高二物理竞赛课件：磁场磁感应强度(15张PPT)

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

考点26 电磁感应中的电路

和图象问题

两年高考真题演练

1．(2015·山东理综，19)如图甲，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内。左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R0的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化。规定内圆环a端电势高于b端时，a、b间的电压uab为正，下列uab－t图象可能正确的是( )

2．(2015·安徽理综，19)

如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则( )

A．电路中感应电动势的大小为Blvsin θ

B．电路中感应电流的大小为Bvsin θr

C．金属杆所受安培力的大小为B2lvsin θr

D．金属杆的发热功率为B2lv2rsin θ

3．(2014·新课标全国卷Ⅰ，18)如图(a)，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上。在ab线圈中通以变化的电流。用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是(

)

4．(2015·海南单科，13)

如图，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距l，左端与一电阻R相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下。一质量为m的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速率v匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻均可忽略。求

(1)电阻R消耗的功率；

(2)水平外力的大小。

5．(2014·新课标全国卷Ⅱ，25)半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体捧AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示。整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下。在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出)。直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均可忽略。重力加速度大小为g。求

高考综合复习——电磁感应专题复习一

电磁感应基础知识、自感和互感

编稿：郁章富 审稿：李井军 责编：郭金娟

总体感知

知识网络

考纲要求

内容 要求

电磁感应现象

磁通量

法拉第电磁感应定律

楞次定律

自感、涡流 I

I

II

II

I

命题规律

1．从近五年的高考试题可以看出，本专题内容是高考的重点，每年必考，命题频率较高的知识点有：感应电流的产生条件、方向判断和感应电动势的计算；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及感应电流（或感应电动势）的图象问题，在高考中时常出现。

2．本专题在高考试卷中涉及的试题题型全面，有选择题、填空题和计算题，选择题和填空题多为较简单的题目，计算题试题难度大，区分度高，能很好地考查学生的能力，备受命题专家的青睐。

今后高考对本专题内容的考查可能有如下倾向：

①判断感应电流的有无、方向及感应电动势的大小计算仍是高考的重点，但题目可能会变得更加灵活。

②力学和电学知识相结合且涉及能量转化与守恒的电磁感应类考题将继续扮演具有选拔性功能的压轴题。

复习策略 1．左手定则与右手定则在使用时易相混，可采用“字形记忆法”：

（1）通电导线在磁场中受安培力的作用，“力”字的最后一撇向左，用左手定则；

（2）导体切割磁感线产生感应电流，“电”字最后一钩向右，用右手定则；

总之，可简记为力“左”电“右”。

2．矩形线框穿越有界匀强磁场问题，涉及楞次定律（或右手定则）、法拉第电磁感应定律、磁场对电路的作用力、含电源电路的计算等知识，综合性强，能力要求高，这也是命题热点。

3．电磁感应图象问题也是高考常见的题型之一；滑轨类问题是电磁感应中的典型综合性问题，涉及的知识多，与力学、静电场、电路、磁场及能量等知识综合，能很好的考察考生的综合分析能力。本章知识在实际中应用广泛，如日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术应用等，有些问题涉及多学科知识，不可轻视。

磁 场一、恒定电流的磁场

1、直线电流的磁场

通有电流强度为I的无限长直导线，距导线为R处的磁感应强度为：RIB20；如下图距通有电流强度为I的有限长直导线为R处的P点的磁感应强度为：

)cos(cos40RIB----------------------------------①

若P点在通电直导线的延长线上，则R=0 α=0 β=π 无法直接应用上述式子计算，可进行如下变换

lRdd21)sin(2121

上式中1d、2d分别为P点到A、B的距离，l为直导线的长度

所以：lddR)sin(21 代入①式得：)sin(coscos4210ddIlB

令2sin2cos2cos2sin22cos2cos2)sin(coscosy

将α=0 β=π代入上式得0y

所以：在通电直导线的延长线上任意一点的磁感应强度为0B

2、微小电流元产生的磁场

微小电流元的磁场，根据直线电流的磁场公式)cos(cos40rIB得： Ⅰ若、都是锐角，如左图，有：

)cos(cos40rIB=)sin(sin4210rI

因1、20，所以)sin(sin4210rIB)(4210rI

所以：rIB40

Ⅱ若、中有一个是钝角，如（右图），则：

]sin)[sin(cos4)cos(cos400000rIdIB-------------①

00000sinsincoscossinsin)sin(

因0，所以：

0000coscossinsin)sin(--------------------------------②