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文档简介
2025版三维设计•轮高中总复习物理(通用版)第十二章电磁感应
第十二章
电磁感应
第61课时电磁感应现象楞次定律[双基落实课]
立足“四层”•夯基础。概念公式定理
T磁通城H及送式Ho=ES(SU)
闭合电路的一部分导体在
感应电产后S1:
电磁场内做运动
流的产
逊生犁必承还不穿过闭合电路的磁通量发
感生
立
现T实质I-产生
象
楞感应电流具仃这样的方向.
次楞次;即感应电流的磁场总要
定定律;引起感应电流的磁
律通最的
感应电流
的方向
r--.磁感线穿入一
耍需拇指指向------------
,…一"四指指向方向
口情境思辨•原创情境
每年高考考生入场时,监考老师都要用金属探测器对考生进行安检,当探测器靠近金属物体时,报警器就会发
出警拈
判断下列说法的正误:
(1)探测器靠近非金属物体时不发生报警现象。()
(2)探测器靠近金属物体报警是利用了静电感应现象。()
(3)探测器靠近金属物体和远离金属物体时产生的感应电流方向不同。()
着眼“四翼”•探考点口题型规律方法
考点一电磁感应现象及感应电流方向的判断[素养自修类]
1.产生感应电流的条件的两种表述
(1)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,闭合电路中产生感应电流。
(2)穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合电路中产生感应电流。
2.判断感应电流方向的两种方法
(1)用楞次定律判断
(2)用右手定则判断
该方法适用于导体切割磁感线产生的感应电流,判断时注意掌心、拇指、四指的方向:
0
瓷I
①掌心一一磁感线垂直穿入;
②拇韦----指向导体运动的方向;
③四有一一指向感应电流的方向。
口对点训练
1.【感应电流方向的判断】
(2023•海南高考*6题J汽车测速利用了电磁感应现象,汽车可简化为一个矩形线圈埋在地下的线圈分
别为1、2,通上顺时针(俯视)方向电流,当汽车经过线圈时()
g
A.线圈1、2产生的磁场方I可竖直【可上
氏汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为出“/
C.汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为加〃
D.汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同
2.【感应电流有无的判断】
法拉第“磁生电”这一伟大的发现,引领人类进入了电气时代。关于下列实验说法正确的是()
L
甲乙
丙T
A.图甲中条形磁体插入螺线管中静止不动时,电流计指针稳定且不为零
氏图乙中无论滑动变阻器滑片向下移动还是向上移动的过程中,金属圆环中都有感应电流
C.图丙中闭合开关时电流计指针偏转,断开开关时电流计指针不偏转
D.图丁中导体棒A8在磁场中运动时•定能产生感应电流
考点二楞次定律推论的应用[多维探究类]
楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为:感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因。根据引起感应电流
的情境,常见以下四种具休推论:
推论例证
磁铁靠近,B浩、Bq反向,二者相斥;
阻碍原磁通量变化一一“增反减同”磁铁远离,B溥、同向,二者相吸
阻碍相对运动一一“来拒去留”
P、。是光滑固定导轨,〃是可移动金属棒,磁铁下移,回
路面积应减小,公〃靠近
使回路面积有扩大或缩小的趋势一一“增
N0I
缩减扩”
注意:此结论只适用于磁感线单方向穿过
ab
回路的情境
>:xx
xrSexi
B减小,线圈扩张
合上S,B灯先亮,A灯逐渐变亮;再断开S,两灯逐渐熄灭
阻碍原电流的变化一一“增反减同”(即
自感现象)
考法一“增反减同”
【典例1】如图所示,两个半径不同但同圆心的圆形导线环A、B位于同一平面内,A环的半径大于4环的
半径,已知在1=0到/=有的时间间隔内,当A环中的电流,・八发生某种变化,8环中的感应电流总是沿顺时针
方向,且8环总有扩张的趋势。设A环中电流谓的正方向与图中馅头所示的方向相同,则〃随时间,变化的图
线可能是()
听课汜录....................................................................................
考法二“来拒去留”
【典例2】(多选)如图所示,在一固定、水平放置的铝环上方,有一条形磁铁,从离地面高〃处,由静止
开始下落,最后落在地面上。磁铁下落过程中从铝环中心穿过铝环,而不与铝环接触。若不计空气阻力,下列
说法正确的是()
A.磁铁下落过程中,铝环中的电流先沿逆时针方向,后沿顺时针方向(从上向下看铝环)
B.不考虑起始位置,磁铁下落过程中,磁铁的加速度始终小于g
C.磁铁下落过程中,磁铁的机械能不断减少
D.磁铁落地时的速率等于西A
听课汜录....................................................................................
考法三“增缩减扩”
【典例3】如图所示,圆环形导线圈〃平放在水平桌面上,在线圈。的正上方固定一竖直螺线管从二者轴
线重合,螺线管〃与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列表述
正确的是()
A.线圈a中将产生顺时针方向(俯视)的感应电流
B.穿过线圈a的磁通量减小
C.线圈。有扩张的趋势
D.线圈〃对水平桌面的压力人将增大
听课汜录
考点三“三定则、一定律”的综合问题[互动共研类]
“三定则、一定律”的比较
定则或定律适用的现象因果关系
安培定则电流的磁效应一一电流、运动电荷产生的磁场因电生磁
(1)安培力一一磁场对电流的作用力;
左手定则因电受力
(2)洛伦兹力一一磁场对运动电荷的作用力
右手定则导体做切割磁感线运动产生的电磁感应现象因动生电
楞次定律闭合回路磁通量变化产生的电磁感应现象因磁生电
【典例4】(多选)如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒尸Q、MN,PQ、MN均处
在竖直向下的匀强磁场中,当PQ在一外力的作用下运动时,MN向右运动,则PQ所做的运动可能是
A.向右加速运动B.向左加速运动
C.向右减速运动D.向左减速运动
听课汜录一
口对点训练
1.【楞次定律及左手定则的应用】
(多选)创意物理实验设计作品《小熊荡秋千》如图所示。两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁
架台上,与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路,两个磁性很强的条形磁铁如图放置。当用手左右摆动线圈2
时,线圈。也会跟着摆动,仿佛小熊在荡秋千。以下说法正确的是()
A.P向右摆动的过程中,P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)
B/向右摆动的过程中,Q也会向右摆动
C.P向右摆动的过程中,。会向左摆动
D.若用手左右摆动Q,P会始终保拧静止
2.【“三定则、一定律”的综合】
如图所示,金属圆盘置于垂直纸面向里的匀强磁场中,其中央和边缘各引出一根导线与套在铁芯上部的线圈A
相连.套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上,导轨上有一根金属棒"处在垂直于纸面向
外的匀强磁场中。下列说法正确的是()
A.圆盘顺时针匀速转动时,〃点的电势高于》点的电势
B.圆盘顺时针加速转动时,时棒受到向左的安培力
C.圆盘顺时针加速转动时,外棒将向右运动
D.圆盘顺时针减速转动时,a点的电势高于。点的电势
温馨提示:请完成《课时跟踪检则》P433〜434
第62课时探究感应电流的产生条件探究影响感应电流方向的因素
[实验增分课]
匚立足:四层”•夯基础口原理操作数据
装置原理实验过程注意事项
1.探究感应电流的产生条件
实验1:探究感应电流的产生条件
(I)确定电流方
线圈8中是否有
开关和变阻器的状态向与电流计指针
电流
偏转方向的关系
开关闭合瞬间
时,要用试触法
开关断开瞬间
并注意减小电流
开关闭合时,滑动变阻器不动
(1)开关的闭合、断开瞬间观察电流强度,防止电流
开关闭合时,迅速移动滑动变阻
计的指针是否偏转;过大或通电时间
器的滑片
(2)开关的闭合状态下,迅速移动滑过长损坏电流
实验2:探究条形磁铁插入或拔出线圈时感应电流
动变阻器的滑片,观察电流计的指针计。
的方向
是否偏转。(2)电流计选用
(1)确定电流计指针偏转方向与电流方向的关系。
2.探究影响感应电流方向的因素零刻度在中间的
(2)观察并记录磁场方向,分析磁通量变化情况与
灵敏电流计。
感应电流方向的关系。
(3)实验前设计
实验3:探究导体切割磁感线时感应电流的方向
好表格,并明确
(1)用与实验2相同的方法判断电流方向与电流计
乙丙线圈的绕线方
指针偏转方向的关系.
(1)根据电流计指针偏转方向与电流向“
(按图丙连接电路。
方向的关系,找出感应电流的方向,2)
(2)观察并记录感应电流的方向与导(3)沿不同方向运动导体棒,观察并记录磁场方(4)按照控制变
体运动方向或磁通量变化情况间的关向、导体棒运动方向和电流方向,将结果记录在设量的思想进行实
系。分析实验结果,归纳出影响感应计的表格中。验。
电流方向的因素,总结出判断感应电(4)分析电流方向与磁通量变化情况之间的关系(5)进行一种操
流方向的方法作后,等电流计
指针I可零后再进
行下一步操作
■71着眼:四翼”•探考点。----------------------题型规律方法---------
【典例1】探究感应电流方向的实验所需器材包括:条形磁铁、电流计、线圈、导线、一节干电池(用
来查明线圈中电流的流向与电流计中指针偏转的方向的关系)。
(1)实验现象如图所示,根据实验现象,完成以下内容:
①比较甲图和,发现电流计指针偏转的方向相同,这是因为
②实验结论:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的
(2)为进一步弄清电流计指针摆动方向与电流方向的关系,可以使用一节干电池进行探究。某司学想到了多
用电表内部某一挡含有直流电源,他应选用多用电表的挡对电流计进行测试。实验发现当电流从正接
线柱流入电流计时,指针向右摆动。
(3)为了能进一步了解感应电流大小随时间变化的关系,要使用电流传感器,连接好后,以甲劄为例,图示
方向为正方向,让磁铁从线圈上方释放,你认为在磁铁竖直穿过整个线圈的过程中,传感器显示的电流i随时
间/变化的图像应该是
听课汜录....................................................................................
【典例2]物埋探究小组选用图示器材和电路研究电磁感应规律。
(1)请用笔画线代表导线,将图中各器材连接起来,组成正确的实验电路。
7
(2)把A线圈插入3线圈中,如果闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一卜.,下面操作出现的情况
有:
①向右移动滑动变阻器滑片,灵敏电流计指针将向(选填“左”或“右”)偏转;
②保存滑动变阻器滑片位置不变,拔出线圈4中的铁芯,灵敏电流计指针将向(选填“左”或
“右”)偏转;
(3)根据实验结果判断产生感应电流的本质是。
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4即时演练
1.某学习小组同学采用如图甲所示的装置探究“影响感应电流方向的因素”,螺线管A、滑动变阻器、开关、
电池沟成闭合回路;螺线管8与电流计构成闭合电路,螺线管B套在螺线管人的外面。
(1)要想使电流计指针发生偏转,下列四种操作中可行的是。
A.闭合开关,螺线管A和螺线管8用对静止向上运动
B.闭合开关,螺线管8不动,螺线管A插入或拔出螺线管8
C.闭合开关,螺线管人、B不动,移动滑动变阻器的滑片
D.螺线管4、8和滑动变阻器的滑片不动,闭合或断开开关
(2)利用图乙所示的装置进一步探究感应电流的方向与磁通量变化的关系,螺线管8与电流计构成闭合电
路。正确连接好实验电路后,将条形磁铁N极朝下插入螺线管也观察到灵敏电流计G的指针向右偏。
①将条形磁铁N极朝下拔出螺线管用观察到灵敏电流计G的指针(选填“向左偏”或“向右
偏”);
②将条形磁铁S极朝卜插入螺线管B,观察到灵敏电流计G的指针(选填“向左偏”或“向右
偏”)。
2.(1)图甲是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。
①如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后,将A线圈迅速插入B线圈中,
电流计指针将(选填“向左”“向右”或“不”)偏转;
②按图甲连好电路,并将4线圈插入4线圈中后,若要使灵敏电流计的指针向左偏转,可采取的操作
是0
A.插入铁芯
B.拔出A线圈
C.变阻器的滑片向左滑动
D.断开开关S瞬间
(2)某同学在做实验时突发奇想,将开关接在8线圈所在回路,如图乙所示,则在闭合和断开开关时,
(选慎"能”或“不能”)观察到与图甲电路相同的现象。
B
乙
温馨提示:请完成《课时跟踪检测》P435〜436
第63课时法拉第电磁感应定律、自感和涡流[双基落实课]
或立足:四层”•夯基础o概念公式定理
法西生不生友恕7目,哥与穿电过।路可是路否的做通量发生
感应无关
拉电动势也
方向用楞次定律或右手定则判断
第r
感应电动势的大小跟穿过这
电
一电路的磁通量的成
磁|4内容r
一定律卜正比
感
U…绒」g爵
应
定切割
律电动势4转动而需引£=48尸3
、
自
感涧感砌羽七=喀
和,百咸家装」与线圈的、形状、
涡'且疑笙1及是否有铁芯有关
流」况一注金属块内旋涵状感应电流
乜随儿遵循电磁感应定律
□情境思辨•真题情境
(2023・湖北高考5场)近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通讯,其天线类似一个丘平的线圈,
线圈乂寸从内到外逐渐变大。如图所示,一正方形NFC线圈共3匝,其边长分别为1.0cm、1.2cm和1.4
cm,图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈,磁感应强度变化率为1。3
T/So
天线
判断下列说法的正误:
(1)每匝线圈产生的感应电动势大小相等。()
(2)天线线圈产生的感应电动势大小等于3匝线圈各自产生的感应电动势之和。()
(3)磁感应强度变化率越大,天线线圈产生的感应电动势越大。()
(4)天线线圈中产生的感应电动势大小为0.44V。()
着眼“四翼”•探考点。题型规律方法
考点一法拉第电磁感应定律的理解和应用[互动共研类]
1.对法拉第电磁感应定律的理解
(1)公式E=,写求解的是-一个回路中某段时间内的平均电动势,在磁通量均匀变化时,瞬时值才等于平均
值。
(2)感应电动势的大小由线圈的师数和穿过线圈的磁通量的变化率笑共同决定,而与磁通量①的大小、磁通
量的变化量△①的大小没有必然联系。
(3)磁通量的变化率当对应中“图像上某点切线的斜率。
(4)通过回路横截面的感应电荷量夕=噂,仅与〃、△①和回路电阻R有关,与时间长短无关。
2.磁通量变化时感应电动势的三种求法
(1)磁通量的变化仅由面积变化引起时,则A<P=BAS,E=〃占
(2)磁通量的变化仅由磁场变化引起时,则△①一"S,E一点S,注意S应为线圈在磁场中的有效面积。
(3)磁通量的变化由面积和磁场同时变化引起时,则△<!>=I①未一①初I,&S2;电s—等。
【典例1】(多选)如图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度8随时间/均匀变化,磁场方向取
垂直纸面向里为正方向。正方形硬质金属框时〃放置在磁场中,金属框平面与磁场方向垂直,电阻R=O.I
C,边长/=0.2m,则下列说法正确的是()
A.在/=0到f=0.1s时间内,金属框中的感应电动势为0.08V
B.在f=0.05s时,金属框ab边受到的安培力的大小为0.016N
C.在f=0.05s时,金属框ab边受到安培力的方向垂直于ab向右
D.在r=0到f=0.1s时间内,金属框中电流的电功率为0.064W
听课汜录....................................................................................
口对点训练
1.【法拉第电磁感应定律的应用】
(2022•河北京考5题)将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈,其中大圆面积为S,小圆面积均为
S2,垂直线圈平面方向有一随时间,变化的磁场,磁感应强度大小8=8。+〃/,氏和攵均为常量,则线圈中总
的感应电动势大小为()
A.AS]B.5As2
C.k($—5S2)D.&(Si+5s2)
2.【曰(IW图像计算感应电流】
(多选)如图甲所示,线圈两端。、〃与一电阻R相连,线圈内有垂直于线圈平面向里的磁场。i=0时刻起,
穿过线圈的磁通量按图乙所示的规律变化。下列说法正确的是()
A.,时刻,R中电流方向为由。到A
B.*时刻,A中电流方向为由。到A
C.0〜加时间内流过R的电流小于在)〜2m时间内流过R的电流
D.0〜/o时间内流过R的电流大于卜〜2")时间内流过R的电流
考点二导体切割磁感线产生的感应电动势[多维探究类]
的三个特性(平动切割)
(1)正交性:本公式要求磁场为匀强磁场,而且3、/、u三者互相垂直。
(2)有效性:公式中的/为导体棒切割磁感线的有效长度。如图所示,导体棒的有效长度为〃、/,间的距离。
(3)相对性:七=8八中的速度u是导体棒相对磁场的速度,若磁场也在运动,应注意速度间的相对关系。
2.导体棒转动切割磁感线
当导体棒在垂直于磁场的平面内,绕一端以角速度①匀速转动时,产生的感应电动势为£=/尸如如图所
/Jso
BA
U)
考法一平动切割问题
【典例2】如图所示,在磁感应强度大小为4、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,长为L的金属杆在平
行金属导轨上以速度箕向右匀速滑动。金属导轨电阻不计,金属杆与导轨的夹角为仇电阻为2R,〃、〃间电
阻为凡M、N两点间电势差为U,则M、N两点电势的高低及U的大小分别为()
xx
B
xZ>txX#X0XX
A.M点电势高,U=B.M点电势高,U=
C.N点电势高,U=竽D.N点电势高,U=
听课汜录....................................................................................
考法二转动切割问题
【典例3】(多选)(2021•广东离考10题)如图所示,水平放置足够长光滑金属导轨"c和de,ab与de
平行,bc是以O为圆心的圆弧导轨,圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场,金属杆OP的O端与
e点用导线相接,。端与圆弧松接触良好・,初始时,可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上,若杆。。绕。点
在匀强磁场区内从匕到c匀速转动时,回路中始终有电流,则此过程中,下列说法正确的有()
A.杆。。产生的感应电动势恒定B•杆OP受到的安培力不变
C.杆历N做匀加速直线运动D.杆MN中的电流逐渐减小
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□对点训练
1.【立动切割问题】
(多选)如图所示,分布于全空间的匀强磁场垂直于纸面向里,其磁感应强度大小为8=2T。宽度为L=0.8
m的两导轨间接一阻值为R=0.2。的电阻,电阻为2R的金属棒,C长为2L并垂直十导轨(导轨电阻不计)
放置,人端刚好位于导轨上,中点。与另一导轨接触。当金属棒以速度v=0.5m/s向左匀速运动时,下列说法
正确的是()
A.流过电阻”的电流为2A
B.4、。两点间的电势差为“w=0.4V
C.A、C两点间的电势差为UAC=-L6V
D.A、C两点间的电势差为UAC=-L2V
2.【转动切割问题】
(多选)(2022•山东布考12题)如图所示,X。、,平面的第一、三象限内以坐标原点。为圆心、半径为&L的
扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场。边长为L的正方形金属框绕其始终在。点的顶点、在x。),平面
内以角速度(。顺时针匀速转动。1=0时刻,金属框开始进入第一象限。不考虑自感影响,关于金属框中感应
电动势£随时间,变化规律的描述正确的是()
A.在『°到『会的过程中,£一直增大
B.在『。到『勤勺过程中,石先增大后减小
C•在『°到,磊的过程中,E的变化率一直增大
D.在1=()到的过程中,七的变化率一直减小
43
考点三自感、涡流、电磁阻尼与电磁驱动
1.【自感问题】
某同学想对比自感线圈和小灯泡对电路的影响,他设计了如图甲所示的电路,电路两端电压U恒定,AHA2
为完全相同的电流传感器。先闭合开关K得到如图乙所示的口图像,等电路稳定后,断开开关(断开开关的
实验数据未画出)。下列关于该实验的说法正确的是()
A.闭合开关时,自感线圈中电流为零,其自感电动势也为零
B.图乙中的a曲线表示电流传感器A2测得的数据
C.断开开关时,小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭
Dm时刻小灯泡与线圈的电阻相等
2.【涡流问题】
(2023•全国乙卷17题)一学生小组在探究电磁感应现象时,进行了如下比较实验。用图(a)所示的缠绕方
式,将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上,漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖
直放置,将•很小的强磁体分别从管的上端由静止释放,在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两
管上流过漆包线的电流/随时间/的变化分别如图(b)和图(c)所示,分析可知()
A图(c)是用玻璃管获得的图像
B.在铝管中下落,小磁体做匀变速运动
C.在玻璃管中下落,小磁体受到的目磁阻力始终保持不变
D.用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短
3.【电磁驱动问题】
(多选)摩托车和汽车上装有的磁性转速表就是利用了电磁驱动原理,如图所示是磁性式转速表及其原理图,
关于磁性式转速表的电磁驱动原理,下列说法正确的是()
A.铝盘接通电源,通有电流的铝盘在磁场作用卜.带动指针转动
B.永久磁体随转轴转动产生运动的磁场,在铝盘中产生感应电流,感应电流使铝盘受安培力而转动
C.铝盘转动的方向与永久磁体转动方向相同
D.由于铝盘和永久磁体被同一转轴带动,所以两者转动是完全同步的
口考点归纳
I.通电自感和断电自感的比较
RA2
电路图Y=J-----0-
器材要求Ai、A2同规格,R=RL,L较大L很大(有铁芯)
在S闭合瞬间,灯A?立即亮起来,灯Ai逐
通电时灯A立即亮,然后逐渐变暗达到卷定
渐变亮,最终一样亮
(1)若向,灯泡逐渐变暗;
回路电流减小,灯泡逐渐变暗,Ai电流方向
断电时(2)若/2>4,灯泡闪亮后逐渐变暗。
不变,A2电流反向
两种情况下灯泡中电流方向均改变
总结自感电动势总是阻碍原电流的变化
2.产生涡流时的能量转化
(1)金属块放在变化的磁场中,则磁场能转化为电能,最终转化为内能。
(2)如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动,则由于克服安培力做功,金属块的机械能转化为电能,
最终转化为内能。
3.电磁阻尼和电磁驱动
电磁阻尼电磁驱动
由于导体在磁场中运动而产生感应电由于磁场运动引起磁通量的变化而产生感应电
成因
流,从而使导体受到安培力流,从而使导体受到安培力
不同点
安培力的方向与导体运动方向相反,阻导体受安培力的方向与导体运动方向相同,推动
效果
碍导体运动导体运动
导体克服安培力做功,其他形式的能转由「电磁感应,磁场能转化为电能,通过安培力
能量转化
化为电能,最终转化为内能做功,电能转化为导体的机械能,从而对外做功
两者都是电磁感应现象,都遵循楞次定律,都是安培力阻碍引起感应电流的导体与磁场间
相同点
的相对运动
温馨提示:请完成《课时跟踪检测》P437〜438
第64课时电磁感应中的电路和图像问题[重难突破课]
或着眼:四翼”•探考点。题型规律方法
题型一电磁感应中的电路问题
1.电磁感应电路中的“等效电源”
做切割磁感线运动的那部分导体或磁通量发生变化的回路相当于电源。
(1)电动势
①大小:E=B小或E=喏。
②正负极:用右手定则或楞次定律判断,感应电流流出的一端为电源正极。
(2)等效内阻:“等效电源”对应的那部分电路的阻值为等效内阻。
2.分析电磁感应电路问题的基本思路
考法一动生电动势的电路问题
【典例1】(多选)如图甲所示,发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具,它在飞起时能够持续发光。某同学对
竹蜻蜓的电路做如下简化:如图乙所示,半径为L的导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心。的金属轴。1。2
以角速度3逆时针匀速转动(俯视)。圆环上接有电阻均为,•的三根金属辐条。尸、OQ、OR,幅条互成120。
角。在圆环左半部分张角也为120。角的范围内(两条虚线之间)分布着垂直圆环平面向下、磁感应强度大小
为B的匀强磁场,在转轴。1。2与圆环的边缘之间通过电刷M、N与一个LED灯相连。假设LED灯电阻为八
其他电阻不计,从辐条OP进入磁场开始计时。在辐条OP转过磁场区域的过程中,下列说法中正确的是
)
A。、P两端电压为co
B.通过LED灯的电流为警
8r
C.整个装置消耗的电能为嘿对
8r
D.增大磁感应强度可以使LED灯发光时更亮
听课:己录....................................................................................
考法二感生电动势的电路问题
【典例2】(2022•全国甲卷16题)三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框,正方形线框的波长与圆线框
的直径相等,圆线框的半径与正六边形线框的边长相等,如图所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的
同一匀强磁场中,线框所在平面均与磁场方向垂直,正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为
4、上和4则()
OD
A./I<Z3</2B./I>/3>/2
c.h=i2>hDm
听课汜录....................................................................................
考法三感应电荷量的计算
【典例3】如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,。为半圆弧的中点,。为圆心。轨道的电阻忽
略不计。是有一定电阻、可绕。转动的金属杆,M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。空间存在与轨道
所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为庆现使从。。位置以恒定的角速度逆时针转到05位置
并固定(过程I);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从8增加到2(过程H)。在过程I、II中,流
过。加的电荷量相等,则!等于()
C.-D.2
4
听课记录
【解题技法】
计算感应电荷蚩的公式:4=噤
在也磁感应过程中,只要闭合回路中产生感应电流,则在时间内通过导体横截面的电荷量=
Ra
RF,即行怎。
注意:感应电荷量的大小由线圈匝数〃、磁通量的变化量△①、回路的总电阻R恁共同决定,与时间4无关。
题型二电磁感应中的图像问题
解答电磁感应中的图像问题的四个关键
图像(1)随时间变化的图像:如8“图像、G-/图像、不/图像、■图像、广/图像等。
类型(2)随位移变化的图像:如E-X图像、/-%图像等
(1)根据电磁感应过程选择图像。
问题
(2)根据图像分析电磁感应过程。
类型
(3)电磁感应中的图像转换
常用判断方向右手定则、楞次定律、左手定则、安培定则等
规律计算大小切割公式、法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律及其他有关规律
定性地分析甩磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变
排除法
常用化还是非均匀变化),特别是分析物理量的正负,以排除错误的选项
方法根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系,然后由函数关系对图像进
函数法
行分析和判断
考法一根据电磁感应过程选择图像
【典例4】(多选)(2022•河北立考8题)如图,两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,一根导轨
位于x轴上,另一根由be、”三段直导轨组成,其中次段与x轴平行,导轨左端接入一电阻R。导轨上
一金属棒MN沿x轴正向以速度w保持匀速运动,f=0时刻通过坐标原点O,金属棒始终与x轴垂直。设运动
过程中通过电阻的电流强度为。金属棒受到安培力的大小为凡金属棒克服安培力做功的功率为P,电阻两
端的电压为U,导轨与金属棒接触良好,忽略导轨与金属棒的电阻。卜列图像可能正确的是()
Ft
_L2L3LO工2L3L
听课:己录....................................................................................
考法二根据图像分析电磁感应过程
【典例5】(多选)如图甲所示,一质量为〃人边长为L、电阻为R的单匝正方形导线框而cd放在绝缘的光
滑水平面上,空间中存在一方向竖直向下的单边界匀强磁场,线框有一半在磁场内,其4边与磁场边界平
行。」=0时刻起,磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示规律均匀减小,线框运动的妙“图像如图丙所示,图
丙中帧斜虚线为过。点速度图线的刃线,也时刻起速度图线与/轴平行。则()
O/ji2t0
乙
A.线框中的感应电流沿顺时针方向B.磁感应强度的变化率为智答
C/3时刻,线框的热功率为0D.0〜殳时间内,通过线
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