电磁感应知识点总结及习题练习上课

电磁感应复习-1-电磁感应的知识点梳理一、磁通量、磁通量变化、磁通量变化率t对比表内容磁通量磁通量变化磁通量变化率t物理意义大小计算注意问题若穿过某个面有方向相反的磁场，则不能直接用SB，应考虑相反方向的磁通量或抵消以后所剩余的磁通量开始和转过1800时平面都与磁场垂直，但穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，其中=既不表示磁通量的大小也不表示磁通量变化的多少，在=t图像中，可用图线的斜率表示二、电磁感应现象与电流磁效应的比较电流磁效应：电磁感应现象：三、产生感应电动势和感应电流的条件比较1.产生感应电动势的条件2.产生感应电流的条件只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生，即产生感应电流的条件有两个：①②四、感应电流方向的判定方法方法一、楞次定律⑴内容：⑵运用楞次定律判定感应电流方向的步骤：①②②④（3）应用范围：方法二、右手定则（1）内容：伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线从手心垂直进入,大拇指指向导体运动方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向.（2）应用范围：五、感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势叫，产生感应电流必存在，产生感应电动势的那部分导体相当于，如果电路断开时没有电流，但仍然存在。（1）电路不论闭合与否，只要切割磁感线，则这部分导体就会产生，它相当于一个。（2）不论电路闭合与否，只要电路中的发生变化，电路中就产生感应电动势，磁通量发生变化的那部分相当于。电磁感应复习-2-六、公式tnE与E=BLvsin的区别与联系tnEE=BLvsin区别（1）求的是t时间内的感应电动势，E与某段时间或某个过程相对应（1）求的是感应电动势，E与某个时刻或某个位置相对应（2）求的是的感应电动势。（2）求的是切割磁感线是产生的感应电动势（3）由于是整个回路的感应电动势，因此电源部分不容易确定（3）由于是一部分导体切割磁感线的运动产生的，该部分就相当于电源。联系公式tnE和E=BLvsin是统一的，当t→0时，E为瞬时感应电动势，而公式E=BLvsin中的v若代入v，则求出的E为平均感应电动势七、楞次定律中“阻碍”的含义谁阻碍谁阻碍什么如何阻碍结果如何“阻碍”不是“阻止”，只是了磁通量的变化，但这种变化3、对楞次定律中“阻碍”的含义还可以推广为：①阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化；可理解为。②②阻碍相对运动，可理解为。③使线圈面积有扩大或缩小趋势；可理解为。④④阻碍原电流的变化，可以理解为。八．电磁感应中的图像问题1、图像问题（1）图像类型B-t图像、-t图像、E-t图像和I-t图像；切割磁感线产生感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图像，即E-x图像和I-x图像（2）问题类型由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像；由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量2、解决这类问题的基本方法⑴明确图像的种类，是B-t图像还是-t图像、或者E-t图像和I-t图像⑵分析电磁感应的具体过程⑶结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律等规律列出函数方程。⑷根据函数方程，进行数学分析，如斜率及其变化，两轴的截距等。⑸画图像或判断图像。例1、如图16-1，平面M的面积为S，垂直于匀强磁场B，求平面M由此位置出发绕与B垂直的轴转过600和转过1800时磁通量的变化量。电磁感应复习-3-例2、在一个匀强磁场中有一个金属框MNOP，且MN杆可沿轨道滑动。（1）当MN杆以速度v向右运动时，金属框内有没有感应电流？（2）若MN杆静止不动而突然增大电流强度I，金属框内有无感应电流？方向如何？例3、磁通量的变化引起感应电流。判断下列情况下的感应电流方向？（1）向上平动、向下平动；（2）向左平动、向右平动；（3）以AB为轴向外转动；（4）以BC为轴向外转动；（5）以导线为轴转动；例4、如图所示，有两个同心导体圆环。内环中通有顺时针方向的电流，外环中原来无电流。当内环中电流逐渐增大时，外环中有无感应电流？方向如何？例5、如图所示，闭合导体环固定。条形磁铁S极向下以初速度v0沿过导体环圆心的竖直线下落过程，导体环中的感应电流方向如何？例6、如图所示，O1O2是矩形导线框abcd的对称轴，其左方有匀强磁场。以下哪些情况下abcd中有感应电流产生？方向如何？（）A.将abcd向纸外平移B.将abcd向右平移C.将abcd以ab为轴转动60°D.将abcd以cd为轴转动60例7、如图所示，水平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移动时（不到达导轨平面），a、b的电流方向如何？将如何移动？例8、关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是，（）A.跟穿过闭合电路的磁通量有关系B.跟穿过闭合电路的磁通量的变化大小有关系C.跟穿过闭合电路的磁通量的变化快慢有关系D.跟电路的电阻大小有关系电磁感应现象中的电路问题例9、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，试分析：⑴处于磁场中的面积如何变化？⑵矩形线圈的磁通量如何变化？⑶感应电流的方向如何？⑷四条边的受到什么力？⑸拉力F大小；⑹拉力的功率P；⑺拉力做的功W；ONMPIIABCDNSv0abadbcO1O2FL1L2Bv电磁感应复习-4-⑻线圈中产生的电热Q；⑼通过线圈某一截面的电荷量q。例、如图所示，U形导线框固定在水平面上，右端放有质量为m的金属棒ab，ab与导轨间的动摩擦因数为μ，它们围成的矩形边长分别为L1、L2，回路的总电阻为R。⑴若B不变，金属棒ab在F外作用下，以速度v向右匀速直线运动，ab棒产生的感应电动势是多少？ab棒感应电流的方向如何，大小是多少？ab棒所受到的安培力F的方向如何，大小是多少？F外的方向如何，大小是多少？⑵若从t=0时刻起，在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场B=kt，（k0）那么在t为多大时，金属棒开始移动？电磁感应现象中的力学问题例、如图16-6，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两根水平放置相距L且足够长的平行金属导轨AB、CD，在导体的AC端连接一阻值为R的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为m，导轨和金属棒的电阻及它们间的摩擦不计，若用恒力F沿水平向右拉棒运动，求金属棒的最大速度。电磁感应中的能量守恒只要有感应电流产生，电磁感应现象中总伴随着能量的转化。电磁感应的题目往往与能量守恒的知识相结合。这种综合是很重要的。要牢固树立起能量守恒的思想。例12、如图所示，图中回路竖直放在匀强磁场中磁场的方向垂直于回路平面向内。导线AC可以贴着光滑竖直长导轨下滑。设回路的总电阻恒定为R，当导线AC从静止开始下落后，下面有关回路能量转化的叙述中正确的是（）A.导线下落过程中,机械能守恒；B.导线加速下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为回路产生的热量；C.导线加速下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为导线增加的动能；D.导线加速下落过程中，导线减少的重力势能转化为导线增加的动能和回路增加的内能例13、如图所示，矩形线圈abcd质量为m，宽为d，在竖直平面内由静止自由下落。其下方有如图方向的匀强磁场，磁场上、下边界水平，宽度也为d，线圈ab边刚进入磁场就开始做匀速运动，那么在线圈穿越磁场的全过程，产生了多少电热？baBL1L2abdcRACB电磁感应复习-5-Rvabθd图12-1图9-2-7abcdBt0ABt0BBt0DBt0C例、如图所示，平行光滑导轨PQ、MN，与水平方向成角，长度L、质量m、电阻为R的导体ab紧贴滑轨并与PM平行，滑轨电阻不计。整个装置处于与滑轨平面正交、磁感强度为B的匀强磁场中，滑轨足够长。试分析：1、导体ab由静止释放后，最大加速度为多少？2、导体ab由静止释放后，最大速度为多少？练习在水平面上有一不规则的多边形导线框,面积为S=20cm2,在竖直方向加以如图9-1-2所示的磁场,则下列说法中正确的是(方向以竖直向上为正)()A.前2s内穿过线框的磁通的变化为ΔΦ=0B.前1s内穿过线框的磁通的变化为ΔΦ=-30WbC.第二个1s内穿过线框的磁通的变化为ΔΦ=-3x10-3WbD.第二个1s内穿过线框的磁通的变化为ΔΦ=-1x10-3Wb练习某实验小组用如图9-1-3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.先b→○G→aD.先b→○G→a,后a→○G→b练习一个弹性导体做成的闭合线圈，垂直于磁场方向放置，如图所示，当磁感应强度B发生变化时，观察到线圈所围的面积增大了，那么磁感应强度B的方向和大小变化的情况可能是A.B的方向垂直于线圈向里，并不断增大B.B的方向垂直于线圈向里，并不断减小C.B的方向垂直于线圈向外，并不断增大D.B的方向平行于线圈向外，并不断减小练习如图12-1所示，平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻为R，匀强磁场的磁感强度为B，方向与导轨所在平面垂直。一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，通过电阻R的电流强度是（）A．BdvRB．sinBdvRC．cosBdvRD．sinBdvR练习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9-2-7所示.如果忽略a到转轴中心线的距离,用E表示每个叶片中的感应电动势,则()A.Ε=fL2B,且a点电势低于b点电势B.Ε=2fL2B,且a点电势低于b点电势C.Ε=fL2B,且a点电势高于b点电势D.Ε=2fL2B,且a点电势高于b点电势练习如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力（）图9-1-2图9-1-3电磁感应复习-6-图9-4-13练习.如图9-4-13所示,两个互连的金属圆环,粗金属环的电阻是细金属环电阻的二分之一,磁场垂直穿过粗金属环所在区域,当磁感应强度随时间均匀变化时,在粗环内产生的感应电动势为E,则a、b两点间的电势差为()A.E/2B.E/3C.2E/3D.E练习。如图16-7-9，匀强磁场的磁感应强度B=0.4T，MN长为l=0.5m，R1=R2=1.2Ω，金属框CDEF和导体MN电阻忽略不计，使MN以v=3m/s的速率向右滑动，则MN两端的电压为多少伏？MN两端的电势哪一端高？图像能量专题训练1.如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。已知在t=0到t=t1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。设电流i正方向与图中箭头方向相同，则i随时间t变化的图线可能是2．（2008年全国理综1）矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，下列各图中正确的是3．如图所示，两根平行光滑导电轨道竖直放置，处于垂直轨道平面的匀强磁场中，金属杆ab接在两导轨间，在开关S断开时让金属杆自由下落，金属杆下落的过程中始终保持与导轨垂直并与之接触良好。设导轨足够长且电阻不计，闭合开关S并开始计时，金属杆ab的下落速度随时间变化的图象可能是以下四个图中的()图16-7-9电磁感应复习-7-4.．一个100匝的闭合线圈，所围的面积为100cm2，线圈的总电阻为0.1，处在磁感应强度B按如图所示规律变化的匀强磁场中