电磁感应复习讲义

1、电磁感应复习讲义一、磁通量【例1】如图所示,两个同心放置的共面单匝金属环a和b,一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直放置.设穿过圆环a的磁通量为a,穿过圆环b的磁通量为b,已知两圆环的横截面积分别为Sa和Sb,且SaSb,则穿过两圆环的磁通量大小关系为A.a=b B.ab C.ab D.无法确定二、电磁感应现象1、18411842年，焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律。2、1820年，丹麦物理学家奥斯特电流可以使周围的磁针偏转的效应，称为电流的磁效应。3、1831年英国物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律电磁感应现象；【例2】图为“研究电磁感应现象”的实验装置.（1）

2、将图中所缺的导线补接完整.（2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上电键后（ ）A.将原线圈迅速插入副线圈时,电流计指针向右偏转一下B.将原线圈插入副线圈后,电流计指针一直偏在零点右侧C.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电流计指针向右偏转一下D.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电流计指针向左偏转一下三、感应电流与感应电动势四、感应电流产生的条件（1）文字该念性【例3】关于感应电流，下列说法中正确的是（ ）A只要闭合电路里有磁通量，闭合电路里就有感应电流 B穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生 C线框不闭合时，即使

3、穿过线框的磁通量发生变化，线框也没有感应电流 D只要电路的一部分切割磁感线运动电路中就一定有感应电流（2）图象分析性【例4】金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图6所示的运动，线圈中有感应电流的是：【例5】如图所示，在条形磁铁的外面套着一个闭合弹簧线圈，若把线圈四周向外拉，使线圈包围的面积变大，这时：A、线圈中有感应电流 B、线圈中无感应电流C、穿过线圈的磁通量增大 D、穿过线圈的磁通量减小二、感应电流的方向对楞次定律的理解：从磁通量变化的角度来看，感应电流总是 ；从导体和磁体相对运动的角度来看，感应电流总是要 ；从能量转化与守恒的角度来看，产生感应电流的过程中 能通过电磁感应转化成 电能1、

4、楞次定律的第一种表述 “增反减同”【例6】在电磁感应现象中，下列说法中正确的是( )A感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反B闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流C闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动时一定能产生感应电流D感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化2、楞次定律的第二种表述之一 “来拒去留”abcdv××××××××××××××××【例7】如图所示线框ABCD从有界的匀强磁场区域穿过，下列说法中正确的是（ ）A进入匀强磁

5、场区域的过程中，ABCD中有感应电流B在匀强磁场中加速运动时，ABCD中有感应电流C在匀强磁场中匀速运动时，ABCD中没有感应电流D离开匀强磁场区域的过程中，ABCD中没有感应电流3、楞次定律的第二种表述之二 “反抗”【例8】a、b两个金属圆环静止套在一根水平放置的绝缘光滑杆上，如图所示一根条形磁铁自右向左向b环中心靠近时，a、b两环将A两环都向左运动，且两环互相靠近B两环都向左运动，且两环互相远离C两环都向右运动，且两环靠拢Da环向左运动，b环向右运动【例9】如图所示,通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上,当螺线管中电流I减少时 （ ）A、环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小B、环有扩大的趋势以

6、阻碍原磁通量的减小C、环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的增大D、环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的增大4、右手定则5、比较电势的高低【例10】如图所示，螺线管中放有一根条形磁铁，当磁铁突然向左抽出时，A点的电势比B点的电势 ；当磁铁突然向右抽出时，A点的电势比B点的电势 。 三、法拉第电磁感应定律1、两个公式的应用（弄清两组概念）（1）感生电动势与动生电动势；A'O（2）平均电动势与瞬时电动势【例11】如下图所示，铜杆OA长为L, 在垂直于匀强磁场的平面上绕O点以角速度匀速转动，磁场的磁感应强度为B，求杆OA两端的电势差,并分析O、A两点电势的高低。四、法拉第电磁感应定律的应用1、基本概念【例

7、12】如图所示，将边长为l、总电阻为R的正方形闭合线圈，从磁感强度为B的匀强磁场中以速度v匀速拉出过程中（磁场方向垂直线圈平面）（1）所用拉力F （2）拉力F做的功W （3）拉力F的功率PF （4）线圈放出的热量Q （5）线圈发热的功率P热 （6）通过导线截面的电量q 上题中，用一个平行线框的力将此线框匀速地拉进磁场。设第一次速度为v，第二次速度为2 v，则（7）两次拉力大小之比为F1：F2=_ _，（8）拉力做的功之比为W1：W2=_ _，（9）拉力功率之比为P1：P2=_ _，（10）流过导线横截面的电量之比为q1：q2=_ _2、等效电路及电磁感应中的动力学问题【例13】如图所示，长为L

8、的金属棒ab与竖直放置的光滑金属导轨接触良好（导轨电阻不计），匀强磁场中的磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面，金属棒无初速度释放，释放后一小段时间内，金属棒下滑的速度逐渐 ，加速度逐渐 。 电磁感应与磁场、导体的受力以及运动相结合的综合题目，题中的电磁感应现象、力现象相互联系而又相互制约，其关系如下这类题目综合程度高，涉及的知识面广，解题时可将问题分解为电学和力学两部分，其应对思路分别为电学部分：一是将产生感应电动势的那部分电路等效为电源，如果电路中有几个这样的电源，要看清楚它们的串、并联关系；二是分清内外电路，利用闭合电路的欧姆定律（或部分电路欧姆定律）解决个电学量之间的关系。力学部分：分析

9、通电导体的受力情况，应用牛顿定律、动能定理、动量定理或动量守恒定律、解械能守恒定律等解决力学量之间的关系。解本类题，一般可依据“力的观点”解题，也可依据“能的观点”解题。大家应该特别熟练。本题需要注意的问题有：一是要理解“最终速度”的含义；二是要注意，安培力对于每一根金属杆来讲是外力，而对于、组成的系统而言则成了内力。【例14】如图所示，电阻为R的矩形线圈abcd，边长ab=L,bc=h，质量为m。该线圈自某一高度自由落下，通过一水平方向的匀强磁场， 磁场区域的宽度为h，磁感应强度为B。若线圈恰好以恒定速度通过磁场，则线圈全部通过磁场所用的时间为多少？ 【例15】竖直放置的光滑U形导轨宽0.5

10、m，电阻不计，置于很大的磁感应强度是1T的匀强磁场中，磁场垂直于导轨平面，如图18所示，质量为10g，电阻为1的金属杆PQ无初速度释放后，紧贴导轨下滑（始终能处于水平位置）。问：(1)到通过PQ的电量达到0.2c时，PQ下落了多大高度？(2)若此时PQ正好到达最大速度，此速度多大？ (3)以上过程产生了多少热量？【例16】如图所示，固定于水平绝缘平面上的粗糙平行金属导轨，垂直于导轨平面有一匀强磁场。质量为m的金属棒cd垂直放在导轨上，除电阻R和金属棒cd的电阻r外，其余电阻不计；现用水平恒力F作用于金属棒cd上，由静止开始运动的过程中，下列说法正确的是：A、水平恒力F对cd棒做的功等于电路中产

11、生的电能B、只有在cd棒做匀速运动时， F对cd棒做的功才等于电路中产生的电能C、无论cd棒做何种运动，它克服安培力所做的功一定等于电路中产生的电能D、R两端的电压始终等于cd棒中的感应电动势的值【例17】如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨间距为L.M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.（1）由b向a方向看到的装置如图乙所示,请在此图中画出

12、ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图.（2）在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小.（3）求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值. 【例18】如图所示,在水平台面上铺设两条很长但电阻可忽略的平行导轨MN和PQ,导轨间宽度L=0.50 m.水平部分是粗糙的,置于匀强磁场中,磁感应强度B=0.60 T,方向竖直向上.倾斜部分是光滑的,该处没有磁场.直导线a和b可在导轨上滑动,质量均为m=0.20 kg,电阻均为R=0.15.b放在水平导轨上,a置于斜导轨上高h=0.050 m处,无初速释放.设在运动过程中a、b间距离足够远,且始终与导轨MN、PQ接触并垂

13、直,回路感应电流的磁场可忽略不计.求:（1）由导线和导轨组成回路的感应电流最大值是多少?（2）如果导线与水平导轨间的动摩擦因数=0.10,当导线b的速度达到最大值时,导线a的加速度多大?（3）如果导线与水平导轨间光滑,回路中产生多少焦耳热?3、自感要求知道什么是自感，掌握自感现象中线圈中电流的变化，知道线圈的自感系数，知道自感电动势与哪些因素有关系。【例19】如图所示的电路（a）、（b）中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光 A在电路（a）中，断开S，A将渐渐变暗B在电路（a）中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C在电路（b）中，断开S，A将渐渐变暗D在电路

14、（b）中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗【例20】如图所示是日光灯的结构示意图,若按图示的电路连接,关于日光灯发光的情况,下列叙述中正确的是A.S1接通,S2、S3断开,日光灯就能正常发光B.S1、S2接通,S3断开,日光灯就能正常发光C.S3断开,接通S1、S2后,再断开S2,日光灯就能正常发光D.当日光灯正常发光后,再接通S3,日光灯仍能正常发光4、涡流要求知道什么是涡流，知道电磁阻尼和电磁驱动，知道涡流的危害和应用【例21】电磁炉（或电磁灶）是采用电磁感应原理产生涡流加热的， 它利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，当变化的磁场通过含铁质锅的底部时， 即会产生无数之小涡流，使锅体本

15、身自行高速升温，然后再加热锅内食物。 电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收， 不会泄漏，对人体健康无危害。关于电磁炉，以下说法中正确的是：A、 电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的B、 电磁炉是利用变化的磁场产生涡流，使含铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的C、 电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的D、 电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的【例22】弹簧上端固定，下端挂一只条形磁铁，使磁铁上下振动，磁铁的振动幅度不变。若在振动过程中把线圈靠近磁铁，如图4所示，观察磁铁的振幅将会发现：A、S闭合时振幅逐渐减小，S断开时振幅不变B、S闭合时振幅逐渐增大，S断开时振幅不变C、S闭合或断开，振幅变化相同D、S闭合或断开，振幅都不发生变化【例23】一矩形线圈，面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为2，外接电阻为R=8，线圈在