物理選修3-2_第一章_電磁感應(yīng)知識點總結(jié)及例題剖析(二)

1、第一章電磁感應(yīng)知識點總結(jié)一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象與感應(yīng)電流.（ 1）利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象，叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象。（ 2）由電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的電流，叫做感應(yīng)電流。二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：閉合電路 中磁通量發(fā)生變化。2、產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法.（ 1）磁鐵運動。（ 2）閉合電路一部分運動。（ 3）磁場強度 B 變化或有效面積 S 變化。注：第（ 1）（ 2）種方法產(chǎn)生的電流叫“動生電流” ，第（ 3）種方法產(chǎn)生的電流叫“感生電流” 。不管是動生電流還是感生電流，我們都統(tǒng)稱為“感應(yīng)電流”。3、對“磁通量變化”需注意的兩點.（ 1）磁通量有正負之分，求磁通量時要按代數(shù)和（標量計

2、算法則）的方法求總的磁通量（穿過平面的磁感線的凈條數(shù)） 。（ 2）“運動不一定切割，切割不一定生電” 。導(dǎo)體切割磁感線，不是在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流的充要條件，歸根結(jié)底還要看穿過閉合電路的磁通量是否發(fā)生變化。4、分析是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的思路方法.（ 1）判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流，關(guān)鍵是抓住兩個條件： 回路是 閉合 導(dǎo)體回路。 穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化。注意： 第點強調(diào)的是磁通量“變化”，如果穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量很大但不變化，那么不論低通量有多大，也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。（ 2）分析磁通量是否變化時，既要弄清楚磁場的磁感線分布，又要注意引起磁通量變化的三種情況： 穿過閉合回路的磁場的磁感應(yīng)強度B 發(fā)生

3、變化。 閉合回路的面積S 發(fā)生變化。 磁感應(yīng)強度B 和面積 S 的夾角發(fā)生變化。三、感應(yīng)電流的方向1、楞次定律.（ 1）內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。 凡是由磁通量的增加引起的感應(yīng)電流，它所激發(fā)的磁場阻礙原來磁通量的增加。 凡是由磁通量的減少引起的感應(yīng)電流，它所激發(fā)的磁場阻礙原來磁通量的減少。（ 2）楞次定律的因果關(guān)系：閉合導(dǎo)體電路中磁通量的變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，而感應(yīng)電流的磁場的出現(xiàn)是感應(yīng)電流存在的結(jié)果，簡要地說，只有當閉合電路中的磁通量發(fā)生變化時，才會有感應(yīng)電流的磁場出現(xiàn)。- 1 -（ 3）“阻礙”的含義.“阻礙”可能是“反抗”，也

4、可能是“補償”.當引起感應(yīng)電流的磁通量（原磁通量）增加時，感應(yīng)電流的磁場就與原磁場的方向相反，感應(yīng)電流的磁場“反抗”原磁通量的增加；當原磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場就與原磁場的方向相同，感應(yīng)電流的磁場“補償”原磁通量的減少。（“增反減同” ）“阻礙”不等于“阻止”，而是“延緩”.感應(yīng)電流的磁場不能阻止原磁通量的變化，只是延緩了原磁通量的變化。當由于原磁通量的增加引起感應(yīng)電流時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反，其作用僅僅使原磁通量的增加變慢了，但磁通量仍在增加，不影響磁通量最終的增加量；當由于原磁通量的減少而引起感應(yīng)電流時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，其作用僅僅使原磁通量的減少變慢了

5、，但磁通量仍在減少，不影響磁通量最終的減少量。即感應(yīng)電流的磁場延緩了原磁通量的變化，而不能使原磁通量停止變化，該變化多少磁通量最后還是變化多少磁通量?！白璧K”不意味著“相反”.在理解楞次定律時， 不能把 “阻礙” 作用認為感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場的方向與原磁場的方向相反。事實上，它們可能同向，也可能反向。 （“增反減同” ）（ 4）“阻礙”的作用.楞次定律中的“阻礙”作用，正是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的反映，在客服這種阻礙的過程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能。（ 5）“阻礙”的形式.感應(yīng)電流的效果總是要反抗（或阻礙）引起感應(yīng)電流的原因（1）就磁通量而言， 感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場磁通量的變化（.“增反減同”

6、 ）（ 2）就電流而言， 感應(yīng)電流的磁場阻礙原電流的變化， 即原電流增大時， 感應(yīng)電流磁場方向與原電流磁場方向相反；原電流減小時，感應(yīng)電流磁場方向與原電流磁場方向相同 . （“增反減同” ）（ 3）就相對運動而言， 由于相對運動導(dǎo)致的電磁感應(yīng)現(xiàn)象， 感應(yīng)電流的效果阻礙相對運動 .（“來拒去留” ）（ 4）就閉合電路的面積而言， 電磁感應(yīng)應(yīng)致使回路面積有變化趨勢時，則面積收縮或擴張是為了阻礙回路磁通量的變化.（“增縮減擴” ）（ 6）適用范圍： 一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象.（ 7）研究對象： 整個回路.（ 8）使用楞次定律的步驟： 明確（引起感應(yīng)電流的）原磁場的方向. 明確穿過閉合電路的磁通量（指合磁通量

7、）是增加還是減少. 根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向. 利用安培定則確定感應(yīng)電流的方向.2、右手定則.（ 1）內(nèi)容：伸開右手，讓拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)，讓磁感線垂直（或傾斜）從手心進入，拇指指向?qū)w運動的方向，其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。（ 2）作用：判斷感應(yīng)電流的方向與磁感線方向、導(dǎo)體運動方向間的關(guān)系。（ 3）適用范圍： 導(dǎo)體切割磁感線。（ 4）研究對象： 回路中的一部分導(dǎo)體。- 2 -（ 5）右手定則與楞次定律的聯(lián)系和區(qū)別. 聯(lián)系：右手定則可以看作是楞次定律在導(dǎo)體運動情況下的特殊運用，用右手定則和楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，結(jié)果是一致的。 區(qū)別：右手定

8、則只適用于導(dǎo)體切割磁感線的情況（產(chǎn)生的是“動生電流” ），不適合導(dǎo)體不運動，磁場或者面積變化的情況，即當產(chǎn)生“感生電流時，不能用右手定則進行判斷感應(yīng)電流的方向。也就是說，楞次定律的適用范圍更廣，但是在導(dǎo)體切割磁感線的情況下用右手定則更容易判斷。3、“三定則” .比較項目右 手 定 則左 手 定 則安 培 定 則基本現(xiàn)象部分導(dǎo)體切割磁感線磁場對運動電荷、 電流的作用力運動電荷、電流產(chǎn)生磁場作用判斷磁場B、速度 v、感判斷磁場 B、電流 I 、磁場力 F電流與其產(chǎn)生的磁場間的應(yīng)電流 I方向關(guān)系方向方向關(guān)系v （果）（因）（因） B 圖例 （果） BF （果）（因）因果關(guān)系因動而電因電而動電流磁場應(yīng)

9、用實例發(fā)電機電動機電磁鐵【小技巧】：左手定則和右手定則很容易混淆，為了便于區(qū)分，把兩個定則簡單地總結(jié)為“通電受力用左手，運動生電用右手” ?！傲Α钡淖詈笠还P“丿”方向向左，用左手； “電”的最后一筆“乚”方向向右，用右手。四、法拉第電磁感應(yīng)定律.1、法拉第電磁感應(yīng)定律.（ 1）內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比。（ 2）公式： E（單匝線圈）或 E ntt（n 匝線圈） .對表達式的理解： EEk。 對于公式 Ekttt，k 為比例常數(shù)， 當 E、 t 均取國際單位時，k=1，所以有 E。若線圈有 n 匝，且穿過每匝線圈的磁通量變化率相同，則相當于n 個相t同的電

10、動勢t串聯(lián)，所以整個線圈中電動勢為E n（本式是確定感應(yīng)電動勢的普遍規(guī)t律，適用于所有電路，此時電路不一定閉合）. 在 E n中（這里的 取絕對值，所以此公式只計算感應(yīng)電動勢E 的大小， E 的方向根據(jù)t- 3 -楞次定律或右手定則判斷），E 的大小是由匝數(shù)及磁通量的變化率（即磁通量變化的快慢）決定的，與 或 之間無大小上的必然聯(lián)系（類比學(xué)習(xí)：關(guān)系類似于a、v 和v 的關(guān)系）。 當t 較長時，En求出的是平均感應(yīng)電動勢；當t 趨于零時，En求出的是瞬時tt感應(yīng)電動勢。2、 E=BLv 的推導(dǎo)過程 .如圖所示閉合線圈一部分導(dǎo)體ab 處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度是B ， ab 以速度 v 勻速切割磁

11、感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢?推導(dǎo) ：回路在時間 t 內(nèi)增大的面積為：S=L（ v t） .穿過回路的磁通量的變化為： = BS= BLv t .產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：EBLvtBLvtt（v 是相對于磁場的速度）.若導(dǎo)體 斜切 磁感線（即導(dǎo)線運動方向與導(dǎo)線本身垂直，但跟磁感強度方向有夾角），如圖所示，則感應(yīng)電動勢為E=BLvsin （斜切情況也可理解成將B 分解成平行于v 和垂直于v 兩個分量）3、 E=BLv 的四個特性.（ 1）相互垂直性.公式 E=BLv 是在一定得條件下得出的， 除了磁場是勻強磁場外， 還需要 B、L、v 三者相互垂直，實際問題中當它們不相互垂直時，應(yīng)取垂直的分量進行計算。

12、若 B、 L、 v 三個物理量中有其中的兩個物理量方向相互平行，感應(yīng)電動勢為零。（ 2） L 的有效性 .公式 E=BLv 是磁感應(yīng)強度B 的方向與直導(dǎo)線L 及運動方向v 兩兩垂直的情形下，導(dǎo)體棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。L 是直導(dǎo)線的有效長度，即導(dǎo)線兩端點在v、 B 所決定平面的垂線方向上的長度。實際上這個性質(zhì)是“相互垂直線” 的一個延伸， 在此是分解L ，事實上， 我們也可以分解v 或者 B，讓 B、 L 、v 三者相互垂直，只有這樣才能直接應(yīng)用公式E=BLv。E=BL( vsin)或 E=Bv( Lsin)E = B2Rv有效長度直導(dǎo)線（或彎曲導(dǎo)線）在垂直速度方向上的投影長度.（ 3）瞬時對應(yīng)

13、性.對于 E=BLv，若 v 為瞬時速度，則E 為瞬時感應(yīng)電動勢；若v 是平均速度，則E 為平均感應(yīng)電動勢。（ 4） v 的相對性.公式 E=BLv 中的 v 指導(dǎo)體相對磁場的速度，并不是對地的速度。只有在磁場靜止，導(dǎo)體棒運動的情況下，導(dǎo)體相對磁場的速度才跟導(dǎo)體相對地的速度相等。- 4 -4、公式 Ent和 E =BLvsin 的區(qū)別和聯(lián)系.（ 1）兩公式比較 .EntE=BLvsin 研究對象整個閉合電路回路中做切割磁感線運動的那部分導(dǎo)體區(qū)各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象只適用于導(dǎo)體切割磁感線運動的情況適用范圍計算結(jié)果一般情況下， 求得的是t 內(nèi)的平均感應(yīng)電一般情況下，求得的是某一時刻的瞬時感動勢應(yīng)電動勢別

14、適用情形常用于磁感應(yīng)強度B 變化所產(chǎn)生的電磁感常用于導(dǎo)體切割磁感線所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)應(yīng)現(xiàn)象 （磁場變化型）現(xiàn)象 （切割型）E=Blvsin 是由 En在一定條件下推導(dǎo)出來的，該公式可看作法拉第電磁感應(yīng)定聯(lián)系t律的一個推論或者特殊應(yīng)用。（ 2）兩個公式的選用 . 求解導(dǎo)體做切割磁感線運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的問題時，兩個公式都可以用。 求解某一過程（或某一段時間）內(nèi)的感應(yīng)電動勢、平均電流、通過導(dǎo)體橫截面的電荷量（q=It）等問題，應(yīng)選用En.t求解某一位置（或某一時刻）的感應(yīng)電動勢，計算瞬時電流、電功率及某段時間內(nèi)的電功、電熱等問題，應(yīng)選用 E=BLvsi n 。5、感應(yīng)電動勢的兩種求解方法.（ 1）用

15、公式 En求解 .tE n B S ；若E n是普遍適用的公式，當 僅由磁場的變化引起時，該式可表示為tt磁感應(yīng)強度B 不變， 僅由回路在垂直于磁場方向上得面積S 的變化引起時，則可表示為公式SE nB ，注意此時 S 并非線圈的面積，而是線圈內(nèi)部磁場的面積。t（ 2）用公式 E=BLvsin 求解 . 若導(dǎo)體平動垂直切割磁感線，則E=BLv，此時只適用于 B、 L 、v 三者相互垂直的情況。 若導(dǎo)體平動但不垂直切割磁感線，E=BLvsin （此點參考 P4“ E=BLv 的推導(dǎo)過程” ）。6、反電動勢 .電源通電后，電流從導(dǎo)體棒的a 端流向 b 端，用左手定則可判斷 ab 棒受到的安培力水平

16、向右，則ab 棒由靜止向右加速運動，而 ab 棒向右運動后， 會切割磁感線， 從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 （如圖），此感應(yīng)電動勢的阻礙電路中原來的電流，即感應(yīng)電動勢的方向跟外加電壓的方向相反，這個感應(yīng)電動勢稱為“反電動勢”。- 5 -五、電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用.1、法拉第電機.（ 1）電機模型.（ 2）原理：應(yīng)用導(dǎo)體棒在磁場中切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。. 銅盤可以看作由無數(shù)根長度等于銅盤半徑的導(dǎo)體棒組成，導(dǎo)體棒在轉(zhuǎn)動過程中要切割磁感線。 大?。?E1 BL2 （其中 L 為棒的長度， 為角速度）2對此公式的推導(dǎo)有兩種理解方式：E=BLvEnt如果經(jīng)過時間t ，則棒掃過的面積為棒上各點速度不同， 其平均速

17、度為棒上中點StL21 L2t1的速度： v r中。利用 E=BLv22L2磁通量的變化量為：t1知，棒上的感應(yīng)電動勢大小為：BSBL2BL2t11E BL v BLBL222L22由 E知，棒上得感應(yīng)電動勢大小為t1 BL2t1E22tt2BL建議選用 E=BLv 配合平均速度vr中1 L 來推導(dǎo)，此種推導(dǎo)方式方便于理解和記憶。2 方向： 在內(nèi)電路中，感應(yīng)電動勢的方向是由電源的負極指向電源的正極，跟內(nèi)電路的電流方向一致。產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分電路就是電源，用右手定則或楞次定律所判斷出的感應(yīng)電動勢的方向，就是電源 內(nèi)部 的電流方向，所以此電流方向就是感應(yīng)電動勢的方向。判斷出感應(yīng)電動勢方向后，進

18、而可判斷電路中各點電勢的高低。2、電磁感應(yīng)中的電路問題.（ 1）解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本步驟和方法： 明確哪部分導(dǎo)體或電路產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該導(dǎo)體或電路就是電源，其他部分是外電路。 用法拉第電磁感應(yīng)定律確定感應(yīng)電動勢的大小，用楞次定律確定感應(yīng)電動勢的方向。- 6 - 畫出等效電路圖。分清內(nèi)外電路，畫出等效電路圖是解決此類問題的關(guān)鍵。 運用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點、電功率、電熱等公式聯(lián)立求解?！纠?1】用電阻為18 的均勻?qū)Ь€彎成圖中直徑D=0 .80m 的封閉金屬圓環(huán)， 環(huán)上 AB 弧所對圓心角為60。將圓環(huán)垂直于磁感線方向固定在磁感應(yīng)強度B=0.50T 的勻強磁場中，磁場方

19、向垂直于紙面向里。一根每米電阻為 1.25 的直導(dǎo)線 PQ，沿圓環(huán)平面向左以 3.0m/s 的速度勻速滑行（速度方向與 PQ 垂直），滑行中直導(dǎo)線與圓環(huán)緊密接觸（忽略接觸處電阻） ，當它通過環(huán)上 AB 位置時，求：（ 1）直導(dǎo)線 AB 段產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，并指明該段直導(dǎo)線中電流的方向（ 2）此時圓環(huán)上發(fā)熱損耗的電功率解：（ 1）設(shè)直導(dǎo)線AB 段的長度為l ，直導(dǎo)線AB 段產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E ，根據(jù)幾何關(guān)系知lD0.40m2則直導(dǎo)線 AB 段產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為EBlv0.50.43V0.6V運用右手定則可判定，直導(dǎo)線AB 段中感應(yīng)電流的方向由A 向 B，B 端電勢高于 A 端。（ 2）此時圓環(huán)

20、上劣弧AB 的電阻為RAB60183360優(yōu)弧 ACB 的電阻為 RACB360601815360則 RAB 與 RACB 并聯(lián)后的總電阻為RABRACB3152.5R并RACB315RABAB 段直導(dǎo)線電阻為電源，內(nèi)電阻為r =1 .250.40=0.50 .則此時圓環(huán)上發(fā)熱損耗的電功率P熱I 2 R并 (E)2R并(0.6) 22.5W0.10WR并r2.50.53、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)換. 【詳細見專題三】 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，磁場能可以轉(zhuǎn)化為電能。若電路是純電阻電路，轉(zhuǎn)化過來的電能將全部轉(zhuǎn)化為電阻的內(nèi)能。 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，通過克服安培力做功，把機械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能?？朔才嗔ψ?/p>

21、多少功，就產(chǎn)生多少電能。若電路是純電阻電路，轉(zhuǎn)化過來的電能也將全部轉(zhuǎn)化為電阻的內(nèi)能。所以，電磁感應(yīng)現(xiàn)象符合能量守恒定律。4、電磁感應(yīng)中的電容問題. 【詳細見專題四】在電路中含有電容器的情況下，導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，使電容器充電或放電。因此，搞清電容器兩極板間的電壓及極板上電荷量的多少、正負和如何變化是解題的關(guān)鍵。- 7 -六、自感現(xiàn)象及其應(yīng)用.1、自感現(xiàn)象.（ 1）自感現(xiàn)象與自感電動勢的定義 ：當導(dǎo)體中的電流發(fā)生變化時， 導(dǎo)體本身就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢， 這個電動勢總是阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化。這種由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫做自感現(xiàn)象。這種現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，叫做

22、自感電動勢。（ 2）自感現(xiàn)象的 原理 ：當導(dǎo)體線圈中的電流發(fā)生變化時，電流產(chǎn)生的磁場也隨之發(fā)生變化。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線圈自身會產(chǎn)生阻礙自身電流變化的自感電動勢。（ 3）自感電動勢的兩個 特點： 特點一：自感電動勢的作用 .自感電動勢阻礙自身電流的變化，但是不能阻止，且自感電動勢阻礙自身電流變化的結(jié)果，會對其他電路元件的電流產(chǎn)生影響。 特點二：自感電動勢的大小.跟穿過線圈的磁通量變化的快慢有關(guān)，還跟線圈本身的特性有關(guān)，可用公式其中 L 為自感系數(shù)。（ 4）自感現(xiàn)象的 三個狀態(tài) 理想線圈（電阻為零的線圈） ： 線圈通電瞬間狀態(tài) 通過線圈的電流由無變有。 線圈通電穩(wěn)定狀態(tài)通過線圈的電流無變

23、化。 線圈斷電瞬間狀態(tài)通過線圈的電流由有變無。IEL表示，t（ 5）自感現(xiàn)象的 三個要點 ： 要點一：自感線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的原因。是通過線圈本身的電流變化引起穿過自身的磁通量變化。 要點二：自感電流的方向。自感電流總是阻礙線圈中原電流的變化，當自感電流是由原電流的增強引起時（如通電瞬間） ，自感電流的方向與原電流方向相反；當自感電流時由原電流的減少引起時（如斷電瞬間），自感電流的方向與原電流方向相同。 要點三：對自感系數(shù)的理解。自感系數(shù)L 的單位是亨特（H），常用的較小單位還有毫亨（mH）和微亨（ H ）。自感系數(shù)L的大小是由線圈本身的特性決定的：線圈越粗、越長、匝數(shù)越密，它的自感系數(shù)就越大

24、。此外，有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯的大得多。（ 6）通電自感和斷電自感的比較電路現(xiàn)象通接通電源的瞬間，燈電泡 L 2 馬上變亮，而燈自泡 L 1 是逐漸變亮.感自感電動勢的作用阻礙電流的增加- 8 -續(xù)表電路現(xiàn)象自感電動勢的作用斷斷開開關(guān)的瞬間，燈電泡 L 1 逐漸變暗，有時自阻礙電流的減小燈泡會閃亮一下，然感后逐漸變暗 .（ 7）斷電自感中的“閃”與“不閃”問題辨析.關(guān)于“斷電自感中小燈泡在熄滅之前是否要閃亮一下”這個問題，許多同學(xué)容易混淆不清，下面就此問題討論分析。 如圖所示， 電路閉合處于穩(wěn)定狀態(tài)時，線圈 L 和燈 L 并聯(lián)，其電流分別為 I1 和 I 2，方向都是從右到左。 在斷

25、開開關(guān) K 瞬間，燈 L 中原來的從右到左的電流I 1 立即消失，而由于線圈電流 I2 由于自感不能突變，故在開關(guān)K 斷開的瞬間通過線圈 L 的電流應(yīng)與斷開前那瞬間的數(shù)值相同，都是為 I2，方向還是從右到左，由于線圈的自感只是“阻礙”I 2 的變小，不是阻止 I 2 變小，所以 I2 維持了一瞬間后開始逐漸減小，由于線圈和燈構(gòu)成閉合回路，所以在這段時間內(nèi)燈L 中有自左向右的電流通過。I 1RLLI 2RK 如果原來 I2 I1 ，則在燈 L 熄滅之前要閃亮一下；如果原來I2 I1 ，則在燈 L 熄滅之前不會閃亮一下。 原來的 I 1 和 I2 哪一個大，要由線圈 L 的直流電阻 R和燈 L 的

26、電阻 R 的大小來決定（分流原理） 。如果 R R ，則 I 2 I 1 ；如果 RR ，則 I 2 I 1 .結(jié)論：在斷電自感現(xiàn)象中， 燈泡 L 要閃亮一下再熄滅必須滿足線圈L 的直流電阻 R小于燈 L 的電阻 R 。2、把我三個知識點速解自感問題.（ 1）自感電動勢總是阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化。當原來電流增大時，自感電動勢與原來電流方向相反；當原來電流減小時，自感電動勢的方向與原來電流方向相同。（ 2）“阻礙”不是“阻止” 。“阻礙”電流變化實質(zhì)是使電流不發(fā)生“突變”，使其變化過程有所延慢。（ 3）當電流接通瞬間，自感線圈相當于斷路；當電路穩(wěn)定，自感線圈相當于定值電阻，如果線圈沒有電阻，則

27、自感線圈相當于導(dǎo)線（短路） ；當電路斷開瞬間，自感線圈相當于電源。3、日光燈工作原理.（ 1）日光燈的構(gòu)造日光燈的構(gòu)造如圖所示，主要由燈光、鎮(zhèn)流器、啟動器（也稱“啟輝器”，俗稱“跳泡” ）等組成。（ 2）日光燈的啟動啟動器起到一個開關(guān)作用.當開關(guān)閉合時，電源把電壓加在啟動器的兩極之間，使氖氣放點而發(fā)生輝光，輝光產(chǎn)生的熱量使 U 形動觸片膨脹伸長（熱脹冷縮），從而接通電路，于是鎮(zhèn)流器的線圈和燈管的燈絲中就有電流通過；電路接通后啟動器中的氖氣停止放電（原因是氖氣放電是由于氖管兩端加有高電壓，而電路接通之后整個啟動器的電阻非常小，根據(jù)分壓原理可知，接在氖管兩端的電壓很小，不足夠- 9 -激發(fā)氖管放電

28、） ，U 形動觸片冷卻收縮，兩個觸片分離， 電路自啟動器動斷開，流過鎮(zhèn)流器的電流迅速減少，會產(chǎn)生很高的自感電動勢，方向與原來電壓方向相同，形成瞬時高壓加在燈管兩端，使燈管中的氣體（氬和微量水銀蒸氣）開始發(fā)出紫外線，燈管管壁上的熒光粉受到紫外線的照射發(fā)出可見光。（ 3）鎮(zhèn)流器的作用： 啟動時 提供瞬時高壓日光燈啟動電壓在500 V （與功率有關(guān)）以上。 正常工作時 降壓限流限流： 由于日光燈使用的是交流電源，電流的大小和方向做周期性變化。當交流電增大時，鎮(zhèn)流器上的自感電動勢阻礙原電流增大，自感電動勢與原電壓反向；當交流電減小時，鎮(zhèn)流器上的自感電動勢阻礙原電流的減小，自感電動勢與原電壓同向?？梢婃?zhèn)

29、流器的自感電動勢總是阻礙電流的變化，所以鎮(zhèn)流器就起到了限流的作用。降壓： 由于電感鎮(zhèn)流器本身是一個線圈，有電阻。日光燈正常工作后，鎮(zhèn)流器與燈管串聯(lián)，起到分壓的作用，所以實際上日光燈正常工作時加在燈管兩端的電壓會受到鎮(zhèn)流器的降壓作用而降到 120V （與功率有關(guān)）以下。（ 4）日光燈優(yōu)點： 比白熾燈省電。發(fā)光效率是白熾燈的56 倍。 日光燈的發(fā)光顏色比白熾燈更接近日光，光色好，且發(fā)光柔和。 白熾燈：壽命短，普通白熾燈的壽命只有10003000 小時之間。日光燈壽命較長，一般有效壽命是30006000 小時。4、自感現(xiàn)象的防止 電阻絲雙線繞法.電阻絲的雙線繞法，可以使自感現(xiàn)象的影響減弱到最小程度。

30、電阻絲雙線繞法七、渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用.渦流現(xiàn)象：定義在整塊導(dǎo)體內(nèi)部發(fā)生電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象.特點電流在金屬塊內(nèi)自成閉合回路，整塊金屬的電阻很小，渦流往往很強.應(yīng)用（ 1）渦流熱效應(yīng)的應(yīng)用：如電磁灶（即電磁爐）、高頻感應(yīng)爐等 .（ 2）渦流磁效應(yīng)的應(yīng)用：如渦流制動、渦流金屬探測器、安檢門等.電動機、變壓器等設(shè)備中應(yīng)防止鐵芯中渦流過大而導(dǎo)致浪費能量，損壞電器。防止（ 1）途徑一：增大鐵芯材料的電阻率.（ 2）途徑二：用相互絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯代替整個硅鋼鐵芯，增大回路電阻，削弱渦流.渦流現(xiàn)象的規(guī)律：導(dǎo)體的外周長越長，交變磁場的頻率越高，渦流就越大。- 10 -專題一：電磁感應(yīng)圖像問題電磁感

31、應(yīng)中經(jīng)常涉及磁感應(yīng)強度、磁通量、感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流等隨時間（或位移）變化的圖像，解答的基本方法 是：根據(jù)題述的電磁感應(yīng)物理過程或磁通量（磁感應(yīng)強度）的變化情況，運用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律（或右手定則）判斷出感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流隨時間或位移的變化情況得出圖像。高考關(guān)于電磁感應(yīng)與圖象的試題難度中等偏難，圖象問題是高考熱點?！局R要點】電磁感應(yīng)中常涉及磁感應(yīng)強度B、磁通量 、感應(yīng)電動勢E 和感應(yīng)電流I 等隨時間變化的圖線，即 B- t圖線、 - t 圖線、 E- t 圖線和 I - t 圖線。對于切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況，有時還常涉及感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流I 等隨位移x 變化的圖線

32、，即E- x 圖線和 I- x 圖線等。還有一些與電磁感應(yīng)相結(jié)合涉及的其他量的圖象，例如P- R、 F - t 和電流變化率It 等圖象。t這些圖像問題大體上可分為兩類：由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖像，或由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量。1、定性或定量地表示出所研究問題的函數(shù)關(guān)系；2、在圖象中E、I 、B 等物理量的方向是通過正負值來反映；3、畫圖象時要注意橫、縱坐標的單位長度定義或表達?！痉椒记伞侩姶鸥袘?yīng)中的圖像問題的分析，要抓住磁通量的變化是否均勻，從而推知感應(yīng)電動勢（電流）是否大小恒定，用楞次定律或右手定則判斷出感應(yīng)電動勢（感應(yīng)電流）的方向，從而確定其正負，

33、以及在坐標中范圍。分析回路中的感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流的大小，要利用法拉第電磁感應(yīng)定律來分析，有些圖像還需要畫出等效電路圖來輔助分析。不管是哪種類型的圖像，都要注意圖像與解析式（物理規(guī)律）和物理過程的對應(yīng)關(guān)系，都要用圖線的斜率、截距的物理意義去分析問題。熟練使用“觀察+分析 +排除法”。一、圖像選擇問題【例 1】如圖， 一個邊長為l 的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場；一個邊長也為l 的正方形導(dǎo)線框所在平面與磁場方向垂直；虛線框?qū)蔷€ab 與導(dǎo)線框的一條邊垂直，ba的延長線平分導(dǎo)線框。在 t= 0 時，使導(dǎo)線框從圖示位置開始以恒定速度沿ab 方向移動，直到整個導(dǎo)線框離開磁場區(qū)域。以i 表示

34、導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的強度，取逆a時針方向為正。下列表示i- t 關(guān)系的選項中，可能正確的是（）b【解析】：從正方形線框下邊開始進入到下邊完全進入過程中，線框切割磁感線的有效長度逐漸增大，所以感應(yīng)電流也逐漸拉增大， A 項錯誤；從正方形線框下邊完全進入至下邊剛穿出磁場邊界時，切割磁感線有效長度不變，故感應(yīng)電流不變， B 項錯；當正方形線框下邊離開磁場，上邊未進入磁場的過程比正方形線框上邊進入磁場過程中，磁通量減少的稍慢，故這兩個過程中感應(yīng)電動勢不相等，感應(yīng)電流也不相等，D 項錯，故正確選項為C求解物理圖像的選擇類問題可用“排除法” ，即排除與題目要求相違背的圖像，留下正確圖像；也可用“對照法” ，

35、即按照題目要求畫出正確草圖，再與選項對照，選出正確選項。解決此類問題的關(guān)鍵就是把握圖像特點、分析相關(guān)物理量的函數(shù)關(guān)系、分析物理過程的變化規(guī)律或是關(guān)鍵物理狀態(tài)。- 11 -【變形遷移】1、如圖所示，在PQ、 QR 區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反的勻強磁場，磁場方向均垂直于紙面。一導(dǎo)線框abcdef 位于紙面內(nèi)，各鄰邊都相互垂直， bc 邊與磁場的邊界P 重合。導(dǎo)線框與磁場區(qū)域的尺寸如圖所示。從 t=0 時刻開始，線框勻速橫穿兩個磁場區(qū)域。以a b c d e f 為線框中的電動勢 E 的正方向，以下四個E- t 關(guān)系示意圖中正確的是（）EEEEO234t O1234tO23t O123

36、4t114ABCD【答案】：C2、如圖所示， EOF 和 EOF為空間一勻強磁場的邊界，其中 EO EO，F(xiàn)O F O，且 EO OF ；OO 為 EOF 的角平分線， OO間的距離為 l ；磁場方向垂直于紙面向里。一邊長為l 的正方形導(dǎo)線框沿 OO 方向勻速通過磁場，t=0 時刻恰好位于圖示位置。規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流沿逆時針方向時為正，則感應(yīng)電流 i 與時間 t 的關(guān)系圖線可能正確的是（）【答案】： B二、作圖問題【例 2】如圖（ a）所示，水平放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌，間距L=0.3m 。導(dǎo)軌左端連接R 0.6 的電阻，區(qū)域 abcd 內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面B=0.6T 的勻強磁場，磁場區(qū)域?qū)?/p>

37、D=0.2m 。細金屬棒A 1 和 A 2 用長為2D =0.4m 的輕質(zhì)絕緣桿連接， 放置在導(dǎo)軌平面上， 并與導(dǎo)軌垂直， 每根金屬棒在導(dǎo)軌間的電阻均為r =0.3，導(dǎo)軌電阻不計，使金屬棒以恒定速度v =1.0m/s沿導(dǎo)軌向右穿越磁場，計算從金屬棒A 1 進入磁場（ t=0）到A 2 離開磁場的時間內(nèi)，不同時間段通過電阻R的電流強度，并在圖（ b）中畫出。（廣東高考）- 12 -【解析】： 0t1（ 00 .2s） A1 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢：E BLv 0.6 0.3 1V 0.18V電阻 R 與 A 2 并聯(lián)阻值： R并Rr0.2Rr所以電阻 R 兩端電壓為UR并EV ，R并r0.072通過電

38、阻R 的電流： IU0.072V0.12 AR0.6t t （ 0.20.4s） E=0， I=0；122t 2t3（ 0.40.6s） 同理： I3=0 .12A .（ c）電流隨時間變化關(guān)系如圖（c）所示三、圖像變換問題【例 3】矩形導(dǎo)線框abcd 固定在勻強磁場中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度B 隨時間變化的規(guī)律如圖所示。若規(guī)定順時針方向為感應(yīng)電流I 的正方向，下列選項中正確的是（）【解析】：01s 內(nèi) B 垂直紙面向里均勻增大，則由楞次定律及法拉第電磁感應(yīng)定律可得線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流，方向為逆時針方向，排除A 、C 選項； 2s3s 內(nèi)

39、， B 垂直紙面向外均勻增大，同理可得線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為順時針方向，排除B 選項，所以 D 正確。四、圖像分析問題【例 4】如圖所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距l(xiāng)=0.20m ，電阻 R=1.0 。有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道面向下。現(xiàn)用一外力F 沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運動，測得力F與時間 t 的關(guān)系如圖所示。求桿的質(zhì)量m 和加速度 a.？【解析】：導(dǎo)體桿在軌道上做初速度為零的加速直線運動，用 v 表示瞬時速度，t 表示時間，則桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：

40、E BlvBlat閉合回路中的感應(yīng)電流為： IER由安培力公式和牛頓第二定律得：F BIl ma- 13 -聯(lián)立以上三式，解得： F maB2l 2atR在圖像上取兩點： （ 0， 1）、（ 20， 3） ，代入解方程組得：a=10m/s2，m=0.1kg在定性分析物理圖像時，要明確圖像中的橫軸與縱軸所代表的物理量， 要弄清圖像的物理意義， 借助有關(guān)的物理概念、 公式、定理和定律作出分析判斷；而對物理圖像定量計算時，要搞清圖像所揭示的物理規(guī)律或物理量間的函數(shù)關(guān)系， 并要注意物理量的單位換算問題，要善于挖掘圖像中的隱含條件，明確有關(guān)圖線所包圍的面積、圖像在某位置的斜率（或其絕對值） 、圖線在縱軸

41、和橫軸上的截距所表示的物理意義五、警惕 F- t 圖象 .電磁感應(yīng)圖象中，當屬F - t 圖象最為復(fù)雜，因為分析安培力大小時，利用的公式比較多（F=BIL ，E, EBLv）；分析安培力方向時利用的判定規(guī)則也較多（右手定則、 楞次定律和左手定則） 。IRt【例5】矩形導(dǎo)線框abcd 放在勻強磁場中，在外力控制下處于靜止狀態(tài)，如圖甲所示，磁感線方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，磁感應(yīng)強度B 隨時間變化的圖象如圖乙所示。t=0 時刻，磁感應(yīng)強度的方向垂直導(dǎo)線框平面向里，在 04s 時間內(nèi)，導(dǎo)線框 ad 邊所受安培力隨時間變化的圖象（規(guī)定向左為安培力的正方向）可能是（）【錯解】：B。很多同學(xué)錯選B 選項，原

42、因是只注意到磁感應(yīng)強度B 均勻變化必然感應(yīng)出大小恒定的電流，卻忘記 B 的大小變化也會導(dǎo)致安培力大小隨之發(fā)生變化?！菊狻浚篋 。前 2s 內(nèi)的感應(yīng)電流反向是順時針的，后2s 內(nèi)是逆時針的。前 2s： EB SIEBSI 恒定，又因為B 均勻減小F安BIL 也均ttRtr勻減小（減小至零之后繼續(xù)減小即反方向均勻增加）。后 2s：同理可分析。只有D 選項是符合題意。- 14 -專題二：電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題電磁感應(yīng)中通過導(dǎo)體的感應(yīng)電流，在磁場中將受到安培力的作用，從而影響其運動狀態(tài)，故電磁感應(yīng)問題往往跟力學(xué)問題聯(lián)系在一起，這類問題需要綜合運用電磁感應(yīng)規(guī)律和力學(xué)的相關(guān)規(guī)律解決。一、處理電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題的思路 先電后力。1、先作“源”的分析 分離出電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源，求出電源參數(shù)E 和 r ；2、再進行“路”的分析 畫出必要的電路圖（等效電路圖），分析電路結(jié)構(gòu)，弄清串并聯(lián)關(guān)系，求出相關(guān)部分的電流大小，以便安培力的求解。3、然后是“力”的分析 畫出必