中 自身电流的增大或减小，故其本身的电流的增大或减小 总表现为一种“延缓”效应。即电流变化的同时产生影 响导体中电流变化的因素，此瞬时电流不会发生突变， 而是较慢地达到那种变化。(4) 自感电动势概念：在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动 势。其效果表现为延缓导体中电流的变化。大小:er=l11 A/方向：当流过导体的电流减弱时，E倉的方向与原电流 的方向相同，当流过导体的电流增强时，E自的方向与原 电流的方向相反。【高考常考题型与典型例题】题型一楞次定律的理解

9、及应用解题思路：1、判断饌通量的变化趋势2、依据榜次定律判断感应电流或感应电动势产生的離场3、根据右手定则判定感应电流的方向I B例一 （2009,浙江理综）如图所示，在磁感应 强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中， 有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点 摆动。金属线框从右侧某一位置静止开始释 放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金 属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是A ci h c d (.1B d“一C. 先是 dcT/?（/，后是 a/?D先是 aTbct“，后是 TdbTdd 例二（2011,上海）如图，均匀带正

10、电的绝缘圆环a 与金属圆环b同心共面放置，当a绕0点在其所在平面 内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有 收缩趋势，由此可知，圆环aA. 顺时针加速旋转 B.顺时针减速旋转C.逆时针加速旋转 D.逆时针减速旋转题型二 法拉第电磁感应定律应用解题思路：紧抓定义：感应电动势与離通量变化率的关 系例一 （2010,江苏单科）一矩形线框置于匀强磁场中， 线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将 磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍，接 着保持增犬后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将 线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程 中，线框中感应电动势的比值为A. - B.

11、 1 C. 2D.42例二（200乙 山东理综）用相同导线绕绕制的边长为L或 2L的四个闭合导体线框、以相同的速度匀速进入右侧匀 强磁场，如图所示。在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Udo下列判断正确的 是ad Arx x x x x x x X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 题型三自感现象的应用A. UaUbUcUdB. UdVUbVUaV 氏c. ua=ub=uc=udD. UbVUaVUdVUc解题思路：1、判靳是通电自

12、感还是断电自感2、根据自感的原理判断感应电流的方向3、图象的判定例一 （2010,北京理综）在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡厶和厶分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器/?。闭合开关S 后，调整/?,使厶和厶发光的亮度一样，此时流 过两个灯泡的电流均为/o然后，断开S。若才 时刻 再闭合S,则在t前后的一小段时间内，正确反映流 过厶的电流八、流过厶的电流随时间才变化的图像A.B.C.D.例二（2008,江苏单科）如图所示的电路中，三个相同的灯泡曰、b、c和电感厶、Z.2 与直流电源连接，电感的电 阻忽略不计.电键K从闭合 状态突然斷开时，下列判斷 正确的有A.日先变亮，然后逐渐变暗

13、B. 6先变亮，然后逐渐变暗C. c先变亮，然后逐渐变暗D. b. c都逐渐变暗题型四电離感应现象在运动学中的应用解题思路：仁认真审题，分析题目中物体的初始运动状 况和受力状况2、分析运动及受力状况中由电磁感应引起变 化的部分，尝试重现题目整个物理情景。3、分析题目的临界条件，如：速度最大，加 速度最大，距离最远等。4、根据牛顿定律或功能关系解决问题。例一 （2011,福建理综）如图，足够长的U型轨平面与磁感应强度为3的匀强磁场垂直，导轨电阻不 计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且 良好接触，棒接入电路的电阻为/?,当流过 力棒某一横截面的电 量为g时，棒的速度大小为I

14、/,则金属棒 力在这一过程中A.运动的平均速度大小为dB下滑位移犬小为必C.产生的焦耳热为qBLvD.受到的最大安培力大小为气工sin0例二(2011,四川理综19分)如图所示，间距I二0.3m 的平行金属导轨abs和a?b2C2分别固定在两个竖直面 内，在水平面aibib2a2区域内和倾角8=37。的斜面Cibib2c2 区域內分别有磁感应强度BF0.4T、方向竖直向上和 B2=1T.方向垂直于斜面向上的匀强磁场。电阻R二0. 3。、 质量g二0.1kg、长为I的相同导体杆K、S、Q分别放置 在导轨上，S杆的两端固定在b、b2点，K、Q杆可沿导轨 无摩擦滑动且始终接触良好。一端系于K杆中点的

15、轻绳 平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂，绳上穿有质量 m2=0. 05kg的小环。已知小环以a=6m/s2的加速度沿绳下 滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力 F作用下匀速运动。不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸 长。取 g=10m/s2, sin37=0. 6, cos37。二0.8。求(1) 小环所受摩擦力的大小；(2) Q杆所受拉力的瞬时功偉1、如图，磁场垂直于纸面，磁感应強度在竖直方向均匀分x axXXXX【巩固提高】布，水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于O 点，将圆环拉至位置d后无初速释放，在圆环从d摆向b 的过程中(A) 感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针(B) 感应电流方向一直是逆时针(C) 安培力方向始终与速度方向相反(D) 安培力方向始终沿水平方向2、一长直铁芯上绕有一固定线圈M,铁芯右端与一木质 圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N. N可在木 质圆柱上无摩擦移动。M连接