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1、1第四章 电磁感应一自主知识复习1.产生感应电流条件： 。2.感应电流方向的判断方法； 。内容是: .3.电磁感应定律内容是： 。表达式: 磁场不变面积变化: 面积不变磁场变化: 4.切割磁感线运动： (1)导线平动垂直磁场切割: E= (2)导线平动以一端为轴垂直磁场旋转切割: E= 5.自感现象： 6.涡流现象： 二. 知识结构：三. 典型问题：【 一 】电磁感应现象和感应电流方向的判断思路：1.确定穿过线圈的磁通量及是否变化。2.如果变化就用楞次定律及推论判断感应电动势和感应电流的方向。3.切割磁感线用右手定则更方便，1在电磁感应现象中，下列说法中正确的是（ ）A、感应电流的磁场总是跟原

2、来的磁场方向相反B、闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流C、闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动，一定能产生感应电流D、感应电流的磁场总是阻碍原来磁场磁通量的变化分析：此例的分析必须熟悉发生电磁感应现象产生感应电流的条件，熟悉楞次定律。2判断下列情况正方形线框是否有感应电流并判断 其方向.(1).将线圈拉成圆形.（2）将线框匀加速垂直纸面向外拉.电磁感应产生的条件感应电流的方向判定感应电动势的大小回路中的磁通量变化楞次定律法拉第电磁感应定律 E=/电磁感应的实际应用：自感现象（自感系数 L） ，涡流特殊情况：导体切割磁感线 E=BLV特殊情况：右手定则2（3）将线框向左拉出.（4）线框

3、绕一边旋转 900.3如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈 abcd.，判断感应电流的方向。(1)向右平动(2)向下运动(3)以 ad 为轴转动 900，以 ab 边为轴转动(4)导线中的电流变大4.如图所示，试判定当开关 S 闭合和断开瞬间，线圈 ABCD 的电流方向。 （忽略导线 GH 的磁场作用）点评：用楞次定律解题时，沿一定的程序进行推理判断比较规范，尤其是初学者一定要熟练掌握5.如图所示，当条形磁铁突然向闭合铜环运动时，铜环里产生的感应电流的方向怎样？铜环运动情况怎样？分析：用微元法、等效法、推论法。6. 如图所示，固定于水平面上的光滑平行导电轨道 AB、 CD 上放着两根细金属

4、棒 ab、 cd.当一条形磁铁自上而下竖直穿过闭合电路时，两金属棒 ab、 cd 将如何运动？磁铁的加速度仍为 g 吗？小结：1. 磁通量 单位：韦伯 符号：Wb 1Wb=1T1m 2=1VS磁通量的大小可以用穿过某一回路(面积)的磁感线条数的多少来形象表示磁通量的变化（1）面积 S 是指回路中包含磁场的那部分有效面积。（2）磁通量是标量，却有正负之分。如果规定从某一方面穿入的磁通量为正值，则从另一面穿入平面的磁通量为负值。求穿过这平面的磁通量时要按代数和的方法求总的磁通量。（3）磁通量与线圈的匝数无关。2. 楞次定律内容：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量

5、的变化。阻碍是指延缓作用，不是阻止。3.楞次定律的应用，可以分为五步：确定研究对象确定原磁场方向；判定原磁场如何变化（增大还是减小）确定感应电流的磁场方向（增反减同） 根据安培定则判定感应电流的方向 4.楞次定律的具体应用：楞次定律也可以理解：A.阻碍原磁通量的变化（增减反同）B.阻碍相对运动，即“来拒去留” C.使线圈面积有扩大或缩小的趋势D.阻碍原电流的变化（自感现象）利用上述规律分析问题可以独辟蹊径，达到快速准确的效果课后巩固练习1根据楞次定律知感应电流的磁场一定是 （ ）A.阻碍引起感应电流的磁通量 B.与引起感应电流的磁场反向SBS)(1212 BS3 C.阻碍引起感应电流的磁通量的

6、变化D.与引起感应电流的磁场方向相同2如图所示，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里, a、 b、 c、 d 为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形.设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中 （ ）A.线圈中将产生 abcd 方向的感应电流B.线圈中将产生 adcb 方向的感应电流C.线圈中产生感应电流的方向先是 abcd，后是 adcbD.线圈中无感应电流产生3如图所示，一水平放置的矩形闭合线框 abcd，在细长磁铁的 N 极附近竖直下落，保持 bc 边在纸外，ad 边在纸内，如图中的位置经过位置到位置，位置和都很靠近，在这个过程中，线

7、圈中感应电流 （ ）A.沿 abcd 流动B.沿 dcba 流动C.由到是沿 abcd 流动，由到是沿 dcba 流动D.由到是沿 dcba 流动，由到是沿 abcd 流动4、线圈 如图所示，在匀强磁场中沿金属框架向右匀速运动（ ）abcdA、因穿过 的磁通量不变，所以 中无电流abcd和B、因 切割磁感线运动，所以 中有环形电流C、 中都有方向相同的电流流过abcd和D、通过 的电流强度相同，都等于通过电流 的电流强度的一半和 R5如图所示，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

8、着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向分别为 （ ）A.逆时针方向,逆时针方向B. 逆时针方向,顺时针方向C.顺时针方向,顺时针方向D. 顺时针方向,逆时针方向6如图所示，两个相同的铝环套在一根光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环的过程中两环的运动情况是 （ ）A.同时向左运动，间距增大B.同时向左运动，间距不变C.同时向左运动，间距变小D.同时向右运动，间距增大11如图所示，闭合矩形线圈 abcd 从静止开始竖直下落，穿过一个匀强磁场区域，此磁场区域竖直方向的长度远大于矩形线圈 bc 边的长度。不计空气阻力，则【 】A从线圈 dc 边进入磁场到 ab 边穿出磁场的整个过程中，线圈中始终有感应电流

9、B从线圈 dc 边进入磁场到 ab 边穿出磁场的整个过程中，有一个阶段线圈的加速度等于重力加速度Cdc 边刚进入磁场时线圈内感应电流的方向，与 dc 边刚穿出磁场时感应电流的方向相反Ddc 边刚进入磁场时线圈内感应电流的大小，与 dc 边刚穿出磁场时感应电流的大小一ab cdVB4定相等【二】法拉第电磁感应定律及其应用一、感应电动势产生条件：电路磁通量发生变化。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。电源内部电流流向高电势。二、磁通量变化率（ / t ）：1、定义：磁通量的变化量与发生变化所用时间的比值叫磁通量的变化率。用/ t 表示 2、物理意义：磁通量变化率是描述磁通量变化快慢的物理量。是标

10、量。 3、单位：韦 / 秒（Wb/S）或者伏（ V） 。关于 、 、 / t 的理解：1、 磁通量变化量 ：表示 变化多少磁通量变化率 / t：反映磁通量变化快慢2、 大时， 和 / t 不一定大； 为 0， 和 / t 不一定为 0。三、法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小 ，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。（n 为线圈的匝数）通用式 用于求平均电动势四、三种切割情形的感应电动势1平动切割：E=BLV (BL V)2扫动切割：3（线圈）转动切割：E=N BL1V= NBL1 L2= NBS （最大值）感应电动势计算：电磁流量计一基本概念和规律1、关于电磁感应的下列说法中，正确的是什

11、么？A、穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大；B、穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零；C、穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势越大；D、穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大E、穿过线圈的磁通量变化越快，感应电流越大。2.一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速运动，当线圈处于如图所示位置时，此线圈 （ ）A.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最小 B.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大C.磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大 D.磁通量最小，磁通量变化率最小，感应电动势最小3.长为 a 宽为 b 的矩形线圈，在磁感强度为 B 的匀强磁场中垂直于磁场的 OO

12、轴以恒定的角速度 旋r)(RIE感tE2LBE 210LBBVtnsinvE21BLEE=NBSdBdvSQ4)2(5转，设 t= 0 时，线圈平面与磁场方向平行，则此时的磁通量和感应电动势分别是 【小结】 弄清概念之间的联系和区别，是正确解题的前提条件。在电磁感应中要弄清磁通量 、磁通量的变化 以及磁通量的变化率 /t 之间的联系和区别。4.一个共有 10 匝的闭合矩形线圈，总电阻为 10、面积为 0.04m2，置于水平面上。若线框内的磁感强度在 0.02s 内，由垂直纸面向里，从 1.6T 均匀减少到零，再反向均匀增加到 2.4T。则在此时间内，线圈内导线中的感应电流大小为_A ，从上向下

13、俯视，线圈中电流的方向为_ _时针方向。【小结】应用楞次定律解题要先判断原磁通的方向及其变化趋势，再用“阻碍变化”的原则来判断感应电流的磁场的方向，最后用右手定则来判断感应电流的方向。5如图 17-3 所示，在磁感应强度 B = 0.5 T 的匀强磁场中，让导体 PQ 在 U 型导轨上以速度 v = 10 m/s 向右匀速滑动，两导轨间距离 l = 0.8 m，则产生的感应电动势的大小和 PQ 中的电流方向分别为 （ ）A4 V，由 P 向 Q B0.4 V ，由 Q 向 P C4 V，由 Q 向 P D0.4 V ，由 P 向 Q 6、穿过一个电阻为 2 的闭合线圈的磁通量每秒均匀减小0.4

14、Wb，则线圈中：（ ）A、感应电动势为 0.4V B、感应电动势每秒减小 0.4VC、感应电流恒为 0.2A D、感应电流每秒减小 0.2A7. 图中的四个图分别表示匀强磁场的磁感应强度 B、闭合电路中一部分直导线的运动速度 v 和电路中产生的感应电流 I 的相互关系，其中正确是 8、有一总电阻为 5 的闭合导线，其中 1m 长的部分直导线在磁感应强度为 2T 的匀强磁场中，以2ms 的速度沿与磁感线成 30的方向运动，如图所示，该直导线产生的感应电动势为_ ，磁场对导线部分作用力为_二电磁感应中电路计算问题1、如图所示，平行金属导轨间距为 d，一端跨接一阻值为 R 的电阻，匀强磁场磁感强度为

15、 B，方向垂直轨道所在平面，一根长直金属棒与轨道成 60角放置，当金属以垂直棒的恒定速度 v 沿金属轨道滑行时，电阻 R 中的电流大小为_，方向为_ 。 （不计轨道与棒的电阻）2.如图所示，圆环 a 和 b 的半径之比 R1R 2=21，且是粗细相同，用同样材料的导线构成，连接两环导线的电阻不计，匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化，那么，当只有 a 环置于磁场中与只有 b 环置于磁场中的两种情况下，AB 两点的电势差之比为多少？ RPQv0 Badbc图 17-363.如图所示，金属圆环圆心为 O，半径为 L，金属棒 Oa 以 O 点为轴在环上转动，角速度为 ，与环面垂直的匀强磁场磁感

16、应强度为 B，电阻 R 接在 O 点与圆环之间，求通过 R 的电流大小。 4、如图所示，两条光滑金属导轨，平行置于匀强磁场中，导轨间距 0.8m，两端各接一个电阻组成闭合回路，已知 R1=8、R 2=2，磁感强度 B=0.5T，方向与导轨平面垂直向下，导轨上有一根电阻 0.4的直导体 ab，当杆 ab 以 5m/s 的速度向左滑行，求：1）杆 ab 上感应电动势的大小，哪端电势高？2）求 ab 两端的电势差？3）R 1 和 R2 上的电流强度各是多大？5横截面积 S=0.2 m2、n=100 匝的圆形线圈 A 处在如图所示的磁场内，磁感应强度变化率为 0.02 T/s.开始时 S 未闭合，R1

17、=4 ， R2=6，C=30 F，线圈内阻不计，求：（1）闭合 S 后，通过 R2 的电流的大小；（2）闭合 S 后一段时间又断开，问 S 断开后通过 R2 的电荷量是多少?三电磁感应中的力与运动问题1.如图所示，在匀强磁场中，导体 ab 与光滑导轨紧密接触，ab 在向右的拉力 F 作用下以速度 v 做匀速直线运动，当电阻 R 的阻值增大时，若速度 v 不变，则A.F 的功率减小 B.F 的功率增大C.F 的功率不变 D.F 的大小不变2.如图所示，竖直平面内有足够长的金属导轨，轨距 0.2m，金属导体 ab 可在导轨上无摩擦地上下滑动，ab 的电阻为 0.4，导轨电阻不计，导轨 ab 的质量

18、为 0.2g，垂直纸面向里的匀强磁场的磁应强度为0.2T，且磁场区域足够大，当 ab 导体自由下落 0.4s 时，突然接通电键 K，则：（1）试说出 K 接通后，ab 导体的运动情况。 （2）ab 导体匀速下落的速度是多少？（g 取 10m/s2）R1 R2abVB7【小结】本题的最大的特点是电磁学知识与力学知识相结合。这类的综合题本质上是一道力学题，只不过在受力上多了一个感应电流受到的安培力。分析问题的基本思路还是力学解题的那些规矩。在运用牛顿第二定律与运动学结合解题时，分析加速度与初速度的关系是解题的最关键的第一步。因为加速度与初速度的关系决定了物体的运动。四电磁感应中图象问题1.如图所示

19、，闭合的圆线圈放在匀强磁场中，t=O 时磁感线垂直线圈平面向里穿过线圈，磁感应强度随时间变化的关系图线如图中所示，则在 02s 内线圈中感应电流的大小和方向为A.逐渐增大，逆时针B.逐渐减小，顺时针C.大小不变，顺时针D.大小不变，先顺时针后逆时针2、如图，一闭合直角三角形线框以速度 v 匀速穿过匀强磁场区域从 BC 边进入磁场区开始计时，到A 点离开磁场区止的过程中，线框内感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向)是图中的 3、匀强磁场磁感应强度 B = 0.2T, 磁场宽度 L = 3m, 一正方形金属框边长 ab = l = 1m, 其电阻 r = 0.2, 金属框以 v = 10m/

20、s 的速度匀速穿过磁场区, 其平面始终保持与磁感线方向垂直, 如图 19 所示, 求: (1)画出金属线框穿过磁场区的过程中, 金属框内感应电流的 It 图象。(2)画出 ab 两端电压的 Ut 图象。五电磁感应中能量转化问题1.电阻 R=4 欧，ab 棒电阻 r=1 欧，导轨间距 l =0.4m，ab 在外力作用下以 v=5m/s 速度向右运动，B=0.5T。（1）ab 中电流方向？哪一端相当于电源的正极？ ab 两端电压为多少？（2）为了使 ab 能以 v=5m/s 匀速向右运动，必须用多大的力向右拉 ab？（3）外力的功率为多少？安培力做什么功？功率为多少？总电功率为多少？ 82、如图所

21、示，在力 作用下将闭合线圈从匀强磁场匀速拉出，在线框离开磁F场的过程中，以下说法正确的是（ ）A、线框运动速度一定时，线框电阻越大，所需拉力越小B、所需拉力的大小与线框电阻无关，而与线框运动速度有关C、拉力 做的功在数值上等于线框中产生的焦耳热D、对于该线框，快拉和慢拉外力做功的功率相同3、将一个条形磁铁插入一个线圈，第一次插入时间为 0.2s，第二次历时 1.0s，则第一次插入与第二次插入通过线圈的电量之比为 ，第一次插入与第二次插入线圈中产生的热量之比为 。4、如图，边长为 L 的闭合正方形线框的电阻为 R，以速度 v 匀速穿过宽度为 d 的有界匀强磁场，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度

22、为 B。若 L d ，线圈穿过磁场的过程中外力做的功为 。5. 如图所示，长 L1 宽 L2 的矩形线圈电阻为 R，处于磁感应强度为 B 的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。求：将线圈以向右的速度 v 匀速拉出磁场的过程中，拉力 F 大小； 拉力的功率 P； 拉力做的功 W； 线圈中产生的电热 Q ；通过线圈某一截面的电荷量 q 。【小结】这是一道基本练习题，应该思考一下所求的各物理量与速度 v 之间有什么关系。特别要注意电热 Q 和电荷 q 的区别，其中 与速度无关！ Rq六自感1.关于自感现象的下列说法中正确的是：（ ）A、感应电流一定和原电流方向相反； B、线圈的自感系数大，它的自感电动势

23、一定大；C、对于同一线圈，当电流变化较大时，产生的自感电动势也较大；D、对于同一线圈，当电流变化较快时，产生的自感电动势也较大；2、下列说法中正确的是：（ ）A、当线圈中电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；B、当线圈中电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同；C、通过线圈的磁通量的变化与线圈中电流的变化成正比；D、线圈的自感系数是线圈自身的特性；3如图所示，电路甲、乙中，电阻 R 和自感线圈 L 的电阻值都很小，接通 S，使电路达到稳定，灯泡D 发光。则 （ ）A在电路甲中，断开 S，D 将逐渐变暗B在电路甲中，断开 S，D 将先变得更亮，然后渐渐变暗C在电路乙中，断开 S，D 将渐渐变暗FBFL1L2Bv9D在电路乙中，断开 S，D 将变得更亮，然后渐渐变暗