教育专题：第九讲电磁感应.ppt

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1、一、核心知识重组（自主作业）一、核心知识重组（自主作业）法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 磁通量的变化磁通量的变化 E=，导体切割磁感线运动：导体切割磁感线运动：E=,2、楞次定律与左、右手定则：、楞次定律与左、右手定则：左手定则与右手定则的区别：左手定则与右手定则的区别：因动而电因动而电右手定则（发电机模型）；右手定则（发电机模型）；因电而力因电而力左手定则（电动机模型）左手定则（电动机模型）总结：左动右发总结：左动右发楞次定律中楞次定律中“阻碍阻碍”的表现形式：的表现形式：、.3、电磁感应与电路的综、电磁感应与电路的综合E=E=E=q=楞次定律楞次定律E=u=P=Q=Q=I I（R+r

2、）UI II I2RtcU增反减同增反减同来拒去留来拒去留 增缩减扩增缩减扩二、高频考点探究二、高频考点探究考点一：电磁感应的电路问题考点一：电磁感应的电路问题关键：关键：1、确定电源，求解电源、确定电源，求解电源 .2、分析、分析 .例例1、（、（2014年年 新课标全国卷新课标全国卷I）如图甲所）如图甲所示，线圈示，线圈ab、cd 绕在同一软铁芯上，绕在同一软铁芯上，在在 ab线圈中通以变化的电流，用示波线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈器测得线圈cd 间电压如图所乙所示，间电压如图所乙所示，已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比。则下列描述线圈成正

3、比。则下列描述线圈ab 中电流随中电流随时间变化的图象中可能正确的是（时间变化的图象中可能正确的是（）电动势电动势电路电路（一）磁场变化产生电动势（一）磁场变化产生电动势 练习练习1、如图所示，面积为、如图所示，面积为0.2m2 的的500匝线圈在磁场中，匝线圈在磁场中，t=0时刻磁场方向垂直于线圈平面向里，磁感应强度随时间时刻磁场方向垂直于线圈平面向里，磁感应强度随时间变化的规律是变化的规律是 B=(6-0.2t)T，已知电路中的，已知电路中的R1=4，R2=5，电容，电容c=30uF，线圈，线圈A的电阻的电阻r=1，则（，则（）A、闭合、闭合S一段时间后，通过一段时间后，通过 的电流为的电

4、流为2A，方向由，方向由a 至至b B、闭合、闭合S一段时间后，一段时间后，间的电势差为间的电势差为2V C、闭合、闭合S一段时间后，断开一段时间后，断开S，通过，通过R2 的电荷量为的电荷量为 D、闭合、闭合S一段时间后，断开一段时间后，断开S，通过，通过 的电荷量为的电荷量为 例例2：如图所示，虚线右侧有匀强磁场，磁场方向垂直纸面：如图所示，虚线右侧有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属线框电阻为向外，正方形金属线框电阻为R，边长为，边长为 L，自线框从左边，自线框从左边界进入磁场时开始计时，在外力作用下由静止开始，以垂直界进入磁场时开始计时，在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界

5、的恒定加速度于磁场边界的恒定加速度a 进入磁场区域，进入磁场区域，t1时刻线框全部时刻线框全部进入磁场，规定顺时针方向为感应电流进入磁场，规定顺时针方向为感应电流i的正方向，外力大小的正方向，外力大小为为F，线框中电功率瞬时值为，线框中电功率瞬时值为P，通过线框横截面的电荷量为，通过线框横截面的电荷量为q，则这些量随时间变化的关系正确的是（，则这些量随时间变化的关系正确的是（）（二）切割磁感线产生电动势（二）切割磁感线产生电动势练习练习2、如图甲所示，一个、如图甲所示，一个“”形导轨固定在磁感应强度为形导轨固定在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场垂直于导轨平面，的匀强磁场中，磁场垂直于导轨平面，

6、ab 是与导轨材料、粗是与导轨材料、粗细相同的导体棒，且相互接触良好。在外力作用下，导体棒细相同的导体棒，且相互接触良好。在外力作用下，导体棒以恒定速度以恒定速度 v向右运动，图示时刻为计时起点，图乙中感应向右运动，图示时刻为计时起点，图乙中感应电动势电动势E，感应电流为，感应电流为I I，导体棒所受的拉力的功率，导体棒所受的拉力的功率P和回路和回路中产生的焦耳热中产生的焦耳热Q随时间变化的图象正确的是（随时间变化的图象正确的是（）练习练习3、如图为圆盘发电机的示意图，铜盘安装在水平的铜轴、如图为圆盘发电机的示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两个磁极之间，两块铜片上，它的边缘正好在

7、两个磁极之间，两块铜片C、D分别与分别与转动轴和铜盘边缘接触，若铜盘半径为转动轴和铜盘边缘接触，若铜盘半径为L，匀强磁场磁感应，匀强磁场磁感应强度为强度为B，回路的总电阻为，回路的总电阻为R，从左往右看，铜盘以角速度，从左往右看，铜盘以角速度 顺时针匀速转动，则（顺时针匀速转动，则（）A、由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流、由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流 B、回路中感应电流大小不变，且为、回路中感应电流大小不变，且为 C、回路中感应电流方向不变，为、回路中感应电流方向不变，为CDRC D、回路中有周期性变化的感应电流、回路中有周期性变化的感应电流电磁感应中产生的感应电流

8、在磁场中将受到安培力的作用，电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，从而影响导体棒的受力情况和运动情况，这类问题分析思路从而影响导体棒的受力情况和运动情况，这类问题分析思路如下：如下：考点二考点二 电磁感应的动力学问题电磁感应的动力学问题 例例3、如图所示，足够长的、如图所示，足够长的U形导轨宽度为形导轨宽度为L，其所在平面与水，其所在平面与水平面的夹角为平面的夹角为，上端连接一个阻值为，上端连接一个阻值为R的电阻，匀强磁场的电阻，匀强磁场的磁感应强度大小为的磁感应强度大小为B，方向垂直导轨平面向上。今有一质，方向垂直导轨平面向上。今有一质量为量为m、有效电阻为、有效电阻为 r的金

9、属杆沿框架由静止开始下滑，设的金属杆沿框架由静止开始下滑，设磁场区域无限大，当金属杆下滑达到最大速度磁场区域无限大，当金属杆下滑达到最大速度 vm时，运动时，运动的位移为的位移为x，则（，则（）A、金属杆下滑的最大速度为、金属杆下滑的最大速度为 B、在此过程中电阻、在此过程中电阻R产生的焦耳热为产生的焦耳热为 C、在此过程中金属杆做匀加速运动、在此过程中金属杆做匀加速运动D、在此过程中通过、在此过程中通过R的电荷量为的电荷量为练练习习4、如如图图所所示示，两两根根电电阻阻不不计计的的光光滑滑导导轨轨竖竖直直放放置置，两两端端接接电电阻阻R，宽宽度度相相同同的的水水平平条条形形区区域域I和和II

10、内内有有方方向向垂垂直直导导轨轨平平面面向向里里的的匀匀强强磁磁场场B，I和和II之之间间无无磁磁场场，一一导导体体棒棒两两端端始始终终保保持持良良好好接接触触，导导体体棒棒从从距距区区域域I上上边边界界 处处由由静静止止释释放放，在在穿穿过过两两段段磁磁场场区区域域的的过过程程中中，流流经经R 的的电电流流及及其其变变化化情情况况相相同同，下下面面四四个个图图象中能定性描述导体棒速度大小与时间关系的是（象中能定性描述导体棒速度大小与时间关系的是（）1、电磁感应现象中，导体杆克服安培力做的功等于产生电磁感应现象中，导体杆克服安培力做的功等于产生的电能，电能一般通过电流做的功的方式转化为内能（或

11、的电能，电能一般通过电流做的功的方式转化为内能（或其他形式的能）其他形式的能）2、焦耳热焦耳热Q的求解的求解电流不变：电流不变：功能关系：功能关系：能量守恒：能量守恒：焦耳热焦耳热Q等于克服安培力做的功等于克服安培力做的功焦耳热焦耳热Q等于其他能的减少量等于其他能的减少量Q=I I2Rt考点三考点三 电磁感应的能量问题电磁感应的能量问题例例4、如图，相距为、如图，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨固定在的两条足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨由两种材料组成，水平面上，导轨由两种材料组成，PG右侧部分单位长度的右侧部分单位长度的电阻为电阻为r0，且，且PQ=QH=GH=L，PG 左

12、侧导轨电阻不计，整左侧导轨电阻不计，整个导轨处在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，磁个导轨处在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度为感应强度为B，质量为，质量为m、电阻不计的导体棒、电阻不计的导体棒AC 在恒力在恒力F 的作用下，从静止开始运动，在到达的作用下，从静止开始运动，在到达PG 之前导体棒之前导体棒 AC已已经匀速：经匀速：（1）求当导体棒匀速时回路中的电流？）求当导体棒匀速时回路中的电流？（2）若导体棒运动到）若导体棒运动到 PQ中点时速度大小为中点时速度大小为v1，试计算导体，试计算导体棒的加速度？棒的加速度？（3）若导体棒初始位置与）若导体棒初始位置与PQ

13、相距为相距为d，运动到，运动到QH 位置时，位置时，速度大小为速度大小为v2，试计算整个回路产生的焦耳热？，试计算整个回路产生的焦耳热？练习练习5、如图所示，相距、如图所示，相距L=0.8m，电阻不计的两根平行光滑金，电阻不计的两根平行光滑金属导轨，水平放置，一端与阻值属导轨，水平放置，一端与阻值R=0.5 的电阻相连，在的电阻相连，在x 0一侧存在沿一侧存在沿X 正方向的均匀增大的磁场，其方向与导轨平正方向的均匀增大的磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率为面垂直，变化率为K=0.5T/m，x=0处磁场的磁感应强度处磁场的磁感应强度B0=0.5T，一根质量，一根质量m=0.2kg、电阻、电阻 r=0.1的金属棒置于的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直，棒在外力作用下从导轨上，并与导轨垂直，棒在外力作用下从x=0 向右运动，向右运动，运动过程中电阻消耗的功率不变，则（运动过程中电阻消耗的功率不变，则（）A.金属棒在金属棒在x=3m 处的速度为处的速度为1m/s B.金属棒从金属棒从x=0 处运动到处运动到 x=3m处过程中克服安培力做功为处过程中克服安培力做功为10J C.金属棒从金属棒从x=0 处运动到处运动到x=3m 过程中所用时间为过程中所用时间为0.8s D.金属棒从金属棒从x=0 处运动到处运动到x=3m 处过程中外力做功的平均功率处过程中外力做功的平均功率为为5.6W