吉林省长春市第五中学高三物理电磁感应复习课件2

练习 5 补偿磁通量的减少
如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴 O转动的矩形线框，当滑动变阻器的滑片P自 C 左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框ab 将 （ ） A、保持静止不动 B、逆时针转动 C、顺时针转动 D、发生转动，但 因电源极性不明，无法确定转动方向。
练习6
（06广东）如图所示，用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长 为、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方 存在一个上弧长为2 l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强 磁场，且d0《l0先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入 磁场，忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是（ D ） A．金属线框进入磁场时感应 电流的方向为：a→b→c→d→a B．金属线框离开磁场时感应 电流的方向为：a→d→c→b→a C．金属线框dc边进入磁场与 ab边离开磁场的速度大小总是相等 D．金属线框最终将在磁场内 做简谐运动
•
匀强磁场的磁通量
Φ = BS⊥ = BScos
S S⊥
S⊥B， Φ = BS S∥B， Φ = 0
3.合磁通量：若磁感线沿相反方向穿过同 一平面，正向磁感线条数为Φ1，反向磁感 线条数为Φ2，则 合磁通量等于穿过平面 的磁感线的净条数(磁 通量的代数和)，即： Φ=Φ1一Φ2。
练习1 图为条形磁铁的截面图。 在同一平面内有两个同心圆 环a和b，比较通过a、b的磁 通量（ A ） A、Φa＞Φb B、Φa＝Φb C、Φa＜Φb D、不能确定
3.广义表述：
感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。 说明：这里所说的“效果”，既可理解为感应电流 所激发的磁场，也可理解为因感应电流出现而引起的 机械作用。这里所说的 “原因”，既可指磁通量的变 化，也可指引起磁通量变化的相对运动或回路的形变 。在某些问题中并不要求确定感应电流的方向， 而只需要判定感应电流所引起的机械效果，此时用广 义表述来分析问题，更为方便。

楞次定律 右手定则
1.电路闭合 2.磁通量变化
t Bl sin
n

均匀直导线ab,质量为m,电阻为R,跨接在 “n”形金属架上,组成闭合电路.框架两竖 直平行金属导线相距为L,位于磁感应强度

为B的水平匀强磁场中,框架电阻不计,释
放ab使之由静止滑下,若框架对导线ab的 摩擦力为f,求:ab下滑的最大速度.
V
F BIL
I

R
G
BL
G f F ma
解:对直导线ab下滑过程受力分析如图,
由牛顿第二定律得:
F f I
电磁感应复习
N S
导体ab长 l ,在磁感应强度为B的匀强磁场中,以 角速度绕a端转动,转动平面与磁场垂直,则ab 的电势差为__________.
b
为B的水平匀强磁场中,框架电阻不计,释
放ab使之由静止滑下,若框架对导线ab的 摩擦力为f,求:ab下滑的最大速度.
均匀直导线ab,质量为m,电阻为R,跨接在 “n”形金属架上,组成闭合电路.框架两竖 直平行金属导线相距为L,位于磁感应强度
F f I
d
L a
D1
b
c D2
d
L a
D1
b
c D2
d
L a
D1
b
c D2
d
L a
D1
b
c D2

B＝IFL＝0.54×.04×.01×0－150－2 T＝2.0×10－3 T。 所以通电螺线管中的磁感应强度为 2.0×10－3 T。
[答案] 2.0×10－3 T
在使用电流天平探究磁场力时，要保持磁感应强度的 大小和方向都不变，并使电流方向与磁场方向垂直。在这种情 况下得出的公式 F＝ILB，仅适用于匀强磁场中的通电导体。若 导体中电流方向与磁场方向成 θ 角时，则 F＝ILBsin θ。
4.匀强磁场是指磁感应强度的大小和方向处处都相同 的磁场。
1.磁感应强度 描述磁场的 强弱 和方向的物理量，用符号“B”表示。
2.磁感应强度的方向 物理学上规定：小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的 磁感应强度 的方向，简称为 磁场 的方向。
3.控制变量法探究影响通电导线受
力的因素
如图3－2－1所示，三块相同的蹄
[答案] BD
磁感应强度由磁场本身决定，与磁场中是否放入通电导 线、导线放入的位置无关。用垂直于磁场方向的通电导线所受 力的大小来量度磁感应强度。
[例 2] 如图 3－2－2 所示是实验室里用
来测量磁场力的一种仪器——电流天平，某同
学在实验室里，用电流天平测算通电螺线管中
的磁感应强度，他测得的数据记录如下所示，
答案： C
[例 1] 由磁感应强度的定义式 B＝IFL可知，下列说法正确的
是
()
A.磁感应强度 B 与磁场力 F 成正比，方向与 F 方向相同
B.同一段通电导线垂直于磁场放在不同磁场中，所受的磁场
力 F 与磁感应强度 B 成正比
C.公式 B＝IFL只适用于均强磁场
D.只要满足 L 很短，I 很小的条件，B＝IFL对任何磁场都适用
1.磁场中某点磁感应强度的方向就是 A.该点的磁场的方向 B.该点小磁针静止时 N 极所指方向 C.该点小磁针 N 极的受力方向 D.该点小磁针 S 极的受力方向

要点·疑点·考 一、电磁感应现象——感点应电流产生的条件
1.利用磁场产生电流的现象称为电磁感应现象， 所产生的电动势称为感应电动势，所产生的电流称为 感应电流.
2.产生感应电流的条件：①闭合电路；②穿过闭 合电路的磁通量发生变化。
电磁感应现象的实质是产生感应电动势，电路闭 合才有感应电流，若电路不闭合，虽没有电流，但只 要磁通发生变化感应电动势依然存在。而产生感应电 动势的那部分导体相当于电源。
银河系在天空上的投影像一条流淌在天上闪闪发光的河流一样，所以古称银河或天河，一年四季都可以看到银河，只不过夏秋之交看到了银河最明亮壮观的部分。 银河经过的主要星座有：天鹅座、天鹰座、狐狸座、天箭座、蛇夫座、盾牌座、人马座、天蝎座、天坛座、矩尺座、豺狼座、南三角座、圆规座、苍蝇座、南十字座、船帆座、船尾座、麒麟座、猎户座、金牛座、双子座、御夫座、英仙座、仙后座和蝎虎座。 银河在天空中明暗不一，宽窄不等。最窄只有4°～5°，最宽约30°。对于北半球来说，夏季星空的重要标志，是从北偏东地平线向南方地平线延伸的光带——银河，以及由3颗亮星，即银河两岸的织女星、牛郎星和银河之中的天津四所构成的“夏季大三角”。夏季的银河由天蝎座东侧 向北伸展，横贯天空，气势磅礴，极为壮美。但只能在没有灯光干扰的野外（极限可视星等5.5以上）才能欣赏到。冬季的那边银河很黯淡（在猎户座与大犬座），但在天空中可以看到明亮的猎户座，以及由天狼星、参宿四、南河三构成的明亮的“冬季大三角”。 北天拱极星座：小熊座、大熊座、仙王座、仙后座、天龙座北天星座：仙女座、英仙座、武仙座、蝎虎座、鹿豹座、狐狸座、御夫座、牧夫座、猎犬座、小狮座、后发座、北冕座、天猫座、天琴座、天鹅座、天箭座、海豚座、飞马座、三角座 黄道十二星座：白羊座、金牛座、双子座、巨蟹座、狮子座、处女座、天秤座、天蝎座、人马座、摩羯座、宝瓶座、双鱼座赤道带星座：小马座、小犬座、天鹰座、蛇夫座、巨蛇座、长蛇座、六分仪座、麒麟座、猎户座、鲸鱼座 南天星座：天坛座、天燕座、天鹤座、天鸽座、天兔座、天炉座、绘架座、唧筒座、雕具座、望远镜座、显微镜座、矩尺座、圆规座、时钟座、山案座、印第安座、飞鱼座、剑鱼座、苍蝇座、蝘蜓座、杜鹃座、乌鸦座、凤凰座、孔雀座、水蛇座、豺狼座、大犬座、南三角座、南十字座、 南鱼座、南极座、南冕座、船底座、船尾座、罗盘座、网罟座、船帆座、玉夫座、半人马座、波江座、盾牌座、巨爵座 2009年12月5日美国发表了绘制的最新红外银河系全景图，该图像是由80万张斯皮策太空望远镜拍摄的图片拼凑而成，全长37米。 银河系有两个伴星系（卫星系）：大麦哲伦云和小麦哲伦云。与银河系相对的星系称为河外星系。 银河系、仙女星系和三角星系是本星系群3个主要的星系，本星系群总共约有50个星系，而本星系群又是本超星系团的一份子。银河被一些本星系群中的矮星系环绕着，其中最大的是直径达2.1万光年的大麦哲伦星系，最小的是船底座矮星系、天龙座矮星系和狮子II矮星系，直径都只有 500光年（不如蜘蛛星云的直径）。其他环绕着银河系的还有小麦哲伦星系，最靠近的是大犬座矮星系，然后是人马座矮椭圆星系、小熊座矮星系、御夫座矮星系、六分仪座矮星系、天炉座矮星系和狮子座矮星系。

高三年级第一轮复习----------电磁感应
【解答】 A、F两种运动，穿过线框的磁通都不变，线框中没有感应电流。 B、C、D、E四种运动，穿过线框的磁通都会发生变化，线框中有感应电流。
【例4】 如图所示，金属杆MN和PQ间距为d，MP间有电阻R，竖直放置在垂直于 纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，另有一根金属棒AB，长为2d，A端与PQ 始终接触，固定不动，触棒紧靠MN滑倒，此过程中通过R的电量为多少？（其它 电阻不计）。
一分钟练习
【例4】 4根同样光滑的细铝杆a、b、c、d放在同一水平桌面上，其中a、 c固定，b、d静止地放在a、c杆上，接触良好，O点为回路中心，如图， 当条形磁铁一端从O点正上方向下插向回路时b、d两杆将 [ ]
A
A、保持不动 B、分别远离O点 C、分别向O点靠近 D、因不知磁极极性故无法判定 【例5】 如图，用细弹簧构成一闭合电路，中央放有一条形磁铁，当弹 簧收缩时，穿过电路的磁通量φ 和电路中感应电流方向（从N极向S极看 时）正确的是 [ ] C A．φ B．φ C．φ D．φ 减小，感应电流顺时针向 减小，感应电流逆时针向 增大，感应电流顺时针向 增大，感应电流逆时针向
【分析】 MN和PQ之间是一个叠加磁场，以中线OO'为界，右侧磁场方向 向纸里，越靠近PQ越强；左侧磁场方向向纸外，越靠近MN越强。本题属 于线框在非均匀磁场中运动的问题。 对线框在非均匀磁场中切割感线很明显的问题，用右手定则时有一点要 注意，即应该以磁场强处的切割情况作为判断依据。在本题中，当线框 在OO'右方时，bc边处磁场强，要以bc边切割来判别，则感应电流方向为 adcba；线框在OO'左方时，ad边处磁场强，要改用ab边切割来判断，则感 应电流方向仍为adcba。 【解答】 选项A正确。

⑥
联立④⑤⑥式得回路内感应电流的最大值：
B g v0 s I 4r 2H
（2）对两棒组成的系统，由动量守恒定律得：
mv1 2mv '
由能量守恒定律，感应电流最多产生热量等于：
1 1 m g 2 2 Q mv1 2mv' v0 s 2 2 16 2H
二、各种形式能的互相转化是通过做功实现 的。电磁感应的过程是通过非静电力做功，把 其他形式的能转化为电能的过程。在涉及功的 计算，特别是变力功的计算时，可以用功能关 系处理电磁感应问题。这时关键是要分析在所 研究的过程中各个力做功的情况，哪些力是恒 力，哪些力是变力；哪些力做正功，哪些力做 负功。在此基础上，可以从以下几个功能关系 建立方程。
1 2 械能的减少： Q1 mv0 E p 2
（3）由能量转化及平衡条件可判断：棒最终静止
1 2 于初始位置：Q mv0 2
6．（07广东） 如图所示，光滑的平行水平金属导 轨MN、PQ相距l，在M点和P点间连接一个阻值为R的 电阻，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直 向上、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为 m、电阻为r、长度也刚好为l的导体棒ab垂直搁在导轨 上，与磁场左边界相距d0。现用一个水平向右的力F拉 棒ab，使它由静止开始运动，棒ab离开磁场前已做匀 速直线运动，棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电 阻不计，F随棒ab与初始位置的距离x变化的情况如图， F0已知。求： （1）棒ab离开磁场右边界时的速度 （2）棒ab通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的 电能 （3） d0满足什么条件时，棒ab进入磁场后一直做匀 速运动
由功能关系，回路所消耗的电能等于克服安培力 的功：E电 W安

外力F的功率 PF=Fv0 ……
⑶
以P表示杆2克服摩擦力做功的功率，则有
P P F I 2 (1 R R 2 ) μ m 1 g 0 4 v
由以上各式得
P μm 5 2
1N
v0
P
Q
例5．(15分)如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨 MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角α＝30°,导轨 电阻不计。磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面 向上,两根长为L的完全相同的金属棒ab、cd垂直于MN、 PQ放置在导轨上,且与导轨电接触良好,每根棒的质量 为m、电阻为R．现对ab施加平行导轨向上的恒力F， 当ab向上做匀速直线运动时，cd保持静止状态．
v1
E1=BLv1
I=(E1-E2) /2R
F=BIL
a1=F/m
对棒2，在F作用下，做加速运动，产生感应电动势，总电动势减小
a2 =F/m
v2
E2=BLv2
I=(E1-E2) /2R
F=BIL
当E1=E2时，I=0，F=0,两棒以共同速度匀速运动，vt =1/2 v
B
B
F
E1
v
F
1
I 2 E2
F
1
动，导轨的电阻可忽略，求此时杆2克服摩擦力做功的
功率。
M2
1N
v0
P
Q
解法一： 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
E B0 lv (v )1
感应电流
I E
2
R1R2
杆2作匀速运动,它受到的安培力等于它受到的摩擦力,
B l μ I m 2 g 3
如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的 平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成θ=370角，下 端连接阻值为R的电阻。匀强磁场的方向与导轨平面垂直 。质量为0.2㎏、电阻不计的导体棒放在两导轨上，棒与 导轨垂直并且接触良好，它们间的动摩擦因数为0.25。

Ф为零，感应电动 势E 一定为零吗？
物理意义
与电磁感应的关系
磁通量Ф
穿过回路的磁 感线的条数
无关
磁通量变化△Ф 磁通量变化率
穿过回路的磁 通量的变化量
穿过回路的磁 通量的变化快慢
感应电动势产生 的条件
决定感应电动势 的大小
试推导：1Wb/s=1V
② 公式本应为E＝k·ΔΦ/Δt，式中k为比例常数， 当E、ΔΦ、Δt都取国际单位时，k＝1，所以有E＝
1.感生电动势：变化的磁场会在空间激发感生电场， 由感生电场产生的感应电动势称为感生电动势。
2.非静电力：感生电场力 感生电场.swf
3.计算：法拉第电磁感应定律 EnΦnSB
t
t
4.应用：电子感应加速器
有条件吗？
1、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 2、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。 3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 4、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。 5、诚实比一切智谋更好，而且它是智谋的基本条件。 6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2022年1月2022/1/242022/1/242022/1/241/24/2022 7、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。2022/1/242022/1/24January 24, 2022 8、教育者，非为已往，非为现在，而专为将来。2022/1/242022/1/242022/1/242022/1/24
势也一定为零吗？
① 研究对象不同：公式E=n ΔΦ/Δt的研究对象是 整个回路，而公式E=Blvsinθ 研究对象是磁场中运动 的一段导体。

• (2)即使导体真“切割”了磁感线，也不 能保证就能产生感应电流．如图所示， 对于图甲，尽管导体“切割”了磁感线 (匀强磁场)，但穿过闭合线框的磁通量 并没有发生变化，没有感应电流；对于 图乙，导体框的一部分导体“切割”了 磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越 少，线框中有感应电流；对于图丙，闭
• (3)即使是闭合电路的部分导体做切割磁 感线的运动，也不能保证一定存在感应 电流，如图所示，abcd线框的一部分在 匀强磁场中上下平动，尽管是部分切割， 但同样在线框中没有感应电流.
• “划时代的发现”这一节要从对过程与方 法、情感态度与价值观这两方面教育价位 来考虑．不要认为该内容不属于具体的物 理知识而轻视对它的学习．现象的背后是 本质，深刻理解现象背后的本质是掌握本 章知识的重要方法．导线切割磁感线产生 动生电动势的情形可由洛伦兹力搬运电荷 来解释，而变化的磁场产生感生电动势则 结合麦克斯韦的电磁场理论加以说明，可 见要全面理解本章问题还需已学知识和未 学知识相联系．
• B与S垂直时，Φ＝BS中，S为线圈在B中
的有效面积．如图所示，若闭合电路 abcd和ABCD所在平面均与匀强磁场B垂 直，面积分别为S1和S2，且S1>S2，但磁 场区域恰好只有ABCD那么大，穿过S1和 S2的磁通量是相同的，因此，Φ＝BS中 的S应是指闭合回路中包含磁场的那部分 “有效面积”．
• 变式训练1－1
• 如图为一水平放置的条形磁铁，一闭合 线框abcd位于磁铁的左端，线框平面始 终与磁铁的上表面垂直，并与磁铁的端 面平齐，当线框由图中位置Ⅰ经过位置 Ⅱ到达位置Ⅲ时，线框内磁通量变化情 况如何？
• 答案：先减小后增大
• 解析：条形磁铁的磁感线如图所示，其 “中垂面”上磁感线分布较稀，两头较 密，线框从左向右运动的过程中，在 “中垂面”上磁通量最小，即穿过线框 的磁通量先减小后增大.