电磁感应物理竞赛课件

动生电动势与感生电动势♠

BqvlBlvqB

v

-动生电动势+

F

EB

EqlElq感生电动势

BStt

.BSEtl示例示例如图所示，一长直导线中通有电流I＝10 A，有一长l＝0.2 m 的金属棒AB，以v＝2 m/s的速度平行于长直导线做匀速运动，若棒的近导线的一端与导线距离a＝0.1 m，求金属棒AB中的动生电动势．

解:专题22-例1

I直线电流磁场分布有02BIr



距直线电流ri处元动生电动势

v012iiiiIrrvr

设棒中总动生电动势为ε,

1

021i

ir

rnvI

1

02limlim1nni

nnirrnvI





ri

02

nvIa

lea

0ln2Ival

a

012iiiIrrvrn



解:专题22-例2

通电螺线圈内磁场分布有

0BnI

圆盘产生转动动生电动势

2001

2BnIr

电流表读数:

200

2BnIrIR由

20202rBIRnr

ωI

O202R

nr

0

0B

n如图所示是单极发电机示意图，金属圆盘半径为r，可以无摩擦地在一个长直螺线圈中，绕一根沿螺线圈对称轴放置的导电杆转动，线圈导线的一端连接到圆盘的边缘，另一端连接到杆上，线圈的电阻为R，单位长度有n匝，它被恰当地放置而使它的对称轴和地球磁场矢量B0平行，若圆盘以角速度ω

转动，那么流过图中电流表的电流为多少？

Aω

B0

规律试手

B

0

Oa

0nI0nI返回在磁感应强度为B，水平方向的均匀磁场内，有

一个细金属丝环以速度做无滑动的滚动，如图所示．环上有长度为l

的很小的缺口，磁场方向垂直于环面．求当角AOC为α时环上产生的

感应电动势.解:

开口的细金属丝环在滚动过程“切割”

磁感线而产生动生电动势.如图:

v

v

sinBlvAO

C0tan

ln2BCIvdld



解:无限长直线电流周围磁感应强度的分布规律为

电磁感应现象专题练习一

班级 姓名

成绩 1.关于磁通量，下列说法中正确的是（ ）

A.磁感应强度越大，线圈的面积越大，穿过线圈的磁通量就越大

B.穿过线圈的磁通量为零，表明该处的磁感应强度为零

C.穿过线圈的磁通量为零，该处的磁感应强度不一定为零

D.磁通量的变化可能是由于磁感应强度的变化引起的，也可能是由于线圈面积的变化引起的，还可以是由于线圈与磁场方向夹角的变化而引起的

2.如图示，ab是水平面上一个圆的直径,在过ab的竖直平面内，有一根通电导线ef，已知ef平行于ab.当ef竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面的磁通量将（ ）

A.逐渐增加 B.逐渐减少 C.始终为零 D.不为零，但保持不变

3.如图示，矩形线框abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向成530角.已知回路面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为（ ）

A.BS B.54BS C.53BS D.43BS

4.如图所示，条形磁铁上方，放置一矩形线框，线框平面水平且与条形磁铁平行.则线框在由N端匀速平移到S端的过程中，线框中的感应电流的情况是（ ）

A.线框中始终无感应电流 B.线框中始终有感应电流

C.线框中开始有感应电流，当线框运动到磁铁上方中部时无感应电流，后来又有感应电流

D.线框中开始无感应电流，运动到磁铁上方中部时有感应电流，后来又没有感应电流

5.如图所示，导线框abcd放在光滑导轨上向右运动（abcd与导轨接触良好），G1和G2是两只电流计.则（ ）

A.只有偏转G1 B.只有G2偏转

C.G1和G2都会偏转 D.G1和G2都不会偏转

6.如图所示的线框面积为S，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向与线框平面成θ角.若线框平面绕ab边顺时针转过90°角，则穿过该线框的磁通变化量为______.

磁场和电磁感应 竞赛训练题（2）

1. 如图，当无限长直电流旁的边长为l的正方形回路abcda（回路与I共面且bc、da与I平行）以速率v向右运动时，则某时刻（此时ad距I为r）回路的感应电动势的大小及感应电流的流向是：（ ）

(A) ，电流流向dcba .

(B) ，电流流向abcd.

(C) ，电流流向dcba.

(D) ，电流流向a  b c d

2. 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，不计重力和电磁辐射，且开始时图中左侧导体棒静止，右侧导体棒具有向右的初速v0，试求两棒之间距离增长量x的上限。

当ab棒运动时，产生感应电动势，ab、cd棒中有感应电流通过，ab棒受到安培力作用而减速，cd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：mv0＝2mv，即021vv。

对于cd棒应用动量定理可得：

BLq=mv-0=021mv所以，通过导体棒的电量q=BLmv20 而tRI,2

所以q=RBLxttI2 由上述各式可得： x=220LBRmv。

3. 一个边长为a，质量为m的金属丝方框，在水平方向具有某一初速度，框在重力场中运动，并且总是位于垂直于框面的磁场中（如图所示）。磁感应强度按照规律kzBtB0)(变化，式中k为恒定系数。框的电阻为R，经过一段时间框开始以恒定速度v运动，试求框的水平初速度。自由落体的加速度为g。

gv磁场和电磁感应 竞赛训练题（2）

4. 质量为m的跨接杆可以无摩擦地沿水平的平行导轨滑动，两轨之间宽为d。导轨和电阻为R的电阻器相连，放在竖直方向的均匀磁场中，磁感应强度为B，跨接杆初速度为0v（如图所示）。试求跨接杆到停下来所滑行的距离。所求答案与磁感应强度B的方向有什么关系？

初中物理 电磁感应

适用学科 物理 适用年级 初中三年级

适用区域 人教版 课时时长（分钟） 60分钟

知识点 1.电磁感应现象；

2.交流发电机的工作原理和能量转化；

教学目标 1.记忆并理解电磁感应现象；

2.知道交流发电机的工作原理及其能量的转化；

教学重点 1.电磁感应现象的理解与运用；

2.交流发电机的工作原理以及能量的转化。

教学难点 运用电磁感应现象解决实际问题。

一、【教学过程】

（一）复习引入

1. 师问：通过上节的学习，我们知道磁场对通电导线有力的作用，力的方向与什么有关呢

生答：导线中电流的方向、磁感线的方向有关。

2. 师问：通过上节的学习，我们得到了电动机的工作原理是什么呢

生答：通电线圈在磁场中受力转动。

通过上节课的学习，我们知道：通电导体在磁场中受到力的作用而能够运动起来，那么运动的导体中是否能够产生电呢 本节针对闭合电路的一部分导体在磁场中运动产生感应电流的现象及其能量的转化作一些分析。

（二）教学内容

1．电磁感应现象：英国的物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感应线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。

2．感应电流：由电磁感应现象产生的电流。

(1)感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线运动的方向有关。

(2)感应电流的产生条件：

a.电路必须是闭合电路；

b.只是电路的一部分导体在磁场中；

c.这部分导体做切割磁感线运动（包括正切、斜切两种情况）。 3．交流发电机

（1）原理：发电机是根据电磁感应现象制成的。

（2）能量转化：机械能转化为电能。

（3）构造:交流发电机主要由磁铁（定子）、线圈（转子）、滑环和电刷。

4. 直流电与交流电：

（1）方向不变的电流叫做直流电大小和方向作周期性改变的电流叫做交流电。

（2）交流电的周期：电流发生一个周期性变化所用的时间，其单位就是时间的单位秒（s）。