1、高二物理電磁感應全章復習【教學內容】一、 知識框架磁通變化切割磁感線感應電動勢 特例 感應電流 自感現象 【方法指導與教材延伸】一、分清磁通、磁通變化、磁通變化率磁通=BS（單位Wb），表示穿過垂直磁感線的某個面積的磁感線的多少。磁通變化=2-1，是回路中產生電磁感應現象的必要條件，即只要有，一定有感應電動勢的產生。磁通變化率(Wb/s)，反映了穿過回路的磁通變化的快慢，是決定感應電動勢大小的因素。 t上著手。 t 因此，判斷回路中是否發生電磁感應現象，應從上著手；比較回路中產生的感應電動勢大小，應從應該注意，當穿過回路的磁通按正弦（或余弦）規律變化時（如放在勻強磁場中勻速轉動的線圈），穿過線

2、圈的磁通量最大時，磁通的變化率恰最小。二、從能的轉化上理解電磁感應現象電磁感應現象的實質是其它形式的能與電能之間的轉化。因此，無論用磁體與線圈相對運動或是用導體切割磁感線，產生感應電流時都會受到磁場的阻礙作用，外力在克服磁場的這種阻礙作用下做了功，把機械能轉化為電能。所以，發生磁通變化的線圈、作切割運動的這一部分導體，都相當于一個電源，由它們可以對外電路供電。在求解電磁感應問題時，認識電源，區分內外電路，畫出等效電路十分有用。三、認識一般與特殊的關系磁通變化是回路中產生電磁感應現象的普通條件，閉合電路的一部分導體作切割磁感線運動僅是一個特例。深刻認識兩者之間的關系，就不至于被整個線框在勻強磁場

3、中運動時，其中部分導體的切割運動所迷惑。磁通變化時產生感應電動勢是一般現象，它跟電路的是否閉合、電路的具體組成等無關，而產生的感應電流則可以看成是電路閉合的一個特例，由感受電動勢決定電流，所以感應電動勢是更本質的、更重要的量。同理，自感現象僅是電磁感應普遍現象中的一個特例，它所激起的電流方向同樣符合“阻礙電流變化”的普遍結論。【例題選講】例1、圖1中PQRS為一正方形導線框，它以恒定速度向右進入以MN為邊的勻強磁場，磁場方向垂直線框平面，MN線與線框的邊成45°角。E、F分別為PS和PQ的中點。關于線框中的感應電流，正確的說法是（ ）A、當E點經過邊界MN時，線框中感應電流最大。B、

4、當P點經過邊界MN時，線框中感應電流最大。C、當F點經過邊界MN時，線框中感應電流最大D、當Q點經過邊界MN時，線框中感應電流最大分析 導線作切割運動時的感應電動勢大小為=Blv。當B、v一定時，作切割運動的導線越長，產生的感應電動勢越大。題中線框向右運動時，有效切割邊是SR或PQ兩豎邊，另外的SP、QR兩水平邊不切割磁感線。當E點經過邊界MN時，有效切割邊長只是豎邊SR的一半；當P點經過邊界MN時，有效切割邊長就是豎邊SR；當F點經過邊界MN時，由于豎邊SR和PF部分都切割磁感線，但兩者產生的電動勢在框內引起方向相反的電流，等效于豎邊SR的一半作切割運動；當Q點經過邊界MN時，整個線框都在磁

5、場內，有效切割邊長為零。由此可見，當P點經過邊界MN時，有效切割邊長最長，產生的感應電動勢最大，框內的感應電流也最大。答：B例2、如圖2所示，兩水平平行金屬導軌間接有電阻R，置于勻強磁場中，導軌上垂直擱置兩根金屬棒ab、cd。當用外力F拉動ab棒向右運動的過程中，cd棒將會（ ）A、向右運動B、向左運動C、保持靜止D、向上跳起分析 ab棒向右運動時，切割磁感線。根據右手定則，電流方向從b流向a。這個感應電流從a端流出后，分別流向cd棒和電阻R。cd棒中由于通有從c到d的電流，會受到磁場力，根據左手定則，其方向向右。結果，使cd棒跟著ab棒向右運動。答：A例3、如圖3所示，小燈泡的規格為“2V、

6、4W”，接在光滑水平導軌上，軌距0.1m，電阻不計，金屬棒ab垂直擱置在導軌上，電阻1，整個裝置處于磁感強度B=1T的勻強磁場中，求：（1）為使小燈正常發光，ab的滑行速度多大？（2）拉動金屬棒ab的外力功率多大？分析 要求小燈正常發光，燈兩端電壓應等于其額定值2V。這個電壓是由于金屬棒滑動時產生的感應電動勢提供的，金屬棒移動時，外力的功率轉化為全電路上的電功率。解答：（1）根據小燈的標志是小燈的額定電流和電阻分別為P4U222I=A=2A,R=1 U2P4設金屬棒滑行速度為v，它產生的感應電流為I感=電阻。由I感=I，即Blv。式中r為棒的R+rBlvI(R+r)2(1+1)=I，得v=m/

7、s=40m/s。 Bl10.1R+r（2）根據能的轉換，外力的機械功率等于整個電路中的電功率，所以拉動ab作切割運動的功率為22P機=PW 電=I(R+r)=2(1+1)W=8說明 第（1）題也可以不必算出感應電流，直接根據感應電動勢分壓得出，即由U=v=U(R+r)2(1+1)=m/s=40m/s BlR10.11RR=Blv R+rR+4只是必須注意，此時燈兩端電壓，即ab棒兩端電壓，指的是路端電壓，并不是電動勢，在電磁感應現象中，分清電源電動勢和端電壓十分重要。【同步練習】一、選擇題：1、如圖1所示，當變阻器滑片向右移動時，用細線吊著的金屬環將（ ）A、向左運動B、向右運動C、不動圖1

8、圖2 D、無法判斷2、如圖2所示，Q是用毛皮摩擦過的橡校圓棒，由于它的轉動，使得金屬環P中產生了如圖所示的電流，那么Q棒的轉動情況是（ ）A、順時針加速運動C、順時針勻速轉動 B、逆時針加速轉動 D、逆時針減速轉動3、一個線圈中電流強度均勻增大，則這個線圈的（ ）A、自感系數也將均勻增大 B、磁通量也將均勻增大C、自感系數、自感電動勢都均勻增大D、自感系數、自感電動勢、磁通量都不變4、如圖3所示，勻強磁場中有一線框abcdef勻速拉出磁場，其ab、cd、ef的電阻均為r，其它電阻不計，ab拉出磁場后，流過ab的電流強度為I，則（ ）A、流過ab棒的電流強度大小始終不變B、 ef棒中感應電流所受

9、安培力大小始終不變C、作用在金屬框上外力的功率始終不變D、穿過金屬框磁通量的變化由大變小 圖5、如圖4所示，將一個正方形多匝線圈從磁場中勻速拉出的過程中，關于拉力的功率說法中錯誤的是（ ）A、與線圈匝數成正比B、與線圈邊長成正比C、與導線的截面積成正比D、與導線的電阻率成正比6、如圖5所示，光滑導軌水平放置，勻強磁場豎直向上，金屬棒ab、cd質量相等，開始給ab一個沖量，使它具有向右初速v，經過較長一段時間后，金屬棒cd的速度（ ）A、向右，等于vB、向左，等于vC、向右，等于v/2D、靜止不動7、如圖6所示，半徑不同的兩金屬圈環ab、AB都不封口，用導線分別連接Aa、Bb組成閉合回路，當圖中

10、磁場逐漸增加時，回路中感應電流的方向是（ ）A、abBAaB、ABbaA 圖6 c 圖5 d B 圖4 b aC、內環ba，外環BAD、無感應生電流8、如圖7所示，閉合銅框兩側均有電阻R，銅環與框相切并可沿框架無摩擦活動，勻強磁場垂直框架向里，當圓環在水平恒力作用下右移時，則（ ）A、銅環內無感應電流B、銅環內有順時針方向電流C、銅環內有逆時針方向電流D、以上說法均不正確圖7 圖8 9、如圖8所示，在勻強磁場中放有平行銅導軌，它和小線圈C相連接，要使大線圈A獲得順時針方向感應電流，則放在導軌上金屬棒MN的運動情況可能是（ ）A、向右勻速C、向左減速E、向右減速10、如圖9所示，閉合金屬環從高h

11、的曲面左側自由滾下，又滾上曲面的右側，環平面與運動方向均垂直于非勻強磁場，摩擦不計，則（ ）A、環滾上的高度小于hB、環滾上的高度等于hC、運動過程中環內無感應電流D、運動過程中安培力對環一定做負功11、如圖10所示，圓形線圈的一半位于勻強磁場中，當線圈由圖示位置開始運動時，弧acb受到向右的磁場力，則線圈的運動可能是（ ）A、向左平動B、向右平動（線圈未全部進入磁場）C、以直徑ab為軸轉動（不超過90°）D、以直徑cd為軸轉動（不超過90°） 圖10 圖9 B、向左加速 D、向右加速12、如圖11所示，ab、cd金屬棒均處于勻強磁場中，當導體棒ab向右運動時，則cd棒（

12、）A、必向右運動B、可能向左運動C、可能不動D、其運動方向與ab棒運動方向和運動性質有關二、填空題：13、將一條磁鐵分別兩次插入一閉合線圈中同一位置，兩次插入時間比為1:2，則感應電動勢比為，產生熱量比為 ，通過電量比為 ，電功率比為 。14、如圖12所示，光滑鋁棒a和c平行地固定在水平桌面上，鋁棒b和d擱在a、c棒上面，接觸良好，組成回路，O為回路中心，當條形磁鐵的一端從O點的正上方向下運動接近回路的過程中，則b棒和d棒的運動情況是 。15、在赤道某地的地磁場為4×10-5T，磁感線方向與水平面平行，有一條東西方向水平放置的導體棒長0.5m，當它以2m/s初速向北水平拋出后，感應電

13、動勢與時間t的關系式是 ，電勢較高的是 端。 圖11圖12 圖13 圖1416、電阻為R的矩形線框abcd，邊長ab=L，ad=h，質量為m，自某一高度自由落下，通過一勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，磁場區域的寬度為h，如圖13所示，若線框恰好以恒定速度通過磁場，線框中產生的焦耳熱是 。（不考慮空氣阻力）17、如圖14所示，MN、PQ為水平面上足夠長的平行光滑導軌、勻強磁場方向如圖所示，導電棒ab、cd的質量均為m，ab初速為零，cd初速為v0，則ab最終的速度是 ，整個過程中產生的熱量為 。18、AB兩閉合線圈為同樣導線繞成且均為10匝，半徑為rA=2rB，內有如圖15所示的有理想邊界的勻強

14、磁場，若磁場均勻地減小，則A、B環中感應電動勢之比圖15 之比IA:IB。 A:B19、如圖16所示兩電阻分別為2R和R，其余電阻不計，電容器電容為C，勻強磁場B垂直紙面向里，當MN為2v向右、PQ以v向左運動時，電容器左極板帶電量為 。（軌寬為l）圖16 圖1720、如圖17所示，兩條平行滑軌MN、PQ相距30cm，上面放置著ab、cd兩平行可動的金屬棒，兩棒用40cm絲線系住，abcd回路電阻0.5。設磁感強度的變化率B/t=-10T/s，當B減少到1T時，絲線受到的張力為。三、計算題：21、如圖18所示，水平平行放置的兩根長直光滑導電軌道MN與PQ上放有一根直導線ab，ab和導軌垂直，軌

15、寬20cm，ab電阻為0.02，導軌處于豎直向下的磁場中，B=0.2T，電阻R=0.03，其它線路電阻不計，ab質量為0.1kg。（1）打開電鍵S，ab從靜止開始在水平恒力F=0.1N作用下沿軌道滑動，求出ab中電動勢隨時間變化的表達式，并說明哪端電勢高？（2）當ab速度為10m/s時閉合S，為了維持ab仍以10m/s速度勻速滑動，水平拉力應變為多大？此時ab間電壓為多少？（3）在ab以10m/s速度勻速滑動的某時刻撤去外力，S仍閉合，那么此時開始直至最終，R上產生多少熱量？22、如圖19所示，MN為相距L1的光滑平行金屬導軌，圖18ab為電阻等于R1的金屬棒，且可緊貼平行導軌運動，相距為L2

16、的水平放置的金屬板A、C與導軌相連，兩導軌左端接一阻值為R2的電阻，導軌電阻忽略不計，整個裝置處于方向垂直紙面向里的勻強磁場中，當ab以速率v向右勻速運動時，一帶電微粒也能以速率v在A、C兩平行板間做半徑為R的勻速圓周運動。求（1）微粒帶何種荷？沿什么方向運動？（2）金屬棒ab運動的速度v多大？23、如圖20所示，AB、CD是兩根足夠長的固定金屬導軌，兩導軌間的距離為L，導軌平面與水平面的夾角是。在整個導軌平面內都有垂直導軌平面的斜向上方的勻強磁場，磁感強度為B。在導軌的AC端連接一個阻值為R的電阻，一根垂直于導軌放置的金屬棒ab，質量為m，從靜止開始沿導軌下滑，求ab的最大速度。要求畫出ab

17、棒的受力圖。已知ab與導軌間的動摩擦因數，導軌和金屬棒的電阻都不計。24、如圖21所示，不計電阻的水平平行金屬導軌間距L=1.0m，電阻R=0.9，電池（內阻不計）=1.5V，勻強磁場方向垂直導軌平面，一根質量m=100g，電阻R=0.1的金屬棒ab正交地跨接于兩導軌上并可沿導軌無摩擦地滑動。在F=1.25N的外力向右拉動ab棒的過程中，當開關S倒向A接觸點時，金屬棒達到某最大速度vmax，若接著將開關S倒向C觸點，則此刻金屬棒的加速度為7.5m/s2。（1）求磁感強度B和S接A后棒的最大速度vmax的值。（2）通過計算，討論金屬棒以最大速度運動過程中能量轉化與守恒的問題。圖20 圖19圖21【參考答案】一、1、B8、D二、填空題13、2:1 2:1 1:1 4:115