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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,第,11,章 电磁感应,考点,32,法拉第电磁感应定律自感涡流,考点,31,电磁感应现象楞次定律,专题,11,电磁感应中的图像问题,专题,12,电磁感应的综合问题,考点,31,电磁感应现象楞次定律,必备知识 全面把握,核心方法 重点突破,考法,1,关于感应电流产生的判定,考法,2,楞次定律的理解,考法例析 成就能力,题型,1,对产生感应电流条件的理解,题型,2,楞次定律、右手定则的应用,必备知识全面把握,1,电磁感应现象,(1),定义：,在某一闭合电路中,(,无电源,),，当有磁通量发生变化时，回路中有感应电流产生的现象就叫电磁感应现象,(2),条件：,电路闭合；,磁通量发生变化,(3),判断是否有感应电流产生的方法,根据磁通量的表达式,BS,sin,，产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，引起磁通量变化一般有四种情况：,磁感应强度,B,不变，有效面积,S,变化，则,t,0,B,S,.,磁感应强度,B,变化，磁感线穿过的有效面积,S,不变，则,t,0,B,S,.,线圈平面与磁场方向的夹角,发生变化，即线圈在垂直于磁场方向的投影面积,S,S,sin,发生变化，从而引起穿过线圈的磁通量发生变化,磁感应强度,B,和回路面积,S,同时发生变化，,t,0,B,S,.,2,楞次定律,(1),内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,(2),适用范围,穿过闭合电路的磁通量发生变化时,(3),“,阻碍,”,的理解,谁阻碍谁,感应电流的磁场阻碍原磁场的磁通量变化,阻碍什么,阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身,如何阻碍,原磁通量增加时，感应电流磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流磁场方向与原磁场方向相同，即,“,增反减同,”,阻碍的结果,阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少,(4),用楞次定律确定感应电流方向的步骤,楞次定律本身并没有给出感应电流的方向，只是给定了感应电流的磁场与原磁场间存在,“,阻碍,”,关系，所谓,“,原磁场,”,是指闭合电路所在空间原来就存在的磁场,应用楞次定律确定感应电流的方向一般用于回路面积不变，磁感应强度的大小或方向发生变化的情况,，其基本步骤如下：,明确闭合电路范围内原磁场的方向；,明确穿过闭合电路的磁通量的变化情况，即磁通量是增加还是减少的；,根据感应电流的磁场与原磁场方向之间的关系，即,“,增反减同,”,的关系，确定前者的方向；,根据感应电流与感应电流的磁场之间的因果关系，应用右手螺旋定则确定感应电流的方向；,明确哪一部分导体相当于电源，根据在电源外部电路中电流由电源正极流向负极,(,电源内部电路的电流由负极流向正极,),，判定感应电流的方向,如果电路未闭合，电源正、负极的判定方法同上，只是需要假设电路是闭合的就可以了,3,右手定则的应用及互感问题,(1),用右手定则确定感应电流方向的步骤,如果是磁感应强度不变，回路面积变化，而面积变化主要是回路中有部分导体做切割磁感线运动，或者是构成回路的线框绕某一个轴做切割磁感线转动而产生感应电流的情况时，除了应用楞次定律外，更方便的方法是应用右手定则确定感应电流的方向，其基本步骤如下：,明确闭合电路范围内原磁场的方向；,明确闭合电路中做切割磁感线运动的那部分导体,(,即相当于电源的那部分导体,),及其运动方向；,应用右手定则：伸开右手，使拇指跟其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导体运动的方向，这时四指所指的方向就是导体中感应电流的方向,(2),右手定则与楞次定律的关系,右手定则与楞次定律是特殊与一般的关系一切电磁感应现象都符合楞次定律，而右手定则只适用于单纯由于部分导体做切割磁感线运动所产生的电磁感应现象,右手定则和左手定则的对比：,(3),互感,互不相连的并相互靠近的两个线圈,，当一个线圈的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感互感现象中产生的电动势叫互感电动势,考点,31,核心方法重点突破,考法,1,关于感应电流产生的判定,如图所示，闭合矩形铜框的两条长边与一闭合铜圆环,相切，环可沿矩形框的长边滑动，整个装置处于匀强磁场中，若环沿框的长边向右匀速运动，则,(,),A,因铜框所围面积内的磁通量不变化，铜环上无电流,B,因铜环所围面积内的磁通量不变化，铜环上无电流,C,铜框和铜环各部分均有电流,D,铜框和铜环各部分均无电流,例,1,【解析】,这里的闭合回路应该看,EFAB,和,EFDC,，而不是铜框,ABCD,和铜环,EF.,很显然，当环沿框的长边向右匀速运动时，,EFAB,回路中磁通量增加，,EFDC,回路中磁通量减少，所以铜框和铜环各部分均有电流，选项,C,正确,【答案】,C,例,1,考法,2,楞次定律的理解,北京,2018,摸底调研,(,多选,),如图所示，在一空心螺线管内部中点处悬挂一铜环，闭合开关瞬间，下列说法正确的是,(,),A,从左往右看，铜环中有逆时针方向的感应电流,B,从左往右看，铜环中有顺时针方向的感应电流,C,铜环有收缩趋势,D,铜环有扩张趋势,例,2,【解析】,根据楞次定律，闭合开关瞬间，穿过铜环的磁通量向左增大，则铜环中产生的感应电流的磁场方向向右，从左往右看，铜环中感应电流沿顺时针方向，故,A,错误，,B,正确；穿过铜环的磁通量增大，根据楞次定律可知，铜环有收缩的趋势，故,C,正确，,D,错误,【答案】,B,、,C,例,2,考点,31,考法例析成就能力,题型,1,对产生感应电流条件的理解,课标全国,2014,14,，,6,分,在法拉第时代，下列验证,“,由磁产生电,”,的设想实验中，能观察到感应电流的是,(,),A,将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化,B,在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化,C,将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化,D,绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化,例,1,【解析】,绕在磁铁上的线圈磁通量不变，不会产生感应电流，,A,错误；通电线圈周围某一位置的磁场是恒定的，穿过线圈的磁通量不变，也不会产生感应电流，,B,错误；将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁的过程会产生感应电流，磁铁放入线圈中后感应电流就消失了，所以再到相邻房间观察电流表时，回路中已经没有磁通量的变化，此时观察到的电流表没有变化，,C,错误；绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，线圈电流发生变化，线圈内磁场发生变化，另一线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，,D,正确,【答案】,D,例,1,题型,2,楞次定律、右手定则的应用,1,增反减同,海南物理,2014,1,，,3,分,如图,在一水平、固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁,(N,极朝上，,S,极朝下,),由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应电流的方向,(,从上向下看,),，下列说法正确的是,(,),A,总是顺时针,B,总是逆时针,C,先顺时针后逆时针,D,先逆时针后顺时针,例,2,【解析】,磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，则导体环中，先是向上的磁通量增加，磁铁中点到达圆环所在平面后，向上的磁通量减少，根据楞次定律可知，产生的感应电流方向先顺时针后逆时针，选项,C,正确,【答案】,C,例,2,2,来拒去留,大纲全国,2014,20,，,6,分,很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐让条形磁铁从静止开始下落条形磁铁在圆筒中的运动速率,(,),A,均匀增大,B,先增大，后减小,C,逐渐增大，趋于不变,D,先增大，再减小，最后不变,例,3,【解析】,竖直圆筒相当于闭合电路，磁铁穿过闭合电路，产生感应电流，根据楞次定律,“,来拒去留,”,的规律，磁铁受到向上,的阻碍磁铁运动的安培力，开始时磁铁的速度小，产生的感应电流也小，安培力也小，磁铁加速运动，随着速度的增大，产生的感应电流增大，安培力也增大，直到安培力大小等于重力，磁铁匀速运动，选项,C,正确,【答案】,C,例,3,3,增缩减扩,上海物理,2014,17,，,4,分,(,多选,),如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形则磁场可能,(,),A,逐渐增强，方向向外,B,逐渐增强，方向向里,C,逐渐减弱，方向向外,D,逐渐减弱，方向向里,例,4,【解析】,根据楞次定律，感应电流的磁场方向总是阻碍引起闭合回路中磁通量的变化，体现在面积上是,“,增缩减扩,”,，而回路变为圆形，面积增加了，说明磁场逐渐减弱因不知回路中感应电流的方向，故无法判定磁场方向，故,C,、,D,都有可能,【答案】,CD,例,4,课标全国,2017,15,，,6,分,如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一,U,形金属导轨，导轨平面与磁场垂直金属杆,PQ,置于导轨上并与导轨形成闭合回路,PQRS,，一圆环形金属线框,T,位于回路围成的区域内，线框与导轨共面现让金属杆,PQ,突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是,(,),A,PQRS,中沿顺时针方向，,T,中沿逆时针方向,B,PQRS,中沿顺时针方向，,T,中沿顺时针方向,C,PQRS,中沿逆时针方向，,T,中沿逆时针方向,D,PQRS,中沿逆时针方向，,T,中沿顺时针方向,例,5,【解析】,由于金属杆,PQ,突然向右运动，导致金属导轨与金属杆,PQ,所围的面积增大，磁通量增大，由楞次定律知，感应电流产生的磁场阻碍原磁场的变化，故感应电流产生的磁场方向应垂直于纸面向外，,PQRS,中的感应电流沿逆时针方向对于圆环形金属线框,T,，金属杆由于运动产生的感应电流所产生的磁场使得,T,内的磁场的磁感应强度变小，磁通量减小，故线框,T,中感应电流产生的磁场方向应垂直于纸面向里，故,T,中的感应电流沿顺时针方向，故选项,D,正确,【答案】,D,例,5,第,11,章,考点,32,法拉第电磁感应定律自感涡流,必备知识 全面把握,核心方法 重点突破,考法,3,感应电动势大小的计算,考法,4,电磁感应的综合问题,考法例析 成就能力,题型,3,感应电动势大小的计算,题型,4,感应电荷量的计算,题型,5,感应电流与安培力的综合应用,题型,6,对电磁阻尼、涡流、自感的理解,必备知识全面把握,1,法拉第电磁感应定律,(1),法拉第电磁感应定律,内容,：,闭合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,公式,(2),磁通量,、磁通量的变化量,、磁通量的变化率,/,t,的区别,磁通量,是指穿过某面积的磁感线的条数，计算式为,BSsin,，其中,为磁感应强度,B,与线圈平面的夹角,磁通量的变化量,指线圈中末状态的磁通量,2,与初状态的磁通量,1,之差，,2,1,，计算磁通量以及磁通量变化量时，要注意磁通量的正负,(3),利用,E,n,/,t,求感应电动势大小,(4),动生电动势大小的计算,(,一般指导体切割磁感线时的感应电动势,),导体棒与磁场方向垂直,磁场为匀强磁场,2,自感,(1),自感与自感电动势,定义：当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在它本身激发出感应电动势，这种现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势,自感电动势的作用：,总是阻碍导体中原电流的变化,，即总是起着推迟电流变化的作用,自感电流的方向：自感电流总是阻碍导体中原来电流的变化，当原来电流增大时，自感电流的方向与原来电流的方向相反；当原来电流减小时，自感电流的方向与原来电流方向相同,(2),自感现象中小,灯泡,“,闪亮,”,与,“,不,闪亮,”,的讨论,(3),两种自感类型的比较,:,3,涡流,(1),定义,在变化的磁场中的导体内产生的感应电流，看起来就像水中的旋涡，所以叫涡电流，简称涡流,(2),本质,涡流的本质是电磁感应现象，,与一般导体或线圈的最大区别是导体本身构成闭合回路,，它同样遵循电磁感应定律,4,电磁阻尼和电磁驱动,(1),定义,电磁阻尼,当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，,安培力的方向总是阻碍导体的运动，称为电磁阻尼,电磁驱动,磁场相对于导体运,动时，在导体中会产生,感应电流，感应电流使,导体受到安培力的作用,，安培力使导体运动起,来，称为电磁驱动,(2),电磁阻尼和电磁,驱动的比较,考点,32,核心方法重点突破,考法,3,感应电动势大小的计算,课标全国,2015,15,，,6,分,如图，直角三角形金属框,abc,放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为,B,，方向平行于,ab,边向上当金属框绕,ab,边以角速度,逆时针转动时，,a,、,b,、,c,三点的电势分别为,a,、,b,、,c,.,已知,bc,边的长度为,l.,下列判断正确的是,(,),A,a,c,，金属框中无电流,B,b,c,，金属框中电流方向沿,a,b,c,a,C,U,bc,Bl,2,，金属框中无电流,D,U,bc,Bl,2,，金属框中电流方向沿,a,c,b,a,例,1,【解析】,bc,边、,ac,边都在切割磁感线，通过右手定则判断，,c,端电势高，,a,、,b,端电势低；两边的有效切割长度都为,l,，则,U,ac,U,bc,Bl,2,，所以，,a,、,b,端电势相同，金属框中无电流选项,C,正确,【答案】,C,例,1,考法,4,电磁感应的综合问题,北京理综,2015,22,，,16,分,如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度,L,0.4 m,，一端连接,R,1,的电阻导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度,B,1 T,导体棒,MN,放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计在平行于导轨的拉力,F,作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度,v,5 m/s.,求：,(1),感应电动势,E,和感应电流,I,；,(2),在,0.1 s,时间内，拉力的冲量,IF,的大小；,(3),若将,MN,换为电阻,r,1,的导体棒，其他,条件不变，求导体棒两端的电压,U.,例,2,【解析】,【答案】,(1)2 V,2 A,(2)0.08 N,s,(3)1 V,例,2,考点,32,考法例析成就能力,题型,3,感应电动势大小的计算,北京理综,2016,16,，,6,分,如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环,a,、,b,，磁场方向与圆环所在平面垂直磁感应强度,B,随时间均匀增大两圆环半径之比为,2,1,，圆环中产生的感应电动势分别为,E,a,和,E,b,，不考虑两圆环间的相互影响下列说法正确的是,(,),A,EaEb,41,，感应电流均沿逆时针方向,B,EaEb,41,，感应电流均沿顺时针方向,C,EaEb,21,，感应电流均沿逆时针方向,D,EaEb,21,，感应电流均沿顺时针方向,例,1,【解析】,【答案】,B,例,1,题型,4,感应电荷量的计算,河北冀州,2016,模拟,(,多选,),如图所示，在竖直方向上有四条间距均为,L,0.5 m,的水平虚线,L1,、,L2,、,L3,、,L4,，在,L1,、,L2,之间和,L3,、,L4,之间存在匀强磁场，磁感应强度大小均为,1 T,，方向垂直于纸面向里现有一矩形线圈,abcd,，长度,ad,3L,，宽度,cd,L,，质量为,0.1 kg,，电阻为,1,，将其从图示位置由静止释放,(cd,边与,L1,重合,),，,cd,边经过磁场边界线,L3,时恰好做匀速直线运动，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向，,cd,边水平,(g,取,10 m/s2),则,(,),A,cd,边经过磁场边界线,L3,时通过线圈的电荷量为,0.5 C,B,cd,边经过磁场边界线,L3,时的速度大小为,4 m/s,C,cd,边经过磁场边界线,L2,和,L4,的时间间隔为,0.25 s,D,线圈从开始运动到,cd,边经过磁场边界线,L4,过程，线圈产生的热量为,0.7 J,例,2,【解析】,【答案】,BD,例,2,题型,5,感应电流与安培力的综合应用,山东理综,2014,16,，,6,分,(,多选,),如图，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好在向右匀速通过,M,、,N,两区的过程中，导体棒所受安培力分别用,F,M,、,F,N,表示不计轨道电阻以下叙述正确的是,(,),A,F,M,向右,B,F,N,向左,C,F,M,逐渐增大,D,F,N,逐渐减小,例,3,【解析】,由安培定则知，,M,区的磁场方向垂直纸面向外，,N,区的磁场方向垂直纸面向里导体棒不管在哪一区，安培力总是阻碍导体棒的运动，即安培力的方向总是向左，选项,A,错误，,B,正确；在,M,区，导体棒越来越靠近通电导线，其磁场越来越强，感应电流越来越大，安培力越来越大，选项,C,正确；同理在,N,区，导体棒越来越远离通电导线，安培力将越来越小，选项,D,正确,【答案】,BCD,例,3,题型,6,对电磁阻尼、涡流、自感的理解,课标全国,2017,18,，,6,分,扫描隧道显微镜,(,STM,),可用来探测样品表面原子尺度上的形貌为了有效隔离外界振动对,STM,的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是,(,),例,4,【解析】,施加磁场来衰减振动是利用电磁阻尼实现的，即振动过程中发生电磁感应现象，产生的感应电流在磁场中受安培力阻碍其振动,A,图中紫铜薄板无论上下振动还是左右振动都会出现磁通量的变化，即产生电磁感应现象；,B,图中紫铜薄板上下振动时没有磁通量的变化，不会产生电磁感应现象；,C,图中紫铜薄板无论上下振动还是左右振动均不会产生电磁感应现象；,D,图中紫铜薄板上下振动时不会产生电磁感应现象，故最有效的方案是,A,，选项,A,正确,【答案】,A,例,4,第,11,章,专题,11,电磁感应中的图像问题,必备知识 全面把握,核心方法 重点突破,考法,5,静态情况下的图像问题,考法,6,动态情况下的图像问题,考法例析 成就能力,必备知识全面把握,1,静态情况下的图像问题,处理静态情况下电磁感应的图像问题时，首先依据题意求出,、,、,等物理量的大小或变化趋势；再根据闭合电路欧姆定律求出闭合电路中的感应电流；最后写出安培力,F,、电功率,P,、磁感应强度,B,、加速度,a,等物理量的表达式，结合图像表示的意义，选出正确答案,2,动态情况下的图像问题,(1),电磁感应图像问题的种类及分析方法,(2),电磁感应图像类选择题的常用解法,排除法,：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势,(,增大还是减小,),、变化快慢,(,均匀变化还是非均匀变化,),，特别是物理量的正负，排除错误的选项,函数法,：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图像进行分析和判断,(3),电磁感应现象中产生的感应电流,i,以及与此相对应的导体受到的安培力,F,等物理量，会因为磁场的变化规律,(,例如,B,kt,),或切割磁感线运动的规律,(,例如匀速,),，以及电路的结构及组成情况而有规律地变化，反映在图像上就呈现有规律的曲线解决此类问题，,主要是应用法拉第电磁感应定律和串、并联电路规律，求出变量随时间变化的关系式,，解题思路如下：,找规律导体或磁场做什么样的变化，变化规律如何，并列式,找关系导体或磁场的变化，会使电阻、闭合电路面积或磁通量等发生什么变化，设出自变量，将其他变化量用这个自变量表示出来,应用公式,E,或,E,BLv,，依据电路已知条件，求出感应电流,i,等物理量的表达式，从而判断图像规律,(4),线框进入磁场问题的一般模型,续表,(5),线框进入磁场问题的注意点与拓展,(6),解题要点,注意正方向的规定例如,i,t,图像上纵轴的正负表示电流,i,的方向所以，应用楞次定律判断出某个时段原电流或感应电流的方向时，先要根据规定的正方向，确定它在坐标轴上的正负,在曲线的变化率上，原电流与感应电流在图像上呈,“,相反,”,的关系，原电流最大，变化率最小时，感应电流最小但是请注意：感应电流,i,感及其相应的磁场、电动势的变化关系是相似的,高考题通常不会直接给出感应电流或变化的电流的情况，通常是已知两个电流间或磁场与电流间发生吸引或排斥等电磁感应现象，这时可依据已知的电磁感应现象，应用楞次定律判定原电流的变化情况,专题,11,核心方法重点突破,考法,5,静态情况下的图像问题,课标全国,2014,18,，,6,分,如图甲，线圈,ab,、,cd,绕在同一软铁芯上，在,ab,线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈,cd,间电压如图乙所示已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈,ab,中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是,(,),例,1,【解析】,由于在线圈,cd,两端产生的电压是大小不变、方向变化的交变电压，因此在线圈,ab,两端通入的电流大小应该是均匀变化的，,C,正确,【答案】,C,例,1,考法,6,动态情况下的图像问题,1,以导体棒的形式运动,课标全国,2013,17,，,6,分,如图，在水平面,(,纸面,),内有三根相同的均匀金属棒,ab,、,ac,和,MN,，其中,ab,、,ac,在,a,点接触，构成,“,V,”,字形导轨空间存在垂直于纸面的均匀磁场，用力使,MN,向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中,MN,始终与,bac,的平分线垂直且和导轨保持良好接触下列关于回路中电流,i,与时间,t,的关系图线，可能正确的是,(,),例,2,【解析】,【答案】,A,例,2,2,以导线框的形式运动,课标全国,2013,16,，,6,分,如图，在光滑水平桌面上有一边长为,L,、电阻为,R,的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为,d(dL),的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下导线框以某一初速度向右运动,t,0,时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域下列,v,t,图像中，可能正确描述上述过程的是,(,),例,3,【解析】,【答案】,D,例,3,第,11,章,专题,12,电磁感应的综合问题,必备知识 全面把握,核心方法 重点突破,考法,7,以力学问题为主的电磁感应问题,考法,8,以能量为主的电磁感应问题,考法,9,以电路问题为主的电磁感应问题,考法例析 成就能力,必备知识全面把握,1,电磁感应中的动力学问题,(1),电磁感应中的安培力,闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时，产生的感应电动势,E,BLv,，在闭合电路中形成的感应电流,I,；导体中由于有电流存在而受到所在磁场的安培力,F,BIL,，综合以上各式得,F,.,(2),安培力方向的判断,由右手定则和左手定则判断,先用右手定则判断感应电流的方向，再用左手定则判断安培力的方向,由楞次定律判断,根据楞次定律可知，感应电流引起的效果总是阻碍引起感应电流的原因，因此安培力总是阻碍导体切割磁感线的运动,(3),解答电磁感应中的动力学问题的一般思路,电路分析：等效电路图,(,导体棒相当于电源,),电路方程：,I,.,受力分析：受力分析图,(,安培力大小、方向,),对过程分析的,基本思路,依据临界状态特点，列方程求解,2,电磁感应中的能量转化问题,(1),电磁感应中的能量转化,闭合电路中产生感应电流的过程，是其他形式的能向电能转化的过程电磁感应现象中能量问题的实质是电能的转化问题，桥梁是安培力,“,外力,”,克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能同理，安培力做功的过程是电能转化为其他形式能的过程，安培力做多少功就有多少电能转化为其他形式的能，因此,电磁感应过程总是伴随着能量的转化,(2),求解焦耳热,Q,的三种方法,:,专题,12,核心方法重点突破,考法,7,以力学问题为主的电磁感应问题,1,研究对象：一根导体棒,安徽宿州,2016,一模,(,多选,),两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置，顶端接一电阻,R,，导轨所在平面与匀强磁场垂直将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接，金属棒和导轨接触良好，重力加速度为,g,，如图所示现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则,(,),A,金属棒在最低点的加速度小于,g,B,回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量,C,当弹簧弹力等于金属棒的重力时，金属棒下落速度最大,D,金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度,例,1,【解析】,金属棒先向下做加速运动，后向下做减速运动，假设没有磁场，金属棒运动到最低点时，根据简谐运动的对称性可知，最低点的加速度等于刚释放时的加速度,g,，由于金属棒向下运动的过程中产生感应电流，受到安培力，而安培力是阻力，则知金属棒下降的高度小于没有磁场时的高度，故金属棒在最低点的加速度小于,g,，故,A,正确根据能量守恒定律得知，回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量与弹簧弹性势能增加量之差，故,B,错误金属棒向下运动的过程中，受到重力、弹簧的弹力和安培力三个力作用，当三力平衡时，速度最大，即当弹簧弹力、安培力之和等于金属棒的重力时，金属棒下落速度最大，故,C,错误由于产生内能，且弹簧具有弹性势能，由能量守恒定律可知，金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于由静止释放时的高度，故,D,正确,【答案】,AD,例,1,2,研究对象：两根导体棒,山东枣庄,2016,调研,如图所示，电阻不计的,“,”,形足够长且平行的导轨，间距,L,1,m,，导轨倾斜部分的倾角,53,，并与定值电阻,R,相连，整个空间存在着,B,5,T,、方向垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场金属棒,ab,、,cd,的阻值,R,ab,R,cd,R,，,cd,棒质量,m,1,kg,，,ab,棒光滑，,cd,与导轨间动摩擦因数,0.3,，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，,g,取,10,m,/,s,2,，,sin,53,0.8,，,cos,53,0.6,，求：,(1)ab,棒由静止释放，当滑至某一位置时，,cd,棒恰好开始滑动，求这一时刻,ab,棒中的电流；,(2),若,ab,棒无论从多高的位置释放，,cd,棒都不动，分析,ab,棒质量应满足的条件；,(3),若,cd,棒与导轨间的动摩擦因数,0.3,，,ab,棒无论质量多大、从多高的位置释放，,cd,棒始终不动，求,cd,棒与导轨间的动摩擦因数,应满足的条件,例,2,【解析】,【答案】,(1)3.34,A,(2),m,ab,2.08,kg,(3)0.75,例,2,考法,8,以能量为主的电磁感应问题,1,一根导体棒平动切割磁感线的情形,江苏物理,2014,13,，,15,分,如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为,L,，长为,3d,，导轨平面与水平面的夹角为,，在导轨的中部刷有一段长为,d,的薄绝缘涂层匀强磁场的磁感应强度大小为,B,，方向与导轨平面垂直质量为,m,的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为,R,，其他部分的电阻均不计，重力加速度为,g.,求：,(1),导体棒与涂层间的动摩擦因数,；,(2),导体棒匀速运动的速度大小,v,；,(3),整个运动过程中，电阻产生的焦耳热,Q.,例,3,【解析】,【答案】,例,3,2,两根导体棒平动切割磁感线的情形,天津理综,2014,11,，,18,分,如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角,30,的斜面上，导轨电阻不计，间距,L,0.4,m,导轨所在空间被分成区域,和,，两区域的边界与斜面的交线为,MN,，中的匀强磁场方向垂直斜面向下，中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为,B,0.5,T,在区域,中，将质量,m,1,0.1,kg,、电阻,R,1,0.1,的金属条,ab,放在导轨上，,ab,刚好不下滑然后，在区域,中将质量,m,2,0.4,kg,、电阻,R,2,0.1,的光滑导体棒,cd,置于导轨上，由静止开始下滑，,cd,在滑动过程中始终处于区域的磁场中，,ab,、,cd,始终与导轨垂直且两端与轨道保持良好接触，,g,取,10,m,/,s,2,.,问：,(1)cd,下滑的过程中，,ab,中的电流方向；,(2)ab,将要向上滑动时，,cd,的速度,v,为多大；,(3),从,cd,开始下滑到,ab,刚要向上滑动的过程中，,cd,滑,动的距离,x,3.8,m,，此过程中,ab,上产生的热量,Q,是多,少,例,4,【解析】,【答案】,(1),从,a,到,b,(2)5,m,/,s,(3)1.3,J,例,4,3,一根导体棒转动切割磁感线的情形,课标全国,2014,25,，,19,分,半径分别为,r,和,2r,的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为,r,、质量为,m,且质量分布均匀的直导体棒,AB,置于圆导轨上面，,BA,的延长线通过圆导轨中心,O,，装置的俯视图如图所示整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为,B,，方向竖直向下在内圆导轨的,C,点和外圆导轨的,D,点之间接有一阻值为,R,的电阻,(,图中未画出,),直导体棒在水平外力作用下以角速度,绕,O,逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为,，导体棒和导轨的电阻均可忽略重力加速度大小为,g.,求：,(1),通过电阻,R,的感应电流的方向和大小；,(2),外力的功率,例,5,【解析】,例,5,【答案】,考法,9,以电路问题为主的电磁感应问题,湖北咸宁,2016,联考,如图所示，水平面上有两根光滑金属导轨平行固定放置，导轨的电阻不计，间距为,l,0.5,m,，左端通过导线与阻值,R,3,的电阻连接，右端通过导线与阻值为,R,L,6,的小灯泡,L,连接，在,CDFE,矩形区域内有竖直向上、磁感应强度,B,0.2,T,的匀强磁场一根阻值,r,0.5,、质量,m,0.2,kg,的金属棒在恒力,F,2,N,的作用下由静止开始从,AB,位置沿导轨向右运动，经过,t,1,s,刚好进入磁场区域求金属棒刚进入磁场时：,(1),金属棒切割磁感线产生的电动势；,(2),小灯泡两端的电压和金属棒受到的安培力,例,6,【解析】,【答案】,(1)1,V,(2)0.8,V,0.04,N,，方向水平向左,例,6,谢谢观赏,
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