高三物理：電磁感應(yīng)專題一（新）ppt

1、知知 識識 網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò)電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)磁磁通通量量電磁感電磁感應(yīng)現(xiàn)象應(yīng)現(xiàn)象電磁感電磁感應(yīng)規(guī)律應(yīng)規(guī)律電磁感電磁感應(yīng)應(yīng)用應(yīng)應(yīng)用感應(yīng)電動勢的大?。焊袘?yīng)電動勢的大?。簍nEsinBLvE 感應(yīng)電流、電動感應(yīng)電流、電動勢方向的判斷：勢方向的判斷：楞次定律楞次定律右手定則右手定則變化變化變化快慢變化快慢阻礙阻礙變化變化自感自感現(xiàn)象現(xiàn)象日光燈日光燈一、磁通量一、磁通量1、概念：穿過某一面積的磁感線條數(shù)。簡稱磁通、概念：穿過某一面積的磁感線條數(shù)。簡稱磁通2、磁通量的計算、磁通量的計算公式公式=BS適用條件：適用條件：勻強磁場；勻強磁場；磁感線與線圈平面垂直磁感線與線圈平面垂直在勻強磁場在勻強磁場B中，若磁感線

2、與平面不垂直，公式中，若磁感線與平面不垂直，公式=BS中的中的S應(yīng)為平面在垂直于磁感線方向上的投影面積。應(yīng)為平面在垂直于磁感線方向上的投影面積。若對同一平面，磁感線有穿入、穿出，則磁通量等于穿過平若對同一平面，磁感線有穿入、穿出，則磁通量等于穿過平面的磁感線的凈條數(shù)：面的磁感線的凈條數(shù)：= 1 2；即穿入、穿出要相互抵消。即穿入、穿出要相互抵消。單位：韋伯（單位：韋伯（Wb）1W1Wb b=1T=1T m m2 2=1V=1V s=1kgs=1kg m m2 2/ /（A A s s2 2） 由于由于B= /S，B亦可稱為磁通密度亦可稱為磁通密度可以認為磁通量就是可以認為磁通量就是穿過穿過某個

3、面的磁感線條數(shù)。某個面的磁感線條數(shù)。二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 1.1.利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為所產(chǎn)生的電動勢稱為所產(chǎn)生的電動勢稱為 ，所產(chǎn)生的電流稱，所產(chǎn)生的電流稱為為 . . 2.2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件： 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電路閉合才電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電路閉合才有感應(yīng)電流，若電路不閉合，雖沒有電流，但只要磁有感應(yīng)電流，若電路不閉合，雖沒有電流，但只要磁通發(fā)生變化感應(yīng)電動勢依然存在。而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢通發(fā)生變化感應(yīng)電動勢依然存在。而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于的那部

4、分導(dǎo)體相當(dāng)于電源電源。電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢感應(yīng)電流感應(yīng)電流 閉合電路；閉合電路；穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化?；芈访娣e不變，而磁感應(yīng)強度發(fā)生變化；回路面積不變，而磁感應(yīng)強度發(fā)生變化；磁場不變，而回路面積發(fā)生變化；磁場不變，而回路面積發(fā)生變化；磁場和回路面積均不變，但回路平面與磁磁場和回路面積均不變，但回路平面與磁場的方向發(fā)生了變化；場的方向發(fā)生了變化；閉合電路的一部分做切割磁感線的運動閉合電路的一部分做切割磁感線的運動. .3.磁通發(fā)生變化的幾種基本情況磁通發(fā)生變化的幾種基本情況例例1 1：關(guān)于磁通量，下列說法中正確的是：關(guān)于磁通量，下列說

5、法中正確的是( )( )A.A.磁通量是反映磁場強弱和方向的物理量磁通量是反映磁場強弱和方向的物理量B.B.穿過某個面積的磁感線的條數(shù)越多，則磁通量穿過某個面積的磁感線的條數(shù)越多，則磁通量越大越大C.C.穿過某一面積的磁通量等于面積穿過某一面積的磁通量等于面積S S與該處的磁感與該處的磁感應(yīng)強度應(yīng)強度B B的乘積的乘積D.D.若穿過某一面積的磁通量為若穿過某一面積的磁通量為0 0，則該處的磁感應(yīng)，則該處的磁感應(yīng)強度強度B B也一定為也一定為0 0例例2 2：下列關(guān)于電磁感應(yīng)的說法中正確的是：下列關(guān)于電磁感應(yīng)的說法中正確的是( )( )A.A.只要導(dǎo)線做切割磁感線的運動，導(dǎo)線中就產(chǎn)只要導(dǎo)線做切割

6、磁感線的運動，導(dǎo)線中就產(chǎn)生感應(yīng)電流生感應(yīng)電流B.B.只要閉合金屬線圈在磁場中運動，線圈中就只要閉合金屬線圈在磁場中運動，線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電流產(chǎn)生感應(yīng)電流C.C.閉合金屬線圈放在磁場中，只要磁感應(yīng)強度閉合金屬線圈放在磁場中，只要磁感應(yīng)強度發(fā)生變化，線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電流發(fā)生變化，線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電流D.D.閉合金屬線圈放在磁場中，只要線圈中磁通閉合金屬線圈放在磁場中，只要線圈中磁通量發(fā)生變化，線圈就產(chǎn)生感應(yīng)電流量發(fā)生變化，線圈就產(chǎn)生感應(yīng)電流例例3 3：線圈在長直導(dǎo)線電流的磁場中，做如圖：線圈在長直導(dǎo)線電流的磁場中，做如圖1 1的運動：向右平動；的運動：向右平動；B B向下平動；向下平動；C C繞軸

7、轉(zhuǎn)動繞軸轉(zhuǎn)動( (邊邊bcbc向外向外) )；D D從紙面向紙外做平動，從紙面向紙外做平動，E E向上平向上平動動( (邊邊bcbc上有個缺口上有個缺口) )；則線圈中有感應(yīng)電流的；則線圈中有感應(yīng)電流的是是( )( )圖圖1 12下列圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）下列圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（） VNS V vv (A)(B)(C)(D)(E)(F)例例4 4：如圖所示，線圈：如圖所示，線圈M M和線圈和線圈P P繞在同一鐵芯上，繞在同一鐵芯上，則則( ) ( ) A A當(dāng)合上開關(guān)當(dāng)合上開關(guān)S S的一瞬時，線圈的一瞬時，線圈P P里沒有感應(yīng)電流里沒有感應(yīng)電流B B當(dāng)合上開關(guān)當(dāng)合上開關(guān)S S的一瞬時，

8、線圈的一瞬時，線圈P P里有感應(yīng)電流里有感應(yīng)電流C C當(dāng)斷開開關(guān)當(dāng)斷開開關(guān)S S的一瞬時，線圈的一瞬時，線圈P P里沒有感應(yīng)電流里沒有感應(yīng)電流D D當(dāng)斷開開關(guān)當(dāng)斷開開關(guān)S S的一瞬時，線圈的一瞬時，線圈P P里有感應(yīng)電流里有感應(yīng)電流 正確選項：正確選項：B B、D D SMPG例例5 5：如圖所示，在垂直于紙面范圍足夠大的勻強：如圖所示，在垂直于紙面范圍足夠大的勻強磁場中，有一矩形線圈磁場中，有一矩形線圈abcdabcd，線圈平面與磁場垂，線圈平面與磁場垂直，直，o o1 1o o2 2與與o o3 3o o4 4都是線圈的對稱軸，應(yīng)使線圈怎樣都是線圈的對稱軸，應(yīng)使線圈怎樣運動才能使其中產(chǎn)生感

9、應(yīng)電流運動才能使其中產(chǎn)生感應(yīng)電流? ? A向左或向右平動向左或向右平動 B向上或向下平動向上或向下平動C繞繞o1o2轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動 D繞繞o3o4轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動 正確選項：正確選項：C C、D D三、三、感應(yīng)電流的方向，右手定則感應(yīng)電流的方向，右手定則 導(dǎo)體切割磁感線時，感應(yīng)電流的方向，可導(dǎo)體切割磁感線時，感應(yīng)電流的方向，可以用右手定則來判斷，如圖所示。以用右手定則來判斷，如圖所示。四、感應(yīng)電動勢四、感應(yīng)電動勢 感應(yīng)電動勢的大小服從法拉第電磁感應(yīng)定律：感應(yīng)電動勢的大小服從法拉第電磁感應(yīng)定律：電路中的感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁電路中的感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。通量的變

10、化率成正比。公式表達為：公式表達為： tnE公式中，公式中， 是閉合電路導(dǎo)線的匝數(shù)；是閉合電路導(dǎo)線的匝數(shù)； 是穿過電是穿過電路所圍的面積內(nèi)的磁通量的變化率（也可以說成路所圍的面積內(nèi)的磁通量的變化率（也可以說成變化的快慢）。變化的快慢）。 tn 在一段導(dǎo)體垂直切割磁感線的情況中，在一段導(dǎo)體垂直切割磁感線的情況中，導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：EBLV公式中公式中 是切割速度。是切割速度。 V產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源電源，該電，該電源的正負極右手定則來確定，注意電源內(nèi)部電流源的正負極右手定則來確定，注意電源內(nèi)部電流是由是由負極負極流

11、向流向正極正極。例例6 6：如圖所示：如圖所示, ,在磁感應(yīng)強度在磁感應(yīng)強度B=0.5TB=0.5T的勻強磁場中的勻強磁場中, , 讓導(dǎo)體讓導(dǎo)體PQPQ在在U U形導(dǎo)軌上以速度形導(dǎo)軌上以速度v=10m/sv=10m/s向右勻速滑動向右勻速滑動, ,兩導(dǎo)軌間距離兩導(dǎo)軌間距離L=0.8m,L=0.8m,則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小和和PQPQ中的電流方向分別是中的電流方向分別是 A A 4V4V，由，由P P向向Q Q B B0.4V0.4V，由，由Q Q向向P P C C4V4V，由，由Q Q向向P P D D0.4V0.4V，由，由P P向向Q Q 正確選項：正確選項：C

12、C例例7 7：下列說法中正確的是，感應(yīng)電動勢的大?。合铝姓f法中正確的是，感應(yīng)電動勢的大小 A A跟穿過閉合電路的磁通量有關(guān)系跟穿過閉合電路的磁通量有關(guān)系B B跟穿過閉合電路的磁通量的變化大小有關(guān)系跟穿過閉合電路的磁通量的變化大小有關(guān)系C C跟穿過閉合電路的磁通量的變化快慢有關(guān)系跟穿過閉合電路的磁通量的變化快慢有關(guān)系D D跟電路的電阻大小有關(guān)系跟電路的電阻大小有關(guān)系五、電磁感應(yīng)綜合問題五、電磁感應(yīng)綜合問題 1 1、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢E E，這，這個電動勢就是電路中的電源。所以，在分析電磁個電動勢就是電路中的電源。所以，在分析電磁感應(yīng)問題時，首先

13、要考慮感應(yīng)電動勢在一個什么感應(yīng)問題時，首先要考慮感應(yīng)電動勢在一個什么樣的電路中，給電路帶來怎樣的電流分配。在解樣的電路中，給電路帶來怎樣的電流分配。在解決電流問題的過程中，就會用到歐姆定律、分流、決電流問題的過程中，就會用到歐姆定律、分流、分壓等規(guī)律。分壓等規(guī)律。 2 2、感應(yīng)電動勢在電路中引起的感應(yīng)電流，通過電、感應(yīng)電動勢在電路中引起的感應(yīng)電流，通過電路電阻時，可以發(fā)熱，產(chǎn)生電熱功率，體現(xiàn)了在路電阻時，可以發(fā)熱，產(chǎn)生電熱功率，體現(xiàn)了在電磁感應(yīng)過程中的能量轉(zhuǎn)化。電磁感應(yīng)過程中的能量轉(zhuǎn)化。 3 3、感應(yīng)電動勢在閉合回路中產(chǎn)生了電流，而通電、感應(yīng)電動勢在閉合回路中產(chǎn)生了電流，而通電的導(dǎo)線在磁場中，

14、又會受到安培力的作用。所以，的導(dǎo)線在磁場中，又會受到安培力的作用。所以，電磁感應(yīng)的問題中，會有與力學(xué)綜合的部分。電磁感應(yīng)的問題中，會有與力學(xué)綜合的部分。電磁感應(yīng)與電路的綜合問題電磁感應(yīng)與電路的綜合問題電磁感應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化問題電磁感應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化問題電磁感應(yīng)與牛頓定律綜合問題電磁感應(yīng)與牛頓定律綜合問題例例8：均勻直導(dǎo)線：均勻直導(dǎo)線ab,質(zhì)量為質(zhì)量為m,電阻為電阻為R,跨接在跨接在“n”形金屬架形金屬架上上,組成閉合電路組成閉合電路.框架兩豎直框架兩豎直平行金屬導(dǎo)線相距為平行金屬導(dǎo)線相距為L,位于磁位于磁感應(yīng)強度為感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場的水平勻強磁場中中,框架電阻不計框架電阻不計,釋放釋放ab使之

15、使之由靜止滑下由靜止滑下,若框架對導(dǎo)線若框架對導(dǎo)線ab的的摩擦力為摩擦力為f,求求:ab下滑的最大速下滑的最大速度度.F例例8：均勻直導(dǎo)線：均勻直導(dǎo)線ab，質(zhì)量為，質(zhì)量為m，電阻為，電阻為R，跨接在，跨接在“n”形金屬架上，組成閉合電形金屬架上，組成閉合電路?？蚣軆韶Q直平行金屬導(dǎo)線相距為路?？蚣軆韶Q直平行金屬導(dǎo)線相距為L，位于磁感應(yīng)強度為位于磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場中，的水平勻強磁場中，框架電阻不計，釋放框架電阻不計，釋放ab使之由靜止滑下使之由靜止滑下,若框架對導(dǎo)線若框架對導(dǎo)線ab的摩擦力為的摩擦力為f，求：，求：ab下下滑的最大速度?；淖畲笏俣取fIVBILF RIBLmaFfG分

16、析：分析：GfFIV解解:對直導(dǎo)線對直導(dǎo)線ab下滑過程受力分析如圖下滑過程受力分析如圖,maFfG由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得:BILF 其中安培力大小為其中安培力大小為:BLab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:RI由閉合電路的歐姆定律可得由閉合電路的歐姆定律可得:聯(lián)立以上各表達式得聯(lián)立以上各表達式得:maLRBLBfG當(dāng)當(dāng)a=0時時,速度達到最大，為速度達到最大，為:22)(LBfGR 例例9: 1820年丹麥的物理學(xué)家年丹麥的物理學(xué)家 發(fā)發(fā)現(xiàn)了電流能夠產(chǎn)生磁場；之后，英國的現(xiàn)了電流能夠產(chǎn)生磁場；之后，英國的科學(xué)家科學(xué)家經(jīng)過十年不懈的努力終于經(jīng)過十年不懈的努力終于在在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象 ，并發(fā)，并發(fā)明了世界上第一臺感應(yīng)發(fā)電機明了世界上第一臺感應(yīng)發(fā)電機奧斯特奧斯特法拉第法拉第例例10:10:固定在勻強磁場中的正方形導(dǎo)線框固定在勻強磁場中的正方形導(dǎo)線框abcdabcd，各，各邊長為邊長為L L。其中。其中abab是一段電阻為是一段電阻為R R的均勻電阻絲，的均勻電阻絲，其余其余3 3邊均為電阻可忽略的銅線。磁場的磁感應(yīng)強邊均為電阻可忽略的銅線。磁場的磁感應(yīng)強度為度為