第四章电磁感应复习

电磁感应复习一、电磁感应现象：1．电磁感应现象：不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生，这种利用____产生_____的现象叫做电磁感应，电磁感应现象中产生的电流叫感应电流。2．产生感应电动势和感应电流的条件：（1）穿过电路的_______发生变化或导体作切割磁感线运动时产生感应电动势(注意：与线路是否闭合无关)（2）穿过闭合电路的磁通量发生变化或闭合电路的部分导体作___________运动时产生感应电流（3）磁通发生变化的几种基本情况：①回路面积不变，而磁感应强度发生变化(B变)；②磁场不变，而回路面积发生变化(S变)；③磁场和回路面积均不变，但回路平面与磁场的方向发生了变化(θ变)；④闭合电路的一部分做切割磁感线的运动.磁场电流磁通量切割磁感线例1：线圈在长直导线电流的磁场中，做如图的运动：A向右平动；B向下平动；C绕轴转动(边bc向外)；D从纸面向纸外做平动，E向上平动(边bc上有个缺口)；则线圈中有感应电流的是()答案：BCD典型题型一、感应电流产生条件判断答案：A例2、如图所示，线圈abcd垂直于有界匀强磁场，且其有一半在磁场中，另一半在磁场外，则下列哪种情况可产生感应电流：()A.以ab边为轴转过60°B.以cd边为轴转过60°C.以ab边为轴转过180°的过程中，一直有感应电流D.以cd边为轴转过180°的过程中，一直有感应电流二．感应电流(电动势)的方向楞次定律aba相当于电源正极b相当于电源负极2、闭合电路磁通量变化而引起的感应电流方向判断方法：

楞次定律1、闭合电路部分导体切割磁感线而引起的感应电流方向判断方法：右手定则四指指向电源___极正楞次定律1．内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化2．适用范围：磁通量变化而产生感应电流方向判断3．判断步骤：①明确闭合回路范围内的磁场方向（原磁场）②分析穿过闭合电路的磁通量的变化（增大、减小）③根据楞次定律判断感应电流的磁场的方向（新磁场）④利用安培定则判定感应电流的方向“增反减同”、“来拒去留”、“增缩减扩”

“阻碍但不阻止”典型题型二、判断感应电流(感应电动势)方向例3：判断感应电流方向P向右滑动答案：从上往下看，先顺时针后逆时针;顺时针->逆时针->顺时针;ABCD注：右手定则是楞次定律的一种特殊运用。右手定则适用于闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时产生感应电流的方向判断；而楞次定律适用于一切电磁感应现象中感应电流方向的判断，更具有普遍性.如图13-1所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，当滑线变阻器R的滑片P自左向右滑动时，线框ab将[]A．保持静止不动B．逆时针转动C．顺时针转动D．发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向C感应电流产生的效果总是阻碍原磁通量的变化.典型题型三.对楞次定律中“阻碍”的理解①阻碍原磁通量的变化②阻碍导体和磁体之间的相对运动例3:如图所示，a、b都很轻的铝环，环a是闭合的，环b不闭合。a、b环都固定在一根可绕O点自由转动的水平细杆上，此时整个装置静止，下列说法中正确的是()A．使条形磁铁N极垂直a环靠近a，a靠近磁铁B．使条形磁铁N极垂直a环远离a，a靠近磁铁C．使条形磁铁N极垂直b环靠近b，b靠近磁铁D．使条形磁铁N极垂直b环靠近b，b将不动感应电流产生的效果要阻碍导体和磁体之间的相对运动.√√练习:在条形磁铁的中间位置的正上方水平固定一铜质圆环，如图所示。以下判断中正确的是（不计空气阻力）（）A．释放圆环，环下落时环的机械能守恒B．释放圆环，环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁重力大C．给磁铁水平向右的初速度，磁铁滑出时做减速运动D．给磁铁水平向右的初速度，圆环产生向左的运动趋势AC③阻碍原电流的变化如图所示，线圈L1、铁芯M、线圈L2都可以自由移动，S合上后使L2中有感应电流且流过电阻R的电流方向为a→b，可采取的办法是（）A．使L2迅速靠近L1

B．断开电源开关SC．将铁芯M插入D．将铁芯M抽出AC四、法拉第电磁感应定律1.法拉第电磁感应定律：电磁感应中感应电动势的大小，即跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，即：2、特例：当导体在匀强磁场中切割磁感线时，切割法表达式

ε=BLv⊥3、注意：①产生感应电动势的那部分导体相当于电源，该电源的正负极由楞次定律来确定，注意电源内部电流是由负极流向正极.②用磁通变化计算感应电动势常见有三种情况：③导体“切割”计算感应电动势时要区分两种切割时的算法：单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则()A.线圈中0时刻感应电动势最大B.线圈中D时刻感应电动势为0C.线圈中D时刻感应电动势最大D.线圈中0至D时间内平均感应电动势为1.4V④计算一般为Δt内的平均感应电动势，它一般不等于ε的算术平均值典型题型四、答案：AB直接写出下图所示各种情况下导线ab两端的感应电动势的表达式(B.L.ν.θ已知)：切割公式答案：①E=Blvsinθ;②E=2BRv;③E=BRv公式中的L为有效切割长度：即垂直于B、垂直于v且处于磁场中的直线部分长度例、用均匀导线做成的正方形线框每边长为0.2m，正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以每秒10T的变化率增强时，线框中a、b两点电势差Uab是多少？答案：Uab=-0.1V说明：在电磁感应与电路计算的习题中，要把电源部分和外电路区分开，找出等效电路，然后利用法拉第电磁感应定律求电动势．利用闭合电路欧姆定律和串联关系进行求解是解决这类问题应采用的一般方法．五、电磁感应中的图象问题电磁感应的图象问题大致分两类:(1)给定的电磁感应过程画出或选出正确的图象(2)给定相关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量.分析图象时应注意:(1)图象中坐标轴各代表什么意义.(2)图象中纵坐标的正负表示什么意义.(3)画图象时应注意初始状态如何以及正方向的选取.(4)注意图象横轴、纵轴截距的物理意义以及图象斜率的物理意义.√B图1IBt/sO图22345E2E0E0-E0-2E0O12345t/sE2E0E0-E0-2E0O12345t/sE2E0E0-E0-2E0O12345t/sE2E0E0-E0-2E0O12345t/sABCD图3

例：（06天津）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1所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图2变化时，图3中正确表示线圈感应电动势E变化的是

例2:如图所示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里．一边长为20cm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v＝20cm/s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t＝0.在下列图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是dcba思考:你能作出ad间电压与时间的关系图象吗?[c]六、电磁感应中能量转化问题导体切割磁感线或磁通量发生变化在回路中产生感应电流，机械能或其他形式的能量便转化为电能。具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又使电能转化为机械能或内能，因此电磁感应过程中总是伴随着能量转化。W克安=E电=Q热（克服安培力做功量度闭合回路中产生的电能,感应电流做功使电能再转化为其它形式能,若为纯电阻电路,则电能全部转化为内能）

P克安=P电=P热2.建立方程时,通常采用动能定理

如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为u。