最新-选修3-2电磁感应第五讲 精品

第五讲 综合演练 真题链接

【例1】（2018 全国卷）图中a 1b 1c 1d 1和a 2b 2c 2d 2为在同一竖直平面内的金属导轨，处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面（纸面）向里。导轨的a 1b 1段与a 2b 2段是竖直的，距离为l 1；c 1d 1段与c 2d 2段也是竖直的，距离

为l 2。x 1 y 1与x 2 y 2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆，

质量分别为和m 1和m 2，它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。

两杆与导轨构成的回路的总电阻为R 。F 为作用于金属杆x 1y 1上的

竖直向上的恒力。已知两杆运动到图示位置时，已匀速向上运动，

求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率。

【解析】

设杆向上的速度为v ，因杆的运动，两杆与导轨构成的回路的面积减少，从而磁通量也减少。由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势的大小

v l l B E )(12-= ① 回路中的电流 R

E I = ② 电流沿顺时针方向。两金属杆都要受到安培力作用，作用于杆x 1y 1的安培力为

I Bl f 11= ③ 方向向上，作用于杆x 2y 2的安培力为I Bl f 22= ④

方向向下，当杆作匀速运动时，根据牛顿第二定律有

02121=-+--f f g m g m F ⑤

解以上各式得 )()(1221l l B g m m F I -+-= ⑥ R l l B g m m F v 212221)

()(-+-= ⑦ 作用于两杆的重力的功率的大小 gv m m P )(21+= ⑧

电阻上的热功率 R I Q 2= ⑨ 由⑥⑦⑧⑨式，可得g m m R l l B g m m F P )()

()(21212221+-+-= R l l B g m m F Q 21221])()([-+-= 【方法总结】本题是双杆的平衡问题，易出错的地方和难点在于金属棒是不等长即导轨不等间距。当杆作匀速运动时，安培力合力向下，所以以整体作为研究对象，对整体受力分析，并且依据整体处于平衡状态，列出方程就能顺利求解I 与v 值。在解决双杆问题是一定要看清题目条件，正确选取研究对象，综合运用动力学和能量的观点解决问题。

例1图

【例2】近期《科学》中文版的文章介绍了一种新技术——航天飞缆，航天飞缆是用柔性缆索将两个物体连接起来在太空飞行的系统。飞缆系统在太空飞行中能为自身提供电能和拖曳力，它还能清理“太空垃圾”等。从1967年至1999年的17次试验中，飞缆系统试验已获得部分成功。该系统的工作原理可用物理学的基本定律来解释。

下图为飞缆系统的简化模型示意图，图中两个物体P ，Q 的质量分

别为m p ，m Q ，柔性金属缆索长为l ，外有绝缘层，系统在近地轨道作

圆周运动，运动过程中Q 距地面高为h 。设缆索总保持指向地心，P

的速度为υp 。已知地球半径为R ，地面的重力加速度为g 。

(1)飞缆系统在地磁场中运动，地磁场在缆索所在处的磁感应强度大小

为B ，方向垂直于纸面向外。设缆索中无电流，问缆索P 、Q 哪端电

势高?此问中可认为缆索各处的速度均近似等于υp ，求P 、Q 两端的电

势差。

(2)设缆索的电阻为R 1，如果缆索两端物体P 、Q 通过周围的电离层

放电形成电流，相应的电阻为R 2，求缆索所受的安培力多大。

(3)求缆索对Q 的拉力F Q 。

【解析】（1）缆索的电动势 E ＝Blv 0 P 、Q 两点电势差U PQ ＝B lv P ，，P 点电势高

（2）缆索电流1212P Blv E I R R R R ==++ 安培力2212

P A B l v F IlB R R ==+ （3）Q 的速度设为v Q ，Q 受地球引力和缆索拉力F Q 作用

22()Q

Q Q Q Mm v G F m R h R h -=++ ① P 、Q 角速度相等 P Q v R h l v R h

++=+ ② 又2GM g R = ③联立①、②、③解得22

22()[]()()

P Q Q R h v gR F m R h R h l +=-+++ 【方法总结】本题综合性较强，是电磁感应、万有引力、向心力等知识的综合应用，同时考察考生理解能力、推理能力、分析综合能力和考查考生信息摄取、提炼、加工能力以及构建物理模型的抽象概括能力，具有一定的难度。此题易出错的地方和难点在于对缆索的力学分析，也就是万有引力、向心力的综合应用，因此在做此类综合性较强的题目时应当考虑全面，运用我们所学的一切知识解决问题。

【例3】(2000上海卷)如图所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef ，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab 搁在框架上，可无摩擦滑动。此时，adeb 构成一个边长为l 的正方形。棒的电阻为r ，其余部分电阻不计。开始时磁感强度为B 0。

⑴若从t =0时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为k ，同时保持棒静止。求棒中的感应电流。在图上标出感应电流的方向。

⑵在上述⑴情况中。始终保持棒静止，当t=t 1s

末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？

⑶若从t=0时刻起，磁感强度逐渐减小，当棒以

恒定速度v 向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应

电流，则磁感强度应怎样随时间变化(写出B 与t 的关系式)。

【解析】⑴磁感强度均匀增加时，感应电动势2kl t

B S t E =??=??Φ=，感应电流例2图 例3图

r

kl r E I 2

==，由楞次定律，判定感应电流逆时针方向。 ⑵t=t 1s 末棒静止，水平方向受拉力F 外和安培力F 安，F 外=F 安=BIl ，又

B=B 0+kt 1，故F 外= (B 0+kt 1)r

kl 3

。 ⑶棒中不产生感应电流，由法拉第电磁感应定律t

E ??Φ=，知012=Φ-Φ=?Φ，也就是回路内总磁通量保持不变。而在t 时刻的磁通量φ=BS=Bl(l+vt)，由φ0=φ可得：B 0l 2=B (l+vt)l ，0B vt

l l B +=. 【方法总结】本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律、闭合电路欧姆定律、安培力和磁通量等电磁学的重要概念和规律，在能力上考查综合分析问题能力和应用数学处理物理问题的能力。

本题第⑶问中回路面积和磁场都变化，以往考题要么回路面积不变，磁场均匀变化，要么磁场不变，回路面积发生变化。在第⑶问中，其实有两个电动势，一是ab 棒切割磁感线产生的向上的感应电动势，二是由磁场变化产生的感应电动势，这两个电动势方向相反，从而回路本身无电流。

在第⑶问中，若磁场仍以k 均匀增加，且ab 棒向右匀速运动，则t 时刻回路的总电动势E 等于ba 棒切割磁感线产生的E b a 与磁场增强产生的感应电动势E 法之和。

【例4】（2018上海卷）如图所示，将边长为a 、质量为m 、电阻为R 的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b 、磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里。线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进人磁场。整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f 且线框不发生转动。求：

（1）线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度v 2；

（2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v 1；

（3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q ．

【解析】（1）线框在下落阶段匀速进入磁场的瞬间

222B a v mg f R =+ 解得： 222

()mg f R v B a -= （2）线框从离开磁场至上升到最高点的过程 211()2mg f h mv +=

线框从最高点回落至进入磁场瞬间 221

()2mg f h mv -= 解得：

12v = （3）线框在向上通过磁场过程中22011

1()()22

mv mv Q mg f a b -=+++ v 0＝2v 1

例4图

所以： 2

22443[()]()()2R Q m mg f mg f a b B a

=--++ 【方法总结】本题考查电磁感应中的能量问题以及用功能观点综合解决问题的能力。分析时应牢牢抓住能量守恒这一基本规律，分清物体的运动情况和那些力对物体做功了，只要知道那些力对物体做功了就知道了有那些形式的能量参与了转化，然后利用能量守恒列出方程求解。对物体运动过程的不清楚是解本题易错的地方，解决此类问题的具体步骤是：（1）对物体进行受力情况（２）对物体运动情况的动态分析（３）物体所受各力的做功情况（４）列出动力学及能量守恒的方程求解。

【例5】如图所示，两根竖直放置在绝缘地面上的金属导轨的上端，接有一个电容为C 的电容器，框架上有一质量为m 、长为l 的金属棒，平行于地面放置，与框

架接触良好且无摩擦，棒离地面的高度为h ，磁感强度为B 的匀强磁场

与框架平面垂直．开始时，电容器不带电．将金属棒由静止释放，问：

棒落地时的速度为多大？（整个电路电阻不计）

【解析】金属棒向下加速，因而电路中有给电容器充电形成的电流，

金属棒除了重力外，还受到安培力的作用。

在很短一段时间△t 内，电容极板上增加了电量ΔQ 时，电路中瞬

间电流为I=t

Q ??,而Q=CUc ，△Q=C △Uc ,又因电路无电阻，故电源路端电压U= E=Blv,而U=Uc ，有△Uc=BL △v ．∴I=

t Q ??==???=??t v Bl C t U C c Cbla ① 根据牛顿第二定律：mg-B·I·l =ma ②由①②得a=

22l CB m mg +, a=恒量，所以金属棒做匀加速运动．落地瞬时速度v=2222l CB m mgh

ah +=

【方法总结】本题中电流强度的确定是关键，是本题的难点，突破了这一难点，以后的问题即可迎刃而解．金属棒下落过程中克服安培力做功，使金属棒的机械能减少，轻化为电能，储存在电容器里，故机械能不守恒．金属棒下落中减少的重力势能一部分转化的电能，还有一部分转化为动能．因此在解题时要抓几个要点：（1）电路中有无电流？（2）金属棒受不受安培力作用？若有电流，受安培力作用，它们怎样计算？（3）金属棒做什么运动？ 能力提升

1.（2003上海卷）粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边界平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同的方向平移出磁场，如图所示，则在移出的过程中线框的一边a 、b 两点间电势差绝对值最大的是 （ ）

例5图

2．如图所示，上下不等宽的平行金属导轨EF 和GH 两部分导轨间的距离为2L ，IJ 和MN 两部分导轨间的距离为L ，导轨竖直放置，整个装置处于水平向里的匀强

磁场中，金属杆ab 和cd 的质量均为m ，都可在导轨上无摩擦地滑动，且

与导轨接触良好，现对金属杆ab 施加一个竖直向上的作用力F ，使其匀

速向上运动，此时cd 处于静止状态，则F 的大小为 （ ）

A ．2mg

B ．3mg

C ．4mg

D ．mg

3．如图所示，固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻，但

表面粗糙，导轨左端连接一个电阻R ，质量为m 的金属棒(电阻也不计)

放在导轨上，并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导

轨平面垂直，用水平恒力F 把ab 棒从静止起向右拉动的过程中①恒力F

做的功等于电路产生的电能；②恒力F 和摩擦力的合力做的功等于电路

中产生的电能；③克服安培力做的功等于电路中产生的电能；④恒力F

和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和以上结论正确的有（ )

A ．①② Ｂ.②③ C ．③④ D ．②④

4.正方形金属线框abcd ，每边长l =0.1m ，总质量m =0.1kg ，回路总电阻02.0 R Ω，用细线吊住，线的另一端跨过两个定滑轮，挂着一个质量为M =0.14kg

的砝码。线框上方为一磁感应强度B =0.5T 的匀强磁场区，如图所示，

线框abcd 在砝码M 的牵引下做加速运动，当线框上边ab 进入磁场

后立即做匀速运动。接着线框全部进入磁场后又做加速运动

（g =10m/s 2）。问：

（1）线框匀速上升的速度多大？此时磁场对线框的作用力多大？

（2）线框匀速上升过程中，重物M 做功多少？其中有多少转变为

电能？

5.如图甲所示，空间有一宽为2L 的匀强磁场区域，磁感应强度为B ，方向垂直纸面向外。abcd 是由均匀电阻丝做成的边长为L 的正方形线框，总电阻为R 。线框以垂直磁场边界的速度v 匀速通过磁场区域。在运动过程中，线框ab 、cd 两边始终与磁场边界平行。线框刚进入磁场的位置x =0，x 轴沿水平方向向右。求:

(1)cd 边刚进入磁场时，ab 两端的电势差，并指明哪端电势高；

(2)线框穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热；

(3)在下面的乙图中，画出ab 两端电势差U ab 随距离变化的图象.其中U 0=BLv 0.

U

第2题图 第3题图 第4题图

v L

高中物理必备知识点 探究电磁感应现象的产生条件

第二节探究电磁感应的产生条件 【知能准备】 1.电磁感应现象: 2.感应电流的产生条件: 【同步导学】 1、疑难分析： 感应电流的产生条件是本节的教学重点，而正确理解感应电流的产生条件 是本节教学的难点．只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中才能有 感应电流产生。而单纯地说，导线框在磁场中做切割磁感应线运动是否一定有 感应电流产生呢？要理解这一问题请看右图：虽然两竖直边均在切割磁感应线， 但整个导线框磁通不变，或者说，两竖直边产生的感应电动势正好抵消。因此， 看感应电流的产生关键是看回路磁通量有无变化！ 2、方法点拨： （１）电磁感应现象较严格的说法是：通过闭合回路的磁通量发生变化时，在闭合回路中产生感应电动势的现象。我们可以将回路改成电路，把感应电动势改成感应电流．要知道，有磁通量变化而电路断开时，电路中有感应电动势，而无感应电流，这也是电磁感应现象．电磁感应现象，更重要的是看感应电动势的有无。 （2）电磁感应现象也符合能量转化和守恒定律：产生感应电流的过程是将其它能量转化成电能的过程。 3．典型例题： 【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。 【同类变式2-1】下列关于感应电流产生的说法中，正确的是：（） A、只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流产生； B、只要闭合导线做切割磁感线的运动，导线中就一定有感应电流产生； C、闭合电路的一部分导体，若不做切割磁感线的运动，则闭合电路中就一定没有感应电流； D、当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就一定有感应电流。 【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

电磁感应计算题精选

3. 如图所示，两根光滑的金属导 计。斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。质量为m,电阻可不计的金属棒 直的恒力作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，如图所示。在这过程中 A. 作用于金属捧上的各个力的合力所作的功等于零 B. 作用于金属捧上的各个力的合力所作的功等 于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和 C. 恒力F与安培力的合力所作的功等于零 ab,在沿着斜面与棒垂 4. 两根光滑金属导轨平行放置在倾角为0=30。的斜面上，导轨左端接 有电阻R=10 / Q,导轨自身电阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上，磁感强度B=0.5T。质量Y 为m=0.1kg ，电阻可不计的金属棒ab静止释放，沿导轨下滑。如图所示，设导轨足够长，导轨宽度L=2m，金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好，当金属棒下滑h=3m时，速度恰好达到最大速度，求此(1)最大速度(2)从开始到速度达到T h 』 第12讲法拉第电磁感应定律4----能量问题1 能的转化与守恒，是贯穿物理学的基本规律之一。从能量的观点来分析、解决问题，既是学习物理的基本功，也是一 种能力。自然界存在着各种不同形式的能，如； ■-动能 机械能:重力势能 I弹性势能(弹簧) ?热能 1. 如图16-7-6所示，在竖直向上B=0.2T的匀强磁场内固定一水平无电阻的光滑U形金属导轨，轨距50cm。 金属导线ab的质量m=0.1kg，电阻r=0.02 Q且ab垂直横跨导轨。导轨中接入电阻 F=0.1N拉着ab向右匀速平移，贝U (1) ab的运动速度为多大？ (2 )电路中消耗的电功率是多大？ (3)撤去外力后R上还能产生多少热量？ 图16-7-6 2. 相距为d的足够长的两平行金属导轨(电阻不计)固定在绝缘水平面上，导轨间有垂直轨道平面的匀强磁 场，磁感强度为B，导轨左端接有电容为C的电容器，在导轨上放置一金属棒并与导轨接触良好，如图所 示。现用水平拉力使金属棒开始向右运动，拉力的功率恒为P,在棒达到最大速度之前，下列叙述正确的是 R=0.08 Q,今用水平恒力 A.金属棒做匀加速运动 B.电容器所带电量不断增加 C.作用于金属棒的摩擦力的功率恒为P D.电容器a极板带负电

论电磁感应现象的发现发展历程

论电磁感应的发现历程 古之成大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。昔禹之治水，凿龙门，决大河，而放之海。方其功之未成也，盖亦有溃冒冲突可畏之患，惟能前知其当然，事至不惧而徐为之图，是以得至于成功。电磁感应的发现与发展，凝结了无数人的智慧。 伟大的哲学家康德曾经说过：“各种自然现象之间是相互联系和相互转化的。”在1820年，丹麦物理学家、化学家奥斯特在一次实验中发现了电流的磁效应，这一惊人发现使当时整个科学界受到很大的震动，从此拉开了电磁联系的序幕，“物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的各种其他现象的零散的罗列，我们将把整个宇宙纳在一个体系中。” 奥斯特发现电流的磁现象后不久，各国各地的科学家们展开了对称性的思考：电和磁是一对和谐对称的自然现象，既然存在磁化和静电感应现象，那么磁体或电流也应能在附近导体中感应出电流来。于是，当时许多著名的科学家如法国的安培、菲涅尔、阿拉果和英国的沃拉斯顿等都纷纷投身于探索磁与电的关系之中。 仅仅空有满腔热血是远远不够的，还需要有科学的方法以及持之以恒的毅力，勇于突破思维的局限。安培曾做了很多实验，以期能实现“磁生电”，但他把分子电流理论看的

过分重要，完全被自己的理论囚禁起来了，以致尽管在一次实验中展现出了磁生电的迹象，但却没有引发他的正确认识。 1823年，瑞士物理学家科拉顿曾企图用磁铁在线圈中运动获得电流。他把一个线圈与电流计连成一个闭合回路。为了使磁铁不至于影响电流计中的小磁针，特意将电流计用长导线连后放在隔壁的房间里，他用磁棒在线圈中插入或拔出，然后一次又一次地跑到另一房间里去观察电流计是否偏转。由于感应电流的产生与存在是瞬时的暂态效应，他当然观察不到指针的偏转，发现电磁感应的机会也失之交臂。 为了证明磁能生电，1820年至1831年期间，法拉第用实验的方法探索这一课题，最初也是像上述物理学家一样，利用通常的思想方法，做了大量的实验，但磁生电的迹象却始终未出现。失败并没有使他放弃实验，因为他坚信自然力是统一的、和谐的，电和磁是彼此有关联的。 1825年，斯特詹发明了电磁铁，这给法拉第的研究带来了新的希望。1831年，法拉第终于在一次实验中获得了突破性进展。而这次实验就是著名的法拉第圆环实验。 这一实验使法拉第豁然开朗：由磁感应电的现象是一种暂态效应。发现了这一秘密后，他设计了另外一些实验，并证实了自己的想法。就这样经过近10年的思考与探索，法拉第克服了思维定势采用了新的实验方法，终于发现了电磁

高中物理电磁感应等选修3

高中物理选修3-2知识点 56．电磁感应现象Ⅰ 只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流，如果电路不闭合只会产生感应电动势。 这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，是1831年法拉第发现的。 57．感应电流的产生条件Ⅱ 1、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化，因此研究磁通量的变化是关键，由磁通量的广义公式中φθ=B S ·sin （θ是B 与S 的夹角）看，磁通量的变化?φ可由面积的变化?S 引起；可由磁感应强度B 的变化?B 引起；可由B 与S 的夹角θ的变化?θ引起；也可由B 、S 、θ中的两个量的变化，或三个量的同时变化引起。 2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，可以产生感应电动势，感应电流，这是初中学过的，其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。 3、产生感应电动势、感应电流的条件：导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体内就产生感应电动势；穿过线圈的磁量发生变化时，线圈里就产生感应电动势。如果导体是闭合电路的一部分，或者线圈是闭合的，就产生感应电流。从本质上讲，上述两种说法是一致的，所以产生感应电流的条件可归结为：穿过闭合电路的磁通量发生变化。 58．法拉第电磁感应定律 楞次定律Ⅱ ①电磁感应规律：感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定。 ε=BLv ——当长L 的导线，以速度v ，在匀强磁场B 中，垂直切割磁感线，其两端间感应电动势的大小为ε。 如图所示。设产生的感应电流强度为I ，MN 间电动 势为ε，则MN 受向左的安培力F BIL =，要保持MN 以v 匀速向右运动，所施外力BIL F F == ，当行进位 移为S 时，外力功W BI L S BILv t ==···。t 为所 用时间。 而在t 时间内，电流做功W I t '=··ε，据能量转化关系，W W '=，则t BILv t I ···= ε。 ∴ε=BIv ，M 点电势高，N 点电势低。 此公式使用条件是B I v 、、方向相互垂直，如不垂直，则向垂直方向作投影。 εφ=n t ·??，电路中感应电动势的大小跟穿过这个电路的磁通变化率成正比——法拉第电磁感应定律。 如上图中分析所用电路图，在?t 回路中面积变化??S Lv t =·，而回路跌磁通变化量???φ==B S BLv t ··，又知ε=BLv 。

《电磁感应现象》教案

第1课时电磁感应现象 【教学目标】 一、知识与技能 1.知道电磁感应现象，知道磁生电过程中能量的转化. 2.知道产生感应电流的条件，能对导体有无感应电流做出判断 3.知道感应电流方向跟什么因素有关. 二、过程与方法 1.经历磁生电现象，感知逆向思维. 2.通过探究磁生电的条件，进一步了解电与磁的联系，提高学生观察能力，分析概括能力和联系简单现象探索物理规律的能力. 三、情感、态度与价值观 1.认识自然现象之间是相互联系的，进一步了解探索自然奥妙的科学方法. 2.认识任何创造发明的基础是科学探索的成果，初步具有创造发明的意识. 【教学重点】 电磁感应现象，感应电流方向与导体运动方向和磁场方向有关. 【教学难点】 产生感应电流的条件. 【教具准备】 小电动机、电源、导线、开关、电流表、线圈框、U型磁体、多媒体课件等. 【教学课时】 1 课时 【巩固复习】 教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解)，加强学生对知识的巩固. 【新课引入】 师电动机的使用，提高了人类改造自然的能力，改善了人们的生活.请列举电动机在生产、生活中的使用实例，并简要说明使用电

动机的意义. 学生讨论、回答. 师电动机及其他用电器运作时，消耗大量的电能从何而来？ 学生积极思考.可能： 热能→电能、化学能→电能、核能→电能、光能→电能、机械能→电能. (再找学生带着感情朗读课本P138页第一自然段，然后请学生提出问题） 师电流周围存在着磁场，即电能生磁，那么逆向思维将会怎么样？ 生: 磁能否生电？ 生: 怎样能使磁生电？ 师下面我们用实验来探究磁能否生电. 【进行新课】 知识点1 探究电磁感应现象 师电能从何而来的，同学们做出了多样的猜测.这些猜想，人们大都变成了现实.现在我们一起重点探索一下: 机械能→电能. 首先，我们再观察一下电动机的转动.要求:①同桌的二位同学合作进行;②画出电路图. 生: 连接电路，电动机运转. 师很好！我们观察到给电动机通电，电动机转动.反过来，想想让电动机转动（如用手转动它的轴），会出现什么情况呢？ 学生猜想、创新. 师与周围的同学说说你这样猜想的原因吧. 学生议论. 师对学生的猜想肯定、赞许.引导生:转动电动机的轴，可能产生电流，是因为电动机能把电能转化为机械能，所以输入机械能可能产生电能.（尝试逆向思维） 对我们上述的猜想，准备通过什么方法加以验证，请用文字表达一下. 学生制定计划、设计实验、进行实验. 引导学生，可用电流表(耳机、喇叭)检测电流. 师请把你看到的现象写在纸上，告诉老师和其他同学. 学生文字表达、口语表达.（交流） 师在这现象中，发生能的转化吗？ 学生思考议论:机械能→电能. 师下面我们来探究:什么情况下磁可以生电. 师大家已经知道小电动机是由一对磁体和线圈构成的.利用一

天津高考电磁感应计算题汇总

电磁感应---天津真题 (2005年)．（16分）图中MN 和PQ 为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l 为0.40m ，电阻不计。 导轨所在平面与磁感应强度B 为0.50T 的匀强磁场垂直。质量m 为6.0×10-3kg 、电阻为1.0Ω的金属杆ab 始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R 1。当杆ab 达到稳定状态时以速率v 匀速下滑，整个电路消耗的电功率P 为0.27W ，重力加速度取10m/s 2，试求速率v 和滑动变阻器接入电路部分的阻值R 2。 (2007年) 24.（18分）两根光滑的长直金属导轨MN 、M ′N ′平行置于同一水平面内，导轨间距为l ，电阻不计，M 、M ′处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R ，电容器的电容为C 。长度也为l 、阻值同为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中。ab 在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab 运动距离为s 的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q 。求 （1）ab 运动速度v 的大小； （2）电容器所带的电荷量q 。 (2010年)11.（18分）如图所示，质量m 1=0.1kg ，电阻R 1=0.3Ω，长度l=0.4m 的导体棒ab 横放在U 型金属框架上。框架质量m 2=0.2kg ，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，相距0.4m 的MM ’、NN ’相互平行，电阻不计且足够长。电阻R 2=0.1Ω的MN 垂直于MM ’。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T 。垂直于ab 施加F=2N 的水平恒力，ab 从静止开始无摩擦地运动，始终与MM ’、NN ’保持良好接触，当ab 运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取10m/s 2. (1)求框架开始运动时ab 速度v 的大小； （2）从ab 开始运动到框架开始运动的过程中，MN 上产生的热量Q=0.1J ，求该过程ab 位移x 的大小。 a P

高中《研究电磁感应现象实验报告》

高中《研究电磁感应现象实验报告》 班级学号姓名 一、实验目的 1、练习使用灵敏电流计。 2、研究线圈中感应电流的方向与穿过线圈磁通量变化的关系。 二、实验器材 灵敏电流计，原副线圈，滑动变阻器，电键、导线若干，电源，条形磁铁。 三、实验原理 穿过闭合回路的磁通量发生变化时会产生感应电流。 四、实验准备过程 1、查看电流表的指针的偏转方向和电流流入电流表的方向之间的关系。 2、查明原副线圈的绕向。 五、实验步骤与要求 1、将所给的实验元件连成电路图。 2、将开关闭合或改变滑动变阻器的值观察有无感应电流产生。 3、观察滑动变阻器改变的快慢不同，感应电流的大小是否相同。 4、观察电键闭合与断开产生的感应电流方向是否相同。 六、实验注意事项 1、电路连接要正确。 2、每一个操作步骤间要有停顿，以便观察电流表指针的摆动情况。

3、实验时不要超过灵敏电流计的量程。 4、实验操作中动作尽量迅速，效果会比较明显。 七、实验过程 1、连好下列电路图 （用铅笔代替导 线） 2、将滑动变阻器滑到电阻较小的一端，迅速闭合开关，并同时观察实验现象，断开开关时现象又如何 3、闭合开关，将滑动变阻器的滑动端移动时观察电流计的指针偏转。结论：当闭合回路的发生变化时，会产生感应电流。 八、综合练习： 1、如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路，在下列情况中， 电流表指针不发生偏转的是（） A、线圈不动，磁铁插入线圈的过程中 B、线圈不动，磁铁拔出线圈的过程中 C、磁铁插在线圈内不动 D、磁铁不动，线圈上下移动 2、如图所示，矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重S N

合(互相绝缘)．现使线框绕不同的轴转动，能使框中产生感应电流的是（） A．绕ad边为轴转动 B．绕OO'为轴转动 C．绕bc边为轴转动 D．绕ab边为轴转动 3、关于“研究电磁感应现象”实验的注意事项，下列说法中错误的是（） A、原副线圈接入电路前，应查清其绕制方向 B、原线圈电阻很小，通电时间不宜过长 C、无论用什么方法使电流计指针偏转，都不能使表针偏转角度过大 D、在查明电流计电流方向跟指针偏转方向的关系时，应直接将电源两极和电流表两接线柱连接 4、图是判断电流表中电流方向和指针偏转方向关系的一种电路，下列说法中正确的是（） A、r的作用是分流 B、r的作用是分压 C、R的作用是分流 D、R的作用是分压 5、已知电流从电流计的“+”接线柱流入时，指针向右偏转，在如图所示的装置中，下列判断正确的是（） A、合上S，将A插入B过程中，指针向右偏转

高二物理选修3-1 电磁感应.

高二物理选修3-1+电磁感应 一、选择题 1．关于洛伦兹力，以下说法正确的是（） A．带电粒子运动时不受洛伦兹力作用，则该处的磁感强度为零 B．磁感强度、洛伦兹力、粒子的速度三者之间一定两两垂直 C．洛伦兹力不会改变运动电荷的速度 D．洛伦兹力对运动电荷一定不做功 2．电场中有一点P，下列说法是正确的： ( ) A．若放在P点的检验电荷的电量减半，则P点的场强减半。 B．若P点没有检验电荷，则P点的场强为零。 C．P点的场强越大，则同一种电荷在P点受到的电场力越大。 D．P点的场强方向为检验电荷在该点的受力方向 3．如图所示的逻辑电路，要使输出端Y=1,则输入端A、B、C可能分别为 A.1, 0, 1 B.1, 0, 0 （） C.0, 1, 0 D.0, 1, 1 4．如图所示，某正电荷垂直场强进入匀强电场，通过电场后发生偏转，则有（） A、电荷的初速度越大偏移量y越小 B、电荷的初速度越大偏移量y越大 C、电场强度越大偏移量y越小 D、电荷的质量越小偏移量y越小 5. 直流电池组的电动势为E，内电阻为r，用它给电阻为R的直流电动机供电，当电动 机正常工作时，电动机两端的电压为U，通过电动机的电流是 ( ) A．EUE(R+r)E-U B． C． D． R+rRrRr

6．某空间有带正电的点电荷Q1和带负电的点电荷Q2形成的电场，如图所示，在它们的连线上的M点，关于M点的电场强度的说法中正确的是：（） A、M点的电场强度方向向右 B、M点的电场强度方向向左 C、M点的电场强度为零 D、M点的电场强度方向不能确定 7．如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面间的电势差相等，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知 ( ) A．三个等势面中，Q点的电势最高 B．带电质点通过P点时电势能较大 C．带电质点通过P点时的动能较大 D．带电质点通过P点时的加速度较大 8．一个电流表的内阻Rg=36Ω,满偏电流Ig=10mA，将它改装成较大量程的电流表，测得改装后电流表的内阻是0.36Ω，则改装后电流表的量程为和并联的分流电阻分别是：（） A、1A ，0.364Ω B、10A ，0.0364Ω C、2A ，0.728Ω D、0.1A ， 3。64Ω9．关于磁感应强度的概念，以下说法中正确的有 ( ) FA．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B IL FB．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度可能大于或等于 IL

实验八研究电磁感应现象

研究电磁感应现象 实验目的 将灵敏电流计与线圈一起串联接入闭合电路，通过以不同的方式改变穿过该线圈的磁通量，观察电流表指针是否偏转及偏转方向，从而研究、总结产生电磁感应现象的条件，归纳判定感应电流方向的规律。 实验器材 有软铁棒做铁芯的原线圈A、副线圈B，灵敏电流计一只，滑动变阻器，电池，保护电阻（阻值约几千欧）、开关、导线若干 准备作业 1．产生电磁感应现象的条件是：。 2．当穿过副线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向；当穿过副线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向。 实验步骤 1．首先查明电流表指针的偏转方向和电流方向的关系。具体的作法是：将灵 敏电流计、保护电阻（阻值约几干欧）、开关S串联，并与电池成串联电路， 如图所示。闭合开关，观察、判定电流表指针偏转方向与通过的电流方向之 间的关系。如图所示。

2．将原线圈A、滑动变阻器、电池（1）和开关（6）串联成一个电路，将灵敏电流计G线圈B 串联成另一个电路。将滑动变阻器值调到最大，如图所示。 ①打开、闭合电键 把原线圈插在副线圈中不动，观察闭合电键和断开电键的瞬间，电 流表指针是否偏转。 ②移动滑动变阻器的滑片 把原线圈插在副线圈中不动，闭合电键后，迅速移动变阻器的滑动 片，观察电流表指针是否偏转。 ③改变原线圈和副线圈的相对位置（插入或拔出副线圈） 根据实验装置图，按下电键，使原线圈通电。把原线圈从副线圈中 插入或拔出时，观察电流表指针是否偏转。 把原线圈插在副线圈中不动，闭合电键后，迅速插入或拔出铁芯，观察电流表指针是否偏转。 ④插入或拔出铁芯 相关习题 1．（2004黄浦）关于“研究电磁感应现象”实验的注意事项，下列说法正确的是（）（A）原副线圈接入电路之前，应查清其绕制方向 （B）原线圈电阻很小，通电时间不宜过长，以免损坏电源和原线圈 （C）无论用什么方法使电流表指针偏转，都不要使表针偏转角度过大，以免损坏电流表 （D）在查明电流方向与电流表指针偏转方向关系时，应直接将电源两极与电流表两接线柱相连 2．（2006上海）在研究电磁感应现象实验中， (1）为了能明显地观察到实验现象，请在如图所示的实验器材中，选 择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图； （2）将原线圈插入副线圈中，闭合电键，副线圈中感生电流与原线 圈中电流的绕行方向（填“相同”或“相反”）； （3）将原线圈拔出时，副线圈中的感生电流与原线圈中电流的绕行 方向（填“相同”或“相反”）。 3．（1999全国）如图为“研究电磁感应现象”的实验 装置。 （1）将图中所缺的导线补接完整。 （2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了 一下，那么合上电键后（）。 （A）将原线圈迅速插入副线圈时，电流计指针向右偏 转一下 （B）将原线圈插入副线圈后，电流计指针一直偏在零点右侧 （C）原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电流计指针向右偏转一下

电磁感应计算题复习

电磁感应计算题专题 计算题 （共15小题） 1. 如图13-17所示，两根足够长的固定平行金属导轨位于同一水平面内，导轨间的中距离为L ，导轨上横放着两根导体棒ab 和cd.设两根导体棒的质量皆m ，电阻皆为R ，导轨光滑且电阻不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感强度为B 。开始时ab 和cd 两导体棒有方向相反的水平初速，初速大小分别为v 0和2v 0，求： （1）从开始到最终稳定回路中产生的焦耳热。 （2）当ab 棒的速度大小变为 4 v 时，回路中消耗的电功率。 2. 如图13-18所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域， 区域的上下边缘间距为h ，磁感强度为B 。有一宽度为b(b ＜h ＝、长度为L ，电阻为R 。质量为m 的矩形导体线圈紧贴磁场区域的上边缘从静止起竖直下落，当线圈的PQ 边到达磁场 下边缘时，恰好开始做匀速运动。求： （1）线圈的MN 边刚好进入磁场时，线圈的速度大小。 （2）线圈从开始下落到刚好完全进入磁场，经历的时间。 3. 水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，问距为L ，一端通过导线与阻值为R 的电阻连接；导轨上放一质量为m 的金属杆（见右上图），金属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F 作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v 也会变化，v 与F 的关系如右下图.（取重力加速度g=10m/s 2） （1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？ （2）若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω；磁感应强度B 为多大？ （3）由v —F 图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？ 4. 如图1所示，两根足够长的直金属导轨MN 、PQ 平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L 0、M 、P 两点间接有阻值为R 的电阻。一根质量为m 的均匀直金属杆ab 放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab 杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触 图13-17 图13-18

高中物理选修3-电磁感应测重要试题

高中物理选修3-2期中测试 一、选择题 1.如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化。下列说法 ①当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小 ②当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大 ③当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大 ④当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变 其中正确的是（） A .只有②④正确 B .只有①③正确 C .只有②③正确 D .只有①④正确 2.一飞机在北半球的上空以速度v 水平飞行，飞机机身长为a ，翼展为b ；该空间地磁场磁感应强度的水平分量为B 1，竖直分量为B 2；驾驶员左侧机翼的端点用A 表示，右侧机翼的端点用B 表示，用E 表示飞机产生的感应电动势，则（） A .E = B 1vb ，且A 点电势低于B 点电势 B .E =B 1vb ，且A 点电势高于B 点电势 C .E =B 2vb ，且A 点电势低于B 点电势 D . E =B 2vb ，且A 点电势高于B 点电势 3.如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N 极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈部）（） A .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引 B .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥 C .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引 D .线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥 4.如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面，长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示.在0-T /2时间，直导线中电流向上，则在T /2-T 时间，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（） A .感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左 i i

《电磁感应计算题复习专题》例题.doc

电磁感应计算题复习专题 1 ?阻值为R =4Q 的电阻连接在图甲电路中，并放置于粗糙水平面上。电路有一边长为厶=lm,阻值厂=1 Q 的正方形区域CDEF,放置在边长为2厶的竖直向下正方形磁场中，磁感应强度3大小随时间变化如图 乙所示，线框始终静止不动。其他部分电阻不计。求: t =3s 吋通过电阻R 的电流方向及R 两端的电压U. 2.足够长的、间距为厶=lm 的光滑平行金属导轨CD 、EF 水平放置，导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁 感应强 度5=0.5To 质量〃尸0.1kg,电阻为r =1 Q 的金属棒ah 垂直导轨放置且与导轨接触良好。已知电阻 阻值为R=4Q 。金属棒必在水平恒力F 的作用下由静I 上开始向右运动，当金属棒必达到最大速度v 时, 电阻人的电功率P=4Wo 其他部分电阻不计。求： （1）金属棒必的电流方向和最大速度u 的大小。 （2） 水平恒力F 的大小。 （3） 当达到最大速度后撤去水平恒力F,金属棒〃运动直至到停止过 程中 电路产生的热量0。 3.竖直放置的平行金属板M 、N 相距d=0.2m,板长L 0=5m,板间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度3 =0.5T,极 板按如图所示的方式接入电路。足够长的、间距为厶=lm 的光滑平行金属导轨CD 、EF 水平放 置，导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度也为3。电阻为厂=1Q 的金属棒ob 垂直导轨放置且与导 轨接触良好。己知滑动变阻器的总阻值为R=4Q,滑片P 的位置位于变阻器的中点。有一个质量为加=1.0 X10池g 、电荷量为g=+2.0X10叱 的带电粒子，从两板屮间左端以初速度v 0 =10m/5沿中心线水平射入 ---- c C 7 — V D A X X R X X XXX > r D XXX F (1) (2) t =3s 时线框受到的安培力F 的大小和方向。 (3) 0?3s 内整个电路的发热暈Qo X x Dx X X X X B X X X X X x Fx X Ci 乙 Ei

电磁感应计算题专项训练及答案

电磁感应计算题专项训练 【注】该专项涉及规律：感应电动势、欧姆定律、牛顿定律、动能定理 1、( 2010重庆卷)法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。实验装置 的示意图如图所示，两块面积均为 S 的矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中, 间距为d 。水流速度处处相同，大小为 v ,方向水平。金属板与水流方向平行。地磁场磁感应强度的竖直分量为 B,水的电阻率为 p 键 K 连接到两金属板上。忽略边缘效应，求: (1) 该发电装置的电动势； (2) 通过电阻R 的电流强度； (3) 电阻R 消耗的电功率 水面上方有一阻值为 R 的电阻通过绝缘导线 和电 2、(2007天津)两根光滑的长直金属导轨 MN MN'平行置于同一水平面内，导轨间距为 I , 电阻不计。M M 处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为 R,电容器的电容为 C 。 现有长度也为I ,电阻同为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为 B 方向 竖直向下的匀强磁场中。ab 在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在 ab 在运 动距离为s 的过程中，整个回路中产生的焦耳热为 Q 求：⑴ab 运动速度v 的大小；⑵电容 3、( 2010江苏卷)如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为 L , 一理想电流表 与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为 m 有效电阻为R 的导体棒在距磁场上 边界h 处由静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为 I 。整 个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。求： ⑴磁感应强度的大小 B; ⑵ 电流稳定后，导体棒运动速度的大小 v ； ⑶ 流经电流表电流的最大值 I m 器所带的电荷量q 。

电磁感应现象及电磁在生活中的应用

电磁感应现象及电磁在生活中的应用 摘要：电磁感应，也称为磁电感应现象是指放在变化磁通量中的导体，会产生电动势。此电动势称为感应电动势或感生电动势，若将此导体闭合成一回路，则该电动势会驱使电子流动，形成感应电流。 电磁反应是一个复杂的过程，其运用到现实生活中的技术（例如：电磁炉、微波炉、蓝牙技术、磁悬浮列车等等）。是经过很多人的探索和努力一步一步走到现在的。 正文： 电磁感应的定义：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应现象。本质是闭合电路中磁通量的变化。由电磁感应现象产生的电流叫做感应电流。 电磁感应的发现：1831年8月，法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，线圈A 接直流电源，线圈B接电流表，他发现，当线圈A的电路接通或断开的瞬间，线圈B中产生瞬时电流。法拉第发现，铁环并不是必须的。拿走铁环，再做这个实验，上述现象仍然发生。只是线圈B中的电流弱些。为了透彻研究电磁感应现象，法拉第做了许多实验。1831年11月24日，法拉第向皇家学会提交的一个报告中，把这种现象定名为“电磁感应现象”，并概括了可以产生感应电流的五种类型：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。法拉第之所以能够取得这一卓越成就，是同他关于各种自然力的统一和转化的思想密切相关的。正是这种对于自然界各种现象普遍联系的坚强信念，支持着法拉第始终不渝地为从实验上证实磁向电的转化而探索不已。这一发现进一步揭示了电与磁的内在联系，为建立完整的电磁理论奠定了坚实的基础。 电磁感应是指因磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现，乃是电磁学中伟大的成就之一。它不仅让我们知道电与磁之间的联系，而且为电与磁之间的转化奠定了基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，在实用上有重大意义。电磁感应现象的发现，标志着一场重大的工业和技术革命的到来。事实证明，电磁感应在电工、电子技术、电气化、自动化方面的广泛应用对推动社会生产力和科学技术的发展发挥了重要的作用。 若闭合电路为一个n匝的线圈，则又可表示为：式中n为线圈匝数，ΔΦ为磁通量变化量，单位Wb ，Δt为发生变化所用时间，单位为s.ε为产生的感应电动势，单位为V。 磁通量：设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S。(1)定义：在匀强磁场中，磁感应强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。 (2)公式：Φ＝BS 当平面与磁场方向不垂直时： Φ＝BS⊥＝BScosθ（θ为两个平面的二面角） (3)物理意义

电磁感应计算题专题

电磁感应计算题专题 命题人：蓝杏芳 学号________. 姓名________. 四.计算题 （共15小题） 1. 如图13-17所示，两根足够长的固定平行金属导轨位于同一水平面内，导轨间的中距离为L ，导轨上横放着两根导体棒ab 和cd.设两根导体棒的质量皆m ，电阻皆为R ，导轨光滑且电阻不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感强度为B 。开始时ab 和cd 两导体棒有方向相反的水平初速，初速大小分别为v 0和2v 0，求： （1）从开始到最终稳定回路中产生的焦耳热。 （2）当ab 棒的速度大小变为4 0v 时，回路中消耗的电功率。 2. 如图13-18所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上下边缘间距为h ，磁感强度为B 。有一宽度为b(b ＜h ＝、长度为L ，电阻为R 。质量为m 的矩形导体线圈紧贴磁场区域的上边缘从静止起竖直下落，当线圈的PQ 边到达磁场 下边缘时，恰好开始做匀速运动。求： （1）线圈的MN 边刚好进入磁场时，线圈的速度大小。 （2）线圈从开始下落到刚好完全进入磁场，经历的时间。 3. 水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，问距为L ， 一端通过导线与阻值为R 的电阻连接；导轨上放一质量为m 的金属杆（见右上图），金属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F 作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v 也会变化，v 与F 的关系如右下图.（取重力加速度g=10m/s 2） （1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？ （2）若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω；磁感应强度B 为多大？ （3）由v —F 图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？ 4. 如图1所示，两根足够长的直金属导轨MN 、PQ 平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L 0、M 、P 两点间接有阻值为R 的电阻。一根质量为m 的均匀直金属杆ab 放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab 杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触 图13-17 图13-18

电磁感应现象中的能量问题

电磁感应现象中的能量问题邵晓华 目标： 使学生能处理电磁感应规律与能量综合应用的问题，并学会处理能量问题的方法与技巧。提高学生的分析综合能力和解决实际问题的能力，帮助学生树立正确的科学观。 教学过程 【问题概述】电磁感应现象部分的知识历来是高考的重点、热点，出题时可将力学、电磁学等知识溶于一体，能很好地考查学生的理解、推理、分析综合及应用数学处理物理问题的能力。电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用，因此，要维持感应电流的存在，必定有“外力”克服安培力做功，此过程中，其它形式的能转化为电能，当电流通过电阻时，电能又转化为其它形式的能量． 【典例赏析】 例1、如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R， 质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒 与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面 垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的 功与安培力做的功的代数和等于（） A.棒的机械能增加量 B.棒的动能增加量 C.棒的重力势能增加量 D.电阻R上放出的热量 小结：分析过程中应当牢牢抓住能量守恒这一基本规律，即分析清楚有哪些力做功，就可知道有哪些形式的能量参与了相互转化，如有摩擦力做功，必然有内能出现；重力做功，就可能有机械能参与转化；安培力做负功就将其他形式能转化为电能，做正功将电能转化为其他形式的能； 针对练习：P１８９（４）P１９１（４）两题 分析作业P３０６（８，９，１０） 例２（P１８９例４） 分析P３０６（１１） 能力提升： 例３．（如图16(甲) 为一研究电磁感应 的装置，其中电流传 感器(相当于一只理 想的电流表)能将各 时刻的电流数据实 时送到计算机，经计 算机处理后在屏幕 上显示出I-t图象。 已知电阻R及杆的 电阻r均为0.5Ω，杆的质量m及悬挂物的质量M均为0.1kg，杆长L=1m。实验时，先断

高中物理选修3-2___电磁感应专项练习题

选修3-2 电磁感应专项练习 一、感应电流的产生条件 1．关于产生感应电流的条件，以下说法中错误的是 [ ] A．闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流 B．闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流 C．穿过闭合电路的磁通为零的瞬间，闭合电路中一定不会产生感应电流 D．无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化，闭合电路中一定会有感应电流 2．在如图所示的各图中，闭合线框中能产生感应电流的是[ ] 3．如图2所示，矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合(互相绝缘)．现使线框绕不同的轴转动，能使框中产生感应电流的是 [ ] A．绕ad边为轴转动 B．绕oo′为轴转动 C．绕bc边为轴转动 D．绕ab边为轴转动 4．垂直恒定的匀强磁场方向放置一个闭合圆线圈，能使线圈中产生感应电流的运动是[ ] A．线圈沿自身所在的平面匀速运动B．线圈沿自身所在的平面加速运动 C．线圈绕任意一条直径匀速转动 D．线圈绕任意一条直径变速转动 5．一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面，磁铁中心与圆心O重合(图3)．下列运动中能使线圈中产生感应电流的是 [ ] A．N极向外、S极向里绕O点转动 B．N极向里、S极向外，绕O点转动 C．在线圈平面磁铁绕O点顺时针向转动 D．垂直线圈平面磁铁向纸外运动 6．如图5所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是 [ ] A．线圈以恒定的电流 B．通电时，使变阻器的滑片P作匀速移动 C．通电时，使变阻器的滑片P作加速移动 D．将电键突然断开的瞬间

简单剖析电磁感应现象及其本质

简单剖析电磁感应现象及其本质 摘要：电磁感应是指因磁通量变化在回路中产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现，是电磁学领域中最伟大的成就之一，揭示了电与磁之间的内在联系，但在学习中对电磁感应定律及其内在本质联系比较难于理解，本文从电磁感应定律为出发点对电磁现象做简要分析，探讨电磁感应现象规律及其本质。 关键词：电磁感应 磁通量变化 感应电动势 非静电力 电磁感应又称磁电感应现象，是指放在变化磁场中的导体，会产生电动势，此电动势称为感应电动势或感生电动势。若将此导体闭合成一回路，则该电动势会驱使电子流动，形成感应电流，变化的磁场能够产生电流, 这就是电磁感应现象。这种电流称为感应电流, 研究表明, 它的产生是由于闭合回路的磁通量Ф发生了变化。英国的科学家法拉第经过多年的实验研究, 于1831年总结出电磁感应的规律，感应电动势用ε表示为 ε＝－ dt Φd 上式中我们用“－”号表示感应电流的方向，用楞次定律来判别，楞次定律表述为：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。如果闭合电路是一个n 匝线圈, 上式变为 ε＝－dt Φd n 由此式可以知道法拉第电磁感应定律ε＝－n dt Φd 的磁通量变化, 可归因于两种情况： 一种是由回路边 界运动( 扩张或收缩)引起的； 另一种是由回路内的磁感应强度变化所致。如图1 所示, 金属棒ab 与导轨组成的闭合回路abcd 平面与磁感应强度B 垂直, 当磁场稳定时, 金属棒ab 以速度v 沿导轨运动, 则感应电动势为εdt d Φ= =dt dS B =θsin Blv 。当金属棒静止不动, 只有磁感应强度 B 变化时, 感应电动势为 ε= dt d φ= dt dB S ，在一般情况下, 由回路边界运动产生的电 动势也叫做动生电动势, 用矢量积分表示为 ε=() l d B V l ??? 由磁感应强度变化产生的感应电动势叫做感生电动势, 用矢量积分表示为 ε=－s d t B s ????? 它概括了产生电磁感应现象的两种基本形式，全面地反映了产生感应电动势的规律ε＝－dt Φd ，即电磁感应定律的两种表述形式,因此法拉第电磁感应定律的两种 表述是等价的。

电磁感应现象的应用

重点难点突破 一、电磁感应现象中的力学问题 1.通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用，电磁感应问题往往和力学问题联系在一起，基本步骤是： (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向.(2)求回路中的电流强度.(3)分析研究导体受力情况(包含安培力，用左手定则确定其方向).(4)列动力学方程或平衡方程求解. 2.对电磁感应现象中的力学问题，要抓好受力情况和运动情况的动态分析，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→周而复始地循环，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态，要抓住a＝0时，速度v达最大值的特点. 二、电磁感应中的能量转化问题 导体切割磁感线或闭合回路中磁通量发生变化，在回路中产生感应电流，机械能或其他形式的能量便转化为电能，具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又可使电能转化为机械能或电阻的内能，因此，电磁感应过程总是伴随着能量转化，用能量转化观点研究电磁感应问题常是导体的稳定运动(匀速直线运动或匀速转动)，对应的受力特点是合外力为零，能量转化过程常常是机械能转化为内能，解决这类问题的基本步骤是： 1.用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定电动势的大小和方向. 2.画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率的表达式. 3.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改变所满足的方程. 三、电能求解的思路主要有三种 1.利用安培力的功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功； 2.利用能量守恒求解：若只有电能与机械能的转化，则机械能的减少量等于产生的电能； 3.利用电路特征求解：根据电路结构直接计算电路中所产生的电能. 四、线圈穿越磁场的四种基本形式 1.恒速度穿越； 2.恒力作用穿越； 3.无外力作用穿越； 4.特殊磁场穿越. 典例精析 1.恒速度穿越 【例1】如图所示，在高度差为h的平行虚线区域内有磁感应强度为B，方向水平向里的匀强磁场.正方形线框abcd的质量为m，边长为L(L>h)，电阻为R，线框平面与竖直平面平行，静止于位置“Ⅰ”时，cd边与磁场下边缘有一段距离H.现用一竖直向上的恒力F提线框，线框由位置“Ⅰ”无初速度向上运动，穿过磁场区域最后到达位置“Ⅱ”(ab边恰好出磁场)，线框平面在运动中保持在竖直平面内，且ab边保持水平.当cd边刚进入磁场时，线框恰好开始匀速运动.空气阻力不计，g＝10 m/s2.求： (1)线框进入磁场前距磁场下边界的距离H； (2)线框由位置“Ⅰ”到位置“Ⅱ”的过程中，恒力F做的功为多少？线框产生的热量为多少？ 【解析】(1)线框进入磁场做匀速运动，设速度为v1，有： E＝BLv1，I＝ER，F安＝BIL 根据线框在磁场中的受力，有F＝mg＋F安