高二电磁感应复习

1、电磁感应规律及其应用电磁感应规律及其应用1 1、磁通量、磁通量（1Wb=1Tm1Wb=1Tm2 2）及其与磁感应强度的关系：）及其与磁感应强度的关系： 定义：穿过某个面积的磁感线条线。定义：穿过某个面积的磁感线条线。 定义式：定义式：=BS=BS 只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。生感应电流。2 2、感应电流的产生条件、感应电流的产生条件a ab bv v+ +- -SNv1 1产生电磁感应的条件产生电磁感应的条件对回路来说，产生感应电动势，必须有回路磁通量的变化；可对回路来说，产生感应电动势，必须有回路磁通量的变化

2、；可以通过以下三种方法以通过以下三种方法 （1 1）磁感强度的变化）磁感强度的变化 （2 2）线圈有效面积的变化）线圈有效面积的变化 （3 3）线圈平面的法线方向与磁场方向夹角的变化）线圈平面的法线方向与磁场方向夹角的变化对导体棒来说，只要切割磁感线，棒上就会产生感应电动势对导体棒来说，只要切割磁感线，棒上就会产生感应电动势1.1.内容内容二二 楞次定律楞次定律 感应电流具有这样的方向，感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场感应电流的磁场总是要阻碍总是要阻碍引起感应电流的磁通量引起感应电流的磁通量的变化。的变化。 2.2.说明说明 a.“a.“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”，只是，只是“延缓延

3、缓”了了的变化的变化. .b.b.增反减同，增反减同， “阻碍阻碍”的是的是“变化变化”B B感应感应原磁场原磁场B B0 0 ( (0 0=B=B0 0S S) )3.3.判定感应电流方向的步骤判定感应电流方向的步骤1.1.明确原磁场明确原磁场B BO O的方向的方向2.2.分析闭合电路中原磁通量分析闭合电路中原磁通量0 0的增、减情况的增、减情况3.3.根据楞次定律根据楞次定律( (增反减同增反减同) )确定感应电流的磁场确定感应电流的磁场BgBg方向方向4.4.利用右手螺旋定则判定感应电流利用右手螺旋定则判定感应电流I I感感的方向的方向楞次定律的内涵：感应电流总是阻碍产生它的那个原因。

4、楞次定律的内涵：感应电流总是阻碍产生它的那个原因。（1 1）原磁通量变化）原磁通量变化( (增反减同增反减同) )（2 2）物体间的相对运动）物体间的相对运动( (来阻去留来阻去留) ) 楞次定律的应用楞次定律的应用例例1 1、如图所示，轻质铝、如图所示，轻质铝环套在光滑导轨上，当磁环套在光滑导轨上，当磁铁铁N N极靠近铝环时，铝环极靠近铝环时，铝环将如何运动？将如何运动？NN NS S铝环将远离磁铁运动铝环将远离磁铁运动楞次定律的内涵：感应电流总是阻碍产生它的那个原因。楞次定律的内涵：感应电流总是阻碍产生它的那个原因。（1 1）原磁通量变化）原磁通量变化( (增反减同增反减同) )（2 2）

5、物体间的相对运动）物体间的相对运动( (来阻去留来阻去留) ) 楞次定律的应用楞次定律的应用（3 3）阻碍原电流的变化（线圈中的电流不能突变）应用在）阻碍原电流的变化（线圈中的电流不能突变）应用在解释自感现象的有关问题。解释自感现象的有关问题。例例1 1、如图所示，轻质铝环套在光滑导轨上，当磁铁、如图所示，轻质铝环套在光滑导轨上，当磁铁N N极靠近铝极靠近铝环时，铝环将如何运动？环时，铝环将如何运动？N例例1 1、如图所示，轻质铝环套在光滑导轨上，当磁铁、如图所示，轻质铝环套在光滑导轨上，当磁铁N N极靠近铝极靠近铝环时，铝环将如何运动？环时，铝环将如何运动？NNS铝环将远离磁铁运动铝环将远离

6、磁铁运动来阻去留来阻去留例例2 2、如图所示、如图所示, ,平行光滑金属导轨平行光滑金属导轨A A、B B上放置两根铜棒上放置两根铜棒a a 、 b b。当磁铁当磁铁N N极从上向下插入铜棒极从上向下插入铜棒a a 、 b b中时，铜棒中时，铜棒a a、b b是否会运动是否会运动? ?如果运动将怎样运动？如果运动将怎样运动？FFabABN答案：两根铜棒将互相靠拢，磁铁的加速度小于答案：两根铜棒将互相靠拢，磁铁的加速度小于g gN例例2 2、如图所示、如图所示, ,平行光滑金属导轨平行光滑金属导轨A A、B B上放置两根铜棒上放置两根铜棒a a 、 b b。当磁铁当磁铁N N极从上向下插入铜棒极

7、从上向下插入铜棒a a 、 b b中时，铜棒中时，铜棒a a、b b是否会运动是否会运动? ?如果运动将怎样运动？如果运动将怎样运动？abAB答案：两根铜棒将互相靠拢，磁铁的加速度小于答案：两根铜棒将互相靠拢，磁铁的加速度小于g g增缩减扩增缩减扩4 4、如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁；磁、如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁；磁铁的铁的N N极朝下，当磁铁向下运动时极朝下，当磁铁向下运动时( (但未插入线圈内部但未插入线圈内部) )，下，下列说法中正确的是列说法中正确的是 ( () )A A线圈中产生感应电流的方向与图中箭头线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁

8、铁与线圈相互吸引方向相反，磁铁与线圈相互吸引B B线圈中产生感应电流的方向与图中箭头线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥方向相同，磁铁与线圈相互排斥C C线圈中产生感应电流的方向与图中箭头线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引方向相同，磁铁与线圈相互吸引D D线圈中产生感应电流的方向与图中箭头线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥方向相反，磁铁与线圈相互排斥3 3、如图，两线圈绕在圆环铁芯上，则下列说法中正确的是、如图，两线圈绕在圆环铁芯上，则下列说法中正确的是( () )A A当当S S闭合瞬间，小电灯由暗到亮，直至正

9、常发光闭合瞬间，小电灯由暗到亮，直至正常发光B B当当S S始终闭合时，小电灯就能正常发光始终闭合时，小电灯就能正常发光C C当当S S断开瞬间，小电灯由原来的不亮到亮一下断开瞬间，小电灯由原来的不亮到亮一下D D上述说法都是错误的上述说法都是错误的C.C.B B5 5、如图，均匀带正电的绝缘圆环、如图，均匀带正电的绝缘圆环a a与金属圆环与金属圆环b b同心共面放置，当同心共面放置，当a a绕绕O O点在其所在平面内旋转时，点在其所在平面内旋转时，b b中产生顺时针方向的感应电流，且中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环具有收缩趋势，由此可知，圆环a a ( () )A

10、A顺时针加速旋转顺时针加速旋转B B顺时针减速旋转顺时针减速旋转C C逆时针加速旋转逆时针加速旋转D D逆时针减速旋转逆时针减速旋转B B6 6、如图，有一固定的超导体圆环，在其右侧放一条形磁铁，此、如图，有一固定的超导体圆环，在其右侧放一条形磁铁，此时圆环中没有电流，当把磁铁向右方移走时，由于电磁感应，时圆环中没有电流，当把磁铁向右方移走时，由于电磁感应，在超导体圆环中产生了一定的电流，则这时的感应电流在超导体圆环中产生了一定的电流，则这时的感应电流 ( () )A A方向如图所示，将很快消失方向如图所示，将很快消失B B方向如图所示，将继续维持方向如图所示，将继续维持C C方向与图示相反，

11、将很快消失方向与图示相反，将很快消失D D方向与图示相反，将继续维持方向与图示相反，将继续维持D D(1)1)S S闭合后，将螺线管闭合后，将螺线管A A插入螺线管插入螺线管B B的过程中，电流表的指针将的过程中，电流表的指针将如何偏转？如何偏转？(2)(2)线圈线圈A A放在放在B B中不动时，指针如何偏转？中不动时，指针如何偏转？(3)(3)线圈线圈A A放在放在B B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针如何偏转？指针如何偏转？(4)(4)线圈线圈A A放在放在B B中不动，突然切断开关中不动，突然切断开关S S时，电流表指针如何偏转

12、时，电流表指针如何偏转？6 6、在、在“研究电磁感应现象研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图甲接线，以的实验中，首先要按图甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；然后按图查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；然后按图乙将电流表与线圈乙将电流表与线圈B B连成一个闭合电路，将线圈连成一个闭合电路，将线圈A A、电池、滑动、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路在甲图中，当闭合变阻器和开关串联成另一个闭合电路在甲图中，当闭合S S时，时，观察到电流表指针向左偏观察到电流表指针向左偏( (不通电指针停在正中央不通电指针停在正中央) )。在乙图中（4)向左偏(1)向右偏(

13、2)不偏转(3)向右偏2 2、法拉第电磁感应定律、法拉第电磁感应定律（1 1）决定感应电动势大小因素：穿过这个闭合电路中的磁通量的）决定感应电动势大小因素：穿过这个闭合电路中的磁通量的变化快慢变化快慢. .平均变化率决定该段时间内的平均电动势；瞬时变化率平均变化率决定该段时间内的平均电动势；瞬时变化率（即（即-t-t图的切线斜率）图的切线斜率）决定该时刻的瞬时电动势。决定该时刻的瞬时电动势。（2 2）注意区分磁通量，磁通量的变化量，磁通量的变化率的不同）注意区分磁通量，磁通量的变化量，磁通量的变化率的不同三、电磁感应定律三、电磁感应定律Ent（3 3）感应电动势大小的计算式：）感应电动势大小的

14、计算式： （4 4）几种题型）几种题型 线圈面积线圈面积S S不变，磁感应强度均匀变化：不变，磁感应强度均匀变化：BEnSt磁感强度磁感强度B B不变，线圈面积均匀变化：不变，线圈面积均匀变化：B SEnnBLvtB B、S S均不变，线圈绕过线圈平面内的某一轴转动时均不变，线圈绕过线圈平面内的某一轴转动时 21coscosBSBSEnt练练1 1：有一面积为：有一面积为S S100cm100cm2 2的金属环，电阻为的金属环，电阻为R R0.10.1，环中，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在t t1 1t t2 2时时间内金属

15、环中产生的感应电动势间内金属环中产生的感应电动势 、通过金属、通过金属环的电流环的电流 、通过金属环的电荷量为、通过金属环的电荷量为_ 0.01v0.01c0.1A面积面积S S不变时不变时,E,EnSBnSBtt的应用的应用: :练练2:2:如图所示，一个如图所示，一个500500匝的线圈的两端跟匝的线圈的两端跟R R9999的电阻的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20 20 ，电阻为，电阻为11，满足下列情况下时，满足下列情况下时, ,求线圈磁场所产生求线圈磁场所产生的感应电动势的感应电动势E?E?2cm通过电阻通过电

16、阻R的电流又各为为多少？的电流又各为为多少？1,1,磁感应强度以磁感应强度以10T10Ts s的变化率均匀增加的变化率均匀增加2,2,磁感应强度随时间变化满足以下关系磁感应强度随时间变化满足以下关系: : B=(10+10t)T B=(10+10t)T3,3,磁场的磁感应强度随时间变化的图象如磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图所示图所示: :5 5：如图，线圈内有理想边界的匀强磁场，当磁感应强度均匀增：如图，线圈内有理想边界的匀强磁场，当磁感应强度均匀增加时，有一带电微粒静止于水平放置的平行板电容器中间，若加时，有一带电微粒静止于水平放置的平行板电容器中间，若线圈的匝数为线圈的匝数为n ,n

17、 ,粒子的质量为粒子的质量为m m，带电量为，带电量为q q，线圈面积为，线圈面积为s s，平行板电容器两板间的距离为平行板电容器两板间的距离为d d，求磁感应强度的变化率。，求磁感应强度的变化率。 t t1 1t t2 2B B1 1B B2 2B Bt t0 0t tB B=q=qUmgdmgUd开开电场力与重力平衡：得=ntBESEU开由感应电动势的计算：及得：=tqBmgdnS+-粒子带负电粒子带负电 练3：半径为：半径为r r、电阻为、电阻为R R的金属环通过某直径的轴的金属环通过某直径的轴OOOO以角速以角速度度做匀速转动，如图所示。匀强磁场的磁感应强度为做匀速转动，如图所示。匀强

18、磁场的磁感应强度为B B，从金，从金属环的平面的磁场方向重合时开始计时，则在转过属环的平面的磁场方向重合时开始计时，则在转过3030的过程中。的过程中。求：求：(1)(1)环中产生的感应电动势的平均值是多大？环中产生的感应电动势的平均值是多大？ (2) (2)金属环某一横截面内通过的电荷量是多少？金属环某一横截面内通过的电荷量是多少？2 2）磁感应强度）磁感应强度B B不变时不变时,E,EnBSnBStt的应用的应用: :22B rqRR解：解： 求感应电动势的平均值时，一般要用公式求感应电动势的平均值时，一般要用公式(1)(1)金属环在转过金属环在转过3030的过程中，磁通量的变化量的过程中

19、，磁通量的变化量: :6t 又23EtB r所以2sin02B rBS 26EqIIRt（ ）由于 和 Ent3.3.导体切割磁感线时产生感应电动势大小的计算：导体切割磁感线时产生感应电动势大小的计算：1 1） 公式：公式：EBlv2 2） 若导体在磁场中绕着导体上的某一点转动时，若导体在磁场中绕着导体上的某一点转动时，21122EBlBlvBlv条件：条件：B B、L L、v v三个量两两垂直三个量两两垂直（1 1）公式中的）公式中的L L指有效切割长度：即在垂直速度投影上的长度指有效切割长度：即在垂直速度投影上的长度说明：说明：（2 2）v v取平均速度时取平均速度时,E,E为平均感应电动

20、势为平均感应电动势;V;V到瞬时电动势时到瞬时电动势时E E为为瞬时感应电动势。瞬时感应电动势。 （3 3）转动切割时，可取导体平均速度求感应电动势。）转动切割时，可取导体平均速度求感应电动势。 3 3、矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动时产生交流电、矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动时产生交流电从中性面计时从中性面计时最大值最大值sinmeEtmEN BS四、自感现象：导体自身回路电流的变化而引起的电磁感应现象四、自感现象：导体自身回路电流的变化而引起的电磁感应现象1 1、自感电动势：、自感电动势：IELt自作用：总是阻碍电流的变化作用：总是阻碍电流的变化；增反减同增反减同L L自感系数自感系数

21、由线圈决定由线圈决定 单位：亨利单位：亨利 (H)(H)、mHmH、 HH线圈越粗、线圈越长、线圈越密、有铁心，线圈越粗、线圈越长、线圈越密、有铁心，L L越大越大通电自感：通电自感：2 2、两种自感现象：、两种自感现象：断电自感：断电自感：镇流器结构和作用：镇流器结构和作用：启动时提供瞬时高压启动时提供瞬时高压 正常工作时降压限流正常工作时降压限流1)1)通电自感通电自感实验电路实验电路S S闭合的瞬闭合的瞬间间小灯泡小灯泡亮度变化亮度变化原因原因A A1 1A A2 2A A1 1先亮先亮由于由于A A1 1支路为纯电阻电支路为纯电阻电路，不产生自感现象路，不产生自感现象A A2 2逐渐变

22、亮最后逐渐变亮最后与与A A1 1一样亮一样亮由于由于L L的自感的自感 作用阻碍作用阻碍A A2 2支路电流增大，出现支路电流增大，出现“延迟延迟” ” 现象现象2)2)断电自感断电自感实验电路实验电路 S S断开断开的瞬的瞬间间小灯泡小灯泡亮度变化亮度变化原因原因A A1 1A A2 2A A1 1突然亮一下突然亮一下再逐渐熄灭再逐渐熄灭L L为自感系数较大的线圈，断开为自感系数较大的线圈，断开S S后，后，L L中产生自感电动势，与中产生自感电动势，与A A1 1组成闭合回路线圈中的电流组成闭合回路线圈中的电流在原来电流值基础上逐渐减小。在原来电流值基础上逐渐减小。A A2 2立刻熄灭立

23、刻熄灭R R0 0为纯电阻不产生自感现象，为纯电阻不产生自感现象，A A2 2立即熄灭立即熄灭7 7、如图所示的、如图所示的(a)(a)、(b)(b)两个电路中，两个电路中，电阻电阻R R和自感线圈和自感线圈L L的电阻值都小，且的电阻值都小，且小于灯泡小于灯泡A A的电阻，接通开关的电阻，接通开关S S，使电，使电路达到稳定，灯泡路达到稳定，灯泡A A发光，则发光，则 ( ( ) )A A在电路在电路(a)(a)中，断开中，断开S S后，后，A A将逐渐变暗将逐渐变暗B B在电路在电路(a)(a)中，断开中，断开S S后，后，A A将先变得更亮，然后逐渐变暗将先变得更亮，然后逐渐变暗C C在

24、电路在电路(b)(b)中，断开中，断开S S后，后，A A将逐渐变暗将逐渐变暗D D在电路在电路(b)(b)中，断开中，断开S S后，后，A A将先变得更亮，然后逐渐变暗将先变得更亮，然后逐渐变暗ADAD8 8：如图所示的电路，：如图所示的电路，D D1 1和和D D2 2是两个相同的小电珠，是两个相同的小电珠，L L是一个自感是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与系数相当大的线圈，其电阻与R R相同，由于存在自感现象，在电相同，由于存在自感现象，在电键键S S接通和断开时，灯泡接通和断开时，灯泡D D1 1和和D D2 2先后亮暗的次序是：先后亮暗的次序是： ( )( )A. A. 接通时接通

25、时D D1 1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D D1 1后暗；后暗；B. B. 接通时接通时D D2 2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D D2 2后暗；后暗；C. C. 接通时接通时D D1 1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D D1 1先暗；先暗；D. D. 接通时接通时D D2 2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D D2 2先暗先暗A A9 9、如图所示的电路中，、如图所示的电路中，A A1 1和和A A2 2是完全相同的灯泡，线圈是完全相同的灯泡，线圈L L的电阻的电阻可以忽略不计，下列说法中正确的是（可以忽略不计，下列说法中正确的是（ ）A A合上开关合上开关S S接通电路时，接通

26、电路时，A A2 2先亮先亮A A1 1后亮，最后一样亮后亮，最后一样亮B B合上开关合上开关S S接通电路时，接通电路时，A A1 1和和A A2 2始终一样亮始终一样亮C C断开开关断开开关S S切断电路时，切断电路时，A A2 2立即熄灭，立即熄灭，A A1 1过一会熄灭过一会熄灭D D断开开关断开开关S S切断电路时，切断电路时，A A1 1和和A A2 2都要过一会才熄灭都要过一会才熄灭合上开关合上开关S S接通电路时：接通电路时：A A2 2先亮先亮A A1 1后亮，后亮，断开开关断开开关S S切断电路时：切断电路时： A A1 1和和A A2 2都要过一会才熄灭。都要过一会才熄灭

27、。A DA D1010、如图所示是演示自感现象的电路图、如图所示是演示自感现象的电路图.L.L是一个电阻很小的带是一个电阻很小的带铁芯的自感线圈铁芯的自感线圈,A,A是一个标有是一个标有“6V6V，4w”4w”的小灯泡的小灯泡, ,电源电动电源电动势为势为6V6V，内阻为，内阻为33，在实验中（），在实验中（）A.SA.S闭合的瞬间灯泡闭合的瞬间灯泡A A中有电流通过中有电流通过, ,其方向是从其方向是从ababB.SB.S闭合后，灯泡闭合后，灯泡A A不能正常工作不能正常工作C.SC.S由闭合而断开瞬间，灯由闭合而断开瞬间，灯A A中无电流中无电流D.SD.S由闭合而断开瞬间，灯由闭合而断开

28、瞬间，灯A A中有电流通过，中有电流通过，其方向为从其方向为从babaA DA D1111、如图所示，、如图所示，L L为电感足够大而电阻可以忽略的电感线圈，为电感足够大而电阻可以忽略的电感线圈，A A、B B两只灯泡完全相同，则下列说法中正确的是（两只灯泡完全相同，则下列说法中正确的是（ ）A.A.电键闭合时，电键闭合时，A A灯逐渐变亮，灯逐渐变亮，B B灯立刻变亮灯立刻变亮B.B.电键闭合时，电键闭合时，A A灯与灯与B B灯同时亮，灯同时亮，接着接着A A灯逐渐熄灭，灯逐渐熄灭，B B灯变得更亮灯变得更亮C.C.电键断开时，电键断开时，A A灯立刻熄灭，灯立刻熄灭，B B灯逐渐熄灭灯逐

29、渐熄灭D.D.电键断开时，电键断开时，A A灯逐渐熄灭，灯逐渐熄灭，B B灯立刻熄灭灯立刻熄灭B D12.12.如图所示电路中，电源电动如图所示电路中，电源电动E=6VE=6V，内阻，内阻不计，不计，L L1 1、L L2 2两灯均标有两灯均标有“6V 0.3A”6V 0.3A”，电，电阻阻R R与电感线圈的直流电阻与电感线圈的直流电阻R RL L阻值相等，均阻值相等，均为为2020欧欧. .试分析：试分析：S S闭合和断开的瞬间，求闭合和断开的瞬间，求L L1 1、L L2 2两灯的亮度变化两灯的亮度变化. . S S闭合时：闭合时：L L1 1、L L2 2同时发光，且同时发光，且L L2

30、 2 比比L L1 1亮，稍后两灯一样亮亮，稍后两灯一样亮 S S断开的瞬间，求断开的瞬间，求L L1 1立刻熄灭，立刻熄灭，L L2 2逐渐熄灭逐渐熄灭 另一种特殊的电磁感应现象另一种特殊的电磁感应现象涡流。涡流。涡涡流在实际生活中有许多应用，比如：发电流在实际生活中有许多应用，比如：发电机、电动机和变压器等。机、电动机和变压器等。 根据法拉第电磁感应定律及麦克斯根据法拉第电磁感应定律及麦克斯韦电磁场理论，当如右图所示的磁场变韦电磁场理论，当如右图所示的磁场变化时，导体中的自由电子就会在此电场化时，导体中的自由电子就会在此电场力的作用下定向移动从而产生感应电流，力的作用下定向移动从而产生感应

31、电流，这种感应电流是、像旋涡一样的闭合的这种感应电流是、像旋涡一样的闭合的曲线，我们把它叫涡电流。曲线，我们把它叫涡电流。B BE E2 2、涡流、涡流1313、如图所示，在蹄形磁铁的两极间有一可以自由转动的铜、如图所示，在蹄形磁铁的两极间有一可以自由转动的铜盘盘( (不计各种摩擦不计各种摩擦) )，现让铜盘转动下面对观察到的现象描，现让铜盘转动下面对观察到的现象描述及解释正确的是：述及解释正确的是： ( )( )A A铜盘中没有感应电动势、没有感应电流，铜盘中没有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去铜盘将一直转动下去B B铜盘中有感应电动势、没有感应电流，铜盘中有感应电动势、没有感应

32、电流，铜盘将一直转动下去铜盘将一直转动下去C C铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将很快停下铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将很快停下D D铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将越转越快铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将越转越快 C CEntEIRr电压（电势差）电压（电势差）22UPUII RRR RB B v vR Rb ba ar r1 1、与电路相关问题：、与电路相关问题：四四. . 综合应用题型综合应用题型2. 2. 电磁感应现象中的动态过程分析电磁感应现象中的动态过程分析3. 3. 用功能观点分析电磁感应现象中的有关问题用功能观点分析电磁感应现象中的有关问题1.

33、1. 电磁感应现象中电路问题电磁感应现象中电路问题例例1 1：如图所示，在磁感应强度为：如图所示，在磁感应强度为0.2T0.2T的匀强磁场中，长为的匀强磁场中，长为0.5m0.5m的导体的导体ABAB在金属框架上，以在金属框架上，以15m/s15m/s的速度向右滑动，的速度向右滑动，R R1 1=R=R2 2=20=20，ABAB电阻电阻55其它电阻不计，则：其它电阻不计，则：（1 1）流过）流过ABAB的电流是多少？的电流是多少？（2 2）ABAB两端电压为两端电压为练练1 1：如图所示，用相同的均匀导线制成的：如图所示，用相同的均匀导线制成的两个圆环两个圆环a a和和b b，已知，已知a

34、a的半径是的半径是b b的两倍，若的两倍，若在在a a内存在着随时间均匀变化的磁场，内存在着随时间均匀变化的磁场，b b在磁在磁场外，场外，MN MN 两端的电压为两端的电压为U U，则当，则当b b内存在着相内存在着相同的磁场而同的磁场而a a又在磁场外时，又在磁场外时，MN MN 两点间的电两点间的电压为多少？压为多少？U/2U/2v=0.2 0.5 15V=1.5VEBL1.5(1)0.115EIAARr12121.5(2)10115EIRVVRr12=EkL Lt解：由解：由 可知，可知，例例1.1.如图所示，如图所示，U U形导线框固定在水平面上，右端放有质量为形导线框固定在水平面上

35、，右端放有质量为m m的金属棒的金属棒abab，abab与导轨间的动摩擦因数为与导轨间的动摩擦因数为，它们围成的矩形，它们围成的矩形边长分别为边长分别为L1L1、L2L2，回路的总电阻为，回路的总电阻为R R。从。从t=0t=0时刻起，在竖直时刻起，在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场B=ktB=kt，（，（k k00）那）那么在么在t t为多大时，金属棒开始移动？为多大时，金属棒开始移动？baBL1L2BILmg回路中感应电动势是恒定的，电流大小也是恒定的，当安培力回路中感应电动势是恒定的，电流大小也是恒定的，当安培力增大到等于最大静摩擦力时，增

36、大到等于最大静摩擦力时，abab将开始向左移动。这时有：将开始向左移动。这时有：2212mgRtk L L2 2、与导体棒的受力结合、与导体棒的受力结合121=kL LFBILkt LR安“电电动动电电”类型：类型：E10练练2 2、如图所示，光滑平行导轨、如图所示，光滑平行导轨MNMN、PQPQ固定在同一绝缘水平面上，固定在同一绝缘水平面上，两导轨间距为两导轨间距为L L；一长为；一长为L L、电阻为、电阻为R R、质量为、质量为m m的金属棒的金属棒abab放置放置在两导轨之上；导轨左端接内阻为在两导轨之上；导轨左端接内阻为r r、电动势为、电动势为E E的电源形成回的电源形成回路，整个装

37、置处在竖直向上、磁感应强度为路，整个装置处在竖直向上、磁感应强度为B B的匀强磁场中。导的匀强磁场中。导轨电阻不计且足够长，并与开关轨电阻不计且足够长，并与开关S S串接。求：当闭合开关串接。求：当闭合开关S S后，后，棒棒abab运动的最终速度。运动的最终速度。BMNPQ a b S E 0=()BILBELmFamm Rr安0开始加速度最大0=+EIR r开始：=+EBLvIR rv随后：随 的 增大而减小=0=00mvEBLvIaEvvBL 当： 增至使， ， ()=m+B EBLv LaR rv （随后：随 的）增大而减小导体棒做加速度减小的加速运动例：光滑金属导轨放置在匀强磁场中，例

38、：光滑金属导轨放置在匀强磁场中，金属杆金属杆abab与导轨接触良好，并由静止释与导轨接触良好，并由静止释放。已知：金属杆质量为放。已知：金属杆质量为m m，长度为，长度为L L，磁感应强度为磁感应强度为B B，导轨上联有电阻，导轨上联有电阻R R，导，导轨其它各处的电阻可忽略，且导轨足够轨其它各处的电阻可忽略，且导轨足够长、磁场足够大。问：金属杆最终可达长、磁场足够大。问：金属杆最终可达到的速度多大？到的速度多大？b bR R B Ba am mL L当当abab杆达到匀速运动后，重力与安培力平衡。有：杆达到匀速运动后，重力与安培力平衡。有：mg=BILmg=BIL。又：又：I=E/RI=E/

39、R，E=BLE=BL则则：22mgRB L“动动电电动动”类型：类型：练练2 2、如图所示，有两根和水平方向成、如图所示，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，上端接有可变电阻轨道，上端接有可变电阻R R，下端足够长，空间有垂直于轨道，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为平面的匀强磁场，磁感应强度为B B. .一根质量为一根质量为m m的金属杆从轨的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度于一个最大速度v vm m，则，则 ( () )A A如果如果B B增大，

40、增大，v vm m将变大将变大B B如果如果增大，增大，v vm m将变大将变大C C如果如果R R增大，增大，v vm m将变小将变小D D如果如果m m减小，减小，v vm m将变大将变大结合此式分析即得结合此式分析即得B B选项正确选项正确B B解析：选解析：选B.B.以金属杆为研究对象，受力如图所示根以金属杆为研究对象，受力如图所示根据牛顿第二定律得据牛顿第二定律得 mgmgsinsinF F安安mama，其中其中 当当a a00时，时，v vv vm m，解得解得: :2 2B l vFR安m2 2sinmgRvB l练练3 3、两根金属导轨平行放置在倾角为、两根金属导轨平行放置在倾

41、角为=30=30的的斜面上，导轨左端接有电阻斜面上，导轨左端接有电阻R R=10=10，导轨自身电，导轨自身电阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上，磁感强阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上，磁感强度度B B=0.5T=0.5T。质量为。质量为m m=0.1kg=0.1kg，电阻可不计的金属棒，电阻可不计的金属棒abab静止释放，沿导轨下滑（摩擦不计）。如图，设导轨足够长，静止释放，沿导轨下滑（摩擦不计）。如图，设导轨足够长，导轨宽度导轨宽度L L=2m=2m，金属棒，金属棒abab下滑过程中始终与导轨接触良好，当下滑过程中始终与导轨接触良好，当金属棒下滑金属棒下滑h h=3m=3m时，速度恰好达

42、到最大值。求此过程中金属棒时，速度恰好达到最大值。求此过程中金属棒达到的最大速度和电阻中产生的热量。达到的最大速度和电阻中产生的热量。221,EEBLvIB LvFBIRvRFL（）， ， 分析可知导体棒沿斜轨做加速度减小的加速运动220sin0mB L vamgRv增至使及速度达最大2222sin10 0.1 10 0.5/0.5/25mRmgm sBvmLs解得：=212mmvmgh此过程由能量守恒定律可得：Q+2131.2521.75mmghmvJJJ(2)Q例：电阻为例：电阻为R R的矩形导线框的矩形导线框abcdabcd，边长，边长ab=ab=l l， ad=had=h，质量为，质量

43、为m m，自某一高度自由落体，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，自某一高度自由落体，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为磁场区域的宽度为h h，如图，若线框恰好以恒定速度通过磁场，如图，若线框恰好以恒定速度通过磁场，线框内产生的焦耳热等于线框内产生的焦耳热等于 。 ( (不考虑空气阻力不考虑空气阻力) ) l lh hh h a a b b c c d d2mgh2mgh3 3、电磁感应中的能量转化：、电磁感应中的能量转化：解解: : 由能量守恒定律，线框通过磁场时减由能量守恒定律，线框通过磁场时减少的重力势能转化为线框的内能，少的重力势能转化为线框的内能，所以所以 Q=

44、2mghQ=2mgh 2 2：如图所示，裸金属线组成滑框，金属棒：如图所示，裸金属线组成滑框，金属棒abab可滑动，其电可滑动，其电阻为阻为r r，长为，长为L L，串接电阻，串接电阻R R，匀强磁场为，匀强磁场为B B，当，当abab以以V V向右匀速向右匀速运动过程中，求：运动过程中，求：（1 1）棒）棒abab产生的感应电动势产生的感应电动势E?E?（2 2）通过电阻）通过电阻R R的电流的电流I I ， abab间的电压间的电压U?U?（3 3）若保证）若保证abab匀速运动，所加外力匀速运动，所加外力F F的大小，的大小，在时间在时间t t秒内的外力做功秒内的外力做功W W大小大小

45、，功率，功率P?P?（4 4）时间）时间t t秒内棒秒内棒abab生热生热 , ,电阻电阻R R上生热上生热 ? ?1 EBlv）2abBlvBlvRRrEIUIRRrrR）、 2 22 222 223B l vB l vB l vFFBIlWFStPFvRrRrRr安培） 、 1Q2Q2222124BlvBlvQI rtrtQI RtRtR rR r） 练练1 1、两个沿水平方向且磁感应强度大小均为、两个沿水平方向且磁感应强度大小均为B B的有水平边界的有水平边界的匀强磁场，如图所示，磁场高度均为的匀强磁场，如图所示，磁场高度均为L L一个框面与磁场一个框面与磁场方向垂直、质量为方向垂直、质

46、量为m m、电阻为、电阻为R R、边长为、边长为L L的正方形金属框的正方形金属框abcdabcd，从某一高度由静止释放，当，从某一高度由静止释放，当abab边刚进入第一个磁场时，边刚进入第一个磁场时，金属框恰好做匀速直线运动；当金属框恰好做匀速直线运动；当abab边下落到边下落到GHGH和和JKJK之间的某之间的某位置时，又恰好开始做匀速直线运动整个过程空气阻力不位置时，又恰好开始做匀速直线运动整个过程空气阻力不计求金属框从计求金属框从abab边开始进入第一个磁场至刚刚到达第二个边开始进入第一个磁场至刚刚到达第二个磁场下边界磁场下边界JKJK过程中产生的热量过程中产生的热量Q QL LL L

47、K KE EF FG GH HJ Jd da ab bc c 解：设解：设abab边刚进入第一个磁场时的速边刚进入第一个磁场时的速度为度为v v1 1, ,安培力为安培力为F F1 1，框作匀速运动，框作匀速运动，11111mgFBI LEBLvIRR122RmgvB L解=得：LLKEFGHJdacbmgmgF F1 1 设设abab边到达边到达GHGH和和JKJK的之间某位置时，线的之间某位置时，线框的速度为框的速度为v v2 2、abab边的安培力为边的安培力为F F2 2、cdcd边的安培力为边的安培力为F F3 3，2322222222FFmgFBI LEBLvIRR， 122244

48、vRmgvB L=解得： 线框线框abab从开始进入第一个磁场上边界至刚从开始进入第一个磁场上边界至刚刚到达第二个磁场下边界刚到达第二个磁场下边界JKJK的过程的过程由能量守恒得：由能量守恒得：222121221mvQmgLmv mgLLBRgmQ2321544223 F F2 2F F3 3mgmgd da ab bc c1.1.如图所示，一宽如图所示，一宽40cm40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里一边长为里一边长为20cm20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度界的恒定速度v v20cm/s20cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行取它刚进入磁场的时刻一边始终与磁场区域的边界平行取它刚进入磁场的时刻t t0. 0. 在下列图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是在下列图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是d dc cb ba a思考思考: :你能作出你能作出adad间电压与时间的关系图象吗