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1、第一章 电磁感应第一模块：电磁感应、楞次定律根底学问1、关于电磁感应的几个根本问题1电磁感应现象利用磁场产生电流或电动势的现象，叫电磁感应现象。所产生的电流叫感应电流，所产生的电动势叫感应电动势。所谓电磁感应现象，事实上是指由于磁的某种变更而引起电的产生的现象，磁场变更，将在四周空间激起电场；如四周空间中有导体存在，一般导体中将激起感应电动势；如导体构成闭合回路，那么回路程还将产生感应电流。2发生电磁感应现象，产生感应电流的条件：发生电磁感应现象，产生感应电流的条件通常有如下两种表述。当穿过线圈的磁通量发生变更时就将发生电磁感应现象，线圈里产生感应电动势。如线圈闭合，那么线圈子里就将产生感应电
2、流。当导体在磁场中做切割磁感线的运动时就将发生电磁感应现象，导体里产生感应电动势，如做切割感线运动的导体是某闭合电路的一部分，那么电路里就将产生感应电流。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。应指出的是：闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，穿过闭合电路的磁通量也将发生变更。所以上述两个条件从根本上还应归结磁通量的变更。但假设矩形线圈在匀强磁场B中以速度v平动时，尽管线圈的和边都在做切割磁感线运动，但由于穿过线圈的磁通量没有变，所以线圈回路中没有感应电流。3发生电磁感应现象的两种根本方式及其理论说明导体在磁场中做切割磁感线的相对运动而发生电磁感应现象：当导体在磁场中做切割磁感线的相对运动时，就将
3、在导体中激起感应电动势。这种发生电磁感应现象的方式可以用运动电荷在磁场中受到洛仑兹力的作用来说明。磁场变更使穿过磁场中闭合回路的磁通量变更而发生电磁感应现象：当磁场的强弱变更而使穿过磁场中的闭合回路程的磁通量发生变更时，就将在闭合回路程里激起感应电流。这种发生电磁感应现象的方式可以用麦克斯韦的电磁场理论来说明。4引起磁通量变更的常见状况1线圈在磁场中转动；2线圈在磁场中面积发生变更；3线圈中磁感应强度发生变更；4通电线圈中电流发生变更。2、感应电流方向的推断1右手定那么：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感
4、应电流的方向。四指指向还可以理解为：感应电动势的方向、该部分导体的高电势处。用右手定那么时应留意：主要用于闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时，产生的感应电动势及感应电流的方向断定。右手定那么仅在导体切割磁感线时运用，应用时要留意磁场方向、运动方向、感应电流方向三者互相垂直当导体的运动方向及磁场方向不垂直时，拇指应指向切割磁感线的分速度方向假设形成闭合回路，四指指向感应电流方向；假设未形成闭合回路，四指指向高电势“因电而动用左手定那么“因动而电用右手定那么应用时要特殊留意：四指指向是电源内部电流的方向(负正)因此也是电势上升的方向；即：四指指向正极。2楞次定律(推断感应电流方向)楞次定律的内
5、容：感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变更(感应电流的)磁场(总是)阻碍(引起感应电流的磁通量的)变更(定语)主语(状语)谓语(补语)宾语对楞次定律中阻碍二字的正确理解“阻碍不是阻挡，这里是阻而未止。阻碍磁通量变更指：磁通量增加时，阻碍增加(感应电流的磁场和原磁场方向相反，起抵消作用)；磁通量削减时，阻碍削减(感应电流的磁场和原磁场方向一样，起补偿作用)，简称“增反减同理解楞次定律要留意四个层次:谁阻碍谁是感应电流的磁通量阻碍原磁通量;阻碍什么阻碍的是磁通量的变更而不是磁通量本身;如何阻碍当磁通量增加时，感应电流的磁场方向及原磁场方向相反，当磁通量减小时，感应
6、电流的磁场方向及原磁场方向一样，即增反减同;结果如何阻碍不是阻挡，只是延缓了磁通量变更的快慢，结果是增加的还是增加，削减的还是削减。3楞次定律的应用步骤“一原、二感、三电流明确引起感应电流的原磁场在被感应的回路上的方向；搞清原磁场穿过被感应的回路中的磁通量增减状况；依据楞次定律确定感应电流的磁场的方向；运用安培定那么推断出感生电流的方向。4楞次定律的灵敏运用，楞次定律的拓展楞次定律的广义表述：感应电流的效果总是对抗或阻碍引起感应电流的缘由。主要有四种表现形式：1、当闭合回路中磁通量变更而引起感应电流时，感应电流的效果总是阻碍原磁通量的变更。2、当线圈和磁场发生相对运动而引起感应电流时，感应电流
7、的效果总是阻碍二者之间的相对运动来拒去留。在一些由于某种相对运动而引起感应电流的电磁感应现象中，如运用楞次定律从“感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量变更动身来推断感应电流方向，往往会比较困难，对于这样的问题，在运用楞次定律时，一般可以灵敏处理，考虑到原磁场的磁通量变更又是由相对运动而引起的，于是可以从“感应电流的磁场阻碍相对运动动身来推断。3、当线圈面积发生变更而引起感应电流时，感应电流的效果总是阻碍回路面积的变更。4、当线圈中自身电流发生变更而引起感应电流时，感应电流的效果总是阻碍原电流的变更自感现象。3、几种定那么、定律的适用范围题型解析类型题： 电磁感应现象 【例题】如下
8、图，O1O2是矩形导线框的对称轴，其左方有垂直于纸面对外的匀强磁场。以下哪些状况下中有感应电流产生？方向如何？a db cO1O2A将 向纸外平移B将向右平移C将以为轴转动60D将以为轴转动60解：A、C两种状况下穿过的磁通量没有发生变更，无感应电流产生。B、D两种状况下原磁通向外，削减，感应电流磁场向外，感应电流方向为。类型题： 楞次定律的应用 1就磁通量而言，感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的磁通量原磁通量的变更。即当原磁通量增加时，感应电流的磁场就及原磁场方向相反；当原磁通量减小时，感应电流的磁场就及原磁场方向一样。简称口诀“增反减同。留意区分两种磁场：一是探讨对象所在位置的磁场和
9、线框中感应电流产生的磁场【例题】如图，在同一铁芯上绕两个线圈A和B，单刀双掷开关S原来接触点1，如今把它扳向触点2，那么在开关S断开1和闭合2的过程中，流过电阻R中电流的方向是： A先由P到Q，再由Q到P B先由Q到P，再由P到Q C始终是由Q到P D始终是由P到Q解析：R中电流方向，取决于B线圈产生的感应电流方向；B中感应电流的产生，是由B中磁通量的变更所引起，B中磁通量的变更是由A线圈中电流变更来确定。当S接触点1时，A和B中的原磁场方向均向右，当S断开触点1时，B中向右的磁通量削减，B中感应电流的磁场阻碍原磁通量的削减，从而B中感应电流的磁场也向右，由楞次定律和安培定那么可以推断R中电流
10、方向由Q到P。当S由断开到闭合2触点的瞬间，B中由原来没有磁场到出现向左的磁场，那么B中原磁通量为向左增加，由楞次定律可知，B中产生的感应电流的磁场方向仍为向右，故R中电流方向仍为Q到P。答案： C。【例题】如图1所示，一程度放置的矩形线圈，在瘦长的磁铁的N极旁边竖直下落，保持边在纸外，边在纸内，从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，线圈中感应电流 A沿流淌B沿流淌C由到都是流淌，由到是流淌D由到都是流淌，由到是流淌解析：分析N极右侧旁边的磁场，在I位置通过线圈的磁场斜向上，到位置时，通过线圈的磁场方向及线圈平面平行，故磁通量为零。因此从I到过程中，向上的磁通量削减，因为感
11、应电流的磁场及原磁场方向一样，即向上，由安培定那么可知感应电流方向为流淌;而在位置时通过线圈的磁场方向斜向上，因此从到过程中，通过线圈的磁通量增加，故感应电流磁场及原磁场方向相反，即向上，由安培定那么可知感应电流方向仍为方向，故A项正确。2就相对运动而言，阻碍全部的相对运动，简称口诀“来拒去留。从运动的效果上看，也可以形象地述为“敌进“我退，“敌逃“我追。【例题】如下图，当磁铁绕O1O2轴匀速转动时，矩形导线框不考虑重力将如何运动？O2O1解析：此题分析方法许多，最简洁的方法是：从“阻碍相对运动的角度来看，导线框确定会跟随条形磁铁同方向转动起来。假设不计一切摩擦阻力，最终导线框将和磁铁转动速度
12、无限接近到可以认为一样；假设考虑摩擦阻力，那么导线框的转速总比条形磁铁转速小些线框始终受到安培力矩的作用，大小和摩擦力的阻力矩相等。假设用“阻碍磁通量变更来分析，结论是一样的，但是表达要困难得多。可见这类定性推断的题要灵敏运用楞次定律的各种表达方式。【例题】枣庄市2021年模拟考试如下图，矩形闭合线圈放置在程度薄板上，有一块蹄形磁铁如下图置于平板的正下方磁极间距略大于矩形线圈的宽度。当磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的磨擦力方向和线圈中产生感应电流的方向从上向下看是( A磨擦力方向始终向左 B磨擦力方向先向左、后向或右 C感应电流的方向顺时针逆时针逆时针顺时针 D感应电
13、流的方向顺时针逆时针【例题】如下图，程度面上有两根平行导轨，上面放两根金属棒a、b。当条形磁铁如图向下挪动时不到达导轨平面，a、b将如何挪动？a b解析：假设按常规用“阻碍磁通量变更推断，那么须要依据下端磁极的极性分别进展探讨，比较繁琐。而且在断定a、b所受磁场力时。应当以磁极对它们的磁场力为主，不能以a、b间的磁场力为主因为它们的挪动方向由所受的合磁场的磁场力确定，而磁铁的磁场明显是起主要作用的。假设留意到：磁铁向下插，通过闭合回路的磁通量增大，由可知磁通量有增大的趋势，因此S的相应变更应当是阻碍磁通量的增加，所以a、b将互相靠近。这样断定比较起来就简便得多。【例题】如下图，绝缘程度面上有两
14、个离得很近的导体环a、b。将条形磁铁沿它们的正中向下挪动不到达该平面，a、b将如何挪动？a b解析：依据，磁铁向下挪动过程中，B增大，所以穿过每个环中的磁通量都有增大的趋势，由于S不行变更，为阻碍增大，导体环应当尽量远离磁铁，所以a、b将互相远离。3就闭合回路的面积而言，致使电路和面积有收缩或扩张的趋势。收缩或扩张是为了阻碍电路磁通量的变更。假设穿过闭合电路的磁感线皆朝同一个方向，那么磁通量增大时，面积有收缩的趋势；磁通量削减时，面积有扩张的趋势。简称口诀“增缩减扩。【例题】如下图，通有稳恒电流的长直螺线管竖直放置，铜环R沿螺线管的轴线加速下落。在下落过程中，环面始终保持程度。铜环先后经过轴线
15、上1、2、3位置时的加速度分别为a1、a2、a3。位置2处于螺线管的中心，位置1、3及位置2等间隔 。设重力加速度为g，那么： Aa1a2g Ba3a1g Ca1a3a2 Da3a1a2解析：通过恒定电流的螺线管四周及内部磁场分布类似于条形磁体，铜环下落过程中，通过1位置时磁通量在增加，通过2位置时磁通量最大，通过3位置时磁通量在削减。可以用楞次定律推断铜环中感应电流的磁场方向，确定铜环所受作用力的方向，从而分析铜环运动过程中的加速度。此题更干脆的方法是应用楞次定律的广义表述：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的缘由；当铜环经过1位置时，正在靠近螺线管，铜环受到的磁场力阻碍铜环靠近螺线管来拒，
16、那么加速度a1g；当铜环经过位置3时，正在远离螺线管，铜环受到的磁场力阻碍铜环远离螺线管去留，那么加速度a3g；当铜环经过2位置时，环中磁通量最大，且运动方向及磁场平行，故不产生感应电流，那么加速度a2g。又由于从1位置经2位置到3位置的过程中，铜环的速度在渐渐增加，即V3V1，故铜环在3位置处所受磁场力比在1位置时所受磁场力大，故a1a3。答案：综合考虑那么有：a3a1a2g，答案为点评：应用楞次定律定性分析电磁感应现象时，针对详细情景，有时利用楞次定律的广义表述，可能更为便利；如感应电流的效果可能是：阻碍磁通量的变更、阻碍相对运动、阻碍回路面积的变更、阻碍原电流的变更等，在后面的练习中要细
17、致体会。【例题】如下图，在条形磁铁从图示位置绕O1O2轴转动90的过程中，放在导轨右端旁边的金属棒将如何挪动？O1 aO2 b解析：无论条形磁铁的哪个极为N极，也无论是顺时针转动还是逆时针转动，在转动90过程中，穿过闭合电路的磁通量总是增大的条形磁铁内、外的磁感线条数一样但方向相反，在线框所围面积内的总磁通量和磁铁内部的磁感线方向一样且增大。而该位置闭合电路所围面积越大，总磁通量越小，所以为阻碍磁通量增大金属棒将向右挪动。4感应电流或感应电动势的方向阻碍原电流的变更【例题】A和B是两个大小一样的环形线圈，将两线圈平行共轴放置，如图3甲所示，当线圈在A中的电流i1随时间变更的图像如图乙所示时，假
18、设规定电流方向如图甲所示的方向为正方向，那么线圈B中的电流i2随时间t变更的图像是图4中的：解析：在第一阶段原电流削减，故线圈B中的磁场减弱，所以感应电流磁场及原感应电流产生磁场方向一样；在第二阶段，原电流反向增大，故线圈B中的磁场增加，所以感应电流磁场及原感应电流产生磁场方向相反。假设依据感应电流阻碍原电流的变更，第一阶段，原电流反向削减，那么感应电流所原电流方向一样，即为负向；第二阶段，原电流正向增加，那么感应电流及原电流方向相反，即感应电流仍为负。所以正确选项为D第二模块：法拉第电磁感应定律根底学问法拉第电磁感应定律：在电磁感应现象中，电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变更
19、率成正比。公式： ，其中n为线圈的匝数。法拉第电磁感应定律的理解1的两种根本形式：当线圈面积S不变，垂直于线圈平面的磁场B发生变更时，；当磁场B不变，垂直于磁场的线圈面积S发生变更时，。2感应电动势的大小取决于穿过电路的磁通量的变更率，及的大小及的大小没有必定联络。3假设为恒定如：面积S不变，磁场B匀整变更，或磁场B不变，面积S匀整变更，那么感应电动势恒定。假设为变更量，那么感应电动势E也为变更量，计算的是t时间内平均感应电动势，当t0时，的极限值才等于瞬时感应电动势。5磁通量、磁通量的变更、磁通量的变更率1磁通量是指穿过某面积的磁感线的条数，计算式为，其中为磁场B及线圈平面S的夹角。2磁通量
20、的变更指线圈中末状态的磁通量及初状态的磁通量之差，计算磁通量以及磁通量变更时，要留意磁通量的正负。3磁通量的变更率。磁通量的变更率是描绘磁通量变更快慢的物理量。表示回路中平均感应电动势的大小，是图象上某点切线的斜率。及以及没有必定联络。6、对公式E 的探讨1公式的推导取长度为1的导体棒 ，强度垂直于磁场方向放在磁感强度为B的匀强磁场中，当棒以速度v做垂直切割磁感线运动时，棒中自由电子就将受到洛仑兹力的作用，这将使的a、b两端分别积累起正、负电荷而在棒中形成电场，于是自由电子除受作用外又将受到电场力，开始a、b两端积累的电荷少，电场弱，小，棒两端积累的电荷接着增加，直至电场力及洛仑兹力平衡：。由
21、于挪动电荷，使得做切割磁感线运动的棒形成一个感应电源，在其外电路开路的状态下，电动势感应电动势及路端电压相等，即，于是由，便可得E = 2及公式E =的比较。当把法拉第电磁感应定律E =中的理解为切割导体在时间内“扫过的磁通量时，就可用E =干脆推导出。因此公式E = 事实上可以理解为法拉第电磁感应定律在导体切割磁感线而发生电磁感应现象这种特殊状况下的推论。一般地说，公式E = 只能用于计算导体切割磁感线时产生的感应电动势。公式E =那么可以用来计算全部电磁感应现象中产生的感应电动势；但公式E =只能用于计算在时间内的平均感应电动势，而公式E = 那么既可以用来计算某段时间内的平均感应电动势，
22、又可以用来计算某个时刻的瞬时感应电动势，只要把公式中的v分别以某段时间内的平均速度或某个时刻的瞬时速度代入即可。3适用条件除了磁场必需是匀强的外，磁感强度B、切割速度v、导体棒长度l三者中随意两个都应垂直的，即这三个关系必需是同时成立的。如有不垂直的状况，应通过正交分解取其垂直重量代入。4公式中l的意义公式E = 中l的意义应理解为导体的有效切割长度。所谓导体的有效切割长度，指的是切割导体两端点的连线在同时垂直于v和B的方向上的投影的长度。5公式中v的意义对于公式E = 中的v，首先应理解为导体及磁场间的相对速度，所以即使导体不动因那么磁场运动，也能使导体切割磁感线而产生感应电动势；其次，还应
23、留意到v应当是垂直切割速度；另外，还应留意到在“旋转切割这类问题中，导体棒上各部分的切割速度不同，此时的v那么应理解为导体棒上各部分切割速度的平均值，在数值上一般等于旋转导体棒中点的切割速度。5、自感现象1自感现象1当闭合回路的导体中的电流发生变更时，导体本身就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变更。这种由于导体本身的电流发生变更而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。通电自感和断电自感在课本中介绍通电过程产生的自感演示试验中如下图，先闭合S，调整R1、R，使两灯均正常发光。然后断开S。重新接通电路时可以看到，跟有铁芯的线圈L串连的灯泡A1却是渐渐亮起来的，“渐渐并不是一个缓慢的长
24、过程，“渐渐的时间实际是很短的，只是相对同时变更而言。介绍断电过程产生的自感演示试验中如下图，接通电路，灯泡A正常发光。断开电路，可以看到灯泡A没有立即熄灭，相反，它会很亮地闪一下 。这里很亮地闪一下是有条件的，即S接通时，流过线圈中的电流要大于流过灯泡中的电流，因为S断开时，灯泡和线圈组成的回路中的电流，是以线圈中的原电流为初始电流，再减小到零的。2本质：由于回路中流过导体自身的电流发生变更而产生的电磁感应现象。3电流变更特点：由于感应电流总是阻碍线圈中自身电流的增大或减小，故其本身的电流的增大或减小总表现为一种“延缓效应。即电流变更的同时产生影响导体中电流变更的因素，此瞬时电流不会发生突变
25、，而是较慢地到达那种变更。2、自感电动势1概念：在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。其效果表现为延缓导体中电流的变更。2大小：3方向:当流过导体的电流减弱时，E自的方向及原电流的方向一样，当流过导体的电流增加时，E自的方向及原电流的方向相反。3、自感系数1不同的线圈在电流变更快慢一样的状况下，产生的自感电动势不同；在电学中，用自感系数来描绘线圈的这种特性。用符号“L表示。2确定因素：线圈的横截面积越大、线圈越长、单位长度上的线圈匝数越多，自感系数越大；有铁芯比无铁芯时自感系数要大得多。3单位：享利，简称“享，符号“H。常用的有毫享和微享H。1H103106H4物理意义：表征线圈产生自感电
26、动势本事的大小。数值上等于通过线圈的电流在1s内变更1A时产生的自感电动势的大小。4、自感现象的应用和防止1应用：如日光灯电路中的镇流器，无线电设备中和电容器一起组成的振荡电路等。利用自感现象，可以适当地增大自感系数。2危害及防止：在自感系数很大而电流又很强的电路中，切断电路的瞬时，会因产生很高的自感电动势而出现电弧，从而危及工作人员和设备的平安，此时可用特制的平安开关。制作精细电阻时，承受双线绕法，防止自感现象的发生、减小因自感而造成的误差。也可以通过阻断形成自感所必需的通路或设法减小自感系数来削减自感的危害。二日光灯原理1、启动器：根本构造如下图，它是利用氖管内的氖气放电产生辉光的热效应和
27、双金属片的热学特征，起着自动把电路接通或断开的作用，相当于一个自动开关。2、镇流器：镇流器是一个带铁芯的线圈，自感系数很大。在日光灯点燃时，利用自感现象，产生瞬时高压加在灯管两端，促使灯管里的低压汞蒸气放电，形成闭合电路；在日光灯正常工作时，利用自感现象，起着降压限流的作用。3、日光灯的工作原理：电路构造如下图，当开关接通时，由于灯管里气体受激发导电时须要比220V高得多的电压，此时灯管并没有通电；电压加在启动器两端，当启动器两触片间的电压增加到某一数值时，启动器里的氖气放电而发出辉光，产生的热量使启动器里U形动触片膨胀张开，跟静触片接触而把电路导通，于是镇流器的线圈和日光灯的灯丝就有电流通过
28、，电路导通后，启动器中两触片间的电压为零，启动器里的氖气停顿放电，不产生辉光，U形动触片冷却缩回，电路自动断开。电路断开的瞬间，由于镇流器中的电流急剧减小，会产生很大的自感电动势，其方向及原先电流方向一样，即及原先加在灯管两端的电压方向一样。这个电动势及原电压加在一起形成了一个瞬时高压，加在灯管两端，使灯管中的气体开始放电导通，气体放电时产生的紫外线打到涂有荧光粉的管壁上，发出松软的白光。当日光灯正常工作时，灯管的电阻变得很小，只允许通过不大的电流。日光灯运用的是交变电流，其大小和方向都在不断变更。镇流器中的线圈会产生一个自感电动势，阻碍电流的变更。这时，镇流器起着降压限流的作用题型解析类型题
29、： 法拉弟电磁感应定律 1导体棒切割磁感线【例题】山东省日照市2021年3月质检“卫星悬绳发电是人类为找寻卫星的新型电力能源供应系统而进展的试验。假设在试验中，用飞机拖着一根很长的金属线其下端悬挂一个金属球，以保证金属线总是呈竖直状态在高空环绕地球飞行，且每次飞经我国上空时都是由西北方向飞向东南方向，那么以下说法正确的选项是 A这是利用运动导线切割地磁场的磁感线产生感应电动势的原理，金属相当于发电机的绕组B该发电机产生直流电，且金属线上端为正极C该发电机产生直流电，且金属线的上端为负极D该发电机产生沟通电，当飞机在北半球由西向东飞行时，金属线的上端为其正极；当飞机在南半球由西向东飞行时，金属线
30、的上端为其负极【例题】威海市2021年质检如下图，矩形线圈处于匀强磁场中，当磁场分别按图1图2两种方式变更时，t0时间内线圈产生的电能及通过线圈某一截面的电量分别用W1、W2、q1、q2表示，那么以下关系式正确的选项是 A AW1= W2 q1= q 2 BW1W2 q1= q 2CW1 W2 q1 W2 q 1 q 2【例题】如下图装置中，杆原来静止。当 杆做如下那些运动时，杆将向右挪动？c a d bL2 L1A向右匀速运动B向右加速运动C向左加速运动D向左减速运动解： 匀速运动时，中感应电流恒定，L1中磁通量不变，穿过L2的磁通量不变更，L2中无感应电流产生，保持静止，A不正确；向右加速
31、运动时，L2中的磁通量向下，增大，通过的电流方向向下，向右挪动，B正确；同理可得C不正确，D正确。选B、D【例题】青岛市2021年质检光滑程度面上放一边长为l的正方形金属框，有界匀强磁场的方向竖直向上，磁场区域的宽度为L，且Ll。金属框在程度恒力F作用下沿程度做直线运动，穿过磁场区域。边进入磁场时，金属框的加速度恰好为零，当边分开磁场时即撤去恒力F。那么从线框的边进入磁场到边分开磁场的过程中，线框的速度随时间变更的图象是 【例题】青岛市2021届第一次质检2006年7月1日，世界上海拔最高、线路最长的青藏铁路全线通车，青藏铁路安装的一种电磁装置可以向限制中心传输信号，以确定火车的位置和运动状态
32、，其原理是将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面，如图甲所示俯视图，当它经过安放在两铁轨间的线圈时，线圈便产生一个电信号传输给限制中心线圈边长分别为l1和l2，匝数为n，线圈和传输线的电阻无视不计假设火车通过线圈时，限制中心接收到线圈两端的电压信号u刚好间t的关系如图乙所示、均为直线，t1、t2、t3、t4是运动过程的四个时刻，那么火车 A在t12时间内做匀加速直线运动B在t34时间内做匀减速直线运动C在t12时间内加速度大小为D在t3 t4时间内平均速度的大小为2线框中磁通量发生变更【例题】德州市2021届质检穿过闭合回路的磁通量随时间t变更的图像分别如以下图所示。以下关于回路中产生的
33、感应电动势的阐述中正确的选项是：(D)A图中回路产生的感应电动势恒定不变B图中回路产生的感应电动势始终在变大C图中回路01时间内产生的感应电动势小于在t12时间内产生的感应电动势D图中回路产生的感应电动势先变小再变大【例题】山东省滨州市2021年第二次质检等离子气流由左方连续以速度射入P1和P2两板间的匀强磁场中，直导线及P1P2相连接，线圈A内有随图乙所示变更的磁场，且磁场B的正方向规定向左，如图甲所示，那么以下表达正确的选项是 A01s内，、导线互相排挤B12s内，、导线互相吸引C23s内，、导线互相吸引D34s内，、导线互相排挤类型题： 自感现象的应用 【例题】德州市2021届质检如下图
34、，电阻R1=3，R2=6，线圈的直流电阻不计，电源电动势5V，内阻1。开始时，电键S闭合，那么A、断开S前，电容器所带电荷量为零B、断开S前，电容器两端的电压为10/3VC、断开S的瞬间，电容器a板带上正电D、断开S的瞬间，电容器b板带上正电【例题】泰州市2021届第二学期期初联考如下图，电路中A、B是规格一样的灯泡，L是电阻可无视不计的电感线圈，那么()A合上S，A、B一起亮，然后A变暗后熄灭B合上S，B先亮，A渐渐变亮，最终A、B一样亮C断开S，A立即熄灭，B由亮变暗后熄灭D断开S，B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭【例题】烟台市2021届第一学期期末考在消费实际中，有些高压直流电路中含有自感系
35、数很大的线圈，当电路中的开关S由闭合到断开时，线圈会产生很高的自感电动势，使开关S处产生电弧，危及操作人员的人身平安。 为了防止电弧的产生，可在线圈处并联一个元件，在如下图的方案中可行的是 B 【例题】泰安市2021年5月模拟在探讨自感现象的试验中，用两个完全一样的灯泡a、b分别及自感系数很大的自感线圈L和定值电阻R组成如下图的电路自感线圈的直流电阻及定值电阻R的阻值相等，闭合开关S到达稳定后两灯均可以正常发光。 关于这个试验下面的说法中正确的选项是 C abLRA闭合开关的瞬间，通过a灯和b灯的电流相等B闭合开关后，a灯先亮，b灯后亮C闭合开关，待电路稳定后断开开关，a、b两灯过一会同时熄灭
36、D闭合开关，待电路稳定后断开开关，b灯先熄灭，a灯后熄灭【例题】如下图的电路中，三个一样的灯泡a、b、c和电感L1、L2及直流电源连接，电感的电阻无视不计。电键K从闭合状态突然断开时，以下推断正确的有(A)a先变亮，然后渐渐变暗(B)b先变亮，然后渐渐变暗(C)c先变亮，然后渐渐变暗(D)b、c都渐渐变暗【例题】如下图，当电键S接通后，通过线圈L的电流方向是，填“从a到b或“从b到a，下同，通过灯泡的电流方向是 ；电键S断开的瞬间，通过线圈L的电流方向是，通过灯泡的电流方向是。解析：此题考察自感电流的方向问题。由于自感现象是一种特殊的电磁感应现象，同样满意楞次定律。要充分理解楞次定律中“阻碍两
37、字的含义。当电键闭合时，电源对灯泡和电感线圈组成的并联电路供电，电流从电源的正极流出，从a经电感线圈和灯泡流向b。当电键断开的瞬间，L中的电流不能突变为零，所以线圈L中的电流流向仍是从a到b，它相当于是一个电源向电灯供电，流过灯的电流方向是从b到a。答案：题中四空应依次填入：从a从b，从a从b，从a到b和从b到a。点评：通过此题的分析求解，我们可以得到一个结论：自感线圈在通电时起到电阻的作用，在断电时起到电源的作用。在开关断开的瞬间，不能认为流过灯泡的电流不变。发生自感现象时，“阻碍电流的变更是指“阻碍发生自感的导体所在支路的电流变更。【例题】如下图，是用于视察自感现象的电路，设线圈的自感系数
38、较大，线圈的直流电阻及小灯泡的电阻R满意R LR那么在电键S由闭合到断开瞬间，可以视察到 C A灯泡立即熄灭B灯泡渐渐熄灭，不会闪耀C灯泡有明显的闪耀现象D灯泡会渐渐熄灭，但不愿定有闪耀现象类型题： 日光灯原理 【例题】如下图为日光灯示教电路，L为镇流器，S为启动器，以下操作中，视察到的正确现象是：A、接通K1，K2接a，K3断开，灯管正常发光B、灯管正常发光时，将K2由a快速接到b，灯管将不再正常发光C、断开K1、K3，令K2接b，待灯管冷却后再接通K1，可看到S闪光，灯管不能正常发光D、取下S，令K2接a，再接通K1、K3，接通几秒后快速断开K3，灯管可能正常发光解析：此题在日光灯电路的根
39、底上，多加两个开关K2和K3，以及灯泡D。以此来演示分析镇流器、启动器的作用。应当明确的是：启动器S在电路中起着“自动开关的作用，用手动的方法也可代替；镇流器L的作用在于启动时供应瞬时高压和正常工作时的降压限流。按选项A的做法，电路就是一个常见的日光灯照明电路，故A选项正确。选项D是用手动开关K3来代替启动器S，如前面分析可知，这种做法是可行的，故D选项正确。灯管正常工作后，镇流器L只起降压限流的作用，其工作可由一个电阻来代替。故灯管正常工作后，将K2由a转到b，灯泡中的钨丝电阻替代镇流器工作，只要阻值相宜，日光灯仍可正常发光，故B选项错误。镇流器L在启动器S中的双金属片断开的瞬间产生高压，促
40、使日光灯管发光，而灯泡D不能代镇流器产生所需的高压，按选项C，只能看到S断续闪光，而灯管却不能正常发光。答案：此题正确选项为A、C、D点评：此题是以一种较新奇的形式考察镇流器和启动器的作用，只有真正理解了它们的工作原理，才能灵敏地运用其他方法予以替代。类型题： 电磁感应结合闭合电路的欧姆定律 【例题】如下图，直角三角形导线框固定在匀强磁场中，是一段长为、电阻为R的匀整导线，和的电阻可不计，长度为。磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面对里。现有一段长度为、电阻为的匀整导体杆架在导线框上，开始时紧靠，然后沿方向以恒定速度v向b端滑动。滑动中始终及平行并及导线框保持良好接触。当滑过的间隔 为时，导线
41、中的电流是多大？方向如何？解析：设滑过的间隔 为时，它及的接触点为P，如下图，由几何关系可知的长度为，中的感应电动势，段的电阻和两电路的并联电阻为由欧姆定律，中的电流 中的电流 解得 依据右手定那么，中的感应电流的方向由P流向M，所以电流的方向由a流向c。技巧点拨：解决电磁感应电路问题的关键就是借鉴或利用相像原型来启发理解和变换物理模型，即把电磁感应的问题等效转换成稳恒直流电路，把产生感应电动势的那部分导体等效为内电路感应电动势的大小相当于电源电动势其余部分相当于外电路，并画出等效电路图 类型题： 电磁感应及电路中电量的计算 【例题】如下图，平行导轨P、Q相距为d，两端分别接有阻值为R的电阻和
42、电容为C的电容器；磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，方向如图；直导线的一端及导轨Q在O点相连，长为2d，开始及平行导轨垂直，当它以角速度顺时针方向转过600时，上端及导轨P别离绕O转动时，保持及导轨P有良好接触，不考虑导轨P、Q及直导线的电阻。试分析计算：整个过程中有多少电荷量通过电阻R ？解析：直导线顺时针方向转60。在a端及P导轨别离前瞬时，闭合回路的面积增加值为。穿过闭合回路的磁通量增加值为 假设转动时间为，那么感应电动势的平均值为 感应电流的平均值为 在这段时间里，通过电阻R的电荷量为 由得 在转动600的过程中，电路中感应电动势不断增大，电容上的电压也不断增大，在及P将要别离的
43、瞬时，电容器上的电压为切割磁感线的瞬时感应电动势：。这时电容器上所带的电荷量到达最大值：及P别离后，电容器将放电，放电时通过R的电荷量明显为q2。所以全过程通过R的总电荷量误点警示：直导线在转动600角的过程中迁移的总电荷量为q，其中通过R的电荷量为q1，而储存在电容器中的电荷量为q2；在及P别离后电容器放电，q2也通过R，假设电路中没有接电容器。转动时没有对电容器的充电过程，通过R的电荷量只有q1。类型题： 电磁感应及电路中的动力学问题 【例题】如图甲所示，两根足够长的直金属导轨、平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为L。M、P两点间接有阻值为R的电阻，一根质量为m的匀整直金属杆放在两导
44、轨上，并及导轨垂直，整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面对下。导轨和金属杆的电阻可无视，让杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。1由b向a方向看到的装置如图乙所示，请在此图中画出杆下滑过程中某时刻的受力示意图；2在加速下滑过程中，当杆的速度大小为v时，求此时杆中的电流及其加速度的大小；3求在下滑过程中，杆可能到达的速度最大值。解析：1杆下滑过程中的某时刻受力示意图如图丙所示。重力，竖直向下；支持力，垂直斜面对上；安培力F，沿斜面对上。2当杆速度为v时，感应电动势，此时电路中电流杆受到的安培力 。依据牛顿运动定律，有 那么加速度 。3当时，杆到达最
45、大速度，那么 。学问链接：该题考察了感应电动势的计算及欧姆定律、牛顿第二定律，并且过程是动态过程，是一道综合性考题，要求考生要有较强的分析思维实力。 类型题： 电磁感应及电路中的功能综合问题 【例题】如下图，电动机通过其转轴上的绝缘细绳牵引一根原来静止的长为1m，质量0.1的导体棒，导体棒紧贴在竖直放置、电阻不计的金属框架上，导体棒的电阻1，磁感应强度1T的匀强磁场中，其方向垂直于导体框架所在的平面。当导体棒在电动机牵引下上升3.8m时，获得稳定的速度，此过程中导体棒产生的热量2J。电动机工作时，电压表、电流表的读数分别恒为7V和1A。电动机的内阻1，不计一切摩擦，102。求：1导体棒所到达的稳定速度是多少？2导体棒从静止到达稳定速度的时间是多少？解析：电路给电动机供应确定的电功率P电，一部分损耗在电动机的内阻发热上，剩余的即电动机输出功率用来提升棒。据2输知电动机输出功率确定，棒在拉力F作用下上升，做加速度a渐渐变小的加速运动，当0，即安时棒速稳定。1设棒到达稳定速度为v，那么有 而I2r 而将数值代入解得22设棒从静止到达稳定速度用时为t，电动机的输出