高二物理复习题
电磁感应
一、单项选择题
1.如图1，均匀带正电的绝缘圆环a 与金属圆环b 同心共面放置，当a 绕O 点在其所在平面内旋转时，b 中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a( )
A ．顺时针加速旋转
B ．顺时针减速旋转
C ．逆时针加速旋转
D ．逆时针减速旋转 2．如图2所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R 和r ，导体棒PQ 与三条导线接触良好，匀强磁场的方向垂直纸面向里，导体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是( )
A ．流过R 的电流为由D 到C ，流过r 的电流为由
B 到A B ．流过R 的电流为由
C 到
D ，流过r 的电流为由B 到A C ．流过R 的电流为由D 到C ，流过r 的电流为由A 到B D ．流过R 的电流为由C 到D ，流过r 的电流为由A 到B
3．现代汽车中有一种先进的制动机构，可保证车轮在制动时不是完全刹死滑行，而是让车轮仍有一定的滚动。经研究这种方法可以有效地制动，它有一个自动检测车速的装置，用来控制车轮的转动，其原理如图3所示，铁质齿轮P 与车轮同步转动，右端有一个绕有线圈的磁体，M 是一个电流检测器。当车轮带动齿轮转动时，线圈中会有电流，这是由于齿靠近线圈时被磁化，使磁场增强，齿离开线圈时磁场减弱，磁通量变化使线圈中产生了感应电流。将这个电流经放大后去控制制动机构，可有效地防止车轮被制动抱死。在齿a 转过虚线位置的过程中，关于M 中感应电流的说法正确的是( )
A ．M 中的感应电流方向一直向左
B ．M 中的感应电流方向一直向右
C ．M 中先有自右向左、后有自左向右的感应电流
D ．M 中先有自左向右、后有自右向左的感应电流 4．(2012·南京模拟)如图4所示，长为L 的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C 的平行板电容器上，P 、Q 为电容器的两个极板，磁场垂直于环面向里，磁感应强度以B ＝B 0＋Kt (K ＞0)随时间变化，t ＝0时，P 、Q 两极板电势相等。两极板间的距离远小于环的半径，经时间t 电容器P 板( )
A ．不带电
B ．所带电荷量与t 成正比
C ．带正电，电荷量是KL 2C 4π
D ．带负电，电荷量是KL 2C
4π
5．如图5所示，竖直平面内有一金属环，半径为a ，总电阻为R (指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A 用铰链连接长度为2a 、电阻为R
2
的导体棒AB ，AB 由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为v ，则这时AB 两端的电压大小为( )
A ．Ba v 3
B ．Ba v 6
C ．2Ba v 3
D ．Ba v
6．如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属框电阻为R ，
图 1 图2 图3 图4 图5
边长是L ，自框从左边界进入磁场时开始计时，在外动力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a 进入磁场区域，t 1时刻框全部进入磁场。规定顺时针方向为感应电流t 的正方向。外动力大小为F ，，框中电功率的瞬时值为P ，通过导体横截面的电荷量为q ，其中Pt 图象为抛物线。则这些量随时间变化的关系是( )
7.(太湖中学期中)如图7，有一只矩形线圈开始全部在匀强
磁场中，现将它从磁场中匀速拉出。第一次用速度v 1，第二次用速度v 2，且v 2＝2v 1。若两次拉力所做的功分别为W 1和W 2，两次做功的功率分别为P 1和P 2，两次线圈产生的热量为Q 1和Q 2，两次通过线圈的电荷量分别为q 1和q 2，则下述结论正确的是( )
A ．W 1＝W 2，P 1＝P 2，Q 1＝Q 2，q 1＝q 2
B ．W 1＞W 2，P 1＞P 2，Q 1＝Q 2，q 1＞q 2
C ．W 1＝2W 2,2P 1＝P 2,2Q 1＝Q 2，q 1＝2q 2
D ．W 2＝2W 1，P 2＝4P 1，Q 2＝2Q 1 ，q 1＝q 2
8.如图8所示，均匀的金属长方形线框从匀强磁场中以匀速v 拉出，它的两边固定有带金属滑轮的导电机构，金属框向右运动时能总是与两边良好接触，一理想电压表跨接在PQ 两导电机构上，当金属框向右匀速拉出的过程中，电压表的读数(金属框的长为a ，宽为b ，磁感应强度为B)( )
A ．恒定不变，读数为Bbv
B ．恒定不变，读数为Ba v
C ．读数变大
D ．读数变小
9、如图9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应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( )
10．如图10所示，圆环a 和b 的半径之比为R 1∶R 2＝2∶1，且都是由粗细相同的同种材料的导体构成，连接两环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化，那么，当只有a 环置于磁场中与只有b 环置于磁场中两种情况下，A 、B 两点的电势差之比为( )
A ．1∶1
B ．2∶1
C ．3∶1
D ．4∶1
11
、如图11所示，图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为
l ，磁场方向垂直纸面向里。abcd
是位于纸面内的梯形线圈，ad 与bc 间的距离也为
l 。t ＝0时刻，
bc 边与磁场区域边界重合(如图)。现令线圈以恒定的速度v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿a →b →c →d →a 的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I 随
图7 图8 图9 图10
时间t 变化的图线可能是图中的( )
12．如图所示，两块水平放置的金属板距离为d ，用导线、开关K 与一个n 匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B 中。两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m 、电荷量为＋q 的小球。K 断开时传感器上有示数，K 闭合稳定后传感器上恰好无示数，则线圈中的磁场B 的变化情况和磁通量变化率分别是( )
A ．正在增加，ΔΦΔt ＝mgd q
B ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgd
nq
C ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgd q
D ．正在增加，ΔΦΔt ＝mgd
nq
二、非选择题
13．如图所示，边长为a 的正方形闭合线框ABCD 在匀强磁场中绕AB 边匀速转动，磁感应强度为B ，初始时刻线框所在平面与磁感线垂直，经过t 时间后转过120°角，求：
(1)线框内感应电动势在t 时间内的平均值； (2)转过120°角时感应电动势的瞬时值。
答案：(1)3Ba 22t (2)3πBa 2
3t
10．金属杆MN 和PQ 间距为l ，MP 间接有电阻R ，磁场如图所示，磁感应强度为B 。金属棒AB 长为2l ，由图示位置以A 为轴，以角速度ω匀速转过90°(顺时针)。求该过程中(其他电阻不计)：(1)R 上的最大电功率；
(2)通过R 的电荷量。(1)4B
2ω2l 4
R
(2)3B l 2
2R
图11
11．如图所示，电阻不计的平行金属导轨MN 和OP 放置在水平面内，MO 间接有阻值为R ＝3 Ω的电阻，导轨相距d ＝1 m ，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B ＝0.5 T 。质量为m ＝0.1 kg 、电阻为r ＝1 Ω的导体棒CD 垂直于导轨放置，并接触良好。用平行于MN 的恒力F ＝1 N 向右拉动CD ，CD 受的摩擦阻力F f 恒为0.5 N 。求：
(1)CD 运动的最大速度的大小。
(2)当CD 达到最大速度后，电阻R 消耗的电功率是多少？ (3)当CD 的速度为最大速度的一半时，CD 的加速度的大小。 (1)8 m/s (2)3 W (3)2.5 m/s 2
9．均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd ，每边长为L ，总电阻为R ，总质量为m 。将其置于磁感应强度为B 的水平匀强磁场上方h 处，如图所示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd 边始终与水平的磁场边界面平行。当cd 边刚进入磁场时，
(1)求线框中产生的感应电动势大小； (2)求cd 两点间的电势差大小；
(3)若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h 所应满足的条件。
(1)BL 2gh (2)34BL 2gh (3)m 2gR 2
2B 4L
4
11．光滑平行的金属导轨MN 和PQ ，间距L ＝1.0 m ，与水平面之间的夹角α＝30°，匀强磁场磁感应强度B ＝2.0 T ，垂直于导轨平面向上，MP 间接有阻值R ＝2.0 Ω的电阻，其他电阻不计，质量m ＝2.0 kg 的金属杆ab 垂直导轨放置，如图甲所示。用恒力F 沿导轨平面向上拉金属杆ab ，由静止开始运动，v-t 图象如图乙所示。取g ＝10 m/s 2，导轨足够长。求：
(1)恒力F 的大小；
(2)金属杆速度为2.0 m/s 时的加速度大小；
(3)根据v-t 图象估算在前0.8 s 内电阻上产生的热量。(1)18 N (2)2.0 m/s 2 (3)4.12 J
交变电流
1．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图1甲所示，则下列说法中正确的是( )
A ．t ＝0时刻线圈平面与中性面垂直
B ．t ＝0.01 s 时刻，Φ的变化率最大
C ．t ＝0.02 s 时刻，交流电动势最大
D ．该线圈相应的交流电动势图象如图乙所示 2．小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个R ＝10 Ω的电阻构成闭合电路。不计电路的其他电阻。下列说法正确的是( )
A ．交变电流的周期为0.125 s
B ．交变电流的频率为8 Hz
C ．交变电流的有效值为 2 A
D ．交变电流的最大值为4 A
3．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则( )
A ．电压表V 的示数为220 V
B ．电路中的电流方向每秒钟改变50次
C ．灯泡实际消耗的功率为484 W
D ．发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为24.2 J 4．电学元件的正确使用，对电路安全工作起着重要作用。某电解电容器上标有“25 V ,450 μF ”字样，下列说法中正确的是( )
A ．此电容器在交流、直流电路25 V 的电压时都能正常工作
B ．此电容器只有在不超过25 V 的直流电压下才能正常工作
C ．当工作电压是直流25 V 时，电容才是450 μF
D ．若此电容器在交流电压下工作，交流电压的最大值不能超过25 V
5．如图所示，边长L ＝0.2 m 的正方形线圈abcd ，其匝数n ＝10，总电阻r ＝2 Ω，外电路的电阻R ＝8 Ω，ab 边的中点和cd 边的中点的连线OO ′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度B ＝1T ，若线圈从图示位置开始计时，以角速度ω＝2 rad/s 绕OO ′轴匀速转动。则以下判断中正确的是( )
A ．在t ＝π
4
s 时刻，磁场穿过线圈的磁通量最大
B ．闭合电路中感应电动势的瞬时表达式为e ＝0.8 sin 2t (V)
C ．从t ＝0时到t ＝π
4 s 时刻，通过电阻R 的电荷量q ＝0.02 C
D ．从t ＝0时到t ＝π4
s 时刻，电阻R 上产生的热量为Q ＝3.2π×10－
4 J
6．如图所示为含有理想变压器的电路，图中的三个灯泡L 1、L 2、L 3都标有“5 V 5 W ”字样，L 4标有“5 V 10 W ”字样，若它们都能正常发光，不考虑导线的能耗，则该电路的输入功率P ab 和输入电压U ab 应为( )
A ．20 W,25 V
B ．20 W,20 V
C ．25 W,25 V
D ．25 W,20 V
7．某理想变压器原、副线圈的匝数比为44∶3，原线圈a 、b 间所接电原电压按图所示规律变化，副线圈接有负载电阻，电流表的示数为2.2 A ，则下列判断正确的是( )
A ．副线圈两端输出的电压为15 2 V
B ．原线圈中的电流为0.15 A
C ．变压器的输入、输出功率之比为44∶3
D ．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u ＝2202sin 100t (V)
8、如图所示，理想变压器的原线圈接入u ＝11 0002sin 100πt (V)的交变电压，副线圈通过电阻r ＝6 Ω的导线对“220 V/880 W ”的电器R L 供电，该电器正常工作。由此可知( )
A ．原、副线圈的匝数比为50∶1
B ．交变电压的频率为100 Hz
C ．副线圈中电流的有效值为4 A
D ．变压器的输入功率为880 W
动量和动量守恒定律
1．如图所示，A 、B 两物体质量之比mA ∶mB ＝3∶2，原来静止在平板小车C 上，A 、B 间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则( )
A ．若A 、
B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A 、B 组成的系统的动量守恒 B ．若A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A 、B 、
C 组成的系统的动量守恒 C ．若A 、B 所受的摩擦力大小相等，A 、B 组成的系统的动量守恒
D ．若A 、B 所受的摩擦力大小相等，A 、B 、C 组成的系统的动量守恒
2．如图6-3-3所示， 半径和动能都相等的两个小球相向而行． 甲球质量m 甲大于乙球质量m 乙，水平面是光滑的，两球做对心碰撞以后的运动情况可能是下述哪些情况( )
A ．甲球速度为零，乙球速度不为零
B ．两球速度都不为零
C ．乙球速度为零，甲球速度不为零
D ．两球都以各自原来的速率反向运动 3、带有1/4光滑圆弧轨道，质量为M 的滑车静止置于光滑水平面上，如图6-3-6所示.一质量为m 的小球以速度v 0水平冲上滑车，当小球上行再返回并脱离滑车时，以下说法正确的是（ ）
A.小球一定水平向左做平抛运动
B.小球可能水平向左做平抛运动
C.小球不可能做自由落体运动
D.小球不可能水平向右做平抛运动
4．甲球与乙球相碰，甲球的速度减少5m/s ，乙球的速度增加了3m/s ，则甲、乙两球质量之比m 甲∶m 乙是（ ）
A 2∶1
B 3∶5
C 5∶3
D 1∶2
5．质量为3m 的机车，其速度为v 0，在与质量为2m 的静止车厢碰挂在一起时运动速度为（ ）
A 2 v 0／5
B 3 v 0／5
C 2 v 0／3
D v 0 6．如图所示，质量为
1Kg 的铜块静止于光滑的水平面上，
一颗质量为
50g 的子弹以1000m/s 的速率碰到铜块后，又以800m/s 的速率弹回，则铜块获得的速率为多少？
图
6-3-6
12、如图所示，光滑水平面MN 上放两相同小物块A 、B ，左端挡板处有一弹射装置P ，右端N 处与水平传送带理想连接，传送带水平部分长度L=8m ，沿逆时针方向以恒定速度v =2m/s 匀速转动。物块A 、B （大小不计）与传送带间的动摩擦因数2.0=μ。物块A 、B 质量m A =m B =1kg 。开始时A 、B 静止，A 、B 间压缩一轻质弹簧，贮有弹性势能E p =16J 。现解除锁定，弹开A 、B ，
弹开后弹簧掉落，对A 、B 此后的运动没有影响。g=10m/s 2
。求： （1）物块B 沿传送带向右滑动的最远距离。4m
（2）物块B 从滑上传送带到回到水平面所用的时间。1s
（3）若物体B 返回水平面MN 后与被弹射装置P 弹回的A 在水平面上发生弹性正碰，且A 、B 碰后互换速度，则弹射装置P 至少对A 做多少功才能让AB 碰后B 能从Q 端滑出。
13、如图所示，在固定的光滑水平杆(杆足够长)上，套有一个质量为m =0.5 kg 的光滑金属圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着一个质量为M =1.98kg 的木块，现有一质量为m 0=20g 的子弹以v 0=100m/s 的水平速度射入木块并留在木块中(不计空气阻力和子弹与木块作用的
时间，g =10m/s 2
)，求：
①圆环、木块和子弹这个系统损失的机械能；99J ②木块所能达到的最大高度． 0.01M
11.如图所示，固定的光滑平台上固定有光滑的半圆轨道，轨道半径R=0.6m。平台上静止着两个滑块A、B，m A=0.1Kg，m B=0.2Kg，两滑块间夹有少量炸药，平台右侧有一带挡板的小车，静止在光滑的水平地面上。小车质量为M=0.3Kg，车面与平台的台面等高，车面左侧粗糙部分长度为L=0.8m，动摩擦因数为μ=0.2，右侧拴接一轻质弹簧，弹簧自然长度所在处车面光滑。点燃炸药后，A滑块到达轨道最高点时对轨道的压力大小恰好等于A滑块的重力，滑块B冲上小车。两滑块都可以看作质点，炸药的质量忽略不计，爆炸的时间极短，爆炸后两个物块的速度方向在同一水平直线上，且g=10m/s2。
求：（1）滑块在半圆轨道最低点对轨道的压力（2）炸药爆炸后滑块B的速度大小（3）滑块B滑上小车后的运动过程中弹簧的最大弹性势能
电磁感应答案：1-5 B B D D A 1-10 C D C A B 11-12 B D
交变电流答案：1-5 BCDBC 6-7 C B C
动量和动量守恒定律答案：1、BCD 2、
电磁感应现象教学设计 电磁感应现象教学设计 篇一：电磁感应现象教学设计 一、教材分析 课本从4个层面介绍了电磁感应——定性了解定磁感应现象、掌握感应电动势方向的判定规则和定量计算感应电动势的大小、了解电磁感应的两类情况、了解电磁感应规律在自感涡流电磁阻尼电磁驱动中的应用。 教材对感应电流产生条件、感应电流方向的判定、感应电动势的大小等的处理，全部是从唯象的角度，而且全部是拿磁通量来说事；但实际上，电磁感应存在两种本质完全不同的情况，而且谈论磁通量必须有一个回路，可是一根导体棒切割磁感线却没有回路。这种处理，实际上给学生造成了许多理解和应用上的困难。 不过，教材利用第五节做了一个补充，那么，一轮复习，笔者认为就应该纠回正常思路，先分两种情况说明，然后总结出感应电流产生条件、感应电流方向的判定规则和感应电动势的大小计算的磁通量表述。 另外，一轮复习，第一讲承担着全章知识内容的引领作用，因此本讲可以将本章所涉及的大部分关键模型拿出来与学生见面。 二、学情分析 学生已经自主复习了教材，并自主完成了第一讲资料前后的填空、
辨析和例题、练习，对本章、本讲所涉及的内容和题型都有了较为熟悉的了解。 但是，从练习的完成质量来看，学生对电磁感应的实质、磁通量的变化、楞次定律的综合应用都存在明显困难，这需要老师引导梳理和透彻理解本讲内容、并分类讲解楞次定律的应用思路和技巧。三、教学目标 1、知识与技能：熟练掌握磁通量及其变化的计算方法，理解感应电流的产生条件，深刻理解楞次定律并能够熟练、灵活应用。 2、过程与方法：通过教师的引导，一起重新整理知识脉络，从而加深对本章本节知识内容的理解；同时，通过对练习题的归类分析，从而加深对楞次定律的理解。 3、情感、态度与价值观：培养学生深入学习本章的兴趣和信心。 四、教学重难点 1、磁通量及其变化； 2、感应电流的产生条件； 3、楞次定律、右手定则的理解和应用。五、教学媒体 PPT多媒体课件，《与名师对话》一轮复习资料六、教学时间 七、教学反思 1、本讲第一部分内容——知识串讲部分，结合PPT课件讲快一些，因为特殊原因我的课件未能用成，导致知识串讲部分没有讲完。 2、有教师反映，感生电动势的讲解超纲——高考不考，一轮复习就不应该涉及。 3、楞次定律是电磁感应一章的难点，从后续几讲练习完成情况
应用动量定理解决电磁感应问题的思维起点 电磁感应部分历来是高考的重点、热点，出题时可将力学、电磁学等知识溶于一体，能很好地考查学生的理解、推理、分析综合及应用数学处理物理问题的能力．通过对近年高考题的研究，此部分结合动量定理的力电综合模型经常在高考题中出现。本文结合例题分析应用动量定理解决电磁感应问题的思维起点。 一、 以累积公式q=It 结合动量定理为思维起点 直导线在磁场中要受到安培力的作用，速度发生变化，安培力随之变化。通常直导线（或线框）的运动为非匀变速直线运动，不能用牛顿运动定律结合运动学公式解题，而动量定理适用于非匀变速直线运动。在时间△t 内安培力的冲量BLq t BLI t F =?=?，式中q 是通过导体截面的电量。利用该公式结合动量定理是解答此类问题思维起点。 例1．如图所示，在匀强磁场区域内与B 垂直的平面中有两根足够长的固定金属平行导轨，在它们上面横放两根平行导体棒构成矩形回路，长度为L ，质量为m ，电阻为R ，回路部分导轨电阻可忽略，棒与导轨无摩擦，开始时图中左侧导体棒静止，右侧导体棒具有向右的初速v 0，试求两棒之间距离增长量x 的上限。 析与解：当右棒运动时，产生感应电动势，两棒中有感 应电流通过，右棒受到安培力作用而减速，左棒受到安培力 作用而加速。当它们的速度相等时，它们之间的距离最大。 设它们的共同速度为v ，则据动量守恒定律可得： mv 0＝2mv ，即02 1v v = 对于左棒应用动量定理可得： BILt= mv 所以，通过导体棒的电量q=It =BL mv 20 而q =R BLx t I 2= ? 由上述各式可得： x =220L B R mv 。 v
《电磁感应》教学设计 （一）引入新课：我们的物理“很美”，它具有“和谐的美”、“规律的美”——如浩瀚的宇宙及我们的太阳系在各就各位的运行着；它还具有“对称美”——如有“正电”就有“负电”、磁体有“南极”就有“北极”、平面镜中的像与物完全对称、还听说有“物质”就有“反物质”??当然物理也具有“奇异的美”，如听说有“磁单极子”，还有什么“宇称不守恒”……随着以后年级的递增，你会逐渐发现物理的各种美。通过奥斯特实验，我们知道：“电”能产生出“磁” ,（老师不妨在30秒内重现这个实验），那么同学猜想，反过来，“磁”能否生产出“电”来呢？（顺便板书逆向箭头并带问号） 几乎所有学生猜：“磁”也能生“电”。（那只是乱猜，无正当 理由，只是思维定势喊的） （二）引导学生确定需要哪些器材（这里，老师起很大主导作用）：当然要有磁体，还得有导线（否则，电流在哪流？），我给准备的是2m长的。还得有检验是否生出电流来的电流表（否则，你生出电来 了都还不知道呢）。 （三）这时，老师宣布：“开始试验，我看咱班那位同学把法拉 第憋了10年才发现的电流找出来”：同学们跃跃欲试，摩拳擦掌， 都想第一个发现，情绪激动，但无从下手，不知怎么摆弄好，憋得难
受，我则煞有介事的巡视着??我知道他们几乎发现不了。但我就想让他们憋很长一段时间并且还没书看，急的难受。巡视时，我发现各种各样的做法：1、导线敞开着，放在蹄型磁体上不动（很多学生）；2、导线敞开着，在蹄型磁体上随便乱动（很多学生）；3、导线敞开着，放在蹄型磁体中间不动（很多学生）；4、导线敞开着，放在蹄型磁体中间晃动（部分学生）；?? 这时候，我只问学生一句话：“开着的导线里会有电流吗？”只见大部分学生开始把导线闭合。但还是没有同学生产出电流来，我再说：“不急，人家法拉第用了好几年，我们才一节课，不过二班有个同学发现了”（其实没有）。就这样，学生们在好胜心的驱动下，积极的想着办法??我巡视着，开始发现有些学生把导线缠绕到蹄型磁体上。约15——20分钟以后（绝不是浪费），我走上讲台演示，我用的演示器材就是普通导线，我用夸张的慢动作缠绕10圈，快速切割，学生不约而同的：“啊，电流！”，我再用夸张的慢动作缠绕20圈，30圈，学生高呼：“大电流！”；再换正规实验器材——线圈，再做实验，然后，在线圈里接入一个灯泡，也发光。到此，学生一直感叹，后悔，我就差那么一点点！此时，我讲法拉第及科拉顿的故事。发给学生们线圈也感受感受。师生共同总结：产生电流的条件及电流方向与什么有关。
《电磁感应现象》教学设计 一、教材分析 电磁感应现象实在学生学习了电学的初步知识和电流能够产生磁场的基础上编排的，是初中电与磁的重点，同时也是电磁学的基础，通过本节课的学习，不仅能加深对电能生磁的理解，同时让学生对电磁学有一个较全面的认识，为下面和以后有关电磁学的学习奠定了基础。此外，电磁感应知识与人们日常生活、生产技术有着密切的联系，因此，学习这部分知识有重要的现实意义。 二、学情分析 初中学生正处于发育、成长阶段，他们对事物存在好奇心，具有强烈的操作兴趣。而且通过前面的学习，已经初步掌握了科学探究的方法，分析问题、应用知识解决问题的能力也有所加强。 三、设计理念 本节课以新课程理念为指导，实施探究式教学，注重培养学生动手、动脑的良好习惯，让学生通过自主探究获得新知识，渗透科学探索的精神。 本节课利用日常生活中的“电”由何而来，引入新课，以激发学生的学习欲望，体现了从生活走向物理。在探究“磁生电”的过程中，采取了“逆向思维”、“科学探究”等方法，使学生始终处于积极的思索之中，把“教学过程”转变为“探究过程”，培养了学生良好的思维习惯和初步的科学实践能力。而在学习发电机的过程中，则以学生自主学习为主，结合图片和模型，解决有关问题，同时通过“三峡工程”和“磁记录”等内容，把所学知识应用与生产实际中，以培养学生的自学能力以及终生的探索乐趣。 四、设计思路 1、三维目标 （1）知识与技能 ①理解电磁感应现象。 ②了解感应电流的方向与导体运动的方向及磁场的方向有关。
③知道发电机的工作原理，知道发电机在工作时能量如何转化。 ④知道我们的生活用电是交流电。 （２）过程与方法 ①通过经历探究“磁生电”的过程，培养学生进行逆向思维和发散思维的能力。 ②通过制作发电机的过程培养学生的动手实践能力，鼓励学生积极开展小 发明、小制作活动。 （3）情感、态度与价值观： ①通过向学生介绍法拉第的生平，培养学生锲而不舍、坚忍不拔的思想品质。 ②通过介绍发电机的发明，是学生了解科技发展是人类社会进步的巨大推动力。 2、教学重点和难点 （1）教学重点：磁如何产生电。 （2）教学难点：电磁感应实验的设计方案和制作小发电机。 3、教学方法 观察实验法、科学猜想、实验探索法、讨论归纳法、多媒体演示、合作探究。 4、学法指导 现代的素质教育有一个更新的观念，就是培养学生的创新精神和实践能力，这其中最主要的因素就是懂得自己去发现问题而不是等别人来提问题，这也是我们以前教学过程中不太注意的，所以，现在我们要注意这些问题的发现。 对现时期的教学来讲，我们不仅要教学生知识，培养学生能力，传播学习的思想方法，重要的是通过这些手段，培养他们的学习能力，为他们今后继续教育或终身教育打下良好的基础。所以教学法部分有：（1）使学生学会发现问题，然后是分析、解决问题的能力。学生只有有了疑问，才有学习的动力，而问题的解决，恰好就是建立新的知识结构的过程，从而培养学生
一、如图所示足够长光滑导轨MN所在平面有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B，导轨间距为L,导 轨左端连接定值电阻R,导轨上放置质量为m、电阻r的导体棒，某时刻给导体棒一个瞬时向右的速度V0,则：（1）求从导体棒运动开始到静止时，通过电阻R的电量 （2）求导体棒从开始运动到最后，一共的位移为多少 二、如图所示足够长光滑导轨MN所在平面有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B，导轨间距为L,导 轨左端连接定值电阻R,导轨上放置质量为m、电阻r的导体棒，某时刻开始在导体棒上施加水平向右的恒力F,使导体棒从静止开始运动，则从开始运动到稳定时，导体棒运动的位移为Xo , 则： （1）整个过程中R生热 （2）该过程共需要多长时间 三、已知正方形均匀线框，边长为a,开始时候线框右侧正好与边界磁场重合，磁感应强度为B，磁场宽度 b(a 四、如图光滑足够长导轨，电阻不计，导轨左端连接带电量为Q，电容C的电容器，开始时开关S打开， 导轨间距为L,导轨间存在匀强磁场B，一根质量为m电阻为R导体棒正好垂直放置在导轨上静止不动，则：（1）闭合开关S后，导体棒的最终速度是多少 （2）闭合开关稳定后，电容器的带电量是多少 五、平行光滑导轨M、N电阻忽略不计，长度足够，导轨间距为L,导轨间存在匀强磁场，磁感应强度B， 两根一样的光滑导体棒a、b都静止放置导轨上，两个导体棒的质量都是m，电阻都是R,两导体棒之间的距离为Xo，某时刻，给b棒一个瞬时向右的速度Vo,则： （1）从开始到系统稳定时，a棒共产生多少热量 （2）从开始到系统稳定时，安培力对b做功 （3）系统稳定时，两个导体棒a、b之间的距离为多少 六、如图所示两段光滑足够长（运动过程中一根导体棒只在一段导轨上运动）导轨，电阻不计，两边导轨 间距之比为2:1，磁感应强度一样，大小都为B，两根导体棒的质量关系为Ma=2Mb=2m，电阻关系是Ra=2Rb=2R，某时刻给a向右的速度Vo,给b瞬时向左的速度2Vo，则： （1）此后过程中导体棒b的最小速度是多少 （2）整个过程中导体棒b生成焦耳热 电磁感应教学设计 (一)教学目的 1.知道电磁感应现象及其产生的条件。 2.知道感应电流的方向与哪些因素有关。 3.培养学生观察实验的能力和从实验事实中归纳、概括物理概念与规律的能力。 (二)教具 蹄形磁铁4～6块，漆包线，演示用电流计，导线若干，开关一只。 (三)教学过程 1.由实验引入新课 重做奥斯特实验，请同学们观察后回答： 此实验称为什么实验?它揭示了一个什么现象? (奥斯特实验。说明电流周围能产生磁场) 进一步启发引入新课： 奥斯特实验揭示了电和磁之间的联系，说明电可以生磁，那么，我们可不可以反过来进行逆向思索：磁能否生电呢?怎样才能使磁生电呢?下面我们就沿着这个猜想来设计实验，进行探索研究。 2.进行新课 (1)通过实验研究电磁感应现象 板书：〈一、实验目的：探索磁能否生电，怎样使磁生电。〉 提问：根据实验目的，本实验应选择哪些实验器材?为什么? 师生讨论认同：根据研究的对象，需要有磁体和导线;检验电路中是否有电流需要有电流表;控制电路必须有开关。 教师展示以上实验器材，注意让学生弄清蹄形磁铁的N、S极和磁感线的方向，然后按课本图12—1的装置安装好(直导线先不要放在磁场内)。 进一步提问：如何做实验?其步骤又怎样呢? 我们先做如下设想：电能生磁，反过来，我们可以把导体放在磁场里观察是否产生电流。那么导体应怎样放在磁场中呢?是平放?竖放?斜放?导体在磁场中是静止?还是运动?怎样运动?磁场的强弱对实验有没有影响?下面我们依次对这几种情况逐一进行实验，探索在什么条件下导体在磁场中产生电流。 用小黑板或幻灯出示观察演示实验的记录表格。 教师按实验步骤进行演示，学生仔细观察，每完成一个实验步骤后，请学生将观察结果填写在上面表格里。 实验完毕，提出下列问题让学生思考： 上述实验说明磁能生电吗?(能) 在什么条件下才能产生磁生电现象?(当闭合电路的一部分导体在磁场中左右或斜着运动时) 为什么导体在磁场中左右、斜着运动时能产生感应电流呢? (师生讨论分析：左右、斜着运动时切割磁感线。上下运动或静止时不切割磁感线，所以不产生感应电流。) 通过此实验可以得出什么结论? 学生归纳、概括后，教师板书： 〈实验表明：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。〉 高中物理典型问题分析：两道与动量结合的电磁感应问题！ 与传统高考试题不同，浙江新高考选考试卷中，将电磁感应与动量结合是一种常见题型。 ?例题： 1、如图，光滑平行异形导轨ABCD 与abcd，导轨的水平部分BCD处于竖直向上的匀强磁场中，BC段导轨宽度为CD段轨道宽度的2倍，轨道足够长。金属棒P的长度刚与BC段轨道的宽度相同，金属棒Q 的长度刚好与CD段轨道宽度相同，金属棒P的电阻金属棒Q的电阻的2倍。将质量都为m 的金属棒P 和Q分别置于轨道上的AB 和CD段，将P棒距水平轨道高为h 的地方由静止释放，使其自由下滑，求: （1）P棒刚进人磁场时的速度v0 （2）P棒和Q棒的最終速度。 （3）整个过程中P棒上产生的焦耳热。 2、科研人员设计了一种磁性板材，可以在其周围产生勾强磁场，现为测试 其性能，做了如下实验。将足够长的磁性板固定 在小车A 上，产生的匀强磁场磁感应强度大小为 B，方向竖直向上，如图甲所示，磁性板上表面 光滑，与小车的总质量为M，小车静止于光滑水 平面上；小车右侧有一质量为m的绝缘光滑滑块 C，滑块上表面与磁性板处于同一水平高度上； 滑块C上有一质量也为m、匝数为n、边长为L、 总电阻为R 的正方形线框D.俯视图如图乙所示。现让线框D、滑块C一起以v0 向左匀速运动，与A 发生碰撞(不计一切摩擦)。 (1)锁定小车A，C与A 碰撞后立即停止运动，当D进人磁场瞬间，求线圈产生感应电流的大小和方向(从上往下看） (2)锁定小车A，C与A 碰撞后立即停止运动，当D刚好完全进人磁场恰好 静止，求线圈产生的焦耳热。 (3)释放小车A ，C与A 碰撞后黏在一起，当D还未完全进入磁场时已与小车保持相对静止，求线圈产生的焦耳热。 ?参考答案: 第1题: 电磁感应中的动量问题练习 1.如图所示,光滑的弧形金属双轨与足够长的水平光滑双轨相连,间距为L,在水平轨道空间充满竖直向上的匀强磁场,强度为B,质量为m 2、电阻为R 2的乙金属棒静止在双轨上.而质量为m 1、电阻为R 1的甲金属棒由h 高处由静止滑下.轨道电阻不计,甲棒与乙棒不会相碰.求： (1)整个过程中,乙棒受到的最大磁场力.(2)整个过程电路释放的热量. .(1)21222R R gh L B +. (2)2121m m gh m m +] 2.如图所示,金属杆a 在离地面h 处从静止开始沿弧形轨道下滑,导轨的水平部分有竖直向上的匀强磁场B,水平部分导轨上原来放有一 金属杆b,已知a 杆的质量为m a ,b 杆的质量为m b ,且m a :m b =3:4,水平导轨足够长,不计摩 擦.求： (1)a 和b 最终的速度分别是多大?gh V V b a 273== (2)整个过程回路释放的电能是多 少?gh m a 7 4 (3)若已知杆的电阻之比R a :R b =3:4,其余电阻不计,整个过程中,a 、b 上产生的热量分别是多少?gh m Q gh m Q a b a a 49164912== 、 3.在如图11－21所示的水平导轨上（摩擦、电阻忽略不计），有竖直向下的匀强磁场，磁感强度B ，导轨左端的间距为L 1=4l 0，右端间距为l 2=l 0。今在导轨上放置ACDE 两根导体棒，质量分别为m 1=2m 0，m 2=m 0，电阻R 1=4R0，R 2=R 0。若AC 棒以初速度V 0向右运动，求AC 棒运动的过程中产生的总焦耳热Q AC ，以及通过它们的总电量q 。 [ ] a h b 高二物理 （4.5 电磁感应现象的两类情况 第1课时）导学提纲 §4.2 探究感应电流的产生条件 ） 导学提纲 【自主学思】 由于引起磁通量的变化的原因不同感应电动势产生的机理也不同，一般分为两种：一种是 不变，导体运动引起的磁通量的变化而产生的感应电动势，这种电动势称作 ，另外一种是 不动，由于磁场变化引起磁通量的变化而产生的电动势称作 。 1、感应电场：19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出，变化的 磁场会在周围空间激发一种电场，我们把这种电场叫做感应电场。 静止的电荷激发的电场叫 ，静电场的电场线是由 发出，到 终止，电场线 闭合，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是 的，如图所 示，如果空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产生感应电动势。 感应电场是产生 或 的原因，感应电场的方向也可以由 来判断。感应电流的方向与感应电场的方向 。 2、感生电动势：（1）产生：磁场变化时会在空间激发 ，闭合导体中的 在电场力的作用下定向运动，产生感应电流，即产生了感应电动势。（2）定义：由感生电场产生的感应电动势称为 。 （3）感生电场方向判断： 定则。 3、洛伦兹力与动生电动势 导体切割磁感线时会产生感应电动势，该电动势产生的机理是什么呢？ 导体切割磁感线产生的感应电动势与哪些因素有关？ 它是如何将其他形式的能转化为电能的？ 动生电动势（1）产生： 运动产生动生电动势（2）大小：E= （B 的方向与v 的方向 ） 1、自主探究 一、电磁感应现象中的感生电场 常用电源的电动势是由非静电力移动电荷做功使电源两极分别带上异种电荷，电磁感应现象中的感应电动势又是怎样产生的呢？ 1、感生电场：右图所示，一个闭合电路静止于磁场中，当磁场由弱变强时，闭合电路中产生了感应电动势与感应电流，这时又是什么力相当于非静电力促使电荷发生定向移动的？ 2、阅读课本例题，回答下列问题： ①真空室内的磁场由谁提供？当电磁铁的电流恒定时，真空室内的电子受力如何？ ②当电磁铁中通有图示方向均匀减小的电流时，所激发的磁场和感应电场怎样？真空室中的电子受力怎样？能使电 班级 姓名 小组 【学习目标】 1．知道电磁感应现象中的感生电场及共作用。 2．会用相关公式计算电磁感应问题。 3．了解电磁感应现象中的洛伦兹力及其作用。 【教学重、难点】 1.感生电动势和动生电动势产生的原因。 2.电磁感应问题的计算。 B E 增分突破五电磁感应与动量观点综合问题 增分策略 1.应用动量定理解题的基本思路 (1)确定研究对象,在中学阶段用动量定理讨论的问题,其研究对象一般仅限于单个物体或能看成一个物 体的系统。 (2)对物体进行受力分析,可以先求每个力的冲量,再求各力冲量的矢量和——合力的冲量;或先求合力,再求其冲量。 (3)抓住过程的初、末状态,选好正方向,确定各动量和冲量的正负号。 (4)根据动量定理列方程,如有必要还需要其他补充方程。最后代入数据求解。 2.应用动量定理的注意事项 (1)一般来说,用牛顿第二定律能解决的问题,用动量定理也能解决,如果题目不涉及加速度和位移,用动量定理求解更简单。动量定理不仅适用于恒力,也适用于变力。为变力时,动量定理中的力F应理解为变力在作用时间内的平均值。 (2)动量定理的表达式是矢量式,运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向,公式中 的F是物体或系统所受的合力。 3.电磁感应与动量的结合主要有两个考点 (1)对与单杆模型,则是与动量定理结合。例如在光滑水平轨道上运动的单杆(不受其他力作用),由于在 磁场中运动的单杆为变速运动,则运动过程所受的安培力为变力,依据动量定理F安Δt=ΔP,而又由于F 安Δt=BILΔt=BLq,q=NΔΦR总=NBLxR总,ΔP=mv2-mv1,由以上四式将流经杆的某一横截面积的电荷量q、杆位移x及速度变化结合一起。 (2)对于双杆模型,除受到的安培力之外,受到的其他外力之和为零时,与动量守恒结合考查较多。 典例1如图所示,一质量为m的金属杆ab,以一定的初速度v0从一光滑平行金属轨道的底端向上滑 行,轨道平面与水平面成θ角,两导轨上端用一电阻相连,磁场方向垂直轨道平面向上,轨道与金属杆ab 的电阻不计并接触良好。金属杆向上滑行到某一高度h后又返回到底端( ) A.整个过程中合外力的冲量大小为2mv0 B.上滑过程中电阻R上产生的焦耳热等于下滑过程中电阻R上产生的焦耳热 第四章 《电磁感应》 预习作业: 一、磁通量（阅读3-1 第三章磁场88页） 定义： 公式： 单位： 符号： 1、 理解S ？ 2、 的量性？ 3、 引起的变化的原因？ 4、 定性讨论如何确定磁通量的变化？ 磁通密度 推导：B=/S ，磁感应强度又叫磁通密度，用Wb/ m 2 表示B 的单位； 习题思考： 1、比较穿过线圈A 、B 磁通量的大小 2、线圈由此时位置向左穿过导线过程，磁通量如何变化？ 二、4.1划时代的发现（阅读3-2第一节） 问题1：奥斯特在什么思想的启发下发现了电流的磁效应？ 问题2：1803年奥斯特总结了一句话内容是什么？ 问题3：法拉第在了奥斯特的电流磁效应的基础上思考对称性原理从而得出 了什么样的结论？ 问题4：其他很多科学家例如安培、科拉顿等物理学家也做过磁生电的试验可他们都没有成功他们问题出现在那里？ 问题5：法拉第经过无数次试验经历10年的时间终于领悟到了什么？ C d b a 问题6：什么是电磁感应？什么是感应电流？ 三、4.2探究感应电流产生的条件（阅读课本第二节） 1、初中学习过电磁感应现象产生的条件？ 2、阅读实验，猜想实验现象？ 演示：导体左右平动，前后运动、上下运动。猜想电流表的指针变化？导体棒的 运动 表针摆 动方向 导体棒的 运动 表针摆 动方向向右平动向后平动 向左平动向上平动 向前平动向下平动 结论： 开关和变阻器的状态线圈B中有无电 流 开关闭合瞬间 开关断开瞬间 演示：把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，从线圈中拔出，或静止地放在线圈中，猜想电流表的指针变化？ 演示：线圈A 通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B 的两端与电流表连接，把线圈A 装在线圈B 的里面。猜想以下几种操作中线圈B 中是否有电流产生，记录在下表中。 开关闭合时，滑动变阻器不动 开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片 结论： 导体棒的运动 表针摆动方向 导体棒的运动 表针摆动方向 向右平动 向后平动 向左平动 向上平动 向前平动 向下平动 结论： 课时1 探究感应电流产生的条件 探究一、闭合电路的部分导体切割磁感线 在初中学过，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电 流，如图所示。 探究二：向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出 演示：如图所示。把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，从线圈中拔出，或静止地放在线圈中。 结论：感应电流产生的条件是__________________ 训练案 题型一：电磁感应与电流磁效应 1．下列现象中，能表明电和磁有联系的是( )． A．摩擦起电 B．两块磁铁相互吸引或排斥 C．小磁针靠近通电导线时偏转 D．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流 2．如图所示实验装置中用于研究电磁感应现象的是( )． 3．下列现象中属于电磁感应现象的是（） A．磁场对电流产生力的作用B．变化的磁场使闭合电路中产生电流 C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D．电流周围产生磁场 题型二：磁通量及其变化 4．关于磁通量，下列说法中正确的是( )． A．磁通量不仅有大小，而且有方向，所以是矢量 B．磁通量越大，磁感应强度越大C．通过某一面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零 D．磁通量就是磁感应强度 5.如图所示，线圈平面与水平方向成θ角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为B，线圈面积为S， 则穿过线圈的磁通量Φ＝________. 6.磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图所示，通有恒定电流的直导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，设前后两次通过线框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2则( )． A．ΔΦ1＞ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2 C．ΔΦ1＜ΔΦ2 D．无法确定 7.两圆环A、B同心放置且半径R A>R B，将一条形磁铁置于两环圆心处，且与圆环平面垂直，如图所示．则穿过A、B两圆环的磁通量的大小关系为( ) 第二十二讲电磁感应与动量结合 电磁感应与动量的结合主要有两个考点： 对与单杆模型，则是与动量定理结合。例如在光滑水平轨道上运动的单杆(不受其他力作用)，由于在磁场中运动的单杆为变速运动，则运动过程所受的安培力为变力，依据动量定理 F t P ?=?安，而又由于F t BIL t BLq ?=?= 安 ，= BLx q N N R R ?Φ = 总总 ， 21 P mv mv ?=-，由以上四 式将流经杆电量q、杆位移x及速度变化结合一起。 对于双杆模型，在受到安培力之外，受到的其他外力和为零，则是与动量守恒结合考察较多一、安培力冲量的应用 例1：★★如图所示，在光滑的水平面上，有一垂直向下的匀强磁场分布在宽度为L的区域内，现有一个边长为a（a﹤L）的正方形闭合线圈以初速度v0垂直磁场边界滑过磁场后，速度为v(v﹤v0)，那么线圈（B ） A.完全进入磁场中时的速度大于（v0+v）/2 B.完全进入磁场中时的速度等于（v0+v）/2 C.完全进入磁场中时的速度小于（v0+v）/2 D.以上情况均有可能 分析：进入和离开磁场的过程分别写动量定理（安培力的冲量与电荷量有关，电荷量与磁通量的变化量有关，进出磁场的安培力冲量相等） 点评：重点考察了安培力冲量与电荷量关系。 例2：★★★如图所示,在水平面上有两条导电导轨MN、PQ，导轨间距为d，匀强磁场垂直于导轨所在的平面向里，磁感应强度的大小为B，两根完全相同的金属杆1、2间隔一定的距离摆开放在导轨上，且与导轨垂直。它们的电阻均为R，两杆与导轨接触良好，导轨电阻不计，金属杆的摩擦不计。杆1以初速度v0滑向杆2，为使两杆不相碰，则杆2固定与不固定两种情况下，最初摆放两杆时的最少距离之比为( C ) 电磁感应讲义 本次课课堂教学内容 电磁感应中的“杆＋导轨”模型 1．模型特点 “杆＋导轨”模型是电磁感应问题高考命题的“基本道具”，也是高考的热点。 “杆＋导轨”模型问题的物理情境变化空间大，涉及的知识点多。 2．分析思路 3．模型分类 模型一“单杆＋水平轨道”模型 物理 模型 匀强磁场与导轨垂直，磁感应强度为B，棒ab长为L，质量为m，初速度为零， 拉力恒为F，水平导轨光滑，除电阻R外，其他电阻不计 动态 分析 设运动过程中某时刻棒的速度为v，由牛顿第二定律知棒ab的加速度为a＝ F m－B2L2v mR，a、v同向，随速度的增加，棒的加速度a减小，当a＝0时，v最大，I ＝ BL v R恒定 收尾 状态 运动形式匀速直线运动 力学特征a＝0，v恒定不变 电学特征I恒定 为l的金属杆置于导轨上。t＝0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动。t0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ。重力加速度大小为g。求 (1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小； (2)电阻的阻值。 模型二“单杆＋倾斜轨道”模型 物理 模型 匀强磁场与导轨垂直，磁感应强度为B，导轨间距L，导体棒质量m，电阻R， 导轨光滑，电阻不计(如图) 动态分析棒ab释放后下滑，此时a＝g sin α，棒ab速度v↑→感应电动势E＝BL v↑→电流I＝ E R↑→安培力F＝BIL↑→加速度a↓，当安培力F＝mg sin α时，a＝0，v 最大 收尾状态运动形式匀速直线运动 力学特征a＝0，v最大，v m＝ mgR sin α B2L2 电学特征I恒定 如图所示，足够长的固定平行粗糙金属双轨MN、PQ相距d＝0.5 m，导轨平 面与水平面夹角α＝30°，处于方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B＝0.5 T的匀强磁场中。长也为d的金属棒ab垂直于导轨MN、PQ放置，且始终与导轨接触良好，棒的质量 m＝0.1 kg，电阻R＝0.1 Ω，与导轨之间的动摩擦因数μ＝ 3 6，导轨上端连接电路如图所示。 已知电阻R1与灯泡电阻R2的阻值均为0.2 Ω，导轨电阻不计，取重力加速度大小g＝10 m/s2。 (1)求棒由静止刚释放瞬间下滑的加速度大小a； (2)假若棒由静止释放并向下加速运动一段距离后，灯L的发光亮 度稳定，求此时灯L的实际功率P和棒的速率v。 第四章《电磁感应》 预习作业: 一、磁通量（阅读3—1第三章磁场88页） 定义： 公式：单位:符号： 1、理解S？ 2、的量性？ 3、引起的变化的原因？ 4、定性讨论如何确定磁通量的变化？ 磁通密度 推导:B=/S，磁感应强度又叫磁通密度，用Wb/m2表示B的单位; 习题思考： 1、比较穿过线圈A、B磁通量的大小 2、线圈由此时位置向左穿过导线过程,磁通量 如何变化？ 二、4.1划时代的发现（阅读3—2第一节) 问题1：奥斯特在什么思想的启发下发现了电流的磁效应？ 问题2：1803年奥斯特总结了一句话内容是什么? 问题3：法拉第在了奥斯特的电流磁效应的基础上思考对称性原理从而得出了什么样的结论？问题4：其他很多科学家例如安培、科拉顿等物理学家也做过磁生电的试验可他们都没有成功他们问题出现在那里？ 问题5：法拉第经过无数次试验经历10年的时间终于领悟到了什么? 问题6:什么是电磁感应？什么是感应电流? 三、4.2探究感应电流产生的条件（阅读课本第二节) 1、初中学习过电磁感应现象产生的条件？ 2、阅读实验,猜想实验现象？ 演示:导体左右平动，前后运动、上下运动。猜想电流表的指针变化? 演示：把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，从线圈中拔出,或静止地放在线圈中,猜想电流表的指针变化？ 演示:线圈A 通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B 的两端与电流表连接，把线圈A 装在线圈B 的里面。猜想以下几种操作中线圈B 中是否有电流产生，记录在下表中。 导体棒的运动 表针摆动方向 导体棒的 运动 表针 摆动 方向 向右平动 向后平动 向左平动 向上平动 向前平动 向下平动 结论： 开关和变阻器的状态 线圈B 中有无电流 开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关闭合时，滑动变阻器不动 开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片 结论: 导体棒的运动 表针摆动方向 导体棒的 运动 表针 摆动 方向 向右平动 向后平动 向左平动 向上平动 向前平动 向下平动 结论： 电磁感应双杆问题（排除动量畴） 1.导轨间距相等 例3. （04）如图所示，在水平面上有两条平行导电导轨MN 、PQ ，导轨间距离为l 。匀强磁场垂直于导轨所在平面（纸面）向里，磁感应强度的大小为B 。两根金属杆1、2摆在导轨上，与导轨垂直，它们的质量和电阻分别为1m 、2m 和1R 、2R ，两杆与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为μ。已知：杆1被外力拖动，以恒定的速度0υ沿导轨运动，达到稳定状态时，杆2也以恒定速度沿导轨运动，导轨的电阻可忽略。求此时杆2克服摩擦力做功的功率。 解法1：设杆2的运动速度为v ，由于两杆运动时，两 杆间和导轨构成的回路中的磁通量发生变化，产生感 应电动势 )(0v v Bl E -= ① 感应电流 2 1R R E I += ② 杆2作匀速运动，它受到的安培力等于它受到的摩擦力，g m BlI 2μ= ③ 导体杆2克服摩擦力做功的功率 gv m P 2μ= ④ 解得 )]([212 2202R R l B g m v g m P +- =μμ ⑤ 解法2：以F 表示拖动杆1的外力，以I 表示由杆1、杆2和导轨构成的回路中的电流，达到稳定时，对杆1有 01=--BIl g m F μ ① 对杆2有 02=-g m BIl μ ② 外力F 的功率 0Fv P F = ③ 以P 表示杆2克服摩擦力做功的功率，则有01212)(gv m R R I P P F μ-+-= ④ 由以上各式得 )]([212 202R R l B g m v g m P g +- =μμ ⑤ 2. 导轨间距不等 例4. （04全国）如图所示中1111d c b a 和2222d c b a 为在同一竖直平面的金属导轨，处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在的平面（纸面）向里。导轨的11b a 段与22b a 段是竖直的，距离为1l ；11d c 段与22d c 段也是竖直的，距离为2l 。11y x 和22y x 为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆，质量分别为1m 和2m ，它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。两杆与导轨构成的回路的总电阻为R 。F 为作用于金属杆11y x 上的竖直向上的恒力。已知两杆运动到图示位置时，已匀速向上运动，求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路上的热功率。 解：设金属杆向上运动的速度为υ，因杆的运动，两杆与导轨构成的回路的面积减少，从而磁通量也减少。由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势的大小υ)(21l l B E -= 回路中的电流R E I = 方向沿着顺时针方向 两金属杆都要受到安培力的作用，作用于杆11y x 的安培力为11BIL f =，方向向上；作用于杆22y x 的安培力为22BIL f =，方向向下。当金属杆作匀速运动时，根据牛顿第二定律有 0f f g m g m F 2121=-+-- 2 1 0v 4.1划时代的发现4.2探究电磁感应的产生条件 ★学习目标： 1. 知道奥斯特实验、电磁感应现象，了解电生磁和磁生电的发现过程。 2.通过学习体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神 3. 学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法 4. 通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。 ★主要内容： 一．阅读教材第2、3页，回答下列问题： 1.1803年奥斯特总结了一句话内容是什么？ 2.奥斯特发现了电流的磁效应，能说明他是一个“幸运儿”吗？ 3. 法拉第在奥斯特的电流磁效应的基础上，思考对称性原理，从而得出了什么样的结论？ 4. 什么是电流的磁效应？什么是电磁感应？什么是感应电流？ 5. 通过学习你从奥斯特、法拉第等科学家身上学到了什么？ 二．探究电磁感应的产生条件 1、实验观察 ①闭合电路的部分导体切割磁感线 演示：导体左右平动，前后运动、上下运动。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表1中。如图4.2-1所示。 观察实验，记录现象。表1 演示：如图4.2-2所示。把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，从线圈中拔出，或静止地放在线圈中。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表2中。 观察实验，记录现象。表2 演示：如图4.2-3所示。线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，把线圈A装在线圈B的里面。观察以下几种操作中线圈B中是否有电流产生。把观察到的现象记录在表3中。 观察实验，记录现象。表3 演示实验1中： 演示实验2中： 演示实验3中： 3、归纳总结 请大家思考以上几个产生感应电流的实例，能否从本质上概括出产生感应电流的条件？ 总结：电磁感应现象产生的条件可以概括为： 4、电磁感应中的能量转化 分析：实验一、消耗机械能---电能→发电机实验三、电能由a螺线管转移到b螺线管→变压器 结论：。 高考综合复习电磁感应专题（二） 一、电磁感应现象：一切电磁感应现象都可以归结为磁通量的变化引起的： 如： 二、感应电流的方向判断： 楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化 对于导体切割磁感线时的感应电动势方向的判断，也可以利用右手定则：伸开右手，让磁场穿过掌心，大拇指指向运动方向，四指指向导体内感应电流方向或导体内感应电动势的正极。 三、法拉第电磁感应定律： （1）在电磁感应现象中产生的感应电动势大小，跟穿过这一回路的磁通变化率成正比。 表达式：——平均值 （2）导体在磁场中切割磁感线产生电动势。 表达式：ε=BLv（垂直切割）——瞬时值 若v不与B垂直，则可以将v分解为垂直于B和平行于B，其中垂直分量产生感应电动势。 （3）自感现象：由于通过导体本身电流发生变化而引起的电磁感应现象。 自感电动势，即与电流的变化率成正比，式中L为自感系数由线圈本身的长度、横截面积、匝数以及有无铁芯决定。 [例题分析] 例1、通电直导线与闭合金属框彼此绝缘，它们处于同一平面内，导 线位置与线框轴重合。为了使线框中产生如图所示方向的感应电流，可 以采取的措施是： A、减弱直导线中的电流强度 B、线框以直导线为轴转动 C、线框向右平动 D、线框向左平动 分析：通电直导线产生磁场的磁感线是以电流为圆心的同心圆。闭 合线框在如图所示状态下磁通量j为零。当直导线中电流强度发生变化或线框以直导线为轴转动时，通过线框的磁通量j始终是零，Δj=0，故无感应电流产生。 当线框向右或向左平动时，通过线框的磁通量j都要增加。向右平动原磁场方向为“x”，向左平动原磁场方向为“·”为了阻碍磁通量的增加产生题目中要求感生电流的方向。由楞次定律可判断线框应向左平动，故D选项是正确的。 例2、如图所示，用金属导线变成闭合正方形导线框边长为L，电阻 为R，当它以速度v匀速地通过宽也为L的匀强磁场区过程中，外力需做 功W，则该磁场磁感应强度应为多大？若仍用此种导线变成边长为2L的正 方形导线框，以相同速度通过同一磁场区，外力应做功为原来的几倍？ 解：正方形线框匀速通过磁场ΣF=0，当进入磁场时，cd边切割磁感 线产生ε→产生I→受F安：F外=F安。当出磁场时ab边切割磁感线产生ε→产生I→受F安，则F外=F安。 外力功W=F外·2L=F安×2L=BIL×2L=2BL2× 。 则磁感应强度。 当线框边长为2L时，此时真正产生感应电流的时候是当cd、ab边在磁场中运动时，外力功W'为：（此时电阻为原来的2倍） . . 高考物理电磁感应中动量定理和动量守恒定律的运用 （1）如图1所示，半径为r的两半圆形光滑金属导轨并列竖直放置，在轨道左侧上方MN间接有阻值为R0的电阻，整个轨道处在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两轨道间距为L，一电阻也为R0质量为m的金属棒ab从MN处由静止释放经时间t到达轨道最低点cd时的速度为v，不计摩擦。求：（1）棒从ab到cd过程中通过棒的电量。 （2）棒在cd处的加速度。 (2)如图2所示，在光滑的水平面上，有一垂直向下的匀强磁场分布在宽度为L的区域内，现有一个边长为a（a﹤L）的正方形闭合线圈以初速度v0垂直磁场边界滑过磁场后，速度为v(v﹤v0)，那么线圈 A.完全进入磁场中时的速度大于（v0+v）/2 B.完全进入磁场中时的速度等于（v0+v）/2 C.完全进入磁场中时的速度小于（v0+v）/2 D.以上情况均有可能 （3）在水平光滑等距的金属导轨上有一定值电阻R,导轨宽d电阻不计,导体棒AB垂直于导轨放置,质量为m ,整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.现给导体棒一水平初速度v0,求AB 在导轨上滑行的距离. (4)如图3所示,在水平面上有两条导电导轨MN、PQ，导轨间距为d，匀强磁场垂直于导轨所在的平面向里，磁感应强度的大小为B，两根完全相同的金属杆1、2间隔一定的距离摆开放在导轨上，且与导轨垂直。它们的电阻均为R，两杆与导轨接触良好，导轨电阻不计，金属杆的摩擦不计。杆1以初速度v0滑向杆2，为使两杆不相碰，则杆2固定与不固定两种情况下，最初摆放两杆时的最少距离之比为： A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.1:1 5:如图所示，光滑导轨EF、GH等高平行放置，EG间宽度为FH间宽度的3倍，导轨右侧水平且处于竖直向上的匀强磁场中，左侧呈弧形升高。ab、cd是质量均为m的金属棒，现让ab从离水平轨道h 高处由静止下滑，设导轨足够长。试求： (1)ab、cd棒的最终速度；(2)全过程中感应电流产生的焦耳热。 课题：电磁感应现象 扶沟高中曹曼红 授课学生使用教材：（全日制普通高级中学教材·第二册（必修加选修）第十六章第一节）教学目标 1 知识和技能： （1）在初中对电磁感应现象认识的基础上，准确知道电磁感应现象的定义。 （2）在实验中逐步深入理解产生感应电流的条件，能动手正确组装和连接研究电磁感应现象的电路，并在实验过程中正确选择和使用实验器材。 （3）在表述探究结果的过程中，能逐步认识到引入磁通量的物理意义。并能用磁通量的概念表述产生感应电流的条件。 （4）在阅读教材的基础上，能初步理解磁通量的定义方式，并准确的掌握磁通量的定义式。 2 过程和方法： （1）通过初中所学电磁感应现象的回顾，建立研究电磁感应现象的电路模型。清晰研究对象，明确电路中各部分的作用。通过对学生提出问题的归纳，明确本节课的研究问题，即探讨闭合电路的部分导体做切割磁感线运动是否是产生感应电流的普遍条件，产生感应电流的普遍条件是什么。 （2）通过学生分组实验，逐层深入挖掘感应电流产生的条件。实验的研究方法采用通过实验来“证伪”的方法。 （3）用演示实验，在学生分组实验得到初步结论的基础上，进一步对学生的认知进行去伪存真，创设情景是学生在认知的不断冲突中得到正确的结论，体验到引入磁通量这一物理概念的重要性，为后续知识的学习打下基础。 （4）阅读教材，自主学习来完成对磁通量概念初步认识，并在教师引导下从磁通量的变化的角度重新认识实验结论，并能找到实验中引起磁通量变化的因素。 （5）启发学生观察实验现象，从中分析归纳出产生感应电流的条件，从而进一步理解电磁感应现象，理解产生感应电流的条件。 3 情感、态度与价值观： （1）形成运用实验探索求知规律的价值观。 （2）体验科学探究和严谨和艰辛。 教学重点和难点： 重点：理解产生感应电流的条件 难点：实验探究产生感应电流条件的过程和方法及磁通量的概念 教学设计思路和教学流程： 设计思路：依据建构主义学习理论，为了丰富学生经历，体现学习过程是一个体验、反思、自我构建的过程。本节课以魔术作为引入来引起学生的直觉兴趣，在学生初中学习基础上，在教师的逐步引导下，通过学生实验和教师演示实验，将学生的直觉兴趣，逐步转化为操作兴趣、和理论兴趣，帮助学生构建新知。电磁感应教学设计
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