高二物理電磁感應復習

1、高二物理電磁感應復習一、知識概括電磁感應全章復習可分四個部分進行：感應電流的產生條件、楞次定律、電磁感應定律、電磁感應定律應用與自感。二、專題復習（一）感應電流產生的條件1、物理學史介紹：分析近幾年高考可以看出物理學史是考查的熱點問題，下面是考試中常見的物理學家和貢獻。庫侖、1785年法國物理學家?guī)靵隼门こ訉嶒灠l(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律庫侖定律，并測出了靜電力常量k的值。密立根、1913年，美國物理學家密立根通過油滴實驗精確測定了元電荷e電荷量，獲得諾貝爾獎。法拉第、1837年，英國物理學家法拉第最早引入了電場概念，并提出用電場線表示電場。發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象，并總結出法拉第電磁感應定律歐姆、

2、1826年德國物理學家歐姆（1787-1854）通過實驗得出歐姆定律。焦耳、19世紀，焦耳和楞次先后各自獨立發(fā)現(xiàn)電流通過導體時產生熱效應的規(guī)律，即焦耳定律。奧斯特、1820年，丹麥物理學家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使周圍的小磁針發(fā)生偏轉，稱為電流磁效應。安培、法國物理學家安培發(fā)現(xiàn)兩根通有同向電流的平行導線相吸，反向電流的平行導線則相斥，并總結出安培定則（右手螺旋定則）判斷電流與磁場的相互關系和左手定則判斷通電導線在磁場中受到磁場力的方向。洛倫茲、荷蘭物理學家洛倫茲提出運動電荷產生了磁場和磁場對運動電荷有作用力（洛倫茲力）的觀點。例題：1、(2011年山東試卷)了解物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，學會像科學家那樣觀

3、察和思考，往往比掌握知識本身更重要。以下符合事實的是A焦耳發(fā)現(xiàn)了電流熱效應的規(guī)律B庫侖總結出了點電荷間相互作用的規(guī)律C楞次發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，拉開了研究電與磁相互關系的序幕D牛頓將斜面實驗的結論合理外推，間接證明了自由落體運動是勻變速直線運動例題2（2011海南第7題）自然界的電、熱和磁等現(xiàn)象都是相互聯(lián)系的，很多物理學家為尋找它們之間的聯(lián)系做出了貢獻。下列說法正確的是A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系B.歐姆發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，說明了熱現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間存在聯(lián)系C.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系D.焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應，定量得出了電能和熱能之間的

4、轉換關系 2、感應電流產生的條件（1）、電路閉合（2）閉合電路磁通量變化 這兩個條件缺一不可a、理解磁通量：磁通量是表示通過閉合曲面的磁場的強弱的物理量。定義式：=BS 條件是勻強磁場，并且磁場垂直平面，磁通量可以理解為穿過平面的磁感線的條數(shù)。b、磁通量的正負：穿入、穿出c、磁通量的變化：=21，特別要注意磁通量的正負，這種情況場涉及到勻強磁場問題。而非勻強磁場看磁通量變化就看磁感線條數(shù)的變化。d、磁通量變化主要是增大（要知道向哪個方向增大）、減?。ㄏ蚰膫€方向減?。３Ｒ娏曨}是以選擇題為主，判斷是否能產生感應電流，這需要特別要具備磁場磁感線分布的知識。例題：1、恒定的勻強磁場中有一圓形的閉合導

5、體線圈，線圈平面垂直于磁場方向當線圈在此磁場中做下列哪種運動時，線圈中能產生感應電流？A.線圈沿自身所在的平面做勻速運動 B.線圈沿自身所在的平面做加速運動 C.線圈繞任意一條直徑做勻速轉動 D.線圈繞任意一條直徑做變速轉動例題2、如圖所示，豎直放置的長直導線通以恒定電流，有一矩形線框與導線在同一平面，在下列情況中線圈產生感應電流的是A導線中電流強度變大          B線框向右平動C線框向下平動         

6、;       D線框以ab邊為軸轉動例題3、下列說法中正確的有                                    A、只要閉合電路內有磁通量，閉合電路中就有感應電流產生

7、B、穿過螺線管的磁通量發(fā)生變化時，螺線管內部就一定有感應電流產生C、線框不閉合時，若穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中沒有感應電流和感應電動勢D、線框不閉合時，若穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中沒有感應電流，但有感應電動勢 （二）楞次定律感應電流的方向1、楞次定律的理解：單純的死記硬背楞次定律比較困難，繞嘴而且不易理解，所以從邏輯關系上理解比較好。2、楞次定律的邏輯關系： 3、楞次定律應用確定電流方向：例題1、如圖所示，有一固定的超導體圓環(huán)，在其右側放著一條形磁鐵，此時圓環(huán)中沒有電流當把磁鐵向右方移動時，由于電磁感應，在超導體圓環(huán)中產生了一定電流：A.該電流的方向如圖中箭頭所示磁鐵移走后，這電流

8、很快消失B.該電流的方向如圖中箭頭所示磁鐵移走后，這電流繼續(xù)維持C.該電流的方向與圖中箭頭方向相反磁鐵移走后，電流很快消失D.該電流的方向與圖中箭頭方向相反磁鐵移走后，電流繼續(xù)維持例題2、如圖所示，一個N極朝下的條形磁鐵豎直下落，恰能穿過水平放置的固定小方形導線框A.磁鐵經過圖中位置時，線框中感應電流沿abcd方向，經過位置時，沿adcb方向B.磁鐵筍過時，感應電流沿adcb方向，經過時沿abcd方向C.磁鐵經過和時，感應電流都沿adcb方向D.磁鐵經過和時，感應電流都沿abcd方向例題3、一平面線圈用細桿懸于P點，開始時細桿處于水平位置，釋放后讓它在如圖所示的勻強磁場中運動已知線圈平面始終與

9、紙面垂直，當線圈第一次通過位置I和位置時，順著磁場的方向看去，線圈中感應電流的方向分別為：A.逆時針方向 逆時針方向 B.逆時針方向 順時針方向 C.順時針方向 順時針方向 D.順時針方向 逆時針方向4、從能量角度理解楞次定律：電磁感應現(xiàn)象的實質是其它形式的能與電能之間的轉化。因此，無論用磁體與線圈相對運動或是用導體切割磁感線，產生感應電流時都會受到磁場的阻礙作用，外力在克服磁場的這種阻礙作用下做了功，把機械能轉化為電能。磁場對感應電流的安培力會阻礙相對運動，這樣可以快速判斷安培力的方向。例題1、如圖所示，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的N極朝下。當磁鐵向下運動時（但未插入線圈內部）

10、A線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互吸引B線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互排斥C線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互吸引D線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互排斥例題2、如圖所示，兩輕質閉合金屬圓環(huán)，穿掛在一根光滑水平絕緣直桿上，原來處于靜止狀態(tài)。當條形磁鐵的N極自右向左插入圓環(huán)時，兩環(huán)的運動情況是：A同時向左運動，兩環(huán)間距變大；B同時向左運動，兩環(huán)間距變??；C同時向右運動，兩環(huán)間距變大；D同時向右運動，兩環(huán)間距變小。例題3、如圖所示，金屬導軌上的導體棒ab在勻強磁場中沿導軌做下列哪種運動時，銅制線圈c中將有感應電流

11、產生且被螺線管吸引A向右做勻速運動       B向左做減速運動C向右做減速運動       D向右做加速運動例題4、如圖，粗糙水平桌面上有一質量為m的銅質矩形線圈.當一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經過時，若線圈始終不動，則關于線圈受到的支持力FN及在水平方向運動趨勢的正確判斷是A.FN先小于mg后大于mg,運動趨勢向左B.FN先大于mg后小于mg,運動趨勢向左C.FN先大于mg后大于mg,運動趨勢向右D.FN先大于mg后小于mg,運動趨勢向右例題5、如圖所

12、示，線圈由位置A開始下落，如果在磁場中受到磁場力總小于重力，則它通過A、B、C、D四個位置時（B、D位置恰使線圈面積有一半在磁場中），加速度的關系為（  ）A. aAaBaCaD        B. aA = aCaBaD C. aA=aCaDaB         D. aA = aCaB = aD5、阻礙磁通量變化的方式：a、磁通量增大，感應電流的磁場與原磁場反向；磁通量減小，感應電流的磁場與原磁場同向。b、磁通量變化如果是相對運動引

13、起的，則阻礙相對運動。C、磁通量變化如果是平面面積變化引起的，則平面面積有增大（磁通量減?。┗驕p小（磁通量增大）的趨勢。例題1、如圖所示，通電螺線管置于閉合金屬環(huán)A的軸線上，A環(huán)在螺線管的正中間.當螺線管中的電流逐漸減小時                                &#

14、160;                                           （  ）AA環(huán)有收縮的趨勢   &#

15、160; BA環(huán)有擴張的趨勢CA環(huán)向左運動         DA環(huán)向右運例題2、如圖所示，水平放置的條形磁鐵中央，有一閉合金屬彈性圓環(huán)，條形磁鐵中心線與彈性環(huán)軸線重合，現(xiàn)將彈性圓環(huán)均勻向外擴大，下列說法中正確的是                         （）&#

16、160;  A穿過彈性圓環(huán)的磁通量增大   B從左往右看，彈性圓環(huán)中有順時針方向的感應電流   C彈性圓環(huán)中無感應電流   D彈性圓環(huán)受到的安培力方向沿半徑向外例題3、平行導軌水平放置，導體MN和EF與導軌光滑，當磁鐵豎直下落時，下列說法正確的是：A、感應電流方向為逆時針，導體MN和EF相互遠離 B、感應電流方向為順時針，導體MN和EF相互遠離C、感應電流方向為逆時針，導體MN和EF相互靠近 D、感應電流方向為逆時針，導體MN和EF相互靠近6、楞次定律和電磁感應定律結合是高考的熱點，也是難點，既

17、要判斷感應電流的方向，又要判斷感應電流的大小，這里要注意導體切割磁感線的速度或者磁通量變化率的大小問題。例題1、如圖所示，閉合矩形線圈abcd從靜止開始豎直下落，穿過一個勻強磁場區(qū)域，此磁場區(qū)域豎直方向的長度遠大于矩形線圈bc邊的長度不計空氣阻力，則：A.從線圈山邊進入磁場到口6邊穿出磁場的整個過程中，線圈中始終有感應電流B.從線圈dc邊進入磁場到ab邊穿出磁場的整個過程中，有一個階段線圈的加速度等于重力加速度C.dc邊剛進入磁場時線圈內感生電流的方向，與dc邊剛穿出磁場時感生電流的方向相反 D.dc邊剛進入磁場時線圈內感生電流的大小，與dc邊剛穿出磁場時的感生電流的大小一定相等例題2、如圖所

18、示，兩條水平虛線之間有垂直于紙面向里，寬度為d，磁感應強度為B的勻強磁場質量為m，電阻為R的正方形線圈邊長為L（L< d），線圈下邊緣到磁場上邊界的距離為h將線圈由靜止釋放，其下邊緣剛進入磁場和剛穿出磁場時刻的速度都是v0，則在整個線圈穿過磁場的全過程中（從下邊緣進入磁場到上邊緣穿出磁場），下列說法中正確的是A線圈可能一直做勻速運動 B線圈可能先加速后減速C線圈的最小速度一定是mgR/B2L D線圈的最小速度一定是（三）、法拉第電磁感應定律感應電動勢的大小1、理解法拉第電磁感應定律要首先理解下面幾個問題即：磁通量、磁通變化、磁通變化率 a、磁通（單位Wb），表示穿過垂直磁感線的某個面積的

19、磁感線的多少。 b、磁通變化，是回路中產生電磁感應現(xiàn)象的必要條件，即只要有，一定有感應電動勢的產生，但不一定有感應電流。 c、 磁通變化率，反映了穿過回路的磁通變化的快慢，是決定感應電動勢大小的因素。 2、判斷回路中是否發(fā)生電磁感應現(xiàn)象，應從上著手；比較回路中產生的感應電動勢大小，應從上著手。 3、從能的轉化上理解電磁感應現(xiàn)象 電磁感應現(xiàn)象的實質是其它形式的能與電能之間的轉化。因此，無論用磁體與線圈相對運動或是用導體切割磁感線，產生感應電流時都會受到磁場的阻礙作用，外力在克服磁場的這種阻礙作用下做了功，把機械能轉化為電能。 所以，發(fā)生磁通變化的線圈、作切割運動的這一部分導體，都相當于一個電源，

20、由它們可以對外電路供電。在求解電磁感應問題時，認識電源，區(qū)分內外電路，畫出等效電路十分有用。4、認識產生感應電動勢的兩類情況電磁感應現(xiàn)象中的感生電場：感生電動勢的非靜電力就是感生電場對導體中自由電荷的作用力電磁感應現(xiàn)象在的洛倫茲力：導體切割磁感線產生動生電動勢，非靜電力與洛倫茲力有關。d、當導體速度最大（或者速度穩(wěn)定的時候）F合= 0 （安培了等于其他力的合力）5、電磁感應定律：電路中的感應電動勢的大小， 跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。 公式： 式中，E是t時間內的平均感應電動勢，是磁通量的變化量， 是磁通量的變化率，N是線圈的匝數(shù)。主要應用于求t時間內的平均感應電動勢。求瞬間電動勢：

21、切割方式圖形計算方法注意點平動切割導體彎曲時，L為有效長度繞點轉動切割E與轉軸O點位置有關繞線轉動切割E=NBLv=NBLL=NBSE與轉軸OO位置無關注：實際應用時，L、v、S都要用有效值，所有單位都要用國際單位制。例題1、圖1中PQRS為一正方形導線框，它以恒定速度向右進入以MN為邊的勻強磁場，磁場方向垂直線框平面，MN線與線框的邊成45°角。E、F分別為PS和PQ的中點。關于線框中的感應電流，正確的說法是（ ） A、當E點經過邊界MN時，線框中感應電流最大。 B、當P點經過邊界MN時，線框中感應電流最大。 C、當F點經過邊界MN時，線框中感應電流最大 D、當Q點經過邊界MN時，線框中感應電流最大例題2、如圖3所示，小燈泡的規(guī)格為“2V、4W”，接在光滑水平導軌上，軌距0.1m，電阻不計，金屬棒ab垂直擱置在導軌上，電阻1，整個裝置處于磁感強度B=1T的勻強磁場中，求：（1）為使小燈正常發(fā)光，ab的滑行速度多大？（2）拉動金屬棒ab的外力功率多大？解析：導體切割磁感線產生感應電動勢的問題主要涉及到以下幾個方面：a、導體切割磁感線產生感應電動勢E=B L V b、閉合電路產生感應電流 I= E/R+r c、感應電流在磁場中受到安培力 F= B I L （四）