1、專題四電磁感應(yīng)（一）【知識梳理】一、電磁感應(yīng)楞次定律仁電磁感應(yīng)現(xiàn)象利用磁場產(chǎn)生的現(xiàn)象，叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。所產(chǎn)生的電流叫,所產(chǎn)生的電動勢叫O2、發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件通常有如下兩種表述。（1）當(dāng)穿過線圈的發(fā)生變化時(shí)就將發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，線圈里產(chǎn)生。如線圈閉合，則線圈子里就將產(chǎn)生-（3）當(dāng)導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線的運(yùn)動時(shí)就將發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)體里產(chǎn)生感應(yīng)電 動勢，如做切割感線運(yùn)動的導(dǎo)體是某閉合電路的一部分，則電路里就將產(chǎn)生感應(yīng)電流。產(chǎn)生 感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于 。應(yīng)指岀的是：閉合電路的一部分做切割磁感線運(yùn)動時(shí)，穿過閉合電路的磁通量也將發(fā)生

2、變化。所以上述兩個(gè)條件從根本上還應(yīng)歸結(jié)磁通量的變化。但如果矩形線圈abed在勻強(qiáng)磁 場B中以速度v平動時(shí)，盡管線圈的be和ad邊都在做切割磁感線運(yùn)動，但由于穿過線圈 的磁通量沒有變，所以線圈回路中沒有感應(yīng)電流。3、感應(yīng)電流方向的判斷（1）右手左則：伸開右手，讓拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平而內(nèi)，讓磁 感線垂直從進(jìn)入，指向?qū)w運(yùn)動的方向，英余四指指的就是的方向。注意：四指指向還可以理解為感應(yīng)電動勢的方向、該部分導(dǎo)體的髙電勢處。4、楞次定律（判斷感應(yīng)電流方向）（1）楞次左律的內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，感應(yīng)電流的磁場總是引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.（2）對楞次左律中阻礙二字的正確理解“

3、阻礙”不是阻止，這里是阻而未止。阻礙磁通量變化指：磁通疑增加時(shí)，阻礙增加（感應(yīng)電流的磁場和原磁場方向相反，起抵消作用）：磁通疑減少時(shí)，阻礙減少（感應(yīng)電流的磁場和原磁場方向一致，起補(bǔ)償作用），簡稱“增反 減同”.（3）楞次沱律的應(yīng)用步驟“一原、二感、三電流” 明確引起感應(yīng)電流的原磁場在被感應(yīng)的回路上的方向： 搞清原磁場穿過彼感應(yīng)的回路中的磁通量增減情況： 根據(jù)楞次左律確左感應(yīng)電流的磁場的方向； 運(yùn)用安培左則判斷岀感生電流的方向。二、法拉第電磁感應(yīng)定律 互感和自感1、法拉第電磁感應(yīng)定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的成正比。公式：，其中n為線圈的匝數(shù)。2、法拉第電磁感應(yīng)定

4、律的理解（1）E=n 的兩種基本形式：當(dāng)線圈而積S不變，垂直于線圈平而的磁場B發(fā)生/變化時(shí)，£=«:當(dāng)磁場B不變，垂直于磁場的線圈而積S發(fā)生變化時(shí)，E=/?oArA/（2）感應(yīng)電動勢的大小取決于穿過電路的磁通量的變化率竺,與（p的大小及厶（p的大A/小沒有必然聯(lián)系。（3）若竺 為恒定（如：而積S不變，磁場B均勻變化，竺",或磁場B不變，而積S均勻變化， =則感應(yīng)電動勢恒左。若竺為變化量，則感應(yīng)電動勢E也為變化A/Ar崑E=4 計(jì)算的是H時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢，當(dāng)0時(shí)，E=n的極限值才等于 A/Ar瞬時(shí)感應(yīng)電動勢。3、磁通量°、磁通量的變化磁通量的變化率蘭A

5、/（1）磁通量0是指穿過某而積的磁感線的條數(shù)，訃算式為0=Ssin&,其中6為磁場B 與線圈平而S的夾角。（2）磁通量的變化A0指線圈中末狀態(tài)的磁通量色與初狀態(tài)的磁通量卩之差， 0=025,計(jì)算磁通量以及磁通量變化時(shí)，要注意磁通量的正負(fù)。（3）磁通量的變化率。磁通量的變化率乜 是描述磁通量變化快慢的物理量。表示回路 中平均感應(yīng)電動勢的大小，是0T圖象上某點(diǎn)切線的斜率。竺與以及0沒有必然聯(lián)系。A/4、對公式E =e/v的研究（1）與公式E二坐的比較。At一般地說，公式E = IvB只能用于計(jì)算導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。公式E二坐 則可以用來計(jì)算所有電磁感應(yīng)現(xiàn)彖中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢：

6、但公式£ =豈 只 AtAt能用于計(jì)算在0時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢，而公式E = IvB則既可以用來計(jì)算某段時(shí)間內(nèi)的 平均感應(yīng)電動勢，又可以用來計(jì)算某個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)感應(yīng)電動勢，只要把公式中的'，分別以某 段時(shí)間內(nèi)的平均速度或某個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度代入即可。（2）適用條件除了磁場必須是勻強(qiáng)的外，磁感強(qiáng)度&切割速度V、導(dǎo)體棒長度三者中任意兩個(gè)都應(yīng) 垂直的，即B丄/,/丄卩少丄3這三個(gè)關(guān)系必須是同時(shí)成立的。如有不垂直的情況，應(yīng)通過 正交分解取其垂宜分量代入。（3）公式中（的意義公式E = IvB中I的意義應(yīng)理解為導(dǎo)體的有效切割長度。所謂導(dǎo)體的有效切割長度，指的 是切割導(dǎo)體兩端點(diǎn)的連

7、線在同時(shí)垂直于v和B的方向上的投影的長度。（4）公式中，的意義對于公式E = IvB中的V,首先應(yīng)理解為導(dǎo)體與磁場間的相對速度，所以即使導(dǎo)體不動因 則磁場運(yùn)動，也能使導(dǎo)體切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢：英次，還應(yīng)注意到v應(yīng)該是垂直切 割速度；另外，還應(yīng)注意到在“旋轉(zhuǎn)切割”這類問題中，導(dǎo)體棒上各部分的切割速度不同，此 時(shí)的v則應(yīng)理解為導(dǎo)體棒上各部分切割速度的平均值，在數(shù)值上一般等于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體棒中點(diǎn)的 切割速度。5、自感現(xiàn)象（1）自感現(xiàn)象當(dāng)閉合回路的導(dǎo)體中的電流發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體本身就產(chǎn)生，這個(gè)電動勢總是導(dǎo)體中原來電流的變化。這種由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫做自感 現(xiàn)象。（2）實(shí)質(zhì)：

8、由于回路中流過導(dǎo)體自身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。（3）電流變化特點(diǎn)：由于感應(yīng)電流總是阻礙線圈中自身電流的增大或減小，故英本身的 電流的增大或減小總表現(xiàn)為一種“延緩”效應(yīng)。即電流變化的同時(shí)產(chǎn)生影響導(dǎo)體中電流變化的 因素，此瞬時(shí)電流不會發(fā)生突變，而是較慢地達(dá)到那種變化。（4）自感電動勢槪念：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫自感電動勢。其效果表現(xiàn)為延緩導(dǎo)體中電流的 變化。大小：E（.= L "Ar方向：當(dāng)流過導(dǎo)體的電流減弱時(shí)，En的方向與原電流的方向相同，當(dāng)流過導(dǎo)體的電流增 強(qiáng)時(shí)，Em的方向與原電流的方向相反。【高考常考題型與典型例題】題型一楞次定律的理解及應(yīng)用解題思路：1、判斷廣

9、通量的變化趨勢2、依據(jù)榜次定律判斷感應(yīng)電流或感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的離場3、根據(jù)右手定則判定感應(yīng)電流的方向例一 （2009,浙江理綜）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方 向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，有一質(zhì)量為川、阻值為R的閉合矩形 金屬線框abed用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點(diǎn)，并可繞O點(diǎn)擺動。金屬線框從右側(cè)某一位宜靜止開始釋放，在擺動到左側(cè)最高點(diǎn)的過 程中，細(xì)桿和金屬線框平而始終處于同一平面，且垂直紙而。則線 框中感應(yīng)電流的方向是A. m b t c t d T aB. d > c h > ci > dC. 先是 d > c > b > ci > d,后是。一>

10、 b > c > d > ciD. 先是。一>b > c > d > ci» 后是 一> c > b > ci > d例二（20門，）如圖，均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共而放置,當(dāng)a繞O點(diǎn)在其所在平而內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，b中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，且具有 收縮趨勢，由此可知，圓環(huán)aA. 順時(shí)針加速旋轉(zhuǎn)B.順時(shí)針減速旋轉(zhuǎn)C.逆時(shí)針加速旋轉(zhuǎn)D.逆時(shí)針減速旋轉(zhuǎn)題型二法拉第電饌感應(yīng)定律應(yīng)用解題思路：緊抓定義：感應(yīng)電動勢與減通量變化率的關(guān)系例一 （2010,江蘇單科）一矩形線框宜于勻強(qiáng)磁場中，線框平而與磁場方向垂直，先保持線框

11、的而積不變，將磁感應(yīng)強(qiáng)度在1s時(shí)間內(nèi)均勻地增大到原來的兩倍，接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，在1s時(shí)間內(nèi)，再將線框的而積均勻地減小到原來的一半，先后兩個(gè)過程中，線框中感應(yīng)電動勢的比值為A. -B.1C.2D.42例二（2007,山東理綜）用相同導(dǎo)線繞繞制的邊長為L或2L的四個(gè)閉合導(dǎo)體線框、以相同的 速度勻速進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場，如圖所示。在每個(gè)線框進(jìn)入磁場的過程中，M、N兩點(diǎn)間的電 壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud。下列判斷正確的是aA.Ua<Ub<Uc<UdBUd<Ub<Ua<Ucd A?C.Ua=Ub=Uc=UdD Ub< Ua< Ud<Uc

12、題型三自感現(xiàn)象的應(yīng)用解題思路：1、判斷是通電自感還是斷電自感2、根據(jù)自感的原理判斷感應(yīng)電流的方向3.圖象的判定例一（2010,北京理綜）在如圖所示的電路中，兩個(gè)相同的小燈泡匚和a 分別串聯(lián)一個(gè)帶鐵芯的電感線圈L和一個(gè)滑動變阻器R。閉合開關(guān)S后, 調(diào)整r，使厶和a發(fā)光的亮度一樣，此時(shí)流過兩個(gè)燈泡的電流均為/。 然后，斷開S 。若L時(shí)刻再閉合S,則在L前后的一小段時(shí)間內(nèi)，正確反映流過L1的電流爪 流過a的電流k隨時(shí)間r變化的圖像是A.B.C.D.例二（200&江蘇單科）如圖所示的電路中，三個(gè)相同的燈泡s b、c和電感4、L2與直流 電源連接，電感的電阻忽略不計(jì).電鍵K 從閉合狀態(tài)突然斷開時(shí)

13、，下列判斷正確的有A. a先變亮，然后逐漸變暗B. b先變亮，然后逐漸變暗Cc先變亮，然后逐漸變暗Db、c都逐漸變暗題型四 電磁感應(yīng)現(xiàn)象在運(yùn)動學(xué)中的應(yīng)用 解題思路：k認(rèn)真審題，分析題目中物體的初始運(yùn)動狀況和受力狀況2、分析運(yùn)動及受力狀況中由電虞感應(yīng)引起變化的部分，嘗試重現(xiàn)題目整個(gè)物理情景。3、分析題目的臨界條件，如：速度最大，加速度最大，距離最遠(yuǎn)等。4、根據(jù)牛頓定律或功能關(guān)系解決問題。P例一 （2011,福建理綜）如圖，足夠長的U型光滑金屬導(dǎo)軌平而與 水平面成&角（0<0<90°）,其中AIN與PQ平行且間距為L,導(dǎo) 軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直，導(dǎo)軌電阻

14、不計(jì)。金屬棒 ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸， ab棒接入電路的電阻為R,當(dāng)流過ab棒某一橫截面的電量為q時(shí), 棒的速度大小為v，則金屬棒ab在這一過程中A.運(yùn)動的平均速度大小為丄”B.下滑位移大小為型2BLC.產(chǎn)生的焦耳熱為qBLvD.受到的最大安培力大小為B2l3vsin&例X. (2011,四川理綜19分)如圖所示，間距1=0.3m的平行金屬導(dǎo)軌aibiCi fD azbzcz分 別固左在兩個(gè)豎直而內(nèi)，在水平而ajbba?區(qū)域內(nèi)和傾角"37。的斜而cb2c2區(qū)域內(nèi)分 別有磁感應(yīng)強(qiáng)度B尸0.4T、方向豎直向上和B2=1T.方向垂直于斜面向上的勻

15、強(qiáng)磁場。電阻 20.30、質(zhì) mi=0.1kg.長為I的相同導(dǎo)體桿K、S、Q分別放置在導(dǎo)軌上,S桿的兩端 固泄在5、b2點(diǎn)，K、Q桿可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動且始終接觸良好。一端系于K桿中點(diǎn)的輕繩 平行于導(dǎo)軌繞過輕質(zhì)滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量m2=0.05kg的小環(huán)。已知小環(huán)以a=6 m/s2 的加速度沿繩下滑，匚桿保持靜1上，Q桿在垂直于桿且沿斜而向下的拉力F作用下勻速運(yùn)動。不計(jì)導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長。MXg=10m/s2, sin37° =0.6, cos37°=0.8.求(1) 小環(huán)所受摩擦力的大小；(2) Q桿所受拉力的瞬時(shí)功率。【鞏固提高】XXXXXXXX X X

16、 ； 仁如圖，磁場垂直于紙而，磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎宜方向均勻分布, 水平方向非均勻分布。一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點(diǎn)，將圓 環(huán)拉至位置a后無初速釋放，在圓環(huán)從d擺向b的過程中(A) 感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針再逆時(shí)針(B) 感應(yīng)電流方向一直是逆時(shí)針(C) 安培力方向始終與速度方向相反(D) 安培力方向始終沿水平方向2、一長直鐵芯上繞有一固左線圈M,鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接，木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)NN可在木質(zhì)圓柱上無摩擦移動。M連接在如圖所示的電路甲，其中R為滑線變阻器，&和®為直流電源，S為單刀取擲開關(guān)。下列情況中，可觀測到N向左運(yùn)動 的是A. 在S斷開的情況下，S向a閉合的瞬

17、間B. 在S斷開的情況下，S向b閉合的瞬間C. 在S己向a閉臺的情況下，將R的滑動頭同c端移動時(shí)D. 在S己向a閉臺的情況下，將R的滑動頭向d端移動時(shí)3.某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵心的線圈/_、小燈泡A、 開關(guān)S和電池組E,用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路。檢査電路后， 閉合開關(guān)S,小燈泡發(fā)光：再斷開開關(guān)S,小燈泡僅有不顯著的延時(shí)熄火現(xiàn)彖。雖經(jīng)多次重 復(fù)，仍未見老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因。你認(rèn)為最有可能造成小燈泡末閃亮的原因是A. 電源的內(nèi)阻較大B. 小燈泡電阻偏大C. 線圈電阻偏大D. 線圈的自感系數(shù)較大4(15分)如圖，兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌ab、cd豎直放置,導(dǎo)軌間距離為Li電阻不計(jì)。在 導(dǎo)軌上端并接兩個(gè)額泄功率均為P、電阻均為R的小燈泡。整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場 中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)軌所在平而垂直。現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從 圖示位置由靜止開始釋放。金屬棒下落過程中保持水平，但與導(dǎo)軌接觸良好。已知某時(shí)刻 后兩燈泡保持正常發(fā)光。重力加速度為®求:(1) 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小：(2) 燈泡正常發(fā)光時(shí)導(dǎo)體棒的運(yùn)動速率。bL5、（