电磁感应补充习题PPT课件

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1、 2015年年2月月电磁感应现象产生感应电流的条件 感应电动势的大小 磁通量EntEBlvsin 楞次定律感应电流（电动势）的方向右手定则 BScos应用1.磁通量:注意:如果面积S与B不垂直,如图所示,则应以B乘以在垂直磁场方向上的投影面积S,即=BS=BSsin1）定义:磁感应强度B与垂直磁场的回路面积S的乘积.公式为=BS物理意义:它表示穿过某一面积的磁感线条数磁通量磁通量BScosBSB B3.磁通量磁通量是是标量标量，但有方向但有方向，为了，为了计算方便，有时可规定进该面或出该计算方便，有时可规定进该面或出该面为正面为正，叠加时遵循，叠加时遵循代数和代数和法则，法则，即要考虑到相反磁

2、场抵消后的磁通量即要考虑到相反磁场抵消后的磁通量(即净磁通量即净磁通量).4.磁通量的单位：韦磁通量的单位：韦(Wb).是指穿过磁场中某一面的末态磁通量2与初态磁通量1的差值.=2-14）磁通量的变化量():2.电磁感应现象1）产生感应电流条件:穿过闭合回路的磁通量发生变化，即02）引起磁通量变化的常见情况（1）闭合电路的部分导体做切割磁感 线运动（2）线圈在磁场中转动（3）磁感应强度B变化（4）线圈的面积变化2.电磁感应现象1）产生感应电流条件:2）引起磁通量变化的常见情况3）产生感应电动势条件无论回路是否闭合,只要穿过线圈平面的磁通量发生变化,线圈中就有感应电动势.产生感应电动势的那部分导

3、体相当于电源下列图中能产生感应电流的是下列图中能产生感应电流的是 v0Av0BCDESvFBCFadbc如图所示的线圈如图所示的线圈，有一，有一半面积在匀强磁场中，半面积在匀强磁场中，若使线圈中产生感应电流若使线圈中产生感应电流,下面办法中可行的是下面办法中可行的是A 将线框向左拉出磁场将线框向左拉出磁场 B 以以ab为轴转动为轴转动(小于小于90 )C 以以ad边为轴转动边为轴转动(小于小于60)D 以以bc边为轴转动边为轴转动(小于小于60)ABC3.感应电流方向的判断1）右手定则:伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线垂直穿入手心,大拇指指向导体运动的方向,

4、其余四指所指的方向就是感应电流的方向 2）楞次定律:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的原磁通量的变化 增反减同增反减同感应电流的方向判断感应电流的方向判断 1.1.感应电流的方向可由感应电流的方向可由楞次定律楞次定律来判来判断，而右手定则则是该定律的一种特殊断，而右手定则则是该定律的一种特殊运用运用.楞次定律的内容：感应电流的磁场总是楞次定律的内容：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的原磁通的变化要阻碍引起感应电流的原磁通的变化.楞次定律适用于楞次定律适用于一切一切电磁感应现象中电磁感应现象中感应电流方向的判断，更具有普遍性感应电流方向的判断，更具有普遍性.安培定则（右手螺旋定则）：由电

5、安培定则（右手螺旋定则）：由电流方向确定产生磁场的方向流方向确定产生磁场的方向左手定则：由磁场方向和电流方向左手定则：由磁场方向和电流方向确定安培力的方向确定安培力的方向右手定则：由磁场方向和运动方向右手定则：由磁场方向和运动方向确定感应电流的方向确定感应电流的方向 结论：通电结论：通电受力受力用左手，运用左手，运动动生电生电用右手用右手 注意三个定则的区别：注意三个定则的区别：判断步骤：判断步骤：确定原磁场方向；确定原磁场方向；判定原磁场的磁通量的增减；判定原磁场的磁通量的增减；根据根据“增反减同增反减同”确定感应电流的确定感应电流的磁场方向；磁场方向；根据安培定则判定感应电流的方向根据安培

6、定则判定感应电流的方向.例与练例与练例与练例与练楞次定律练习楞次定律练习I I楞次定律练习楞次定律练习I I楞次定律练习楞次定律练习I I楞次定律练习楞次定律练习I I楞次定律练习楞次定律练习I I楞次定律练习楞次定律练习I I例与练例与练【例【例3 3】如图】如图17175252所示，所示，MNMN是一根固定的通是一根固定的通电长导线，电流方向向上，今将一金属线框电长导线，电流方向向上，今将一金属线框abcdabcd放在导线上，让线圈的位置偏向导线左放在导线上，让线圈的位置偏向导线左边，两者彼此绝缘，当导线中电流突然增大时，边，两者彼此绝缘，当导线中电流突然增大时，线框整体受力情况线框整体受

7、力情况A A受力向右受力向右B B受力向左受力向左CC受力向上受力向上D D受力为零受力为零点拨：用楞次定律分析求解，要注意线圈点拨：用楞次定律分析求解，要注意线圈内内“净净”磁通量变化磁通量变化答案：答案：A A【例2】如图1731所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ab边在纸内，由图中的位置经过位置经过位置，位置和位置都很靠近，在这个过程中，线圈中感应电流A A沿沿abcdabcd流动；流动；B B沿沿dcbadcba流动；流动；CC从从到到是沿是沿abcdabcd流动，流动，从从到到是沿是沿dcbadcba流动流动D D由由到到沿沿dc

8、badcba流动，流动，从从到到是沿是沿abcdabcd流动流动A 如图所示，在两根平行长直导线如图所示，在两根平行长直导线M、N中，通以同方中，通以同方向，同强度的电流，导线框向，同强度的电流，导线框abcd和两导线在同一平面和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速移动，在移动过程中，线框中感应电流的方线间匀速移动，在移动过程中，线框中感应电流的方向：向：()(A)沿沿abcda不变；不变；(B)沿沿dcbad不变；不变；(C)由由abcda变成变成dcbad；(D)由由dcbad变成变成abcda。vMNIIab

9、cd分析分析：画出磁感应线的分：画出磁感应线的分布情布情 况如图示，自右向左况如图示，自右向左移动时，感应电流的磁场移动时，感应电流的磁场向外，所以感应电流为逆向外，所以感应电流为逆时针方向。时针方向。B 楞次定律的第二种表述？楞次定律的第二种表述？产生感应电流的原因，既可以是产生感应电流的原因，既可以是磁通量的磁通量的变化，也可以是引起磁通量变化的相对运变化，也可以是引起磁通量变化的相对运动或回路变形等；动或回路变形等；感应电流效果既可以是感应电流效果既可以是感应电流产生的磁场感应电流产生的磁场，也可以是，也可以是因感应电因感应电流的出现而引起的机械作用等流的出现而引起的机械作用等。常见的两

10、。常见的两种典型的作用表现：种典型的作用表现：1 1阻碍相对运动阻碍相对运动“来距去留来距去留”2 2致使回路面积变化致使回路面积变化“增缩减扩增缩减扩”（穿（穿过回路的磁感线皆朝同一方向）过回路的磁感线皆朝同一方向）6、如图所示，固定在水平面内的两光滑平行金属导轨、如图所示，固定在水平面内的两光滑平行金属导轨M、N，两根导体棒中，两根导体棒中P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时（路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时（）AP、Q将互相靠拢将互相靠拢 BP、Q将互相远离将互相远离C磁铁的加速度仍为磁铁的加速度仍为g D磁铁的加速度

11、小于磁铁的加速度小于g例与练例与练练习：如图所示，一轻质闭合弹簧线圈用绝缘细线悬挂着，现将一根条形磁铁的N极，垂直于弹簧线圈的平面靠近线圈，在此过程中，弹簧线圈将发生什么现象？答：线圈将径向收缩并向左摆动 如图所示，两个相同的闭合铝环套在一根无限长的光如图所示，两个相同的闭合铝环套在一根无限长的光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环(未穿出未穿出)的过程的过程中，两环的运动情况是：中，两环的运动情况是：()(A)同时向左运动，距离增大；同时向左运动，距离增大；(B)同时向左运动，距离不变；同时向左运动，距离不变；(C)同时向左运动，距离变小；同时向左运动，距离变小；

12、(D)同时向右运动，距离增大。同时向右运动，距离增大。SNvC如右上图所示螺线管如右上图所示螺线管B置于闭合金属置于闭合金属圆环圆环A的轴线上的轴线上,当当B中通过的电流减中通过的电流减小时，则小时，则()A环环A有缩小的趋势有缩小的趋势 B环环A有扩张的趋势有扩张的趋势 C螺线管螺线管B有缩短的趋势有缩短的趋势 D螺线管螺线管B有伸长的趋势有伸长的趋势 AD例例8.8.如图所示，用丝线将一个闭合金属环悬于如图所示，用丝线将一个闭合金属环悬于OO点，虚线左边有垂直于纸面向外的匀强磁场，点，虚线左边有垂直于纸面向外的匀强磁场，而右边没有磁场。金属环的摆动会很快停下来。而右边没有磁场。金属环的摆动

13、会很快停下来。试解释这一现象。若整个空间都有垂直于纸面试解释这一现象。若整个空间都有垂直于纸面向外的匀强磁场，会有这种现象吗？向外的匀强磁场，会有这种现象吗？OB解：只有左边有匀强磁场，金属环在穿越磁场解：只有左边有匀强磁场，金属环在穿越磁场边界时（无论是进入还是穿出），由于磁通量边界时（无论是进入还是穿出），由于磁通量发生变化，环内一定有感应电流产生。根据楞发生变化，环内一定有感应电流产生。根据楞次定律，感应电流将会阻碍相对运动，所以摆次定律，感应电流将会阻碍相对运动，所以摆动会很快停下来，这就是动会很快停下来，这就是电磁阻尼电磁阻尼现象。还可现象。还可以用能量守恒来解释：有电流产生，就一定

14、有以用能量守恒来解释：有电流产生，就一定有机械能向电能转化，摆的机械能将不断减小。机械能向电能转化，摆的机械能将不断减小。若空间都有匀强磁场，穿过金属环的磁通量不若空间都有匀强磁场，穿过金属环的磁通量不变化，无感应电流，不会阻碍相对运动，摆动变化，无感应电流，不会阻碍相对运动，摆动就不会很快停下来。就不会很快停下来。一、法拉第电磁感应定律一、法拉第电磁感应定律tEtnE1.内容:电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比对于n匝线圈有若线圈有若线圈有n匝，线圈面积不变，磁场变化，匝，线圈面积不变，磁场变化，线圈中的电动势为线圈中的电动势为EnSB/t。若线圈有若线圈有n匝，磁

15、场不变，线圈面积变化，匝，磁场不变，线圈面积变化，线圈中的电动势为线圈中的电动势为EnBS/t。3、磁通量、磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化量、磁通量的变化率、磁通量的变化率（/t）的意义的意义 物理意义物理意义与电磁感应关系与电磁感应关系磁通量磁通量穿过回路的磁感穿过回路的磁感线的条数线的条数无关无关磁通量变化磁通量变化穿过回路的磁通穿过回路的磁通量的量的变化量变化量感应电动势产生感应电动势产生的的条件条件磁通量变化率磁通量变化率穿过回路的穿过回路的单位单位时间磁通量的变时间磁通量的变化量化量 决定决定感应电动势感应电动势的的大小大小1 1、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂、单匝

16、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则规律如图所示，则()()AB A.A.线圈中线圈中0 0时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大 B.B.线圈中线圈中D D时刻感应电动势为时刻感应电动势为0 0 C.C.线圈中线圈中D D时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大 D.D.线圈中线圈中0 0至至D D时间内平均感应电时间内平均感应电 动势为动势为例与练例与练如图（甲）所示，螺线管匝数匝如图（甲）所示，螺线管匝数匝N=1500匝，横截面匝，横截面积积S=20cm2，导线的电阻，导线的电阻r=1.5，

17、R1=3.5，R2=25穿过螺线管的磁场的磁感应强度穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按按Bt图所示规律变化，则图所示规律变化，则R2的功率为多大？的功率为多大？解：由乙图有：解：由乙图有：由甲图：由甲图：由闭合电路欧姆定律有：由闭合电路欧姆定律有：R2的功率：的功率：)T/s(2tB)V(6tSBNtN)A(2.05.1255.3621rRRI2221(W)PI R【例【例2 2】如图】如图17175151所示，所示，A A、B B为两个相同为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，的环形线圈，共轴并靠近放置，A A线圈中通有线圈中通有如图如图(a)(a)所示的交流电所示的交流电i i，则，则A A

18、在在t t1 1到到t t2 2时间内时间内A A、B B两线圈相吸两线圈相吸B B在在t t2 2到到t t3 3时间内时间内A A、B B两线圈相斥两线圈相斥CCt t1 1时刻两线圈间作用力为零时刻两线圈间作用力为零D Dt t2 2时刻两线圈间作用力最大时刻两线圈间作用力最大解析：从解析：从t t1 1到到t t2 2时间内，电流方向不变，强度变时间内，电流方向不变，强度变小，磁场变弱，小，磁场变弱，A A，B B线圈中感应电流磁场线圈中感应电流磁场与与A A线圈电流磁场同向，线圈电流磁场同向，A A、B B相吸从相吸从t t2 2到到t t3 3时时间内，间内，I IA A反向增强，

19、反向增强，B B中感应电流磁场与中感应电流磁场与A A中电中电流磁场反向，互相排斥流磁场反向，互相排斥t t1 1时刻，时刻，I IA A达到最大，达到最大，变化率为零，变化率为零，B B最大，变化率为零，最大，变化率为零，I IB B0 0，A A、B B之间无相互作用力之间无相互作用力t t2 2时刻，时刻，I IA A0 0，通过，通过B B的的磁通量变化率最大，在磁通量变化率最大，在B B中的感应电流最大，但中的感应电流最大，但A A在在B B处无磁场，处无磁场，A A线圈对线圈无作用力选：线圈对线圈无作用力选：A A、B B、CC点拨：点拨：A A线圈中的电流产生的磁场通过线圈中的电

20、流产生的磁场通过B B线圈，线圈，A A中电流变化要在中电流变化要在B B线圈中感应出电流，判定线圈中感应出电流，判定出出B B中的电流是关键中的电流是关键如图所示，导体圆环面积如图所示，导体圆环面积10cm10cm2 2，电容器的电，电容器的电容容CC2F(2F(电容器体积很小电容器体积很小)，垂直穿过圆环的，垂直穿过圆环的匀强磁场的磁感强度匀强磁场的磁感强度B B随时间变化的图线如图，随时间变化的图线如图，则则1s1s末电容器带电量为末电容器带电量为_，4s4s末电容器末电容器带电量为带电量为_，带正电的是极板，带正电的是极板_点拨：当回路不闭合时，要判断感应电动势点拨：当回路不闭合时，要

21、判断感应电动势的方向，可假想回路闭合，由的方向，可假想回路闭合，由楞次定律判断出感应电流的楞次定律判断出感应电流的方向，感应电动势的方向与方向，感应电动势的方向与感应电流方向一致感应电流方向一致答案：答案：0 0、2 21010-11-11CC；a a；公式：公式：E=BLV（1）B是匀强磁场是匀强磁场（3）导体）导体L各部分切割磁感线速度相同各部分切割磁感线速度相同（1）公式中的）公式中的L指有效切割长度。指有效切割长度。二、导体切割磁感线感应电动势大小的计算二、导体切割磁感线感应电动势大小的计算1、公式成立条件：、公式成立条件：（2）LB、V L2、说明：、说明：（2）v取平均速度时取平均

22、速度时,E为平均感应电动势为平均感应电动势;V到瞬时电动势时到瞬时电动势时E为瞬时感应电动势。为瞬时感应电动势。（3）转动切割时，可取导体平均速度求感应电动势。）转动切割时，可取导体平均速度求感应电动势。导线切割磁感线产生感应电动势的大小E=BLv sin（是B与v之间的夹角）2212LBLBLE o av如图磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外，长L的金属棒oa以o为轴在该平面内以角速度逆时针匀速转动。求金属棒中的感应电动势。转动产生的感应电动势转动轴与磁感线平行1 1、直接写出图示各种情况下导线两端的感应电动、直接写出图示各种情况下导线两端的感应电动势的表达式势的表达式(已知已知)E

23、=BlVsin;E=BlVsin;例与练例与练E=2BRV;E=2BRV;E=BRVE=BRV3、如图所示，平行金属导轨间距为如图所示，平行金属导轨间距为d d，一端跨接电阻为，一端跨接电阻为R R，匀强磁场磁感应强度为，匀强磁场磁感应强度为B B，方向垂直平行导轨平面，方向垂直平行导轨平面，一根长金属棒与导轨成一根长金属棒与导轨成 角放置，棒与导轨的电阻不计，角放置，棒与导轨的电阻不计，当棒沿垂直棒的方向以恒定速度当棒沿垂直棒的方向以恒定速度v v在导轨上滑行时，通在导轨上滑行时，通过电阻的电流是（过电阻的电流是（）A ABdv/Bdv/（RsinRsin）B BBdv/R Bdv/R C

24、CBdvsin/R Bdvsin/R D DBdvcos/RBdvcos/R例与练例与练【例【例2 2】如图】如图17171515所示，所示，abcdabcd区域里有一匀区域里有一匀强磁场，现有一竖直的圆环使它匀速下落，在强磁场，现有一竖直的圆环使它匀速下落，在下落过程中，它的左半部通过水平方向的磁下落过程中，它的左半部通过水平方向的磁场场o o是圆环的圆心，是圆环的圆心，ABAB是圆环竖直直径的两是圆环竖直直径的两个端点，那么个端点，那么A A当当A A与与d d重合时，环中电流最大重合时，环中电流最大B B当当OO与与d d重合时，环中电流最大重合时，环中电流最大CC当当OO与与d d重合

25、时，环中电流最小重合时，环中电流最小D D当当B B与与d d重合时，环中电流最大重合时，环中电流最大点拨：曲线在垂直于磁感线点拨：曲线在垂直于磁感线和线圈速度所确定的方向上投和线圈速度所确定的方向上投影线的长度是有效切割长度影线的长度是有效切割长度参考答案：参考答案：B B公式公式E=n/t与与E=BLvsin的区别与联系的区别与联系（1）研究对象不同，）研究对象不同，E=n/t的的研究对象是一个研究对象是一个回路回路，而，而E=BLvsin研究对象是磁场中运动的一段研究对象是磁场中运动的一段导体导体。（2）物理意义不同；）物理意义不同；E=n/t求得是求得是t时间内的时间内的平均感应电动势

26、平均感应电动势，当，当t0时，则时，则E为瞬时感应电动为瞬时感应电动势；而势；而E=BLvsin，如果如果v是某时刻的瞬时速度，则是某时刻的瞬时速度，则E也是该时刻的也是该时刻的瞬时感应电动势瞬时感应电动势；若；若v为平均速度，则为平均速度，则E为平均感应电动势。为平均感应电动势。E=BLvsin和和E=n/t本质上是本质上是统一统一。前者是后者。前者是后者的一种特殊情况。但是，当导体做切割磁感线运动的一种特殊情况。但是，当导体做切割磁感线运动时，用时，用EBLvsin求求E比较方便；当穿过电路的磁比较方便；当穿过电路的磁通量发生变化，用通量发生变化，用E=n/t求求E比较方便。比较方便。【例

27、【例1 1】有一夹角为】有一夹角为 的金属角架，角架所围区域内存的金属角架，角架所围区域内存在匀强磁场的磁感强度为在匀强磁场的磁感强度为B B，一段直导线，一段直导线abab，从角顶，从角顶c c贴着角架以速度贴着角架以速度v v向右匀速运动，求：向右匀速运动，求：(1)t(1)t时刻角架的瞬时感应电动势；时刻角架的瞬时感应电动势；(2)t(2)t时间内角架的平时间内角架的平均感应电动势？均感应电动势？解析：导线解析：导线abab从顶点从顶点c c向右匀速运动，切割磁感线向右匀速运动，切割磁感线的有效长度的有效长度dede随时间变化，设经时间随时间变化，设经时间t t，abab运动到运动到de

28、de的位置，则的位置，则dedecetancetanvttanvttan(1)t(1)t时刻的瞬时感应电动势为：时刻的瞬时感应电动势为：E EBLvBLvBvBv2 2tanttant(2)t(2)t时间内平均感应电动势为：时间内平均感应电动势为：E tB StBvtvttBvt12122tantan点拨：正确运用瞬时感应电动势和平均感应电点拨：正确运用瞬时感应电动势和平均感应电动势表达式，明确产生感应电动势的导体是解动势表达式，明确产生感应电动势的导体是解这个题目的关键这个题目的关键二、感应电量的计算二、感应电量的计算 RnttRntREtIq只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会

29、产生感应电流。通过导线截面的电量为q上式中n为线圈的匝数,为磁通量的变化量,R为闭合电路的总电阻 结论:感应电量与发生磁通量变化量的时间无关 例例3.3.如图所示，长如图所示，长L L1 1宽宽L L2 2的矩形线圈电阻为的矩形线圈电阻为R R，处于磁感应强度为处于磁感应强度为B B的匀强磁场边缘，线圈与的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。求：将线圈以向右的速度磁感线垂直。求：将线圈以向右的速度v v匀速匀速拉出磁场的过程中，拉出磁场的过程中，拉力的大小拉力的大小F F；拉力拉力的功率的功率P P；拉力做的功拉力做的功WW；线圈中产生的线圈中产生的电热电热QQ ；通过线圈某一截面的电荷量通过线圈

30、某一截面的电荷量q q FL1L2BvvRvLBFBILFREIvBLE22222,22222vRvLBFvPvRvLLBFLW12221vWQRtREtIq 与与v无关无关1 1、自感现象：、自感现象：当线圈自身电流发生变化时，在线圈中引起的当线圈自身电流发生变化时，在线圈中引起的电磁感应现象电磁感应现象 2 2、自感电动势：、自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势，与线圈中电在自感现象中产生的感应电动势，与线圈中电流的变化率成正比流的变化率成正比tILE自3 3、自感系数（、自感系数（L L）单位：享利（单位：享利（H H）由线圈自身的性质决定，与线圈的由线圈自身的性质决定，与线圈的长短

31、长短、粗粗细细、匝数匝数、有无铁芯有无铁芯有关有关 4 4、自感电动势仅仅是减缓了原电流的变化，不会阻止原电流的、自感电动势仅仅是减缓了原电流的变化，不会阻止原电流的变化或逆转原电流的变化原电流最终还是要增加到稳定值或减变化或逆转原电流的变化原电流最终还是要增加到稳定值或减小到零小到零 ，在自感现象发生的一瞬间电路中的电流为原值，然后，在自感现象发生的一瞬间电路中的电流为原值，然后逐渐改变。逐渐改变。5、断电自感与通电自感、断电自感与通电自感断电自感：断电自感：若两灯如图所示接法：电键若两灯如图所示接法：电键S闭闭合，若在合，若在t1时刻突然断开电键，时刻突然断开电键，则通过则通过L1灯的电流

32、随时时间灯的电流随时时间t变化变化的图像是？的图像是？Itt1Itt1Itt1Itt1ABCD断开时可把线圈看作电源，电流方向与原电流方向一致断开时可把线圈看作电源，电流方向与原电流方向一致SL1L2AB若若RL1RL2则断开则断开S1闭合闭合S2后，后，L1，L2的亮暗情况怎么变？的亮暗情况怎么变？若若RL100）那么在）那么在t t为多大时，金属棒开始移动？为多大时，金属棒开始移动？baBL1L2tE2212211,LLkmgRtmgRLkLLkt解：由解：由恒定的，电流大小也是恒定的，但由于安培力恒定的，电流大小也是恒定的，但由于安培力F=BILB=ktt，所以安培力将随时间而增大。当，

33、所以安培力将随时间而增大。当安培力增大到等于最大静摩擦力时，安培力增大到等于最大静摩擦力时，ab将开始向左将开始向左移动。这时有：移动。这时有：=kL1L2可知，回路中感应电动势是可知，回路中感应电动势是三、电磁感应中的能量转化问题三、电磁感应中的能量转化问题 导体切割磁感线或磁通量发生变化时，在回路中产生感应导体切割磁感线或磁通量发生变化时，在回路中产生感应电流，机械能或其他形式的能量转化为电能，有感应电流的导电流，机械能或其他形式的能量转化为电能，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内能，这便是电

34、磁感应中的能量问题。机械能或内能，这便是电磁感应中的能量问题。外力克服安培力做功即安培力做负功：其它形式的能外力克服安培力做功即安培力做负功：其它形式的能转化为电能转化为电能安培力做正功：电能转化为其它形式的能安培力做正功：电能转化为其它形式的能1 1、安培力做功的特点：、安培力做功的特点：2 2、分析思路：、分析思路：用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向和方向画出等效电路，求出回路中电阻消耗的电功率表达式画出等效电路，求出回路中电阻消耗的电功率表达式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分析导体机械能的变化，

35、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。变与回路中电功率的改变所满足的方程。例例2.水平放置于匀强磁场水平放置于匀强磁场B中中的光滑导轨，导轨间距为的光滑导轨，导轨间距为L，有一根长为导体棒有一根长为导体棒ab，用恒力，用恒力F作用在作用在ab上，由静止开始运上，由静止开始运动，回路总电阻为动，回路总电阻为R，ab的最的最大速度为大速度为Vm，则稳定后电阻，则稳定后电阻R上消耗的电功率为多少？上消耗的电功率为多少？baBR F 在达到最大速度时位移恰在达到最大速度时位移恰好为好为S，则电阻，则电阻R上产生的热上产生的热量为多少？量为多少？克服安培力做的功就等于电路产生

36、的电能克服安培力做的功就等于电路产生的电能【例【例3 3】如图】如图17176969所示，质量为所示，质量为m m高为高为h h的矩形导线框的矩形导线框在竖直面内下落，其上下两边始终保持水平，途中恰在竖直面内下落，其上下两边始终保持水平，途中恰好匀速穿过一有理想边界高亦为好匀速穿过一有理想边界高亦为h h的匀强磁场区域，则的匀强磁场区域，则线框在此过程中产生的内能为线框在此过程中产生的内能为A AmghmghB B2mgh2mghC C大于大于mghmgh而小于而小于2mgh2mghD D大于大于2mgh2mgh点拨：匀速穿过即线框动能不点拨：匀速穿过即线框动能不变，再从能量转化与守恒角度分变

37、，再从能量转化与守恒角度分析析答案：答案：B B【例【例4 4】如图】如图17177070所示，两根电阻不计的光滑平行金所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨倾角为属导轨倾角为，导轨下端接有电阻，导轨下端接有电阻R R，匀强磁场垂直，匀强磁场垂直于斜面向上，质量为于斜面向上，质量为m m，电阻不计的金属棒，电阻不计的金属棒abab在沿斜面在沿斜面与棒垂直的恒力与棒垂直的恒力F F作用下沿导轨匀速上滑，上升高度作用下沿导轨匀速上滑，上升高度h h在这过程中在这过程中A A金属棒所受各力的合力所做的功等于零金属棒所受各力的合力所做的功等于零B B金属棒所受各力的合力所做的功等于金属棒所受各力的合力所

38、做的功等于mghmgh和电阻和电阻R R产生的焦耳热之和产生的焦耳热之和C C恒力恒力F F与重力的合力所做的功与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电等于棒克服安培力所做的功与电阻阻R R上产生的焦耳热之和上产生的焦耳热之和D D恒力恒力F F和重力的合力所做的功和重力的合力所做的功等于电阻等于电阻R R上产生的焦耳热上产生的焦耳热点拨：电磁感应过程中，通过克服安培力做功，将其他形式的能转化为电能，再通过电阻转化成内能(焦耳热)，故W安与电热Q不能重复考虑，这一点务须引起足够的注意答案：AD 例 如图所示，水平的平行虚线间距为d=50cm，其间有水平方向的匀强磁场，B=1.0T.一个

39、边长为l=10 cm，质量m=100g，电阻的正方形线圈置于位置1.开始时，线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm.将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等.取g=10m/s2，试求：（1）线圈进入磁场的过程中产生的电热Q；（2）线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度v；（3）线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值a.dv0v0v 例例8.8.水平的平行虚线间距为水平的平行虚线间距为d=50cm，其间，其间有有B=的匀强磁场。一个正方形线圈边长为的匀强磁场。一个正方形线圈边长为l=10cm，线圈质量，线圈质量m=100g，电阻为，电阻为R。开始。开始时，线圈的下边缘到磁场

40、上边缘的距离为时，线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm。将线圈由静止释放，其下边缘刚进。将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等。取入磁场和刚穿出磁场时的速度相等。取g=10m/s2，求：，求：线圈进入磁场线圈进入磁场过程中产生的电热过程中产生的电热Q。线圈下线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度边缘穿越磁场过程中的最小速度v。线圈下边缘穿越磁场过程中线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值加速度的最小值a。hl1234d解：解：由于线圈完全处于磁场中时不产生电热，所以由于线圈完全处于磁场中时不产生电热，所以线圈进入磁场过程中产生的电热线圈进入磁场过程中产生的电热QQ就是

41、线圈从图中就是线圈从图中2 2位置到位置到4 4位置产生的电热，而位置产生的电热，而2 2、4 4位置动能相同，由位置动能相同，由能量守恒能量守恒QQ=mgd=mgd=2RvlBF223 3位置时线圈速度一定最小，而位置时线圈速度一定最小，而3 3到到4 4线圈是自由落体线圈是自由落体运动因此有运动因此有v v0 02 2-v v2 2=2=2g g(d-ld-l)，得，得v v=2=2m/s 2 2到到3 3是减速过程，因此安培力是减速过程，因此安培力 减小，由减小，由F F-mgmg=mama知加速度减小，到知加速度减小，到3 3位置时加速度最小，位置时加速度最小，a=a=2 2 如图所示

42、，固定在水平桌面上的金属框架若以如图所示，固定在水平桌面上的金属框架若以x轴正方向作为力的正方向，线框在图示位置的时刻轴正方向作为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则在线框向右匀速通过磁场的过作为时间的零点，则在线框向右匀速通过磁场的过程中，磁场对线框的作用力程中，磁场对线框的作用力F随时间随时间t的变化图线为的变化图线为图中的哪个图？（图中的哪个图？（）B一矩形线圈位于一随时间一矩形线圈位于一随时间t t变化的匀强磁场中，磁场变化的匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈所在的平面（纸面）向里，如图方向垂直于线圈所在的平面（纸面）向里，如图1 1所所示，磁感应强度示，磁感应强度B B随随

43、t t的变化规律如图的变化规律如图2 2示，以示，以I表示表示线圈中的感应电流，以图线圈中的感应电流，以图1 1上箭头所示方向为正，则上箭头所示方向为正，则以下的以下的I-tI-t图中正确的是：（图中正确的是：（）t I 0135642t I 0135642t I 0135 642t I 0135642A.D.B.C.Bt B 0135642图图1图图2A例例7 7如图如图17177373所示，一宽所示，一宽40cm40cm的匀强磁场区域，的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为磁场方向垂直纸面向里，一边长为20cm20cm的正方形导线的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度

44、框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v v20cm/s20cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框中有一边通过磁场区域，在运动过程中，线框中有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻t t0 0，在下列图线中，正确反映感应电流强度随时间，在下列图线中，正确反映感应电流强度随时间变化规律的是变化规律的是C 例例6.6.如图所示，如图所示，xoyxoy坐标系坐标系y y轴左侧和右侧分别有垂轴左侧和右侧分别有垂直于纸面向外、向里的匀强磁场，磁感应强度均为直于纸面向外、向里的匀强磁场，磁感应强度均为B B，一个围成四分之一圆形的导体环一个围成

45、四分之一圆形的导体环oaboab，其圆心在原点，其圆心在原点o o，半径为，半径为R R，开始时在第一象限。从，开始时在第一象限。从t=0t=0起绕起绕o o点以点以角速度角速度逆时针匀速转动。试画出环内感应电动势逆时针匀速转动。试画出环内感应电动势E E随时间随时间t t而变的函数图象（以顺时针电动势为正）。而变的函数图象（以顺时针电动势为正）。yoxBab解：开始的四分之一周期内，解：开始的四分之一周期内，oaoa、obob中的感中的感应电动势方向相同，大小应相加；第二个四分应电动势方向相同，大小应相加；第二个四分之一周期内穿过线圈的磁通量不变，因此感应之一周期内穿过线圈的磁通量不变，因此

46、感应电动势为零；第三个四分之一周期内感应电动电动势为零；第三个四分之一周期内感应电动势与第一个四分之一周期内大小相同而方向相势与第一个四分之一周期内大小相同而方向相反；第四个四分之一周期内感应电动势又为零反；第四个四分之一周期内感应电动势又为零。感应电动势的最大值为。感应电动势的最大值为E Emm=BR=BR2 2，周期为，周期为T T=2=2/，图象如右。，图象如右。EEMOtT2T如图所示,一电子以初速度v沿金属板平行方向飞入MN极板间,若突然发现电子向M板偏转,则可能是()A电键S闭合瞬间B电键S由闭合到断开瞬间C电键S是闭合的,变阻器滑片P向左迅速滑动D电键S是闭合的,变阻器滑片P向右

47、迅速滑动课堂练习【例【例1 1】一个质量、长，宽、电阻的矩形线圈，从离】一个质量、长，宽、电阻的矩形线圈，从离匀强磁场上边缘高匀强磁场上边缘高h h1 1=5m=5m处由静止自由下落进入处由静止自由下落进入磁场后，由于受到磁场力的作用，线圈恰能做匀速磁场后，由于受到磁场力的作用，线圈恰能做匀速运动（设整个运动过程中线框保持平动），测得线运动（设整个运动过程中线框保持平动），测得线圈下边通过磁场的时间圈下边通过磁场的时间，取，取g=10m/sg=10m/s2 2，求：，求：（1 1）匀强磁场的磁感强度）匀强磁场的磁感强度B B；（2 2）磁场区域的高度）磁场区域的高度h h2 2；（3 3）通过

48、磁场过程中线框中产生）通过磁场过程中线框中产生的热量，并说明其转化过程的热量，并说明其转化过程【分析】线圈进入磁场后受到向上的磁场力，恰【分析】线圈进入磁场后受到向上的磁场力，恰作匀速运动时必满足条件：磁场力作匀速运动时必满足条件：磁场力=重力由此可重力由此可算出算出B B并由运动学公式可算出并由运动学公式可算出h h2 2。由于通过磁场时。由于通过磁场时动能不变，线圈重力势能的减少完全转化为电能，动能不变，线圈重力势能的减少完全转化为电能，最后以焦耳热形式放出最后以焦耳热形式放出【解答】线圈自由下落将进入磁场时的速度【解答】线圈自由下落将进入磁场时的速度（l l）线圈的下边进入磁场后切割磁感

49、线产生感应电流，）线圈的下边进入磁场后切割磁感线产生感应电流，其方向从左至右，使线圈受到向上的磁场力匀速运其方向从左至右，使线圈受到向上的磁场力匀速运动时应满足条件动时应满足条件 （2 2）从线圈的下边进入磁场起至整个线圈进入磁场做）从线圈的下边进入磁场起至整个线圈进入磁场做匀速运动的时间匀速运动的时间以后线圈改做以后线圈改做a=ga=g的匀加速运动，历时的匀加速运动，历时所对应的位移所对应的位移所以磁场区域的高度所以磁场区域的高度（3 3）因为仅当线圈的下边在磁场中、线圈做匀速运）因为仅当线圈的下边在磁场中、线圈做匀速运动过程时线圈内才有感应电流，此时线圈的动能不变，动过程时线圈内才有感应电

50、流，此时线圈的动能不变，由线圈下落过程中重力势能的减少转化为电能，最后由线圈下落过程中重力势能的减少转化为电能，最后以焦耳热的形式释放出来，所以线圈中产生的热量以焦耳热的形式释放出来，所以线圈中产生的热量【说明】这是力、热、电磁综合题，解题过程要分【说明】这是力、热、电磁综合题，解题过程要分析清楚每个物理过程及该过程遵守的物理规律，列析清楚每个物理过程及该过程遵守的物理规律，列方程求解。方程求解。专题专题9 9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9答

51、案答案见解析见解析课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9图图2 课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9答案答案B课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9图图4甲甲 乙乙 课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题

52、9 9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9图图5 课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9答案答案AD课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9答案答案(1)0.1 A(2)1 m/s课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9图图7 图图8课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9课堂探究课堂探究突破考点突破考点专题专题9 9