第十讲电磁感应

1、周南中学高三物理第二轮复习教案第十讲 电磁感应电磁感应现象一、知识要点产生感应电流的条件感应电流（电动势）的方向楞次定律 右手定则感应电动势的大小=BLvsin自感现象二、高考考试说明内容要求说明1电磁感应现象，感应电流的方向，右手定则。法拉第电磁感应定律。2自感现象。BA1 导体切割磁感线时感应电动势的计算，只限于l垂直于B，v的情况。2 在电磁感现象里，不要求判断内电路中各点电势的高低三、高考考点分析1、本讲知识点虽然不多，但是牵涉知识面广，是高考的热点内容。题目以中档题和综合题为主。2、本讲选择题的重点是楞次定律和自感现象，另外磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率等概念也是常考知识点。

2、3、电磁感应的图像问题及动态问题的分析也是近年的热点。4、本讲综合题比较喜欢考：应用牛顿第二定律解决导体切割磁感线的动力学问题，应用动量定理、动量守恒定律解答导体切割磁感线的运动问题，应用能的转化和守恒定律解决电磁感应问题。四、典型例题和解题方法指导1、基本概念和基本规律的应用（1）安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的交叉综合使用【例1】如图所示，三个导电圆环共面放置。当通电圆环中的变阻器滑片P向a端滑动时，m、n导电环中的感应电流方向如何？（2）体会楞次定律的实质【例2】如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形线圈，当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线圈a

3、b将A、保持静止不动B、逆时针转动C、顺时针转动D、发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向（3）严格区分、/t【例3】如图所示，由均匀电阻丝做成的矩形线圈abcd的电阻为R，ab=10cm，bc=20cm，线圈以v=0.1m/s的速度穿过匀强磁场区域，磁场的磁感应强度B=0.5T，磁场宽度D=30cm。（1）画出通过线圈的磁通量随时间变化的图象；（2）求出线圈的感应电动势的大小和方向；（3）判断a、b、c、d各点的电势高低。（4）公式与= BLvsin的正确理解和应用【例4】如图所示，导线全部为裸导线，半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，磁感强度为B，一根长度大于2r的导线MN以速率

4、v在圆环上无摩擦地自左端匀速滑动到右端，电路的固定电阻为R，其余电阻不计，求MN从圆环的左端滑到右端的过程中电阻R上的电流强度的平均值【例5】如图所示，水平放置一矩形导体框，细棒ab可在框上自由移动，整个装置处在磁感应强度为04T的匀强磁场中，磁场方向与水平面成300角，ab长 02 m。电阻力0l，其余部分电阻不计棒在水平力F作用下以2ms的速率匀速向右运动，求力F的大小及力F做功的机械功率（5）正确区分感应电量与感应电流【例3】如图所示，平行的光滑全属导轨EF和GH相距l，处于同一竖直平面内，EG间接有阻值为R的电阻，轻质金属杆ab长为2l，紧贴导轨竖直放置，离b端l2处固定有质量为m的球

5、整个装置处于磁感强度为B并与导轨平面垂直的匀强磁场中，当ab杆由静止开始竖贴导轨绕b端向右倒下至水平位置时，球的速度为v，若导轨足够长，导轨及金属杆电阻不计，试求在此过程中： （1）通过R的电量； （2）R中的最大电流强度（6）自感现象的两个基本问题【例6】如图所示A和B是电阻均为R的电灯，L是自感系数较大的线圈当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B亮度相同再闭合S2，待电路稳定后将S1断开下列说法中，正确的是 A、B灯立即熄灭 B、A灯将比原来更亮一些后再熄灭 C、有电流通过B灯，方向为cd D有电流通过A灯，方向为ba2、电磁感应现象中的力学问题（1）受力平衡 【例7】如图所示，相同的导

6、体棒ab和cd的中点用长为L= 40cm的绝缘细棒ef固定，使两杆平行；将此H形框架放在两水平平行的导轨M和N上，斜向上的匀强磁场穿过装置平面，按B0.1t的规律随时间变化，磁场方向与水平面成370角M、N间的距离也为L，ab、cd的质量均为m=100g，电阻均为0. 01，棒ef质量可不计导轨申阻可不计，求t=50s时。ab和cd对轨道的压力和对棒ef的作用力（2）牛顿第二定律的应用【例8】如图所示，两光滑水平导轨平行放置在匀强磁场中，磁场垂直导轨所在平面，金属棒ab可沿导轨自由滑动，导轨一端跨接一个定值电阻R，导轨电阻不计，现将金属棒沿导轨由静止向右拉若保持拉力恒定，经时间t1后速度为v、

7、加速度为a1，最终以速度2v作匀速直线运动；保持拉力的功率恒定，经时间t2后速度也为v，加速度为a2，最终速度为2v作匀速直线运动。试证明a2=3a1，并论证t2t1.【例9】如图所示，MN、PQ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，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方向的匀强磁场，磁感强度为B，在导轨的M、P端连接一个阻值为R的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为m，从静止释放开始沿导轨下滑求ab棒的最大速度（要求画出ab棒的受力图，已知ab与导轨间的动摩擦因数为，导轨和金属棒的电阻不计）（3）、动量定理应用【例10】如图所示，在匀强磁场

8、中的一个与磁场方向垂直的平面内有a、b、c三条平行金属导轨。其间距都为d，a与b的左端用导线连接，金属棒L1两端套在a和c上且与b绝缘。金属棒L2两端套在b和c上L1和L2都可以沿导轨无摩擦地滑动，L1和 L2在静止和运动时都与导轨垂直。两金属棒的材料和粗细都相同，导轨电阻不计己知某时刻L1的速度为零。L2的速度为v0，在以后的运动中，试求：在达到稳定速度之前，L1和 L2的加速度之比；L1和L2最终的速度各为多少？3、电磁感应现象中的能量守恒问题【例11】如图所示，abcd为静止于水平面上宽度为L而长度甚长的U形金属滑轨，bc连接有电阻R，其它部分电阻不计，ef为一可在滑轨平面上滑动、质量为

9、m的均匀金属棒一均匀磁场B垂直滑轨面金属棒以一水平细绳跨过定滑轮，连接一质量为M的重物若重物从静止开始下落，假定滑轮无质量，且金属棒在运动中均保持与bc边平行，忽略所有摩擦力则：当金属棒做匀速运动时，其速率是多少？（忽略bc边对金属棒的作用力）若重物从静止开始至匀速运动之后的某一时刻下落的总高度为h，求这一过程中电阻R上产生的热量4、电磁感应现象中的图像问题【例12】在磁棒自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动，并穿过线囵向远处而去，如图所示，则下列图中较正确反映圈中电流i与时间t关系的是（线圈中电流以图示箭头为正方向）。5、金属杆在磁场中运动的收尾问题（1）单杆模型【例13】（2）双杆模型【例14

10、】五、强化训练1如图所示，圆形线圈开口处接有一平行板电容器C，圆形线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中要使电容器的带电量增加一倍，可采 取的方法是 A使电容器的两极板距离减为原来一半 B使线圈半径增加一倍 C使磁感应强度的变化率增加一倍 D，改变线圈平面与磁场方向的夹角2如下图，闭合导线框abcdef，自左向右匀速通过一匀强磁场区，磁场方向垂直导线框平面，设导线框中感应电流沿abcdef方向为正方向，则导线框中感应电流i随时间t；变化的图像为图右中的（ ）3如图所示，用同样的材料。不同粗细的导线绕成两个面积相同的正方形线圈和，使它们从离有理想界面的匀强磁场高度为h的地方同时自由下落，线圈平面

11、与磁藏线垂直，空气阻力不计，则 A两线圈同时落地，且落地速度相同 B细线圈先落地，且留地速度较大 C粗线圈先落地，且落地速度较大 D两线圈同时落地，但粗线回落地速度较大4如图128所示的电路（a）和（b）中，电阻R和自感线圈L的电阻相等且都较小，接通K，使电路中的电流达到稳定时，灯泡S发光，则A在电路（a）中，断开K，S将渐形变暗B在电路（a）中、断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗C在电路（b）中，断开K，S将渐渐变暗D在电路（b）中，断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗5如图所示，一段闭合螺线管套放在光滑水平玻璃棒上，一个光滑水平玻璃板中心沿螺线管的轴线穿过，板足够长，质量为M的条形磁铁放

12、在板上螺线管管口的一端现给条形磁铁一个冲量，使条形磁铁以速率v0穿过螺线管，条形磁铁穿出螺线管的速率为（3 v0/4），螺线管的质量为M/2（1）试分析、论述相互作用过程中磁铁和螺线管的受力情况与运动情况（2）求条形磁铁穿过螺线管的过程中螺线管产生的热量。6如图所示，截面积为02 m2的100匝圆形线圈A处在变化磁场中，磁场方向垂直线圈截面，其磁感强度B随时间t的变化规律如图所示设向外为B的正方向，线圈A上的箭头为感应电流I的正方向，R1= 4 ，R2= 6，C30F，线圈内阻不计求电容器充电时的电压和2s后电容器放电的电量7两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为l，导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，如图所示。两根导体持的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行。开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速v0若两导体棒在运动中始终不接触，求：（1）在运动中产生的焦耳热最多是多少（2）当ab棒的速度变为初速度的 34时，cd棒的加速度是多少？8如图所示，两根相距为d的足够长的平行金属导轨位于水平的xy平面内，一端接有阻值为R的电阻在xo的一侧存在沿竖直方向的均匀磁场，