电磁感应中两种终态模型总结上课讲义

高中物理电磁感应讲义Revised on November 25, 2020高中物理电磁感应讲义一、电磁感应现象1、电磁感应现象与感应电流 .（1）利用磁场产生电流的现象，叫做电磁感应现象。

（2）由电磁感应现象产生的电流，叫做感应电流。

二、产生感应电流的条件1、产生感应电流的条件：闭合电路．．．．中磁通量发生变化．．．．．．．。

2、产生感应电流的方法 . （1）磁铁运动。

（2）闭合电路一部分运动。

（3）磁场强度B 变化或有效面积S 变化。

注：第（1）（2）种方法产生的电流叫“动生电流”，第（3）种方法产生的电流叫“感生电流”。

不管是动生电流还是感生电流，我们都统称为“感应电流”。

3、对“磁通量变化”需注意的两点 .（1）磁通量有正负之分，求磁通量时要按代数和（标量计算法则）的方法求总的磁通量（穿过平面的磁感线的净条数）。

（2）“运动不一定切割，切割不一定生电”。

导体切割磁感线，不是在导体中产生感应电流的充要条件，归根结底还要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。

4、分析是否产生感应电流的思路方法 .（1）判断是否产生感应电流，关键是抓住两个条件：① 回路是闭合导体回路。

② 穿过闭合回路的磁通量发生变化。

注意：第②点强调的是磁通量“变化”，如果穿过闭合导体回路的磁通量很大但不变化，那么不论低通量有多大，也不会产生感应电流。

（2）分析磁通量是否变化时，既要弄清楚磁场的磁感线分布，又要注意引起磁通量变化的三种情况：①穿过闭合回路的磁场的磁感应强度B发生变化。

②闭合回路的面积S发生变化。

③磁感应强度B和面积S的夹角发生变化。

三、感应电流的方向1、楞次定律.（1）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。

①凡是由磁通量的增加引起的感应电流，它所激发的磁场阻碍原来磁通量的增加。

②凡是由磁通量的减少引起的感应电流，它所激发的磁场阻碍原来磁通量的减少。

（2）楞次定律的因果关系：闭合导体电路中磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的出现是感应电流存在的结果，简要地说，只有当闭合电路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现。

高中物理电磁感应中两种终态模型总结导体棒做切割磁感线运动的分析和推理是高考的热点内容，涉及规律较多，过程复杂，其解题关键在于能否正确分析出棒在运动中各量的动态变化，列出相关表达式，找出导体棒终极状态时的隐含条件. 下面对两种常见模型进行总结并加以拓展.一、“棒配电阻”模型例1. 如图1所示，MN 、PQ 是两根足够长且相距为L 的固定平行金属导轨，导轨平面与水平面的夹角为θ，整个导轨平面内有磁感应强度为B 、垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场，在导轨的N 、Q 端连接有阻值为R 的电阻，另一根质量为m 、垂直于导轨放置的金属棒ab 从静止释放后沿导轨下滑. 求棒的最大速度.解法1. 动态分析法：金属棒下滑后，速度v 增大→感应电动势E 增大→感应电流I 增大→导体棒受安培力F 安增大→导体棒受合外力F 合减小→加速度a 减小→……，周而复始地循环→循环结束时00a F v ⎧⎫=⎪⎪=⎨⎬⎪⎪⎭⎩合最大，可知金属棒ab 最终做匀速直线运动终态时根据平衡条件，导体棒在斜面方向上有0F sin mg =-θ安因BIL F =安，又RBLv R E I m ==，可求得最大速度22m L B sin mgR v θ=。

解法2. 一般位置分析法：导体棒运动到任一个位置时，在斜面方向上由牛顿第二定律可列方程ma F sin mg =-θ安而BIL F =安，又RBLv R E I ==，求得 mRv L B sin g a 22-θ= 随着速度的增大，棒的加速度逐渐减小，当加速度减小到零时、速度最大（设为v m ），以后一直做匀速直线运动.即所受合外力为0，0mRv L B sin g m 22=-θ，求得最大速度 22m LB sin mgR v θ=。

模型拓展：1. 若磁场方向竖直向上，如图2所示. 则终态时感应电动势为)90sin(BLv E m θ+︒=θ=cos BLv m斜面方向上合外力为0，有0cos L RE Bsin mg =θ⋅-θ 求得θθ=222m cos L B sin mgR v 。