高考电磁感应复习

F=BS⊥一、磁通量（Φ）：单位:韦伯(Wb)1Wb=1T×1m2=1V·s1、磁通量定义：S2、F表示穿过某面的磁感线条数的代数和。3、磁通量的变化量：初末FFF4、磁通密度：——穿过单位面积的磁通量SBF（磁感应强度B）说明：B与Ф、S无关由磁场本身决定。例题：如图所示，两个同心放置的同平面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量Fa、Fb比较：（）A．Fa＞Fb；B．Fa＜Fb；C．Fa＝Fb；D．不能比较．A二、电磁感应现象：1、产生条件：F发生变化有E感有I感闭合回路——利用磁场产生电流的现象引起磁通量F变化的因素：①B变化②S变化③B与S夹角θ变化B↑例题：在长直导线电流的磁场中，线圈做如图的运动，判断线圈中有没有感应电流？A、向右平动B、向下平动C、绕轴转动（ad边向外）D、从纸面里向纸外作平动E、向上平动（线圈有个缺口）B、C、D有2、感应电流方向的判定：右手定则：仅适用于“切割”楞次定律：普遍适用说明：阻碍不是阻止，是延缓；阻碍的表现为：“增”反，“减”同；内容：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例题：一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动．已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中感应电流的方向分别为：A.逆时针方向(位置Ⅰ)逆时针方向(位置Ⅱ)；B.逆时针方向(位置Ⅰ)顺时针方向(位置Ⅱ)；C.顺时针方向(位置Ⅰ)顺时针方向(位置Ⅱ)；D.顺时针方向(位置Ⅰ)逆时针方向(位置Ⅱ)．B例题：如图所示，导线框abcd与导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线时，线框中感应电流的方向是：A．先abcd，后dcba，再abcd；B．先abcd，后dcba；C．始终dcba；D．先dcba，后abcd，再dcba；E．先dcba，后abcd．DbaVV感应电流方向的判断实例：与感应电流方向相关问题例题：如图甲，螺线管的导线两端A、B通过一个电阻相接，若条形磁铁突然从螺线管中拔出，则此时A、B两点哪一点的电势较高B点NSABR例题：两个大小不同的绝缘圆环，如图所示叠放在一起，小圆环有一半面积在大圆内。当大圆环通上顺时针方向电流的瞬间，小圆环中感应电流的方向是（）A.顺时针方向B.逆时针方向C.左半圆顺时针，右半圆逆时针D.无感应电流B与感应电流方向相关问题例题：如图所示，线圈L1，铁芯Ｍ，线圈L2都可自由移动，欲使L2中有感应电流且流过电阻R′的电流方向从ab，可采用的办法是（）Ａ．使L2迅速靠近L1Ｂ．将变阻器R的滑动触头向右移动Ｃ．在L1中插入铁芯ＭＤ．断开电路中的电键ＫL1L2与感应电流方向相关问题ABC注意：多解问题！例题：在匀强磁场中放一平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接如图所示，导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面，假定除ab导线外其余部分电阻不计，欲使Ｍ所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向感应电流，导线ab需（）A．匀速向右运动B．加速向右运动C．减速向右运动D．加速向左运动与感应电流方向相关问题CD例题：如图所示，线圈A连接两光滑平行导轨，导轨上横放着导体MN，并处于垂直纸面向里的匀强磁场中，线圈C闭合，现使MN沿导轨向右运动，并设运动过程中，回路中电阻不变。为了使线圈产生如图所示的感应电流，MN应向右做：（）A、匀速运动B、加速运动C、减速运动D、以上说法都正确与感应电流方向相关问题C例题：一个圆环形闭合导体线圈a平放在水平面上，在a的正上方固定一竖直的螺线管b，b的铁心与a不接触，a、b的轴线重合。螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图的电路。当移动滑动变阻器的触头P时，圆环a中将产生感应电流，同时a对水平面的压力N将发生变化。则下面的说法中正确的是（）A.P应向上滑，N大于a的重力B.P应向下滑，N大于a的重力C.P应向上滑，N小于a的重力D.P应向下滑，N小于a的重力baPBC与感应电流方向相关问题1、法拉第电磁感应定律：tFNE(普遍适用，常用于感生)磁通量的变化率2、特例：vBLE（常用于动生，切割）B、L、v互相垂直条件：说明：tNEF求平均值vBLE求瞬时值平均值区分：F/tFF决定电动势的大小F/t三、感应电动势的大小：例题：如下图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁场的磁感应强度为B，求杆OA两端的电势差。L001222AvvLvL平均速度切割法：L2BL21vBLE例题：如图，一个半径为r、电阻为R，匝数为ｎ的线圈在磁感应强度为B匀强磁场中翻转180º的过程中通过某一截面的电量为多少？BRBrnq22例题：如图所示，先后两次将线圈从同一位置匀速地拉出有界匀强磁场。第一次速度为v1=v，第二次速度v2=2v，在两次过程中：(1)线圈中感应电流之比为；(2)线圈中产生热量之比为；(3)沿运动方向作用在线圈框上的外力的功率之比为；(4)流过任一截面的电量之比。vB1:21:21:41:1四、自感现象：——由于通过导体自身回路电流的变化而引起的电磁感应现象1、自感电动势：tILE自作用：总是阻碍电流的变化L自感系数——由线圈决定单位：亨利(H)、mH、μH原电流增大，产生反向的电流原电流减小，产生同向的电流线圈越粗、线圈越长、线圈越密、有铁心，L越大①通电自感：2、两种自感现象：②断电自感：例题：(07海南)在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关，关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是:A.合上开关，a先亮，b后亮；断开开关，a、b同时熄灭B.合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭C.合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a、b同时熄灭D.合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭EabLSC例题：如图所示的电路，D1和D2是两个相同的小电珠，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R相同，由于存在自感现象，在电键S接通和断开时，灯泡D1和D2先后亮暗的次序是：()A.接通时D1先达最亮，断开时D1后暗；B.接通时D2先达最亮，断开时D2后暗；C.接通时D1先达最亮，断开时D1先暗；D.接通时D2先达最亮，断开时D2先暗．A3、利用——日光灯电路起动器——实际上就是一个自动开关，一通一断，使通过镇流器的电流急剧变化．镇流器——在日光灯起动时提供瞬时高压，而在日光灯正常工作时起降压限流的作用物理情景E=BLvΔtΔnEFrREI电压（电势差）RURIUIP22RBvRbar五、综合应用：1、与电路相关问题：（4）在电阻R上消耗的功率PR=____BvRba例题：如图所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长L=0.4m的金属棒ab，其电阻r=0.1Ω．框架左端的电阻R=0.4Ω．垂直框面的匀强磁场的磁感强度B=0.1T．当用外力使棒ab以速度v=5m／s右移时，求：ab棒中（1）产生的感应电动势E=____（2）通过ab棒的电流I=____（3）ab棒两端的电势差Uab=____（5）在ab棒上消耗的发热功率Pr=____（6）切割运动中产生的电功率P=____0.2V0.4A0.16V0.064W0.016W0.08W例题：如图所示，在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，长为0.5m的导体AB在金属框架上，以10m/s的速度向右滑动，R1=R2=20Ω，其它电阻不计，则：（1）流过AB的电流是多少？______（2）AB两端电压为_____FABR1R21V0.1A例题：如图所示，用相同的均匀导线制成的两个圆环a和b，已知a的半径是b的两倍，若在a内存在着随时间均匀变化的磁场，b在磁场外，MN两端的电压为U，则当b内存在着相同的磁场而a又在磁场外时，MN两点间的电压为多少？U/22、导体棒的动态分析(具有收尾速度的运动问题2)例题1：光滑金属导轨放置在匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好，并由静止释放。已知：金属杆质量为m，长度为L，磁感应强度为B，导轨上联有电阻R，导轨其它各处的电阻可忽略，且导轨足够长、磁场足够大。问：金属杆最终可达到的速度多大？bR×××××××××××××××BamL当ab杆达到匀速运动后，重力与安培力平衡。有：mg=BIL。又：I=E/R，E=BLυ则：22LBmgR)sin(cosLB)cos(sinmgRv22m例题：如图甲所示，AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为l，导轨平面与水平面的夹角是，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感强度为B，在导轨的A、C端连接一个阻值为R的电阻．一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为m，从静止开始沿导轨下滑，求ab棒的最大速度．(要求画出的ab棒受力图，已知ab与导轨间的动摩擦因数，导轨和金属棒的电阻都不计)若B竖直向上，则结果又怎样？22mLB)cos(sinmgRv3、电磁感应中的能量转化：例题：光滑金属导轨放置在匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好，并由静止释放。已知：金属杆质量为m，长度为L，磁感应强度为B，导轨上联有电阻R，导轨其它各处的电阻可忽略，且导轨足够长、磁场足够大。问：金属杆最终可达到的速度多大？例题：电阻为R的矩形导线框abcd，边长ab=l，ad=h，质量为m，自某一高度自由落体，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h，如图，若线框恰好以恒定速度通过磁场，线框内产生的焦耳热等于。(不考虑空气阻力)lhhabcd2mgh例题：如图所示，矩形线框先后以不同的速度v1和v2匀速地完全拉出有界匀强磁场。设线框电阻为R，且两次的始末位置相同，求(1)通过导线截面的电量之比(2)两次拉出过程外力做功功率之比(3)两次拉出过程中电流的功率之比解:q=IΔt=EΔt／R=ΔΦ/R∴q1/q2=1/1P=Fv=BILv=B2L2v2/R∴P1／P2=v12／v22P=E2／R=B2L2v2/R∴P1／P2=v12／v22vB例题：如图所示，一个“”形导轨PMNQ的质量为M，水平固定在一个竖直向下的匀强磁场中，导轨上跨放一根质量为m的金属棒ab，导轨的MN边和金属棒ab平行，它们的电阻分别是R和r，摩擦及导轨的其余部分的电阻不计。若沿着MP方向给ab一个初速度v0，设导轨足够长。求在金属棒ab中产生的热量。Qab＝mv02r/2(R＋r)MNPQabBrR例题：如图所示，正方形线框abcd的边长为L，电阻为R，匀强磁场范围的宽度为d．磁感应强度为B．线框的ab边与磁场边界平行，在下列两种情况：(1)Ld(2)Ld．分别求线框以速度V自左向右通过磁场时产生的焦耳热．RVLB2Q2Q321(1)LdRVdLB2Q22(2)LddVdabcLL例题：如图所示，MN为金属杆，在竖直平面上贴着光滑的金属导轨下滑，导轨间距L＝0.1m，导轨上端接有电阻R＝0.5Ω，导轨与金属杆电阻匀不计，整个装置处于磁感应强度B＝0.5T的水平匀强磁场中.若杆MN以稳定速度下滑时，每秒有0.02J的重力势能转化为电能，则MN杆下滑速度v＝m/s.解：由能量守恒定律，重力的功率P=W/t等于电功率P=E2/R=(BLv)2/R2m/s0.050.50.02(BL)PRv222vRNMa'c'add'bb'Bc例题(01广东)如图所示，虚线框abcd内为一矩形匀强磁场区域，ab=2bc，磁场方向垂直于纸面，实线框a’b’c’d’是一正方形导线框，a’b’边与ab边平行。若将导线框匀速地拉离磁场区域，以W1表示沿平行于ab的方向拉出过程中外力所做的功，W2表示以同样速率沿平行于bc的方向拉出过程中外力所做的功，则：（）A．W1=W2B．W2=2W1C．W1=2W2D．W2=4W1B例题：(03上海)粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框