高中物理(人教版)电磁感应章节复习.ppt

1、电磁感应专题复习,F = BS,一、磁通量（） ：,单位: 韦伯(Wb) 1Wb=1T1m2=1Vs,1、磁通量定义：,S,2、F表示穿过某面的磁感线 条数的代数和。,3、磁通量的变化量：,4、磁通密度：,穿过单位面积的磁通量,（磁感应强度B）,说明：B与、S无关由磁场本身决定。,例1：如图所示，两个同心放置的同平面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量Fa、Fb比较：（ ） AFa Fb ； B Fa Fb ； CFa Fb ； D不能比较,A,二、电磁感应现象：,1、产生条件：,F 发生变化,有E感,有I感,闭合回路,利用磁场产生电流的现象。,引起磁通量F 变化

2、的因素：,B 变化,S 变化,B与S夹角变化,B,例2 ：在长直导线电流的磁场中，线圈做如图的运动，判断线圈中有没有感应电流？ A、向右平动 B、向下平动 C、绕轴转动（ad边向外） D、从纸面里向纸外作平动 E、向上平动（线圈有个缺口）,B、C、D,2、感应电流方向的判定：,右手定则：仅适用于“切割”,楞次定律：普遍适用,说明：阻碍不是阻止，是延缓； 阻碍的表现为：“增”反，“减”同；,内容：感应电流的磁场总是要阻碍 引起感应电流的磁通量的变化,3. 应用楞次定律解题的步骤：,（1）明确原磁场方向,（2）明确穿过闭合回路的磁通量如何变化,（3） 由楞次定律确定感应电流的磁场方向,（4） 利用

3、安培定则确定感应电流的方向,例3： 一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置和位置时，顺着磁场的方向看去，线圈中感应电流的方向分别为：（ ） 逆时针方向(位置) 逆时针方向(位置)； B. 逆时针方向(位置) 顺时针方向(位置)； C. 顺时针方向(位置) 顺时针方向(位置)； D. 顺时针方向(位置) 逆时针方向(位置),B,例4：如图所示，导线框abcd与导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线时，线框中感应电流的方向是： A先abcd，后dcba，再abcd； B先a

4、bcd，后dcba； C始终dcba； D先dcba，后abcd，再dcba；,D,与感应电流方向相关问题,例5：如图甲，螺线管的导线两端A、B通过一个电阻相接，若条形磁铁突然从螺线管中拔出，则此时A、B两点哪一点的电势较高,（B点）,例6：两个大小不同的绝缘圆环，如图所示叠放在一起，小圆环有一半面积在大圆内。当大圆环通上顺时针方向电流的瞬间，小圆环中感应电流的方向是（ ） A. 顺时针方向 B. 逆时针方向 C. 左半圆顺时针，右半圆逆时针 D. 无感应电流,B,与感应电流方向相关问题,例7：如图所示，线圈L1，铁芯，线圈L2都可自由移动，K闭合，欲使L2中有感应电流且流过电阻R 的电流方向

5、从ab，可采用的办法是 使L2迅速靠近L1 将变阻器R的滑 动触头向右移动 在L1中插入铁芯 断开电路中的电键,与感应电流方向相关问题,ABC,例8：在匀强磁场中放一平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接如图所示，导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面，假定除ab导线外其余部分电阻不计，欲使所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向感应电流，导线ab需（ ） A匀速向右运动 B加速向右运动 C减速向右运动 D加速向左运动,与感应电流方向相关问题,CD,1、法拉第电磁感应定律：,(普遍适用，常用于感生),磁通量的变化率,2、特例：,（常用于动生，切割）,B、L、v互相垂直,条件：,说明：,求平均值,求

6、瞬时值和平均值,区分：,DF /Dt,DF,F,决定电动势的大小,DF /Dt,三、感应电动势的大小：,例9：如下图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度匀速转动， 磁场的磁感应强度为B，求杆OA两端的电势差。,平均速度,切割法：,四、自感现象：, 由于通过导体自身回路电流的变化而 引起的电磁感应现象,1、自感电动势：,作用：总是阻碍电流的变化,L自感系数由线圈决定,单位：亨利 (H)、mH、 H,原电流增大，产生反向的电流,原电流减小，产生同向的电流,线圈越粗、线圈越长、 线圈越密、有铁心，L越大,通电自感：,2、两种自感现象：,断电自感：,例10：在如图所示的电路中

7、，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关，关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是: A.合上开关，a先亮，b后亮；断开开关，a、b同时熄灭 B.合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭 C.合上开关，b先亮，a后亮； 断开开关，a、b同时熄灭 D.合上开关，a、b同时亮； 断开开关，b先熄灭，a后熄灭,(C),例11：如图所示的电路，D1和D2是两个相同的小电珠，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R相同，由于存在自感现象，在电键S接通和断开时，灯泡D1和D2先后亮暗的次序是： ( ) A. 接通时D1先达最亮，断开时D1后暗； B. 接通时D2

8、先达最亮，断开时D2后暗； C. 接通时D1先达最亮，断开时D1先暗； D. 接通时D2先达最亮，断开时D2先暗,A,物理情景,E=BLv,电压（电势差）,五、综合应用：,1、与电路相关问题：,例12：粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是（ ）,B,例13：一直升飞机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B。直升飞机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋

9、桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示。如果忽略a到转轴中心线的距离，用表示每个叶片中的感应电动势，则： A f l 2B，且a点电势低于b点电势 B2fl2B，且a点电势低于b点电势 C f l2B，且a点 电势高于b点电势 D2 f l2B，且a点 电势高于b点电势,(A),例14：如图所示，在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，长为0.5m的导体AB在金属框架上， 以10m/s的速度向右滑动，R1=R2=20，其它电阻不计，则： （1）流过AB的电流是多少？_ （2）AB两端电压为_,1V,0.1A,例15：如图所示，用相同的均匀导线制成的两个圆环a和b，已知a的

10、半径是b的两倍，若在a内存在着随时间均匀变化的磁场，b在磁场外，MN 两端的电压为U，则当b内存在着相同的磁场而a又在磁场外时，MN 两点间的电压为多少？,U/2,2、导体棒的动态分析(具有收尾速度的运动问题2),例16：光滑金属导轨放置在匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好，并由静止释放。已知：金属杆质量为m，长度为L，磁感应强度为B，导轨上联有电阻R，导轨其它各处的电阻可忽略，且导轨足够长、磁场足够大。问：金属杆最终可达到的速度多大？,当ab杆达到匀速运动后，重力与安培力平衡。有：mg=BIL。,又：I=E/R，E=BL,则：,例17：如图甲所示，AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨，

11、两导轨间的距离为l，导轨平面与水平面的夹角是q ，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感强度为B，在导轨的A、C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，从静止开始沿导轨下滑，求ab棒的最大速度(要求画出的ab棒受力图，已知ab与导轨间的动摩擦因数m ，导轨和金属棒的电阻都不计),若B 竖直向上，则结果又怎样？,例18：电阻为R的矩形导线框abcd，边长ab=l， ad=h，质量为m，自某一高度自由落体，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h，如图，若线框恰好以恒定速度通过磁场，线框内产生的焦耳热等于 。 (不考虑空气阻力),2mg

12、h,3、电磁感应中的能量转化：,解: 由能量守恒定律，线框通过磁场时减少的重力势能转化为线框的内能，,所以 Q=2mgh,Qab m v02 r / 2(Rr),解:,金属棒ab在冲量作用下获得速度v0 ，,相应的动能：Ek= 1/2 m v0 2,ab切割磁感线运动，产生感应电流受到磁场力F作用做减速运动，直到速度减为零停止下来，,在这个过程中，ab棒的动能转化为电能，最终转化成导轨与ab棒产生的焦耳热Q1和Q2，,满足 Q1Q2Ek,因导轨电阻R和ab棒电阻r是串联关系，则 Q1/Q2=R/r,由以上各式可解得，金属棒上产生的热量,Q2 m v0 2 r / 2(Rr),例20、如图所示，

13、电阻为R的矩形线框，长为l ，宽为a，在外力作用下，以速度v匀速向右运动，通过宽度为d，磁感应强度为B的匀强磁场中，在下列两种情况下求外力做的功：(a) l d 时。,解：,（a）线框进入和穿出时产生感应电动势 E=Bav,进入时做功 W1=E2 t /R= B2a2 l v/R,穿出时做功 W2= W1,W=2B2a2 l v/R,（b）线框进入和穿出时产生感应电动势 E=Bav,进入时做功 W1=E2 t/ R t=d /v =（ Bav）2d /(vR)= B2a2 d v/R,穿出时做功 W2= W1,W=2B2a2 d v/R,1.如图所示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度