电磁感应单元复习

电磁感应复习电磁感应产生感应电流的条件穿过闭合电路的磁通量了发生变化电路要闭合感应电流的方向右手定那么楞次定律感应电动势大小导体做切割磁感线运动法拉第电磁感应定律转动切割感应电动势产生机理感生电动势动生电动势自感和互感、涡流产生感应电动势条件？1、磁通量磁通量的变化量2、产生感应电流的条件？1〕闭合电路2〕穿过闭合电路的磁通量发生变化下列图中能产生感应电流的是[]v0Av0BCωDESvFBCF××××××××××××××××××××××××××××××adbc如下图的线圈，有一半面积在匀强磁场中，假设使线圈中产生感应电流,下面方法中可行的是A将线框向左拉出磁场B以ab为轴转动(小于90°

)C以ad边为轴转动(小于60°)D以bc边为轴转动(小于60°)ABC思考１：如图示，一个长直导线穿过圆环导线的中心，并与圆环导线平面垂直，当长直导线中的电流逐渐减小时，环形导线中将：〔〕A、没有感应电流B、有逆时针方向的感应电流〔从上往下看〕C、有顺时针方向的感应电流〔从上往下看〕D、有感应电流，但方向不好确定IA例、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又与环面垂直，那么穿过两环的磁通量的大小关系为：〔〕Ａ、Фa>ФbＢ、Фa＝ФbＣ、Фa<ФbＤ、无法确定NSba××××××××abAabvMN练习8、判定以下各种情况下灯泡中是否有感应电流，假设有那么标明感应电流的方向〔1〕导体棒匀速向右运动〔2〕导体棒匀加速向右运动〔3〕导体棒匀减速向右运动〔4〕导体棒匀减速向左运动3.楞次定律：表述一：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。1、楞次定律中“阻碍〞的含意：阻碍不是阻止；可理解为“增反、减同〞2、应用楞次定律解题的步骤：〔1〕明确原磁场方向〔2〕明确穿过闭合回路的磁通量如何变化〔3〕由楞次定律确定感应电流的磁场方向〔增反减同〕〔4〕利用安培定那么确定感应电流的方向〔安培定那么〕例题：如下图，导体棒ab、bc放在两水平导轨上，且固定不动。当条形磁铁向下插入时，感应电流的方向如何？vadbcNS变式：假设导体棒ab、bc不固定，在磁铁插入时，怎样运动？靠近思考：假设把abcd的“环形〞电流的磁场等效为小磁铁，请判断它的极性。

表述二：感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因线圈变形面积变化线圈发生相对运动线圈旋转线圈存在运动趋势等效果阻碍磁通量的变化磁场强弱变化相对运动面积变化等原因感应电流产生受安培力楞次定律的另一种表述感应电流的效果，总是要对抗引起感应电流的原因。1.阻碍原磁通量的变化2.阻碍相对运动3.阻碍原电流的变化自感现象来斥去吸如图所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是()

A．向右摆动B．向左摆动C．静止 D．不能判定如右上图所示螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上,当B中通过的电流减小时，则()A．环A有缩小的趋势B．环A有扩张的趋势C．螺线管B有缩短的趋势D．螺线管B有伸长的趋势

AAD例５.如图示，一闭合的铜环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落，空气阻力不计，那么在圆环的运动过程中，以下说法正确的选项是：〔〕A.圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时大于g，B.圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时也小于g，C.圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时等于g，D.圆环在磁铁的上方时，加速度大于g，在下方时小于g.SNBFAGFAG例6、在图所示装置中，是一个绕垂直于纸面的轴转动的闭合导线框，当滑线变阻器的滑片自左向右滑动时，线框的运动情况是：〔〕A、保持静止不动B、逆时针转动C、顺时针转动D、转动方向由电源极性决定C例7、如下图，匀强磁场中吊着一柔软闭合导线框，磁场方向与线框所在平面垂直，当磁感应强度B大小增大时，可以观察到的现象是：〔〕A．假设磁场方向垂直纸面向里，线框一定收缩B．假设磁场方向垂直纸面向里，线框一定膨胀C．假设磁场方向垂直纸面向外，线框一定收缩D．不管磁场方向向里还是向外，线圈还将绕图示轴旋转AC思考：为什么D答案不对呢？我们在用楞次定律的第二种表述时就注意什么？4、感应电动势的大小法拉第电磁感应定律E=nΔΦ/Δt两种常见的形式：E=nBΔS/Δt(1)E=nSΔB/Δt(2)导体切割磁感线运动时

E=BLvsinθE=BLv

(1)

E=1/2BωL2

(2)ωOBA如图（甲）所示，螺线管匝数匝N=1500匝，横截面积S=20cm2，导线的电阻r=1.5Ω，R1=3.5Ω，R2=25Ω．穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按B—t图所示规律变化，则R2的功率为多大？解：由乙图有：由甲图：由闭合电路欧姆定律有：R2的功率：．5、自感1、自感现象：当线圈自身电流发生变化时，在线圈中引起的电磁感应现象2、自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势，与线圈中电流的变化率成正比3、自感系数〔L〕：由线圈自身的性质决定，与线圈的长短、粗细、匝数、有无铁芯有关4、自感电动势仅仅是减缓了原电流的变化，不会阻止原电流的变化或逆转原电流的变化．原电流最终还是要增加到稳定值或减小到零，在自感现象发生的一瞬间电路中的电流为原值，然后逐渐改变。5、通电自感与断电自感★如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略不计，下列说法中正确的是（）A．合上开关S接通电路时，A2先亮A1后亮，最后一样亮B．合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮C．断开开关S切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会熄灭D．断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会才熄灭一、电磁感应与电路规律结合的一般问题★两条光滑平行金属导轨间距d=0.6m，导轨两端分别接有R1=10Ω，R2=2.5Ω的电阻，磁感应强度B=0.2T的匀强磁场垂直于轨道平面向纸外，如图所示，导轨上有一根电阻为1.0Ω的导体杆MN当MN杆以v=5.0m/s的速度沿导轨向左滑动时，(1)MN杆产生的感应电动势大小为多少，哪一端电势较高？(2)用电压表测MN两点间电压时，电表的示数为多少？(3)通过电阻R1的电流为多少？通过电阻R２的电流为多少？(4)杆所受的安培力的大小为多少？方向怎样？解题关键:找出等效电源,画出等效电路综合应用3、粗细均习的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如下图，那么在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是()B12.〔扬州市2023届第二次调研〕电阻、电容与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，极朝下，如下图。现使磁铁自由下落，在极接近线圈上端的过程中，流过的电流方向和电容器极板的带电情况是〔〕A、从a到b，上极板带正电；B、从a到b，下极板带正电；C、从b到a，上极板带正电；D、从b到a，下极板带正电；D★如下图，长L1宽L2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。求：将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中，⑴拉力F大小；⑵拉力的功率P；⑶拉力做的功W；⑷线圈中产生的电热Q；⑸通过线圈某一截面的电荷量q。感应电量的求解得：二、电磁感应中的动力学问题1、当闭合回路中磁通量发生变化时，会产生感应电流，感应电流在磁场中会受到安培力的作用，从而引出力学问题！★如图所示，U形导线框固定在水平面上，右端放有质量为m的金属棒ab，ab与导轨间的动摩擦因数为μ，它们围成的矩形边长分别为L1、L2，回路的总电阻为R。从t=0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B=kt，（k>0）那么在t为多大时，金属棒开始移动？根本思路确定电源〔E，r〕感应电流

运动导体所受的安培力

合外力

a变化情况

运动状态的分析

稳定状态

I=E/(R+r)F=BILF=mav与a的方向关系★如下图，AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面的夹角为θ，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强度为B，在导轨的AC端连接一个阻值为R的电阻，一根质量为m、垂直于导轨放置的金属棒ab，从静止开始沿导轨下滑，求此过程中ab棒的最大速度。ab与导轨间的动摩擦因数为μ，导轨和金属棒的电阻都不计。？如图所示，竖直放置的U形导轨宽为L，上端串有电阻R（其余导体部分的电阻都忽略不计）。磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外。金属棒ab的质量为m，与导轨接触良好，不计摩擦。从静止释放后ab保持水平而下滑。试求ab下滑的最大速度vm。？？如果在该图上端电阻右边安一只电键，让ab下落一段距离后再闭合电键，那么闭合电键后ab的运动情况又将如何？三、电磁感应中的能量问题当闭合回路中产生感应电流时，要消耗其它形式的能转化为电能，引出能量问题！★如图所示，矩形线圈abcd质量为m，宽为d，在竖直平面内由静止自由下落。其下方有如图方向的匀强磁场，磁场上、下边界水平，宽度也为d，线圈ab边刚进入磁场就开始做匀速运动，那么在线圈穿越磁场的全过程，产生了多少电热？安培力做了多少功?2、分析能量问题，特别要注意：⑴滑动摩擦力做功，有内能出现；⑵安培力做负功会将其它形式能转化为电能，在电路中电能还将转化为内能⑶安培力做正功会将电能转化为其它形式的能；1、常见的图象有：B-tΦ-tE-tU-tI-t

F-t

E-xU-xI-x

F-x等图象(1)以上B、Φ、E、U、I、F等各矢量是有方向的，通

常用正负表示。(具体由楞次定律判断)(2)以上各物理量的大小由法拉第电磁感应定律判断〔3〕需注意的问题：

磁通量是否变化以及变化是否均匀、

感应电动势(感应电流)大小以及是否恒定、

感应电动势(感应电流)的方向、

电磁感应现象产生的过程以及时间段.①从图像上获取条件、分析物理过程②从抽象的图像出发，建立实际的物理模型4、电磁感应中的图象问题例1：磁感应强度B的正方向，线圈中的箭头为电流i的正方向〔如下图〕，线圈中感生电流i随时间而变化的图象如下图，那么磁感应强度B随时间而变化的图象可能是〔〕BiitBBBBttttABCDCD例2：匀强磁场的磁感应强度为B=0.2T，磁场宽度L=3m，一正方形金属框连长ab=d=1m，每边电阻r=0.2Ω，金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终一磁感线方向垂直，如下图。

(1)画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的(i-t)图线。(以顺时针方向电流为正)

(2)画出ab两端电压的U-t图线adbcvLBt/si/A02.5-2.50.10.20.30.4adbcvLBUab/V00.10.20.30.42-21-1t/s例3：如图(甲〕中，A是一边长为l的正方形导线框，电阻为R。今维持以恒定的速度v沿x轴运动，穿过如下图的匀强磁场的有界区域。假设沿x轴的方向为力的正方向，框在图示位置的时刻作为计时起点，那么磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线为图〔乙〕中的〔〕B例4：如下图，半径为R的闭合金属环处