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1、第四章 电磁感应4.1 划时代的发现一、基础知识1、奥斯特梦圆“电生磁”-电流的磁效应2、法拉第心系“磁生电”-电磁感应现象二、实例探究【例1】发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是（ ）A安培 B赫兹 C法拉第 D麦克斯韦【例2】发现电流磁效应现象的科学家是_，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是_，发现电磁感应现象的科学家是_，发现电荷间相互作用力规律的的科学家是_。【例3】下列现象中属于电磁感应现象的是（ ）A磁场对电流产生力的作用 B变化的磁场使闭合电路中产生电流C插在通电螺线管中的软铁棒被磁化 D电流周围产生磁场（C、B）4.2、探究电磁感应的产生条件一、基本知识1、
2、磁通量定义：公式：f=BS ，单位_，符号_。推导：B=f/S，磁感应强度又叫磁通密度，用Wb/ m2表示B的单位；计算：当B与S垂直时f=BS；当B与S不垂直时f的计算要注意分解B，用垂直S的分量乘以S；线圈有n匝时仍用f=BS求，不可以乘以匝数。2、初中知识回顾：当闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。3、探究电磁感应的条件实验一：闭合电路的部分导线在匀强磁场中切割磁感线， 探究导线运动快慢与电流表示数大小的关系.实验二：向线圈中插入磁铁,或把磁铁从线圈中抽出, 探究磁铁插入或抽出快慢与电流表示数大小的关系。实验三：通电线圈放入大线圈或从大线圈中拔出，或改变线圈中电流的
3、大小（改变滑线变阻器的滑片位置） 探究将小线圈从大线圈中抽出或放入快慢与电流表示数的关系以上实验结论：1、产生感应电流的条件：电路闭合；穿过闭合电路的磁通量发生改变2、电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象 3、感应电流：由磁场产生的电流叫感应电流 4、思考产生感应电动势的条件二、例题分析例1、右图哪些回路中会产生感应电流 例2、如图，要使电流计G发生偏转可采用的方法是 A、K闭合或断开的瞬间 B、K闭合，P上下滑动 C、在A中插入铁芯 D、在B中插入铁芯三、练习与作业1、关于电磁感应，下列说法中正确的是A导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流B导体做切割磁感线的运动，导体内一
4、定会产生感应电流C闭合电路在磁场中做切割磁感线的运动，电路中一定会产生感应电流D穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流2、恒定的匀强磁场中有一圆形闭合圆形线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流A线圈沿自身所在的平面做匀速运动B线圈沿自身所在的平面做加速直线运动C线圈绕任意一条直径做匀速转动D线圈绕任意一条直径做变速转动3、如图，开始时距形线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场外，另一半在匀强磁场内，若要使线圈中产生感应电流，下列方法中可行的是A以ab为轴转动B以oo/为轴转动C以ad为轴转动（转过的角度小于600）D以bc为轴转动（转
5、过的角度小于600）4、如图，距形线圈abcd绕oo/轴在匀强磁场中匀速转动，下列说法中正确的是A线圈从图示位置转过90的过程中，穿过线圈的磁通量不断减小B线圈从图示位置转过90的过程中，穿过线圈的磁通量不断增大C线圈从图示位置转过180的过程中，穿过线圈的磁通量没有发生变化D线圈从图示位置转过360的过程中，穿过线圈的磁通量没有发生变化6、在无限长直线电流的磁场中，有一闭合的金属线框abcd，线框平面与直导线ef在同一平面内（如图），当线框做下列哪种运动时，线框中能产生感应电流A、水平向左运动 B、竖直向下平动C、垂直纸面向外平动D、绕bc边转动 4.3 法拉第电磁感应定律一、基础知识1、感
6、应电动势（1）电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象(2) 产生感应电流的条件：线路闭合，闭合回路中磁通量发生变化。(3) 感应电动势：定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势；其大小等于磁通量的变化率。产生条件：回路中的磁通量发生变化但回路不一定闭合；有关因素：穿过线圈的磁通量的变化快慢（Df/Dt）有关；注意：磁通量的大小f;磁通量的变化Df;磁通量的变化快慢（Df/Dt）的区分；2、法拉第电磁感应定律内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比。公式：单匝线圈：E=Df/Dt 多匝线圈：E=nDf/Dt 适用范围：普遍适用3、导线切割磁感线时产生的
7、感应电动势计算公式：E=BL vsinq。q导线的运动方向与磁感线的夹角。推导方法：条件：导线的运动方向与导线本身垂直 适用范围：匀强磁场，导线切割磁感线单位：1V=1T1m1m/s=1Wb/s4、反电动势电动机转动时，线圈中也会产生感应电动势，感应电动势总要削弱电源电动势的作用，我们就把感应电动势称为反电动势；其作用是阻碍线圈的转动。教材P12。电动机在使用时的注意点：二、例题分析例1、如图，导体平行磁感线运动，试求产生的感应电动势的大小（速度与磁场的夹角q，导线长度为L）例2、如右图,电容器的电容为C,两板的间距为d,两板间静止一个质量为m,电量为+q的微粒,电容器C与一个半径为R的圆形金
8、属环相连, 金属环内部充满垂直纸面向里的匀强磁场.试求: DB/Dt等于多少?例3、如右图, 无限长金属三角形导轨COD上放一根无限长金属导体棒MN,拉动MN使它以速度v向右匀速运动,如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体,电阻率都相同,那么MN运动过程中,闭合回路的A感应电动势保持不变 B感应电动流保持不变C感应电动势逐渐增大 D感应电动流逐渐增大三、练习与作业1、如右图，平行放置的金属导轨M、N之间的距离为L；一金属杆长为2L，一端以转轴o/固定在导轨N上，并与M无摩擦接触，杆从垂直于导轨的位置，在导轨平面内以角速度w顺时针匀速转动至另一端o/脱离导轨M。若两导挥间是一磁感应强度为B ，方
9、向垂直于纸面向里的匀强磁场，不计一切电阻，则在上述整个转动过程中A、金属杆两端的电压不断增大B、o/端的电势总是高于o端的电势C、两导轨间的最大电压是2BL2wD、两导轨间的平均电压是271/2BL2w/2p2、如右图，在磁感应强度为B的匀强磁场中，一直角边长度为a，电阻为R的等腰直角三角形导线框以速度v垂直于斜边方向在纸面内运动，磁场与纸面垂直，则导线框的斜边产生的感应电动势为 ，导线框中的感应电流强度为 。3、如左图，一边长为a，电阻为R的正方形导线框，以恒定的速度v向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直于线框平面，磁感应强度为B，MN与线框的边成45角，则在线框进入磁场过程中产生的
10、感应电流的最大值等于 4、如图，长为L的金属杆在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中，沿逆时针方向绕o点在纸面内匀速转动，若角速度为w，则杆两端a、b和o间的电势差U a o= 以及Ubo= 5、半径为10cm、电阻为0.2W的闭合金属圆环放在匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环所在平面，当磁感应强度为B从零开始随时间t成正比增加时，环中感应电流为0.1A。试写出B与t的关系式（B、t的单位分别取T、s）6、如图，导线全部为裸导线，半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，感应强度为B。一根长度大于2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左端匀速滑动到右端，电路的固定电阻为R，其余电阻不计，试求M
11、N从圆环的左端滑到右端的过程中电阻R上的电流强度的平均值及通过的电量。 4.4 楞次定律 一、基础知识1实验(1)选旧干电池用试触的方法查明电流方向与电流表指针偏转方向的关系明确：对电流表而言，电流从哪个接线柱流入，指针向哪边偏转(2)闭合电路的一部分导体做切割磁感线的情况a磁场方向不变，两次改变导体运动方向，如导体向右和向左运动b导体切割磁感线的运动方向不变，改变磁场方向根据电流表指针偏转情况，分别确定出闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，产生的感应电流方向感应电流的方向跟导体运动方向和磁场方向都有关系感应电流的方向可以用右手定则加以判定右手定则：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，
12、并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动方向，其余四指指的就是感应电流的方向(3)闭合电路的磁通量发生变化的情况：实线箭头表示原磁场方向，虚线箭头表示感应电流磁场方向分析：(甲)图：当把条形磁铁N极插入线圈中时，穿过线圈的磁通量增加，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反(乙)图：当把条形磁铁N极拔出线圈中时，穿过线圈的磁通量减少，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同(丙)图：当把条形磁铁S极插入线圈中时，穿过线圈的磁通量增加，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反(丁)图：当条形磁铁S极拔出线圈中时，穿过线圈的磁通量
13、减少，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同2、实验结论：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可以简化为“来拒去留、增反减同”。说明：对“阻碍”二字应正确理解“阻碍”不是“阻止”，而只是延缓了原磁通的变化，电路中的磁通量还是在变化的例如：当原磁通量增加时，虽有感应电流的磁场的阻碍，磁通量还是在增加，只是增加的慢一点而已实质上，楞次定律中的“阻碍”二字，指的是“反抗着产生感应电流的那个原因”3、应用楞次定律判定感应电流的步骤(四步走)(1)明确原磁场的方向；(2)明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少；(3)根据楞次定律，判定感应
14、电流的磁场方向；(4)利用安培定则判定感应电流的方向4、推论：当导线切割磁感线时可用右手定则来判定，即大拇指与四指垂直，让磁感线垂直穿过手心，大拇指指向导线的运动方向，则四指的指向为感应电流的方向二、例题分析例1、在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接，如图，导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面。欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动情况可能是A、匀速向右运动 B、加速向右运动 C、减速向右运动 D、加速向左运动例2、如图，水平地面上方有正交的匀强磁场和匀强电场，电场竖直向下，磁场垂直纸面向里，半圆形铝框从直径出于水平位置时开始下落，不计阻力，a、b两端落到地面的次序是A、a先于b B、b先于a C、a、b同时落地 D、无法判定例3、如图，电容器PQ的电容为10mF，垂直于回路的磁场的磁感应强度以510-3T/s的变化率均匀增加，回路面积为10-2m2。则PQ两极电势差的绝对值为 V。P极所带电荷的种类为 ，带电量为 C。三、练习与作业1、一根沿东西方向的水平导线，在赤道上空自由落下的过程中，导线上各点的电势 A、
