第四章電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)

電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象：1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象：不論用什么方法，只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生，這種利用____產(chǎn)生_____的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。2．產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的條件：（1）穿過(guò)電路的_______發(fā)生變化或?qū)w作切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(注意：與線(xiàn)路是否閉合無(wú)關(guān))（2）穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化或閉合電路的部分導(dǎo)體作___________運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流（3）磁通發(fā)生變化的幾種基本情況：①回路面積不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化(B變)；②磁場(chǎng)不變，而回路面積發(fā)生變化(S變)；③磁場(chǎng)和回路面積均不變，但回路平面與磁場(chǎng)的方向發(fā)生了變化(θ變)；④閉合電路的一部分做切割磁感線(xiàn)的運(yùn)動(dòng).磁場(chǎng)電流磁通量切割磁感線(xiàn)例1：線(xiàn)圈在長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)電流的磁場(chǎng)中，做如圖的運(yùn)動(dòng)：A向右平動(dòng)；B向下平動(dòng)；C繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)(邊bc向外)；D從紙面向紙外做平動(dòng)，E向上平動(dòng)(邊bc上有個(gè)缺口)；則線(xiàn)圈中有感應(yīng)電流的是()答案：BCD典型題型一、感應(yīng)電流產(chǎn)生條件判斷答案：A例2、如圖所示，線(xiàn)圈abcd垂直于有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且其有一半在磁場(chǎng)中，另一半在磁場(chǎng)外，則下列哪種情況可產(chǎn)生感應(yīng)電流：()A.以ab邊為軸轉(zhuǎn)過(guò)60°B.以cd邊為軸轉(zhuǎn)過(guò)60°C.以ab邊為軸轉(zhuǎn)過(guò)180°的過(guò)程中，一直有感應(yīng)電流D.以cd邊為軸轉(zhuǎn)過(guò)180°的過(guò)程中，一直有感應(yīng)電流二．感應(yīng)電流(電動(dòng)勢(shì))的方向楞次定律aba相當(dāng)于電源正極b相當(dāng)于電源負(fù)極2、閉合電路磁通量變化而引起的感應(yīng)電流方向判斷方法：

楞次定律1、閉合電路部分導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)而引起的感應(yīng)電流方向判斷方法：右手定則四指指向電源___極正楞次定律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(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化2．適用范圍：磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流方向判斷3．判斷步驟：①明確閉合回路范圍內(nèi)的磁場(chǎng)方向（原磁場(chǎng)）②分析穿過(guò)閉合電路的磁通量的變化（增大、減?。鄹鶕?jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向（新磁場(chǎng)）④利用安培定則判定感應(yīng)電流的方向“增反減同”、“來(lái)拒去留”、“增縮減擴(kuò)”

“阻礙但不阻止”典型題型二、判斷感應(yīng)電流(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))方向例3：判斷感應(yīng)電流方向P向右滑動(dòng)答案：從上往下看，先順時(shí)針后逆時(shí)針;順時(shí)針->逆時(shí)針->順時(shí)針;ABCD注：右手定則是楞次定律的一種特殊運(yùn)用。右手定則適用于閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向判斷；而楞次定律適用于一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流方向的判斷，更具有普遍性.如圖13-1所示，ab是一個(gè)可繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩形導(dǎo)線(xiàn)框，當(dāng)滑線(xiàn)變阻器R的滑片P自左向右滑動(dòng)時(shí)，線(xiàn)框ab將[]A．保持靜止不動(dòng)B．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D．發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但因電源極性不明，無(wú)法確定轉(zhuǎn)動(dòng)方向C感應(yīng)電流產(chǎn)生的效果總是阻礙原磁通量的變化.典型題型三.對(duì)楞次定律中“阻礙”的理解①阻礙原磁通量的變化②阻礙導(dǎo)體和磁體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)例3:如圖所示，a、b都很輕的鋁環(huán)，環(huán)a是閉合的，環(huán)b不閉合。a、b環(huán)都固定在一根可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的水平細(xì)桿上，此時(shí)整個(gè)裝置靜止，下列說(shuō)法中正確的是()A．使條形磁鐵N極垂直a環(huán)靠近a，a靠近磁鐵B．使條形磁鐵N極垂直a環(huán)遠(yuǎn)離a，a靠近磁鐵C．使條形磁鐵N極垂直b環(huán)靠近b，b靠近磁鐵D．使條形磁鐵N極垂直b環(huán)靠近b，b將不動(dòng)感應(yīng)電流產(chǎn)生的效果要阻礙導(dǎo)體和磁體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng).√√練習(xí):在條形磁鐵的中間位置的正上方水平固定一銅質(zhì)圓環(huán)，如圖所示。以下判斷中正確的是（不計(jì)空氣阻力）（）A．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時(shí)環(huán)的機(jī)械能守恒B．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時(shí)磁鐵對(duì)桌面的壓力比磁鐵重力大C．給磁鐵水平向右的初速度，磁鐵滑出時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)D．給磁鐵水平向右的初速度，圓環(huán)產(chǎn)生向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)AC③阻礙原電流的變化如圖所示，線(xiàn)圈L1、鐵芯M、線(xiàn)圈L2都可以自由移動(dòng)，S合上后使L2中有感應(yīng)電流且流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閍→b，可采取的辦法是（）A．使L2迅速靠近L1

B．?dāng)嚅_(kāi)電源開(kāi)關(guān)SC．將鐵芯M插入D．將鐵芯M抽出AC四、法拉第電磁感應(yīng)定律1.法拉第電磁感應(yīng)定律：電磁感應(yīng)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，即跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比，即：2、特例：當(dāng)導(dǎo)體在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中切割磁感線(xiàn)時(shí)，切割法表達(dá)式

ε=BLv⊥3、注意：①產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源，該電源的正負(fù)極由楞次定律來(lái)確定，注意電源內(nèi)部電流是由負(fù)極流向正極.②用磁通變化計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)常見(jiàn)有三種情況：③導(dǎo)體“切割”計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)要區(qū)分兩種切割時(shí)的算法：?jiǎn)卧丫匦尉€(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場(chǎng)，若線(xiàn)圈所圍面積里磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，則()A.線(xiàn)圈中0時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B.線(xiàn)圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0C.線(xiàn)圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D.線(xiàn)圈中0至D時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為1.4V④計(jì)算一般為Δt內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，它一般不等于ε的算術(shù)平均值典型題型四、答案：AB直接寫(xiě)出下圖所示各種情況下導(dǎo)線(xiàn)ab兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式(B.L.ν.θ已知)：切割公式答案：①E=Blvsinθ;②E=2BRv;③E=BRv公式中的L為有效切割長(zhǎng)度：即垂直于B、垂直于v且處于磁場(chǎng)中的直線(xiàn)部分長(zhǎng)度例、用均勻?qū)Ь€(xiàn)做成的正方形線(xiàn)框每邊長(zhǎng)為0.2m，正方形的一半放在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，當(dāng)磁場(chǎng)以每秒10T的變化率增強(qiáng)時(shí)，線(xiàn)框中a、b兩點(diǎn)電勢(shì)差Uab是多少？答案：Uab=-0.1V說(shuō)明：在電磁感應(yīng)與電路計(jì)算的習(xí)題中，要把電源部分和外電路區(qū)分開(kāi)，找出等效電路，然后利用法拉第電磁感應(yīng)定律求電動(dòng)勢(shì)．利用閉合電路歐姆定律和串聯(lián)關(guān)系進(jìn)行求解是解決這類(lèi)問(wèn)題應(yīng)采用的一般方法．五、電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題電磁感應(yīng)的圖象問(wèn)題大致分兩類(lèi):(1)給定的電磁感應(yīng)過(guò)程畫(huà)出或選出正確的圖象(2)給定相關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過(guò)程,求解相應(yīng)的物理量.分析圖象時(shí)應(yīng)注意:(1)圖象中坐標(biāo)軸各代表什么意義.(2)圖象中縱坐標(biāo)的正負(fù)表示什么意義.(3)畫(huà)圖象時(shí)應(yīng)注意初始狀態(tài)如何以及正方向的選取.(4)注意圖象橫軸、縱軸截距的物理意義以及圖象斜率的物理意義.√B圖1IBt/sO圖22345E2E0E0-E0-2E0O12345t/sE2E0E0-E0-2E0O12345t/sE2E0E0-E0-2E0O12345t/sE2E0E0-E0-2E0O12345t/sABCD圖3

例：（06天津）在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一個(gè)不變形的單匝金屬圓線(xiàn)圈，規(guī)定線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的正方向如圖1所示，當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t如圖2變化時(shí)，圖3中正確表示線(xiàn)圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E變化的是

例2:如圖所示，一寬40cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里．一邊長(zhǎng)為20cm的正方形導(dǎo)線(xiàn)框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場(chǎng)邊界的恒定速度v＝20cm/s通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線(xiàn)框有一邊始終與磁場(chǎng)區(qū)域的邊界平行．取它剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻t＝0.在下列圖線(xiàn)中，正確反映感應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律的是dcba思考:你能作出ad間電壓與時(shí)間的關(guān)系圖象嗎?[c]六、電磁感應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)或磁通量發(fā)生變化在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，機(jī)械能或其他形式的能量便轉(zhuǎn)化為電能。具有感應(yīng)電流的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受安培力作用或通過(guò)電阻發(fā)熱，又使電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或內(nèi)能，因此電磁感應(yīng)過(guò)程中總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化。W克安=E電=Q熱（克服安培力做功量度閉合回路中產(chǎn)生的電能,感應(yīng)電流做功使電能再轉(zhuǎn)化為其它形式能,若為純電阻電路,則電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）

P克安=P電=P熱2.建立方程時(shí),通常采用動(dòng)能定理

如圖所示，固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一質(zhì)量為m（質(zhì)量分布均勻）的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為u。