电磁感应前三节知识点复习及练习

1、选修3-2第一章前三节复习电磁感应现象只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流，如果电路不闭合只会产生感应电动势。这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，是1831年法拉第发现的。二感应电流的产生条件1、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化，因此研究磁通量的变化是关键，由磁通量的广义公式中（是B与S的夹角）看，磁通量的变化可由面积的变化引起；可由磁感应强度B的变化引起；可由B与S的夹角的变化引起；也可由B、S、中的两个量的变化，或三个量的同时变化引起。2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，可以产生感应电动势，感应电流，这是初中学过

2、的，其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。3、产生感应电动势、感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。三法拉第电磁感应定律 楞次定律电磁感应规律：感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定。当长L的导线，以速度，在匀强磁场B中，垂直切割磁感线，其两端间感应电动势的大小为。如图所示。设产生的感应电流强度为I，MN间电动势为，则MN受向左的安培力，要保持MN以匀速向右运动，所施外力，当行进位移为S时，外力功。为所用时间。而在时间内，电流做功，据能量转化关系，则。，M点电势高，N点电势低。此公式使用条件是方向相互垂直，如不垂直，则向垂直方向作投影。，公式 。注意: 1)该式普遍适用于求平均感应电动

3、势。2)只与穿过电路的磁通量的变化率有关, 而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关。公式二: 。要注意: 1)该式通常用于导体切割磁感线时, 且导线与磁感线互相垂直(lB )。2)为v与B的夹角。l为导体切割磁感线的有效长度(即l为导体实际长度在垂直于B方向上的投影)。公式中涉及到磁通量的变化量的计算, 对的计算, 一般遇到有两种情况: 1)回路与磁场垂直的面积S不变, 磁感应强度发生变化, 由, 此时, 此式中的叫磁感应强度的变化率, 若是恒定的, 即磁场变化是均匀的, 那么产生的感应电动势是恒定电动势。2)磁感应强度B 不变, 回路与磁场垂直的面积发

4、生变化, 则, 线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属这种情况。严格区别磁通量, 磁通量的变化量磁通量的变化率, 磁通量, 表示穿过研究平面的磁感线的条数, 磁通量的变化量, 表示磁通量变化的多少, 磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢, 公式一般用于导体各部分切割磁感线的速度相同, 对有些导体各部分切割磁感线的速度不相同的情况, 如何求感应电动势？如图1所示, 一长为l的导体杆AC绕A点在纸面内以角速度匀速转动, 转动的区域的有垂直纸面向里的匀强磁场, 磁感应强度为B, 求AC产生的感应电动势, 显然, AC各部分切割磁感线的速度不相等, , 且AC上各点的线速度大小与半径成正比,

5、 所以AC切割的速度可用其平均切割速, 故。（超经典的，我们有次考试考到过关于这个、）当长为L的导线，以其一端为轴，在垂直匀强磁场B的平面内，以角速度匀速转动时，其两端感应电动势为。如图所示，AO导线长L，以O端为轴，以角速度匀速转动一周，所用时间，描过面积，（认为面积变化由0增到）则磁通变化。在AO间产生的感应电动势且用右手定则制定A端电势高，O端电势低。面积为S的纸圈，共匝，在匀强磁场B中，以角速度匀速转坳，其转轴与磁场方向垂直，则当线圈平面与磁场方向平行时，线圈两端有最大有感应电动势。如图所示，设线框长为L，宽为d，以转到图示位置时，边垂直磁场方向向纸外运动，切割磁感线，速度为（圆运动半

6、径为宽边d的一半）产生感应电动势，端电势高于端电势。边垂直磁场方向切割磁感线向纸里运动，同理产生感应电动热势。端电势高于端电势。边，边不切割，不产生感应电动势，两端等电势，则输出端MN电动势为。如果线圈匝，则，M端电势高，N端电势低。参照俯示图，这位置由于线圈长边是垂直切割磁感线，所以有感应电动势最大值，如从图示位置转过一个角度，则圆运动线速度，在垂直磁场方向的分量应为，则此时线圈的产生感应电动势的瞬时值即作最大值.即作最大值方向的投影，（是线圈平面与磁场方向的夹角）。当线圈平面垂直磁场方向时，线速度方向与磁场方向平行，不切割磁感线，感应电动势为零。总结：计算感应电动势公式：（是线圈平面与磁场

7、方向的夹角）。注意：公式中字母的含义，公式的适用条件及使用图景。区分感应电量与感应电流, 回路中发生磁通变化时, 由于感应电场的作用使电荷发生定向移动而形成感应电流, 在内迁移的电量(感应电量)为, 仅由回路电阻和磁通量的变化量决定, 与发生磁通量变化的时间无关。因此, 当用一磁棒先后两次从同一处用不同速度插至线圈中同一位置时, 线圈里聚积的感应电量相等, 但快插与慢插时产生的感应电动势、感应电流不同, 外力做功也不同。楞次定律：1、1834年德国物理学家楞次通过实验总结出：感应电流的方向总是要使感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。即磁通量变化感应电流感应电流磁场磁通量变化。2、当闭

8、合电路中的磁通量发生变化引起感应电流时，用楞次定律判断感应电流的方向。楞次定律的内容：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流为磁通量变化。楞次定律是判断感应电动势方向的定律，但它是通过感应电流方向来表述的。通过感应电流的磁场方向和原磁通的方向的相同或相反，来达到“阻碍”原磁通的“变化”即减或增。这样一个复杂的过程，可以用图表理顺如下：（这个不太好理解、不过很好用 口诀：增缩减扩，来拒去留）楞次定律也可以理解为：感应电流的效果总是要反抗（或阻碍）产生感应电流的原因，即只要有某种可能的过程使磁通量的变化受到阻碍，闭合电路就会努力实现这种过程：（1）阻碍原磁通的变化（原始表述）；（2）阻碍相对运动，可理

9、解为“来拒去留”，具体表现为：若产生感应电流的回路或其某些部分可以自由运动，则它会以它的运动来阻碍穿过路的磁通的变化；若引起原磁通变化为磁体与产生感应电流的可动回路发生相对运动，而回路的面积又不可变，则回路得以它的运动来阻碍磁体与回路的相对运动，而回路将发生与磁体同方向的运动；（3）使线圈面积有扩大或缩小的趋势；（4）阻碍原电流的变化（自感现象）。利用上述规律分析问题可独辟蹊径，达到快速准确的效果。如图1所示，在O点悬挂一轻质导线环，拿一条形磁铁沿导线环的轴线方向突然向环内插入，判断在插入过程中导环如何运动。若按常规方法，应先由楞次定律 判断出环内感应电流的方向，再由安培定则确定环形电流对应的

10、磁极，由磁极的相互作用确定导线环的运动方向。若直接从感应电流的效果来分析：条形磁铁向环内插入过程中，环内磁通量增加，环内感应电流的效果将阻碍磁通量的增加，由磁通量减小的方向运动。因此环将向右摆动。显然，用第二种方法判断更简捷。应用楞次定律判断感应电流方向的具体步骤：（1）查明原磁场的方向及磁通量的变化情况；（2）根据楞次定律中的“阻碍”确定感应电流产生的磁场方向；（3）由感应电流产生的磁场方向用安培表判断出感应电流的方向。3、当闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时，用右手定则可判定感应电流的方向。运动切割产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例，所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律

11、的特例。用右手定则能判定的，一定也能用楞次定律判定，只是不少情况下，不如用右手定则判定的方便简单。反过来，用楞次定律能判定的，并不是用右手定则都能判定出来。如图2所示，闭合图形导线中的磁场逐渐增强，因为看不到切割，用右手定则就难以判定感应电流的方向，而用楞次定律就很容易判定。 （“因电而动”用左手，“因动而电”用右手） abcdB【例题】磁感强度为B的匀强磁场，方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置平面abcd与竖直方向成角，将abcd绕ad轴转180角，则穿过线圈平面的磁通量的变化为 A0 B2BS C2BScos D2BSsin变式练习：BM如图所示，平面M的面积为S，垂直

12、于匀强磁场B，求平面M由此位置出发绕与B垂直的轴线转过60时磁通量的变化为_，转过180时磁通量的变化量为_。1关于感应电流产生条件的说法中，正确的是( )A只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流B只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流C闭合导体的一部分若不做切割磁感线运动，闭合回路中就一定没有感应电流D当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，闭合回路中就一定有感应电流2.如图所示，矩形线圈与直线电流共面，在线圈从位置移到位置的过程中，关于线框中的磁通量的变化情况正确的说法是( )A一直增加B先增加再减少C先增加再减少再增加D先增加再减少再增加再减少3如图所示，为一个闭合

13、的金属弹簧圆圈，在它的中间插有一根条形磁铁，现用力从四周拉弹簧圆圈，使圆圈的面积增大，则通过弹簧圆圈面的磁通量 _(“变大”、“变小”或“不变”)，环内_(“能”或“不能”)产生感应电流4.(双选)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈 A、线圈 B、电流计及开关如图连接，某同学如下操作中均发现电流表的指针发生偏转，用法拉第总结的五种引起感应电流方法，对产生的原因描述正确的是( )A闭合与打开开关均发现指针偏转，是变化的电流引起的B闭合开关，线圈 A 向上拔出与向下插入时指针偏转，是运动的恒定电流引起的C闭合开关，线圈 A 中的铁芯拔出与插入，指针偏转是变化的电流引起的D闭合开关，移动滑动变阻器

14、滑片，指针偏转的原因是运动的恒定电流引起的5.如图所示，有两个同心导体圆环内环中通有顺时针方向的电流，外环中原来无电流当内环中电流逐渐增大时，外环中( )A一定有电流B不一定有电流C一定没有电流D无法确定6.如图所示，无限长直导线与矩形线框绝缘共面放置，当直导线中通以图示方向的恒定电流 I 时，线框中 _ _ 感应电 流 ； 当 I 逐 渐 增 大 时 ， 线 框 中_ _感应电流；当 I 逐渐减小时，线框中_ _感应电流(填“有”或 “无”)7.如图所示，矩形线圈沿着条形磁铁自左向右移动，则下列关于穿过线圈的磁通量的说法中正确的是( )A穿过线圈的磁通量增大B穿过线圈的磁通量减小C穿过线圈的

15、磁通量先减小后增大D穿过线圈的磁通量先增大后减小 8如图所示，ab 是水平面上一个圆的直径，在过 ab 的竖直平面内有一根通电导线 cd.已知 cd 平行与 ab，当cd 竖直向上平移时，穿过圆面积的磁通量将( )A逐渐增大B逐渐减小C始终为零D不为零，但保持不变9如图所示，矩形线框 abcd 的一边 ad 恰与长直导线重合(互相绝缘)现使线框绕不同的轴转动，不能使框中产生感应电流的是( )A以 ad 边为轴转动B以 OO为轴转动C以 bc 边为轴转动D以 ab 边为轴转动10(双选)如图所示，开始时矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内，一半在匀强磁场外，若要线圈产生感应电流，下列方法中可行

16、的是( )A将线圈向左平移一小段距离B将线圈向上平移C将线圈向右平移一小段距离D将线圈向下平移11.如图所示，闭合金属环从高h的曲面滚下，又沿曲面的另一侧上升，设闭合环初速度为零，摩擦不计，则（ ）A.若是匀强磁场，环滚上的高度小于hB.若是匀强磁场，环滚上的高度等于hC.若是非匀强磁场，环滚上的高度等于hD.若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h12如图所示,当磁场的磁感应强度B在逐渐增强的过程中,内外金属环上的感应电流的方向应为().(A)内环顺时针方向,外环逆时针方向(B)内环逆时针方向,外环顺时针方向(C)内外环均顺时针方向(D)内外环均逆时针方向13如图所示，螺线管CD的导线绕法不明.当

17、磁铁AB插入螺线管时，电路中有图示方向的感应电流产生，下列关于螺线管极性的判断正确的是（ ）A.C端一定是N极 B.C端一定是S极C.C端的极性一定与磁铁B端的极性相同D.无法判断极性的关系，因螺线的绕法不明楞次定律的推广含义1阻碍原磁通的变化如图6所示，光滑导轨MN水平放置，两根导体棒平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从上方下落(未达导轨平面)的过程中，导体P、Q的运动情况是（ ）AP、Q互相靠扰BP、Q互相远离CP、Q均静止D因磁铁下落的极性未知，无法判断2阻碍相对运动例题4上题中磁铁下落的加速度_（大于、小于或等于）重力加速度同步练习1.如图所示，MN、PQ为同一水平面内的两

18、平行导轨，导轨间有垂直于导轨平面的磁场，导体ab、cd与导轨有良好的接触并能滑动,当ab沿轨道向右滑动时，则（ ）A.cd右滑 B. cd不动C.cd左滑 D.无法确定2.甲、乙两个同心的闭合金属圆环位于同一平面内，甲环中通以顺时针方向电流I，如图15所示，当甲环中电流逐渐增大时，乙环中每段导线所受磁场力的方向是（ ）A指向圆心 B背离圆心C垂直纸面向 D垂直纸面向外3.如图所示，光滑杆ab上套有一闭合金属环，环中有一个通电螺线管。现让滑动变阻器的滑片P迅速滑动，则（ ）A当P向左滑时，环会向左运动，且有扩张的趋势B当P向右滑时，环会向右运动，且有扩张的趋势C当P向左滑时，环会向左运动，且有收

19、缩的趋势D当P向右滑时，环会向右运动，且有收缩的趋势图10-24如图10-2，两相同的铝环套在一光滑的杆上，将一条形磁铁向左插入铝环（未穿出）的过程中，两环的运动情况（ ）A同时向左运动，距离增大B同时向左运动，距离不变C同时向左运动，距离减小D同时向右运动，距离增大5.如图4所示，在一很大的有界匀强磁场上方有一闭合线圈，当闭合线圈从上方下落穿过磁场的过程中（ ）A进入磁场时加速度小于g，离开磁场时加速度可能大于g，也可能小于gB进入磁场时加速度大于g，离开时小于gC进入磁场和离开磁场，加速度都大于gD进入磁场和离开磁场，加速度都小于g6.如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形

20、导线框，当滑线变阻器R的滑动片P自左向右滑行时，线框ab将（ ）A.保持静止不动 B.沿逆时针方向转动C.沿顺时针方向转动D.发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向7.如图10所示,在一蹄形磁铁两极之间放一个矩形线框abcd。磁铁和线框都可以绕竖直轴OO自由转动。若使蹄形磁铁以某角速度转动时，线框的情况将是（ ）A静止 B随磁铁同方向转动C沿与磁铁相反方向转动 D要由磁铁具体转动方向来决定8如图11所示，在光滑水平桌面上有两个金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁，当条形磁铁自由下落时，将会出现的情况是（ ）A两金属环将相互靠拢 B两金属环将相互排斥C磁铁的加速度会大于g D磁

21、铁的加速度会小于g法拉第电磁感应定律一、选择题1、彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面，下图中穿过线圈的磁通量可能为零的是（双选）2、伟大的物理学家法拉第是电磁学的奠基人，在化学、电化学、电磁学等领域都做出过杰出贡献，下列陈述中不符合历史事实的是（）A法拉第首先引入“场”的概念来研究电和磁的现象B法拉第首先引入电场线和磁感线来描述电场和磁场C法拉第首先发现了电流的磁效应现象D法拉第首先发现电磁感应现象并给出了电磁感应定律3、如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量a和b大小关系为：A.ab B.abC.ab D.无法比较4、关于

22、感应电动势大小的下列说法中，正确的是 （ ）A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B线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大C线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大D线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大5、对于法拉第电磁感应定律 ，下面理解正确的是A穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大B穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零C穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势越大D穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大6、如图所示，均匀的金属长方形线框从匀强磁场中以匀速V拉出，它的两边固定有带金属滑轮的导电机构，金属框向右运动时能总是与两边良好接触，一理想电压表跨接

23、在PQ两导电机构上，当金属框向右匀速拉出的过程中，电压表的读数：（金属框的长为a，宽为b，磁感应强度为B）A恒定不变，读数为BbV B恒定不变，读数为BaVC读数变大 D读数变小7、如图所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势与导体棒位置x关系的图像是8、如图所示，一个高度为L的矩形线框无初速地从高处落下，设线框下落过程中，下边保持水平向下平动。在线框的下方，有一个上、下界面都是水平的匀强磁场区，磁场区高度为2L，磁场方向与线框平面垂直。闭合线圈下落后，刚好匀速进入磁场区，进入过程中，线圈中的感应电流I0随位移变化的图象可能是9、如图所