物理选修3-2-第四章电磁感应总结加习题

．．．．．．．．．．第一章．．．．．．．．．．一电感现、磁应象感电.（1利用磁场产生电流的现象，叫做电磁感应现象。（2）由电磁感应现象产的电流，叫做感应电流。二产感电的件、生应流条：闭合路磁通发生化、生应流方（1磁铁运动。（2闭合电路一部分运动磁场强度变化或有效面积S变化。、“通变”注的点.（）磁通量有正负之分，求磁通量时要按代数和（标量计算法则）的方法求总的磁通量（穿过平的磁感线的净条数（2动不一定切割，切割不一定生电切割磁感线，不是在导体中产生感应电流的充要条件，归根结底还要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。、析否生应流思方法（1）判断是否产生感应流，关键是抓住两个条件：①回是闭导体回路。②穿闭合回路的磁通量发变化（2）分析磁通量是否变时，既要弄清楚磁场的磁感线分布，又要注意引起磁通量变化的三种情况：①穿闭合回路的磁场的磁感应强度发变化。②闭回路的面积生变化。③磁应强度B面积S的角发生化。三感电的向、次律.（1内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。①凡由磁通量的增加引起的感应电流，它所激发的磁场阻碍原来磁通量的增加。②凡由磁通量的减少引起的感应电流，它所激发的磁场阻碍原来磁通量的减少。（2阻碍的式（1通量而言电的磁场总是阻碍磁场磁通量的变减同感应电流的效果总是要反抗（或阻碍）引起感应电流的原因

（2就电流而言感电流的磁场阻碍原电的变化即电流增大时感电流磁场方向与原电流磁场方向相反；原电流减小时，感应电流磁场方向与原电流磁场方向相同.反同（3相对运动而言由相对运动导致的磁感应现象应电流的效果阻碍相对运动拒去留（4闭合电路的面积而言磁感应应致回路面积有变化趋势时面积收缩或扩张是为了阻碍回路磁通量的变缩扩（3适范：切电磁感应现象-1-

v（4）究象：个回路v（5）用次定的骤①明（引起感应电流的）原磁场的方向②明穿过闭合电路的磁通量（指合磁通量）是增加还是减少③根楞次定律确定感应电流的磁场方向④利安培定则确定感应电流的方向、手则.（）内容：伸开右手，让拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直或倾斜）从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向。（2作用：判断感应电流的方向与磁感线方向、导体运动方向间的关系。（3）用围：体切割磁感线。（4）研究象回路中的一部分导体。“定”.比项基本现象作用

右手定则部分导体切割磁感线判断磁场、速度v、感应电流I方关系

左手定则磁场对运动电荷的用力判断磁场B、电流I、磁场F方向

安培定则运动电荷、电流产生磁场电流与其产生的磁场间的方向关系图例

（因）（果B

（因

F

B（果）

·×（果）··××·×（因）四法第磁应律.、拉电感定（1内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比。（2公式：

E

（单匝线圈）或

E

（n匝圈对表达式的理解：①在

E

中（这里的Φ取绝对值，所以此公式只计算感应电动势的大小，的向根据楞次定律或右手定则判断的大小是由匝数及磁通量的变化率（即磁通量变化的快）决定的，与Φ或ΔΦ之间无大小上的必然联系（类比学习：关系类似于a、v和Δ的系②

当t较长时，

E

求出的是平均感应电动势；当Δt趋零时，

E

求出的是瞬时感应电动势。、E=BLv推导程.若导体斜磁感线（即导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角图所示，则感应电动势为Eθ-2-

、E=四特性.（1相互垂直性.公式E是一定得件下得出的除了磁场是匀强磁场外还要Lv三相互垂直，实际问题中当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算。（2）的效性.有长—直线（或弯曲导线）在垂直速度方向上的投影长.E=BLvsinθ或=Bv()（3瞬时对应性.

E=B·R对于E=若为时速度为瞬时感应电动势是均速度E为均感应电动势。（4）v的对性公E中指体相对磁场的速，并不是对地的速度。、式

E

和E=的别和系.区

研究对象适用范围

E整个闭合电路各种电磁感应现象

EBLvsin回路中做切割磁感线运动的那部分导体只适用于导体切割磁感线运动的情况别

计算结果适用情形

一般情况下得的是t内平均感应电一般情况下，求得的是某一时刻的瞬时感动势应电动势常用于磁感应强度变所产生的电磁感常于导体切割磁感线所产生的电磁感应应现象（场化型现象（切割）联系

E=Blvsin是

E

在一定条件下推导出来的，该公式可看作法拉第电磁感应定律的一个推论或者特殊应用。①求解体做切割磁感线运动生感应电动势的问题时，两个公式都可以用。②求某一过程（或某一段时间）内的感应电动势、平均电流、通过导体横截面的电荷量qIt）等问题，应选用

E

③求某一位置（或某一时刻）的感应电动势，计算瞬时电流、电功率及某段时间内的电功、热等问题，应选用=nθ。六自现及应、感象（1自感现象与自感电动势定：当导体中的电流发生变化时体身就产生感应电动势个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化。这种由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。这种现中产生的感应电动势，叫做自感电动势。E

自系数的单位是亨特感系数的小是由线圈本身的特性决定的：线圈越粗、越长、匝数越密，它的自感系数就越,铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯的大得多。-3-

（2）通电自感和断电自的比较电路通电自感断电自感（7）断电感的闪与不”题析.

现象接通电源的瞬间，灯泡L马上变亮，而灯2泡L是逐渐变亮.1断开开关的瞬间，灯泡L逐渐变暗，有时1灯泡会闪亮一下，然后逐渐变暗

自感电动势的作用阻碍电流的增加阻碍电流的减小关于“断电自感中小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下”问题解析①如所示，电路闭合处于稳定状态时，线圈L和L并，其电流分别为I和I，向都是从右到左。1②在开开关K瞬，灯L中来的从右到左的电流I立即消失，1

R

L

I1而由于线圈电流I由自感不能突变，故在开关K开的瞬间2通过线圈L的流与断开前那瞬间的数值相同，都是为I，2向还是从右到左，由于线圈的自感只是“阻碍”I的变小，不2

LR

I2是阻止I变，所以I维持了一瞬间后开始逐渐减小，由于圈2和灯构成闭合回路，所以在这段时间内灯L中自左向右的电流通过。

K③如原来I＞I，则在灯L熄灭之前要闪亮一下；如果原来I≤I，在灯L熄之前不会闪211一下。④原的I和I哪一个大，要由线圈L的流电阻′和L的电阻的小来决定（分流原理1如果′≥，I≤；果′R，则I＞I.2121结论电感现象中L闪亮一下再熄灭必须满足线圈L的流电阻′于灯L的阻R。七涡现及应涡现：定义特点应用防止

在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现.电流在金属块内自成闭合回路，整块金属的电阻很小，涡流往往很.（1涡流热效应的应用：如电磁灶（即电磁炉感应炉.（2涡流磁效应的应用：如涡流制动、涡流金属探测器、安检门.电动机、变压器等设备中应防止铁芯中涡流过大而导致浪费能量，损坏电器。（1途径一：增大铁芯材料的电阻.（2途径二：用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整个硅钢铁芯，增大回路电阻，削弱涡涡现的律导的外周长越长，交变磁场的频率越高，涡流就越大。-4-

专一电感中电问【】电阻为18的匀导线弯成图中直径80m的封闭金属圆环弧对圆心角为60°。将圆环垂直于磁感线方向固定在磁感应强度B=050T的强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里。一根每米电阻为25Ω的直导PQ，沿圆环平面向左以3ms的度匀速滑行（速度方向与PQ垂行中直导线与圆环紧密接触（忽略接触处电阻通过环上AB位时，求：（1）直导线段生的感电动势，并指明该段直导线中电流的方向．（2）此时圆环上发热损的电功率．专题二：磁感应图像题【例如一边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀磁场；一个长也为l的方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线ab与线框的一条边垂直ba的延长线平分导线框。在t=，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿方移，直到整个导线框离开磁场区域以i示导线框中感应电流的强度取时针方向为正下表示it关系的选项中，可能正确的是（）

a

b【例】矩形导线框固在强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流I的方向，下列选项中正确的是（）-5-

ΔtΔt三警Ft图象ΔtΔt电磁感应图象中，当属Ft图最为复杂，因为分析安培力大小时，利用的公式比较多（BIL，I

E

,

EBLv

安力方向时利用的判定规则也较右手定则次定律和左手定则【例4矩形导线框abcd放匀强磁场中，在外力制下处于静止状态，如图甲所示，磁感线方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度随间变化的图如图乙所示t时刻，磁感应强度的方向垂直导线框平面向里，在0~4s时内导线框边所受安培随时间变化的图象（规定向左为安培力的正方向）可能是（）专题三：磁感应中的学问题一处电感中力问的路——电力、先作“源”的分析——分离出电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E和r；、再进行“路”的分析——出必要的电路图（等效电路图析路结构，弄清串并联关系，求出相关部分的电流大小，以便安培力的求解。、然后是“力”的分析——出必要的受力分析图，分析力学所研究对象（常见的是金属杆、导体线圈等）的受力情况，尤其注意其所受的安培力。、接着进行“运动”状态分析—据力和运动的关系，判断出正确的运动模型。、最后运用物理规律列方程并求解——意速a=0时速v到大的点导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复地循环循环结束时加度等于零导体达到稳定运动状态住a=0速度v达大值这一特。二分和算程常的个式、关键是明确两大类对象（电学对象，力学对象）及其互相制约的关.ΔΦS电学对象：内电路（源=n或E，=n=υ、=Blω全电路=I（Rr）力学对象：受力分析：是否要考虑

安

运动分析：研究对象做什么运动.、可推出电量计算式

E

-6-

【例】如图所示，足够长的光平行金属导轨和ef，水平放置且相距，在其左端各固定一个半径为r的分之三金属光滑圆环圆面平行且竖直水导轨和圆环上各有一根与导轨垂直的金属杆，两金属杆与水平导轨、金属圆环形成闭合回路，两金属杆质量均为，阻均为，余电阻不计。整个装置放在磁感应强度大小为B方向竖向上的匀强磁场中。当用水平向右的恒力=g拉杆a达到匀速运动时，杆恰好静止在圆环上某处，试求：（1）杆做匀速运动时，回路中的感应电流（2）杆做匀速运动时的速度；（3）杆静止的位置距圆环最低点的高度。

r

B

c

a

F

f

【例图所示滑足够长的金属导轨PQ平行地固定的同一水平面上轨间距L=0，两导轨的左端之间所接受的电阻40，导轨上停放一质量m=0.kg的属杆，位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.Ω，导轨的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一水平外力F水向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U随间t变的关系如图乙所示。求金属杆开始运动经t=50，（1）通过金属杆的感应电流的大小和向；（2）金属杆的速度大小；（3）外力的时功率。

V

M

F

N

...

U/V

t/sP

Q

5甲

乙-7-

e12e12专题三：磁感应中的量问题、解磁应能问的路和法（1分析回路，分清电源和外电在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，其余部分相当于外电路。（2）分析清楚有哪些力功，明确有哪些形式的能量发生了转化。如：做功情况滑动摩擦力做功重力做功克服安培力做功安培力做正功（3）根据能量守恒列方求

能量变化特点有内能（热能）产生重力势能必然发生变化必然有其他形式的能转化为电能，并且克服安培力做多少功，就产生多少电能电能转化为其他形式的能。安培力做了多少功，就有