电磁感应例题解析

电磁感应课堂例题第二节探究电磁感应产生的条件【例题1】关于感应电流,下列说法中正确的是( )A．只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生B．穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生C．线框不闭合时,即使穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中也没有感应电流D．只要电路的一部分作切割磁感线运动,电路中就一定有感应电流解析:感生电流产生的条件：首先，穿过电路的磁通量必须变化；其次，电路必须闭合。

本题（A）（B）（D）选择支都不能确保两点都满足，故不能选。

故（C）正确。

【例题2】如图所示,竖直放置的长直导线通以恒定电流,有一矩形线框与导线在同一平面,在下列情况中线圈产生感应电流的是( ).A.导线中电流强度变大B.线框向右平动C.线框向下平动D.线框以ab边为轴转动解析:直线电流在其周围产生的磁感应强度与导线中的电流强度和考查点到导线的距离有关（B=KI/r）。

本题(A)因电流强度的变大使穿过线框回路的磁场变强从而使磁通量发生了变化；(B)因线框向外运动使穿过线框回路的磁场变弱，从而使线框回路的磁通量发生变化；(D)主要是因为线框面与磁场方向的夹角不断变化，从而使线框回路的磁通量发生变化；(C)影响电路磁通量的三个因素都没有改变，故磁通量不变。

故（A）（B）（D）正确。

【例题2】【例题3】【例题3】如图所示,一闭合金属环从上而下通过通电的长直螺线管,b为螺线管的中点,金属环通过a、b、c处时,能产生感应电流的是__________.解析:螺线管外部的磁场类似于条形磁铁的磁场，内部的磁场是匀强磁场在闭合金属环分别通过a、b、c时，穿过环面的磁通量的变化情况依次是变大、不变和变小，故能产生感生电流的是a，c。

【例题4】如图所示，用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位置组合，哪几种组合中，切断直导。

．．ABCD 线中电流时，闭合回路中会有感应电流产生？（）解析:A图，环面关于直导线对称分布，上下两个半环面上的磁场总是大小相等方向相反，穿过整个环面的磁通量恒为零；B图和C图，环面关于直导线不对称分布，穿过环面的磁通量不为零，当切断直导线中电流时，环面上的磁通量发生变化；D图，磁感线与回路导线是同心圆，穿过整个环面的磁通量恒为零。

法拉第电磁感应定律典例与练习【典型例题】类型一、法拉第电磁感应定律的应用例1、(2015 安徽) 如图所示，abcd为水平放置的平行“匚”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sinBlvθB．电路中感应电流的大小为sinBvrθC．金属杆所受安培力的大小为2sinlvrBθD．金属杆的热功率为22sinlrvBθ【答案】B【解析】导体棒切割磁力线产生感应电动势E=Blv，故A错误；感应电流的大小sinsinE BvIl rrθθ==，故B正确；所受的安培力为2sinl B lvF BIrθ==，故C错误；金属杆的热功率222sinsinl B vQ I rrθθ==，故D错误。

【考点】考查电磁感应知识。

举一反三【变式】如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距L=0.50 m，左端接一电阻R =0. 20n，磁感应强度B=0.40 T，方向垂直于导轨平面的匀强磁场，导体棒a b垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当a b以v=4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：（1）a b棒中感应电动势的大小，并指出a、b哪端电势高？（2）回路中感应电流的大小；（3）维持a b 棒做匀速运动的水平外力F 的大小。

【答案】（1）0.8V ；a 端电势高；（2）4.0A ；（3）0. 8 N 。

【解析】（1）根据法拉第电磁感应定律，a b 棒中的感应电动势为0.40.5 4.00.8E BLv V V ==⨯⨯= 根据右手定则可判定感应电动势的方向由b a →，所以a 端电势高。

（2）导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，感应电流大小为 0.8 4.00.2E I A A R === （3）由于a b 棒受安培力，棒做匀速运动，故外力等于安培力 4.00.50.40.8F BIL N N ==⨯⨯=， 故外力的大小为0. 8 N 。

高考物理专题电磁感应双杆模型及例题解析
电磁双杆模型
电磁感应中“双杆问题”是学科内部综合的问题，涉及到电磁感应、安培力、牛顿运动定律和动量定理、动量守恒定律及能量守恒定律等。

要求学生综合上述知识，认识题目所给的物理情景，找出物理量之间的关系，因此是较难的一类问题，也是近几年高考考察的热点。

总结
电磁感应中“轨道”中的“双杆运动”问题，或者由于两杆的长度不同，或者由于两杆的速度不同，两杆产生的感应电动势往往不等。

两杆产生的感应电动势的方向是否相同，不是看空间方向（如力的方向），而是看回路中的方向，如相同，则相加，如相反，则相减，往往相反，则总电动势的方向为大者，感应电流的方向与总电动势方向相同。

两杆所受安培力的方向用左手定则分别判断。

运动中克服安培力做的功（功率）等于机械能转变为动能的功（功率），亦即等于焦耳热（焦耳热功率）。

例题1 如图所示，光滑、平行、电阻不计的金属导轨 固定在竖直平面内，两导轨间的距离为L，导轨顶端连 接定值电阻R，导轨上有一质量为m，长度为L，电阻 不计的金属杆，杆始终与导轨接触良好。整个装置处 于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨 平面向里。现将杆从M点以v0的速度竖直向上抛出，经 历时间t，到达最高点N，重力加速度大小为g。求t时 间内
用动量定理求电量
在电磁感应中，往往会遇到被研究对象在磁场力（变力）作 用下，做一般的变速运动求电量的问题。
方法：避开中间过程，分析各有关物理量的初、末状态情况 ，思维切入点是分析运动稳定时的速度。
当导体棒只受安培力作用时，安培力对棒的冲量为：F安·t = BIlt，其It即为该过程中电磁感应时通过导体的电量q，即安 培力冲量为Bql．当两个过程中磁通量φ变化量Δφ相同时， 由q= n△ф/(R+r)可知此时通过的电量也相同，安培力冲量 也相同．又由动量定理得F安△t=△p，所以
例 2 .如图所示，矩形线圈 abcd 在磁感强度 B=2T 的 匀强磁场中绕轴 OO′ ，以角速度 ω=10πrad/s 匀速转 动，线圈共 10 匝， ab=0. 3m ， bc= 0.6m ，负载电阻 R= 45Ω 。求（ l ）电阻 R 在 0.05s 内所发出的热量； (2)0.05s 内流过的电量（设线圈从垂直中性面开始转 动）。
例题 3 相距为L的水平光滑导轨上，存在竖直向下的匀 强磁场，导轨上放着两根质量均为m，电阻为R的金属 棒AC、DE如图。开始时，DE静止，AC棒以V0初速度 向右运动，求：在运动过程中通过AC棒上的总电量。
分析与解：
AC棒和DE棒在运动中，开始时AC棒的速度大于DE棒的速 度，回路中有顺时针方向的电流。 AC棒受到的安培力使 AC棒做减速运动，DE棒受到的安培力使DE棒做加速运动 。当两棒的速度相等时，回路中的电流为零，两棒受到的 安培力也为零，两棒最后以相同的速度匀速运动。尽管AC 棒和DE棒所受到的安培力是变力，但始终大小相等，方向 相反，两棒组成的系统合外力为零，系统动量守恒。