专题四电磁感应.doc

专题四 电磁感应(一)【知识梳理】一、电磁感应 楞次定律1、电磁感应现象利用磁场产生 的现象，叫电磁感应现象所产生的电流叫 ，所产生的电动势叫 2、发生电磁感应现象，产生感应电流的条件：发生电磁感应现象，产生感应电流的条件通常有如下两种表述1）当穿过线圈的 发生变化时就将发生电磁感应现象，线圈里产生 如线圈闭合，则线圈子里就将产生 3）当导体在磁场中做切割磁感线的运动时就将发生电磁感应现象，导体里产生感应电动势，如做切割感线运动的导体是某闭合电路的一部分，则电路里就将产生感应电流产生感应电动势的那部分导体相当于 应指出的是：闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，穿过闭合电路的磁通量也将发生变化所以上述两个条件从根本上还应归结磁通量的变化但如果矩形线圈abcd在匀强磁场B中以速度v平动时，尽管线圈的bc和ad边都在做切割磁感线运动，但由于穿过线圈的磁通量没有变，所以线圈回路中没有感应电流3、感应电流方向的判断（1）右手定则：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从 进入， 指向导体运动的方向，其余四指指的就是 的方向。

注意：四指指向还可以理解为感应电动势的方向、该部分导体的高电势处4、楞次定律(判断感应电流方向)（1）楞次定律的内容：感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总是 引起感应电流的磁通量的变化．（2）对楞次定律中阻碍二字的正确理解“阻碍”不是阻止，这里是阻而未止阻碍磁通量变化指：磁通量增加时，阻碍增加(感应电流的磁场和原磁场方向相反，起抵消作用)；整理为word格式磁通量减少时，阻碍减少(感应电流的磁场和原磁场方向一致，起补偿作用)，简称“增反减同”．（3）楞次定律的应用步骤“一原、二感、三电流”①明确引起感应电流的原磁场在被感应的回路上的方向；②搞清原磁场穿过被感应的回路中的磁通量增减情况；③根据楞次定律确定感应电流的磁场的方向；④运用安培定则判断出感生电流的方向二、法拉第电磁感应定律 互感和自感1、法拉第电磁感应定律在电磁感应现象中，电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的 成正比公式： ，其中n为线圈的匝数2、法拉第电磁感应定律的理解（1）的两种基本形式：①当线圈面积S不变，垂直于线圈平面的磁场B发生变化时，；②当磁场B不变，垂直于磁场的线圈面积S发生变化时，。

2）感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率，与φ的大小及△φ的大小没有必然联系3）若为恒定（如：面积S不变，磁场B均匀变化，，或磁场B不变，面积S均匀变化，），则感应电动势恒定若为变化量，则感应电动势E也为变化量，计算的是△t时间内平均感应电动势，当△t→0时，的极限值才等于瞬时感应电动势3、磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率（1）磁通量是指穿过某面积的磁感线的条数，计算式为，其中θ为磁场B与线圈平面S的夹角整理为word格式（2）磁通量的变化指线圈中末状态的磁通量与初状态的磁通量之差，，计算磁通量以及磁通量变化时，要注意磁通量的正负3）磁通量的变化率磁通量的变化率是描述磁通量变化快慢的物理量表示回路中平均感应电动势的大小，是图象上某点切线的斜率与以及没有必然联系4、对公式E =Blv的研究（1）与公式E =的比较一般地说，公式E = lvB只能用于计算导体切割磁感线时产生的感应电动势公式E =则可以用来计算所有电磁感应现象中产生的感应电动势；但公式E =只能用于计算在时间内的平均感应电动势，而公式E = lvB则既可以用来计算某段时间内的平均感应电动势，又可以用来计算某个时刻的瞬时感应电动势，只要把公式中的v分别以某段时间内的平均速度或某个时刻的瞬时速度代入即可。

2）适用条件除了磁场必须是匀强的外，磁感强度B、切割速度v、导体棒长度l三者中任意两个都应垂直的，即这三个关系必须是同时成立的如有不垂直的情况，应通过正交分解取其垂直分量代入3）公式中l的意义公式E = lvB中l的意义应理解为导体的有效切割长度所谓导体的有效切割长度，指的是切割导体两端点的连线在同时垂直于v和B的方向上的投影的长度4）公式中v的意义对于公式E = lvB中的v，首先应理解为导体与磁场间的相对速度，所以即使导体不动因则磁场运动，也能使导体切割磁感线而产生感应电动势；其次，还应注意到v应该是垂直切割速度；另外，还应注意到在“旋转切割”这类问题中，导体棒上各部分的切割速度不同，此时的v则应理解为导体棒上各部分切割速度的平均值，在数值上一般等于旋转导体棒中点的切割速度整理为word格式5、自感现象（1）自感现象当闭合回路的导体中的电流发生变化时，导体本身就产生 ，这个电动势总是 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2）实质：由于回路中流过导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象3）电流变化特点：由于感应电流总是阻碍线圈中自身电流的增大或减小，故其本身的电流的增大或减小总表现为一种“延缓”效应。

即电流变化的同时产生影响导体中电流变化的因素，此瞬时电流不会发生突变，而是较慢地达到那种变化4）自感电动势概念：在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势其效果表现为延缓导体中电流的变化大小：方向：当流过导体的电流减弱时，E自的方向与原电流的方向相同，当流过导体的电流增强时，E自的方向与原电流的方向相反整理为word格式【高考常考题型与典型例题】题型一 楞次定律的理解及应用解题思路： 1、判断磁通量的变化趋势 2、依据楞次定律判断感应电流或感应电动势产生的磁场 3、根据右手定则判定感应电流的方向例一（2009，浙江理综） 如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为、阻值为的闭合矩形金属线框用绝缘轻质细杆悬挂在点，并可绕点摆动金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面则线框中感应电流的方向是A．B．C．先是，后是D．先是，后是例二（2011，上海） 如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b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aA．顺时针加速旋转 B.顺时针减速旋转C.逆时针加速旋转 D.逆时针减速旋转题型二 法拉第电磁感应定律应用整理为word格式解题思路：紧抓定义：感应电动势与磁通量变化率的关系例一（2010，江苏单科）一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为A． B.1 C.2 D.4例二(2007，山东理综)用相同导线绕绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框、以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示。

在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud下列判断正确的是A． Ua＜Ub＜Uc＜Ud B． Ud＜Ub＜Ua＜UcC． Ua＝Ub＝Uc＝Ud D． Ub＜Ua＜Ud＜Uc题型三 自感现象的应用解题思路：1、判断是通电自感还是断电自感 2、根据自感的原理判断感应电流的方向 3、图象的判定例一（2010，北京理综）在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1 和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R 闭合开关S后，调整R ，使L1 和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I 然后，断开S 若t ¢时刻再闭合S，则在t ¢前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流 i1、流过L2的电流 i2 随时间t 变化的图像是整理为word格式 A． B． C． D．整理为word格式例二（2008，江苏单科）如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．电键K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有 A.a先变亮，然后逐渐变暗B.b先变亮，然后逐渐变暗C.c先变亮，然后逐渐变暗D.b、c都逐渐变暗题型四 电磁感应现象在运动学中的应用解题思路：1、认真审题，分析题目中物体的初始运动状况和受力状况 2、分析运动及受力状况中由电磁感应引起变化的部分，尝试重现题目整个物理情景。

3、分析题目的临界条件，如：速度最大，加速度最大，距离最远等 4、根据牛顿定律或功能关系解决问题例一abNQMPBθθ（2011，福建理综）如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角（0 <θ <90°)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中A．运动的平均速度大小为 B．下滑位移大小为C．产生的焦耳热为qBLv D．受到的最大安培力大小为整理为word格式例二（2011，四川理综19分）如图所示，间距l=0.3m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内，在水平面a1b1b2a2区域内和倾角=的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1=0.4T、方向竖直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场电阻R=0.3、质量m1=0.1kg、长为l 的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好。

一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2=0.05kg的小环已知小环以a=6 m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长取g=10 m/s2，sin=0.6，cos=0.8求 （1）小环所受摩擦力的大小；（2）Q杆所受拉力的瞬时功率巩固提高】1、如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布一铜制圆环用丝线悬挂于点，将圆环拉至位置后无初速释放，在圆环从摆向的过程中整理为word格式(A)感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针(B)感应电流方向一直是逆时针(C)安培力方向始终与速度方向相反(D)安培力方向始终沿水平方向。