高中物理复习教案电磁感应中的力学问题

电磁感应中的力学问题

[P3 .]电磁感应中的力学问题

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，因此，电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起，解决这类电磁感应中的力学问题，不仅要应用电磁学中的有关规律，如楞次定律、法拉第电磁感应定律、左右手定则、安培力的计算公式等，还要应用力学中的有关规律，如牛顿运动定律、动量定理、动能定理、动量守恒定律、机械能守恒定律等。要将电磁学和力学的知识综合起来应用。

电磁感应与动力学、运动学结合的动态分析，思考方法是：电磁感应现象中感应电动势→感应电流→通电导线受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……周而复始地循环，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定状态．

[P5 .] 07届12月江苏省丹阳中学试卷7．如图所示，两倾斜放置的光滑平行金属导轨间距为L ，电阻不计，导轨平面与水平方向的夹角为θ，导轨上端接入一内电阻可忽略的电源，电动势为E ．一粗细均匀的金属棒电阻为R ，金属棒水平放在导轨上且与导轨接触良好．欲使金属棒静止在导轨上不动，则以下说法正确的是 （ A C ）

A ．可加竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为EL mgR

B θ

tan =

B ．可加竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为EL

mgR B θ

tan =

C ．所加匀强磁场磁感应强度的最小值为EL

mgR B θ

sin =

[P6 .] 07届南京市综合检测题（三）8、超导体磁悬浮列车是利用超导体的抗磁化作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力的新型交通工具。如图所示为磁悬浮列车的原理图，在水平面上，两根平行直导轨间有竖直方向且等距离的匀强磁场B 1和B 2，导轨上有一个与磁场间距等宽的金属框abcd 。当匀强磁场B 1和B 2同时以某一速度沿直轨道向右运动时，

金属框也会沿直轨道运动。设直轨道间距为L ，匀强磁场的磁感应强度为B 1=B 2=B 磁场运动的速度为v ，金属框的电阻为R 。运动中所受阻力恒为f ，则金属框的最大速度可表示为 （ C ）

A 、2222()

m B L v f R v B L -?=

B 、22

22

(2)

2m B L v f R v B L

-?= C 、22

22

(4)

4m B L v f R v B L -?=

D 、2222

(2)

2m B L v f R v B L

+?= [P 8.] 07届南京市综合检测题（三）10．（16分）如图a 所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l =0.20m ，电阻R ＝1.0Ω。有一导体静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于

磁感应强度B ＝0.50T 的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下。现

用一外力F 沿轨道方向拉杆，使之

作匀加速运动，测得力F 与时间t

的关系如图b 所示。

（1）在图b 中画出安培力F 安大小与时间t 的关系图线 （2）求出杆的质量m 和加速度a 解：（1）如图所示。 （2）对杆应用牛顿定律，得

F F ma -安＝

F BIL 安＝ E BL I R R υ＝＝

at v ＝

由以上各式得：ma R

at

L B F =-22 分别把t 1＝0、F 1＝2N 及t 1＝10s 、F 1＝3N 代入上式解得 m=0.2kg (1分)、 a =10m/s 2

[P 10.] 07学年南京市期末质量调研18．（16分）如图所示，横截面为矩形的管道中，充满了水银，管道的上下两壁为绝缘板，左右两壁为导体板，（图中斜线部分），两导体板被一无电阻的导线短接。管道的高度为a ，宽度为b ，长度为c 。加在管道两端截面上的压强差恒为p ，水银以速度v

沿管道方向流动

a b

时，水银受到管道的阻力f 与速度成正比，即f kv =（k 为已知量）。求： （1）水银的稳定速度1v 为多大？

（2）如果将管道置于一匀强磁场中，磁场与绝缘壁垂直，磁感应强度的大小为B ，方向向上，此时水银的稳定流速2v 又是多大？（已知水银的电阻率为ρ，磁场只存在于管道所在的区域，不考虑管道两端之外的水银对电路的影响）

解：（1）1pab kv =，1pab

v k

=

（4分） （2）感应电动势 2E Bbv = （2分） 电阻 b R ac ρ= （2分）

由欧姆定律得 2

Bacv I ρ

=

（2分）

由平衡条件可得 2p ab BIb kv =+ （3分） 所以 22p ab v k B abc

ρ

ρ=

+ （2分）

[P12 .] 07年1月广东省汕尾市调研测试17、（16分）如图12所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为l ＝0.2m ，在导轨的一端接有阻值为R ＝ 0.5Ω的电阻，在x ≥ 0处有一与水平

面垂直的均匀磁场，磁感强度B ＝ 0.5T 。一质量为m ＝ 0.1kg 的金属直杆垂直放置在导轨上，并以v 0＝2m/s 的初速度进人磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力 F 的共同作用下作匀变速直线运动，加速度大小为a ＝ 2m/s 2，方向与初速度方向相反。设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好，求： （1）电流为零时金属杆所处的位置

（2）保持其他条件不变，而初速度v 0取不同值，求开始时F 的方向与初速度v 0取值的关系。 解：（1）感应电动势E ＝ B l v ，感应电流 I =E /R

（3分）

∴I ＝ 0时，v ＝ 0

此时，a

v x 22

=＝1（m ）

（2分）

（2）初始时刻，金属直杆切割磁感线速度最大，产生的感应电动势和感应电流最大 R

B l v

I m 0=

（2分）

开始时 v ＝ v 0 ，R

v l B l BI f m 0

22==

（3分）

图12

Q

甲

1 4 乙

2

h

B

Q

d a c F ＋ f ＝ m a F ＝ m a － f ＝R

v l B ma 0

22-

（2分）

所以当v 0 ＜ 2

2l

B maR

＝ 10 m/s 时，F ＞0，方向与x 轴正方向相反（2分） 当v 0 ＞

2

2l B maR

＝ 10 m/s 时，F ＜0，方向与x 轴正方向相同

（2分）

[P15 .] 07年1月山东潍坊市期末统考17．（12分）如图所示，矩形导线框abcd ，质量m=0.2kg ，电阻r=1.6Ω，边长L 1=1.0m ，L 2=0.8m.其下方距cd 边h=0.8m 处有一个仅有水平上边界PQ 的匀强磁场，磁感应强度B=0.8T ，方向垂直于纸面向里.

现使线框从静止开始自由下落，下落过程中ab 边始终水平，

且ab 边进入磁场前的某一时刻，线框便开始匀速运动.不计 空气阻力，取g=10m/s 2.

（1）通过计算说明进入磁场的过程中线框的运动情况； （2）求线框匀速运动的速度大小；

（3）求线框进入磁场过程中产生的电热.

解：（1）由机械能守恒，有

22

1

mv mgh =

① s m s m gh v /0.4/8.01022=??==

②

mg N N r v L B BIL F <=??===6.16

.10

.40.18.0222121

线框将继续加速运动 ③

线框的加速度mr

v

L B g m BIL mg a 2

121-=-= ④

由于v 增大，a 将减小，最终匀速，即线框将做国速度逐渐减小的加速运动，

最后匀速，直至完全进入磁场. ⑤ （2）设匀速运动的速度为v m ，由a=0得 ⑥ s m s m L B mgr v m /0.5/0

.18.06

.1102.02

2212=???==

⑦

（3）由能量守恒，得 Q=mg(h+L 2)－

21mv m 2=0.2×10×(0.8+0.8)J －2

1

×0.2×5.02J=0.7J ⑧ 评分标准：本题共12分.其中，①②③④⑤每式1分，⑥⑦每式2分，⑧式3分.

[P 18.] 07年1月海淀区期末练习17．（8分）如图13甲所示，光滑且足够长的金属导轨MN 、PQ 平行地固定的同一水平面上，两导轨间距L=0.20cm ，两导轨的左端之间所接受的电阻R=0.40Ω，导轨上停放一质量m=0.10kg 的金属杆ab ，位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10Ω，导轨的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=0.50T 的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一水平外力F 水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U

随时间t 变化的关系如图13乙所示。求金属杆开始运动经t=5.0s 时， （1）通过金属杆的感应电流的大小和方向； （2）金属杆的速度大小； （3）外力F 的瞬时功率。

解:（1）由图象可知，V U s t 40.00.5==时…………………………（1分） 此时电路中的电流（即通过金属杆的电流）A R U I 0.1/==………………（1分） 用右手则定判断出，此时电流的方向由b 指向a …………………………（1分） （2）金属杆产生的感应电动势V r R I E 50.0)(=+=…………………………（1分） 因s m BL E v s Blv E /0.5/50.0,===时金属杆的速度大小所以……（1分） （3）金属杆速度为v 时，电压表的示数应为 Blv r

R R

U +=

由图象可知，U 与t 成正比，由于R 、r 、B 及L 均与不变量，所以v 与t 成正比，即金属杆应沿水平方向向右做初速度为零的匀加速直线运动…………………（1分） 金属杆运动的加速度2/0.1/s m t v a ==

根据牛顿第二定律，在5.0s 末时对金属杆有F-BIL=m a ，解得F=0.20N ……（1分） 此时F 的瞬时功率P=Fv=1.0W …………………………（1分） [P21 .] 07年1月北京市崇文区期末统一练习18．（11）如图所示，abcd 为质量M=2kg 的U 型导轨，放在水滑绝缘的水平面上，另有一根质量m=0.6kg 的金属棒PQ 平行于bc 放在导轨上，PQ 棒左边靠着绝缘的竖直立柱e 、f 。导轨处于匀强磁场中，磁场以OO ′为界，左侧的磁场方向竖直向上，右侧的磁场方向水平向右，磁场应强度大小都为B=0.8T 。导轨的bc 段长L=0.5m ，其电阻r=0.4Ω金属棒的电阻R=0.2Ω，其余电阻均可不计。金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2。若在导轨上作用一个方向向左、大小为F = 2N 的水平拉力，设导轨足够长，求：（g 取10m/s 2） （1）导轨运动的最大加速度； （2）导轨的最大速度；

（3）定性画出回路中感应电流随时间变化的图象。

解：（1）判断：当t = 0时a 最大 2分 据Ma mg F =-μ 1分 a = 0.4m/s 2 1分 （2）判断：当导轨匀速运动时速度最大 1分 F －IBL －μN = 0……………① 1分 N = mg －IBL ……………… ② 1分

r

R B L v

I +=

…………………③ 1分 由①②③联立 得v = 3.75m/s 2分

（3）感应电流随时间变化的I –t 图象如图示

[P 24.] 07年扬州市期末调研测试16．（14分）一个质量m =0.1kg 的正方形金属框总电阻R =0.5Ω，金属框放在表面绝缘且光滑的斜面顶端（金属框上边与AA ′重合），自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB ′平行、宽度为d 的匀强磁场后滑至斜面底端（金属框下边与BB ′重合），设金属框在下滑过程中的速度为v ，与此对应的位移为s ，那么v 2—s 图象如图所示，已知匀强磁场方向

垂直斜面向上，g ＝10m/s 2

。

（1）根据v 2—s 图象所提供的信息，计算出斜面倾角θ和匀强磁场宽度d . （2）金属框从进入磁场到穿出磁场所用的时间是多少？ （3）匀强磁场的磁感应强度多大？

解：⑴ 由图象可知，从s ＝0到s 1＝1.6 m 过程中，金属框作匀加速运动

由公式v 2

＝2as 可得金属框的加速度 56

.1216

21211=?==s v a m/s 2 （2分）

根据牛顿第二定律 mg sin θ＝ma 1 ?=30θ （2分） 金属框下边进磁场到上边出磁场，线框做匀速运动．

∴ Δs =2L =2d =2.6-1.6=1m, d =L =0.5m （2分）

⑵ 金属框刚进入磁场时，162

1=v s m v /41=

金属框穿过磁场所用的时间 25.021

==

v L

t s （4分） (3) 因匀速通过磁场 θs i n 1

mg L R

BLv B

= 所以磁感应强度的大小 T B 5.0= （4分）

[P 27.]合肥市2007年教学质量检测一16．铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以获取火车运动信息，能产生磁感应强度为B 的匀强磁场的装置，被安装在火车首节车厢下面，如图甲所示（俯视图）。当它经过安放在两铁轨间的线圈时，线圈便会产生一电信号，传输给控制中心，线圈长为L 宽为b ，匝数为n ，线圈和传输线的电阻忽略不计。若火车通过线圈时，控制中心接收到的线圈两端的电压信号u 与时间t 的关系如图乙所示，同： （1）t 1时候火车的行驶速度为多大？

（2）火车在t 1时刻到t 2时刻的时间内做什么运动（简要说明理由）？ （3）上述时间内火车的加速度多大？

F

D

解：（1）由nBb

u v nBbv u 1

11

1:=

=解得 ①…………………………2分

（2）从t 1时刻到t 2时刻过程中线圈两端产生电压随时间做线性变化，而火车运行速度nBb

u v =，所以火车做匀加速直线运动。 ②…………………………2分 （3）在t 2时刻：nBb

u v 2

2=

③…………………………3分

所以此过程火车运行加速度)

(121

21212t t nBb u u t t v v a --=--=

④……………3分

[P29 .] 07年苏锡常镇四市二模18 . ( 16 分)如图所示，光滑的平行金属导轨CD 与EF 间距为 L=lm ，与水平地面夹角为θ，且 sin θ= 0.4 ，导轨 L 端用导线 CE 连接，导轨和连接导线的电阻不计，导轨处在磁感应强度为 B = 0.1 T 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中一根电阻为 R =1Ω的金属棒M N 两端有导电小轮搁在两导轨上，棒上有吸水装置P ．取沿导轨向下为x 轴正方向．坐标原点O 在 CE 中点．开始时棒处在 x ＝0位置

（即与 CE 重合），棒的起始质量不计．设棒自静止开始下滑，同时开始吸水，质量逐渐增大，设棒的质量与位移x 的平方根成

正比，即 x k m =， k 为一常数， k =0 . 01kg/ m ， g 取 10 m/s 2

问：

( l )金属棒下滑 2m 位移过程中，流过棒的电荷量是多少？ ( 2 )猜测金属棒下滑过程中做的是什么性质的运动，并加以证明 ( 3 )金属棒下滑 lm 位移时速度为多大？ 18.(1) q=I Δt=ΔΦ/R=BS/R=0.2C

(2)假设做匀变速运动有 ma v R

L B sin mg =-2

2θ ax v x k m 2==

则得：022

2=--

ka a R

L B sin kg θ

从上述方程可以看出a 的解是一个定值，与位移x 无关，表明前面的假设成立，即棒是做匀加速运动。

（3）将数据代入 a =2m/s 2

s /m ax v 21222=??==

u 2u 1

甲

接控制中心

[P32 .] 06年5月深圳市第二次调研考试16、（１６分）如图所示，光滑矩形斜面ABCD 的倾角θ＝300，在其上放置一矩形金属线框abcd ，

ab 的边长l 1＝1m ，bc 的边长l 2＝0.6m ，线

框的质量m ＝1kg ，电阻R ＝0.1Ω，线框通

过细线绕过定滑轮与重物相连，细线与斜面平行且靠近；重物质量M ＝2kg ，离地面的高度为H =4.8m;斜面上efgh 区域是有界匀强磁场，磁感应强度的大小为0.5T,

方向垂直于斜面向上;已知AB 到ef 的距离为4.2m ,ef 到gh 的距离为0.6m ，gh 到CD 的距离为3.2m ，取g ＝10m/s 2；现让线框从静止开始运动(开始时刻，cd 边与AB 边

重合)，求：

（1）通过计算,在右图中画出线框从静止

开始运动到cd 边与CD 边重合时（不考虑ab 边离

开斜面后线框的翻转），线框的速度—时间图象. （2）线框abcd 在整个运动过程中产生的焦耳热． 解：（1）解法一：

如图所示，线框abcd 由静止沿斜面向上运动，到ab 与ef 线重合过程中，线框受恒力作用，线框和重物以共同的加速度做匀加速运动，设为a 1,则： 对M: 1Ma T Mg =- 对m: 1sin ma mg T =-θ

（或对系统直接列出：1)(sin a m M mg Mg +=-θ亦可） 联立得：①、②53

5

20sin 1=-=+-=

m M mg Mg a θm/s （2分）

设ab 恰好要进入磁场时的速度为0v ,则：

112

02s a v =

6)6.02.4(520=-??=v m/s （1分）

该过程的时间为：2.15

6

0101==-=

a v t s （1分） a

b 边刚进入磁场时：2Ma T Mg =-

2sin ma F mg T A =--θ

（或列出2)(sin a m M F mg Mg A +=--θ）

1BIl F A =

R

E I =

01v Bl E =

联立求解得：R

m M v l B mgR MgR a )(sin 02122+--=θ=

01.036

15.01.051.0202=???-?-?（3分） 故线框进入磁场后，做匀速直线运动，直到cd 边离开gh 的瞬间为止。

2.06

2

.12022===

v l t s （1分） 此时M 刚好着地，细绳松弛，线框继续向上做减速运动，其加速度大小为：

5sin sin 3===

θθ

g m

mg a m/s 2，（1分） 直到线框的cd 边离开CD 线。设线框cd 边离开CD 的速度为1v

2

21232v v s a -=- 22.352362232

1=??-=-=s a v v m/s

（1分）

8.05

623013=--=--=a v v t s （1分）

则线框的速度——时间图象如右图（2分）

解法二：

如图所示，线框abcd 由静止沿斜面向上运动到ab 与ef 线重合的过程中，线框和重物在恒力作用下以共同的加速度做匀加速运动.

设ab 恰好要进入磁场时的速度为0v ，对线框和重物的整体在这一过程运用动能定理：

2

011)(2

1s i n

v m M m g s M g s +=-θ （2分） 解得：63

)

5.02)(

6.02.4(102)sin (210=--??=+-=

m M m M gs v θm/s （1分）

该过程的时间为：s v s v s t 2.1266

.02.42

00

1111=-=+==

（1分）

ab 边刚进入磁场时由于切割磁感线而产生电流，所以线框受到沿斜面向下的安培力作用：

R v l B BIl F A 0

2121== （2分）

故此时，01

.06

15.05.01020sin 22=??-

?---＝＝合A F mg Mg F θ （1分） 故线框进入磁场后，做匀速直线运动，直到cd 边离开gh 的瞬间为止。

2.06

2

.12022===

v l t s （1分） 此时M 刚好着地，细绳松弛，线框继续向上做减速运动，设线框的cd 边到达CD 线 的速度为1v ，则对线框有： 2

02122

121sin mv mv mgs -=-θ 得θsin 222

01?-=

gs v v

22.35236=??-= m/s （1分）

8.022

62.32

1023=+=+=v v s t s （1分）

则线框的速度——时间图象如右图（2分）

（2）解法一：()18sin 2222=-==l mg Mg l F Q A θJ （3分） 解法二： J l mg l Mg Q 18sin 2222=?-?=θ（3分）

《法拉第电磁感应定律》教学设计

《法拉第电磁感应定律》教学设计 陕西省西安市田家炳中学简波 一、设计思想 法拉第电磁感应定律是电磁学的核心内容。从知识发展来看，它既与电场、磁场和稳恒电流有紧密联系，又是后面学习交流电、电磁振荡和电磁波的基础。它既是本章的教学重点，也是教学难点。 在学习本节内容之前，学生已经掌握了恒定电流、电磁感应现象和磁通量的相关知识，并且也知道了变化量和变化率的概念。学生已经具备了很强的实验操作能力，而且本节课的实验也是上节课所演示过的，只不过研究的侧重点不同。因此，有条件的学校可将本节课的演示实验改为学生分组实验。另外，学生对物理学的研究方法已有较为深刻的认识，在自主学习、合作探究等方面的能力有了较高的水平。 本节课的重点法拉第电磁感应定律的建立过程，设计中采用了让学生自己设计方案，自己动手做实验，思考讨论，教师引导找出规律的方法，使学生能够深刻理解法拉第电磁感应定律的建立过程。对于公式，让学生自己根据法拉第电磁感应定律，动手推导，使学生深刻理解。 本节课的难点是对、、物理意义的理解，在难点的突破上，采用 了类比的方法。把、、、E和υ、Δυ、、a类比起来，使学生更 容易理解、、和E之间的联系。 二、教学目标 （一）知识和能力目标 1．知道感应电动势的概念，会区分Φ、ΔΦ、的物理意义。 2．理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式，并能应用解答有关问题。 3．知道公式的推导过程及适用条件，并能应用解答有关问题。

4．通过学生对实验的操作、观察、分析，找出规律，培养学生的动手操作能力，观察、分析、总结规律的能力。 （二）过程与方法目标 1．教师通过类比法引入感应电动势，通过演示实验，指导学生观察分析，总结规律。 2．学生积极思考认真比较，理解感应电动势的存在，通过观察实验现象的分析讨论，总结影响感应电动势大小的因素。 （三）情感、态度、价值观目标 1．通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养学生之间的团队合作精神。 2．让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，增进学生学习物理的情感。 三、教学重点 法拉第电磁感应定律的建立过程以及对公式Ｅ＝、的理解。 四、教学难点 对Φ、ΔΦ、物理意义的理解。 五、教学准备 准备实验仪器：电流计、蹄形磁铁、螺线管、铁芯、学生电源、变阻器、开关、导线若干。（若为分组实验，应准备若干组器材） 六、教学过程 （一）引入新课 教师和学生一起回顾第一节中的三个实验。在这三个实验中，闭合电路中都产生了感应电流，则电路中必须要有电源，电源提供了电动势，从而产生电流。在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。那么感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？本节课我们就来共同研究这个问题。 （二）讲授新课 ＊感应电动势

高中物理电磁感应综合问题

电磁感应综合问题 电磁感应综合问题，涉及力学知识（如牛顿运动定律、功、动能定 理、动量和能量守恒定律等）、电学知识（如电磁感应定律、楞次定律、 直流电路知识、磁场知识等）等多个知识点，其具体应用可分为以下 两个方面： （1）受力情况、运动情况的动态分析。思考方向是：导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……，周而复始，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态。要画好受力图，抓住a=0时，速度v达最大值的特点。 （2）功能分析，电磁感应过程往往涉及多种能量形势的转化。例 如：如图所示中的金属棒ab沿导轨由静止下滑时，重力势能减小，一 部分用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，最终在 R上转转化为焦耳热，另一部分转化为金属棒的动能．若 导轨足够长，棒最终达到稳定状态为匀速运动时，重力势 能用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，因此，从 功和能的观点人手，分析清楚电磁感应过程中能量转化的关系，往往 是解决电磁感应问题的重要途径． 【例1】如图1所示，矩形裸导线框长边的长度为2l，短边的长度 为l，在两个短边上均接有电阻R，其余部分电阻不计，导线框一长边

及x 轴重合，左边的坐标x=0，线框内有一垂直于线框平面的磁场，磁场的感应强度满足关系)sin(l x B B 20π=。一光滑导体棒AB 及短边平行且 及长边接触良好，电阻也是R ，开始时导体棒处于x=0处，从t=0时刻起，导体棒AB 在沿x 方向的力F 作用下做速度为v 的匀速运动，求： （1）导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中力F 随时间t 变化的规律； （2）导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中回路产生的热量。 答案：（1）)()(sin v l t R l vt v l B F 203222220≤≤=π （2）R v l B Q 32320= 【例2】 如图2所示，两条互相平行的光滑金属导 轨位于水平面内，它们之间的距离为l =0.2m ，在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻，在x ≥0处有一及水平面垂直的均匀磁场，磁感强度B=0.5T 。一质量为m=01kg 的金属杆垂直放置在导轨上，并以v 0=2m/s 的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力F 的共同作用下作匀变速直线运动，加速度大小为a=2m/s 2，方向及初速度方向相反，设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好。求： （1）电流为零时金属杆所处的位置； （2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F 的大小和方向； （3）保持其他条件不变，而初速度v 0取不同值，求开始时F 的方

高二物理-选修3-2-电磁感应-期末重点复习资料

电磁感应专题复习 知识网络 第一部分电磁感应现象、楞次定律 知识点一——磁通量 ▲知识梳理 1．定义 磁感应强度B与垂直场方向的面积S的乘积叫做 穿过这个面积的磁通量，。如果面积S与B不垂直，如图所示，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积,即 。 2．磁通量的物理意义 磁通量指穿过某一面积的磁感线条数。 3．磁通量的单位：（韦伯）。 特别提醒： （1）磁通量是标量，当有不同方向的磁感线穿过某面时，常用正负加以区别；另外，磁通量与线圈匝数无关。

（2）磁通量的变化，它可由B、S或两者之间的夹角的变化引起。 ▲疑难导析 一、磁通量改变的方式有几种 1．线圈跟磁体间发生相对运动，这种改变方式是S不变而相当于B变化。 2．线圈不动，线圈所围面积也不变，但穿过线圈面积的磁感应强度是时间的函数。 3．线圈所围面积发生变化，线圈中的一部分导体做切割磁感线运动。其实质也是B不变，而S增大或减小。 4．线圈所围面积不变，磁感应强度也不变，但二者间的夹角发生变化，如在匀强磁场中转动矩形线圈。 二、对公式的理解 在磁通量的公式中，S为垂直于磁感应强度B方向上的有效面积，要正确理解三者之间的关系。 1．线圈的面积发生变化时磁通量是不一定发生变化的，如图（a），当线圈面积由变为时，磁通量并没有变化。 2．当磁场范围一定时，线圈面积发生变化，磁通量也可能不变，如图（b）所示，在空间有磁感线穿过线圈S，S外没有磁场，如增大S，则不变。

3．若所研究的面积内有不同方向的磁场时，应是将磁场合成后，用合磁场根据去求磁通量。 例：如图所示，矩形线圈的面积为S（），置于磁感应强度为B（T）、方向水平向右的匀强磁场中，开始时线圈平面与中性面重合。求线圈平面在下列情况的磁通量的改变量：绕垂直磁场的轴转过（1）；（2）；（3）。 （1）； （2）； （3）。负号可理解为磁通量在减少。 知识点二——电磁感应现象 ▲知识梳理 1．产生感应电流的条件 只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，即，则闭合电路中就有感应电流产生。 2．引起磁通量变化的常见情况 （1）闭合电路的部分导体做切割磁感线运动。 （2）线圈绕垂直于磁场的轴转动。 （3）磁感应强度B变化。 ▲疑难导析

电磁感应教案

《电磁感应》章节复习教案 第二课时：电磁感应综合问题 课型：复习课 时间：2015/04/22 班级：高二（1）班 教者：许军义 教学目标： （一）知识与技能 1．进一步掌握感应电流的产生条件、方向的判断、大小的计算。 2. 掌握解决电磁感应中电路问题，力学问题，能量问题，图像问题的分析方法及思路。 （二）过程与方法 通过电磁感应中的电路问题，力学问题，能量问题，图像问题的分析方法及思路的教学，使学生的解题能思路、解题能力和解题方法得到进一步的提高，初步达到高考要求。 （三）情感、态度与价值观 培养学生学以致用的思想，用辩证唯物主义的观点认识问题的态度。 教学重点：电磁感应综合问题分析方法及思路 教学难点：1.电磁感应与电路问题综合中等效电路分析。 2.电磁感应与力学问题综合中受力截面图分析及运动过程分析。 教学过程： 一、组织教学，清点人数。 二、导入教学，展示目标。 三、新课教学： （一）、电磁感应与电路知识的综合应用 用电路规律求解，主要1、解决电磁感应与电路问题的分析方法及思路。 （1）、确定电源： 首先判断产生电磁感应现象的那一部分导体就是电源，其次利用 或 求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向。 （2）、分析电路结构，画等效电路图。 （3）、利有欧姆定律，串并联规律等。 2、例题分析 {例1} 匀强磁场的磁感应强度为B ，磁场宽度为d ，一正方形金属框连长为L,每边电阻 t n E ??Φ=θsin BLv E =

均为R ，金属框以速度V 匀速穿过磁场区域，其平面始终一磁感线方向垂直，如图所示。则线圈进入磁场磁场过程中a 、b 两点间电压Uab= ；穿出磁场磁场过程中a 、b 两点间电压Uab= 。 {解题方法过程} 学生活动：画出线圈进入磁场和穿出磁场过程中 等效电路 师生活动：根据等效电路及电路知识确定线圈进 入磁场和穿出磁场过程中a 、b 两点间 电压Uab 答案：进入磁场过程:Uab=BLV/4 穿出磁场过程:Uab=3BLV/4 (二)、电磁感应中的动力学问题 1、解决电磁感应与动力学问题的分析方法及思路： 教师活动：展示电磁感应中的动力学问题解题的基本思路方框图，并讲解。 学生活动：看图理解。 2、例题分析 {例2}如图所示，足够长的光滑平行金属导轨cd 和ef ，水平放置且相距L ，在其左端各固定一个半径为r 的四分之三金属光滑圆环，两圆环面平行且竖直。在水平导轨和圆环上各有一根与导轨垂直的金属杆，两金属杆与水平导轨、金属圆环形成闭合回路，两金属杆质量均为m 。整个装置放在磁感应强度大小为B 、方向竖直向上的匀强磁场中。当用水平向右的恒力F= 3 mg 拉细杆a ，经很长一段时间后，杆b 恰好静止在圆环上某处，试求： （1）此时回路中的感应电流； （2）此时杆b 的位置距圆环最低点的高度。 {解题方法过程} 学生活动：1、分析a 杆最终运动状态。 2、据a 3、画b 杆受力截面图。 a d b c 电路分析 确定电源 （E ，r ） 感应电流确定导体所受的安培力 受力分析确定合外力 a v 与a 方向关运动状态分析 临界状态

电磁感应定律的应用教案

电磁感应定律应用 【学习目标】 1．了解感生电动势和动生电动势的概念及不同。 2．了解感生电动势和动生电动势产生的原因。 3．能用动生电动势和感生电动势的公式进行分析和计算。 【要点梳理】 知识点一、感生电动势和动生电动势 由于引起磁通量的变化的原因不同感应电动势产生的机理也不同，一般分为两种：一种是磁场不变，导体运动引起的磁通量的变化而产生的感应电动势，这种电动势称作动生电动势，另外一种是导体不动，由于磁场变化引起磁通量的变化而产生的电动势称作感生电动势。 1．感应电场 19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出，变化的磁场会在周围空间激发一种电场，我们把这种电场叫做感应电场。 静止的电荷激发的电场叫静电场，静电场的电场线是由正电荷发出，到负电荷终止，电场线不闭合，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是封闭的，如图所示，如果空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产生感应电动势。 要点诠释：感应电场是产生感应电流或感应电动势的原因，感应电场的方向也可以由楞次定律来判断。感应电流的方向与感应电场的方向相同。 2．感生电动势 （1）产生：磁场变化时会在空间激发电场，闭合导体中的自由电子在电场力的作用下定向运动，产生感应电流，即产生了感应电动势。 （2）定义：由感生电场产生的感应电动势成为感生电动势。 （3）感生电场方向判断：右手螺旋定则。 3、感生电动势的产生 由感应电场使导体产生的电动势叫做感生电动势，感生电动势在电路中的作用就是充当电源，其电路是内电路，当它和外电路连接后就会对外电路供电。 变化的磁场在闭合导体所在的空间产生电场，导体内自由电荷在电场力作用下产生感应电流，或者说产生感应电动势。其中感应电场就相当于电源内部所谓的非静电力，对电荷产生作用。例如磁场变化时产生的感应电动势为cos B E nS t ?θ?= ． 知识点二、洛伦兹力与动生电动势 导体切割磁感线时会产生感应电动势，该电动势产生的机理是什么呢？导体切割磁感线产生的感应电动势与哪些因素有关？他是如何将其他形式的能转化为电能的？ 1、动生电动势

高中物理-电磁感应知识点汇总

电磁感应 1.★电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。 （1）产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，即ΔΦ≠0。 （2）产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 （3）电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。 2.磁通量 （1）定义：磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，定义式：Φ=BS。如果面积S与B不垂直，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S′，即Φ=BS′，国际单位：Wb 求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数。任何一个面都有正、反两个面；磁感线从面的正方向穿入时，穿过该面的磁通量为正。反之，磁通量为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和。 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。楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割

磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便。 （2）对楞次定律的理解 ①谁阻碍谁---感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量。 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，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的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。 （3）楞次定律的另一种表述：感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种： ①阻碍原磁通量的变化； ②阻碍物体间的相对运动； ③阻碍原电流的变化（自感）。 ★★★★4.法拉第电磁感应定律 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。表达式E=nΔΦ/Δt 当导体做切割磁感线运动时，其感应电动势的计算公式为E=BLvsinθ。当B、L、v三者两两垂直时，感应电动势E=BLv。 （1）两个公式的选用方法E=nΔΦ/Δt计算的是在Δt时间内的平均电动势，只有当磁通量的变化率是恒定不变时，它算出的才是瞬时电动势。E=BLvsinθ中的v 若为瞬时速度，则算出的就是瞬时电动势：若v为平均速度，算出的就是平均电动势。

法拉第电磁感应定律教案

§ 4.3 法拉第电磁感应定律 编写 薛介忠 【教学目标】 知识与技能 ● 知道什么叫感应电动势 ● 知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、t ??Φ ● 理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式 ● 知道E =BLv sin θ如何推得 ● 会用t n E ??Φ=和E =BLv sin θ解决问题 过程与方法 ● 通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式E =BLv ，掌握运用理论知识探究问题的方法 情感态度与价值观 ● 从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想 ● 了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神 【重点难点】 重点：法拉第电磁感应定律 难点：平均电动势与瞬时电动势区别 【教学内容】 [导入新课] 在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？ 在电磁感应现象中，磁通量发生变化的方式有哪些情况？ 恒定电流中学过，电路中产生电流的条件是什么？ 在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。下面我们就来探讨感应电动势的大小决定因素。 [新课教学] 一．感应电动势 1．在图a 与图b 中，若电路是断开的，有无电流？有无电动势？ 电路断开，肯定无电流，但有电动势。 2．电流大，电动势一定大吗？ 电流的大小由电动势和电阻共同决定，电阻一定的情况下，电流越大，表明电动势越大。 3．图b 中，哪部分相当于a 中的电源？螺线管相当于电源。 4．图b 中，哪部分相当于a 中电源内阻？螺线管自身的电阻。 在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势。有感应电动势是电磁感应现象的本质。

(完整版)高中物理电磁感应习题及答案解析

高中物理总复习 —电磁感应 本卷共150分，一卷40分，二卷110分，限时120分钟。请各位同学认真答题，本卷后附答案及解析。 一、不定项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的不得分． 1．图12-2，甲、乙两图为与匀强磁场垂直放置的两个金属框架，乙图除了一个电阻为零、自感系数为L的线圈外，其他部分与甲图都相同，导体AB以相同的加速度向右做匀加速直线运动。若位移相同，则（） A．甲图中外力做功多B．两图中外力做功相同 C．乙图中外力做功多D．无法判断 2．图12-1，平行导轨间距为d，一端跨接一电阻为R，匀强磁场磁感强度为B，方向与导轨所在平面垂直。一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，通过电阻R的电流强度是（） A． Bdv R B．sin Bdv R θ C．cos Bdv R θ D． sin Bdv Rθ 3．图12-3，在光滑水平面上的直线MN左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，右侧是无磁场空间。将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度v向右完全拉出匀强磁场。已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是1:2.则拉出过程中下列说法中正确的是（）A．所用拉力大小之比为2:1 R v a b θ d 图12-1 M v B

B ．通过导线某一横截面的电荷量之比是1:1 C ．拉力做功之比是1:4 D ．线框中产生的电热之比为1:2 4． 图12-5，条形磁铁用细线悬挂在O 点。O 点正下方固定一个水平放置的铝线圈。让磁铁在竖直面内摆动，下列说法中正确的是 （ ） A ．在磁铁摆动一个周期内，线圈内感应电流的方向改变2次 B ．磁铁始终受到感应电流磁铁的斥力作用 C ．磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力 D ．磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力 5. 两相同的白炽灯L 1和L 2，接到如图12-4的电路中，灯L 1与电容器串联，灯L 2与电感线圈串联，当a 、b 处接电压最大值为U m 、频率为f 的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同。更换一个新的正弦交流电源后，灯L 1的亮度大于大于灯L 2的亮度。新电源的电压最大值和频率可能是 （ ） A ．最大值仍为U m ，而频率大于f B ．最大值仍为U m ，而频率小于f C ．最大值大于U m ，而频率仍为f D ．最大值小于U m ，而频率仍为f 6．一飞机，在北京上空做飞行表演．当它沿西向东方向做飞行表演时(图12-6)，飞行员左右两机翼端点哪一点电势高( ) A ．飞行员右侧机翼电势低，左侧高 B ．飞行员右侧机翼电势高，左侧电势低 C ．两机翼电势一样高 D ．条件不具备，无法判断 7．图12-7，设套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)应是( ) A ．有顺时针方向的感应电流 B ．有逆时针方向的感应电流 C ．有先逆时针后顺时针方向的感应电流 D ．无感应电流 8．图12-8，a 、b 是同种材料的等长导体棒，静止于水平面内的足够长的光滑平行导轨上，b 棒的质量是a 棒的两倍。匀强磁场竖直向下。若给a 棒以4.5J 的初动能，使之向左运动，不 L 1 L 2 图12-4 v 0 a b 图12-8 图12-6 S N O 图12-5 图12-7

2013高考物理二轮复习教案人教版 专题6 电磁感应

专题六 电磁感应 教案 一． 专题要点 1.感应电流：⑴产生条件：闭合电路的磁通量发生变化。⑵方向判断：楞次定律和右手定则。⑶“阻碍”的表现：阻碍磁通量的变化（增反减同），阻碍物体间的相对运动（来斥去吸），阻碍原电流的变化（自感现象）。 2.感应电动势的产生： ⑴感生电场：英国物理学家麦克斯韦的电磁场理论认为，变化的磁场周围产生电场，这种电场叫感生电场。感生电场是产生感生电动势的原因。 ⑵动生电动势：由于导体的运动而产生的感应电动势为动生电动势。产生动生电动势的那部分导体相当于电源 3.感应电动势的分类、计算 二． 考纲要求 考点 要求 考点解读 电磁感应现象 Ⅰ 本专题有对单一知识点的考查，也有对其它知识的综合考查考查的主要内容有楞次定律和法拉第电磁感应定律尤其是电磁感应与动力学、电路、能量守恒定律、图像相互结合的题目 磁通量 Ⅰ 法拉第电磁感应定律 Ⅱ 楞次定律 Ⅱ 自感、涡流 Ⅰ

三．教法指引 此专题复习时，可以先让学生完成相应的习题，在精心批阅之后以题目带动知识点，进行适当提炼讲解。这一专题的知识点较为综合，高考要求普遍较高，属于必考知识点因为这部分的综合题较多，二轮复习时还是要稳扎稳打，从基本规律，基本解题步骤出发再进行提升。 四．知识网络 五．典例精析 题型1.（楞次定律的应用和图像）如图甲所示，存在有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧相距为L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直. 现使线框以速度v匀速穿过磁场区域以初始位置为计时起点，规定电流逆时针方向时的电流和电动势方向为正，B垂直纸面向里时为正，则以下关于线框中的感应电动势、磁通量、感应电流、和电功率的四个图象描述不正确的是（）

法拉第电磁感应定律教学设计

§4.4法拉第电磁感应定律 ——感应电动势的大小 昌吉市第四中学 常志平 【教学依据】 人教版高中物理选修3－2第四章第四节 【教学流程】 1．感应电动势：创设问题情景→设计问题→迁移类比→回答问题→定义概念 2．法拉第电磁感应定律：创设问题情景→提出问题→设计实验→进行实验→分析与论证→交流与评估→总结规律→规律应用 【教材分析】 本节是选修3－2模块的一个二级主题“电磁感应”的一节内容（另外两个二级主题分别是交变电流和传感器）。本模块的大部分内容都要求通过实验、探究与活动来展现。应让学生尽可能多的经历一些探究的过程，领悟物理学研究的思想和方法。结合这一要求，虽然本节教材没有安排实验，然而我认为在本节教学设计中根据教材前后内容的承接关系及学生的认知能力和特点，还是以实验定性探究来突破重难点和落实三维目标。 由于高中阶段电磁感应定律的定量实验很难完成，因而【新课程标准】没有要求通过定量实验来研究，但应通过定性的实验让学生观察磁通量的变化快慢是影响感应电动势的主要因素，从而直接给出法拉第电磁感应定律和公式。要求学生能应用电磁感应定律解释一些生活和技术中的现象，要会应用电磁感应定律计算有关问题。 就本节内容而言，“法拉第电磁感应定律”是电磁学的核心内容,从知识的发展来看,它既能与电场、磁场和恒定电流有紧密的联系，又是学习交流电、电磁振荡和电磁波的重要基础；从能力的发展来看，它既能在与力、热知识的综合应用中培养综合分析能力，又能全面体现能量守恒的观点。因此，它既是教学的重点，又是教学的难点。根据课程标准和学生的接受能力，教学中应着重揭示法拉第电磁感应定律及其公式E=n t ??Φ的建立过程、物理意义及应用，（而公式E =BLv 只作为法拉第电磁感应定律在特定条件下推导出的表达式．这样做可以让学生在这节课的学习中分清主次，减轻学生认知上的负担，又不降低应用上的要求）可选讲。 【学情分析】 此部分知识较抽象，而现在学生的抽象思维能力还比较弱。所以在这节课的教学中，应该注重体现新课程改革的要求，注意新旧知识的联系，同时紧扣教材，通过实验、类比、等效的手段和方法，来化难为简、循序渐进，力求通过引导、启发，使同学们能利用已掌握的旧知识，来理解所要学习的新规律，力求通过明显的实验现象启发同学们主动起来，从而活跃大脑，激发兴趣，变被动记忆为主动认知。 【三维目标】 1.知识与技能： ①知道感应电动势的含义，能区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率； ②理解法拉第电磁感应定律的内容和表达式，会用法拉第电磁感应定律解答有关问题． 2.过程与方法： ①通过演示实验，定性分析感应电动势的大小与磁通量变化快慢之间的关系。培养学生对实验条件的控制能力和对实验的观察能力；

高中物理复习课：电磁感应中的动力学和能量问题教案

复习课：电磁感应中的动力学和能量问题教案 班级：高二理科（6）班下午第一节授课人：课题电磁感应中的动力学与能量问题第一课时 三维目标1.掌握电磁感应中动力学问题的分析方法 2.理解电磁感应过程中能量的转化情况 3.运用能量的观点分析和解决电磁感应问题 重点1.分析计算电磁感应中有安培力参与的导体的运动及平衡问题 2.分析计算电磁感应中能量的转化与转移 难点1.运用牛顿运动定律和运动学规律解答电磁感应问题 2.运用能量的观点分析和解决电磁感应问题 教具多媒体辅助课型复习课课 时 安 排 2课时 教学过程一、电磁感应中的动力学问题 课前同学们会根据微课视频完成学案上的知识清单：1．安培力的大小 2．安培力的方向判断 3．两种状态及处理方法 状态特征处理方法 平衡态加速度为零根据平衡条件列式分析 非平衡态 加速度不为 零 根据牛顿第二定律进行动态分析或结 合功能关系进行分析 4.力学对象和电学对象的相互关系

教学过程指导学生处理学案上的例题和拓 展训练 例1：如图所示，在磁感应强 度为B，方向垂直纸面向里的 匀强磁场中，金属杆MN放 在光滑平行金属导轨上，现用平行于金属杆的恒力F，使MN从静止开始向右滑动，回路的总电阻为R，试分析MN 的运动情况，并求MN的最大速度。 拓展训练1: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m1＝0.1 kg，电阻R1＝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m2＝0.4 kg，电阻R2＝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，取g＝10 m/s2。问： (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多大； 例2：如图所示的图中，导体棒ab垂直放在水平导轨上，导轨处在方向垂直于水平面向下的匀强磁场中。导体棒和导轨间接触良好且摩擦不计，导体棒、导轨的电阻均可忽略，今给导体棒ab一个向右的初速度V0。有的同学说电容器断路无电流，棒将一直匀速运动 下去；有的同学认为棒相当于电 源，将给电容器充电，电路中有电 流，所以在安培力的作用下，棒将 减速。关于这个问题你怎么看呢？

高中物理：电磁感应总复习教案粤教版选修Word版

电磁感应单元复习 ： （一）、电磁感应现象 1、利用磁场产生电流的现象称为电磁感应现象，所产生的电动势称为感应电动势，所 产生的电流称为感应电流。 2、产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。 3、初中物理中的另一种说法：闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动时，导 体中会产生感应电流，也可以概括为上面讲的条件。 4、电磁感应现象的实质是产生感应电动势，电路闭合才有感应电流，若电路不闭合， 虽没有电流，但感应电动势可依然存在。 5．产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 （二）、楞次定律 1、感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化， 该规律叫做楞次定律。 2、应用楞次定律判断感应电流的方向，首先要明确原磁场的方向；其次要明确穿过闭 合电路的磁通量是增加的还是减少的；然后根据楞次定律确定感应电流的磁场方向； 最后利用安培定则来确定感应电流的方向。 3、从导体和磁场的相对运动来看，感应电流总要阻碍它们之间的相对运动，因此楞次 定律是能量守恒定律的必然结果。 4、判断导体切割磁感线所产生的感应电流的方向时，右手定则与楞次定律是等效的， 而右手定则比楞次定律更方便，但前者只适宜于导体切割磁感线的情况，而后者是 普遍适用的规律。 （三）求感应电动势的大小有两种方法： 即法拉第电磁感应定律E= △Φ /△t ； 切割法：E=BLv 1、应用法拉第电磁感应定律E=△Φ /△t ，应注意以下几点： （1）要严格区分磁通量Φ磁通量的变化量△Φ，磁通量的变化率△Φ/△t ； （2）如是由磁场变化引起时，则用S△B来计算；如有回路面积变化引起时，则用B△S来计算。 （3）由E=△Φ/△t算出的通常是时间△t内的平均感应电动势，一般并不等于初态与末态电动势的平均值。 （4）当线圈有n匝时，E = n△Φ/△t 。 2、用公式E = BLv求电动势时，应注意以下几点：

法拉第电磁感应定律教案新人教版选修Word版

高二物理选修3-2《法拉第电磁感应定律》教案 目的要求 复习法拉第电磁感应定律及其应用。 知识要点 1.法拉第电磁感应定律 （1）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，即t k E ??Φ=，在国际单位制中可以证明其中的k =1，所以有t E ??Φ=。对于n 匝线圈有t n E ??Φ=。（平均值） 将均匀电阻丝做成的边长为l 的正方形线圈abcd 从匀强磁场中向右匀速拉出过程，仅ab 边上有感应电动势E =Blv ，ab 边相当于电源，另3边相当于外电路。ab 边两端的电压为3Blv /4，另3边每边两端的电压均为Blv /4。 将均匀电阻丝做成的边长为l 的正方形线圈abcd 放在匀强磁场 中，当磁感应强度均匀减小时，回路中有感应电动势产生，大小为E =l 2(ΔB /Δt )，这种情况下，每条边两端的电压U =E /4-I r = 0均为零。 （2）感应电流的电场线是封闭曲线，静电场的电场线是不封闭的，这一点和静电场不同。 （3）在导线切割磁感线产生感应电动势的情况下，由法拉第电磁感应定律可推导出感应电动势大小的表达式是：E=BLv sin α（α是B 与v 之间的夹角）。（瞬时值） 2.转动产生的感应电动势 ⑴转动轴与磁感线平行。如图，磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直于纸面向外，长L 的金属棒oa 以o 为轴在该平面内以角速度ω逆时针匀速转动。求金属棒中的感应电动势。在应用感应电动势的公式时，必须注意其中的速度v 应该指导线上各点的平均速度，在本题中 应该是金属棒中点的速度，因此有22 12L B L BL E ωω=?=。 ⑵线圈的转动轴与磁感线垂直。如图，矩形线圈的长、宽分 别为L 1、L 2，所围面积为S ，向右的匀强磁场的磁感应强度为B ，线圈绕图示的轴以角速度ω匀速转动。线圈的ab 、cd 两边切割磁 感线，产生的感应电动势相加可得E=BS ω。如果线圈由n 匝导线 绕制而成，则E=nBS ω。从图示位置开始计时，则感应电动势的瞬时值为e=nBS ωcos ωt 。该结论与线圈的形状和转动轴的具体 位置无关（但是轴必须与B 垂直）。 实际上，这就是交流发电机发出的交流电的瞬时电动势公式。 3.电磁感应中的能量守恒 只要有感应电流产生，电磁感应现象中总伴随着能量的转化。电磁感应的题目往往与能量守恒的知识相结合。这种综合是很重要的。要牢固树立起能量守恒的思想。 例题分析 例1：如图所示，长L 1宽L 2的矩形线圈电阻为R ，处于磁感 L 1 v c B l a b d l v a b d ω o a v b c L 1 L 2 ω

高三物理电磁感应知识点

届高三物理电磁感应知识点 物理二字出现在中文中，是取格物致理四字的简称，即考察事物的形态和变化，总结研究它们的规律的意思。小编准备了高三物理电磁感应知识点，具体请看以下内容。 1.电磁感应现象 电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。 (1)产生感应电流的条件：穿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，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 (3)电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。 2.磁通量 (1)定义：磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，定义式：=BS。如果面积S与B不垂直，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S，即=BS，国际单位：Wb 求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数。任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时，穿过

该面的磁通量为正。反之，磁通量为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和。 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。楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便。 (2)对楞次定律的理解 ①谁阻碍谁---感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量。 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，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时，感应电流的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。 (3)楞次定律的另一种表述：感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种： ①阻碍原磁通量的变化;②阻碍物体间的相对运动;③阻碍 原电流的变化(自感)。 4.法拉第电磁感应定律 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。表达式E=n/t

高中物理电磁感应专题复习

电磁感应·专题复习 一. 知识框架： 二. 知识点考试要求： 知识点 要求 1. 右手定则 B 2. 楞次定律 B 3. 法拉第电磁感应定律 B 4. 导体切割磁感线时的感应电动势 B 5. 自感现象 A 6. 自感系数 A 7. 自感现象的应用 A 三. 重点知识复习： 1. 产生感应电流的条件 （1）电路为闭合回路 （2）回路中磁通量发生变化?φ≠0 2. 自感电动势 （1）E L I t 自=? ?? （2）L —自感系数，由线圈本身物理条件（线圈的形状、长短、匝数，有无铁芯等）决定。 （2）自感电动势的作用：阻碍自感线圈所在电路中的电流变化。 （4）应用：<1>日光灯的启动是应用E 自 产生瞬时高压 <2>双线并绕制成定值电阻器，排除E 自 影响。 3. 法拉第电磁感应定律 （1）表达式：E N t =??φ N —线圈匝数；?φ—线圈磁通量的变化量，?t —磁通量变化时间。

（2）法拉第电磁感应定律的几个特殊情况： i ）回路的一部分导体在磁场中运动，其运动方向与导体垂直，又跟磁感线方向垂直时，导体中的感应电动势为E B l v = 若运动方向与导体垂直，又与磁感线有一个夹角α时，导体中的感应电动势为：E B l v =s i n α ii ）当线圈垂直磁场方向放置，线圈的面积S 保持不变，只是磁场的磁感强度均匀变化时线圈中的感应电动势为E B t S = ?? iii ）若磁感应强度不变，而线圈的面积均匀变化时，线圈中的感应电动势为：E B S t =?? iv ）当直导线在垂直匀强磁场的平面，绕其一端作匀速圆周运动时，导体中的感应电动势为：E Bl =12 2ω 注意： （1）E B l v =s i n α用于导线在磁场中切割磁感线情况下，感应电动势的计算，计算的是切割磁感线的导体上产生的感应电动势的瞬时值。 （2）E N t =??φ ，用于回路磁通量发生变化时，在回路中产生的感应电动势的平均值。 （3）若导体切割磁感线时产生的感应电动势不随时间变化时，也可应用E N t =??φ ，计算E 的瞬时值。 4. 引起回路磁通量变化的两种情况： （1）磁场的空间分布不变，而闭合回路的面积发生变化或导线在磁场中转动，改变了垂直磁场方向投影面积，引起闭合回路中磁通量的变化。 （2）闭合回路所围的面积不变，而空间分布的磁场发生变化，引起闭合回路中磁通量的变化。 5. 楞次定律的实质：能量的转化和守恒。 楞次定律也可理解为：感应电流的效果总是要反抗（或阻碍）产生感应电流的原因。 （1）阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化 （2）阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”。 （3）使线圈面积有扩大或缩小的趋势。 （4）阻碍原电流的变化（自感现象）。 6. 综合题型归纳 （1）右手定则和左手定则的综合问题 （2）应用楞次定律的综合问题 （3）回路的一部分导体作切割磁感线运动 （4）应用动能定理的电磁感应问题 （5）磁场均匀变化的电磁感应问题 （6）导体在磁场中绕某点转动 （7）线圈在磁场中转动的综合问题 （8）涉及以上题型的综合题 【典型例题】 例1. 如图12-9所示，平行导轨倾斜放置，倾角为θ=?37，匀强磁场的方向垂直于导轨平面，磁感强度B T =4，质量为m k g =10.的金属棒ab 直跨接在导轨上，ab 与导轨间的动摩擦因数μ=025.。ab 的电阻r =1Ω，平行导轨间的距离L m =05.，R R 1218== Ω，导轨电阻不计，求ab 在导轨上匀速下滑的速度多大？此时ab 所受

《4.4法拉第电磁感应定律教案》

4.4法拉第电磁感应定律 【教学目标】 （1）知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。 （2）知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、 t ??Φ。 （3）理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。 （4）知道E =BLv sin θ如何推得。 【教学重点】法拉第电磁感应定律。 【教学难点】感应电流与感应电动势的产生条件的区别。 【教学方法】自主学习 合作探究 巩固延伸 【教学过程】 一、复习提问：1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？ 2、恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？ 3、在发生电磁感应的情况下，用什么方法可以判定感应电流的方向？ 二、引入新课 1、问题1：既然会判定感应电流的方向，那么，怎样确定感应电流的强弱呢？ 2、问题2：如图所示，在螺线管中插入一个条形磁铁，问 ①、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,该电路中是否都有电流?为什么? ②、有感应电流,是谁充当电源? ③、上图中若电路是断开的，有无感应电流电流？有无感应电动势？ 3、产生感应电动势的条件是什么？4、比较产生感应电动势的条件和产生感应电流的条件你有什么发现？ 三、进行新课 （一）、探究影响感应电动势大小的因素 （1）猜测：感应电动势大小跟什么因素有关？（2）探究问题： 问题1、在实验中，电流表指针偏转原因是什么？ 问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系？ 问题3：在实验中，快速和慢速效果有什么相同和不同？ 实验结论电动势的大小与磁通量的变化快慢有关，磁通量的变化越快电动势越大，磁通量的变化越慢电动势越小。 （二）、法拉第电磁感应定律 a b G E r

高中物理-法拉第电磁感应定律教案

高中物理-法拉第电磁感应定律教案 教学目标：知识与技能1、知道什么是感应电动势。2、了解什么是磁通量以及磁通量的变化量和磁通量的变化率。3、在实验基础上，了解法拉第电磁感应定律内容及数学表达式，学会用该定律分析与解决一些简单的问题。4、培养类比推理和通过观察、实验、归纳寻找物理规律的能力。 过程与方法通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式t n E ??Φ=，掌握运用理论知识探究问题的方法 情感态度与价值观从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想;了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神 教学重点：法拉第电磁感应定律 教学难点：磁通量的理解 教具：磁铁、螺线管、电流表、学生电源、电键、滑动变阻器、小螺线管A 、大螺线管B 教学过程： 一、感应电动势 说明：既然在闭合电路中产生了感应电流，这个电路中就一定有电动势。我们把电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。在闭合电路里，产生感应电动势的那部分导体相当十电源。在同一个电路中，感应电动势越大，感应电流越大。那么，感应电动势的大小跟什么因素有关呢？请看实验 演示实验：实验装置：图3 .1-2 和图3.1-3 实验过程：在图3.1 -2中，使导体捧以不同的速度切割磁感线，砚察电流表指针偏转的幅度。 实验结论：在导线切割磁感线的过程中，切割速度越大，感应电动势越大 实验过程：在图3.1-3 中，使磁铁以不同的速度插入线圈和从线圈中抽出，观察电流表指针偏转的幅度。 实验结论：在磁铁插入和从线圈中拔出的过程中，插入和拔出的速度越大，感应电动势越大 说明：导体捧以较大的速度切割磁感线，和磁体以较大的速度插入线圈和从线圈中抽出，都使线圈中的磁通量发生变化，且磁通量变化的速度比较大 说明：许多实验都表明，感应电动势的大小跟磁通变化的快慢有关。我们用磁通

高三物理电磁感应知识点

2019届高三物理电磁感应知识点物理二字出现在中文中，是取格物致理四字的简称，即考察事物的形态和变化，总结研究它们的规律的意思。小编准备了高三物理电磁感应知识点，具体请看以下内容。 1.电磁感应现象 电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。 (1)产生感应电流的条件：穿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，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 (3)电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。 2.磁通量 (1)定义：磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，定义式：=BS。如果面积S与B不垂直，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S，即=BS，国际单位：Wb 求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数。任何一个面都有正、反两个面；磁感线从面的正方向穿入时，穿过

该面的磁通量为正。反之，磁通量为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和。 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。楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便。 (2)对楞次定律的理解 ①谁阻碍谁---感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量。 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，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的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。(3)楞次定律的另一种表述：感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种： ①阻碍原磁通量的变化；②阻碍物体间的相对运动；③阻碍原电流的变化(自感)。 4.法拉第电磁感应定律 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。表达式E=n/t