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1、学习必备欢迎下载第四章电磁感应一、电磁感应现象1感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动； 产生条件：穿过回路的磁通量发生，与电路是否闭合无关 方向判断：感应电动势的方向用或右手定则判断2产生感应电流的条件：，即 0.3法拉第电磁感应定律：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；E = ，其中 n 为线圈匝数 感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路欧姆定律，即I = 导体切割磁感线时的感应电动势：导体垂直切割磁感线时，感应电动势可用E = 求出，式中 l 为导体切割磁感线的；导体棒在磁场中转动时，导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势E
2、 = = Blv中点（棒中点位置的线速度l /2） 【练习 1】将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是（）A感应电动势的大小与线圈的匝数无关B穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同【练习 2】一个面积为S4 102 m2的闭合线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向垂直线圈平面，磁场的磁感应强度 B 的大小随时间的变化规律如图所示() A在开始2 秒内穿过线圈平面的磁通量变化率等于零B在开始 2 秒内穿过线圈平面的磁通量变化率等于8 102
3、 Wb/s C 02 秒和 2 秒 4 秒内线圈中产生的感应电流大小相等D 01 秒和 1 秒 2 秒内线圈中产生的感应电流大小不相等【练习 3】如图所示，用均匀导线做成一个正方形线框，每边长为0.2 cm，正方形的一半放在和线框垂直的向里的匀强磁场中，当磁场的变化为每0.1 s 增加 1 T 时，线框中感应电动势是多大？二、楞次定律精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页学习必备欢迎下载1磁通量：在磁感应强度为B 的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S与 B 的乘积，即 = 磁通量单位是，用 Wb 表示， 1 Wb = T
4、 m2公式的适用条件：磁场；磁感线的方向与平面，即 BS 2电磁感应现象：当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生的现象 产生感应电流的条件：穿过电路的磁通量发生特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动 产生电磁感应现象的实质：电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合则产生感应电流；如果回路不闭合，则只有感应，而无3楞次定律：感应电流的磁场总是要引起感应电流的磁通量的右手定则：拇指、掌心、四指在内，让右手大拇与其他余四指，让磁感线穿过手心，拇指指向方向，其余四指指向感应电流方向，如图所示【练习 1】如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，
5、在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A 中没有感应电流的是（）A线圈中通以恒定的电流B通电时，使滑动变阻器的滑片P 匀速移动C通电时，使滑动变阻器的滑片P 加速移动D将电键突然断开的瞬间【练习2】某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是（）A a G bB先 a G b，后 b G aC b G aD先 b G a，后 a G b【练习 3】如图所示，通电螺线管左侧和内部分别静止吊一导体环a 和 b，当滑动变阻器R 的滑动触头c向左滑动时（）A a 向左摆， b 向右摆Ba 向右摆， b 向左摆C a 向左摆
6、， b 不动Da 向右摆， b 不动【练习 4】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PQ、MN，MN 的左边有一闭合电路，当PQ 在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【练习 5】如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导线MN 在导轨上向右加速滑动时，正对电磁铁 A 的圆形金属环B 中（）A有感应电流，且B 被 A 吸引B无感应电流C可能有，也可能没有感应电流D有感应电流，且B 被 A 排斥三、自感现象1自感现象：由于导体本身的变化而产生的电磁感应现象称为自感自感电动势：在自感现象中精选学
7、习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页学习必备欢迎下载产生的感应电动势叫做自感电动势；E = （其中 L 叫做自感系数，L 与线圈的、匝数以及有关，单位：亨利H，1 mH = H，1 H = H） 自感电动势的方向：自感电动势总是_原来导体中电流的变化当回路中的电流增加时，自感电动势和原来电流的方向_；当回路中的电流减小时，自感电动势和原来电流的方向_自感对电路中的电流变化有_作用，使电流不能_ 自感现象的应用：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日光灯电路是由启动器、镇流器和灯管组成的_在日光灯启
8、动时起到开关作用，正常工作时断开；镇流器的作用是在灯开始点亮时起_的作用，在日光灯正常发光时起_作用 防止：制作精密电阻时，采用_绕法，防止自感现象的发生，减小因自感而造成的误差【练习 1】在如图所示的电路中，A1和 A2是两个相同的灯泡，线圈L 的自感系数足够大，电阻可以忽略不计下列说法中正确的是（）A合上开关S时， A2先亮， A1后亮，最后一样亮B断开开关S时， A1和 A2都要过一会儿才熄灭C断开开关S时， A2闪亮一下再熄灭D断开开关S时，流过 A2的电流方向向右【练习 2】如图所示的电路中，L1、L2为完全相同的灯泡， 线圈 L 的电阻忽略不计下列说法中正确的是 （）A合上开关S
9、接通电路时，L2先亮L1后亮，最后一样亮B合上开关S 接通电路时， L1和 L2始终一样亮C断开开关S 切断电路时， L2立即熄灭， L1过一会儿才熄灭D断开开关S 切断电路时，L1、L2同时立即熄灭【练习 3】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，在开关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先暗四、综合应用1电磁感应中的电路问题： 内电路和外电路：切割磁感线运动
10、的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于；该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的，其余部分是 电源电动势和路端电压：电动势E = 或 E = n /t路端电压： U = IR = 2电磁感应现象中的动力学问题： 安培力的大小：F = BIl = 安培力的方向：先用右手定则确定感应电流方向，再用左手定则确定安培力方向；根据楞次定律，安精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页学习必备欢迎下载培力方向一定和导体切割磁感线运动方向3电磁感应现象中的能量问题： 能量的转化：感应电流在磁场中受安培力，外力克服安培力做功，将其他形式的能转
11、化为能，电流做功再将电能转化为能 实质：电磁感应现象的能量转化，实质是其他形式的能和电能之间的转化4电磁感应中的图象问题： 图象类型： 电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量 、感应电动势E 和感应电流I 等随 _变化的图线，即B t 图线、 t 图线、 E t 图线和I t 图线对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，有时还常涉及感应电动势E 和感应电流I 等随_变化的图线，即E x 图线和 I x 图线等 两类图象问题：由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象；由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量解决问题时需要分析磁通量的变化是否均匀，从而判断感应电动势（电流）或安培力的
12、大小是否恒定，然后运用_或左手定则判断它们的方向，分析出相关物理量之间的函数关系，确定其大小和方向及在坐标中的范围图象的初始条件，方向与正、负的对应，物理量的变化趋势，物理量的增、减或方向正、负的转折点都是判断图象的关键【练习 1】用均匀导线做成的正方形线圈边长为l，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以B/t 的变化率增大时，则（）A线圈中感应电流方向为acbdaB线圈中产生的电动势E = (l2/2)(B/t) C线圈中a 点电势高于b 点电势D线圈中a、b 两点间的电势差为(l2/2)(B/t) 【练习 2】 如图所示， MN 和 PQ 是两根互相平行竖直放置的光
13、滑金属导轨，已知导轨足够长， 且电阻不计 有一垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，宽度为 L，ab 是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆开始，将开关S断开，让 ab 由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合，若从 S闭合开始计时，则金属杆ab 的速度 v 随时间 t 变化的图象可能是（）【练习 3】如图所示，一由均匀电阻丝折成的正方形闭合线框abcd，置于磁感应强度方向垂直纸面向外的有界匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，线框bc 边与磁场左右边界平行若将该线框以不同的速率从图示位置分别从磁场左、右边界匀速拉出直至全部离开磁场，在此过程中（）A流过 ab 边的电流方向相反B
14、ab 边所受安培力的大小相等精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页学习必备欢迎下载C线框中产生的焦耳热相等D通过电阻丝某横截面的电荷量相等【练习 4】如图所示，电阻不计且足够长的U 型金属框架放置在绝缘水平面上，框架与水平面间的动摩擦因数 = 0.2，框架的宽度l = 0.4 m 、质量 m1 = 0.2 kg.质量 m2 =0.1 kg 、电阻 R = 0.4 的导体棒 ab 垂直放在框架上， 整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B = 0.5 T对棒施加图示的水平恒力F，棒从静止开始无摩擦地运动，当棒的运
15、动速度达到某值时，框架开始运动棒与框架接触良好，设框架与水平面间最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g 取 10 m/s2求： 框架刚开始运动时棒的速度v； 欲使框架运动，所施加水平恒力F 的最小值； 若施加于棒的水平恒力F 为 3 N，棒从静止开始运动0.7 m 时框架开始运动，求此过程中回路中产生的热量Q【练习 5】如图所示， abcd 为静止于水平面上宽度为L 而长度很长的U 形金属滑轨， bc 边接有电阻R，其他部分电阻不计ef 为一可在滑轨平面上滑动、质量为m 的均匀金属棒今金属棒以一水平细绳跨过定滑轮，连接一质量为M 的重物一匀强磁场B 垂直滑轨面重物从静止开始下落，不考虑滑轮的质量，且金属棒在运动中均保持与bc 边平行忽略所有摩擦力 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时下落的总高度为h，求这一过程中电阻R 上产生的热量精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页