電磁感應復習

1、電磁感應復習學案知識結構：回路中的磁通量變化電磁感應產生的條件特殊情況：右手定則楞次定律感應電流的方向判定特殊情況：導體切割磁感線E=BLV法拉第電磁感應定律E=/感應電動勢的大小電磁感應的實際應用：自感現(xiàn)象（自感系數(shù)L），渦流課標要求 ：1、收集資料，了解電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過程，體會人類探索自然規(guī)律的科學態(tài)度和科學精神。2、通過實驗，理解感應電流的產生條件。舉例說明電磁感應在生活和生產中的應用。3、通過探究，理解楞次定律。理解法拉第電磁感應定律。4、通過實驗了解自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象。舉例說明自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象在生活中和生產中的應用。知識要點：1電磁感應現(xiàn)象: 2感應電流的產生條件 3楞次定律：

2、感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙 。這里的阻礙可以理解為“反抗增大、補償減小”。4從磁通量變化的角度來看，感應電流“阻礙磁通量變化”。由磁通量的計算式=BScos（是指B、S之間的夾角），可知，磁通量變化=2-1有多種形式,主要有：S、不變，B改變，這時= B、不變，S改變，這時= B、S不變，改變，這時=BS（cos2-cos1）另外還有B、S、中有兩個或三個一起變化的情況。此時只能使用公式=2-1。從阻礙相對機械運動的角度來看，感應電流總是阻礙 。從阻礙自身電流變化的角度來看，感應電流“阻礙自身電流變化”。這就是 。5楞次定律的應用，可以分為五步：確定研究對象確定原磁場方向

3、； ； （增反減同）；根據(jù) 判定感應電流的方向。6對一部分導線在磁場中切割磁感線產生感應電流的情況，右手定則和楞次定律的結論是完全一致的。右手定則的內容：讓磁感線垂直穿過手心，大拇指指向 方向，四指的指向就是導體內部所產生的 的方向四指的指向還可以代表等效電源的 極。7法拉第電磁感應定律：感應電動勢的大小與 ，其數(shù)學表達式E = 。一般情況下該關系式表示的是電動勢的 值。8磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率是三個完全不同的物理量。磁通量的符號是 ，磁通量的變化量的符號為 ，磁通量的變化率的符號是 。9導體棒做切割磁感線時，感應電動勢的大小與 B成正比，與 L 成正比，與 v成正比，與 成正

4、比。 表達式為E= 。其特例為E= 。式中的v如果是瞬時值，則E表示感應電動勢的 值。10電磁感應現(xiàn)象仍然遵循能量守恒定律，在這里過程中 能轉化為 能。導體切割磁感線發(fā)生電磁感應現(xiàn)象中（發(fā)電機），導體克服安培力作功的過程，就是 能向 能的轉化，電能在回路中最后轉化為 能，其能量關系W安=E機=E電=Q。電動機電路中，歐姆定律I=U/R不再適用，是因為電動機兩端的電壓U= ，其中 表示反電動勢，反電動勢越大，表示電能向 能轉化的能力越 。其中的能量關系是UI= 。11由于線圈 發(fā)生變化而產生的電磁感應現(xiàn)象，稱為自感現(xiàn)象。自感現(xiàn)象中產生的感應電動勢稱作 。這個電動勢阻礙導體中 。當導體中的電流在增

5、大時，自感電動勢與原電流方向 ，當導體中的電流在減小時，自感電動勢與電流方向 。注意：“阻礙”不是“阻止”，電流還是在變化的。12線圈的自感系數(shù)與線圈的 、 、 等因素有關。線圈越粗、越長、匝數(shù)越密，它的自感系數(shù)就越 。除此之外，線圈加入鐵芯后，其自感系數(shù)就會 。13自感系數(shù)的單位： ，有1mH = H,1H = H。14日光燈構造包括 、 、 。日光燈鎮(zhèn)流器的工作原理是 ，鎮(zhèn)流器的作用 。15渦流是指整塊導體 。渦流的典型應用有 。難點分析：(一).要嚴格區(qū)分磁通量、磁通量的變化、磁通量的變化率這三個概念物理量單位物理意義磁通量W表示某時刻或某位置時穿過某一面積的磁感線條數(shù)的多少磁通量的變化

6、量W表示在某一過程中穿過某一面積磁通量變化的多少磁通量的變化率/W/S表示穿過某一面積的磁通量變化的快慢1.,/大小沒有直接關系，可以與運動學中,/三者類比。2磁通量的變化率/與匝數(shù)的多少無關。3關于磁通量變化在勻強磁場中，磁通量=BScos（是B與S的夾角），磁通量的變化=2-1有多種形式，主要有：S、不變，B改變，這時=BScosB、不變，S改變，這時=ScosBB、S不變，改變，這時=BS(cos2-cos1)當B、S、中有兩個或三個一起變化時，就要分別計算1、2，再求2-1了。abcacbMNS在非勻強磁場中，磁通量變化比較復雜。有幾種情況需要特別注意：如圖所示，矩形線圈沿a b c在

7、條形磁鐵附近移動，試判斷穿過線圈的磁通量如何變化？如果線圈M沿條形磁鐵軸線向右移動，穿過該線圈的磁通量如何變化？（穿過上邊線圈的磁通量由方向向上減小到零，再變?yōu)榉较蛳蛳略龃螅挥疫吘€圈的磁通量由方向向下減小到零，再變?yōu)榉较蛳蛏显龃螅゛bc如圖所示，環(huán)形導線a中有順時針方向的電流，a環(huán)外有兩個同心導線圈b、c，與環(huán)形導線a在同一平面內。當a中的電流增大時，穿過線圈b、c的磁通量各如何變化？在相同時間內哪一個變化更大？bc（b、c線圈所圍面積內的磁通量有向里的也有向外的，但向里的更多，所以總磁通量向里，a中的電流增大時，總磁通量也向里增大。由于穿過b線圈向外的磁通量比穿過c線圈的少，所以穿過b線圈的

8、磁通量更大，變化也更大。）如圖所示，虛線圓a內有垂直于紙面向里的勻強磁場，虛線圓a外是無磁場空間。環(huán)外有兩個同心導線圈b、c，與虛線圓a在同一平面內。當虛線圓a中的磁通量增大時，穿過線圈b、c的磁通量各如何變化？在相同時間內哪一個變化更大？ 。（二）如何理解楞次定律中的“阻礙”二字的意義。一般可以從不同的層次加以分析。具體地說有四層意思需要搞清楚：誰阻礙誰?是感應電流的磁通量阻礙原磁場的磁通量阻礙什么?阻礙的是磁通量的變化，而不是阻礙磁通量本身如何阻礙?當磁通量增加時，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反；當磁通量減少時，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同，即“增反減同”結果如何?阻礙并不是阻止

9、，只是延緩了磁通量的變化快慢結果是增加的還是增加；減少的繼續(xù)減少從阻礙相對運動的角度來看，感應電流“阻礙相對運動”（注意不是阻礙運動，類似于摩擦力）。這個結論可以用能量守恒來理解：既然有感應電流產生，就有其他能向電能轉化。由于是由相對運動引起的，那就是機械能減少，轉化為電能。（三）楞次定律的應用1）右手定則僅適用于導體切割磁感線產生感應電動勢（電流）的情況，對于這種情況用右手定則判斷方向較為方便2）楞次定律也可以理解為：A.阻礙相對運動，即“來拒去留”B.使線圈面積有擴大或縮小的趨勢C.阻礙原電流的變化（自感現(xiàn)象）利用上述規(guī)律分析問題可以獨辟蹊徑，達到快速準確的效果（四）法拉第電磁感應定律的幾

10、個關系式的聯(lián)系與區(qū)別1、法拉第電磁感應定律E= n中，表示在t時間內磁通量的平均變化率，E是在t時間內平均感應電動勢，也可稱為感生電動勢，式中n是線圈的匝數(shù)。(若均勻變化，則平均感應電動勢等于瞬時感應電動勢)。2、公式E=BLvsin是法拉第電磁感應定律的一種特殊情形，也是電磁感應現(xiàn)象中最常用的公式。此電動勢也可稱為動生電動勢（1）式中B與L垂直，v與L垂直，是v與B的夾角。（2）式中B為勻強磁場的磁感應強度（或在切割導體所在區(qū)域大小相同），L為導體在磁場中的有效長度。（3）當v是導體的平均速度時，E是平均感應電動勢，當v是導體的瞬時速度時，E是瞬時感應電動勢。3、E/t和是一致的，前者是一般

11、規(guī)律，后者是法拉第電磁感應定律在導體切割磁感線時的具體表達式。在中學階段，前者一般用于求平均值，后者用于求瞬時值。計算瞬時的力和功率等瞬時值時，必須采用電動勢的瞬時值，而計算電量時必須采用平均值。4、感應電量：在t時間內閉合電路的磁通量變化量為，回路電阻為R，則通過電路中某一橫截面的電量q= 物理思想和方法小結：1、磁與電的千絲萬縷的關系反映了事物的普遍聯(lián)系。實際上物理學不應該是關于運動、力、熱、空氣、光、電等許多現(xiàn)象的羅列，而應該把整個宇宙容納在一個體系中。2、對變化量、變化率、變化快慢等問題的深入理解及其應用。3、進一步認識瞬時值與平均值的聯(lián)系與區(qū)別。4、探究物理問題，可以通過實驗，也可以

12、是通過理論推導，二者相輔相成。5、重視實驗研究，注重探究過程，尤其是動態(tài)過程。典型例題討論：1 電動勢與電路分析此類問題的關鍵是找出電路，畫出等效電路。再應用閉合電路的知識進行求解。Blvabcd例:將均勻電阻絲做成的邊長為l的正方形線圈abcd從勻強磁場中向右勻速拉出過程，僅ab邊上有感應電動勢E=Blv，ab邊相當于電源，另3邊相當于外電路。ab邊兩端的電壓為3Blv/4，另3邊每邊兩端的電壓均為Blv/4。cBlabd將均勻電阻絲做成的邊長為l的正方形線圈abcd放在勻強磁場中，當磁感應強度均勻減小時，回路中有感應電動勢產生，大小為E=l 2(B/t)，這種情況下，每條邊兩端的電壓U=E

13、/4-I r = 0均為零。 (2)矩形線圈在勻強磁場中轉動，轉動軸與磁感線垂直，當BS時，E =BSBoo1bacdL1L2證明：分析：在圖示時刻只有ab邊在切割磁感線 且vabBE線圈EabBLabvab其中vabL1E=BL2L1BS2 轉動產生的感應電動勢（發(fā)電機的原理）。B o a 轉動軸與磁感線平行。如圖磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直于紙面向外，長L的金屬棒oa以o為軸在該平面內以角速度逆時針勻速轉動。在用導線切割磁感線產生感應電動勢的公式時注意其中的速度v應該是平均速度，即金屬棒中點的速度。 L2 B b caL1d線圈的轉動軸與磁感線垂直。如圖矩形線圈的長、寬分別為L1、L2

14、、所圍面積為S，向右的勻強磁場的磁感應強度為B，線圈繞圖示的軸以角速度勻速轉動。線圈的ab、cd兩邊切割磁感線，產生的感應電動勢相加可得：E=BS。如果線圈由n匝導線繞制而成，則E=nBS。從圖示位置開始計時，則感應電動勢的即時值為e=nBScost 。這就是交流發(fā)電機的電動勢公式。該結論與線圈的形狀和轉動軸的具體位置無關（但是軸必須與B垂直）。 從可以看出e=nBScost，t=0時線圈位于圖中位置，磁通量=0，但兩邊恰好垂直切割磁感線，因而有最大的感應電動勢E=nBS，也就是有最大的感應磁通量變化率/t。次結論再一次證明了,/大小沒有直接關系。單元練習（A）1、下列幾種說法中止確的是()

15、(A)線圈中磁通量變化越大,線圈中產生的感應電動勢一定越大(B)線圈中磁通量越入,線圈中產牛的感應電動勢一定越大(C)圈圈放在磁場越強的位置,線圈中產生的感應電動勢一定越大(D)線圈中磁通量變化越快,線圈中產生的感應電動勢越大2、關于自感現(xiàn)象,下列說法中正確的是() (A)感應電流不一定和原電流方向相反(B)線圈中產生的自感電動勢較大的其自感系數(shù)一定較大(C)對于同一線圈,當電流變化較快時,線圈中的自感系數(shù)也較大(D)對于同一線圈,當電流變化較快時,線圈中的自感電動勢電較大3、如圖所示,在直線電流附近有一根金屬棒ab,當金屬棒以b端為圓心,以ab為半徑,在過導線的平面內勻速旋轉達到圖中的位置時

16、().(A)a端聚積電子(B)b端聚積電子(C)金屬棒內電場強度等于零(D)uaub4、如圖所示,勻強磁場中放置有固定的abc金屬框架,導體棒ef在框架上勻速向右平移,框架和棒所用材料、橫截面積均相同,摩擦阻力忽略不計.那么在ef,棒脫離框架前,保持一定數(shù)值的物理量是( ) (A)ef棒所受的拉力(B)電路中的磁通量(C)電路中的感應電流(D)電路中的感應電動勢5、如圖所示,A、B是兩盞完全相同的白熾燈,L是電阻不計的電感線圈,如果斷開電鍵S1,閉合S2,A、B兩燈都能同樣發(fā)光.如果最初S1是閉合的.S2是斷開的.那幺,可能出現(xiàn)的情況是( ) (A) 剛一閉合S2,A燈就立即亮,而B燈則延遲一

17、段時間才亮(B) 剛閉合S2時,線圈L中的電流為零(C) 閉合S2以后,A燈變亮,B燈由亮變暗(D) 再斷S2時,A燈立即熄火,B燈先亮一下然后熄滅6、如圖所示,閉合矩形線圈abcd與長直導線MN在同一平面內,線圈的ab、dc兩邊與直導線平行,直導線中有逐漸增大、但方向不明的電流,則() (A)可知道線圈中的感應電流方向(B)可知道線圈各邊所受磁場力的方向(C)可知道整個線圈所受的磁場力的方向(D)無法判斷線圈中的感應電流方向,也無法判斷線圈所受磁場力的方向7、如圖所示,將一個與勻強磁場垂直的正方形多匝線圈從磁場中勻速拉出的過程中,拉力做功的功率() (A)與線圈匝數(shù)成正比 (B)與線圈的邊長

18、成正比(C)與導線的電阻率成正比 (D)與導線橫截面積成正比8、SL如圖所示電路中，L為帶鐵芯的電感線圈，直流電阻不計，下列說法中正確的是（ ）A、 合上S時，燈泡立即變亮； B、 合上S時，燈泡慢慢變亮；C、 斷開S時，燈泡立即熄滅 ；D、 斷開S時，燈泡慢慢熄滅。9、如圖所示是“研究電磁感應現(xiàn)象”的實驗裝置。（1）將圖中所缺導線補接完整。（2）如果在閉合電鍵時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么合上電鍵后，將原線圈迅速插入副線圈時，電流計指針_ _ _；原線圈插入副線圈后，將滑動變阻器滑片迅速向左移動時，電流計指針_ _ _。10、U形光滑金屬導軌與水平面夾角30，其內串聯(lián)接入一只規(guī)格是

19、“6V，3W”小燈L，如圖所示，垂直導軌平面有向上的勻強磁場，有一長為40cm，質量為100g的金屬桿(不計電阻)MN在導軌上滑下時與導軌始終垂直，當桿MN有最大速度時小燈L恰好正常發(fā)光，求：（1）導體棒的最大速度。（2）磁場的磁感應強度。AR1CSR211、截面積為0.2m2的100匝圓形線圈A處在勻強磁場中，磁場方向垂直線圈平面向里，如圖所示，磁感應強度正按0.02的規(guī)律均勻減小，開始時S未閉合。R14，R2=6，C=30F，線圈內阻不計。求：（1） S閉合后，通過R2的電流大??；（2） S閉合后一段時間又斷開，則S切斷后通過R2的電量是多少？ 12、如圖所示,豎直平行導軌間距L=20cm

20、,導軌頂端接有一電鍵S.導體捧ab與導軌接觸良好目無摩擦,ab的電阻R=0.4,質量m=10g,導軌的電阻不計,整個裝置處在與軌道平面垂直的勻強磁場中,磁感應強度B=1T.當導體棒由靜止釋放0.8s后,突然閉合電鍵,不計空氣阻力.設導軌足夠長.求ab棒的最大速度和最終速度的大小(g取10ms2).單元練習（B）1、兩根光滑的金屬導軌,平行放置在傾角為的斜面上,導軌的下端接有電阻R,導軌自身的電阻可忽略不計.斜面處在一勻強磁場中,磁場方向垂直斜面向上.質量為m、電阻可不計的金屬棒ab,在沿著斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導軌勻速上滑,并上升h高度,如圖所示.在這過程中().(A)作用于金屬棒上的各

21、力的合力所做的功等于零(B)作用于金屬棒上的各力的合力所做的功等于mgh與電阻R上發(fā)出的焦耳熱之和(C)恒力F與安培力的合力所做的功等于零(D)恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱2、如圖所示,一電子以初速度v沿金屬板平行方向飛入MN極板間,若突然發(fā)現(xiàn)電子向M板偏轉,則可能是( ) (A)電鍵S閉合瞬間 (B)電鍵S由閉合到斷開瞬間(C)電鍵S是閉合的,變阻器滑片P向左迅速滑動(D)電鍵S是閉合的,變阻器滑片P向右迅速滑動3、如圖4所示，磁帶錄音機既可用作錄音，也可用作放音，其主要的部件為可勻速行進的磁帶a和繞有線圈的磁頭b，不論是錄音或放音過程，磁帶或磁隙軟鐵會存在磁化現(xiàn)象，下

22、面對于它們在錄音、放音過程中主要工作原理的說法，正確的是（ ）A放音的主要原理是電磁感應，錄音的主要原理是電流的磁效應B錄音的主要原理是電磁感應，放音的主要原理是電流的磁效應C放音和錄音的主要原理都是磁場對電流的作用D放音和錄音的主要原理都是電磁感應4、閉合金屬線圈abcd位于水平方向勻強磁場的上方h處，由靜止開始下落，如圖所示，并進入磁場，在運動過程中，線框平面始終和磁場方向垂直，不計空氣阻力，那么線框在進入磁場的過程中不可能出現(xiàn)（ ）（ ）A加速運動B勻速運動C減速運動D靜止狀態(tài)baBl5、將硬導線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長為l，它在磁感應強度為B、方向如圖的勻強磁場中勻速轉動，轉

23、速為n，導線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，外電路有額定功率為P的小燈泡并正常發(fā)光，電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計， 燈泡的電阻應為（ ） (2l2nB)2/P2(l2nB)2/P(l2nB)2/2P(l2nB)2/P6、如圖所示，A、B是兩個完全相同的燈泡，L是自感系數(shù)較大的線圈，其直流電阻忽略不計。當電鍵S閉合，等到燈泡亮度穩(wěn)定后，下列說法正確的是（ ）SLABA、電鍵S斷開時，A立即熄滅，而B會亮一下后才熄滅；B、電鍵S斷開時，B立即熄滅，而A會亮一下后才熄滅；C、電鍵S閉合時，A、B同時亮，然后A熄滅；D、電鍵S閉合時，A、B同時亮，然后B逐漸變暗，直到不亮，A更亮。7、一直升飛

24、機停在南半球的地磁極上空。該處地磁場的方向豎直向上，磁感應強度為B。直升飛機螺旋槳葉片的長度為l，螺旋槳轉動的頻率為f，順著地磁場B的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時針方向轉動。螺旋槳葉片的近軸端為a，遠軸端為b，如圖所示。如果忽略a到轉軸中心線的距離，用表示每個葉片中的感應電動勢，則（ ）Afl2B，且a點電勢低于b點電勢 B2fl2B，且a點電勢低于b點電勢Cfl2B，且a點電勢高于b點電勢D2fl2B，且a點電勢高于b點電勢8、為了研究海洋中海水的運動，海洋工作者有時依靠水流通過地磁場所產生的感應電動勢測量水的流速?，F(xiàn)測量隊員正在某海域測量某處水流速度，假設該處地磁場的豎直分量已測出為B，該處的水流是南北流向的。測量時，測量隊員首先將兩個探測電極插入水中，兩探測電極的另一端與一個能測量微小電壓的電壓表相連，則這兩個電極的連線應沿_ _方向；然后，還需測出幾個數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)分別是_；最后就可根據(jù)v_計算出該處的水流速度了。9、如圖所示,質量為m的跨接桿可以無摩擦地沿水平的平行導軌滑行,兩軌間寬為L,導軌與電阻R連接.放在豎直向上的