高中物理选修 第九章电磁感应

1、 考考 点点 点点 击击 1.电磁感应现象电磁感应现象 2.法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 3.楞次定律楞次定律 4.自感、涡流自感、涡流 考考 情情 播播 报报 1.感应电流的产生及方向的判断感应电流的产生及方向的判断 2.法拉第电磁感应定律的应用，以选择题和计法拉第电磁感应定律的应用，以选择题和计 算算 题为主，常结合电路、力学、能量转化与守题为主，常结合电路、力学、能量转化与守 恒等知识恒等知识 3.公式公式eblv的应用，平动切割、转动切割、的应用，平动切割、转动切割、 单单 杆切割和双杆切割，常与力、电综合考查杆切割和双杆切割，常与力、电综合考查 4.对电磁感应图象问题的考查主

2、要以选择题为对电磁感应图象问题的考查主要以选择题为 主，是常考知识点主，是常考知识点. 1复习本章时，要深刻理解基本概念和基本规律，领会复习本章时，要深刻理解基本概念和基本规律，领会 前后知识间的联系前后知识间的联系 2对本章的复习，一要抓住两个定律对本章的复习，一要抓住两个定律(楞次定律、法拉楞次定律、法拉 第电磁感应定律第电磁感应定律)和等效电路；二要重视理论联系实和等效电路；二要重视理论联系实 际，重视从能量角度分析问题，电磁感应的过程就际，重视从能量角度分析问题，电磁感应的过程就 是其他形式的能量转化为电能的过程另外还应注是其他形式的能量转化为电能的过程另外还应注 意以下几点：意以下几

3、点： (1)理解并熟练掌握安培定则、左手定则、右手定则的应理解并熟练掌握安培定则、左手定则、右手定则的应 用条件及其与所判断物理量之间的因果关系用条件及其与所判断物理量之间的因果关系 (2)要深刻理解要深刻理解et、it、t、bt等图象的物理意义等图象的物理意义 (3)要注意电磁感应在实际中的广泛应用，如磁悬浮原理、要注意电磁感应在实际中的广泛应用，如磁悬浮原理、 电磁阻尼、电磁驱动、电磁流量计等电磁阻尼、电磁驱动、电磁流量计等. 一、电磁感应现象一、电磁感应现象 1产生感应电流的条件：产生感应电流的条件：穿过闭合电路的穿过闭合电路的 发生变化发生变化 2引起磁通量变化的常见情况引起磁通量变化

4、的常见情况 (1)闭合电路的部分导体做闭合电路的部分导体做 运动，导致运动，导致变；变； (2)线圈在磁场中转动，导致线圈在磁场中转动，导致变；变； (3) 变化，导致变化，导致变变 磁通量磁通量 切割磁感线切割磁感线 线圈面积或磁场强弱线圈面积或磁场强弱 3产生感应电动势的条件：产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过无论回路是否闭合，只要穿过 线圈平面的线圈平面的 发生变化，线路中就有感应电动势发生变化，线路中就有感应电动势 产生产生 磁通量磁通量 电磁感应现象的实质是产生感应电动势，只有电路闭电磁感应现象的实质是产生感应电动势，只有电路闭 合时才产生感应电流合时才产生感应电流 二

5、、右手定则和楞次定律二、右手定则和楞次定律 1右手定则右手定则 (1)内容：伸开右手，让拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟内容：伸开右手，让拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟 手掌在同一个手掌在同一个 ；让；让 从掌心进入，并使拇指从掌心进入，并使拇指 指向指向 ，这时四指所指的方向就是，这时四指所指的方向就是 的方向的方向 (2)适用情况：闭合电路的部分导体适用情况：闭合电路的部分导体 产生感应电流产生感应电流 平面内平面内磁感线磁感线 导体运动的方向导体运动的方向 感应电流感应电流 切割磁感线切割磁感线 2楞次定律楞次定律 (1)内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总内容：感应电流具

6、有这样的方向，即感应电流的磁场总 要要 引起感应电流的引起感应电流的 的变化的变化 (2)适用情况：所有适用情况：所有 现象现象 阻碍阻碍磁通量磁通量 电磁感应电磁感应 1楞次定律楞次定律中中“阻碍阻碍”的的含义含义 2楞次定律的使用步骤楞次定律的使用步骤 3楞次定律的推广楞次定律的推广 对楞次定律中对楞次定律中“阻碍阻碍”的含义可以推广为感应电流的效的含义可以推广为感应电流的效 果总是阻碍产生感应电流的原因：果总是阻碍产生感应电流的原因： (1)阻碍原磁通量的变化阻碍原磁通量的变化 “增反减同增反减同”； (2)阻碍相对运动阻碍相对运动 “来拒去留来拒去留”； (3)使线圈平面有扩大或缩小的

7、趋势使线圈平面有扩大或缩小的趋势 “增缩减扩增缩减扩”； (4)阻碍原电流的变化阻碍原电流的变化( (自感现象自感现象) ) “增反减同增反减同” 如果考查的问题不涉及感应电流的方向，则用楞次定如果考查的问题不涉及感应电流的方向，则用楞次定 律的推广含义进行研究可以使分析问题的过程简化律的推广含义进行研究可以使分析问题的过程简化 1如图如图911所示，光滑所示，光滑 固定导轨固定导轨m、n水平放置，水平放置， 两根导体棒两根导体棒p、q平行放于平行放于 导轨上，形成一个闭合回导轨上，形成一个闭合回 路，当一条形磁铁从高处路，当一条形磁铁从高处 下落接近回路时下落接近回路时 () 图图911 a

8、p、q将互相靠拢将互相靠拢 bp、q将互相远离将互相远离 cp、q保持静止保持静止 d因磁铁的极性未知，故无法判断因磁铁的极性未知，故无法判断p、q运动方向运动方向 解析：解析：条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过闭合回路的条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过闭合回路的 磁通量将增加，根据楞次定律，感应电流产生的磁场将阻磁通量将增加，根据楞次定律，感应电流产生的磁场将阻 碍这一磁通量的增加，具体表现应为：使回路面积减小以碍这一磁通量的增加，具体表现应为：使回路面积减小以 延缓磁通量的增加，故延缓磁通量的增加，故a正确正确 答案：答案：a 1应用现象应用现象 基本现象基本现象应用的定则或定律应用的定

9、则或定律 运动电荷、电流产生磁场运动电荷、电流产生磁场安培定则安培定则 磁场对运动电荷、电流有作用力磁场对运动电荷、电流有作用力左手定则左手定则 电磁电磁 感应感应 部分导体做切割磁感线运动部分导体做切割磁感线运动右手定则右手定则 闭合回路磁通量变化闭合回路磁通量变化楞次定律楞次定律 2应用区别应用区别 关键是抓住因果关系：关键是抓住因果关系： (1)因电而生磁因电而生磁(ib)安培定则；安培定则； (2)因动而生电因动而生电(v、bi)右手定则；右手定则； (3)因电而受力因电而受力(i、bf安 安)左手定则 左手定则 判断感应电流方向的右手定则是楞次定律的特例，在导判断感应电流方向的右手定

10、则是楞次定律的特例，在导 体切割磁感线的情况下，用右手定则比楞次定律方便体切割磁感线的情况下，用右手定则比楞次定律方便 2如图如图912所示，所示， 水平放置的两条光滑轨水平放置的两条光滑轨 道上有可自由移动的金道上有可自由移动的金 属棒属棒pq、mn，当，当pq在在 外力作用下运动时，外力作用下运动时，mn 在磁场力的作用下向右运在磁场力的作用下向右运 动，则动，则pq所做的运动可能所做的运动可能 是是 () 图图912 a向右加速运动向右加速运动 b向左加速运动向左加速运动 c向右减速运动向右减速运动 d向左减速运动向左减速运动 解析：解析：分析该类问题，首先要明确分析该类问题，首先要明确

11、pq运动是引起运动是引起mn运动的运动的 原因，然后根据楞次定律和左手定则判断原因，然后根据楞次定律和左手定则判断 由右手定则，由右手定则，pq向右加速运动，穿过向右加速运动，穿过l1的磁通量向上且增加，的磁通量向上且增加， 由楞次定律和左手定则可判断由楞次定律和左手定则可判断mn向左运动，故向左运动，故a错错 若若pq向左加速运动，情况正好和选项向左加速运动，情况正好和选项a相反，故相反，故b对对 若若pq向右减速运动，由右手定则，穿过向右减速运动，由右手定则，穿过l1的磁通量向上且减的磁通量向上且减 小，由楞次定律和左手定则可判知小，由楞次定律和左手定则可判知mn向右运动，故向右运动，故c

12、对对 若若pq向左减速运动，情况恰好和选项向左减速运动，情况恰好和选项c相反，故相反，故d错错 答案：答案：bc (2009浙江高考浙江高考)如图如图913 所示，在磁感应强度大小为所示，在磁感应强度大小为b、方向竖直向、方向竖直向 上的匀强磁场中，有一质量为上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为、阻值为r 的闭合矩形金属线框的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆用绝缘轻质细杆 悬挂在悬挂在o点，并可绕点，并可绕o点摆动金属线框从点摆动金属线框从 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

13、纸中，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面则线框中感应电流的方向是 () 图图913 aabcda bdcbad c先是先是dcbad，后是，后是abcda d先是先是abcda，后是，后是dcbad 思路点拨思路点拨分析该题的流程图如下：分析该题的流程图如下： 课堂笔记课堂笔记线框从右侧开始由静止释放，穿过线框平面的线框从右侧开始由静止释放，穿过线框平面的 磁通量逐渐减少，由楞次定律可得感应电流的方向为磁通量逐渐减少，由楞次定律可得感应电流的方向为 dcbad；线框过竖直位置继续向左摆动过程中，穿过；线框过竖直位置继续向左摆动过程中，穿过 线框平面的磁通

14、量逐渐增大，由楞次定律可得感应电流的方线框平面的磁通量逐渐增大，由楞次定律可得感应电流的方 向仍为向仍为dcbad，故，故b选项正确选项正确 答案答案b 利用楞次定律确定感应电流方向，应抓住：两个方向利用楞次定律确定感应电流方向，应抓住：两个方向 (原磁场方向、感应电流磁场方向原磁场方向、感应电流磁场方向)、一个变化、一个变化(磁通量增加磁通量增加 或减少或减少)、两个定律、两个定律(楞次定律和安培定则楞次定律和安培定则) 一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心若仅考一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心若仅考 虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空 ()

15、 a由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势下端高由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势下端高 b由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势上端高由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势上端高 c沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属 杆中感应电动势上端高杆中感应电动势上端高 d沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属 杆中一定没有感应电动势杆中一定没有感应电动势 思路点拨思路点拨分析该题时应注意以下三点：分析该题时应注意以下三点： (1)确定赤道上空地磁场分布情况；确定赤道上空地磁场分布情况；

16、(2)飞机沿不同方向飞行时，金属杆切割磁感线的情况；飞机沿不同方向飞行时，金属杆切割磁感线的情况； (3)右手定则确定感应电动势的高低右手定则确定感应电动势的高低 课堂笔记课堂笔记赤道上方的地磁场方向是由南指向北，根据右赤道上方的地磁场方向是由南指向北，根据右 手定则，飞机由东向西飞行时，杆下端电势高，而飞机由西手定则，飞机由东向西飞行时，杆下端电势高，而飞机由西 向东飞行时，杆上端电势高，故向东飞行时，杆上端电势高，故a、b对若飞机沿经线由南对若飞机沿经线由南 向北或由北向南水平飞行时，杆均不切割磁感线，杆中不会向北或由北向南水平飞行时，杆均不切割磁感线，杆中不会 产生感应电动势，故产生感应

17、电动势，故c错、错、d正确正确 答案答案abd 利用右手定则判断时，应明确磁场方向、切割方向及感利用右手定则判断时，应明确磁场方向、切割方向及感 应电流方向与手掌的对应关系，且应分清左、右手应电流方向与手掌的对应关系，且应分清左、右手. 如图如图914所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线 圈的绕向在图中已经标出左线圈连着平行导轨圈的绕向在图中已经标出左线圈连着平行导轨m和和n，导，导 轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处于，金属棒处于 垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是垂直纸面向外的匀强磁场中，下列

18、说法中正确的是 () 图图914 a当金属棒当金属棒ab向右匀速运动时，向右匀速运动时，a点电势高于点电势高于b点，点，c点电势点电势 高于高于d点点 b当金属棒当金属棒ab向右匀速运动时，向右匀速运动时，b点电势高于点电势高于a点，点，c点与点与d 点为等电势点为等电势 c当金属棒当金属棒ab向右加速运动时，向右加速运动时，b点电势高于点电势高于a点，点，c点电势点电势 高于高于d点点 d当金属棒当金属棒ab向右加速运动时，向右加速运动时，b点电势高于点电势高于a点，点，d点电点电 势高于势高于c点点 思路点拨思路点拨解答本题首先要明确磁场的方向，再假设能解答本题首先要明确磁场的方向，再假设

19、能 形成闭合电路，然后用右手定则判断感应电流的电流方向，形成闭合电路，然后用右手定则判断感应电流的电流方向， 从而判断电势的高低端从而判断电势的高低端 课堂笔记课堂笔记当金属棒当金属棒ab向右匀速运动切割磁感线时，金属向右匀速运动切割磁感线时，金属 棒产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流方向为棒产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流方向为ab.根根 据电流从电源据电流从电源(ab相当于电源相当于电源)正极流出沿外电路回到电源负正极流出沿外电路回到电源负 极的特点，可以判断极的特点，可以判断b点电势高于点电势高于a点又左线圈中的感应电点又左线圈中的感应电 动势恒定，则感应电流也恒定，所以穿过右

20、线圈的磁通量保动势恒定，则感应电流也恒定，所以穿过右线圈的磁通量保 持不变，不产生感应电流，持不变，不产生感应电流，c点与点与d点等电势，故点等电势，故a错误，错误，b正正 确当金属棒确当金属棒ab向右加速运动时，由右手定则可推断向右加速运动时，由右手定则可推断ba， 电流沿逆时针方向，又由电流沿逆时针方向，又由eblv可知可知ab导体两端的导体两端的e不断增大，不断增大， 那么左边电路中的感应电流也不断增大，由安培定则可判断那么左边电路中的感应电流也不断增大，由安培定则可判断 它在铁芯中的磁感线是沿逆时针方向的，并且它在铁芯中的磁感线是沿逆时针方向的，并且 磁感应强度不断增强，所以右边电路的

21、线圈中向上的磁通量磁感应强度不断增强，所以右边电路的线圈中向上的磁通量 不断增加由楞次定律可判断右边电路的感应电流应沿逆时不断增加由楞次定律可判断右边电路的感应电流应沿逆时 针方向，而在右边电路中，感应电动势仅产生于绕在铁芯上针方向，而在右边电路中，感应电动势仅产生于绕在铁芯上 的那部分线圈上，把这个线圈看成电源，由于电流是从的那部分线圈上，把这个线圈看成电源，由于电流是从c沿沿 内电路内电路(即右线圈即右线圈)流向流向d，所以，所以d点电势高于点电势高于c点，故点，故c错误，错误，d 正确正确 答案答案bd 产生电动势的那部分导体，相当于电源，且在电源内部产生电动势的那部分导体，相当于电源，

22、且在电源内部 电流应由负极电流应由负极(低电势低电势)流向正极流向正极(高电势高电势) 1(2009广东理基广东理基)发现通电导线周围存在磁场的科学家是发现通电导线周围存在磁场的科学家是 () a洛伦兹洛伦兹b库仑库仑 c法拉第法拉第 d奥斯特奥斯特 解析：解析：洛伦兹发现运动电荷在磁场中受磁场力洛伦兹发现运动电荷在磁场中受磁场力(洛伦兹力洛伦兹力)，库，库 仑总结出了库仑定律，法拉第发现了电磁感应现象，奥斯特仑总结出了库仑定律，法拉第发现了电磁感应现象，奥斯特 发现通电导体周围存在磁场发现通电导体周围存在磁场 答案：答案：d 2如图如图915所示为地磁场磁感线的示意图在北半球地所示为地磁场磁

23、感线的示意图在北半球地 磁场的竖直分量向下飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持磁场的竖直分量向下飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持 水平，飞机高度不变由于地磁场的作用，金属机翼上有电水平，飞机高度不变由于地磁场的作用，金属机翼上有电 势差设飞行员左方机翼末端处的电势为势差设飞行员左方机翼末端处的电势为1，右方机翼末，右方机翼末 端处的电势为端处的电势为2，则，则 () a若飞机从西往东飞，若飞机从西往东飞，1比比2高高 b若飞机从东往西飞，若飞机从东往西飞，2比比1高高 c若飞机从南往北飞，若飞机从南往北飞，1比比2高高 d若飞机从北往南飞，若飞机从北往南飞，2比比1高高 解析：对解析：对a a选项

24、：磁场竖直分量向下，手心向上，拇指指向选项：磁场竖直分量向下，手心向上，拇指指向 飞机飞行方向，四指指向左翼末端，故飞机飞行方向，四指指向左翼末端，故1 1 2 2，a a正正 确同理，飞机从东往西飞，仍是确同理，飞机从东往西飞，仍是1 1 2 2，b b错从南往错从南往 北、从北往南飞，都是北、从北往南飞，都是1 1 2 2，故故c选项正确，选项正确，d选项错选项错 误误答案答案：ac 3现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈a、线圈、线圈b、零、零 刻度在中央的电流计及开关按如图刻度在中央的电流计及开关按如图916所示连所示连 接在开关闭合、线圈接在开关闭

25、合、线圈a放在线圈放在线圈b中的情况下，某同学中的情况下，某同学 发现当他将滑动变阻器的滑动端发现当他将滑动变阻器的滑动端p向左加速滑动时，电流向左加速滑动时，电流 计指针向右偏转由此可以推断计指针向右偏转由此可以推断 () 图图916 a线圈线圈a向上移动或滑动变阻器的滑动端向上移动或滑动变阻器的滑动端p向右加速滑动，向右加速滑动， 都能引起电流计指针向左偏转都能引起电流计指针向左偏转 b线圈线圈a中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指 针向右偏转针向右偏转 c滑动变阻器的滑动端滑动变阻器的滑动端p匀速向左或匀速向右滑动，都能匀速向左或匀速向右滑

26、动，都能 使电流计指针静止在中央使电流计指针静止在中央 d因为线圈因为线圈a、线圈、线圈b的绕线方向未知，故无法判断电流的绕线方向未知，故无法判断电流 计指针偏转的方向计指针偏转的方向 解析：解析：由于变阻器滑动头由于变阻器滑动头p向左加速滑动时，可使向左加速滑动时，可使b中磁通量中磁通量 减少而产生的电流为减少而产生的电流为i0，当，当p向右加速滑动时向右加速滑动时b中磁通量增加而中磁通量增加而 产生的电流为产生的电流为i1，i1与与i0方向相反，所以指针应向左偏，而线方向相反，所以指针应向左偏，而线 圈圈a向上移动，可使向上移动，可使b中磁通量减少，引起中磁通量减少，引起b中感应电流与中感

27、应电流与i0同同 向，指针向右偏，故向，指针向右偏，故a错；错；a中铁芯向上拔出或断开开关，激中铁芯向上拔出或断开开关，激 发的发的b中感应电流与中感应电流与i0同向，电流计指针向右偏转，选项同向，电流计指针向右偏转，选项b正确；正确； c项中有感应电流产生，指针应偏转，故项中有感应电流产生，指针应偏转，故c错；因为无需明确错；因为无需明确 感应电流的具体方向，故感应电流的具体方向，故d错错 答案：答案：b 4电阻电阻r、电容、电容c与一线圈连与一线圈连 成闭合回路，条形磁铁静成闭合回路，条形磁铁静 止于线圈的正上方，止于线圈的正上方，n极极 朝下，如图朝下，如图917所示所示 现使磁铁开始自

28、由下落，现使磁铁开始自由下落， 在在n极接近线圈上端的过程中，流过极接近线圈上端的过程中，流过r 的电流方向和电容器极板的带电情况是的电流方向和电容器极板的带电情况是 () 图图917 a从从a到到b，上极板带正电，上极板带正电 b从从a到到b，下极板带正电，下极板带正电 c从从b到到a，上极板带正电，上极板带正电 d从从b到到a，下极板带正电，下极板带正电 解析：解析：在在n极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁感线方极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁感线方 向向下，磁通量增大，由楞次定律可判定流过线圈的电流方向向下，磁通量增大，由楞次定律可判定流过线圈的电流方 向向下，外电路电流由向向下，

29、外电路电流由b流向流向a，同时线圈作为电源，下端应，同时线圈作为电源，下端应 为正极，则电容器下极板电势高，带正电为正极，则电容器下极板电势高，带正电d项正确项正确 答案：答案：d 5(2009海南高考海南高考)一长直铁芯上绕有一长直铁芯上绕有 一固定线圈一固定线圈m，铁芯右端与一木质，铁芯右端与一木质 圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合 金属环金属环n，n可在木质圆柱上无摩擦可在木质圆柱上无摩擦 移动移动m连接在如图连接在如图918所示所示 的电路中，其中的电路中，其中r为滑线变阻器，为滑线变阻器，e1 和 和e2为直流电源，为直流电源，s为单刀双掷开关为单刀双掷开

30、关 下列情况中，可观测到下列情况中，可观测到n向左运动的是向左运动的是 () 图图918 a在在s断开的情况下，断开的情况下，s向向a闭合的瞬间闭合的瞬间 b在在s断开的情况下，断开的情况下，s向向b闭合的瞬间闭合的瞬间 c在在s已向已向a闭合的情况下，将闭合的情况下，将r的滑动头向的滑动头向c端移动时端移动时 d在在s已向已向a闭合的情况下，将闭合的情况下，将r的滑动头向的滑动头向d端移动时端移动时 解析：解析：由图可知，由图可知，a、b中都是通电发生电磁感应，由楞次中都是通电发生电磁感应，由楞次 定律可得，产生的感应电流的磁场要阻碍原磁场的变化，定律可得，产生的感应电流的磁场要阻碍原磁场的

31、变化， 都是产生排斥作用，都是产生排斥作用，n将向右运动；而将向右运动；而c、d在通电情况下在通电情况下 移动滑动变阻器，滑动头向移动滑动变阻器，滑动头向c端移动时，接入电路中的电阻端移动时，接入电路中的电阻 变大，电流变小，由楞次定律可知两者互相吸引，变大，电流变小，由楞次定律可知两者互相吸引，n将向左将向左 运动，反之，当滑动头向运动，反之，当滑动头向d移动时，移动时，n将向右运动故只有将向右运动故只有c 项正确项正确 答案：答案：c 一、感应电动势一、感应电动势 1定义：定义：在在 现象中产生的电动势产生电动势现象中产生的电动势产生电动势 的那部分导体相当于电源，其电阻相当于电源的内阻的

32、那部分导体相当于电源，其电阻相当于电源的内阻 2产生条件：产生条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的无论电路是否闭合，只要穿过电路的 发发 生变化，电路中就一定产生感应电动势生变化，电路中就一定产生感应电动势 磁通量磁通量 电磁感应电磁感应 3感应电流与感应电动势的关系感应电流与感应电动势的关系 (1)在等效电源内部电流由在等效电源内部电流由 极流向极流向 极极 (2)遵守遵守 定律，即定律，即i . 二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律 1法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 (1)内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的 成正比成

33、正比 (2)公式：公式： . 负负正正 闭合电路欧姆闭合电路欧姆 磁通量的变化率磁通量的变化率 en 2导体切割磁感线的情形导体切割磁感线的情形 (1)一般情况：运动速度一般情况：运动速度v和磁感线方向夹角为和磁感线方向夹角为，则，则e . (2)常见情况：运动速度常见情况：运动速度v和磁感线方向垂直，则和磁感线方向垂直，则e . (3)导体棒在磁场中转动：导体棒以端点为轴，在匀强磁场导体棒在磁场中转动：导体棒以端点为轴，在匀强磁场 中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势ebl (平均速度取中点位置线速度平均速度取中点位置线速度 l) blvsin b

34、lv bl2 en 往往用来求往往用来求t时间内的平均感应电动时间内的平均感应电动 势，而势，而e blvsin常用来求瞬时电动势，但两公式又是常用来求瞬时电动势，但两公式又是 统一的统一的 三、自感现象三、自感现象 1概念：概念：由于线圈本身的电流发生由于线圈本身的电流发生 而产生的电磁感应而产生的电磁感应 现象现象 变化变化 2自感电流：自感电流：在自感现象中产生的感应电流总是在自感现象中产生的感应电流总是 原原 电流的变化电流的变化 阻碍阻碍 3自感电动势：自感电动势：在在 现象中产生的感应电动势现象中产生的感应电动势 (1)大小表达式：大小表达式：e .(其中其中 为电流变化率，为电流

35、变化率，l为自感为自感 系数系数) (2)自感系数自感系数 影响因素：影响因素： 、 、 单位：亨利单位：亨利(h)；1 h mh h. 自感自感 l 线圈匝数线圈匝数横截面积横截面积有无铁芯有无铁芯 103106 四、涡流四、涡流 1概念：概念：发生电磁感应时，导体中产生的像水的旋涡样的发生电磁感应时，导体中产生的像水的旋涡样的 感应电流感应电流 2产生原因：产生原因：变化的电流产生变化的电流产生 ，激发出，激发出 ， 形成感应电流形成感应电流 变化的磁场变化的磁场 感生电场感生电场 1感应电动势的大小决定于穿过回路的磁通量的变化率感应电动势的大小决定于穿过回路的磁通量的变化率 ， 而与磁通

36、量而与磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化量的大小没有必然联的大小没有必然联 系系 2磁通量的变化率磁通量的变化率 是是t图象上某点切线的斜率图象上某点切线的斜率 3若若 恒定，则恒定，则e不变用不变用en 所求的感应电动势为整所求的感应电动势为整 个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势 4磁通量的变化常由磁通量的变化常由b的变化或的变化或s的变化两种情况引起的变化两种情况引起 (1)当当仅由仅由b的变化引起时，的变化引起时，ens . (2)当当仅由仅由s的变化引起时，的变化引起时，enb . 1很大，很大， 可能很小，可能很小，

37、很小，很小， 可能很大，感应电可能很大，感应电 动势的大小由动势的大小由 决定决定 2计算通过导体截面积的电荷量时，要用电流或电动势的计算通过导体截面积的电荷量时，要用电流或电动势的 平均值即平均值即q t t ，q大小与大小与有关有关 1下列说法正确的是下列说法正确的是() a线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电 动势一定越大动势一定越大 b线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动 势一定越大势一定越大 c线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应 电动势一定越大电动势一

38、定越大 d线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应 电动势越大电动势越大 解析：解析：a、b两项显然违背法拉第电磁感应定律内容对于两项显然违背法拉第电磁感应定律内容对于 c项，磁感应强度越大，线圈的磁通量不一定大，项，磁感应强度越大，线圈的磁通量不一定大，也不也不 一定大，一定大， 更不一定大，故更不一定大，故c错只有错只有d项，磁通量变化项，磁通量变化 得快，即得快，即 大，由于大，由于en 可知，选项可知，选项d正确正确 答案：答案：d 1适用范围：该公式只适用于导体切割磁感线运动的情况适用范围：该公式只适用于导体切割磁感线运动的情况 2对对“”的理

39、解：公式的理解：公式eblvsin中的中的“”为为b与与v方向间方向间 的夹角，当的夹角，当90(即即bv)时，时，eblv. 3对对l的理解：公式的理解：公式eblvsin中的中的l为有效切割长度，即导体为有效切割长度，即导体 在与在与v垂直的方向上的投影长度，如图垂直的方向上的投影长度，如图921所示，有效所示，有效 长度长度l分别为：分别为： (甲甲)图：图：lcdsin； (乙乙)图：沿图：沿v1方向运动时，方向运动时，lmn 沿沿v2方向运动时，方向运动时，l0； (丙丙)图：沿图：沿v1方向运动时，方向运动时，l r 沿沿v2方向运动时，方向运动时，l0 沿沿v3方向运动时，方向运

40、动时，lr. 4公式公式eblvsin中的中的v若为瞬时速度，则若为瞬时速度，则e为瞬时电动为瞬时电动 势；当势；当v为平均速度，为平均速度，e为平均电动势为平均电动势 图图921 2(2009山东高考山东高考)如图如图922所示，所示， 一导线弯成半径为一导线弯成半径为 a的半圆形闭合回路的半圆形闭合回路 虚线虚线mn右侧有磁感右侧有磁感 应强度为应强度为b的匀强磁的匀强磁 场，方向垂直于回路所在的平面回路以速度场，方向垂直于回路所在的平面回路以速度v向向 右匀速进入磁场，直径右匀速进入磁场，直径cd始终与始终与mn垂直从垂直从d点点 到达边界开始到到达边界开始到c点进入磁场为止，下列结论正

41、确点进入磁场为止，下列结论正确 的是的是 () 图图922 a感应电流方向不变感应电流方向不变 bcd段直导线始终不受安培力段直导线始终不受安培力 c感应电动势最大值感应电动势最大值embav d感应电动势平均值感应电动势平均值 bav 解析：解析：导体切割磁感线产生电动势，由右手定则可知，感导体切割磁感线产生电动势，由右手定则可知，感 应电流方向不变，应电流方向不变，a正确正确 感应电动势最大值即切割磁感线等效长度最大时的电动势，感应电动势最大值即切割磁感线等效长度最大时的电动势， 故故embav，c正确正确 b a2 t 由由得得 bav，d正确正确 答案：答案：acd 通电自感通电自感断

42、电自感断电自感 电电 路路 图图 通电自感通电自感断电自感断电自感 器材器材 要求要求 a1、a2同规格，同规格， rrl，l较大较大 l很大很大(有铁芯有铁芯) 现象现象 在在s闭合瞬间，灯闭合瞬间，灯a2 立即亮起来，灯立即亮起来，灯a1逐逐 渐变亮，最终一样亮渐变亮，最终一样亮 在开关在开关s断开时，灯断开时，灯 a渐渐熄灭或闪亮一渐渐熄灭或闪亮一 下再熄灭下再熄灭 通电自感通电自感断电自感断电自感 原原 因因 由于开关闭合时，流由于开关闭合时，流 过电感线圈的电流增过电感线圈的电流增 大，使线圈产生自感大，使线圈产生自感 电动势，阻碍了电流电动势，阻碍了电流 的增大，使流过灯的增大，使

43、流过灯a1 的电流比流过灯的电流比流过灯a2的的 电流增加得慢电流增加得慢 s断开时，线圈断开时，线圈l产生自感电产生自感电 动势，阻碍了电流的减小，动势，阻碍了电流的减小， 使电流继续存在一段时间；使电流继续存在一段时间； 灯灯a中电流反向不会立即熄中电流反向不会立即熄 灭若灭若rlia， 则则a灯熄灭前要闪亮一下；灯熄灭前要闪亮一下； 若若rl ra，原来的电流，原来的电流il ia，则灯，则灯a逐渐熄灭不再闪亮逐渐熄灭不再闪亮 一下一下 通电自感通电自感断电自感断电自感 能量转能量转 化情况化情况 电能转化为磁场能电能转化为磁场能磁场能转化为电能磁场能转化为电能 1通电时线圈产生的自感电

44、动势阻碍电流的增加且与电流通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加且与电流 方向相反，此时含线圈方向相反，此时含线圈l的支路相当于断开的支路相当于断开 2断电时线圈产生的自感电动势与原电流方向相同，在与断电时线圈产生的自感电动势与原电流方向相同，在与 线圈串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流从原线圈串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流从原 来的来的il逐渐变小但流过灯逐渐变小但流过灯a的电流方向与原来相反的电流方向与原来相反 3自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停 止，更不能使过程反向止，更不能使过程反向 3在图在图923

45、所所 示的电路中，带铁芯的、示的电路中，带铁芯的、 电阻较小的线圈电阻较小的线圈l与灯与灯a 并联，合上电键并联，合上电键s，灯，灯a 正常发光，则下列说法正常发光，则下列说法 正确的是正确的是 () 图图923 a当断开当断开s时，灯时，灯a立即熄灭立即熄灭 b当断开当断开s时，灯时，灯a突然闪亮后熄灭突然闪亮后熄灭 c若用电阻值与线圈若用电阻值与线圈l相同的电阻取代相同的电阻取代l接入电路，当断接入电路，当断 开开s时，灯时，灯a立即熄灭立即熄灭 d若用电阻值与线圈若用电阻值与线圈l相同的电阻取代相同的电阻取代l接入电路，当断接入电路，当断 开开s时，灯时，灯a突然闪亮后熄灭突然闪亮后熄灭

46、 解析：解析：当当s断开时，线圈断开时，线圈l产生自感电动势，和产生自感电动势，和a形成回路，形成回路， 又线圈又线圈l电阻较小，故电阻较小，故a突然闪亮后熄灭若用电阻代替线突然闪亮后熄灭若用电阻代替线 圈圈l，则无自感现象，断开，则无自感现象，断开s时，灯时，灯a立即熄灭选项立即熄灭选项b、c 正确正确 答案：答案：bc (2010宁波模拟宁波模拟)如图如图 924所示，金属杆所示，金属杆ab可在平可在平 行金属导轨上滑动，金属杆电阻行金属导轨上滑动，金属杆电阻 r00.5 ，长为，长为l0.3 m，导轨，导轨 一端串接一电阻一端串接一电阻r1 ，匀强磁，匀强磁 场磁感应强度场磁感应强度b2

47、 t，在，在ab以以v5 m/s向右匀速运动的过程向右匀速运动的过程 中，求：中，求： 图图924 (1)ab间感应电动势间感应电动势e和和ab间的电压间的电压u； (2)金属杆上所加沿导轨平面的水平外力金属杆上所加沿导轨平面的水平外力f的大小；的大小； (3)在在2 s时间内电阻时间内电阻r上产生的热量上产生的热量q. 思路点拨思路点拨本题属于导体切割磁感线产生电动势的计算，本题属于导体切割磁感线产生电动势的计算， 应用应用eblv和闭合电路的欧姆定律求解和闭合电路的欧姆定律求解 课堂笔记课堂笔记(1)根据公式：根据公式：eblv3 v i ，uir2 v (2)ff安 安， ，f安 安 b

48、il1.2 n (3)方法一：方法一：qri2rt8 j 方法二：方法二：2秒内产生的总热量秒内产生的总热量q等于安培力做的功等于安培力做的功 qf安 安vt 12 j 电阻电阻r上产生的热量为上产生的热量为qr q8 j 答案答案(1)3 v2 v(2)1.2 n(3)8 j 求感应电动势时，首先应弄清产生感应电动势的类求感应电动势时，首先应弄清产生感应电动势的类 型，然后选取适当规律进行求解型，然后选取适当规律进行求解 (2009全国卷全国卷)如图如图92 5所示，匀强磁场的磁感应强度所示，匀强磁场的磁感应强度 方向垂直于纸面向里，大小随时方向垂直于纸面向里，大小随时 间的变化率间的变化率

49、 k，k为负的常为负的常 量用电阻率为量用电阻率为、横截面积为、横截面积为 s的硬导线做成一边长为的硬导线做成一边长为l的方框的方框 将方框固定于纸面内，其右半部分位于磁场区域中求：将方框固定于纸面内，其右半部分位于磁场区域中求： 图图925 (1)导线中感应电流的大小；导线中感应电流的大小； (2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率磁场对方框作用力的大小随时间的变化率 思路点拨思路点拨本题利用法拉第电磁感应定律，借助欧姆定本题利用法拉第电磁感应定律，借助欧姆定 律及电阻定律求解电流同时要记住变化率概念律及电阻定律求解电流同时要记住变化率概念 课堂笔记课堂笔记(1)导线框的感应电动势为导线框

50、的感应电动势为 e l2b 导线框中的电流为导线框中的电流为 i 式中式中r是导线框的电阻，根据电阻率公式有是导线框的电阻，根据电阻率公式有 r 联立联立式，将式，将 k代入得代入得 i (2)导线框所受磁场的作用力的大小为导线框所受磁场的作用力的大小为 fbil 它随时间的变化率为它随时间的变化率为 il 由由式得式得 . 答案答案(1) (2) 确定法拉第电磁感应定律中确定法拉第电磁感应定律中时，其面积应是线圈在时，其面积应是线圈在 磁场中的有效面积磁场中的有效面积. 如图如图926所示的电路中，所示的电路中， d1和和d2是两个相同的小灯泡，是两个相同的小灯泡，l是一个是一个 自感系数相

51、当大的线圈，其阻值与自感系数相当大的线圈，其阻值与r相相 同在开关同在开关s接通和断开时，灯泡接通和断开时，灯泡d1和和 d2亮暗的顺序是亮暗的顺序是 () 图图926 a接通时接通时d1先达最亮，断开时先达最亮，断开时d1后灭后灭 b接通时接通时d2先达最亮，断开时先达最亮，断开时d1后灭后灭 c接通时接通时d1先达最亮，断开时先达最亮，断开时d1先灭先灭 d接通时接通时d2先达最亮，断开时先达最亮，断开时d1先灭先灭 思路点拨思路点拨通电时，线圈相当于较大电阻逐渐减小的过通电时，线圈相当于较大电阻逐渐减小的过 程；断电时，应先明确电流方向且要看线圈与哪些用电器程；断电时，应先明确电流方向且

52、要看线圈与哪些用电器 组成闭合回路组成闭合回路 课堂笔记课堂笔记当开关当开关s接通时，接通时，d1和和d2应该同时亮，但由于应该同时亮，但由于 自感现象的存在，流过线圈的电流由零变大时，瞬间电流几自感现象的存在，流过线圈的电流由零变大时，瞬间电流几 乎全部从乎全部从d1通过，而该电流又将同时分路通过通过，而该电流又将同时分路通过d2和和r，所以，所以 d1先达最亮，经过一段时间电路稳定后，先达最亮，经过一段时间电路稳定后，d1和和d2达到一样达到一样 亮当开关亮当开关s断开时，电源电流立即为零，因此断开时，电源电流立即为零，因此d2立刻熄灭，立刻熄灭， 而对而对d1，由于通过线圈的电流突然减弱

53、，线圈中产生自感电，由于通过线圈的电流突然减弱，线圈中产生自感电 动势，使线圈动势，使线圈l和和d1组成的闭合电路中有感应电流，所以组成的闭合电路中有感应电流，所以d1 后灭后灭 答案答案a 线圈总是阻碍电流变化电流增大时，它阻碍电流的线圈总是阻碍电流变化电流增大时，它阻碍电流的 增大，相当于电阻；电流减小时，它阻碍电流的减小，相当增大，相当于电阻；电流减小时，它阻碍电流的减小，相当 于电源于电源. (10分分)如图如图927所示，所示， 匀强磁场的磁感应强度匀强磁场的磁感应强度b0.1 t， 金属棒金属棒ad长长0.4 m，与框架宽度相，与框架宽度相 同，电阻同，电阻r1/3 ，框架电阻不计

54、，框架电阻不计， 电阻电阻r12 ，r21 .当金属棒以当金属棒以 5 m/s速度匀速向右运动时，求：速度匀速向右运动时，求： 图图927 (1)流过金属棒的感应电流为多大？流过金属棒的感应电流为多大？ (2)若图中电容器若图中电容器c为为0.3 f，则电容器中储存多少电荷量？，则电容器中储存多少电荷量？ 思路点拨思路点拨此题一要明确相当于电源的电路和以及确定电此题一要明确相当于电源的电路和以及确定电 动势，二要明确外电路的连接方式和电容器在电路中的作动势，二要明确外电路的连接方式和电容器在电路中的作 用，三要确定电容器两端的电压和电容公式的应用用，三要确定电容器两端的电压和电容公式的应用 解

55、题样板解题样板(1)金属棒产生的电动势金属棒产生的电动势 eblv0.2 v(2分分) 外电阻外电阻r (2分分) 通过金属棒的电流通过金属棒的电流i 0.2 a(2分分) (2)电容器两板间的电压电容器两板间的电压uir v (2分分) 带电荷量带电荷量qcu410 8 c (2分分) 答案答案(1)0.2 a(2)410 8 c 法拉第电磁感应定律可以综合力学和电学等知识，法拉第电磁感应定律可以综合力学和电学等知识， 因此在历界高考中都有涉及所以，对此类知识点应高因此在历界高考中都有涉及所以，对此类知识点应高 度重视度重视 1穿过闭合回路的磁通量穿过闭合回路的磁通量随时间随时间t变化的图象

56、分别如图变化的图象分别如图9 28所示，下列关于回路中产生的感应电动势所示，下列关于回路中产生的感应电动势 的论述，正确的是的论述，正确的是 () 图图9 28 a图图中，回路产生的感应电动势恒定不变中，回路产生的感应电动势恒定不变 b图图中，回路产生的感应电动势一直在变大中，回路产生的感应电动势一直在变大 c图图中，回路在中，回路在0t1时间内产生的感应电动势小于在时间内产生的感应电动势小于在t1 t2时间内产生的感应电动势时间内产生的感应电动势 d图图中，回路产生的感应电动势先变小再变大中，回路产生的感应电动势先变小再变大 解析：解析：由产生感应电动势的条件可知，回路中磁通量发生变由产生感

57、应电动势的条件可知，回路中磁通量发生变 化才能产生感应电动势，而图化才能产生感应电动势，而图中，穿过回路的磁通量中，穿过回路的磁通量是是 一恒定值，所以回路中不产生感应电动势，选项一恒定值，所以回路中不产生感应电动势，选项a错；图错；图 中，穿过闭合回路的磁通量中，穿过闭合回路的磁通量随时间随时间t均匀变化，即均匀变化，即 是一是一 恒量，由法拉第电磁感应定律产生的感应电动势与磁通量变恒量，由法拉第电磁感应定律产生的感应电动势与磁通量变 化率成正比可知，回路产生的感应电动势是一恒定值，选项化率成正比可知，回路产生的感应电动势是一恒定值，选项 b错；图错；图中，穿过回路的磁通量在中，穿过回路的磁

58、通量在0t1时间内的变化率时间内的变化率 大于在大于在t1t2时间内的变化率，所以在图时间内的变化率，所以在图中，回路在中，回路在0t1 时间内产生的感应电动势大于在时间内产生的感应电动势大于在t1t2时间内产生的感应电时间内产生的感应电 动势，选项动势，选项c错；图错；图中，穿过回路的磁通量变化率中，穿过回路的磁通量变化率 先先 变小后变大，所以回路产生的感应电动势先变小再变大，变小后变大，所以回路产生的感应电动势先变小再变大， 选项选项d正确正确 答案：答案：d 2有一种高速磁悬浮列车的设计方案是：在每节车厢底有一种高速磁悬浮列车的设计方案是：在每节车厢底 部安装强磁铁部安装强磁铁(磁场方

59、向向下磁场方向向下)，并且在沿途两条铁轨之，并且在沿途两条铁轨之 间平放一系列线圈下列说法中不正确的是间平放一系列线圈下列说法中不正确的是 () a列车运动时，通过线圈的磁通量会发生变化列车运动时，通过线圈的磁通量会发生变化 b列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快 c列车运动时，线圈中会产生感应电动势列车运动时，线圈中会产生感应电动势 d线圈中的感应电动势的大小与列车速度无关线圈中的感应电动势的大小与列车速度无关 . 解析：解析：列车运动时，安装在每节车厢底部的强磁铁产生的磁列车运动时，安装在每节车厢底部的强磁铁产生的磁 场使通过线圈的磁通量发生变化；列

60、车速度越快，通过线圈场使通过线圈的磁通量发生变化；列车速度越快，通过线圈 的磁通量变化越快，根据法拉第电磁感应定律可知，由于通的磁通量变化越快，根据法拉第电磁感应定律可知，由于通 过线圈的磁通量发生变化，线圈中会产生感应电动势，感应过线圈的磁通量发生变化，线圈中会产生感应电动势，感应 电动势的大小与通过线圈的磁通量的变化率成正比，与列车电动势的大小与通过线圈的磁通量的变化率成正比，与列车 的速度有关由以上分析可知，选项的速度有关由以上分析可知，选项a、b、c的说法正确，的说法正确， 选项选项d的说法不正确的说法不正确 答案：答案：d 3如图如图929所示是测定自感系所示是测定自感系 数很大的线