電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)專題

1、【同步教育信息】本周教學(xué)內(nèi)容：電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)專題知識(shí)結(jié)構(gòu)重點(diǎn)知識(shí)回顧一.法拉第電磁感應(yīng)定律1. 引起某一回路磁通量變化的原因(1) 磁感強(qiáng)度的變化(2) 線圈面積的變化(3) 線圈平面的法線方向與磁場(chǎng)方向夾角：的變化2. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能的轉(zhuǎn)化感應(yīng)電流做功，消耗了電能。消耗的電能是從其它形式的能轉(zhuǎn)化而來(lái)的。在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移中能的總量是保持不變的。3. 法拉第電磁感應(yīng)定律：(1) 決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小因素：穿過(guò)這個(gè)閉合電路中的磁通量的變化快慢(2) 注意區(qū)分磁通量中，磁通量的變化量，磁通量的變化率的不同A© ©-磁通量，廠一磁通量的變化量，2 ' 1tAt(3) 定律內(nèi)容：感

2、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小決定于磁通量的變化率的大小，與穿過(guò)這一電路磁通 量的變化率成正比。3Wb肌 Ats(4) 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的計(jì)算式：E = n二一 *Evn線圈匝數(shù)注：(1)若閉合電路是一個(gè) n匝的線圈，線圈中的總電動(dòng)勢(shì)可看作是一個(gè)線圈感應(yīng)電 動(dòng)勢(shì)的n倍。（2） E是Ct時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（5）幾種題型也B S AB線圈面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化：EnsAt At磁感強(qiáng)度不變，線圈面積均勻變化：BASASE = nnBAt盤B、S均不變，線圈繞過(guò)線圈平面內(nèi)的某一軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，計(jì)算式為:l BScos®? - BScos“co即2 - cos®jE = n21 二 nBS 2-

3、AtAt.導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的計(jì)算式:'B T1.公式：I mE = Blv $v m /sE V2. 題型：（1 ）若導(dǎo)體變速切割磁感線，公式中的電動(dòng)勢(shì)是該時(shí)刻的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。（2）若導(dǎo)體不是垂直切割磁感線運(yùn)動(dòng)，v與B有一夾角，如圖：E 二Blv = BI$in（3）若導(dǎo)體在磁場(chǎng)中繞著導(dǎo)體上的某一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體上各點(diǎn)的線速度不同，不能用E = Blv計(jì)算，而應(yīng)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律變成“感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小等于直線導(dǎo)體在單位 時(shí)間內(nèi)切割磁感線的條數(shù)”來(lái)計(jì)算，如圖：x _ x x .笛x'x N 4 .xx'xO xxxx-xx從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)， 經(jīng)過(guò)時(shí)間

4、 氏，導(dǎo)體位置由oa轉(zhuǎn)到oai，轉(zhuǎn)過(guò)的角度宀-t , 則導(dǎo)體掃過(guò)的面積 厶S二丄I2.上-li2t2 2切割的磁感線條數(shù)（即磁通量的變化量）1二 B S BI2 . ：t21 2川2印灼筑i 2單位時(shí)間內(nèi)切割的磁感線條數(shù)為：2BI2 ,單位時(shí)間內(nèi)切割的磁t心 t2感線條數(shù)（即為磁通量的變化率）等于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。杭?Bl.：t'B - T丨一m計(jì)算時(shí)各量單位：co - rad / sE -V三.楞次定律應(yīng)用題型1. 阻礙變化 變形為 > 阻礙原磁通的變化2. 阻礙變化 拓展為 > 阻礙（導(dǎo)體間的）相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即“來(lái)時(shí)拒，去時(shí)留”3. 阻礙變化 推廣為 > 阻礙原電流的

5、變化，應(yīng)用在解釋自感現(xiàn)象的有關(guān)問(wèn)題。四綜合應(yīng)用題型1. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)態(tài)過(guò)程分析2. 用功能觀點(diǎn)分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的有關(guān)問(wèn)題【典型例題】例1.金屬棒a在離地h高處從靜止開(kāi)始沿光滑弧形金屬軌道下滑，導(dǎo)軌的水平部分有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng) B，水平部分原來(lái)放有一金屬桿 bo如圖1所示，已知ma: mb =3: 4， 導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，不計(jì)摩擦，求：（1）a和b的最大速度分別為多大？（2） 整個(gè)過(guò)程釋放出來(lái)的最大熱能是多少？（設(shè)ma已知）解析：金屬棒自弧形軌道由靜止下滑到水平軌道的過(guò)程中，機(jī)械能守恒。它剛進(jìn)軌道 時(shí)的速度可由機(jī)械能守恒定律求出，a棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，由于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)從而使回路中有感應(yīng)

6、電流，由右手定則可以判定出a棒中的感應(yīng)電流方向，a棒、b棒中的感應(yīng)電流又要受到磁場(chǎng)對(duì)它們的安培力作用，由左手定則可知，a棒受到的安培力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反而減速向前運(yùn)動(dòng)（非勻減），b棒受安培力作用而從靜止開(kāi)始沿著a棒運(yùn)動(dòng)的方向加速運(yùn)動(dòng)（非勻加），b棒的運(yùn)動(dòng)又要產(chǎn)生與 a棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相反的反電動(dòng)勢(shì)，使整個(gè) 回路中的總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，感應(yīng)電流減小，當(dāng)兩棒速度相等時(shí)，回路中的感應(yīng)電流為零， 此后兩棒以共同速度向前勻速運(yùn)動(dòng)，且兩棒向前運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的總動(dòng)量守恒。（1）由機(jī)械能守恒定律知：a棒剛進(jìn)入水平軌道時(shí)的速度最大，且為：1 2maghmaV1V1 f；.：2gh2當(dāng)兩棒相互作用時(shí)，由動(dòng)量守恒定律知

7、：maV1 = ma mb 5A. I 2順時(shí)針?lè)较?B. I2順時(shí)針?lè)较?C. I2逆時(shí)針?lè)较?D. I2逆時(shí)針?lè)较?ma一Vi =-d2gh （即為b棒的最大速度） ma +mb7（2）系統(tǒng)在整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的最大熱能等于系統(tǒng)機(jī)械能的最大減小量，至兩棒速度相 同以后，系統(tǒng)的機(jī)械能不再減少。由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律知：1 24Q = . ：E =maghma mb V2magh2 7說(shuō)明：用“功能觀點(diǎn)”分析時(shí)，要注意分清整個(gè)過(guò)程中有多少種形式的能在相互轉(zhuǎn)化。例2.如圖2所示為兩個(gè)同心閉合線圈的俯視圖，若內(nèi)線圈通有圖示方向的電流li,則當(dāng)Il增大時(shí)，外線圈中的感應(yīng)電流I2的方向及I2受到的安培力F方

8、向分別是：（）F沿半徑指向圓心F沿半徑背離圓心向外;F沿半徑指向圓心；F沿半徑背離圓心向外解析：當(dāng)小線圈中通有如圖所示的電流Ii時(shí)，大線圈內(nèi)含有小線圈中的內(nèi)磁場(chǎng)和外磁場(chǎng)，且合磁場(chǎng)方向如圖 3所示，當(dāng)小線圈中電流增強(qiáng)時(shí)，大線圈內(nèi)的合磁通會(huì)增大，由推 廣1可知，大線圈中的磁通要阻礙它的增加。當(dāng)大線圈面積變大時(shí)，它包含的小線圈的外 磁通會(huì)變大，從而可以抵消小線圈內(nèi)部的磁通，故可以阻礙大線圈內(nèi)磁通量的增加，故大 線圈面積要變大，要想大線圈面積增大，受到的安培力F應(yīng)背離圓心向外，而大線圈處在小線圈的外磁場(chǎng)中，其方向垂直紙面向外，如圖 的感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針?lè)较?。故答案選D。4所示，于是由左手定律可知，大

9、線圈中合磁場(chǎng)方向圖4例3.如圖5所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌處于方向與水平面成53角的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量M = 05kg的金屬桿ab在重物A的牽引下，沿軌道以速度 4m/s勻速水平滑動(dòng)，已 知軌道間距為d =05m，其電阻r =01，電阻R二03，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感強(qiáng)度 B = 0.1T， 導(dǎo)軌與金屬桿之間的摩擦因數(shù)亠-0.2，導(dǎo)軌電阻忽略。求：（1）重物A的質(zhì)量；（2）電阻R上10S內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？解析：桿右移切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，閉合電路中會(huì)有感應(yīng)電流。產(chǎn)生的感應(yīng)電 流流經(jīng)ab時(shí)，會(huì)使導(dǎo)體棒受到向左偏下的安培力F，如圖6所示，同時(shí)，棒還受繩的拉力T,重力mg,摩擦力f和支持力N。由于棒勻速

10、右移，故上述各力的合力為零。（1）金屬棒勻速水平滑動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；：；=BdVsi r53 = 1.0 05 4 08V = 1.6V名16IA = 4AR+r0.3+ 0.1棒受的安培力：F = BId =1.0 4 05 N = 2 N工N 二 mg F cos53由于棒勻速運(yùn)動(dòng)，故：mg = F sin53°+»N疋：F sin53M mgm = 一g2 0.8 0.25 2 0.6=10二 0.284 kg電阻R上10 s產(chǎn)生的熱量kg(2)Q = I 2Rt = 420.3 10J =48J圖62 2【模擬試題】一.選擇題：1.如圖1所示，兩個(gè)相同導(dǎo)線制成的開(kāi)

11、口圓環(huán)，大環(huán)半徑為小環(huán)半徑的2倍，現(xiàn)用電阻不計(jì)的導(dǎo)線將兩環(huán)連接在一起，若將大環(huán)放入一均勻變化的磁場(chǎng)中，小環(huán)處在磁場(chǎng)外，a、b兩點(diǎn)間電壓為U1,若將小環(huán)放入這個(gè)磁場(chǎng)中， 大環(huán)在磁場(chǎng)外，a、b兩點(diǎn)間電壓為U2,則:（ ）U1U1U1U11A. 1-1 B.-2 C.1=4 D.U2U2U2U24圖12.用均勻?qū)Ь€做成的正方形線框每邊長(zhǎng)為 勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖 2所示，當(dāng)磁場(chǎng)以每秒0.2m，正方形的一半放在和紙面垂直且向里的10T的變化率增強(qiáng)時(shí)，線框中點(diǎn)a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差是：（）A. U ab = 01VB. UabD. U a -0.2V3. 將一磁鐵緩慢地或迅速地插到閉合線圈中同樣位置處，不發(fā)生變化

12、的物理量是：（）A. 磁通量的變化率B. 感應(yīng)電流強(qiáng)度C. 磁通量的變化量D. 消耗的機(jī)械功E. 流過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量4. 在水平放置的光滑絕緣桿ab上，掛有兩個(gè)金屬環(huán) M和N，兩環(huán)套在一個(gè)通電密繞長(zhǎng)螺線管的中部，如圖3所示，螺線管中部區(qū)域的管外磁場(chǎng)可以忽略，當(dāng)變阻器的滑動(dòng)接頭向左移動(dòng)時(shí)，兩環(huán)將怎樣運(yùn)動(dòng)？（）左押右M N圖3A. 兩環(huán)一起向左移動(dòng)B. 兩環(huán)一起向右移動(dòng)C. 兩環(huán)互相靠近D. 兩環(huán)互相離開(kāi)5. 圖4中A、B為兩個(gè)相同的環(huán)形線圈，共軸并靠近放置，A線圈中通有如圖（a）所示的交流電i，則（）A. 在ti到t2時(shí)間內(nèi)A、B兩線圈相吸B. 在t2到t3時(shí)間內(nèi)A、B兩線圈相斥C. ti時(shí)刻

13、兩線圈間作用力為零D. t2時(shí)刻兩線圈間吸力最大(a)5如圖5所示，閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，將它從圖示位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng)。若第一次用0.3s時(shí)間拉出，外力所做的功為Wi,通過(guò)導(dǎo)線截面的電量為qi；第二次用0.9s時(shí)間拉出，外力所做的功為W2，通過(guò)導(dǎo)線截面的電量為q2,則（ ）A. W1: W2，q1 : q2B.W|W2，q q2C. W： W2，qi = q2D.W|W，qi q2X XX >BX XX XX XX >圖57. 一磁棒自遠(yuǎn)處勻速沿一圓形線圈的軸線運(yùn)動(dòng)，并穿過(guò)線圈向遠(yuǎn)處而去，如圖6所示，則下列圖7四圖中，較正確反映線圈中電流 i與時(shí)間t關(guān)系的是（線圈中電流以

14、圖6示箭頭為正方向）：（）圖丁8. 用同樣的材料，不同粗細(xì)導(dǎo)線繞成兩個(gè)質(zhì)量、面積均相同的正方形線圈I和II，使它們從離有理想界面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)高度為h的地方同時(shí)自由下落，如圖 8所示，線圈平面與磁感線垂直，空氣阻力不計(jì)，則（）A. 兩線圈同時(shí)落地，線圈發(fā)熱量相同B. 細(xì)線圈先落到地，細(xì)線圈發(fā)熱量大C. 粗線圈先落到地，粗線圈發(fā)熱量大D. 兩線圈同時(shí)落地，細(xì)線圈發(fā)熱量大9如圖9所示，多匝電感線圈L的電阻和電池內(nèi)阻都忽略不計(jì)，兩個(gè)電阻的阻值都是 R,電鍵S原來(lái)打開(kāi)，電流I。= ；/2R，今合上電鍵將一電阻短路，于是線圈有自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，這電動(dòng)勢(shì)（）A.有阻礙電流的作用，最后電流由I。減少到零B. 有阻

15、礙電流的作用，最后電流總小于I。C. 有阻礙電流增大的作用，因而電流I。保持不變D.有阻礙電流增大的作用,21。但電流最后還是增大到圖gP從A端迅1。如圖10所示的電路，L是自感系數(shù)較大的線圈，在滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片速滑向B端的過(guò)程中，經(jīng)過(guò) AB中點(diǎn)C時(shí)通過(guò)線圈的電流為 li； P從B端迅速滑向A端的過(guò)程中，經(jīng)過(guò) C點(diǎn)時(shí)通過(guò)線圈的電流為丨2； P固定在C點(diǎn)不動(dòng)，達(dá)到穩(wěn)定時(shí)通過(guò)線圈的電流為lo,則（ ）A.B.I 1 I。.- I 2 C. I i = I 2 I。/YYYYXRi11. 下列是一些說(shuō)法:（1）在閉合金屬線圈上方有一個(gè)下端為N極的條形磁鐵自由下落，直至穿過(guò)線圈的過(guò)程中，磁鐵減少的機(jī)

16、械能等于線圈增加的內(nèi)能與線圈產(chǎn)生的電能之和（2）將一條形磁鐵緩慢和迅速地豎直插到閉合線圈中的同一位置處，流過(guò)導(dǎo)體橫截面 的電量相同（3）兩個(gè)相同金屬材料制成的邊長(zhǎng)相同、橫截面積不同的正方形線圈，先后從水平勻 強(qiáng)磁場(chǎng)外同一高度自由下落，線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，線圈平面與磁場(chǎng)始終垂直，則兩線 圈在進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的電能相同（4）通電導(dǎo)線所受的安培力是作用在運(yùn)動(dòng)電荷上的洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)以上說(shuō)法正確的是（）A. （ 1）（ 2）B. （ 1）（ 4） C. （ 2）（ 4） D. （ 3）（ 4）12. 圖11中EF、GH為平行的金屬導(dǎo)軌，其電阻可不計(jì)， R為電阻器，C為電容器，AB 為可在EF和G

17、H上滑動(dòng)的導(dǎo)體橫桿。 有均勻磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面。 若用h和I?分別表示圖 中該處導(dǎo)線中的電流，則當(dāng)橫桿 AB（ ）A. 勻速滑動(dòng)時(shí)，li =0,丨2 =0B. 勻速滑動(dòng)時(shí)，li =0,丨2 =0C. 勻變速滑動(dòng)時(shí)，li =0，丨2 =0D. 勻變速滑動(dòng)時(shí)，li = 0,丨2 = 0X X1J-XXXXXNX號(hào)X XXXXL> pC|x XXXXXXXGBH圖11.填空題：13. AB兩閉合線圈為同樣導(dǎo)線繞成且均為10匝，半徑為 S =2g，內(nèi)有如圖12所示的有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若磁場(chǎng)均勻地減小，則A、B環(huán)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比 ，產(chǎn)生的感應(yīng)電流之比I A ： IB -A14. 如圖13所示，

18、MN為金屬桿，在豎直平面內(nèi)貼著光滑金屬導(dǎo)軌下滑，導(dǎo)軌的間距I = 10cm，導(dǎo)軌上端接有電阻 R = 05"，導(dǎo)軌與金屬桿電阻不計(jì)， 整個(gè)裝置處于 B二0.5T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。若桿穩(wěn)定下落時(shí)，每秒鐘有0.02J的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，則MN桿的 下落速度v=m/s。XrxBXX *15. 如圖14所示的電路，L1和L2是兩個(gè)相同的小電珠，L是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈， 其電阻與R相同，由于存在自感現(xiàn)象，在電鍵S接通時(shí)，燈先亮；S斷開(kāi)時(shí)，燈先熄滅。圖國(guó)16. 把一根條形磁鐵從同樣高度插到線圈中同樣的位置處，第一次快插，第二次慢插，兩情況下線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小關(guān)系是Sj ；通過(guò)線

19、圈截面電量的大小關(guān)系是 qiq2.17. 如圖15所示，面積為0.1 m2的120匝矩形線圈放在與線圈平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈總電阻為120，磁場(chǎng)變化如圖所示， 則在0.3 s內(nèi)穿過(guò)線圈磁通量的變化量為 ，18. 如圖16所示，在水平面內(nèi)有一對(duì)平行放置的金屬導(dǎo)軌，其電阻不計(jì)，連接在導(dǎo)軌左 端的電阻R =2, |，垂直放置在導(dǎo)軌上的金屬棒ab的電阻為r = V，整個(gè)裝置放置在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，方向如圖所示?，F(xiàn)給ab 一個(gè)方向向右的瞬時(shí)沖量，使桿獲得p =0.25kgm/s的動(dòng)量，此時(shí)桿的加速度大小為a= 5m/ s2.已知桿與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)4=0.2, g=10m/s2，則此時(shí)通過(guò)

20、電阻 R上的電流大小為 A.b 圖16三計(jì)算：19如圖所示，固定于水平桌面上的金屬框架cdef，處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒ab擱在框架上，無(wú)摩擦滑動(dòng)時(shí)，此時(shí)adeb構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為 L的正方形，棒的電阻為r，其余部分電阻不計(jì)，開(kāi)始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.（1） 若從t = 0時(shí)刻起，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加，每秒增量為k，同時(shí)保持棒靜止，求棒 中的感應(yīng)電流，在圖上標(biāo)出感應(yīng)電流的方向。（2） 在上述（1）情況中，始終保持棒靜止，當(dāng)t二t,末時(shí)需加的垂直于棒的水平拉力 為多大？（3） 若從t = 0時(shí)刻起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，當(dāng)棒以恒定速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，t變化？(寫出B與t的關(guān)系式)cX可使棒中不產(chǎn)

21、生感應(yīng)電流，則感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)怎樣隨時(shí)間 daXBoXXb圖1720.如圖18,光滑的平行導(dǎo)軌 P、Q間距I =1m，處在同一豎直面內(nèi)，導(dǎo)軌的左端接有如圖所示的電路，其中水平放置的電容器兩極板相距d = 10mm ,定值電阻R = R3 =8. R2，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。磁感強(qiáng)度B = 0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌面。當(dāng)金屬棒 ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)(開(kāi)關(guān) S斷開(kāi))時(shí)，電容器兩極板之間質(zhì)量 m =1 10 "kg、帶電量q - -1 10 J5C的微粒恰好靜止不動(dòng)； 當(dāng)S閉合時(shí)，微粒以加速 度a = 7m/ s2向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，取 g =10m/ s2。求(1) 金屬棒ab運(yùn)動(dòng)的速度多大？電阻多大？(2) S閉合后，使金屬棒 ab做勻速運(yùn)動(dòng)的外力的功率多大？圖8【試題答案】選擇題：1. B2. B3.CE4. C5. ABC6. C7. B8. A9. D10. D11. C12.D.填空題：13. 1 : 1； 1：214. 2m/ s15. L1， L216. > ；=17. 0.02Wb，0.2C，18J18. 0.5