高中物理专题九电磁感应复习学案新人教

专题9.2 法拉第电磁感应定律 自感现象1.能应用法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt 和导线切割磁感线产生电动势公式E ＝Blv 计算感应电动势.2.会判断电动势的方向，即导体两端电势的高低.3.理解自感现象、涡流的概念，能分析通电自感和断电自感．一、法拉第电磁感应定律 1．感应电动势(1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势。

(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。

(3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定那么判断。

2．法拉第电磁感应定律(1)内容：感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

(2)公式：E ＝n ΔΦΔt，其中n 为线圈匝数。

(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路的欧姆定律，即I ＝ER ＋r。

3．导体切割磁感线时的感应电动势(1)导体垂直切割磁感线时，感应电动势可用E ＝Blv 求出，式中l 为导体切割磁感线的有效长度。

(2)导体棒在磁场中转动时，导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势E ＝Bl v ＝12Bl 2ω(平均速度等于中点位置的线速度12lω)。

二、自感、涡流 1．自感现象(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感。

(2)自感电动势①定义：在自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势。

②表达式：E ＝L ΔIΔt 。

(3)自感系数L①相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。

②单位：亨利(H)，1 mH ＝10－3H,1 μH＝10－6H 。

2．涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水的漩涡所以叫涡流。

高频考点一 法拉第电磁感应定律的理解及应用例1．(2016·北京理综·16)如下图，匀强磁场中有两个导体圆环a 、b ，磁场方向与圆环所在平面垂直。

磁感应强度B 随时间均匀增大。

两圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为E a 和E b 。

第二节 传感器的应用 (一)【知能准备】一、力传感器的应用－电子秤1．电子秤理有___________________片、电压放大器、模数转换器微处理器和数字显示器等器件。

电阻应变片受到力的作用时，它的_______________会发生变化，把应变片放在合适的电路中，他能够把物体______________这个力学量转换为______________这个电学量，因而电子秤是_________________的应用。

2．工作原理：如图－1所示，弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各贴一个应变片，在梁的自由端施力F ，则梁发生弯曲,上表面拉伸，下表面压缩,上表面应变片的电阻__________，下表面应变片的电阻变小。

F 越大， 弯曲形变___________，应变片的阻值变化就越大。

如果让应变片中通过的电流保持恒定，那末上面应变片两端的电压变大，下面应变片两端的电压变小。

传感器把这两个电压的差值输出。

外力越大，输出的电压差值也就____________。

二、声传感器的应用－话筒1．话筒是一种常用的____________，其作用是把____________转换成___________。

话筒分为_______________，______________，_____________等几种.2．电容式话筒：原理：是绝缘支架，薄金属膜和固定电极形成一个电容器，被直流电源充电。

当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流，于是电阻R 两端就输出了与声音变化规律相同的电压。

3．驻极体话筒：它的特点是____________，__________，____________，____________。

其工作原理同电容式话筒，只是其内部感受声波的是______________.三、温度传感器的应用－电熨斗1．在电熨斗中，装有双金属片温度传感器，其作用是____________，当温度发生变化时，双金属片的____________不同，从而能控制电路的通断。

【例2】如图所示，长L1宽L2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直．求：将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中，(1)拉力F大小；(2)拉力的功率P; (3)拉力做的功W; (4)线圈中产生的电热Q；(5)通过线圈某一截面的电荷量q.2．产生动生电动势的两种切割方式有关问题【例3】如图所示，把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下的匀强磁场中，一长度为2a、电阻等于R、粗细均匀的金属棒放在圆环上，与圆环始终保持良好的接触．当金属棒以恒定速度v向右移动，且经过圆心时，棒两端的电压U MN为( ) A．BavB．2BavC.23BavD.43 Bav【例4】如图所示,ab为一金属杆,它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中,可绕a点在纸面内转动;S为以a为圆心位于纸面内的金属环;在杆转动过程中,杆的b端与金属环保持良好接触;A 为电流表,其一端与金属环相连,一端与a点良好接触。

当杆沿顺时针方向转动时,某时刻ab杆的位置如图所示,则此时刻( )A.有电流通过电流表,方向由c向d,作用于ab的安培力向B.有电流通过电流表,方向由c向d,作用于ab的安培力向C.有电流通过电流表,方向由d向c,作用于ab的安培力向D.无电流通过电流表,作用于ab的安培力为零（三）迁移运用有关电压的分析求解应用1.在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一与磁场方向垂直长度为L的金属杆aO，已知ab＝bc＝cO＝L/3，a、c与磁场中以O为圆心的同心圆金属轨道始终接触良好．一电容为C的电容器接在轨道上，如图所示，当金属杆在与磁场垂直的平面内以O为轴，以角速度ω顺时针匀速转动时( )A．Uac＝2UabB．Uac＝2UbOC．电容器带电量Q＝4/9BL2ωCD．若在eO间连接—个理想电压表，电压表示数为零应用2.光滑金属导轨L=0.4m,电阻不计,均匀变化的磁场穿过整个导轨平面,如图甲.磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙.金属棒ab的电阻为1Ω,自t=0时刻开始从导轨最左端以v=1m/s的速度向右匀速运动,则( )A.1s末回路中电动势为0.8VB.1s末ab棒所受磁场力为0.64NC.1s末回路中电动势为1.6VD.1s末ab棒所受磁场力为1.28N v高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

第十二章电磁感应高考调研 考 纲 导 航命 题 取 向1.近几年高考中对本章的考查，命题频率较高的是感应电流的产生条件、方向判定和导体切割磁感线产生感应电动势的计算，这部分是高考的热点.2.电磁感应现象与磁场、电路、力学等知识相联系的综合题仍然为考查学生综合能力的好题，预计今后几年高考会出现有关题目.3.电磁感应与实际相结合的问题：录音原理、话筒工作原理、继电器控制电路的工作原理、日光灯工作原理等在复习备考中也要引起足够的重视.本章高考命题集中在以下四个方面：（1）产生感应电流的条件，运用楞次定律和右手定则判定E 感和I 感的方向； （2）运用E n t∆Φ=∆和E=BLv 分析和计算感应电动势的大小以及通电和断电过程中自感现象的分析；（3）电磁感应现象与磁场、电路、力学、能量等知识相联系的综合题的分析与计算; （4）电磁感应图象问题.今后的命题依然集中在这四个方面，尤其是电磁感应与受力分析，能量转化综合的方面. 备 考 方 略本章要重点掌握产生感应电流的条件——穿过闭合线圈的磁通量发生变化；掌握判断感应电流方向的重要方法——楞次定律；掌握确定感应电动势大小的一般规律——法拉第电磁感应定律.在解题时要审清题意，如果是求Δt 时间内的平均感应电动势，要考虑用E n t∆Φ=⋅∆ 计算；如果求瞬时感应电动势或者是求导体切割磁感线方面的平均感应电动势，应考虑用公式E BLv E BLv.==瞬瞬或要严格区别磁通量Φ和磁通量的变化量ΔΦ及磁通量的变化率t∆Φ∆等重要概念. 学好本章知识是学好“交流电”一章的基础. 要重视本章内容与其他知识的综合问题.第一课时电磁感应现象楞次定律第一关：基础关展望高考基 础 知 识 一、磁通量 知识讲解（1）定义：设在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S ，我们把B 与S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通.（2）公式：Φ=BS(条件B ⊥S)如果B 与S 的夹角为α，则Φ=BSsin α.（3）单位：在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦，符合是Wb. 二、磁通量的变化 知识讲解磁通量是标量,但有正负之分.若规定从某一方向穿过平面的磁通量为正,则反向穿过的磁通量为负,求合磁通量时应注意相反方向抵消后所剩余的净磁通量.(1)磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1(2)几种常见引起磁通变化的情形①投影面积不变,磁感应强度变化,即ΔΦ=ΔB\5S②磁感应强度不变,投影面积发生变化,即ΔΦ=B\5ΔS,其中投影面积的变化又有两种形式:a.处在磁场中的闭合回路面积发生变化.b.闭合回路面积不变,但与磁场方向的夹角发生变化,从而引起投影面积变化.∆Φ=∆⋅∆,而采用公③磁感应强度和投影面积均发生变化,但此时不能简单地认为B S式ΔΦ=Φ2-Φ1.活学活用1.面积为S的矩形导线框abcd处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面为θ角（如图所示）.当线框以ab为轴顺时针转过90°的过程中，穿过abcd的磁通量的变化量ΔΦ=_____________.2.解析：磁通量由磁感应强度矢量在垂直于线框平面方向上的分量决定.选平面法线n的方向为正，开始时B与线框平面成θ角，磁通量Φ1=B·S·sinθ;线框平面按题意方向转动时，磁通量减少，当转过90°时，磁通量变为Φ2=-B·S·cosθ.可见，磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2-Φ1=-BScosθ-BS·sinθ=-BS(cosθ+sinθ)，即穿过线框的正向磁通量减少了BS （cosθ+sinθ）.实际上，在线框转过90°的过程中，穿过线框的磁通量是由正向BS·sin θ减小到零，再由零增大到负向BS·cosθ.答案：-BS(cosθ+sinθ)三、电磁感应知识讲解因磁通量变化而产生电流的现象叫做电磁感应，所产生的电流叫做感应电流.法拉第把引起电流的原因概括为五类：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁场、在磁场中运动的导体.四、产生感应电流的条件知识讲解只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路就有感应电流产生，即产生感应电流的条件有两个：（1）电路为闭合回路；（2）回路中磁通量发生变化，ΔΦ≠0.活学活用2.如图所示，在无限长的直线电流的磁场中，有一个闭合的金属线框abcd,线框平面与直导线在同一个平面内，要使线框中产生感应电流，则()A.增大导线中的电流B.金属框水平向左平动C.金属框竖直向下平动D.垂直纸面向外平动解析：增大导线中的电流，线框内任一点的磁感应强度都增大，则穿过线圈的磁通量增大；离导线越远，磁感应强度越小，与导线距离相等的点，磁感应强度大小相等，则金属框水平向左平动，磁通量不变；竖直向下平动，磁通量变小；垂直纸面向外平动，磁通量也变小，由感应电流产生的条件可知，选项A、C、D的方法可使线框中产生感应电流，故应选A、C、D.答案：ACD第二关：技法关解读高考解题技法一、关于磁通量的理解及计算技法讲解1.对磁通量的理解(1)磁通量Φ表示穿过某一面积磁感线的条数(这是在人为规定画磁感线时要使穿过单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应强度值之后的一种形象说法)，对于匀强磁场，Φ=BS，其中S是垂直于磁场方向上的面积，若平面与磁场不垂直，则需求出它在垂直于磁场方向上投影平面的面积，才能用上式计算．(2)磁通量是标量，但有正负，若磁感线从某一方向穿过S规定为正时，那么从相反方向穿过S时则为负．2.关于磁通量的计算(1)磁通量为穿过某一面积的磁感线的条数．如果穿过某一面积的磁感线由两部分组成时，应注意：①两部分磁感线同向时，Φ＝Φ1+Φ2；②两部分磁感线反向时，Φ＝|Φ1-Φ2|.(2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量的大小不受线圈匝数的影响，同理，磁通量的变化量ΔΦ＝Φ末-Φ初，也不受线圈匝数的影响．(3)根据磁通量的计算式知，引起磁通量变化的原因可能是S未变，B发生变化；也可能是B未变，S发生变化；或者B和S均未变，而它们之间夹角有变化等，要具体问题具体分析．求磁通量的变化用公式ΔΦ＝Φ末-Φ初，公式应用时先规定一个正面，然后根据从正面穿过为正，从反面穿过为负，把初、末磁通量代入计算.典例剖析例1如图所示，大圆导线环A中通有电流I，方向如图.另在导线环所在的平面画了一个圆B，它的一半面积在A环内，一半面积在A环外，试判断圆B内的磁通量的方向.解析：在A环内磁场方向垂直纸面向里，A环外部磁场方向垂直纸面向外，由于磁感线是闭合曲线，所以在A的内部及外部磁感线条数相等，由于A外部的面积比内部面积大得多，那么B内>B外，B圆面一半在A内一半在A外，可得Φ内=B内S>Φ外=B外 S，由于穿过的方向不同，抵消后，剩余的是垂直于纸面向里穿的磁感线，故B圆面内总的磁通量是垂直于纸面向里的.答案：垂直纸面向里例2与磁感应强度B=0.8 T的匀强磁场垂直的单匝线圈，面积S为0.05 m2，求穿过线圈的磁通量多大？若线圈的匝数为N=50匝，磁通量又是多少？当线圈绕一垂直于磁场的轴转过120°后，磁通量的变化量多大？（线圈始终处在匀强磁场中）解析：磁通量是穿过某一面积磁感线的“条数”，它与线圈的匝数无关.磁通量尽管是标量，但也有“方向”，特别是在计算磁通量的变化量时必须注意这一点.因此正确的解答为Φ=BS=4.0×10-2 Wb；由于与线圈的匝数无关，所以Φ2=Φ1=BS=4.0×10-2 Wb，由以上分析知Φ3=BScosα=-2.0×10-2 Wb,故ΔΦ=|Φ3-Φ1|=6.0×10-2 Wb.答案：4.0×10-2Wb4.0×10-2 Wb6.0×10-2 Wb二、如何理解并能正确应用楞次定律技法讲解楞次定律指出：感应电流的方向总是要使感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化．“阻碍”两字是定律的核心．从以下几方面正确理解这一定律．(1)“阻碍”两字的含义“阻碍”是指阻碍原磁场的磁通量的变化．由于这种阻碍作用使原磁场缓变，而不是指感应电流的磁场一定与原磁场方向相反．若穿过闭合回路的磁通量增加，则感应电流的磁场就要阻碍这一增加，其方向与原磁场方向相反；若穿过闭合回路的磁通量减少，则感应电流的磁场就要阻碍这一减少，其方向与原磁场方向相同．以上规律可简单概括为“增反减同”四个字．(2)从能量角度理解能量守恒是自然界的普遍规律，能量的转化是通过做功来量度的，这一点正是楞次定律的根据所在，实际上楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应现象中的具体体现．(3)从力的角度理解由能量观点可以推论出产生磁场的物体与闭合线圈之间的相互作用力，可概括为四个字“近斥远拉”，即感应电流受到的安培力指向减弱原磁通量变化的方向．(4)从两个磁通量的关系理解当原磁通量增加时，闭合回路本身要“设法”制约原磁通量的增加；当原磁通量减少时，则闭合回路本身要“设法”增加磁通量来补充原磁通，也就是说，原磁通量与感应电流的磁通量是互相制约和补充的．典例剖析例3如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，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，但电源极性不明，无法确定转动方向解析：无论电源的极性如何，在两电磁铁中间的区域内应产生水平的某一方向磁场，当滑片P 向右滑动时，电流减小，两电磁铁之间的磁场减弱，即穿过ab线框的磁通量减小．虽然不知ab中的感应电流方向，但由楞次定律中的“阻碍”可直接判定线框ab应顺时针方向转动(即向穿过线框的磁通量增大的位置——竖直位置转动)．所以应选C.答案：C例4如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是（）A．向右匀加速运动B．向左匀加速运动C．向右匀减速运动D．向左匀减速运动解析：设PQ向右运动，用右手定则和安培定则判定可知穿过L1的磁感线方向向上，若PQ向右加速运动，则穿过L1的磁通量增加，用楞次定律判定可知通过MN的感应电流方向是N→M，对MN用左手定则判定可知MN向左运动，可见A选项不正确．若PQ向右减速运动，则穿过L1的磁通量减少，用楞次定律判定可知通过MN的感应电流方向是M→N，用左手定则判定可知MN是向右运动，可见C正确.同理设PQ向左运动，用上述类似方法可判定B正确而D错误.本题应选BC.答案：BC第三关：训练关笑对高考随堂训练1.水平放置的扁平条形磁铁，在磁铁的左端正上方有一线框，线框平面与磁铁垂直，当线框从左端正上方沿水平方向移到右端正上方的过程中，穿过它的磁通量的变化是()A.先减小后增大B.始终减小C.始终增大D.先增大后减小解析：规范画出条形磁铁的磁感线空间分布的剖面图,如右图所示.利用Φ=B·S定性判断出穿过闭合线圈的磁通量先增大后减小，选D项.答案：D2如图所示为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下.飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞机高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼两端有电势差.设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1，右方机翼末端处的电势为φ2，则（）A.若飞机从西往东飞，φ1比φ2高B.若飞机从东往西飞，φ2比φ1高C.若飞机从南往北飞，φ1比φ2高D.若飞机从北往南飞，φ2比φ1高解析：飞机水平飞行，飞机的机翼相当于一个导体要切割地磁场向下的分量，产生感应电动势，两端电势高低不同.用右手定则可判断出机翼中假想的电流方向，即由低电势指向高电势的方向，判断出A、C正确.答案：AC3.如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连接，要使小线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是（两线圈共面放置）（）A.向右匀速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向右加速运动解析：欲使N产生顺时针方向的感应电流，感应电流的磁场方向为垂直纸面向里，由楞次定律可知有两种情况：一是M中有顺时针方向逐渐减小的电流，使其在N中的磁场方向向里，且磁通量在减小；二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流，使其在N中的磁场方向向外，且磁通量在增大.因此，对于前者，应使ab减速向右运动；对于后者，则应使ab加速向左运动，故应选B、C.（注意：匀速运动只能产生恒定电流；匀变速运动产生均匀变化的电流）答案：BC４如图所示，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环，导线ａｂｃｄ所围区域内磁场的磁感应强度按图中哪一图线所示的方式变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力（）解析：由楞次定律环受到向上的磁场作用力的原因螺线管磁场的变化导体中电流的变化导体所围区域内磁场的变化.线圈受到向上的磁场力，根据楞次定律意义，可知螺线管产生的磁场在减弱，使穿过线圈的磁通量在减少，从而线圈在磁场力作用下欲往上运动，阻碍磁通量的减少，而螺线管的磁场在减弱，即其中的感应电流在减小，由此可知穿过导体所围区域内的磁场的磁感应强度B随时间的变化越来越慢，反映在图象上就是图线的斜率越来越小，故正确的选项是A.答案：A5.小明制作了如图（a)所示的电磁翘翘板参加学校的科技节活动，该电磁翘翘板是在两端封闭的透明塑料管中放有一块磁性很强的磁铁，塑料管外绕有金属丝作为线圈，在线圈两端并取两只发光二极管，其电路如图（b)所示，二极管具有单向导电性，演示时，将塑料管上下翘动，这时会看见两只发光二极管轮流发光.请回答下列问题：(1)电磁翘翘板中发光二极管轮流发光是根据______原理工作的，也是根据这一原理工作的_____________（填“电动机”或“发电机”）（2）电磁翘翘板上下翘动时，为什么发光二极管会轮流发光？答案：(1)电磁感应，发电机（2）磁铁在线圈中左右移动，相当于线圈导体在磁场中做切割磁感线运动，便会在线圈中产生感应电流，磁铁在线圈中左右移动的方向不同，在线圈中产生的感应电流方向也就不同,因此二极管会轮流发光.课时作业三十九电磁感应现象楞次定律1.法拉第通过精心设计的一系列实验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”联系起来.在下面几个典型的实验设计思想中，所作的推论后来被实验否定的是()A.既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流B.既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流C.既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的在磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势D.既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流解析:电磁感应现象的产生条件是：穿过电路的磁通量发生变化.静止导线上的稳恒电流产生恒定的磁场，静止导线周围的磁通量没有发生变化，近旁静止线圈中不会有感应电流产生，A错.而B、C、D三项中都会产生电磁感应现象，有感应电动势（或感应电流）产生.答案:A3.矩形导线框abcd固定匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直.规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图甲所示，若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列i-t图乙中正确的是()解析:由楞次定律可判断出在前4 s内感应电流的方向分别为负方向、正方向、正方向、负方向.由题图可知：在每一秒内，磁感应强度的变化率B t ∆∆的大小相同，导线框中磁通量的变化率B t t ∆Φ∆=∆∆·S的大小相同，形成的感应电流的大小eitRR∆Φ==∆相同.因此选D.答案:D3.如图所示，沿x轴、y轴有两根长直导线，互相绝缘.x轴上的导线中有-x方向的电流，y轴上的导线中有+y方向的电流，两虚线是坐标轴所夹角的角平分线.a、b、c、d是四个圆心在虚线上、与坐标原点等距的相同的圆形导线环.当两直导线中的电流从相同大小，以相同的快慢均匀减少时，各导线环中的感应电流情况是()A.a中有逆时针方向的电流B.b中有顺时针方向的电流C.c中有逆时针方向的电流D.d中有顺时针方向的电流答案:BC4.如图，老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是()A.磁铁插向左环，横杆发生转动B.磁铁插向右环，横杆发生转动C.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动D.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动解析:右环闭合，在此过程中可产生感应电流，环受安培力作用，横杆转动，左环不闭合，无感应电流，无以上现象，选B.答案:B5.在沿水平方向的匀强磁场中，有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动，开始时线圈静止，线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直，所成的锐角为α.在磁场开始增强后的一个极短时间内，线圈平面()A.维持不动B.将向使α减小的方向转动C.将向使α增大的方向转动D.将转动，因不知磁场方向，不能确定α会增大还是会减小解析:穿过线圈的磁通量Φ=BSsinα，由楞次定律可知，当原磁场增强时，sinα应变小，即α角变小，故B正确.答案:B6.如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力F N及在水平方向运动趋势的正确判断是()A.F N先小于mg后大于mg，运动趋势向左B.F N先大于mg后小于mg，运动趋势向左C.F N先小于mg后大于mg，运动趋势向右D.F N先大于mg后小于mg，运动趋势向右解析:当条形磁铁从线圈上方等高快速经过时，线圈中的磁通量先增大后减小，由楞次定律可知，当磁铁靠近线圈时，线圈有向减小磁通量方向运动的趋势，即向下向右；当磁铁远离时，线圈有向上向右运动的趋势；线圈在整个过程中处于静止状态.所以线圈受到的支持力F N先大于mg后小于mg，运动趋势向右，选D.答案:D7.某部小说中描述一种窃听电话：窃贼将并排在一起的两根电话线分开，在其中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线，这条导线与电话线是绝缘的，如图所示.下列说法正确的是()A.不能窃听到电话，因为电话线中电流太小B.不能窃听到电话，因为电话线与耳机没有接通C.可以窃听到电话，因为电话中的电流是恒定电流，在耳机电路中引起感应电流D.可以窃听到电话，因为电话中的电流是交流电，在耳机电路中引起感应电流解析:电话线与耳机线相互绝缘，故电话线中的电流不可能进入耳机内，由于电话线中电流是音频电流（即交变电流），不断变化，耳机、导线组成的闭合电路中有不断变化的磁通量，故耳机中产生与电话线中频率一样的感应电流，人可以窃听到谈话内容.答案:D8.如图所示，在匀强磁场中，MN、PQ是两根平行的金属导轨，而ab、cd为串有电压表和电流表的两根金属棒，同时以相同速度向右运动时，正确的有()A.电压表有读数，电流表有读数B.电压表无读数，电流表有读数C.电压表无读数，电流表无读数D.电压表有读数，电流表无读数解析:此题考查对电磁感应现象的理解和对电压表、电流表示数的理解.两棒以相同速度向右运动时，因穿过面abcd的磁通量不变，回路中没有感应电流，电流表和电压表均不会有读数.答案:C9.在探究电磁感应现象的实验中：（1）首先要确定电流表指针偏转方向与电流方向间的关系.实验中所用电流表量程为100 μA,电源电动势为1.5 V ，待选的保护电阻有三种R 1=100 k Ω，R 2=1 k Ω,R 3=10 Ω,应选用_______.（2○+接线柱流入，由于某种原因，螺线管副线圈绕线标识已没有了，通过实验查找绕线方向.如图所示，当磁铁 N 极插入线圈时，电流表指针向左偏，在图中画出副线圈的绕线方向.（3）在图示甲装置中，若将条形磁铁S 极在下端，从螺线管中拔出，这时电流表的指针应向___________偏.解析:（1）316g E 1.5R 1510,R R.I 10010-==Ω=⨯Ω⨯＞不会使电流表超过量程，达到保护的作用.选R 1.（2）当磁铁 N 极插入螺线管时，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍磁通量的增加，螺线管上端应为 N 极，下端为S 极，又电流表指针向左偏，可知电流方向是由电流表○+线柱流出至螺线管上端接线柱，由安培定则可判断螺线管的绕线方向如图乙所示.（3）若将条形磁铁S 极在下端，从螺线管中拨出时，感应电流磁场方向为阻碍磁通量的减少，螺线管上端应为 N 极，下端为S 极，由螺线管的绕线方向可以判定电流是从电流表的○+.答案:（1）R 1（2）如图乙（3）左10.为观察电磁感应现象，某学生将电流表、螺线管A 和B 、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路.（1）当接通和断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是()A.开关位置接错B.电流表的正、负极接反C.线圈B的接头3、4接反D.蓄电池的正、负极接反（2）在开始实验之前，需要先确定电流表指针偏转方向与电流方向之间的关系，为此还需要的器材是__________________.具体方法是______________.解析:本题考查了感应电流产生的条件.（1）因感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发生了变化，由电路图可知，若把开关接在线圈的3、4接头，因与1、2接头相连的电路电流不改变，所以不可能有感应电流，电流表也不可能偏转，开关应接在1、2接头与电源之间.（2）利用干电池已确定了正负极，把电流表接入电路，可以确定电流的流向与指针偏转方向的关系.答案:（1）A（2）一节电池、保护电阻用一节电池与电流表、保护电阻连接11.如图所示，一根光滑圆木棒的中部密绕若干匝线圈，并通过开关与电源相连，线圈两侧各套一个闭合的铝环a和b，在接通电路的瞬间，两环的运动状态为a环向___移动，b 环向_________移动.解析:当电路接通瞬间，穿过线圈的磁通量在增加，使得穿过a,b铝环的磁通量都在增加，由楞次定律可知a，b中感应电流的磁场与线圈中磁场方向相反，即受到线圈磁场的排斥作用，使a,b两铝环分别向外侧移动，即a环向左，b环向右移动.在此类题中，无论电源方向及线圈绕线方向如何，当闭合开关电流增大时，两环均向外侧移动，而不必去具体判断。

专题09 电磁感应定律及综合应用电磁感应是电磁学中最为重要的内容，也是高考命题频率最高的内容之一。

题型多为选择题、计算题。

主要考查电磁感应、楞次定律、法拉第电磁感应定律、自感等知识。

本部分知识多结合电学、力学部分出压轴题，其命题形式主要是电磁感应与电路规律的综合应用、电磁感应与力学规律的综合应用、电磁感应与能量守恒的综合应用。

复习中要熟练掌握感应电流的产生条件、感应电流方向的判断、感应电动势的计算，还要掌握本部分内容与力学、能量的综合问题的分析求解方法。

预测2015年的高考基础试题重点考查法拉第电磁感应定律及楞次定律和电路等效问题．综合试题还是涉及到力和运动、动量守恒、能量守恒、电路分析、安培力等力学和电学知识．主要的类型有滑轨类问题、线圈穿越有界磁场的问题、电磁感应图象的问题等．此除日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术这些在实际中有广泛的应用问题也要引起重视。

一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律的内容是感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比．在具体问题的分析中，针对不同形式的电磁感应过程，法拉第电磁感应定律也相应有不同的表达式或计算式．磁通量变化的形式表达式备注通过n匝线圈内的磁通量发生变化E＝n·ΔtΔΦ(1)当S不变时，E＝nS·ΔtΔB(2)当B不变时，E＝nB·ΔtΔS导体垂直切割磁感线运动E＝BLv当v∥B时，E＝0 导体绕过一端且垂直于E＝21BL2ω磁场方向的转轴匀速转动线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动 E ＝nBS ω· sin ωt 当线圈平行于磁感线时，E 最大为E ＝nBS ω，当线圈平行于中性面时，E ＝0二、楞次定律与左手定那么、右手定那么1．左手定那么与右手定那么的区别：判断感应电流用右手定那么，判断受力用左手定那么．2．应用楞次定律的关键是区分两个磁场：引起感应电流的磁场和感应电流产生的磁场．感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化，“阻碍〞的结果是延缓了磁通量的变化，同时伴随着能量的转化．3．楞次定律中“阻碍〞的表现形式：阻碍磁通量的变化(增反减同)，阻碍相对运动(来拒去留)，阻碍线圈面积变化(增缩减扩)，阻碍本身电流的变化(自感现象)．三、电磁感应与电路的综合电磁感应与电路的综合是高考的一个热点内容，两者的核心内容与联系主线如图4－12－1所示：1．产生电磁感应现象的电路通常是一个闭合电路，产生电动势的那一部分电路相当于电源，产生的感应电动势就是电源的电动势，在“电源〞内部电流的流向是从“电源〞的负极流向正极，该部分电路两端的电压即路端电压，U ＝R ＋r R E .2．在电磁感应现象中，电路产生的电功率等于内外电路消耗的功率之和．假设为纯电阻电路，那么产生的电能将全部转化为内能；假设为非纯电阻电路，那么产生的电能除了一部分转化为内能，还有一部分能量转化为其他能，但整个过程能量守恒．能量转化与守恒往往是电磁感应与电路问题的命题主线，抓住这条主线也就是抓住了解题的关键．在闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流的问题中，机械能转化为电能，导体棒克服安培力做的功等于电路中产生的电能．说明：求解部分导体切割磁感线产生的感应电动势时，要区别平均电动势和瞬时电动势，切割磁感线的等效长度等于导线两端点的连线在运动方向上的投影．考点一对楞次定律和电磁感应图像问题的考查例1、[2017·新课标Ⅲ卷]如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。

第九章 电磁感应电磁感应 楞次定律一、电磁感应现象感应电流产生的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变更。

以上表述是充分必要条件。

不管什么状况，只要满意电路闭合和磁通量发生变更这两个条件，就必定产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路肯定是闭合的，穿过该电路的磁通量也肯定发生了变更。

当闭合电路的一局部导体在磁场中做切割磁感线的运动时，电路中有感应电流产生。

这个表述是充分条件，不是必要的。

在导体做切割磁感线运动时用它判定比拟便利。

2.感应电动势产生的条件。

感应电动势产生的条件是：穿过电路的磁通量发生变更。

这里不要求闭合。

无论电路闭合与否，只要磁通量变更了，就肯定有感应电动势产生。

这好比一个电源：不管外电路是否闭合，电动势总是存在的。

但只有当外电路闭合时，电路中才会有电流。

二、右手定那么伸开右手，使大拇指与四指在同一个平面内，并跟四指垂直，让磁感线穿过手心，使大拇指指向导体的运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。

三、楞次定律1．楞次定律——感应电流总具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变更。

( 阻碍⇔原磁场增加时，对抗, 原磁场减小时，补充 )2．对“阻碍〞意义的理解：〔1〕阻碍原磁场的变更。

“阻碍〞不是阻挡，而是“延缓〞〔2〕阻碍的是原磁场的变更，而不是原磁场本身，假如原磁场不变更，即使它再强，也不会产生感应电流．〔3〕阻碍不是相反．当原磁通减小时，感应电流的磁场与原磁场同向，以阻碍其减小；当磁体远离导体运动时，导体运动将和磁体运动同向，以阻碍其相对运动．〔4〕由于“阻碍〞，为了维持原磁场变更，必需有外力克制这一“阻碍〞而做功，从而导致其它形式的能转化为电能．因此楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的表达．3．楞次定律的详细应用从“阻碍相对运动〞的角度来看，楞次定律的这个结论可以用能量守恒来说明：既然有感应电流产生，就有其它能转化为电能。

又由于是由相对运动引起的，所以只能是机械能削减转化为电能，表现出的现象就是“阻碍〞相对运动。

高三物理教案：电磁感应复习学案【】步入高中，相比初中更为紧张的学习随之而来。

在此高三物理栏目的小编为您编辑了此文：高三物理教案：电磁感应复习学案希望能给您的学习和教学提供帮助。

本文题目：高三物理教案：电磁感应复习学案1、电磁感应属于每年重点考查的内容之一，试题综合程度高，难度较大。

2、本章的重点是：电磁感应产生的条件、磁通量、应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向、感生、动生电动势的计算。

公式E=Blv的应用，平动切割、转动切割、单杆切割和双杆切割，常与力、电综合考查，要求能力较高。

图象问题是本章的一大热点，主要涉及ф-t图、B-t图、和I-t 图的相互转换，考查楞次定律和法拉第电磁感应定律的灵活应用。

3、近几年高考对本单元的考查，命题频率较高的是感应电流产生的条件和方向的判定，导体切割磁感线产生感应电动势的计算，电磁感应现象与磁场、电路、力学等知识的综合题，以及电磁感应与实际相结合的问题，如录音机、话筒、继电器、日光灯的工作原理等.第一课时电磁感应现象楞次定律【教学要求】1、通过探究得出感应电流与磁通量变化的关系，并会叙述楞次定律的内容。

2、通过实验过程的回放分析，体会楞次定律内容中阻碍二字的含义，感受磁通量变化的方式和途径，并用来分析一些实际问题。

【知识再现】一、电磁感应现象感应电流产生的条件1、内容：只要通过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流产生.2、条件：①____________; ②____________.二、感应电流方向楞次定律1、感应电流方向的判定：方法一：右手定则 ; 方法二：楞次定律。

2、楞次定律的内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

3、掌握楞次定律，具体从下面四个层次去理解：①谁阻碍谁感应电流的磁通量阻碍原磁场的磁通量.②阻碍什么阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身.③如何阻碍原磁通量增加时，感应电流磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时，感应电流磁场方向与原磁场方向相同，即增反减同.④阻碍的结果阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少.知识点一磁通量及磁通量的变化磁通量变化△ф=ф2-ф1，一般存在以下几种情形：①投影面积不变，磁感强度变化，即△ф=△B②磁感应强度不变，投影面积发生变化，即△ф=B△S。

【高频考点】北京市2014届高考物理一轮复习电磁感应教案新人教版一、会考考点电磁感应现象（A）法拉第电磁感应定律，感应电动势（A）二、高频考点讲练考点一：关于电磁感应的物理学史和应用1．1831年发现电磁感应现象的物理学家是（）A．牛顿B．伽利略 C．法拉第D．焦耳2．（供选学物理1-1的考生做）下列装置中利用电磁感应原理工作的是（）A．白炽灯 B．发电机 C．电熨斗 D．电饭煲考点二：感应电流产生的条件例1.(供选用1-1的考生做)如图8所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2是线圈的对称轴，应使线圈怎样运动才能使其产生感生电流?A．线圈向右匀速移动B．线圈向右加速移动C．线圈垂直于纸面向里平动D．线圈绕O1O2轴转动例2．（供选学物理1-1的考生做）在图7所示的实验中，能在线圈中产生感应电流的是A．磁铁静止在线圈上方B．磁铁静止在线圈内部C．磁铁静止在线圈左侧D．磁铁从线圈内抽出的过程1．（供选学物理1-1的考生做）在图6所示的实验中，能在线圈中产生感应电流的情况是A．磁铁静止在线圈上方B．磁铁静止在线圈右侧C．磁铁静止在线圈里面D．磁铁插入或抽出线圈的过程2．(适用选修l一1的考生)如图所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2和O3O4都是线圈的对称轴，应使线圈怎样运动才能使其中产生感生电流?( ) A．向左或向右平动 B．向上或向下平动C．绕O1O2转动 D．绕O3O4转动考点三：感应电动势例3．（供选学物理1-1的考生做）下列说法中正确的是，感应电动势的大小（）A. 跟穿过闭合电路的磁通量有关系B. 跟穿过闭合电路的磁通量的变化大小有关系C. 跟穿过闭合电路的磁通量的变化快慢有关系a bcdOO图8图7+-磁铁线圈线圈图6+-D. 跟闭合电路的电阻大小有关系1．(适用选修l —l 的考生)下列说法中正确的是，感应电动势的大小( )A ．跟穿过闭合电路的磁通量有关系B ．跟穿过闭合电路的磁通量的变化大小有关系C ．跟穿过闭合电路的磁通量的变化快慢有关系D ．跟电路的电阻大小有关系 考点四：综合应用例4．（8分）如图14所示，ab 、cd 为两根水平放置的平行金属导轨，导轨间距为L ，a 、c 间和b 、d 间各接一个阻值为R 的电阻. 导轨所在区域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁场方向与两根导轨所在平面垂直，磁感应强度为B . 一根长为L 、质量为m 、电阻也为R 的导体棒PQ 垂直ab 放在两导轨上. 使PQ 处于静止状态，在PQ 的中点系一根不可伸长的绝缘轻绳，轻绳水平地跨过定滑轮，另一端悬挂一个质量为M 的重物. 现释放PQ ，在重物的带动下，PQ 开始运动，当PQ 向右运动了距离s 时，速度达到v . PQ 在导轨上运动时，速度方向始终垂直PQ ，且PQ 与导轨垂直，并与导轨接触良好. 不计摩擦和其他电阻，重力加速度为g . 求：（1）当PQ 的速度为v 时，ac 间的电阻R 消耗的电功率；（2）在PQ 由静止到速度为v 的过程中，ac 间的电阻R 上产生的热量.例5.（8分）如图12所示，水平面内有两根互相平行且足够长的光滑金属轨道，它们间的距离L =0.20 m ，在两轨道的左端之间接有一个R=0.10 的电阻.在虚线OO ˊ(OO ˊ垂直于轨道)右侧有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=0.50 T.一根质量m=0.10 kg 的直金属杆ab 垂直于轨道放在两根轨道上.某时刻杆ab 以v 0=2.0 m/s 且平行于轨道的初速度进入磁场，同时在杆上施加一个水平拉力，使其以a=2.0 m/s 2的加速度做匀减速直线运动.杆ab 始终与轨道垂直且它们之间保持良好接触. 杆ab 和轨道的电阻均可忽略.（1）在金属杆ab 向右运动的过程中，求杆中的感应电流为最大值的41时，水平拉力的功率；（2）从金属杆ab 进入磁场至速度减为零的过程中，电阻R 上发出的热量Q =0.13 J ，求此过程中水平拉力做的功.例6．（8分）如图14所示，有水平边界的匀强磁场的磁感应强度为B ，其上、下边界间的距离为H ．一个质量为m 、边长为l （l <H ）、总电阻为R 的正方形导线框abcd ，从磁场上方的某个位置处，由静止开始下落．下落过程中，线框平面始终保持在RP Q B R a b c d图14 ML R B v 0 O a b 图12O ′d c ab同一个竖直面内，ab 边与磁场的水平边界线平行．当ab 边刚进入磁场和ab 边刚穿出磁场时，线框加速度的大小都是72g ，方向都竖直向上．在线框运动过程中，不计空气阻力．求： （1）ab 边刚进入磁场时，线框速度的大小；（2）cd 边刚进入磁场时，线框速度的大小；（3）从ab 边刚进入磁场到cd 边刚进入磁场的过程中线框中产生的热量．参考答案：考点一：关于电磁感应的物理学史和应用 1、C 2、B考点二：感应电流产生的条件 例1、D 例2、D 1、D 2、CD 考点三：感应电动势 例3、C 1、C 考点四：综合应用 例4、略例5：（1）金属杆刚进入磁场时，速度最大，由R BLv R E I ==可知，此时杆中的感应电流也最大.当速度减至0.5040=v m/s 时，电流为最大值的41，即 0.50410=⋅=R BLv I A此时杆ab 所受的安培力0500.==BIL F 安N ，方向水平向左 设杆ab 所受的水平拉力为F ，根据牛顿第二定律 F 安+F = maF = ma - F 安 = 0.15 N ，方向水平向左 此时施加在杆ab 上的水平拉力的功率40v F P ⋅== 7.5×10-2W （2）金属杆进入磁场后，一直受到安培力和水平拉力的共同作用而做匀减速直线运动，直至速度为零.设此过程中安培力做功为W 安，拉力做功为W ，则由动能定理得J 20021020.-=-=+mv W W 安其中克服安培力做功数值等于电阻R 上发出的热量Q ，即-W 安=Q ，所以2021mv Q W -==-7.0×10-2 J例6、（1）ab 刚进入磁场时，假设速度大小为v 1，受力如图1，加速度为g 72，方向竖直向上，根据牛顿第二定律得：g m mg F 721⨯=-安 根据法拉第电磁感应定律得：111111Blv I F BI l Rεε===安 ， ，由以上式子得：22179l B mgRv =（2）假设cd 边刚进入磁场时导线框速度大小为2v ，a b 边刚穿出磁场时的速度为3v ， 由题意可知：13v v =在cd 边刚进入磁场到ab 边刚穿出磁场的过程中，导线框只受到重力，机械能守恒，即：232221)(21mv l H mg mv =-+ 由上式可得：)(279)(2222212l H g l B mgR l H g v v -+⎪⎭⎫⎝⎛=-+= （3）在cd 边刚进入磁场到cd 边刚进入磁场的过程中，根据能量守恒，导线框产生的热量Q 等于导线框损失的机械能。

高中物理学案：电磁感应现象[学科素养与目标要求]科学探究：1.通过实验探究产生感应电流的条件.2.通过实验探究决定感应电动势大小的因素. 物理观念：1.知道什么是电磁感应现象，掌握产生感应电流的条件.2.理解磁通量的概念.3.掌握法拉第电磁感应定律，并会进行有关计算.一、电磁感应现象1.划时代的发现(1)奥斯特在1820年发现了电流磁效应，即“电能生磁”.(2)1831年，法拉第发现了电磁感应现象，即“磁能生电”.2.电磁感应现象：闭合导体回路的一部分在磁场中做切割磁感线的运动时，闭合导体回路中就产生电流.物理学中把这类现象叫做电磁感应.3.感应电流：由电磁感应产生的电流叫做感应电流.二、电磁感应的产生条件1.磁通量：用“穿过一个闭合导体回路的磁感线条数的多少”来形象地理解“穿过这个闭合导体回路的磁通量”.2.感应电流的产生条件只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流.三、感应电动势1.感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势.在闭合回路中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源.2.产生条件：只要穿过电路的磁通量发生改变，在电路中就产生感应电动势.3.磁通量的变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1.4.磁通量的变化率：磁通量的变化量跟产生这个变化所用时间的比值，即单位时间内磁通量的变化量.四、法拉第电磁感应定律1.内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.2.公式：E＝ΔΦΔt，若有n匝线圈，则产生的感应电动势为：E＝nΔΦΔt.3.国际单位：ΔΦ的单位是韦伯(Wb)，Δt的单位是秒(s)，E的单位是伏特.1.判断下列说法的正误.(1)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生.( ×)(2)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.( √)(3)感应电动势的大小与磁通量的变化量成正比.( ×)(4)感应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关，磁通量变化越快，感应电动势越大.( √) 2.某线圈共10匝，已知通过线圈的磁通量在20s内由30Wb均匀增大到40Wb，则线圈产生的感应电动势为________V.答案 5一、磁通量1.定义：物理学中把磁场中穿过某一面积S的磁感线条数定义为穿过该面积的磁通量.2.单位：韦伯，符号：Wb.3.公式：Φ＝BS(B⊥S).4.意义：表示穿过某一面积的磁感线条数的多少.5.引起磁通量变化的原因(1)B变S不变.(2)B不变S变(如闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动).(3)B不变S不变而B与S夹角θ变(如线圈转动).(4)B、S、θ中有两个量或三个量同时变.例1关于磁通量的概念，下列说法中正确的是( )A.磁场中某处的磁感应强度越大，面积越大，则穿过线圈的磁通量一定就越大B.放在某处的一个平面，穿过它的磁通量为零，则该处磁感应强度一定为零C.磁通量的变化不一定是由于磁场的变化而引起的D.磁场中某处的磁感应强度不变，放在该处线圈的面积也不变，则磁通量一定不变答案 C解析磁通量的大小与磁感应强度的大小、面积的大小以及磁场和平面的夹角有关，所以A、B、D错，C对.针对训练1 磁通量可以形象地理解为“穿过一个闭合电路的磁感线的条数”.在图1所示磁场中，S1、S2、S3为三个面积相同的相互平行的线圈，穿过S1、S2、S3的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ且都不为0.下列判断正确的是( )3图1A.Φ1最大B.Φ2最大C.Φ3最大D.Φ1、Φ2、Φ3相等答案 A解析磁通量表示穿过一个闭合电路的磁感线条数的多少，从题图中可看出穿过S1的磁感线条数最多，穿过S3的磁感线条数最少.二、产生感应电流的条件1.实验探究感应电流产生的条件(1)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2所示.图2导体棒左右平动、前后平动、上下平动，观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表1中.表1(2)向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出如图3所示，把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，或从线圈中抽出，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.图3表2(3)模拟法拉第的实验如图4所示，线圈A通过滑动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.观察以下四项操作中线圈B中是否有电流产生.把观察到的现象记录在表3中.图4表32.结论不论用什么方法，不论何种原因，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生.3.产生感应电流的条件(1)闭合电路；(2)磁通量发生变化.例2线圈在长直导线电流的磁场中做如图5所示的运动：A向右平动，B向下平动，C绕轴转动(ad 边向里)，D垂直于纸面向纸外做平动，E向上平动(E线圈有个缺口)，判断线圈中有没有感应电流.图5答案A、E中无感应电流；B、C、D中有感应电流解析在直导线电流磁场中的五个线圈，原来磁通量都是垂直纸面向里的.对直线电流来说，离电流越远，磁场就越弱.A向右平动，穿过线圈的磁通量没有变化，故线圈中没有感应电流.B向下平动，穿过线圈的磁通量减少，必产生感应电流.C绕轴转动，穿过线圈的磁通量变化(开始时减少)，必产生感应电流.D离纸面越远，线圈中磁通量越少，线圈中有感应电流.E向上平动，穿过线圈的磁通量增加，但由于线圈没有闭合，因此无感应电流.判断是否产生感应电流的关键是明确电路是否闭合，分清磁感线的疏密分布，从而判断磁通量是否变化，而不是看磁通量的有无.三、法拉第电磁感应定律如图是探究电磁感应的实验装置1.图甲中观察磁铁N极插入或抽出线圈的过程中电流表指针的偏转情况，它说明什么问题？2.电流表指针的偏转程度与感应电动势的大小有什么关系？3.图乙中，闭合回路中部分导线以不同速度水平切割磁感线，观察电流表指针偏转角度有何不同？答案 1.说明电路中产生了感应电动势.2.指针偏转程度越大，感应电动势越大.3.速度越大，指针偏转角度越大.1.感应电动势(1)由电磁感应产生的电动势叫感应电动势.在闭合电路中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源.(2)当电路闭合时，回路中有感应电流；当电路断开时，回路中没有感应电流，但感应电动势仍然存在.2.磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率ΔΦΔt的比较(1)Φ是状态量，是闭合回路在某时刻(某位置)穿过回路的磁感线的条数，当磁场与回路平面垂直时Φ＝BS.(2)ΔΦ是过程量，它表示回路从某一时刻到另一时刻磁通量的改变量，即ΔΦ＝Φ2－Φ1.(3)ΔΦΔt表示磁通量的变化快慢，即单位时间内磁通量的变化量，又称为磁通量的变化率.(4)Φ－t图象上某点切线的斜率表示磁通量的变化率ΔΦΔt.3.法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过该电路的磁通量的变化率成正比.(2)公式：E＝n ΔΦΔt.n为线圈的匝数，ΔΦ是磁通量的变化量.电动势的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率ΔΦΔt.而与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然联系.(3)单位：ΔΦ的单位是韦伯(Wb)，Δt的单位是秒(s)，E的单位是Wb/s，E的国际单位是V.(4)电磁感应现象的本质：在电磁感应现象中，一定产生感应电动势，不一定产生感应电流.能否产生感应电动势是电磁感应现象的本质.例3关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是( )A.穿过线圈的磁通量Φ最大时，所产生的感应电动势就一定最大B.穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ增大时，所产生的感应电动势也增大C.穿过线圈的磁通量Φ等于0时，所产生的感应电动势就一定为0D.穿过线圈的磁通量的变化率ΔΦΔt越大，所产生的感应电动势就越大 答案 D解析 根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率ΔΦΔt成正比，与磁通量Φ及磁通量的变化量ΔΦ没有必然联系.当磁通量Φ很大时，感应电动势可能很小，甚至为0.当磁通量Φ等于0时，其变化率可能很大，产生的感应电动势也会很大，而ΔΦ增大时，ΔΦΔt 可能减小.如图所示，t 1时刻，Φ最大，但E ＝0；0～t 1时间内ΔΦ增大，但ΔΦΔt 减小，E 减小；t 2时刻，Φ＝0，但ΔΦΔt最大，E 最大.故D 正确.例4 如图6所示，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05s ，第二次用0.1s.设插入方式相同，试求：图6(1)两次线圈中平均感应电动势之比； (2)两次线圈中电流之比. 答案 (1)2∶1 (2)2∶1解析 (1)由法拉第电磁感应定律得：E 1E 2＝ΔΦΔt 1·Δt 2ΔΦ＝Δt 2Δt 1＝21. (2)由欧姆定律可得：I 1I 2＝E 1R ·R E 2＝E 1E 2＝21.[学科素养] 分析本题时要紧抓法拉第电磁感应定律的表达式E＝n ΔΦΔt.两次ΔΦ相同，因此平均感应电动势之比等于时间的反比.通过本题的训练，进一步巩固了对法拉第电磁感应定律的理解，体现了“物理观念”的学科素养.针对训练2 如图7甲所示，某线圈共有50匝，若穿过该线圈的磁通量随时间的变化如图乙所示，则a、b两点间的电压是多少？图7答案50V解析求a、b两点间的电压就是求线圈中的感应电动势由题图乙得ΔΦΔt＝0.5－0.10.4V＝1V故E＝n ΔΦΔt＝50V所以a、b两点间的电压为50V.1.(磁通量的计算)如图8所示，面积为S的线圈平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，一半在磁场中，则穿过线圈的磁通量为( )图8A.0B.1 2 BSC.BSD.2BS 答案 B解析根据磁通量公式Φ＝BS，因为题图中有效面积为12S，所以B项正确.2.(磁通量变化的定性分析)如图9所示，一环形线圈沿条形磁铁的轴线，从磁铁N极的左侧A 点运动到磁铁S极的右侧B点，A、B两点关于磁铁的中心对称，则在此过程中，穿过环形线圈的磁通量将( )图9A.先增大，后减小B.先减小，后增大C.先增大，后减小、再增大，再减小D.先减小，后增大、再减小，再增大答案 A3.(产生感应电流的条件)(多选)某学生做观察电磁感应现象的实验时，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关，用导线连接成如图10所示的实验电路，闭合开关，下列说法正确的是( )图10A.线圈A插入线圈B的过程中，有感应电流B.线圈A从线圈B拔出的过程中，有感应电流C.线圈A停在线圈B中，有感应电流D.线圈A拔出线圈B的过程中，线圈B的磁通量在减小答案ABD解析由感应电流产生的条件知A、B选项正确，C选项错误；在线圈A从线圈B拔出的过程中线圈B的磁通量减小，D选项正确.4.(感应电动势的计算)穿过某单匝线圈的磁通量随时间的变化关系如图11所示，在线圈内产生的感应电动势的最大值是( )图11A.2VB.0.5VC.3VD.2.5V答案 C解析由E＝n ΔΦΔt可知，0～2s内E1＝4－02V＝2V2～4s内，E2＝|3－4|2V＝0.5V4～5s内E3＝|0－3|1V＝3V，故C正确.5.(感应电动势的计算)一个有10匝的闭合导体线圈，若在0.01s内，通过线圈的磁通量由0.04Wb均匀地减小到零，则在这段时间内线圈产生的感应电动势为多大？答案40V解析E＝n ΔΦΔt＝10×0.040.01V＝40V.一、选择题考点一磁通量的理解与计算1.如图1所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ表示穿过两环的磁通量，则有( )2图1A.Φ1>Φ2B.Φ1＝Φ2C.Φ1<Φ2D.无法确定答案 B解析由题图知，穿过圆环1、2的磁感线条数相等，故Φ1＝Φ2.2.如图2所示，在同一平面内有四根彼此绝缘的直导线，分别通有大小相同、方向如图所示的电流，要使由四根直导线所围成的面积内的磁通量增加，则应切断哪一根导线中的电流( )图2A.切断i1B.切断i2C.切断i3D.切断i4答案 D解析根据安培定则判断出四根通电直导线中电流在所围面积内的磁场方向，可知只有i4中电流产生的磁场垂直于纸面向外，则要使磁通量增加，应切断i4.3.磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图3所示，通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框绕cd边翻转到位置2，设先后两次通过线框的磁通量变化量的大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则( )图3A.ΔΦ1>ΔΦ2B.ΔΦ1＝ΔΦ2C.ΔΦ1<ΔΦ2D.无法确定答案 C解析设闭合线框在位置1时穿过闭合线框的磁通量为Φ1，平移到位置2时穿过闭合线框的磁通量为Φ2，导线MN中的电流产生的磁场在位置1处的磁感应强度比在位置2处强，故Φ>Φ2.1将闭合线框从位置1平移到位置2，穿过闭合线框的磁感线方向不变，所以ΔΦ1＝|Φ2－Φ1|＝Φ1－Φ2；将闭合线框从位置1绕cd边翻转到位置2，穿过闭合线框的磁感线反向，所以ΔФ2＝|(－Φ2)－Φ1|＝Φ1＋Φ2(以原来磁感线穿过的方向为正方向，则后来从另一面穿过的方向为负方向)，故正确选项为C.考点二感应电流的产生条件4.如图4所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路.在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是( )图4A.线圈不动，磁铁插入线圈B.线圈不动，磁铁从线圈中拔出C.磁铁不动，线圈上、下移动D.磁铁插在线圈内不动答案 D解析产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，线圈和电流表已经组成闭合电路，只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就产生感应电流，电流表指针就偏转.在A、B、C三种情况下，线圈和磁铁发生相对运动，穿过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流；而当磁铁插在线圈中不动时，线圈中虽然有磁通量，但磁通量不变化，不产生感应电流，电流表指针不发生偏转.5.在如图所示的条件下，闭合的矩形线圈中能产生感应电流的是( )答案 B解析A、C中线圈内的磁通量始终等于零，D中磁通量不发生变化，故均没有感应电流. 6.如图5所示，在竖直向下的匀强磁场中(磁场范围足够大)，有一闭合导体环，环面与磁场方向垂直，当导体环在磁场中完成下述运动时，可能产生感应电流的是( )图5A.导体环保持水平方位在磁场中向上或向下运动B.导体环保持水平方位向左或向右加速平动C.导体环绕垂直环面、通过环心的轴转动D.导体环以一条直径为轴，在磁场中转动答案 D7.(多选)实验装置如图6所示，在铁芯F上绕着两个线圈A、B.如果线圈A中的电流i和时间t的关系如下图所示，在t～t2这段时间内，A、B、C、D四种情况中，在线圈B中观察到感应1电流的是( )图6答案BCD解析当线圈A中的电流发生变化，它产生的磁场也就发生变化，穿过闭合电路的线圈B的磁通量也发生改变，从而产生感应电流.考点三法拉第电磁感应定律8.(多选)如图7所示，让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域运动到位置2，下列说法中正确的是( )图7A.在线圈进入匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且进入时的速度越大，感应电流越大B.整个线圈在匀强磁场中匀速运动时，线圈中有感应电流，而且电流是恒定的C.整个线圈在匀强磁场中加速运动时，线圈中有感应电流，而且电流越来越大D.在线圈穿出匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且穿出时的速度越大，感应电流越大答案AD解析线圈在进入和穿出磁场时，线圈中有感应电流，且运动速度越大，磁通量变化越快，产生的感应电流越大，故A、D正确；当线圈全部进入磁场后，穿过线圈的磁通量始终不变，没有感应电流，故B、C错误.9.穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地增加6Wb，则( )A.线圈中感应电动势每秒钟增加6VB.线圈中感应电动势每秒钟减少6VC.线圈中感应电动势保持不变D.线圈中无感应电动势答案 C解析由E＝n ΔΦΔt知，磁通量均匀变化，产生的感应电动势恒定，为6V.10.如图8所示为穿过某一闭合回路的磁通量随时间变化的图象，则( )图8A.2～4s内感应电动势最大B.4～5s内感应电动势小于0～2s内的感应电动势C.0～2s内感应电动势为1VD.2～4s内感应电动势为2V答案 C解析由E＝ΔΦΔt知，2～4s内感应电动势为0,0～2s内感应电动势为1V,4～5s内感应电动势为2V，选项C正确，A、B、D错误.二、非选择题11.如图9所示，桌面上放一单匝线圈，线圈中心上方一定高度处有一竖立的条形磁体.当磁体竖直向下运动时，穿过线圈的磁通量将________(选填“变大”或“变小”).在上述过程中，穿过线圈的磁通量变化了0.1Wb，经历的时间为0.5s，则线圈中的感应电动势为________V.图9答案变大0.2解析当磁体竖直向下运动时，磁场增强，穿过线圈的磁感线的条数增多，磁通量将变大；感应电动势E＝n ΔΦΔt＝0.10.5V＝0.2V.12.一个200匝、面积为20cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，若磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T，在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是________Wb；磁通量的平均变化率是________Wb/s；线圈中的感应电动势的大小是________V.答案8×10－4 1.6×10－2 3.2解析ΔΦ＝(B2－B1)S＝0.4×20×10－4Wb＝8×10－4WbΔΦΔt ＝8×10－40.05Wb/s＝1.6×10－2 Wb/sE＝n ΔΦΔt＝200×1.6×10－2V＝3.2V.13.如图10所示，一单匝线圈从左侧进入磁场.在此过程中，图10(1)线圈的磁通量将如何变？(2)若上述过程所经历的时间为0.1s，线圈中产生的感应电动势为0.2V，则线圈中的磁通量变化了多少？答案(1)变大(2)0.02Wb解析(1)线圈从左侧进入磁场的过程中，穿过线圈的磁感线的条数增加，线圈的磁通量变大.(2)由E＝n ΔΦΔt得ΔΦ＝EΔt＝0.2×0.1Wb＝0.02Wb.14.一面积S＝4×10－2m2、匝数n＝100匝的线圈放在匀强磁场中，磁感线垂直于线圈平面，磁感应强度随时间的变化率ΔBΔt＝2T/s.穿过线圈的磁通量的变化率是多少？线圈中产生的感应电动势是多少？答案8×10－2Wb/s 8V解析穿过线圈的磁通量的变化率与匝数无关，故ΔΦΔt＝ΔBΔtS＝2×4×10－2Wb/s＝8×10－2 Wb/s由法拉第电磁感应定律得E ＝n ΔΦΔt＝100×8×10－2V ＝8V.。

第4章 电磁感应[体系构建][核心速填]1．产生条件(1)穿过闭合回路的磁通量发生变化． (2)回路的部分导体做切割磁感线运动． 2．感应电流方向的判断 (1)楞次定律感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．(2)右手定则伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．3．感应电动势大小的计算(1)E ＝ΔΦΔt (单匝线圈)；E ＝n ΔΦΔt(n 匝线圈)． (2)E ＝Blv .4．特殊情况：互感、自感、涡流、电磁阻尼和电磁驱动．电磁感应中的图象问题图象类型(1)磁感应强度B、磁通量Ф、感应电动势E、感应电流i、电压u、电荷量q随时间t变化的图象，即B­t图象、Ф­t图象、E­t图象、i­t图象、u­t图象、q­t图象(2)对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流i 随线圈位移x变化的图象，即E­x图象和i­x图象问题类型(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量应用知识左手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律、相关数学知识等【例1】(多选)在绝缘的水平桌面上有MN、PQ两根平行的光滑金属导轨，导轨间的距离为l.金属棒ab和cd垂直放在导轨上，以速度v向右匀速运动，两棒正中间用一根长l的绝缘细线(细线处于伸直状态)相连，导轨右侧有一直角三角形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，三角形的两条直角边长均为l，整个装置的俯视图如图所示，当棒ab运动到磁场区域时，在棒ab上加水平拉力，使金属棒ab和cd继续以速度v向右匀速穿过磁场区域，则金属棒ab中感应电流i和绝缘细线上的张力大小F随时间t变化的图象可能正确的是(规定金属棒ab中电流方向由a到b为正方向)( )A B C DAC [ab向右运动切割磁感线，由右手定则可知，产生的感应电流方向为从b到a(电流为负值)，当cd棒进入磁场时电流方向从a到b为正．根据法拉第电磁感应定律，两时间段内金属棒切割磁感线的有效长度逐渐增大，所以感应电流i随时间变化的图象可能为A图，B图一定错误；在ab棒做切割磁感线运动的过程中，由于cd棒没有进入磁场中，不受安培力作用，在0～t0时间内，绝缘细线中张力F等于零，在cd棒进入磁场区域做切割磁感线运动时，受到安培力作用，绝缘细线中张力F＝BIv(t－t0)＝B2[v t－t0]2vR＝B2v3t－t02R，故绝缘细线中张力F随时间变化的图象可能为C图，D图一定错误．][一语通关]线框进、出匀强磁场，可根据E＝Blv判断E的大小变化，再根据楞次定律判断方向.特别注意l为切割的有效长度.[跟进训练]1．如图所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里．一个三角形闭合导线框，由位置1(左)沿纸面匀速运动到位置2(右)．取线框刚到达磁场的时刻为计时起点(t＝0)，规定逆时针方向为电流的正方向，则下图中能正确反映线框中电流与时间关系的是(线框底边长度小于磁场区域宽度)( )A [线框进入磁场的过程，磁通量向里增加，根据楞次定律得知感应电流的磁场向外，由安培定则可知感应电流方向为逆时针，电流i应为正值，故B、C错误；线框进入磁场的过程，线框的有效切割长度先均匀增大后均匀减小，由E＝BLv，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小；线框完全进入磁场后，磁通量不变，没有感应电流产生．线框穿出磁场的过程，磁通量向里减小，根据楞次定律得知感应电流的磁场向里，由安培定则可知感应电流方向为顺时针，电流i应为负值；线框的有效切割长度先均匀增大后均匀减小，由E＝BLv，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小，故A正确，D错误．]电磁感应中的电路问题该导体或回路相当于电源．因此，电磁感应问题往往和电路问题联系在一起，解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是：1．明确哪一部分电路产生感应电动势，则这部分电路就是等效电源，该部分电路的电阻是电源的内阻，而其余部分电路则是用电器，是外电路．2．分析电路结构，画出等效电路图．3．用法拉第电磁感应定律确定感应电动势的大小，再运用闭合电路欧姆定律、串并联电路的性质、电功、电热等知识求解．【例2】如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L＝0.4 m，一端连接R＝1 Ω的电阻，导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝1 T．导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好．导轨和导体棒的电阻均可忽略不计．在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v＝5 m/s.(1)求感应电动势E和感应电流I；(2)若将MN换为电阻r＝1 Ω的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压U.[解析] (1)由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势E＝BLv＝1×0.4×5 V＝2 V，感应电流I＝ER＝21A＝2 A.(2)由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流I′＝ER＋r＝22A＝1 A，由欧姆定律可得，导体棒两端的电压U＝I′R＝1×1 V＝1 V.[答案] (1)2 V 2 A (2)1 V[一语通关] 1发生电磁感应的部分导体为电源，其余部分为外电路.2若回路是纯电阻，则发生电磁感应时，可结合闭合电路欧姆定律和串并联电路知识解答. [跟进训练]2．(多选)如图所示，矩形金属框架三个竖直边ab 、cd 、ef 的长都是L ，电阻都是R ，其余电阻不计，框架以速度v 匀速平动地穿过磁感应强度为B 的匀强磁场，设ab 、cd 、ef 三条边先后进入磁场时ab 边两端电压分别为U 1、U 2、U 3，则下列判断结果正确的是( )A ．U 1＝13BLv B ．U 2＝2U 1 C ．U 3＝0D ．U 1＝U 2＝U 3 AB [当ab 进入磁场时，I ＝ER ＋R 2＝2BLv 3R ，则U 1＝E －IR ＝13BLv .当cd 也进入磁场时，I ＝2BLv 3R，U 2＝E －I R 2＝23BLv .三边都进入磁场时，U 3＝BLv ，故选项A 、B 正确．]电磁感应中的“双杆”模型1.“双杆”模型分为两类：一类是“一动一静”，甲杆静止不动，乙杆运动，其实质是单杆问题，不过要注意问题包含着一个条件：甲杆静止、受力平衡．另一类是两杆都在运动，对于这种情况，要注意两杆切割磁感线产生的感应电动势是相加还是相减．2．分析方法通过受力分析，确定运动状态，一般会有收尾状态．对于收尾状态则有恒定的速度或者加速度等，再结合运动学规律、牛顿运动定律和能量观点分析求解．【例3】 如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30° 的斜面上，导轨电阻不计，间距L ＝0.4 m ．导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN ，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B ＝0.5 T ．在区域Ⅰ中，将质量m 1＝0.1 kg ，电阻R 1＝0.1 Ω的金属条ab 放在导轨上，ab 刚好不下滑．然后，在区域Ⅱ中将质量m 2＝0.4 kg ，电阻R 2＝0.1 Ω 的光滑导体棒cd 置于导轨上，由静止开始下滑．cd 在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab 、cd 始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，g 取10 m/s 2.求：(1)cd 下滑的过程中，ab 中的电流方向；(2)ab 刚要向上滑动时，cd 的速度v ；(3)从cd 开始下滑到ab 刚要向上滑动的过程中，cd 滑动的距离x ＝3.8 m ，此过程中ab 上产生的热量Q .[解析] (1)由右手定则可知，电流方向为由a 流向b .(2)开始放置ab 刚好不下滑时，ab 所受摩擦力为最大静摩擦力，设其为F max ，有F max ＝m 1g sin θ设ab 刚好要上滑时，cd 棒的感应电动势为E ，由法拉第电磁感应定律得E ＝BLv设电路中的感应电流为I ，由闭合电路欧姆定律有I ＝ER 1＋R 2设ab 所受安培力为F 安，有F 安＝ILB此时ab 受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件得 F 安＝m 1g sin θ＋F max综合以上各式，代入数据解得v ＝5 m/s.(3)设cd 棒的运动过程中电路中产生的总热量为Q 总，由能量守恒得m 2gx sin θ＝Q 总＋12m 2v 2又Q ＝R 1R 1＋R 2Q 总综合上式，代入数据解得Q ＝1.3 J.[答案] (1)由a 流向b (2)5 m/s (3)1.3 J[一语通关] 分析“双杆”模型问题时，要注意双杆之间的制约关系，即“动杆”与“被动杆”之间的关系，最终两杆的收尾状态的确定是分析该类问题的关键.[跟进训练]3．(多选) 如图所示，水平传送带带动两金属杆a 、b 匀速向右运动，传送带右侧与两光滑平行金属导轨平滑连接，导轨与水平面间夹角为30°，两虚线EF 、GH 之间有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B ，磁场宽度为L ，两金属杆的长度和两导轨的间距均为d ，两金属杆质量均为m ，两杆与导轨接触良好．当金属杆a 进入磁场后恰好做匀速直线运动，当金属杆a 离开磁场时，金属杆b 恰好进入磁场，则( )A ．金属杆b 进入磁场后做加速运动B ．金属杆b 进入磁场后做匀速运动C ．两杆在穿过磁场的过程中，回路中产生的总热量为mgLD ．两杆在穿过磁场的过程中，回路中产生的总热量为mgL2BC [两杆从导轨顶端进入磁场过程中，均只有重力做功，故进入磁场时速度大小相等，金属杆a 进入磁场后匀速运动，b 进入磁场后，a 离开磁场，金属杆b 受力与金属杆a 受力情况相同，故也做匀速运动，A 项错误，B 项正确；两杆匀速穿过磁场，减少的重力势能转化为回路的电热，即Q ＝2mgL sin 30°＝mgL ，C 项正确，D 项错误．]。

磁场、电磁感应阶段复习课教学目标1．在物理知识方面要求．（l ）通过复习掌握本单元中的电磁现象．①电流周围存在磁场；②磁场对电流（运动电荷）的作用；③电磁感应．（2）通过复习理解以上电磁规律的物理含义．2．结合本单元的复习，教给学生归纳、总结知识的能力．3．在复习巩固的基础上，进一步培养学生综合运用知识的能力；提高学生高度概括、灵活运用的能力．二、重点、难点分析1.重点是对基本概念（如磁通量①、磁通量变化量△①、磁通量变化率△①/ △ t）的加深理解；磁场对电流（运动电荷）的作用和对法拉第电磁感应定律的理解和运用。

2.难点是法拉第电磁感应定律的综合运用和楞次定律的运用.三、教具投影片.四、主要教学过程（－）电磁现象基本设计思想：师生讨论、归纳总结出电磁现象.提问：在磁场、电磁感应中，我们学习了哪些电磁现象？学生回忆：联想后可能回答：1.电流（运动电行）周围存在磁场；2.磁场对电流（运动电荷）存在力的作用；3.电磁感应.根据学生回答，列成表格形式，进一步提问这些现象的规律以及应用等内容. 然后，逐项填入相应位置，从而整理成系统化知识内容，打出投影片.电莹黄幕I 熾弹力向，迄用1.电黄G&前电堆n 周器亩rr蛊孱菲痘的我聒应邑臣号嘀电疲討丸外城英出尿C 几.「_ .电疣力冋鼻谥慮应戟JT片囱遂电巌舉电锻繼祖掛进电导血杞践场中蹙到零舞力戸=圧段舫胆沪(U址交•陆导•聲s.廳物册电运匍足寻风与甕噩应嶽度旳E療雲唾谨穴向*也二iitn 电商)存充忡用方证刚皑荷右邂场V矍到济性蛊N .广■甥朋in P意松.力的方m之gp与总纾夹希j”虚氏乩于宦即：：.电曲曲应h-烧巩民班工g』征此基自’有两小审甲行漣底川环砾*记导曾柳业趙场时b啲感區蚩空片向、k电机必同眸中壷搐必曲'感七电缆肓向隍愛也*底扌嚥则①电踌中倉身肌样赳等1电用器* A i瓷;!fliJ®奇昴d1複流掘(二)应注意的几个问题1.磁通量、磁通量的变化量及磁通量的变化来(I )磁通量①=BS。

高二物理3-2第四章《电磁感应》复习导学案（第三课时）1．关于线圈中的自感电动势的大小，下列说法正确的是( )A．跟通过线圈的电流大小有关B．跟线圈中的电流变化大小有关C．跟线圈中的磁通量大小有关D．跟线圈中的电流变化快慢有关2．如图所示，一个圆环形导体线圈a平放在水平面上，在a的正上方固定一竖直的螺线管b，b的铁心与a不接触，a、b的轴线重合．螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．当移动滑动变阻器的触头P时，圆环a中将产生感应电流，同时a对水平面的压力N将发生变化．如果要使圆环a中产生图中所示方向的感应电流，则下面的说法中正确的是( )A．P应向上滑，N大于a的重力B．P应向下滑，N大于a的重力C．P应向上滑，N小于a的重力D．P应向下滑，N小于a的重力3．如图所示，L为一个自感系数很大的自感线圈，开关闭合后，小灯能正常发光，那么闭合开关和断开开关的瞬间，能观察到的现象分别是( )A．小灯逐渐变亮，小灯立即熄灭B．小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭C．小灯立即亮，小灯立即熄灭D．小灯立即亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭4．弹簧上端固定，下端挂一只条形磁铁，使磁铁上下振动，磁铁的振动幅度不变．若在振动过程中把线圈靠近磁铁，如图4－7－9所示，观察磁铁的振幅将会发现( ) A．S闭合时振幅逐渐减小，S断开时振幅不变B．S闭合时振幅逐渐增大，S断开时振幅不变C．S闭合或断开，振幅变化相同D．S闭合或断开，振幅都不发生变化5．变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成，而不采用一整块硅钢，这是为了( ) A．增大涡流，提高变压器的效率B．减小涡流，提高变压器的效率C．增大涡流，减小铁芯的发热量D．减小涡流，减小铁芯的发热量6．如图所示的电路中，线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，L A、L B是两个相同的灯泡，下列说法中正确的是()A．S闭合后，L A、L B同时发光且亮度不变B．S闭合后，L A立即发光，然后又逐渐熄灭C．S断开的瞬间，L A、L B同时熄灭D．S断开的瞬间，L A再次发光，然后又逐渐熄灭7.如图所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少．以下说法正确的是()A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高得越快B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高得越快C．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小D．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大8．如图所示，在一蹄形磁铁两极之间放一个矩形线框abcd.磁铁和线框都可以绕竖直轴OO′自由转动．若使蹄形磁铁以某角速度转动时，线框的情况将是()A．静止B．随磁铁同方向转动C．沿与磁铁相反方向转动D．要由磁铁具体转动方向来决定9．如图所示，在水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑弧形轨道，一导体圆环自轨道右侧的P点无初速度滑下，下列判断正确的是( )A．圆环中将有感应电流产生B．圆环能滑到轨道左侧与P点等高处C．圆环最终停到轨道最低点D．圆环将会在轨道上永远滑动下去10．(2009·辽宁/宁夏)如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心．环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直．导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触．在圆心和圆环间连有电阻R.杆OM以匀角速度ω逆时针转动，t＝0时恰好在图示位置．规定从a到b流经电阻R的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t＝0开始转动一周的过程中，电流随ωt变化的图象是()11．如图所示，固定于水平面上的金属框架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v0向右匀速运动．t＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成边长为L的正方形，为使MN中无电流，从t＝0开始，试推导出磁感应强度与时间t的关系式．12．如图所示，金属杆ab可在平行金属导轨上滑动，金属杆电阻R0＝0.5 Ω，长L＝0.3 m，导轨一端串接一电阻R＝1 Ω，匀强磁场磁感应强度B＝2 T，当ab以v＝5 m/s向右匀速运动过程中，求：(1)ab间感应电动势E和ab间的电压U；(2)所加沿导轨平面的水平外力F的大小；(3)在2 s时间内电阻R上产生的热量Q.13．如图所示是家庭用的“漏电保护器”的关键部分的原理图，其中P是一个变压器铁芯，入户的两根电线(火线和零线)采用双线绕法，绕在铁芯的一侧作为原线圈，然后再接入户内的用电器．Q是一个脱扣开关的控制部分(脱扣开关本身没有画出，它是串联在本图左边的火线和零线上，开关断开时，用户的供电被切断)，Q接在铁芯另一侧副线圈的两端a、b之间，当a、b间没有电压时，Q使得脱扣开关闭合，当a、b间有电压时，脱扣开关即断开，使用户断电．(1)用户正常用电时，a、b之间有没有电压？(2)如果某人站在地面上，手误触火线而触电，脱扣开关是否会断开？为什么？。

电磁感应知识网络：单元切块：按照考纲的要求，本章内容可以分成四部分，即：电磁感应楞次定律；法拉第电磁感应定律、自感；电磁感应与电路规律的综合应用、电磁感应与力学规律的综合应用。

其中重点是电磁感应与电路规律的综合应用、电磁感应与力学规律的综合应用，也是复习的难点。

电磁感应楞次定律教学目标：1．理解电磁感应现象产生的条件、磁通量；2．能够熟练应用楞次定律或右手定则判断感应电流及感应电动势的方向教学重点：楞次定律的应用教学难点：楞次定律的应用教学方法：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：一、电磁感应现象1.产生感应电流的条件感应电流产生的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化。

以上表述是充分必要条件。

不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。

当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，电路中有感应电流产生。

这个表述是充分条件，不是必要的。

在导体做切割磁感线运动时用它判定比较方便。

2.感应电动势产生的条件。

感应电动势产生的条件是：穿过电路的磁通量发生变化。

这里不要求闭合。

无论电路闭合与否，只要磁通量变化了，就一定有感应电动势产生。

这好比一个电源：不论外电路是否闭合，电动势总是存在的。

但只有当外电路闭合时，电路中才会有电流。

二、楞次定律1．楞次定律感应电流总具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

楞次定律解决的是感应电流的方向问题。

它关系到两个磁场：感应电流的磁场（新产生的磁场）和引起感应电流的磁场（原来就有的磁场）。

前者和后者的关系不是“同向”或“反向”的简单关系，而是前者“阻碍”后者“变化”的关系。

2．对“阻碍”意义的理解：（1）阻碍原磁场的变化。

“阻碍”不是阻止，而是“延缓”，感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化，只能使原磁场的变化被延缓或者说被迟滞了，原磁场的变化趋势不会改变，不会发生逆转．（2）阻碍的是原磁场的变化，而不是原磁场本身，如果原磁场不变化，即使它再强，也不会产生感应电流．（3）阻碍不是相反．当原磁通减小时，感应电流的磁场与原磁场同向，以阻碍其减小；当磁体远离导体运动时，导体运动将和磁体运动同向，以阻碍其相对运动．（4）由于“阻碍”，为了维持原磁场的变化，必须有外力克服这一“阻碍”而做功，从而导致其它形式的能转化为电能．因此楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体现．3．楞次定律的具体应用（1）从“阻碍磁通量变化”的角度来看，由磁通量计算式Φ=BS sinα可知，磁通量变化ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式，主要有：①S、α不变，B改变，这时ΔΦ=ΔB S sinα②B、α不变，S改变，这时ΔΦ=ΔS B sinα③B、S不变，α改变，这时ΔΦ=BS（sinα2-sinα1）当B、S、α中有两个或三个一起变化时，就要分别计算Φ1、Φ2，再求Φ2-Φ1了。

§4．4 感生电磁感应导体相对磁场静止，由于磁场的变化而引起导体内感生电动势的现象叫感生电磁感应。

即：S 、a 均不变，但B变而使得Φ变。

产生原因：分析：回路置于变化的磁场里，最简单的方法就是回路平面和磁场垂直，回路中会产生感应电动势，如果回路闭合就有感应电流t R i ∆∆=ϕ1，如果回路不闭合，感生电动势仍是t ∆∆=ϕε，不产生感应电流。

这是法拉等的发现。

由于法拉第自身不可避免的局限，他没有再追究这一现象的深层本质。

接过接力棒再创佳绩的是麦克斯韦，他指出感应电动势其实跟导体的性质和种类无关，纯粹是由变化多端的磁场引起的。

放置了闭合回路，回路中就有电流，这只是表面现象，不是事情的本质。

麦克斯韦相信，即使不在导体回路，变化着的磁场也能在其周围空间激发一种称为涡旋电场的场，涡旋电场和静电场的共同点就是对电荷都有作用力，当然差异点也有不少。

例如静电荷它可以单独存在，其电场线是闭合的无头尾无始终。

如果恰好变化磁场中有闭合导体回路，变化磁场产生的涡旋电场电场线跟导体不垂直因而分解出与导体相切的分量，导体中的自由电荷受其作用力就会定向移动成为电流。

这就是感应电动势的非静电力的来源。

麦克斯韦最早分析了这种情况，他敏感地预见到这一现象，表明电场和磁场之间必然有某种当时尚未发现的新关系。

让我们更具体地分析：一个物理场，既图4-4-1呈现某种空间分布又随时间依一定规律变化。

我们说这个场是空间和时间的函数。

磁场和电场一样，是矢量场。

如果说它是匀强的，是指它非稳恒，空间分布状况不变但随时间改变其大小，场线会随时间变密或变疏。

本题中变化磁场产生涡旋电场的问题，按麦克斯韦的理论，是一个十分复杂的问题。

仅在非常特殊的场合，再附加上非常苛刻的条件，场的分布才是很确定的，中学阶段我们面对的模型几乎都是这样的：磁场被限制在一个圆柱状空间，有理想边界即磁场在边界上突变，在界内匀强，在圆柱外突变为零。

磁感线跟圆柱轴线平行，在与磁场垂直的平面上磁场边界是有限大的圆。