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1、学习目标学习目标 1:1:知道什么是电磁感应现象知道什么是电磁感应现象; ;清楚产生感应电流的清楚产生感应电流的条件条件. .2 2:会用楞次定律判断感应电流的方向会用楞次定律判断感应电流的方向. .会用右手定会用右手定则判断导体切割磁感线时的感应电流方向则判断导体切割磁感线时的感应电流方向. .（本章重点）本章重点）3:3:知道感应电动势的概念知道感应电动势的概念; ;清楚法拉第电磁感应定清楚法拉第电磁感应定律的内容、数学表达式是什么律的内容、数学表达式是什么; ;理解导体切割磁理解导体切割磁感线时的感应电动势并会用它处理相关的电磁感感线时的感应电动势并会用它处理相关的电磁感应问题应问题.
2、.(本章重点本章重点)4 4:知道什么是互感现象知道什么是互感现象; ;知道什么是自感现象知道什么是自感现象; ;知道知道什么是涡流什么是涡流. .(本章难点本章难点)问题问题1：什么叫电磁感应现象？：什么叫电磁感应现象？ 产生感应电流的条件是什么？产生感应电流的条件是什么？1.感应电流产生的条件:b.穿过电路的磁通量发生变化.a.电路要闭合电路要闭合归纳总结: 只要穿过闭合电路闭合电路的磁通量发生磁通量发生变化变化，闭合电路中就有感应电流感应电流产生。产生。 判判 断断 问问 题题 2 2 : :如如何何判判定定感感应应电电流流的的方方向向呢呢？如如何何用用楞楞次次定定律律判判断断感感应应电
3、电流流的的方方向向 ? ?如如何何用用右右手手定定则则判判断断导导体体切切割割磁磁感感线线时时的的感感应应电电流流方方向向? ?感应电流具有这样的方向，即感应电流具有这样的方向，即感感应电流产生的磁场应电流产生的磁场总是总是阻碍阻碍引起引起感应电流的感应电流的磁通量的变化磁通量的变化。2.楞次定律楞次定律：1）“阻碍阻碍”的含义的含义2）应用楞次定律判断感应电流方向的步骤？）应用楞次定律判断感应电流方向的步骤？确定原磁场方向确定原磁场方向判定原磁场如何变化（增大还是减小）判定原磁场如何变化（增大还是减小）确定感应电流的磁场方向（增反减同）确定感应电流的磁场方向（增反减同）根据安培定则判定感应电
4、流的方向根据安培定则判定感应电流的方向3.楞次定律的理解楞次定律的理解4.巩固练习巩固练习1. 下列关于楞次定律的说法中，正确的是下列关于楞次定律的说法中，正确的是( )A当引起感应电流的磁通量增加时，感应电流当引起感应电流的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同的磁场方向与原磁场的方向相同B当引起感应电流的磁通量增加时，感应电流当引起感应电流的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反的磁场方向与原磁场的方向相反C当引起感应电流的磁通量减小时，感应电流当引起感应电流的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同的磁场方向与原磁场的方向相同D当引起感应电流的磁通量减小
5、时，感应电流当引起感应电流的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反的磁场方向与原磁场的方向相反BCBC2.2.如图所示，让闭合线圈由位置如图所示，让闭合线圈由位置1 1通过一个匀通过一个匀强磁场运动到位置强磁场运动到位置2 2。线圈在运动过程中，什。线圈在运动过程中，什么时候没有感应电流？为什么？什么时候有么时候没有感应电流？为什么？什么时候有感应电流？方向如何？感应电流？方向如何？右手定则右手定则 【思考与讨论思考与讨论】3 3、如图所示，导体棒、如图所示，导体棒ABAB向右运动。向右运动。（1 1）我们研究的是哪个闭合电路？）我们研究的是哪个闭合电路？（2 2）当导体棒）当导体
6、棒ABAB向右运动时，穿过闭合电路向右运动时，穿过闭合电路 的磁通量是增大还是减少？的磁通量是增大还是减少？（3 3）感应电流的磁场应该是沿哪个方向方向）感应电流的磁场应该是沿哪个方向方向 如何？如何？（4 4）导体棒）导体棒ABAB中的感应电流是沿哪个方向的？中的感应电流是沿哪个方向的？ 问题问题3:3:什么叫感应电动势什么叫感应电动势? ?法拉第电磁法拉第电磁感应定律内容、数学表达式是什么感应定律内容、数学表达式是什么? ?导导体切割磁感线时的感应电动势是什么体切割磁感线时的感应电动势是什么? ?一、感应电动势一、感应电动势（E E） 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 感应电动势的大小
7、感应电动势的大小1.1.定义定义: : 在电磁感应现象中产生的电动势。在电磁感应现象中产生的电动势。2 2磁通量变化磁通量变化越快越快，感应电动势越大。，感应电动势越大。 磁通量变化磁通量变化磁通量变化快慢磁通量变化快慢磁通量磁通量一、感应电动势一、感应电动势（E E） 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 感应电动势的大小感应电动势的大小1.1.定义定义: : 在电磁感应现象中产生的电动势。在电磁感应现象中产生的电动势。2 2磁通量变化磁通量变化越快越快，感应电动势越大。，感应电动势越大。 电路中电路中感应电动势感应电动势的大小，跟穿过这一的大小，跟穿过这一电路的电路的磁通量的变化率磁通量的
8、变化率成成正正比。比。 二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律 1.1.内容内容: :(n(n为线圈的匝数为线圈的匝数) )2.2.数学表达式数学表达式: : 如图所示闭合线圈一部分导体如图所示闭合线圈一部分导体abab处于匀强处于匀强磁场中，磁感应强度是磁场中，磁感应强度是B B，abab以速度以速度v v匀速切割匀速切割磁感线，求产生的感应电动势。磁感线，求产生的感应电动势。 回路在时间回路在时间t t内增大的面积内增大的面积为：为： S=LvtS=Lvt解：解：产生的感应电动势为：产生的感应电动势为：穿过回路的磁通量的变化穿过回路的磁通量的变化为：为：=BS=BS =BLvt=BL
9、vtG G三、导体切割磁感线时的感应电动势三、导体切割磁感线时的感应电动势( (重要推论重要推论) ) v vB BV V2 2V V1 1=Vsin=Vsin 若导体斜切磁感线若导体斜切磁感线 当速度当速度v与磁感应强度与磁感应强度B不垂直时，可将不垂直时，可将B分解为平行于速度分量分解为平行于速度分量B|（对感应电动势（对感应电动势无贡献），垂直于速度分量无贡献），垂直于速度分量B ，则感应，则感应电动势：电动势： 为为B、v之间的夹角之间的夹角引起磁通量变化的原因引起磁通量变化的原因 1）稳恒磁场中的导体运动）稳恒磁场中的导体运动 , 或者回路面积或者回路面积变化、取向变化等变化、取向变
10、化等 动生电动势动生电动势 2）导体不动，磁场变化导体不动，磁场变化 感生电动势感生电动势 电动势电动势+-I: 非静电的电场强度非静电的电场强度动生电动势和感生电动势动生电动势和感生电动势.例例1：如图所示，一个：如图所示，一个50匝的线圈的两端跟匝的线圈的两端跟R99的电阻相连接，置于竖直向下的匀强的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是磁场中，线圈的横截面积是202，电阻为，电阻为1，磁感应强度以，磁感应强度以100Ts的变化率均匀减的变化率均匀减少。在这一过程中通过电阻少。在这一过程中通过电阻R的电流为多大？的电流为多大？解析：解析：2.如图，设匀强磁场的磁感应强度为如
11、图，设匀强磁场的磁感应强度为B，导，导体棒体棒ab的长度为的长度为L,以速度以速度v在导轨上向右匀在导轨上向右匀速运动。求此时速运动。求此时a、b两点间的电势差。已两点间的电势差。已知导轨的总电阻为知导轨的总电阻为R,导体棒导体棒ab的电阻为的电阻为r。abvR一、电磁感应中的几类问题 1电路问题：电磁感应现象中产生感应电动势的部分在电路中相当于_涉及电路问题，用电学知识求解 2力学问题：产生感应电流的导体在磁场中受_作用涉及受力与运动分析，用动力学知识解决 3能量转化问题：克服安培力做功的过程是_的能转化为_的过程运用动能定理或能量守恒定律解决此类问题二、电磁感应现象中的几种图象1涉及时间的
12、图象：Bt、t、Et、It图象等2涉及位移的图象：Ex、Ix图象3处理方法：(1)明确图象种类(2)分析电磁感应的具体过程(3)列函数方程进行数学分析思考：电磁感应中的电路问题和恒定电流中的电路问题中电源有什么不同？ 1图象象问题可以可以综合法拉第合法拉第电磁感磁感应定律、楞次定定律、楞次定律、右手定律、右手定则、安培定、安培定则和左手定和左手定则，还有与之相有与之相关的关的电路知路知识和力学知和力学知识等等 2图象象问题的特点：考的特点：考查方式比方式比较灵活，有灵活，有时根据根据电磁感磁感应现象象发生的生的过程，确定程，确定图象的正确与否，象的正确与否，有有时依据不同的依据不同的图象，象，
13、进行行综合合计算算 3解解题关关键：弄清初始条件，正、：弄清初始条件，正、负方向的方向的对应，变化范化范围，所研究物理量的函数表达式，所研究物理量的函数表达式，进出磁出磁场的的转折点是解决折点是解决问题的关的关键 4解决解决图象象问题的一般步的一般步骤 (1)明确明确图象的种象的种类，即是，即是Bt图还是是t图象，或者象，或者Et图、It图等等 (2)分析分析电磁感磁感应的具体的具体过程程 (3)用右手定用右手定则或楞次定律确定方向或楞次定律确定方向对应关系关系 (4)结合法拉第合法拉第电磁感磁感应定律、欧姆定律、牛定律、欧姆定律、牛顿定律定律等等规律写出函数关系式律写出函数关系式 (5)根据
14、函数关系式，根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的行数学分析，如分析斜率的变化、截距等化、截距等 (6)画画图象或判断象或判断图象象 1在在电磁感磁感应现象中，切割磁感象中，切割磁感线的的导体或磁通体或磁通量量发生生变化的回路将化的回路将产生感生感应电动势，该导体或回体或回路相当于路相当于电源因此，源因此，电磁感磁感应问题往往与往往与电路路问题联系在一起系在一起 2解决与解决与电路相路相联系的系的电磁感磁感应问题的基本方法的基本方法 (1)用法拉第用法拉第电磁感磁感应定律和楞次定律定律和楞次定律(右手定右手定则)确确定感定感应电动势的大小和方向的大小和方向 (2)画等效画等效电路；路； (
15、3)运用运用闭合合电路欧姆定律、串、并路欧姆定律、串、并联电路的性路的性质、电功率等公式求解功率等公式求解 1受力情况、运动情况的分析受力情况、运动情况的分析 (1)导体切割磁感体切割磁感线运运动产生感生感应电动势，在，在电路中路中产生感生感应电流，感流，感应电流在磁流在磁场中受安培力，安培中受安培力，安培力将阻碍力将阻碍导体运体运动 (2)安培力一般是安培力一般是变力，力，导体切割磁感体切割磁感线运运动的加速的加速度度发生生变化，当加速度化，当加速度为零零时，达到，达到稳定状定状态，最，最后做匀速直后做匀速直线运运动 2解题步骤解题步骤 (1)用用电磁感磁感应定律和楞次定律、右手定定律和楞次
16、定律、右手定则确定感确定感应电动势的大小和方向的大小和方向 (2)应用用闭合合电路欧姆定律求出路欧姆定律求出电路中的感路中的感应电流的流的大小大小 (3)分析研究分析研究导体受力情况，特体受力情况，特别要注意安培力方向要注意安培力方向的确定的确定 (4)列出列出动力学方程或平衡方程求解力学方程或平衡方程求解 3两种状态处理两种状态处理 (1)导体体处于平衡于平衡态静止或匀速直静止或匀速直线运运动状状态 处理方法：根据平衡条件合外力等于零列式分析理方法：根据平衡条件合外力等于零列式分析 (2)导体体处于非平衡于非平衡态加速度不加速度不为零零 处理方法：根据牛理方法：根据牛顿第二定律第二定律进行行
17、动态分析或分析或结合合功能关系分析功能关系分析 4电磁感应中的动力学临界问题电磁感应中的动力学临界问题 (1)解决解决这类问题的关的关键是通是通过运运动状状态的分析，的分析，寻找找过程中的程中的临界状界状态，如由速度、加速度求最大，如由速度、加速度求最大值或最小或最小值的条件的条件(2)基本思路： 1电磁感磁感应过程程实质是不同形式的能量是不同形式的能量转化的化的过程，程，电磁感磁感应过程中程中产生的感生的感应电流在磁流在磁场中必定中必定受到安培力作用因此要受到安培力作用因此要维持安培力存在，必持安培力存在，必须有有“外力外力”克服安培力做功此克服安培力做功此过程中，其他形式的能程中，其他形式
18、的能转化化为电能能“外力外力”克服安培力做多少功，就有多克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能少其他形式的能转化化为电能当感能当感应电流通流通过用用电器器时，电能又能又转化化为其他形式的能同理，安培力其他形式的能同理，安培力做功的做功的过程，是程，是电能能转化化为其他形式的能的其他形式的能的过程，程，安培力做多少功就有多少安培力做多少功就有多少电能能转化化为其他形式的能其他形式的能2电能求解思路主要有三种：能求解思路主要有三种：(1)利用克服安培力求解：利用克服安培力求解：电磁感磁感应中中产生的生的电能等于克服安培能等于克服安培力所做的功；力所做的功；(2)利用能量守恒求解：利用能量守恒求解
19、：开始的机开始的机械能械能总和与最后的机械能和与最后的机械能总和和之差等于之差等于产生的生的电能；能；(3)利用利用电路特征来求解：路特征来求解：通通过电路中所路中所产生的生的电能来能来计算算 3解解电磁感磁感应现象中的能量守恒象中的能量守恒问题的一般步的一般步骤：(1)在在电磁感磁感应中，切割磁感中，切割磁感线的的导体或磁通量体或磁通量发生生变化的回化的回路将路将产生感生感应电动势，该导体或回路就相当于体或回路就相当于电源源(2)分析清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量分析清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量发生了相互生了相互转化，化，应特特别注意注意对下面第下面第c条的理解
20、和条的理解和应用用 a有摩擦力做功，必有内能有摩擦力做功，必有内能产生；生； b有重力做功，重力有重力做功，重力势能必然能必然发生生变化；化； c克服安培力做功，必然有其他形式的能克服安培力做功，必然有其他形式的能转化化为电能，并能，并且克服安培力做多少功，就且克服安培力做多少功，就产生多少生多少电能；能； d如果是安培力做正功，就是如果是安培力做正功，就是电能能转化化为其他形式的能其他形式的能(3)列有关能量的关系式列有关能量的关系式 如如图所示，在所示，在PQ、QR区域中存在着磁感区域中存在着磁感应强强度大小度大小相等、方向相反的匀相等、方向相反的匀强强磁磁场，磁，磁场方向均垂直于方向均垂
21、直于纸面一面一导线框框abcdefa位于位于纸面内，框的面内，框的邻边都相互垂直，都相互垂直，bc边与磁与磁场的的边界界P重合重合导线框与磁框与磁场区域的尺寸如区域的尺寸如图所示从所示从t0时刻开始，刻开始，线框匀速横穿两个磁框匀速横穿两个磁场区域以区域以abcdef为线框中的框中的电动势E的正方向，以下四个的正方向，以下四个Et关系示意关系示意图中正确的是中正确的是(C) 跟跟踪踪训训练练1矩矩形形导线框框abcd固固定定在在匀匀强强磁磁场中中，磁磁感感线的的方方向向与与导线框框所所在在平平面面垂垂直直，规定定磁磁场的的正正方方向向垂垂直直纸面面向向里里，磁磁感感应强强度度B随随时间变化化的
22、的规律律如如图甲甲所所示示若若规定定顺时针方方向向为感感应电流流I的的正正 方方 向向 ，图乙乙 中中 正正 确确 的的 是是( D ) 跟踪训练跟踪训练2如下如下图所示，所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑水平面内平行放置的光滑金属金属长直直导轨，间距距为L1，处在在竖直向下，磁感直向下，磁感应强强度大小度大小为B1的匀的匀强强磁磁场中，一中，一导体杆体杆ef垂直于垂直于P、Q放在放在导轨上，在上，在外力作用下，向左做匀速直外力作用下，向左做匀速直线运运动，质量量为M，每，每边电阻均阻均为r、边长为L2的正方形金属框的正方形金属框abcd置于置于竖直平面内，两直平面内，两顶点点a、b通通过细
23、导线与与导轨相相连，磁感，磁感应强强度大小度大小为B2的匀的匀强强磁磁场垂直金属框向里，金属框恰好垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状于静止状态不不计其余其余电阻和阻和细导线对a、b点的作用力点的作用力 (1)通通过ab边的的电流流Iab是多大？是多大？ (2)导体杆体杆ef的运的运动速度速度v是多大？是多大？ 如如图所示，半径所示，半径为a的的圆形区域内有均匀磁形区域内有均匀磁场，磁，磁感感应强强度度为B0.2 T，磁，磁场方向垂直方向垂直纸面向里，半面向里，半径径为b的金属的金属圆环与磁与磁场同心放置，磁同心放置，磁场与与环面垂面垂直，其中直，其中a0.4 m，b0.6 m，金属，金属圆环
24、上分上分别接接有有电灯灯L1、L2，两灯的，两灯的电阻均阻均为R2 .一金属棒一金属棒MN与金属与金属圆环接触良好，金属棒与金属接触良好，金属棒与金属圆环的的电阻忽略不阻忽略不计 如下如下图所示，将所示，将边长为a、质量量为m、电阻阻为R的正的正方形方形导线框框竖直向上抛出，穿直向上抛出，穿过宽度度为b、磁感、磁感应强强度度为B的匀的匀强强磁磁场，磁，磁场的方向垂直的方向垂直纸面向里，面向里，线框向上离开磁框向上离开磁场时的速度的速度刚好是好是进入磁入磁场时速度速度的一半，的一半，线框离开磁框离开磁场后后继续上升一段高度，然后上升一段高度，然后下落并匀速下落并匀速进入磁入磁场整个运整个运动过程
25、中始程中始终存在着存在着大小恒定的空气阻力大小恒定的空气阻力F阻阻且且线框不框不发生生转动求：求： (1)线框在下落框在下落阶段匀速段匀速进入磁入磁场时的速度的速度v2； (2)线框在上升框在上升阶段段刚离开磁离开磁场时的速度的速度v1； (3)线框在上升框在上升阶段通段通过磁磁场过程中程中产生的焦耳生的焦耳热Q. 思路点拨：由线框在下落阶段匀速进入磁场可解得v2，由线框离开磁场上升的过程和下落的过程，可根据动能定理列式求得离开磁场时的速度v1；线框在上升阶段通过磁场过程中，重力、阻力、安培力做功，其中产生的焦耳热Q为安培力做的负功值，由能量守恒可求得Q. 点评：点评：解答此类题目要抓住各个物
26、理过程中的功能转化关解答此类题目要抓住各个物理过程中的功能转化关 系，特别是每个力做功对应着什么样的能量转化，然后由能系，特别是每个力做功对应着什么样的能量转化，然后由能量守恒定律量守恒定律(或动能定理或动能定理)列式解答列式解答 跟踪训练跟踪训练4如如图所示，所示，ef、gh为水平放置的足水平放置的足够长的平行光滑的平行光滑导轨，导轨间距距为L1 m，导轨左左端端连接一个接一个R2 的的电阻，将一根阻，将一根质量量为0.2 kg的的金属棒金属棒cd垂直地放置在垂直地放置在导轨上，且与上，且与导轨接触良好，接触良好，导轨与金属棒的与金属棒的电阻均不阻均不计，整个装置放在磁感，整个装置放在磁感应
27、强强度度为B2 T的匀的匀强强磁磁场中，磁中，磁场方向垂直于方向垂直于导轨平面向下平面向下现对金属棒施加一水平向右的拉力金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运使棒从静止开始向右运动试解答以下解答以下问题：(1)若施加的水平外力恒若施加的水平外力恒为F8 N，则金属棒达到的金属棒达到的稳定速度定速度v1是多大？是多大？(2)若施加的水平外力的功率恒若施加的水平外力的功率恒为P18 W，则金属棒金属棒达到的达到的稳定速度定速度v2是多大？是多大？(3)若施加的水平外力的功率恒若施加的水平外力的功率恒为P18 W，且从金属，且从金属棒开始运棒开始运动到速度到速度v32 m/s的的过程中程
28、中电阻阻R产生的生的热量量为8.6 J，则该过程所需的程所需的时间是多少？是多少？答案：答案：(1)4 m/s(2)3 m/s(3)0.5 s 2在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t做如图乙所示变化时，图中正确表示线圈中感应电动势E变化的是(A)3如如图所示，有两根和水平方向成所示，有两根和水平方向成角的光滑平行的金属角的光滑平行的金属轨道，上端接有可道，上端接有可变电阻阻R，下端足，下端足够长，空，空间有垂直于有垂直于轨道道平面的匀平面的匀强强磁磁场，磁感，磁感应强强度度为B.一根一根质量量为m的金属杆
29、从的金属杆从轨道上由静止滑下，道上由静止滑下，经过足足够长的的时间后，金属杆的速度会后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度近于一个最大速度vm，则(BC) A如果如果B增大，增大，vm将将变大大 B如果如果变大，大，vm将将变大大 C如果如果R变大，大，vm将将变大大 D如果如果m变小，小，vm将将变大大4如如图所示，两光滑平行金属所示，两光滑平行金属导轨间距距为L，直，直导线MN垂直垂直跨在跨在导轨上，且与上，且与导轨接触良好，整个装置接触良好，整个装置处于垂直于垂直纸面向面向里的匀里的匀强强磁磁场中，磁感中，磁感应强强度度为B.电容器的容器的电容容为C，除，除电阻阻R外，外，导轨和和导线的的
30、电阻均不阻均不计现给导线MN一初速度，一初速度，使使导线MN向右运向右运动，当，当电路路稳定后，定后，MN以速度以速度v向右做匀向右做匀速运速运动，则(C) A电容器两端的容器两端的电压为零零 B电阻两端的阻两端的电压为BLv C电容器所容器所带电荷量荷量为CBLv 5如如图所示，一光滑平行金属所示，一光滑平行金属轨道平面与水平面成道平面与水平面成角，两角，两导转上端用一上端用一电阻阻R相相连，该装置装置处于匀于匀强强磁磁场中，磁中，磁场方方向垂直向垂直轨道平面向上道平面向上质量量为m的金属杆的金属杆ab，以初速度，以初速度v0从从轨道底端向上滑行，滑行到某一高度道底端向上滑行，滑行到某一高度
31、h后又返回到底端若运后又返回到底端若运动过程中，金属杆保持与程中，金属杆保持与导轨垂直且接触良好，并不垂直且接触良好，并不计轨道道与金属杆与金属杆ab的的电阻及空气阻力，阻及空气阻力，(CD) A上滑上滑过程的程的时间比下滑比下滑过程程长 B金属杆金属杆ab返回到底端返回到底端时速度大小仍速度大小仍为v0 C上滑上滑过程通程通过电阻阻R的的电量与下滑量与下滑过程一程一样多多 D上滑上滑过程程电流流对电阻阻R所做的功比下滑所做的功比下滑过程多程多第一类问题：与闭合电路欧姆定律相结合第一类问题：与闭合电路欧姆定律相结合例题例题1：如图：如图,边长为边长为L均匀的正方形金属框均匀的正方形金属框架架a
32、bcd总电阻为总电阻为R，框架以速度，框架以速度v向右匀速向右匀速平动，经过磁感强度为平动，经过磁感强度为B的匀强磁场。求的匀强磁场。求下列三种情况下列三种情况ab之间的电势差。之间的电势差。(1)只有只有ab进入磁场。进入磁场。(2)(2) 线框全部进入磁场。线框全部进入磁场。(3)(3) 只有只有ab边离开磁场边离开磁场。abcdv第二类问题：与牛顿运动定律相结合第二类问题：与牛顿运动定律相结合例题例题2:如图所示导线框如图所示导线框abcd固定在竖直平面内固定在竖直平面内 , bc段的段的电阻为电阻为R,其他电阻不计其他电阻不计,ef是一个不计电阻的水平放置的是一个不计电阻的水平放置的导
33、体杆导体杆,杆长为杆长为l,质量为质量为m,杆的两端与导线框良好接触且杆的两端与导线框良好接触且能无摩擦地滑动。整个装置放在磁感强度为能无摩擦地滑动。整个装置放在磁感强度为B的匀强磁的匀强磁场中场中,磁场方向与框面垂直磁场方向与框面垂直,现在用一个恒力现在用一个恒力F竖直向上竖直向上拉拉ef使其开始上升使其开始上升,分析分析ef的运动过程并求的运动过程并求ef的最大速度。的最大速度。fabcdeF单杆受恒力单杆受恒力作用的模型作用的模型解：设匀强磁场解：设匀强磁场B方向向里，方向向里，B受力分析及过程分析：受力分析及过程分析： BmgFB 随随I的增的增大而增大大而增大F 恒力恒力efvvEI
34、FB当当 FB + mg = F 时，加速度时，加速度a = 0 速度达到最大速度达到最大练习练习1：如图，光滑的金属框架与水平面成：如图，光滑的金属框架与水平面成=30o角，匀强磁场角，匀强磁场B=0.5 T，方向与框架平面垂直向上，方向与框架平面垂直向上，金属导体金属导体ab长为长为l=，质量，质量m，具有电阻为，具有电阻为R，其，其余电阻不计，余电阻不计，求求稳定后稳定后ab导线导线达到达到的最大速度是的最大速度是多少？多少？) )abB) FNmgFBBv=2m/s思考：如果磁场竖直向上呢？思考：如果磁场竖直向上呢？注意画平面图！注意画平面图！练习练习2:如图所示如图所示,两根足够长的
35、直金属导轨两根足够长的直金属导轨MN和和PQ平平行放置在倾角为行放置在倾角为的绝缘斜面上的绝缘斜面上,两导轨间距为两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为的电阻。一根质量为m的均匀直的均匀直金属杆金属杆ab放在两导轨上放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为磁感应强度为B的匀强磁场中的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略。让导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开杆沿导轨由静止开始下滑始下滑,导轨和金属杆接触良好导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。不计它们之间的摩擦
36、。(1)画出运动后的某时刻导体杆的受力图；画出运动后的某时刻导体杆的受力图； (2)在加速下滑过程中在加速下滑过程中,当当ab杆杆的速度大小为的速度大小为 v 时的加速度的时的加速度的大小；大小； (3)求在下滑过程中求在下滑过程中,ab杆可以杆可以达到的速度最大值。达到的速度最大值。解解 ：BNmgFB练习练习3：如图所示在竖直向下的匀强磁场：如图所示在竖直向下的匀强磁场B的区域内的区域内 , 有有一个水平放置的金属框架一个水平放置的金属框架 , 框架宽度为框架宽度为l , 电阻为电阻为R , 质量质量为为m电阻为电阻为 r 的金属杆的金属杆ab能与框架良好接触能与框架良好接触 , 以初速度
37、以初速度v0开始水平向右运动。求：开始水平向右运动。求：(2)金属杆运动过程中的最金属杆运动过程中的最大加速度大加速度(3)金属杆运动速度为金属杆运动速度为v时的加速度时的加速度(4)金属杆运动过程中的最大速度和最小速度金属杆运动过程中的最大速度和最小速度(5) 整个过程中两个电阻上产生的焦耳热整个过程中两个电阻上产生的焦耳热(1)分析分析ab杆的受力情况杆的受力情况和运动情况和运动情况v0baBR单杆具单杆具有初速有初速度模型度模型第三类问题：与做功、能量转化相结合第三类问题：与做功、能量转化相结合例题例题4：如图所示：如图所示,竖直放置的竖直放置的U形导轨宽为形导轨宽为L,上上端串有电阻端
38、串有电阻R(其余导体部分的电阻都忽略不计其余导体部分的电阻都忽略不计)。磁感应强度为磁感应强度为B的匀强磁场方向的匀强磁场方向垂直于纸面向外。金属棒垂直于纸面向外。金属棒ab的质的质量为量为m,与导轨接触良好与导轨接触良好,不计摩擦，不计摩擦，从静止释放后从静止释放后ab保持水平而下滑，保持水平而下滑，试求试求ab下滑的最大速度下滑的最大速度vm 。Ra m Lb 练习练习2:如图所示，矩形线框先后以不同的速度如图所示，矩形线框先后以不同的速度v1和和 v 2匀匀速地完全拉出有界匀强磁场。设线框电阻为速地完全拉出有界匀强磁场。设线框电阻为R，且两次，且两次的始末位置相同的始末位置相同,求求(1
39、)通过导线截面的电量之比通过导线截面的电量之比(2)两次拉出过程外力做功之比两次拉出过程外力做功之比(3)两次拉出过程中电流的功率之比两次拉出过程中电流的功率之比解解:(1) q=I t= E tR=/ R q1 /q2 =1：1(2) W=FL=BIlL=B2 l2 vLR v W1W2=v1v2(3) P= E2R = B2 l2 v2R v2 P1P2= v12 v22Bv练练习习3:如如图图所所示示,电电阻阻为为R的的矩矩形形线线框框,长长为为l,宽宽为为a，在在外外力力作作用用下下,以以速速度度v向向右右匀匀速速运运动动,求求在在下下列列两两种种情情况况通通过过宽宽度度为为d、磁磁感
40、感应应强强度度为为B的的匀匀强磁场区过程中，外力所做的功：强磁场区过程中，外力所做的功：(a) l d 时。时。dBlaW=2B2a2 l v/RW=2B2a2 d v/RdBla练习练习4：如图所示，矩形线圈如图所示，矩形线圈ABCD质量为质量为m，宽度，宽度ad为为l，在竖直平面内由静止自由，在竖直平面内由静止自由下落。其下方有如图方向的匀强磁场，磁下落。其下方有如图方向的匀强磁场，磁场上、下边界水平，宽度也为场上、下边界水平，宽度也为l，线圈，线圈ab边边刚进入磁场就开始做匀速运动，那么在线刚进入磁场就开始做匀速运动，那么在线圈穿越磁场的全过程，产生了多少电热？圈穿越磁场的全过程，产生了
41、多少电热？Q =2mgdBDACll练习练习2:一矩形线圈位于一随时间一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内，变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，如图磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，如图1所示。磁感应强度所示。磁感应强度B随随 t的变化规律如图的变化规律如图2所示。以所示。以l表表示线圈中的感应电流，以图示线圈中的感应电流，以图1中线圈上箭头所示方向中线圈上箭头所示方向的电流为正，则以下的的电流为正，则以下的It图中正确的是（图中正确的是（ ）A练习练习5:由粗细均匀的电阻丝制成边长为由粗细均匀的电阻丝制成边长为l的正方形的正方形线框线框abcd，线框的总电阻为
42、，线框的总电阻为R。现将线框以水平。现将线框以水平向右的速度向右的速度v匀速穿过一宽度为匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为、磁感应强度为B的匀强磁场区域，令线框的的匀强磁场区域，令线框的cd边刚好与磁场左边刚好与磁场左边界重合时边界重合时t=0，电流沿，电流沿abcd流动的方向为正流动的方向为正(1)画出线框中电流随线框画出线框中电流随线框cd边的位移边的位移x变化的图变化的图象象(2)画出线框中画出线框中a、b两点两点间电势差间电势差uab随线框随线框cd边边的位移的位移x变化的图象变化的图象abd2lcxoB1 1、 当一个线圈中电流变化，在另当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电
43、动势的现象，一个线圈中产生感应电动势的现象，称为称为互感互感。互感现象产生的感应电。互感现象产生的感应电动势，称为动势，称为互感电动势。互感电动势。2 2、由于导体由于导体本身的电流本身的电流发生变化而发生变化而产生的电磁感应现象，叫产生的电磁感应现象，叫自感现象自感现象。自感现象中产生的电动势叫自感现象中产生的电动势叫自感电自感电动势动势。 块状金属块状金属在变化的磁场在变化的磁场中中或或在磁场中运动在磁场中运动时时,金属块内产金属块内产生的感应电流生的感应电流. 3.3.涡流涡流 ：二二. .巩固练习巩固练习: :1 1. .如如图图所所示示，L L为为自自感感系系数数较较大大的的线线圈圈
44、，电电路路稳稳定定后后小小灯灯泡泡正正常常发发光光，当当断断开开开开关关S S的的瞬瞬间间会会有有什什么么现现象象（ ）A A灯灯A A立即熄灭立即熄灭B B灯灯A A慢慢熄灭慢慢熄灭C C灯灯A A突然闪亮一下再慢慢熄灭突然闪亮一下再慢慢熄灭D D灯灯A A突然突然闪亮一下再突然熄亮一下再突然熄灭 AA A2 A1 L A1R A2 S R12、下图中，电阻、下图中，电阻R的电阻值和电感的电阻值和电感L的自感系数的自感系数都很大，但都很大，但L的直流电阻值很小，的直流电阻值很小，A1、A2是两个是两个规格相同的灯泡。则当电键规格相同的灯泡。则当电键S闭合瞬间，闭合瞬间， 比比 先亮，最后先亮，最后 比比 亮亮 。 A1A2电电磁磁感感应应小小结结产生感应电流的条件产生感应电流的条件穿穿过过闭闭合合电电路路的的磁磁通通量量发生了变化发生了变化电路要闭合电路要闭合感应电流的方向感应电流的方向右手定则右手定则楞次定律楞次定律感应电动势大小感应电动势大小导体做切割磁感线运动导体做切割磁感线运动法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律转动切割转动切割感应电动势产生机理感应电动势产生机理感生电动势感生电动势动生电动势动生电动势自感和互感、涡流自感和互感、涡流
