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高考物理电磁感应知识点归纳高考物理电磁感应知识点归纳1.电磁感应现象电磁现象：利用磁场产生电流的现象称为电磁感应，产生的电流称为感应电流。
(1)产生感应电流的条件：通过闭合电路的磁通量发生变化，即0。
(2)产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要通过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就会产生感应电动势。
导体中产生感应电动势的部分相当于电源。
(3)电磁感应的本质是产生感应电动势。
如果回路闭合，会有感应电流；如果回路不闭合，只会有感应电动势而没有感应电流。
2.磁通量(1)定义：磁感应强度b与垂直于磁场方向的面积s的乘积称为通过这个表面的磁通量，定义公式为=BS。
如果面积S不垂直于B，则B应乘以垂直于磁场方向的投影面积S，即=BS，SI单位：Wb。
在计算磁通量时，应该是通过某一区域的磁感应线的净数量。
每张脸都有正面和背面；当磁感应线从表面的正方向穿透时，通过表面的磁通量为正。
相反，磁通量是负的。
磁通量是穿过正面和背面的磁感应线的代数和。
3.楞次定律(1)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。
楞次定律适用于感应电流方向的一般判断，而右手定则只适用于剪线时磁感应线的运动，用右手定则比楞次定律更容易判断。
(2)理解楞次定律(1)谁阻碍谁——感应电流的磁通量阻碍了感应电流的磁通量。
阻碍——阻碍的是通过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身。
如何阻碍——当一次磁通增加时，感应电流的磁场方向与一次磁场方向相反；当一次磁通量减少时，感应电流的磁场方向与一次磁场的方向相同，即，一次磁通量增加，一次磁通量减少。
阻塞-阻塞的结果不是停止，而是增加和减少。
(3)楞次定律的另一种表述：感应电流总是阻碍其产生的原因，表现形式有三种：(1)阻碍原始磁通量的变化；阻碍物体之间的相对运动；阻止一次电流(自感)的变化。
4.法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小与通过电路的磁通量的变化率成正比。
表达式E=n/t当导体切割磁感应线时，感应电动势公式为E=BLvsin。
物理专题四 电磁感应中的力学问题与能量转化问题在物理学研究的问题中,能量是一个非常重要的课题,能量守恒是自然界的一个普遍的、重要的规律。
在电磁感应现象中，由磁生电并不是创造了电能，而只是机械能转化为电能而已。
在力学中就已经知道：功是能量转化的量度。
那么在机械能转化为电能的电磁感应现象中，是什么力在做功呢？是安培力在做功，在电学中，安培力做正功，是将电能转化为机械能（电动机），安培力做负功，是将机械能转化为电能（发电机），必须明确发生电磁感应现象中，是安培力做功导致能量的转化。
（1）由t N ∆∆=φε决定的电磁感应现象中，无论磁场发生的增强变化还是减弱变化，磁场都通过感应导体对外输出能量（指电路闭合的情况下，下同）。
磁场增强时，是其它形式的能量转化为磁场能中的一部分对外输出；磁场子削弱时，是消耗磁场自身储存的能量对外输出。
（2）由θεsin Blv =决定的电磁感应现象中，由于磁场本身不发生变化，一般认为磁场并不输出能量，而是其它形式的能量，借助安培的功（做正功、负功）来实现能量的转化。
（3）解决这类问题的基本方法：用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动的大小和方向；画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率表达式；分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的变化所满足的方程。
例1. 如图所示，竖直放置的U 形导轨宽为L ，上端串有电阻R （其余导体部分的电阻都忽略不计）。
磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直于纸面向外。
金属棒ab 的质量为m ，与导轨接触良好，不计摩擦。
从静止释放后ab 保持水平而下滑。
试求ab 下滑的最大速度v m解：释放瞬间ab 只受重力，开始向下加速运动。
随着速度的增大，感应电动势E 、感应电流I 、安培力F 都随之增大，加速度随之减小。
当F 增大到F=mg 时，加速度变为零，这时ab 达到最大速度。
由mg R v L B F m ==22，可得22LB mgR v m = 这道题也是一个典型的习题。
专题三：电磁感应中的能量问题1、求解电磁感应中能量问题的思路和方法 . （1）分析回路，分清电源和外电路.在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，其余部分相当于外电路。
（2）分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能量发生了转化。
如：做功情况 能量变化特点 滑动摩擦力做功 有内能（热能）产生 重力做功 重力势能必然发生变化克服安培力做功 必然有其他形式的能转化为电能，并且克服安培力做多少功，就产生多少电能安培力做正功电能转化为其他形式的能。
安培力做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能（3）根据能量守恒列方程求解.2、电能的三种求解思路 . （1）利用电路特征求解. 在电磁感应现象中，若由于磁场变化或导体做切割磁感线运动产生的感应电动势和感应电流是恒定的，则可通过电路知识求解。
（2）利用克服安培力做功求解.电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功。
（3）利用能量守恒定律求解.① 电磁感应的过程是能量的转化和守恒的过程，其他形式能的减少量等于产生的电能。
② 在较复杂的电磁感应现象中，经常涉及求解耳热的问题。
尤其是变化的安培力，不能直接由Q=I 2 Rt 解，用能量守恒的方法就可以不必追究变力、变电流做功的具体细节，只需弄清能量的转化途径，注意分清有多少种形式的能在相互转化，用能量的转化与守恒定律就可求解，而用能量的转化与守恒观点，只需从全过程考虑，不涉及电流的产生过程，计算简便。
这样用守恒定律求解的方法最大特点是省去许多细节，解题简捷、方便。
③ 含有电动机的电路中，电动机工作时线圈在磁场中转动引起磁通量的变化，就会产生感应电动势，一般参考书上把这个电动势叫作反电动势，用反E 表示。
根据楞次定律这个感应电动势是阻碍电动机转动的，电流克服这个感应电动势作的功反IE W =就等于电动机可输出的机械能，这样电流对电动机作的功rt I t IE UIt 2+=反，（其中r 是电动机的内电阻）这就是含有电动机的电路中电功不等于电热的原因。
电磁感应中的动力学问题和能量问题一、感应电流在磁场中所受的安培力1.安培力的大小:F=BIL= ⑴.由F= 知,v 变化时,F 变化,物体所受合外力变化,物体的加速度变化,因此可用牛顿运动定律进行动态分析.⑵.在求某时刻速度时,可先根据受力情况确定该时刻的安培力,然后用上述公式进行求解.2.安培力的方向判断(1)右手定则和左手定则相结合,先用右手定则确定感应电流方向,再用 左手定则判断感应电流所受安培力的方向.(2)用楞次定律判断,感应电流所受安培力的方向一定和导体切割磁感线运动的方向垂直。
热点一 对导体的受力分析及运动分析从运动和力的关系着手,运用牛顿第二定律.基本方法是:受力分析→运动分析(确定运动过程和最终的稳定状态)→由牛顿第二定律列方程求解.运动的动态结构:这样周而复始的循环,循环结束时加速度等于零,导体达到平衡状态.在分析过程中要抓住a=0时速度v 达到最大这一关键.特别提示1.对电学对象要画好必要的等效电路图.2.对力学对象要画好必要的受力分析图和过程示意图二、电磁感应的能量转化1.电磁感应现象的实质是其他形式的能和电能之间的转化.2.感应电流在磁场中受安培力,外力克服安培力做功,将其他形式的能转化为电能,电流做功再将电能转化为内能.3.电流做功产生的热量用焦耳定律计算,公式为Q=I 2Rt热点二 电路中的能量转化分析从能量的观点着手,运用动能定理或能量守恒定律.基本方法是:受力分析→弄清哪些力做功,做正功还是负功→明确有哪些形式的能参与转化,哪些增哪些减→由动能定理或能量守恒定律列方程求解.特别提醒在利用能的转化和守恒定律解决电磁感应的问题时,要注意分析安培力做功的情况,因为安培力做的功是电能和其他形式的能之间相互转化的“桥梁”.简单表示如下: 安培力做正功 电能 其他形式能.安培力做副功 其它形式能 电能如何求解电磁感应中的力学问题，一直是高中物理教学的一个难点，也是近几年来高R L B R E BL v22=⋅R L B 22考的热点。
1６．4电磁感应中的力学问题和能量转换问题一、知识扫描1.电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，从而影响导体棒（或线圈）的受力情况和运动情况。
解决这类电磁感应现象中的力学综合题，要将电磁学、力学中的有关知识综合起来应用。
2. 电磁感应现象实质是能量转化与守恒.电磁感应过程中导体（或线圈）克服安培力做功,其他形式的能量转化为电能。
当感应电流通过用电器时,电能又转化为其他形式的能量。
“外力”克服安培力做了多少功,就有多少 其他形式的 能转化为 电 能。
同理,安培力做了多少功,就有多少 电 能转化为 其它形式的 能。
3.二．例题例1. 如图所示，AB 、CD 是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为L ，导轨平面与水平面的夹角为θ，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强度为B ，在导轨的 AC 端连接一个阻值为 R 的电阻，一根质量为m 、垂直于导轨放置的金属棒ab ，从静止开始沿导轨下滑。
求导体ab下滑的最大速度v m ；（已知ab 与导轨间的动摩擦因数为μ，导轨和金属棒的电阻都不计。
g=10m ／s 2）〖解析〗ab 沿导轨下滑过程中受四个力作用，即重力mg ，支持力F N 、摩擦力F f 和安培力F 安，如图所示，ab 由静止开始下滑后，将是↓↑→↑→↑→↑→a F I E v 安（↑为增大符号），所以这是个变加速过程，当加速度减到a=0时，其速度即增到最大v=v m ，此时必将处于平衡状态，以后将以v m 匀速下滑。
E=BLv ①；I=E/R ②安培力F 安方向如图示，其大小为：F 安=BIL ③由①②③可得R v L B F 22=安 以ab 为研究对象，根据牛顿第二定律应有：mgsinθ–μmgcosθ-R vL B 22=maab 做加速度减小的变加速运动，当a=0时速度达最大，ab 达到v m 时应有：mgsinθ –μmgcosθ-R v L B 22=0 ④ ；由④式可解得()22cos sin L B R mg v m θμθ-=（1）电磁感应中的动态分析，要抓住“速度变化引起磁场力的变化”这个相互关联关系，F=BIL临界状v 与a 方向关系 运动状态的分析 a 变化情况 F=ma 合外力 运动导体所受的安培力 感应电流 确定电源（E ，r ）r R E I +=从分析物体的受力情况与运动情况入手是解题的关键，要学会从动态分析的过程中来选择是从动力学方面，还是从能量、动量方面来解决问题。
（2）在分析运动导体的受力时，常画出平面示意图和物体受力图。
例2. 光滑U 型金属框架宽为L ，足够长，其上放一质量为m 的金属棒ab ，左端连接有一电容为C 的电容器，现给棒一个初速v 0，使棒始终垂直框架并沿框架运动，如图所示。
求导体棒的最终速度。
〖解析〗：当金属棒ab 做切割磁力线运动时，要产生感应电动势，这样，电容器C 将被充电，ab 棒中有充电电流存在，ab棒受到安培力的作用而减速，当ab 棒以稳定速度v 匀速运动时，有：BLv=U C =q/C 而对导体棒ab 利用动量定理可得：-BLq =mv -mv 0由上述二式可求得： CL B m m v v 220+= 感应电流通过直导线时，直导线在磁场中要受到安培力的作用，当导线与磁场垂直时，安培力的大小为F=BLI 。
在时间△t 内安培力的冲量RBL BLq t BLI t F ∆Φ==∆=∆，式中q 是通过导体截面的电量。
利用该公式解答问题十分简便.例3. 如图所示，水平面上固定有平行导轨，磁感应强度为B 的匀强磁场方向竖直向下。
同种合金做的导体棒ab 、cd 横截面积之比为2∶1，长度和导轨的宽均为L ，ab 的质量为m ,电阻为r ，开始时ab 、cd 都垂直于导轨静止，不计摩擦。
给ab 一个向右的瞬时冲量I ，在以后的运动中，cd 的最大速度v m 、最大加速度a m 、产生的电热各是多少？〖解析〗给ab 冲量后，ab 获得速度向右运动，回路中产生感应电流，cd 受安培力作用而加速，ab 受安培力而减速；当两者速度相等时，都开始做匀速运动。
所以开始时cd 的加速度最大，最终cd 的速度最大。
全过程系统动能的损失都转化为电能，电能又转化为内能。
由于ab 、cd 横截面积之比为2∶1，所以电阻之比为1∶2，根据Q=I 2Rt ∝R ，所以cd 上产生的电热应该是回路中产生的全部电热的2/3。
又根据已知得ab 的初速度为v 1=I/m ，因此有：2/,,2,1m F a BLI F r r E I BLv E m ==+== ，解得rm I L B a m 22232=。
最后的共同速度为v m =2I/3m ，系统动能损失为ΔE K =I 2/ 6m ，其中cd 上产生电热Q=I 2/ 9m1.“滑轨问题”是电磁感应现象中较为典型的问题，其启动阶段常常是加速度大小不断变化的变速运动，熟练地对运动做出定性分析，弄清各物理量的变化关系是很重要的。
2.注意：对于两棒ab 和cd 组成的系统，两棒所受安培力是外力，而系统动量守恒的原因是系统所受合外力为零。
例4.（2003年全国理综卷）如图所示，两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感应强度B=0.50T 的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计。
导轨间的距离l=0.20m 。
两根质量均为m=0.10kg 的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R=0.50Ω。
在t=0时刻，两杆都处于静止状态。
现有一与导轨平行、大小为0.20N 的恒力F 作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动。
经过t=5.0s ，金属杆甲的加速度为a=1.37m/s 2，问此时两金属杆的速度各为多少？〖解析〗设任一时刻t 两金属杆甲、乙之间的距离为x ，速度分别为v 1和v 2，经过很短的时间△t ，杆甲移动距离v 1△t ，杆乙移动距离v 2△t ，回路面积改变△S=[（x- v 2△t ）+ v 1△t]+t-lx= （v 1-v 2）l △t 由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势t S BE ∆∆= 回路中的电流 RE i 2= 杆甲的运动方程ma BliF =-由于作用于杆甲和杆乙的安培力总是大小相等，方向相反，所以两杆的动量（t=0时为0）等于外力F 的冲量21mv mv Ft += 联立以上各式解得)](2[21211ma F F B R m F v -+= )](2[212212m a F I B R m F v --= 代入数据得s m v s m v /85.1/15.821==从动力学角度分析：开始时，金属杆甲在恒力F 作用下做加速运动，回路中产生感应电流，金属杆乙在安培力作用下也将做加速运动，但此时甲的加速度肯定大于乙的加速度，因此甲、乙的速度差将增大。
根据法拉第电磁感应定律，E ＝E 2―E 1＝Bl （v 2－v 1），感应电流将增大，，同时甲、乙两杆所受安培力增大，导致乙的加速度增大，甲的加速度减小。
但只要a 甲>a 乙，甲、乙的速度差就会继续增大，所以当甲、乙两杆的加速度相等时，速度差最大。
此后，甲、乙两杆做加速度相等的匀加速直线运动。
例5.如图 ？所示光滑平行金属轨道abcd ，轨道的水平部分bcd 处于竖直向上的匀强磁场中，bc 部分平行导轨宽度是cd 部分的2倍，轨道足够长。
将质量相同的金属棒P 和Q 分别置于轨道的ab 段和cd 段。
P 棒位于距水平轨道高为h 的地方，放开P 棒，使其自由下滑，求P 棒和Q 棒的最终速度。
〖解析〗设P ，Q 棒的质量为m ，长度分别为2l 和l ， P 棒进入水平轨道的速度为v 0，对于P 棒，运用机械能守恒定律得mgh=1/2 mv 02； v 0=gh 2；当P 棒进入水平轨道后，切割磁感线产生感应电流。
P 棒受到安培力作用而减速，Q 棒受到安培力而加速，Q 棒运动后也将产生感应电动势，与P 棒感应电动势反向，因此回路中的电流将减小。
最终达到匀速运动时，回路的电流为零，所以E P =E Q ，即2Blv P =Blv Q ；2v p =v Q再设：磁感强度为B ，P 棒从进入水平轨道开始到速度稳定所用的时间为△t ，P ，Q 受到的平均作用力分别为F P 和F Q ；对P 、Q 分别应用动量定理得： F P ·△t=m （v P -v 0）；F Q ·△t=m （v Q -0） 而F P =2F Q ∴v P =gh 251；v Q =gh 252 AC 棒在磁场力的作用下做变速运动，最后达到运动稳定，两棒都做匀速运动。
但是以此类推认为两棒的运动速度相同是错误的。
本题中平行导轨的宽度不同，如果两棒的速度相同则回路中还有磁通量的变化，还会存在感应电动势，感应电流还会受到安培力的作用，AC ，DE 不可能做匀速运动，其中的一根继续减速，另一根继续加速，直到回路中的磁通量的变化为零，才使得两根导体棒做匀速运动。
以前我们做过类似的题。
那道题中的平行轨道间距都是一样的。
有一些同学不假思索，把那道题的结论照搬到本题中来，犯了生搬硬套的错误。
三、变式迁移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为L 的区域内，有一个边长为a （a<L ）的正方形闭合线圈以初速v 0垂直磁场边界滑过磁场后速度变为v （v<v 0）那么[ B ]A ．完全进入磁场中时线圈的速度大于（v 0+v ）/2；B ．安全进入磁场中时线圈的速度等于（v 0+v ）/2；C ．完全进入磁场中时线圈的速度小于（v 0+v ）/2；D ．以上情况A 、B 均有可能，而C 是不可能的 （提示在时间△t 内安培力的冲量RBL BLq t BLI t F ∆Φ==∆=∆） 〖解析〗设线圈完全进入磁场中时的速度为v x 。
线圈在穿过磁场的过程中所受合外力为安培力。
对于线圈进入磁场的过程，据动量定理可得：=∆Φ-=∆-R Ba t F 02mv mv R Ba Ba x -=- 对于线圈穿出磁场的过程，据动量定理可得： =∆Φ-=∆-R Ba t F x mv mv RBa Ba -=-2由上述二式可得20v v v x +=，即B 选项正确。
2、两根相距d =0.20m 的平行金属长导轨固定在同一水平面内，并处于竖直方向的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.2T ，导轨上面横放着两条金属细杆，构成矩形回路，每条金属细杆的电阻为r =0.25Ω，回路中其余部分的电阻可不计.已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反方向匀速平移，速度大小都是v=5.0m/s ，如图所示.不计导轨上的摩擦.La aL（1）求作用于每条金属细杆的拉力的大小.（2）求两金属细杆在间距增加0.40m 的滑动过程中共产生的热量.解析：（1）当两金属杆都以速度v 匀速滑动时，每条金属杆中产生的感应电动势分别为： E 1=E 2=Bdv 由闭合电路的欧姆定律，回路中的电流强度大小为：rE E I 221+= 因拉力与安培力平衡，作用于每根金属杆的拉力的大小为F 1=F 2=IBd 。
