2013高三物理第一轮总复习课件九：电磁感应.ppt

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1、高三物理第一轮总复习高三物理第一轮总复习（2013届）届）第一课时电磁感应现象楞次定律第一课时电磁感应现象楞次定律一电磁感应现象一电磁感应现象1、产生感应电流的条件：、产生感应电流的条件：穿过闭合电路的穿过闭合电路的磁通量磁通量发生变化发生变化2、引起磁通量变化的常见情况、引起磁通量变化的常见情况闭合电路的部分导体做闭合电路的部分导体做切割磁感线切割磁感线运动运动线圈在磁场中线圈在磁场中转动转动磁感应强度磁感应强度B变化变化vAB4、电磁感应现象的实质、电磁感应现象的实质是产生是产生感应电动势感应电动势，如果回路闭合则产生，如果回路闭合则产生感应电流感应电流；如果回路不闭合，则只有如果回路不闭

2、合，则只有感应电动势感应电动势而无而无感应电流感应电流3、产生感应电动势的条件、产生感应电动势的条件无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量磁通量发生发生变化，线路中就有感应电动势变化，线路中就有感应电动势ErvABBEr产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。【例与练例与练】如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外。若要使方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外。若要使线框中产生感应电流，下列办法中可行的是线框中产生感应电流，下列办法中可行的是()

3、A.将线框向左拉出磁场将线框向左拉出磁场B.以以ab边为轴转动边为轴转动(小于小于90)C.以以ad边为轴转动边为轴转动(小于小于60)D.以以bc边为轴转动边为轴转动(小于小于60)ABC【例与练例与练】如图如图 所示，在通电直导线的正下方有矩形所示，在通电直导线的正下方有矩形导线框，导线框在下列运动中能产生感应电流的是（导线框，导线框在下列运动中能产生感应电流的是（）A导线框在水平方向向右匀速运动导线框在水平方向向右匀速运动B导线框在水平方向向右加速运动导线框在水平方向向右加速运动C导线框以直导线为轴旋转导线框以直导线为轴旋转D导线框向直导线靠近导线框向直导线靠近D【例与练例与练】下图中能

4、产生感应电流的是下图中能产生感应电流的是()B内容内容:感应电流的磁场感应电流的磁场总是总是阻碍阻碍引起感应电流的引起感应电流的磁通磁通量的变化量的变化。1、楞次定律、楞次定律 适用范围：各种电磁感应现象适用范围：各种电磁感应现象 2、对楞次定律的理解：、对楞次定律的理解：回路磁通量的变化回路磁通量的变化产生产生阻碍阻碍感应电流（磁场）感应电流（磁场）谁起阻碍作用谁起阻碍作用 阻碍什么阻碍什么 如何阻碍如何阻碍 阻碍效果阻碍效果感应电流的磁场感应电流的磁场原磁场的磁通量原磁场的磁通量变化变化“增反减同增反减同”二楞次定律和右手定则二楞次定律和右手定则减缓原磁场的磁通量的变化减缓原磁场的磁通量的

5、变化阻碍不能阻止，该怎么变化还怎么变化阻碍不能阻止，该怎么变化还怎么变化从实际问题上来理解从实际问题上来理解阻碍原磁通量的变化阻碍原磁通量的变化：增增“反反”减减“同同”阻碍相对运动的阻碍相对运动的：来来“拒拒”去去“留留”使线圈面积有扩大或缩小的趋势：使线圈面积有扩大或缩小的趋势：增增“缩缩”减减“扩扩”从能量观点看：由于从能量观点看：由于“阻碍阻碍”，为了维持原磁场的变，为了维持原磁场的变化，必须有外力克服这一化，必须有外力克服这一“阻碍阻碍”而做功，从而导致其而做功，从而导致其他形式的能转化为电能。所以楞次定律是能量守恒定律他形式的能转化为电能。所以楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中

6、的体现。在电磁感应现象中的体现。阻碍原电流的变化阻碍原电流的变化(自感现象自感现象)：增增“反反”减减“同同”3楞次定律的使用步骤楞次定律的使用步骤【例例与与练练】如如图图所所示示，两两个个相相同同的的闭闭合合铝铝环环套套在在一一根根无无限限长长的的光光滑滑杆杆上上，将将一一条条形形磁磁铁铁向向左左插插入入铝铝环环(未未穿穿出出)的过程中，两环的运动情况是：的过程中，两环的运动情况是：()A、同时向左运动，距离增大；、同时向左运动，距离增大；B、同时向左运动，距离不变；、同时向左运动，距离不变；C、同时向左运动，距离变小；、同时向左运动，距离变小；D、同时向右运动，距离增大。、同时向右运动，距

7、离增大。SNvC【例例与与练练】某某实实验验小小组组用用如如图图所所示示的的实实验验装装置置来来验验证证楞楞次次定定律律当当条条形形磁磁铁铁自自上上而而下下穿穿过过固固定定的的线线圈圈时，通过电流计的感应电流方向是时，通过电流计的感应电流方向是()AaGbB先先aGb，后，后bGaCbGaD先先bGa，后，后aGbD【例例与与练练】如如图图，一一水水平平放放置置的的圆圆形形通通电电线线圈圈1固固定定，电电流流强强度度为为I，方方向向如如图图所所示示另另一一个个较较小小的的圆圆形形线线圈圈2从从1的的正正上上方方下下落落，在在下下落落的的过过程程中中两两线线圈圈平平面面始始终终保保持持平平行行且

8、且共共轴轴，则则线线圈圈2从从1的的正正上上方方下下落落至至1的的正正下下方的过程中，从上向下看线圈方的过程中，从上向下看线圈2，应是，应是()A无感应电流产生无感应电流产生B有顺时针方向的感应电流有顺时针方向的感应电流C有先顺时针后逆时针方向的感应电流有先顺时针后逆时针方向的感应电流D有先逆时针后顺时针方向的感应电流有先逆时针后顺时针方向的感应电流C【例与练例与练】(2010海南卷海南卷)一金属圆环水平固定放置一金属圆环水平固定放置现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁止开始释放在条形磁铁穿过圆

9、环的过程中，条形磁铁与圆环铁与圆环()A始终相互吸引始终相互吸引B始终相互排斥始终相互排斥C先相互吸引，后相互排斥先相互吸引，后相互排斥D先相互排斥，后相互吸引先相互排斥，后相互吸引D【例与练例与练】在图所示装置中，是一个绕垂直于纸面的在图所示装置中，是一个绕垂直于纸面的轴转动的闭合导线框，当滑线变阻器的滑片自左向右轴转动的闭合导线框，当滑线变阻器的滑片自左向右滑动时，线框的运动情况是：（滑动时，线框的运动情况是：（）A、保持静止不动、保持静止不动B、逆时针转动、逆时针转动C、顺时针转动、顺时针转动D、转动方向由电源极性决定、转动方向由电源极性决定C【例与练例与练】如图所示，在一蹄形磁铁两极之

10、间放一个如图所示，在一蹄形磁铁两极之间放一个矩形线框矩形线框abcd.磁铁和线框都可以绕竖直轴磁铁和线框都可以绕竖直轴OO自由转自由转动若使蹄形磁铁以某角速度转动时，线框的情况将动若使蹄形磁铁以某角速度转动时，线框的情况将是是()A静止静止B随磁铁同方向转动随磁铁同方向转动C沿与磁铁相反方向转动沿与磁铁相反方向转动D要由磁铁具体转动方向来决定要由磁铁具体转动方向来决定BARBPK突然闭合开关突然闭合开关【例与练例与练】如图所示，进行以下操作，请判断如图所示，进行以下操作，请判断R中的中的电流方向电流方向突然断开开关突然断开开关开关闭合后，开关闭合后，P向左或向右滑动时。向左或向右滑动时。ABB

11、AP左移：左移：ABP右移：右移：BA【例与练例与练】如图所示，通电螺线管置于闭合金属环如图所示，通电螺线管置于闭合金属环a的的轴线上，当螺线管中电流轴线上，当螺线管中电流I减小时减小时()A.环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小B.环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小C.环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的增大环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的增大D.环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的增大环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的增大A【例与练例与练】(2010上海单科上海单科)如图所示，金属环如图所示，金属环A用轻绳用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于

12、其左侧若变阻器悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧若变阻器滑片滑片P向左移动，则金属环向左移动，则金属环A将向将向_(填填“左左”或或“右右”)运动，并有运动，并有_(填填“收缩收缩”或或“扩张扩张”)趋势趋势左左收缩收缩【例与练例与练】如下图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺如下图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度H处处同时释放同时释放(各线框下落过程中不翻转各线框下落过程中不翻转)，则以下说法正，则以下说法正确的是确的是()

13、A三者同时落地三者同时落地B甲、乙同时落地，丙后落地甲、乙同时落地，丙后落地C甲、丙同时落地，乙后落地甲、丙同时落地，乙后落地D乙、丙同时落地，甲后落地乙、丙同时落地，甲后落地D【例与练例与练】如图所示，在光滑水平桌面上有两个金属如图所示，在光滑水平桌面上有两个金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁，圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁，当条形磁铁自由下落时，将会出现的情况是当条形磁铁自由下落时，将会出现的情况是()A两金属环将相互靠拢两金属环将相互靠拢B两金属环将相互分开两金属环将相互分开C磁铁的加速度会大于磁铁的加速度会大于gD磁铁的加速度会小于磁铁的加速度会小于gBD4

14、、右手定则、右手定则伸开右手，让拇指与其余四指在同一个平面内，使拇伸开右手，让拇指与其余四指在同一个平面内，使拇指与并拢的四指垂直；让磁感线垂直穿入手心，使拇指与并拢的四指垂直；让磁感线垂直穿入手心，使拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向就是感指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向。应电流的方向。acdbvB如图：如图：ab如何运动？如何运动？ab的速度能大于的速度能大于v吗吗?【例与练例与练】如右图所示，当导线如右图所示，当导线ab在电阻不计的金属在电阻不计的金属导轨上滑动时，线圈导轨上滑动时，线圈C向右摆动则向右摆动则ab的运动情况是的运动情况是()A向左或向右做

15、匀速运动向左或向右做匀速运动B向左或向右做减速运动向左或向右做减速运动C向左或向右做加速运动向左或向右做加速运动D只能向右做匀加速运动只能向右做匀加速运动B【例与练例与练】如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大导线圈它与大导线圈M相连接要使小导线圈相连接要使小导线圈N获得顺时针方获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨中的裸金属棒向的感应电流，则放在导轨中的裸金属棒ab的运动情的运动情况是况是(两导线圈共面放置两导线圈共面放置)()A向右匀速运动向右匀速运动 B向左加速运动向左加速运动C向右减速运动向右减速运动 D向右加速运动向右加速运动BC【例与练例与

16、练】如右图所示，水平放置的两条光滑轨道上如右图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合的左边有一闭合电路，当电路，当PQ在外力的作用下运动时，在外力的作用下运动时，MN向右运动向右运动则则PQ所做的运动可能是所做的运动可能是()A向右加速运动向右加速运动B向左加速运动向左加速运动C向右减速运动向右减速运动 D向左减速运动向左减速运动BC【例与练例与练】如图所示，闭合的矩形金属框如图所示，闭合的矩形金属框abcd的平面的平面与匀强磁场垂直，现金属框固定不动而磁场运动，发与匀强磁场垂直，现金属框固定不动而磁场运动，发现现ab边所受安培力的

17、方向为竖直向上，则此时磁场的边所受安培力的方向为竖直向上，则此时磁场的运动可能是运动可能是()A水平向右平动水平向右平动 B水平向左平动水平向左平动C竖直向上平动竖直向上平动 D竖直向下平动竖直向下平动A第二课时法拉第电磁感应定律自感、涡流第二课时法拉第电磁感应定律自感、涡流4、与感应电流的关系：遵守、与感应电流的关系：遵守闭合电路欧姆闭合电路欧姆定律，即：定律，即：一感应电动势一感应电动势1、概念：在、概念：在电磁感应现象电磁感应现象中产生的电动势中产生的电动势2、条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的、条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量磁通量发生变化，电路中就一定有感应电动势发生

18、变化，电路中就一定有感应电动势3、方向：产生感应电动势的那部分导体就相当于、方向：产生感应电动势的那部分导体就相当于电源电源导体的电阻相当于导体的电阻相当于电源内阻电源内阻，其中，其中电流方向由低电势电流方向由低电势指向高电势指向高电势B减小减小B减小减小+-二法拉第电磁感应定律二法拉第电磁感应定律1、法拉第电磁感应定律、法拉第电磁感应定律内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的的磁通量变化率磁通量变化率成正比成正比公式：公式：(n为线圈的匝数为线圈的匝数)特别提醒：特别提醒：感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的感应电动势的大小由穿过电路的磁通

19、量的变化率变化率 和线圈的匝数和线圈的匝数n共同决定，而与磁通量共同决定，而与磁通量、磁、磁通量的变化量通量的变化量的大小没有必然联系的大小没有必然联系用公式用公式 求感应电动势时，求感应电动势时，S为线圈在磁场范为线圈在磁场范围内的围内的有效面积有效面积通过回路截面的电荷量通过回路截面的电荷量q仅与仅与n、和回路电阻和回路电阻R有有关，与时间长短无关关，与时间长短无关【例例与与练练】穿穿过过闭闭合合回回路路的的磁磁通通量量随随时时间间t变变化化的的图图象象分分别别如如下下图图所所示示下下列列关关于于回回路路中中产产生生的的感感应电动势的论述中正确的是应电动势的论述中正确的是()A图图中，回路

20、产生的感应电动势恒定不变中，回路产生的感应电动势恒定不变B图图中，回路产生的感应电动势一直在变大中，回路产生的感应电动势一直在变大C图图中，回路在中，回路在0t1时间内产生的感应电动势小时间内产生的感应电动势小 于在于在t1t2时间内产生的感应电动势时间内产生的感应电动势D图图中，回路产生的感应电动势先变小再变大中，回路产生的感应电动势先变小再变大D【例与练例与练】如下图所示，三个相同的金属圆环内存在不如下图所示，三个相同的金属圆环内存在不同的有界匀强磁场，虚线表示环的某条直径已知所有同的有界匀强磁场，虚线表示环的某条直径已知所有磁场的磁感应强度随时间变化的关系都满足磁场的磁感应强度随时间变化

21、的关系都满足Bkt，方，方向如图所示测得向如图所示测得A环中感应电流强度为环中感应电流强度为I，则，则B环和环和C环内感应电流强度分别为环内感应电流强度分别为()AIBI，IC0 BIBI，IC2ICIB2I，IC2I DIB2I，IC0D【例与练例与练】如图所示是高频焊接原理示意图线圈中如图所示是高频焊接原理示意图线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少

22、以下说法正确的是以下说法正确的是()A电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高得越快电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高得越快B电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高得越快电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高得越快C工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小阻小D工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大阻大AD【例与练例与练】一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在匀强磁场中，如图所示，线圈平面与磁场方向成在匀强磁场中，如图所示，线圈平面与磁场方向成60角，磁感

23、应强度随时间均匀变化，用下列哪种方法可使角，磁感应强度随时间均匀变化，用下列哪种方法可使感应电流增加一倍感应电流增加一倍()A把线圈匝数增加一倍把线圈匝数增加一倍B把线圈面积增加一倍把线圈面积增加一倍C把线圈半径增加一倍把线圈半径增加一倍D改变线圈与磁场方向的夹角改变线圈与磁场方向的夹角解析解析：设导线的电阻率为：设导线的电阻率为，横截面积为，横截面积为S0，线圈的半，线圈的半径为径为r，则，则:C【例与练例与练】(09年全国卷年全国卷）如图，匀强磁场的磁感应强）如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率 k为负的常量用电阻率为为负

24、的常量用电阻率为、横截面积为、横截面积为S的硬导线的硬导线做成一边长为做成一边长为 l 的方框将方框固定于纸面内，其右的方框将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中求：半部位于磁场区域中求：(1)导线中感应电流的大小；导线中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间磁场对方框作用力的大小随时间的变化率的变化率解析：解析：(1)线框中产生的感应电动势：线框中产生的感应电动势：(2)导线框所受磁场力的大小为导线框所受磁场力的大小为F=BIl，它随时间的变，它随时间的变化率为化率为：运动方向和磁感线方向垂直：运动方向和磁感线方向垂直：EBlv.2、导体切割磁感线产生的感应电动势、导体切割磁

25、感线产生的感应电动势运动方向和磁感线不垂直运动方向和磁感线不垂直EBlvsin；为导线运动方向跟为导线运动方向跟磁感线磁感线方向的夹角方向的夹角本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场外，还需外，还需B、l、v三者相互垂直实际问题中当它们不三者相互垂直实际问题中当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算相互垂直时，应取垂直的分量进行计算导体平动切割磁感线时，若导体平动切割磁感线时，若v为平均速度，则为平均速度，则E为平均为平均感应电动势；若感应电动势；若v为瞬时速度，则为瞬时速度，则E为相应的瞬时感应电为相应的瞬时感应电动势动势应用公式应用公

26、式 E=Blv 时应注意：时应注意：EBlv中的速度中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运是相对于磁场的速度，若磁场也运动时，应注意速度间的相对关系动时，应注意速度间的相对关系公式中的公式中的l为有效切割长度为有效切割长度如图，棒的有效长如图，棒的有效长度为度为ab的弦长的弦长甲：甲：lcdsin(容易错认为容易错认为labsin)乙：沿乙：沿v1方向运动时，方向运动时，lMN；沿；沿v2方向运动时，方向运动时，l0.丙：丙：a、b、c、d四种情况的四种情况的 l 相同。相同。vvvvabcd丙丙导体棒导体棒以棒上某点为轴以棒上某点为轴在垂直磁场平面内匀速转动切在垂直磁场平面内匀速转动切割磁

27、感线产生感应电动势：割磁感线产生感应电动势：导体棒导体棒以端点为轴以端点为轴匀速转动：匀速转动：导体棒导体棒以棒中点为轴以棒中点为轴匀速转动：匀速转动：E=0 导体棒导体棒以棒中任意点为轴以棒中任意点为轴匀速转动：匀速转动：OABOAB（AO或或BO两点的电势差不为零。）两点的电势差不为零。）提示：提示：往往用来求往往用来求t时间内的平均感应电动势；时间内的平均感应电动势；而而EBlvsin常用来求瞬时感应电动势但两公式又是常用来求瞬时感应电动势但两公式又是统一的，一般来说，公式统一的，一般来说，公式 适用于磁场变化求感适用于磁场变化求感应电动势，应电动势，EBlv 适用于切割磁感线求感应电动

28、势适用于切割磁感线求感应电动势拓展：拓展：若一个金属圆盘绕圆心匀速转若一个金属圆盘绕圆心匀速转动，边缘与圆心之间存在电势差：动，边缘与圆心之间存在电势差：OA特别提醒：特别提醒：求通过回路的电量时必须求平均电动势，求通过回路的电量时必须求平均电动势，再求平均电流，然后求电量。再求平均电流，然后求电量。R【例与练例与练】(2010全国全国卷卷)某地的地磁场磁感应强度的某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为竖直分量方向向下，大小为4.5105 T。一灵敏电压。一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m，该河段，该河段涨潮和落潮时有海水涨潮和落潮时

29、有海水(视为导体视为导体)流过。设落潮时，海流过。设落潮时，海水自西向东流，流速为水自西向东流，流速为2 m/s。下列说法正确的是。下列说法正确的是()A电压表记录的电压为电压表记录的电压为5 mVB电压表记录的电压为电压表记录的电压为9 mVC河南岸的电势较高河南岸的电势较高 D河北岸的电势较高河北岸的电势较高BD【例与练例与练】如图所示，长为如图所示，长为 6 m 的导体的导体 AB 在磁感应强在磁感应强度度 B0.1 T 的匀强磁场中，以的匀强磁场中，以 AB 上的一点上的一点 O 为轴，沿为轴，沿着顺时针方向旋转角速度着顺时针方向旋转角速度5 rad/s，O 点距点距 A 端为端为 2

30、 m，求，求 AB的电势差的电势差解析解析：BO段切割磁感线产生的感应段切割磁感线产生的感应电动势：电动势：同理可得：同理可得：【例与练例与练】放在绝缘水平面上的两条平行导轨放在绝缘水平面上的两条平行导轨MN和和PQ之间宽度为之间宽度为L，在，在MNQP间存在磁感应强度为间存在磁感应强度为B的匀的匀强磁场，强磁场，B的方向垂直于导轨平面，导轨左端接有阻值的方向垂直于导轨平面，导轨左端接有阻值为为R的电阻，其他部分电阻不计导轨右端接一电容为的电阻，其他部分电阻不计导轨右端接一电容为C的电容器，长为的电容器，长为2L的金属棒放在导轨上与导轨垂直且的金属棒放在导轨上与导轨垂直且接触良好，其接触良好，

31、其a端放在导轨端放在导轨PQ上现将金属棒以上现将金属棒以a端为端为轴，以角速度轴，以角速度沿导轨平面顺时针旋转沿导轨平面顺时针旋转90角，如图所角，如图所示，解答下列问题示，解答下列问题(设导轨长度比设导轨长度比2L长得多长得多)(1)电阻电阻R中流过的最大感应电流；中流过的最大感应电流；(2)通过电阻通过电阻R的总电量的总电量解解析析：(1)从从ab棒棒以以a端端为为轴轴旋旋，直直到到b端端脱脱离离导导轨轨的的过过程程中中，其其感感应应电电动动势势不不断断增增大大，对对C不不断断充充电电，同同时时又又与与R构成回路，如图所示构成回路，如图所示R上的最大电压：上的最大电压：通过通过R的最大电流

32、：的最大电流：（2）ab脱离导轨前通过脱离导轨前通过R的电量：的电量：ab棒转动到棒转动到d点时，电容哭器的带电量：点时，电容哭器的带电量：三自感和涡流三自感和涡流1、自感现象：由于通过导体、自感现象：由于通过导体自身的自身的电流变化电流变化而产生的而产生的电磁感应现象电磁感应现象2、自感电动势、自感电动势定义：由导体自身电流变化所产生的感应电动势定义：由导体自身电流变化所产生的感应电动势表达式：表达式：自感系数自感系数L相关因素：与线圈的相关因素：与线圈的长短长短、横截面积、形状、横截面积、形状、匝数匝数以及是否有铁芯等有关以及是否有铁芯等有关单位：亨利单位：亨利(H)，1mH103H，1H

33、106H.由楞次定律知，自感电动势总是阻碍原来导体中电流的由楞次定律知，自感电动势总是阻碍原来导体中电流的变化当回路中的变化当回路中的电流增加电流增加时，自感电动势和原来电流时，自感电动势和原来电流的方向的方向相反相反；当回路中的；当回路中的电流减小电流减小时，自感电动势和原时，自感电动势和原来电流的方向来电流的方向相同相同自感对电路中的电流变化有自感对电路中的电流变化有延迟延迟作作用，使电流不能用，使电流不能突变突变3、涡流：放在变化磁场中的金属块，由于穿过金属块、涡流：放在变化磁场中的金属块，由于穿过金属块的的磁通量磁通量发生变化，在其内部产生像旋涡一样的发生变化，在其内部产生像旋涡一样的

34、感应感应电流电流，这种电流叫做涡电流简称涡流，这种电流叫做涡电流简称涡流自感电动势的方向：自感电动势的方向：【例与练例与练】在如图所示的电路中，在如图所示的电路中，A、B是相同的两个是相同的两个灯泡，灯泡，L是一个带铁芯的线圈，直流电阻可不计。调节是一个带铁芯的线圈，直流电阻可不计。调节R，电路稳定时两灯都正常发光，则在开关合上和断开，电路稳定时两灯都正常发光，则在开关合上和断开时时()A.两灯同时点亮，同时熄灭两灯同时点亮，同时熄灭B.合上合上S时，时，B比比A先达到正常发光状态先达到正常发光状态C.断开断开S时，时，A、B两灯都不会立即熄灭，通过两灯都不会立即熄灭，通过A、B两两灯的电流方

35、向都与原来电流的方向相同灯的电流方向都与原来电流的方向相同D.断开断开S时，时，A灯会突然闪亮一下后再熄灭灯会突然闪亮一下后再熄灭B第三课时电磁感应中的电路与图象问题第三课时电磁感应中的电路与图象问题方法归纳图方法归纳图【例与练例与练】如图所示，两个互相连接的金属环用同样规如图所示，两个互相连接的金属环用同样规格的导线制成，大环半径是小环半径的格的导线制成，大环半径是小环半径的4倍，若穿过大倍，若穿过大环的磁场不变，小环中磁场变化率为环的磁场不变，小环中磁场变化率为k时，其路端电压时，其路端电压为为U；若小环中磁场不变，而大环中磁场变化率也为；若小环中磁场不变，而大环中磁场变化率也为k时，其路

36、端电压为多大？时，其路端电压为多大？解析：解析：根据题意设小环电阻为根据题意设小环电阻为R，则大，则大环电阻为环电阻为4R，小环的面积为，小环的面积为S，大环的，大环的面积为面积为16S，且，且B/t=k。【例与练例与练】如图所示，匀强磁场的磁感应强度如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.8 T，竖直向下穿过水平放置的矩形线框，竖直向下穿过水平放置的矩形线框MNQP，MN=PQ=2 m，MP=NQ=1 m，ab是用与线框相同的导是用与线框相同的导线制成，它们单位长度的电阻线制成，它们单位长度的电阻R0=0.1 /m，不计摩擦。，不计摩擦。ab杆从杆从MP处开始以处开始以v=5 m/s的速度向右

37、匀速滑动。的速度向右匀速滑动。(1)关于关于ab杆两端的电势差的讨论：杆两端的电势差的讨论：某同学认为：某同学认为：ab杆两端的电势差杆两端的电势差Uab就是路端电压，就是路端电压，ab杆匀速切割磁感线时，感应电动势大小恒定，且内电杆匀速切割磁感线时，感应电动势大小恒定，且内电阻阻r大小不变。当大小不变。当ab杆滑至线框正中间时，外电路电阻杆滑至线框正中间时，外电路电阻最大，此时，最大，此时，Uab有最大值，也即有最大值，也即Uab的值是先变大后变的值是先变大后变小。你认为该同学的判断是否正确？若他判断错误，你小。你认为该同学的判断是否正确？若他判断错误，你重新分析，并确定重新分析，并确定Ua

38、b的大小。若他的大小。若他的判断正确，请算出的判断正确，请算出Uab的最大值。的最大值。(1)正确正确 Uab最大值最大值2.4 V【例与练例与练】如图所示，匀强磁场的磁感应强度如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.8 T，竖直向下穿过水平放置的矩形线框，竖直向下穿过水平放置的矩形线框MNQP，MN=PQ=2 m，MP=NQ=1 m，ab是用与线框相同的导是用与线框相同的导线制成，它们单位长度的电阻线制成，它们单位长度的电阻R0=0.1 /m，不计摩擦。，不计摩擦。ab杆从杆从MP处开始以处开始以v=5 m/s的速度向右匀速滑动。的速度向右匀速滑动。(2)关于线框关于线框MNQP的电功率的电功

39、率P的讨论：的讨论：某同学认为：既然某同学认为：既然ab杆滑至线框正中间时，路端电压杆滑至线框正中间时，路端电压最大，此时线框最大，此时线框MNQP的电功率的电功率P也最大，所以也最大，所以P的值是的值是先变大后变小。你认为该同学的判断是否正确？请作出先变大后变小。你认为该同学的判断是否正确？请作出评价，并说明理由。评价，并说明理由。(不需要定量计算不需要定量计算)(2)错误。线框错误。线框MNQP的电功率的电功率P就是就是电源输出功率，当电源输出功率，当R=r时，时，P最大，最大，而而ab杆在正中间位置的两侧某处，杆在正中间位置的两侧某处，均有均有R=r。所以，线框。所以，线框MNQP的电功

40、的电功率率P先变大、后变小、再变大、再变小。先变大、后变小、再变大、再变小。【例与练例与练】如图矩形导线框如图矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，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纸面向里，磁感应强度方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如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图所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下的正方向，下列各图中正确的是列各图中正确的是()D【例与练例与练】如图如图1所示，虚线上方空间有匀强磁场，磁所示，虚线上方空间有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，直角扇形

41、导线框绕垂直于纸面场方向垂直纸面向里，直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴的轴O以角速度以角速度匀速逆时针转动。设线框中感应电流匀速逆时针转动。设线框中感应电流的方向以逆时针为正，线框处于图示位置时为时间零的方向以逆时针为正，线框处于图示位置时为时间零点。那么，在图点。那么，在图2中能正确表明线框转动一周感应电流中能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是变化情况的是（）0it0it0it0itBACD图图2 2 A图图1 1OB【例例与与练练】如如图图(甲甲)，MN和和PQ是是两两根根互互相相平平行行竖竖直直放放置置的的光光滑滑金金属属导导轨轨，已已知知导导轨轨足足够够长长，且且电电阻阻不不计计a

42、b是是一一根根不不但但与与导导轨轨垂垂直直而而且且始始终终与与导导轨轨接接触触良良好好的的金金属属杆杆开开始始，将将开开关关S断断开开，让让杆杆ab由由静静止止开开始始自自由由下下落落，过过段段时时间间后后，再再将将S闭闭合合，若若从从S闭闭合合开开始始计计时时，则则金金属属杆杆ab的的速速度度v随随时时间间t变变化化的的图图象象不不可可能能是图是图(乙乙)中的中的()B【例与练例与练】如图所示，在坐标系如图所示，在坐标系xOy中，有边长为中，有边长为a的的正方形金属线框正方形金属线框abcd，其一条对角线，其一条对角线ac和和y轴重合、顶轴重合、顶点点a位于坐标原点位于坐标原点O处在处在y轴

43、的右侧的轴的右侧的、象限内有象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与轴重合，右边界与y轴轴平行平行t0时刻，线圈以恒定的速度时刻，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域取沿边界的方向穿过磁场区域取沿abcda的感应的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流电流i随时间随时间t变化的图线是下图中的变化的图线是下图中的()A【例例与与练练】(07年年全全国国卷卷)如如图图所所示

44、示，在在PQ、QR区区域域存存在在着着磁磁感感应应强强度度大大小小相相等等、方方向向相相反反的的匀匀强强磁磁场场，磁磁场场方方向向均均垂垂直直于于纸纸面面，bc边边与与磁磁场场的的边边界界P重重合合。导导线线框框与与磁磁场场区区域域的的尺尺寸寸如如图图所所示示。从从t0时时刻刻开开始始线线框框匀匀速速横横穿穿两两个个磁磁场场区区域域。以以abcdef为为线线框框中中电电动动势势的的正正方方向向。以以下下四四个个E-t关关系系示示意意图图中中正正确确的是（的是（）PQRaf2l2lllbllcdeB.Et01 2 3 4C.Et0123 4D.tE01 23 4A.Et01 23 4C【例例与与

45、练练】如如图图(甲甲)所所示示，圆圆形形金金属属框框与与一一个个平平行行金金属属导导轨轨相相连连接接，并并置置于于水水平平桌桌面面上上圆圆形形金金属属框框面面积积为为S，内内有有垂垂直直于于线线框框平平面面的的磁磁场场，磁磁感感应应强强度度B1随随时时间间t 的的变变化化关关系系如如图图(乙乙)所所示示，01s内内磁磁场场方方向向垂垂直直线线框框平平面面向向里里长长为为L，电电阻阻为为R的的导导体体棒棒置置于于平平行行金金属属导导轨轨上上，且且与与导导轨轨接接触触良良好好导导轨轨和和导导体体棒棒处处于于另另一一匀匀强强磁磁场场中中，其其磁磁感感应应强强度度恒恒定定为为B2，方方向向垂垂直直导导

46、轨轨平平面面向向里里若若不不计计其其余余各各处处的的电电阻阻，当当导导体体棒棒始始终终保保持持静静止止时时，其其所所受受的的静静摩摩擦擦力力f(设设向向右右为为力力的的正正方方向向)随时间变化的图象为随时间变化的图象为()答案：答案：A【例与练例与练】半径为半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为为d，如图所示。有一变化的磁场垂直于纸面，规定向，如图所示。有一变化的磁场垂直于纸面，规

47、定向内为正，变化规律如图所示。在内为正，变化规律如图所示。在t=0时刻平板之间中心时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为有一重力不计，电荷量为q的静止微粒。则以下说法正的静止微粒。则以下说法正确的是确的是()A.第第2秒内上极板为正极秒内上极板为正极B.第第3秒内上极板为负极秒内上极板为负极C.第第2秒末微粒回到了原来位置秒末微粒回到了原来位置D.第第2秒末两极板之间的电场强度大小为秒末两极板之间的电场强度大小为0.2 r2/dA第四课时电磁感应中的动力学与能量问题第四课时电磁感应中的动力学与能量问题导体处于平衡态导体处于平衡态静止或匀速直线运动状态静止或匀速直线运动状态处理方法：根据平衡条件

48、合外力等于零列式分析处理方法：根据平衡条件合外力等于零列式分析一、电磁感应中的动力学问题分析一、电磁感应中的动力学问题分析导体处于非平衡态导体处于非平衡态加速度不为零加速度不为零处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析能关系分析1两种状态处理两种状态处理2电磁感应问题中两大研究对象及其相互制约关系电磁感应问题中两大研究对象及其相互制约关系3电磁感应中的动力学临界问题电磁感应中的动力学临界问题解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度取最大值或最小值的程中

49、的临界状态，如速度、加速度取最大值或最小值的条件条件基本思路是：基本思路是：感应电流感应电流导体受安培力导体受安培力合力变化合力变化加速度变化加速度变化速度变化速度变化临界状态临界状态感应电动势感应电动势导体受外力运动导体受外力运动二、电磁感应中的能量转化问题二、电磁感应中的能量转化问题1运动的动态分析运动的动态分析2能量转化特点能量转化特点3电能求解思路主要有三种电能求解思路主要有三种利用克服安培力求解：利用克服安培力求解：电磁感应中产生的电能等于克电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功服安培力所做的功利用能量守恒求解：其他形式的能的减少量等于产生利用能量守恒求解：其他形式的能的减少量等

50、于产生的电能的电能利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算算【例与练例与练】(09福建卷福建卷)如图所示，固定放置在同一水平面内的如图所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为，其右端接有阻值为R的电阻，的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中一质的匀强磁场中一质量为量为m(质量分布均匀质量分布均匀)的导体杆的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为保持良好接触，