高中物理电磁感应问题解析

压轴题07电磁感应规律的综合应用

目录

一，考向分析................................................................................................................................................................1

二．题型及要领归纳....................................................................................................................................................2

热点题型一以动生电动势为基综合考查导体棒运动的问题.........................................................................2

热点题型二以感生电动势为基综合考查导体棒运动的问题.........................................................................9

热点题型三以等间距双导体棒模型考动量能量问题....................................................................................16

热点题型四以不等间距双导体棒模型考动量定理与电磁规律的综合问题...............................................21

热点题型五以棒＋电容器模型考查力电综合问题........................................................................................27

高中物理电磁感应问题的解题技巧

引言：

电磁感应是高中物理中一个重要的知识点，也是学生们经常遇到的难题之一。本文将从解题技巧的角度出发，通过具体的题目分析和解释，为高中学生和他们的父母提供一些实用的方法和指导，帮助他们更好地应对电磁感应问题。

一、电磁感应基础知识回顾

在开始解题之前，我们需要回顾一些电磁感应的基础知识。电磁感应是指当导体中的磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势。根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。此外，根据楞次定律，感应电动势的方向总是使得感应电流产生磁场，与磁通量变化的方向相反。

二、电磁感应问题的解题技巧

1. 磁通量的变化率

在解题过程中，我们需要计算磁通量的变化率。磁通量的计算公式为Φ =

B·A·cosθ，其中B为磁感强度，A为面积，θ为磁场线与法线的夹角。当磁场线与面积垂直时，磁通量最大；当磁场线与面积平行时，磁通量为零。因此，当题目中给出磁场线和面积的夹角时，我们可以根据夹角的变化来判断磁通量的变化率。

举例：一根导线以匀速v进入均匀磁场B中，如图所示。求导线两端的感应电动势的大小。

解析：根据题目描述，导线以匀速进入磁场中，说明磁通量在变化。根据磁通量的计算公式Φ = B·A·cosθ，我们可以看出，当导线进入磁场时，磁通量随着导线进入的面积增大而增大，因此感应电动势的方向应该与磁场的方向相反，即导线两端的感应电动势的方向为从上到下。 2. 感应电动势的方向

在解题过程中，我们需要确定感应电动势的方向。根据楞次定律，感应电动势的方向总是使得感应电流产生磁场，与磁通量变化的方向相反。因此，当题目中给出磁场线和导体的运动方向时，我们可以根据楞次定律来判断感应电动势的方向。

举例：一根导线以匀速v从磁场中移出，如图所示。求导线两端的感应电动势的方向。

解析：根据题目描述，导线从磁场中移出，说明磁通量在变化。根据楞次定律，感应电动势的方向与磁通量变化的方向相反，即导线两端的感应电动势的方向为从下到上。

1、自感现象

（1）实验电路

图1为通电自感实验，图2为断电自感实验。

说明：图1中调节R后使两灯泡亮度相同。在图2中流过线圈l的电流大于流过灯泡L的电流，即。

（2）实验现象

在图1中，闭合开关S，灯泡立刻正常发光，而跟线圈L串联的灯泡却是逐渐亮起来。

在图1中，断开开关S，灯泡L并非立即熄灭，而是过一会才逐渐熄灭。

（3）实验分析

①现象分析：

上述两种实验电路中有一个共同点，那就是闭合开关或断开开关时，流过线圈的电流都发生了变化。

概念：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。 说明：自感现象是一种特殊的电磁感应现象。

在断电自感实验中，S断开前后，流过灯泡L的电流方向相反。

②本质分析：

由法拉第电磁感应定律知道，穿过线路的磁通量发生变化时，线路中就产生感应电动势。在自感现象中，由于流过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化而产生自感电动势。

注意：在图1中，通电时产生的自感电动势阻碍线圈的电流增加，故逐渐亮起来；在图2中断电时产生的电动势阻碍线圈的电流减小，当S断开后，灯泡L和线圈l组成了新的闭合电路，自感电动势所提供的电流方向和线圈中原来的电流方向相同，但流过L的电流方向却和原来相反。

小结：自感电动势的作用：总是阻碍导体中原电流的变化，即总是起着推迟电流变化的作用。

2、自感电动势与自感系数

（1）自感电动势

在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。其作用是阻碍导体本身电流的变化。 表达式：。

即自感电动势与电流的变化率成正比。其中L为自感系数。

（2）自感电动势的方向

自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，当原来电流增大时，自感电动势与原来电流方向相反；当原来电流在减小时，自感电动势与原来电流方向相同。

（3）自感系数L

①自感系数简称自感或电感，不同的线圈，在电流变化相同的条件下，产生的自感电动势不同，电学中用自感系数来表示线圈的这种特性。

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第九章 电磁感应

知识点七：单杆问题（与电阻结合）(水平单杆、斜面单杆（先电后力再能量））

1、发电式

（1）电路特点：导体棒相当于电源，当速度为v时，电动势E＝Blv

（2）安培力特点：安培力为阻力，并随速度增大而增大

（3）加速度特点：加速度随速度增大而减小

（4）运动特点：加速度减小的加速运动

（5）最终状态：匀速直线运动

（6）两个极值

①v=0时,有最大加速度：

②a=0时,有最大速度：

（7）能量关系

（8）动量关系

（9）变形：摩擦力；改变电路；改变磁场方向；改变轨道

解题步骤：解决此类问题首先要建立“动→电→动”的思维顺序，可概括总结为：

(1)找”电源”，用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解电动势的大小和方向；

(2)画出等效电路图，求解回路中的电流的大小及方向；

(3)分析安培力对导体棒运动速度、加速度的动态过程，最后确定导体棒的最终运动情况；

(4)列出牛顿第二定律或平衡方程求解．

2、阻尼式

（1）电路特点：导体棒相当于电源。

（2）安培力的特点：安培力为阻力，并随速度减小而减小。

（3）加速度特点：加速度随速度减小而减小

（4）运动特点：加速度减小的减速运动

（5）最终状态：静止

（6）能量关系：动能转化为焦耳热

（7）动量关系

（8）变形：有摩擦力；磁场不与导轨垂直等

1．(多选)如图所示，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计．有一垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，宽度为L，ab是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆．开始，将开关S断开，让ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合，若从S闭合开始计时，则金属杆ab的速度v随时间t变化的图象可能是( )．

答案 ACD F

N M mFmgam22()()mFmgRrvBl212EmFsQmgSmv0mFtBLqmgtmv22()BFBlvammRr22BBlvFBIlRr20102mvQ00BIltmv0mvqBlBlsqnRrRr2