电磁感应和交变电流 - 教师
九、电磁感应和交变电流
第一部分：电磁感应
一、产生感应电流的条件、楞次定律
1、产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。它有两种情况：
⑴切割（闭合电路的部分导体切割磁感线）
2、右手定则适用于判断闭合电路中一部分导体切割磁感线时感应电流的方向。
3、楞次定律的实质是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现，其应用步骤：
⑴明确闭合电路中的原磁场方向；
⑵分析穿过闭合电路的磁通量的变化；
⑶根据楞次定律判定感应电流的磁场方向；
⑷利用安培定则，判定感应电流的方向。
二、法拉第电磁感应定律
1、公式
⑴感应电动势的大小与电路的电阻及电路是否闭合等无关；
⑵一般而言，公式求的是Δt内的平均感应电动势；
⑶在电磁感应中，产生感应电动势的那部分导体可等效成一个电源，感应电动势的方向和导体（电源）内的电流方向一致。
2、公式
⑴若B、l、v三者互相垂直，；若直导线与B、v不垂直，则应取B、l、v互相垂直的分量；
⑵若导体是弯曲的，则l应取与B、v垂直的有效长度；
⑶若v是瞬时速度，则E为瞬时电动势；若v为平均速度，则E为平均电动势。
3、公式为导体棒绕其一端转动切割磁感线时产生的感应电动势。
三、自感
由于线圈自身的电流发生变化而产生感应电动势的电磁感应现象。
本章的疑难点辨析：
＝
最大，但
要严格区分、、的含义，的大小与、无关。
3、对楞次定律中“阻碍”的理解
⑴“阻碍”是指感应电流产生的磁场要阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化，与引起感应电流的磁场的磁通量原来的大小没有关系；
⑵“阻碍”不是“阻止”，“阻碍变化”是使变化进行得缓慢些，但并没有被终止；
⑶“阻碍”不等于“反向”，实际上是增“反”减“同”。
例1：如图所示，光滑固定导轨M 、N 水平放置，两根导棒P 、Q 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，P 、Q 将如何
运动？磁铁的加速度怎样变化？
4、分清感应电流和感应电量
当闭合电路在时间发生磁通量变化时，通过电路的感应电量为
第二部分：交变电流
一、 交流发电机
交流发电机是应用电磁感应定律发明的，原理图如下。
发电机发出的电流为交变电流，根据电磁感应定律分析，有如下的公式：
t E m ωεsin =
这是发电机的电动势的数学表达式，m E 是最大电动势，其表达式为：
ωnBS E m =
值得注意的是，当磁通量达到最大值时，电动势达到最小值，反之磁通量最小时，电动势最大。
二、交变电流有效值：
交变电流的有效值是根据热效应而定义的，其定义为：如果有一稳恒电流在相同时间内产生的热量与交变电流产生的热量一样，则该稳恒电流的大小称为交变电流的有效值，稳恒电流的电压称为交变电流电压有效值。数学公式为：
dt I T I T ?=?0
2
1交有
高中阶段只能计算某些特定交变电流的有效值，其中正弦交流电的电流有效值和电压有效值分别为：
max
max 212
1
U U I I ==
有有 三、 电容，电感对交变电流的作用
电感：电感对交变电流有阻碍作用，电感越大，交变电流频率越高则阻碍作用越大，所以电感的作用可以归结为：阻交流，通直流，阻高频，通低频。感抗可以写为：
fL X L π2=
其中L X 是感抗，本质是电阻，L 为线圈电感，单位亨利。
电容：电容对交流电有导通作用，且频率越高，容抗越小，容抗写为：
fC
X C π21
=
容抗的本质也是电阻。电容的作用可归结为：阻直流，通交流，阻低频，通高频。
四、 变压器
变压器是利用电磁感应定律制造的改变电压的装置，主要结构为：原线圈，副线圈，铁芯。原理图如下：
变压器的性质：变压器的原副线圈电压之比：2121::n n U U = 原副线圈电流之比：1221::n n I I =
成果检测
1、法拉第通过精心设计的一系列试验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”联系起来．在下面几个典型的实验设计思想中，所作的推论后来被实验否定的是（）
A．既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流
B．既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流
C．既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势
D．既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流
2、关于磁通量的概念，以下说法中正确的是（）
A.磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的
B.磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大
C.磁感应强度越大，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量也越大
D.穿过线圈的磁通量为零，但该处的磁感应强度不一定为零
3、在物理学发展史上许许多多科学家为物理学的发展做出了巨大贡献。以下选项中说法正确的是 ( )
A. 电流的磁效应是法国物理学家法拉第首先通过实验发现的
B. 万有引力常量是牛顿通过实验测定的
C. 行星运动定律是第谷系统完整地提出的
D. 牛顿有句名言：“如果说我比笛卡尔看得更远，那是因为我站在巨人的肩上。”就牛顿发现牛顿第一定律而言，起关键作用的这位“巨人”是指伽利略
4、条形磁铁竖直放置，闭合圆环水平放置，条形磁铁中心线穿过圆环中心，如图，若圆环为弹性环，其形状由Ⅰ扩大变为Ⅱ，那么圆环内磁通量变化的情况是 ( )
A.磁通量增大
B.磁通量减小
C.磁通量不变
D.条件不足，无法确定
5、如图2所示，通有恒定电流的导线MN 与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ第二次将金属框绕cd 边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化大小
分别为
和
，则：（ ）
A 、
＞ B 、
= C 、
＜ D 、不能判断
6、如图所示，一矩形线圈与通有相同大小电流的平行直导线在同一平面内，而且处在两导线的中央，则
A ．两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零
B ．两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零
C ．两电流同向或反向时，穿过线圈的磁通量相等
D ．因电流产生的磁场不均匀，因而不能判定穿过线圈的磁通量是否为零
7、如图所示,通电螺线管置于闭合金属环a 的轴线上,当螺线管中电流I 减小时[ ]
A.环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小
B.环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小
C.环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的增大
D.环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的增大
8、如图3所示是某电磁冲击钻的原理图，若突然发现钻头M 向右运动，则可能是（ ） A.开关S 闭合瞬间
B.开关S 由闭合到断开的瞬间
C.开关S 已经是闭合的，滑动变阻器滑片P 向左迅速滑动
D.开关S 已经是闭合的，滑动变阻器滑片P 向右迅速滑动
9、对电磁感应现象，下列说法中正确的是
A．只要有磁通量穿过回路，回路中就有感应电流
B．只要闭合回路在做切割磁感线运动，回路中就有感应电流
C．只要穿过闭合回路的磁通量足够大，回路中就有感应电流
D．只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路中就有感应电流
10、如图所示，无限大磁场的方向垂直于纸面向里，图中线圈在纸面内由小变大（由图中实
线矩形变成虚线矩形），图中线圈正绕点在平面内旋转，C图与D图中线圈正绕轴转动，则线圈中能产生感应电流的是
11、超导是当今高科技的热点．超导材料的研制与开发是一项新的物理课题，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，超导体中产生强大电流是由于
A．穿过超导体中磁通量很大 B．超导体中磁通量变化率很大
C．超导体电阻极小趋近于零 D．超导体电阻变大
12、1873年奥地利维也纳世博会上，比利时出生的法国工程师格拉姆在布展中偶然接错了导线，把另一直流发电机发出的电接到了他自己送展的直流发电机的电流输出端。由此而观察到的现象导致了他的一项重要发明，从而突破了人类在电能利用方面的一个瓶颈。此项发明是
A．新型直流发电机 B．直流电动机
C．交流电动机 D．交流发电机
13、某同学在探究电磁感应现象时，用导线将电流计、螺线管A连成如图（甲）所示的电路；将另一个较细的螺线管B与蓄电池、滑动变阻器、开关连成了图（乙）所示的电路，另配有条形磁铁和软铁棒各一根。已知将条形磁铁的S极向下插入螺线管A时，电流计指针向左偏，下述操作与现象的判断中正确的是：
A．若将铁铁棒直接插入螺线管A，电流计指针向左偏
B．将乙电路开关闭合后，再将螺线管B，从A的上方倒插入A中时，电流计指针向右偏
C．在保持B在A中且通电的情况下，将滑动变阻器滑片突然向左移，则电流计指针向左偏转
D．在保持B在A中且通电的情况下，突然断开开关S，则电流计示数为零，指针不发生偏转
14、如图所示，四组同学分别制做探究电磁感应现象的实验装置．在一根较长的铁钉上用漆包线绕两个线圈a和b，将与线圈b相连的cd段漆包线水平置于小磁针的正上方，小磁针静止放在水平桌面上。若某一组同学在闭合开关S瞬间，从上向下俯视看，小磁针N极顺时针偏转，那么该组同学是用了下面哪组装置
15、下列图中能产生感应电流的是
16、如图所示，A是长直密绕通电螺线管。小线圈B与电流表连接，并沿A的轴线Ox从O点自
左向右匀速穿过螺线管A。能正确反映通过电流表中电流I随x变化规律的是（）
17、在一个专门研究地磁场的实验室的水平桌面上，放置一个边长为L的正方形闭合线圈，线圈
的ad边指向南北，如图所示．下列几种说法正确的是
A．线圈以速度v向东平动时，线圈中有感应电流
B．线圈以速度v向南平动时，线圈中有感应电流
C．以ab边为轴，将cd边迅速翻转900的过程中，线圈中有感应电流
D．以ab边为轴，将cd边迅速翻转1800的过程中，线圈中无感应电流
19、两个通信卫星在地球的赤道上空飞行，飞行方向与地球自转的方向相同，为向地球传送信号，
两颗卫星均有伸出卫星且指向地心的金属天线，已知卫星Ⅰ为同步卫星，卫星Ⅱ的半径小于卫星Ⅰ，则关于卫星天线两端电势的高低，正确的是
A.卫星Ⅰ靠近地心端的电势高
B.卫星Ⅰ靠近地心端的电势低
C.卫星Ⅱ靠近地心端的电势高
D.卫星Ⅱ靠近地心端的电势低
20、如图所示，一个闭合线圈穿入蹄形磁铁由1位置经2位置到3位置，最后从下方S极拉出，
则在这一过程中，线圈的感应电流的方向是：( )
(A)沿abcd不变；
(B)沿dcba不变；
(C)先沿abcd，后沿dcba；
(D)先沿dcba，后沿abcd。
21、某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律。在线圈由图示位置自上而下穿过固定的
条形磁铁的过程中，从上向下看，线圈中感应电流方向是
A．先顺时针方向，后逆时针方向
B．先逆时针方向，后顺时针方向
c．一直是顺时针方向
D．一直是逆时针方向
22、如图所示，ef、gh为两水平放置相互平行的金属导轨,ab、cd为搁在导轨上的两金属棒，与
导轨接触良好且无摩擦．当一条形磁铁向下靠近导轨时，关于两金属棒的运动情况的描述正确的是（）
A．如果下端是N极，两棒向外运动，如果下端是S极，两棒相向靠近
B．如果下端是S极，两棒向外运动，如果下端是N极，两棒相向靠近
C．不管下端是何极性，两棒均向外相互远离
D．不管下端是何极性，两棒均相互靠近
24、用传感器测量通电螺线管轴线上的磁感应强度，然后绘出B―x图像，设x＝0处为螺线管的
中央，下面哪个图最符合实际情况（）
1.从t =0时刻起，在两块平行金属板间分别加上如图所示的交变电压，加其中哪种交变电压时，原来处于两板正中央的静止电子不可能在两板间做振动？
B. C. D.
2.一台内阻不计的交流发电机，
其电动势的瞬时值e =10sin50πt V ，
发电机与阻值为R =10Ω的负载电阻连接．若把发电机的转速增大一倍，其他条件都保持不变，则下列说法中正确的是
A.负载电阻两端电压的有效值将变为28.3V
B.该发电机发出的交变电流的频率将变为100Hz
C.负载消耗的电功率将是20W
D.负载消耗的电功率将是40W
3.如右图所示，是一个交变电流的电流强度i 随时间t 值是
A.52A
B.5A
C.3.52A
D.3.5A
4.如图所示，三只完全相同的灯泡a 、b 、c 分别与电阻R 、电感L 、电容C 串联，再将三者并联，接在220V ，50Hz 的交变电压两端，三只灯泡亮度相同。若接在220V ，60Hz 的交变电压两端，则
A.三只灯泡亮度不变
B.三只灯泡都将变亮
C.a 亮度不变，b 变亮，c 变暗
D.a 亮度不变，b 变暗，c 变亮
5.如图所示，同轴的两个平行导线圈M 、N ，M 中通有图象所示的交变电流，则 A.在t 1到t 2时间内导线圈M 、N 互相排斥 B.在t 2到t 3时间内导线圈M 、N 互相吸引
C.在t 1时刻M 、N 间相互作用的磁场力为零
D.在t 2时刻M 、N 间相互作用的磁场力最大
6.正弦交变电源与电阻R 、交流电压表按照图1所示的方式连接，R =10Ω，交流电压表的示数是10V 。图2是交变电源输出电压u 随时间t
A.通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =2cos100πt (A)
B.通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =2cos50πt (V)
C.R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =52cos100πt (V)
D.R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =52cos50πt (V)
t /s t
-2s U -U
7.如图所示，接有灯泡L 的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动，其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同。图中O 位置对应于弹簧振子的平衡位置，P 、Q 两位置对应于弹簧振子的最大位移处。若两导轨的电阻不计，则
A.杆由O 到P 的过程中，电路中电流变大
B.杆由P 到Q 的过程中，电路中电流一直变大
C.杆通过O 处时，电路中电流方向将发生改变
D.杆通过O 处时，电路中电流最大
8.将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l ，它在磁感
应强度为B 、方向如图的匀强磁场中匀速转动，转速为n ，导线在a 、b 两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P 的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为 A.(2πl 2nB )2/P B.2(πl 2nB )2
/P C.(l 2nB )2/2P D.(l 2nB )2/P
9.如图所示，矩形线圈 abcd 在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P 1和P 2以
相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时 A ．线圈绕P 1转动时的电流等于绕P 2转动时的电流 B ．线圈绕P 1转动时的电动势小于绕P 2转动时的电动势 C ．线圈绕P 1和P 2转动时电流的方向相同，都是 a →b →c →d D ．线圈绕P 1转动时dc 边受到的安培力大于绕P 2转动时dc 边受到的安培力
1.D
2.C
3.B
4.D
5.C
6.A
7.D
8.B
9.A 10.⑴91V ⑵105V 11.⑴图略 ⑵
I=2A
高中物理电磁感应交变电流经典习题30道带答案
一．选择题（共30小题） 1．（2015?嘉定区一模）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 2．（2014?广东）如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块（） A．在P和Q中都做自由落体运动 B．在两个下落过程中的机械能都守恒 C．在P中的下落时间比在Q中的长 D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大 3．（2013?虹口区一模）如图所示，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行．已知在t=0到t=t1的时间间隔内，长直导线中电流i随时间变化，使线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右．图中箭头表示电流i的正方向，则i 随时间t变化的图线可能是（） A．B．C．D． 4．（2012?福建）如图，一圆形闭合铜环由高处从静止开始加速下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合．若取磁铁中心O为坐标原点，建立竖直向下为正方向的x轴，则图中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是（） A．B．C．D． 5．（2011?上海）如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a（） A．顺时针加速旋转B．顺时针减速旋转 C．逆时针加速旋转D．逆时针减速旋转 6．（2010?上海）如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L，边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图（） A．B．C．D． 7．（2015春?青阳县校级月考）纸面内两个半径均为R的圆相切于O点，两圆形区域内分别存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化．一长为2R的导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为ω，t=0时，OA恰好位于两圆的公切线上，如图所示．若选取从O指向A的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图象可能正确的是（） A．B．C．D． 8．（2014?四川）如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小．质量为的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形，其有效电阻为Ω．此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B=（﹣）T，图示磁场方向为正方向，框、挡板和杆不计形变．则（） A．t=1s时，金属杆中感应电流方向从C到D B．t=3s时，金属杆中感应电流方向从D到C C．t=1s时，金属杆对挡板P的压力大小为
第7章 电磁感应 暂态过程
第7章 电磁感应 暂态过程 一、目的与要求 1．掌握法拉第电磁感应定律，能熟练地应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势， 并能应用楞次定律判断感应电动势的方向。 2．掌握动生电动势和感生电动势、感生电场的概念、规律和计算方法。 3．理解自感和互感现象，掌握简单情况下自感系数、自感电动势，互感系数，互感 电动势的计算方法。 4．理解磁场能量的概念，掌握磁场能量的计算方法。 5．理解位移电流和全电流的概念，了解麦克斯韦方程组积分形式的物理意义。 6．了解暂态过程中的物理特征，掌握RL 、RC 串联电路暂态过程的计算方法。 二、内容提要 1．电源电动势 ?+ - ?=l E d k ε 2．法拉第电磁感应定律 t i d d Φ - =ε 3．根据产生原因不同，感应电动势可分为 （1）动生电动势 ???=b a i l B d )(v ε （2）感生电动势 ????-=Φ- =?=S L V i t t S B l E d d d d d d ε 4．根据产生方式不同，感应电动势可分为 （1）自感电动势： t I L L d d -=ε 其中I L Φ = 为自感系数，是在无铁磁质存在时，与回路中的电流无关，仅由回路的匝数、几何形状和大小以及周围介质的磁导率决定的物理量。 （2）互感电动势 t I M M d d -=ε 其中M 为互感系数，是在无铁磁质存在时，与回路中的电流无关，仅由回路的几何形 状、尺寸、匝数、周围介质的磁导率以及回路的相对位置决定的物理量。 5．磁能 自感磁能 22 1LI W m =
磁场能量密度 μ μ2212122 B H BH w m = == 磁场能量 ??==V V m m V BH V w W d 2 1 d 6．全电流安培环路定理 ∑?+=?)(d D L I I l H 其中I 为传导电流，t I D D d d Φ=，为位移电流。 7．麦克斯韦方程组 （1）通量公式： ∑?=?0 d q S S D 其中，式中的∑0 q 为高斯面内包围的自由电荷量的代数和。 0d =??S S B （2）环流公式： ? ????-=?S L t S B l E d d ∑?+=?)(d D L I I l H 8．暂态过程 （1）LR 电路的暂态过程（如图7.1）。 接通1 )e 1(t L R R I --=ε 当开关K 拨向2 t L R R I -= e ε （2）RC 电路的暂态过程（如图7.2） 充电时 )e 1(1t RC C q - -=ε 放电时 t RC C q 1e -=ε 三、例题 7-1 一长直导线通有电流I ，其附近有正方形线圈。线圈绕o o '轴以匀角速旋转。转 轴与导线平行，两者相距为b ，且在线圈平面内与其一边平行并过中心。求任意时刻线圈中的感应电动势。 分析 线圈旋转，穿过线圈所围面积的磁通量随时间变化，线圈中必有感应电动势。 用法拉第电磁感应定律求解。 解 线圈在转动过程中，通过它的磁通量随时间变化。当线圈转过角度t ωθ=时，通
《法拉第电磁感应定律》教学设计
《法拉第电磁感应定律》教学设计 陕西省西安市田家炳中学简波 一、设计思想 法拉第电磁感应定律是电磁学的核心内容。从知识发展来看，它既与电场、磁场和稳恒电流有紧密联系，又是后面学习交流电、电磁振荡和电磁波的基础。它既是本章的教学重点，也是教学难点。 在学习本节内容之前，学生已经掌握了恒定电流、电磁感应现象和磁通量的相关知识，并且也知道了变化量和变化率的概念。学生已经具备了很强的实验操作能力，而且本节课的实验也是上节课所演示过的，只不过研究的侧重点不同。因此，有条件的学校可将本节课的演示实验改为学生分组实验。另外，学生对物理学的研究方法已有较为深刻的认识，在自主学习、合作探究等方面的能力有了较高的水平。 本节课的重点法拉第电磁感应定律的建立过程，设计中采用了让学生自己设计方案，自己动手做实验，思考讨论，教师引导找出规律的方法，使学生能够深刻理解法拉第电磁感应定律的建立过程。对于公式，让学生自己根据法拉第电磁感应定律，动手推导，使学生深刻理解。 本节课的难点是对、、物理意义的理解，在难点的突破上，采用 了类比的方法。把、、、E和υ、Δυ、、a类比起来，使学生更 容易理解、、和E之间的联系。 二、教学目标 （一）知识和能力目标 1．知道感应电动势的概念，会区分Φ、ΔΦ、的物理意义。 2．理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式，并能应用解答有关问题。 3．知道公式的推导过程及适用条件，并能应用解答有关问题。
4．通过学生对实验的操作、观察、分析，找出规律，培养学生的动手操作能力，观察、分析、总结规律的能力。 （二）过程与方法目标 1．教师通过类比法引入感应电动势，通过演示实验，指导学生观察分析，总结规律。 2．学生积极思考认真比较，理解感应电动势的存在，通过观察实验现象的分析讨论，总结影响感应电动势大小的因素。 （三）情感、态度、价值观目标 1．通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养学生之间的团队合作精神。 2．让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，增进学生学习物理的情感。 三、教学重点 法拉第电磁感应定律的建立过程以及对公式Ｅ＝、的理解。 四、教学难点 对Φ、ΔΦ、物理意义的理解。 五、教学准备 准备实验仪器：电流计、蹄形磁铁、螺线管、铁芯、学生电源、变阻器、开关、导线若干。（若为分组实验，应准备若干组器材） 六、教学过程 （一）引入新课 教师和学生一起回顾第一节中的三个实验。在这三个实验中，闭合电路中都产生了感应电流，则电路中必须要有电源，电源提供了电动势，从而产生电流。在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。那么感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？本节课我们就来共同研究这个问题。 （二）讲授新课 ＊感应电动势
(完整版)感应电流方向的判断楞次定律(含答案)
h 感应电流方向的判断 楞次定律 一、基础知识 （一）感应电流方向的判断 1、楞次定律(1)内容：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)适用情况：所有的电磁感应现象． 2、右手定则 (1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，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感应电流 的方向． (2)适用情况：导体棒切割磁感线产生感应电流． 3、利用电磁感应的效果进行判断的方法： 方法1：阻碍原磁通量的变化——“增反减同”．方法2：阻碍相对运动——“来拒去留”． 方法3：使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”方法4：阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”. （二）利用楞次定律判断感应电流的方向1、 楞次定律中“阻碍”的含 义 2、 楞次定律的使用步骤
n d A l l t h i n （三）“一定律三定则”的应用技巧1、应用现象及规律比较基本现象 应用的定则或定律 运动电荷、电流产生磁场 安培定则磁场对运动电荷、电流有作用力 左手定则部分导体做切割磁感线运动右手定则电磁感应闭合回路磁通量变化 楞次定律 2、应用技巧无论是“安培力 ”还是“洛伦兹力”，只要是“力”都用左手判断．“电生磁”或“磁生电”均用右手判断． 二、练习 1、下列各图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是 ( ) 答案 CD 解析 根据楞次定律可确定感应电流的方向：以C 选项为例，当磁铁向下运动时：(1)闭合线圈原磁场的方向——向上；(2)穿过闭合线圈的磁通量的变化——增加；(3)感应电流产生的磁场方向——向下；(4)利用安培定则判断感应电流的方向——与图中箭头方向相同．线圈的上端为S 极，磁铁与线圈相互排斥．运用以上分析方法可知，C 、D 正确． 2、如图所示，一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，环中的感应电流(自左向右看) ( ) A ．沿顺时针方向 B ．先沿顺时针方向后沿逆时针方向 C ．沿逆时针方向 D ．先沿逆时针方向后沿顺时针方向
全程训练2018届高考物理一轮总复习 周测九 电磁感应 交变电流(B卷)
周测九电磁感应交变电流(B卷) (本试卷满分95分) 一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的．全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分) 1. 如图所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西稳定、强度较大的直流电流．现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏电流计，图中未画出)检测此通电直导线的位置，若不考虑地磁场的影响，在检测线圈位于水平面内，从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中，俯视检测线圈，其中感应电流的方向是( ) A．先顺时针后逆时针 B．先逆时针后顺时针 C．先顺时针后逆时针，然后再顺时针 D．先逆时针后顺时针，然后再逆时针 2. (多选)某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成．当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路．仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有( ) A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零 B．家庭电路中使用的用电器增多时，L2中的磁通量不变 C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起 D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起 3. 如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其自感系数很大，直流电阻忽略不计．下列说法正确的是( ) A．S闭合瞬间，A先亮 B．S闭合瞬间，A、B同时亮 C．S断开瞬间，B逐渐熄灭 D．S断开瞬间，A闪亮一下，然后逐渐熄灭 4．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( )
电磁感应定律的应用教案
电磁感应定律应用 【学习目标】 1．了解感生电动势和动生电动势的概念及不同。 2．了解感生电动势和动生电动势产生的原因。 3．能用动生电动势和感生电动势的公式进行分析和计算。 【要点梳理】 知识点一、感生电动势和动生电动势 由于引起磁通量的变化的原因不同感应电动势产生的机理也不同，一般分为两种：一种是磁场不变，导体运动引起的磁通量的变化而产生的感应电动势，这种电动势称作动生电动势，另外一种是导体不动，由于磁场变化引起磁通量的变化而产生的电动势称作感生电动势。 1．感应电场 19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出，变化的磁场会在周围空间激发一种电场，我们把这种电场叫做感应电场。 静止的电荷激发的电场叫静电场，静电场的电场线是由正电荷发出，到负电荷终止，电场线不闭合，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是封闭的，如图所示，如果空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产生感应电动势。 要点诠释：感应电场是产生感应电流或感应电动势的原因，感应电场的方向也可以由楞次定律来判断。感应电流的方向与感应电场的方向相同。 2．感生电动势 （1）产生：磁场变化时会在空间激发电场，闭合导体中的自由电子在电场力的作用下定向运动，产生感应电流，即产生了感应电动势。 （2）定义：由感生电场产生的感应电动势成为感生电动势。 （3）感生电场方向判断：右手螺旋定则。 3、感生电动势的产生 由感应电场使导体产生的电动势叫做感生电动势，感生电动势在电路中的作用就是充当电源，其电路是内电路，当它和外电路连接后就会对外电路供电。 变化的磁场在闭合导体所在的空间产生电场，导体内自由电荷在电场力作用下产生感应电流，或者说产生感应电动势。其中感应电场就相当于电源内部所谓的非静电力，对电荷产生作用。例如磁场变化时产生的感应电动势为cos B E nS t ?θ?= ． 知识点二、洛伦兹力与动生电动势 导体切割磁感线时会产生感应电动势，该电动势产生的机理是什么呢？导体切割磁感线产生的感应电动势与哪些因素有关？他是如何将其他形式的能转化为电能的？ 1、动生电动势
感应电流方向的判断及大小的计算(练习)
感应电流方向的判断及大小的计算 (限时：45分钟) 一、单项选择题 1. 两个大小不同的绝缘金属圆环a、b如图1所示叠放在一起，小圆环b有一半面积在大 圆环a中，当大圆环a通上顺时针方向电流的瞬间，小圆环中感应电流的方向是() 图1 A．顺时针方向 B．逆时针方向 C．左半圆顺时针，右半圆逆时针 D．无感应电流 答案 B 解析当大圆环a中电流为顺时针方向时，圆环a内部的磁场方向垂直纸面向里，而环外的磁场方向垂直纸面向外，但环里磁场比环外磁场要强，圆环b的净磁通量是垂直纸面向里且增强的；由楞次定律可知圆环b中产生的感应电流的磁场方向应垂直纸面向外；再由安培定则得出圆环b中感应电流的方向为逆时针方向，B正确． 2. 如图2所示，一磁铁用细线悬挂，一个很长的铜管固定在磁铁的正下方，开始时磁铁上 端与铜管上端相平，烧断细线，磁铁落入铜管的过程中，下列说法正确的是() 图2 ①磁铁下落的加速度先增大，后减小 ②磁铁下落的加速度恒定 ③磁铁下落的加速度一直减小最后为零 ④磁铁下落的速度先增大后减小 ⑤磁铁下落的速度逐渐增大，最后匀速运动 A．只有②正确B．只有①④正确 C．只有①⑤正确D．只有③⑤正确
答案 D 解析 刚烧断细线时，磁铁只受重力，向下加速运动，铜管中产生感应电流，对磁铁的下落产生阻力，故磁铁速度增大，加速度减小，当阻力和重力相等时，磁铁加速度为零，速度达到最大，做匀速运动，可见D 正确． 3． 下列各图中，相同的条形磁铁垂直穿过相同的线圈时，线圈中产生的感应电动势 最大的是 ( ) 答案 D 解析 感应电动势的大小为E ＝n ΔΦΔt ＝nS ΔB Δt ，A 、B 两图磁通量的变化量相同，C 图变化量最小，D 图变化量最大．磁铁穿过线圈所用的时间A 、C 、D 图相同且小于B 图所用的时间，综合比较，D 图中产生的感应电动势最大． 4. 如图3所示，一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中，场中各点的磁感应强度为 B y ＝B 0y ＋c ，y 为该点到地面的距离，c 为常数，B 0为一定值．铝框平面与磁场垂直，直径ab 水平，空气阻力不计，铝框由静止释放下落的过程中 ( ) 图3 A ．铝框回路磁通量不变，感应电动势为0 B ．回路中感应电流沿顺时针方向，直径ab 两点间电势差为0 C ．铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度g D ．直径ab 受安培力向上，半圆弧ab 受安培力向下，铝框下落加速度大小可能等于g 答案 C 解析 由题意知，y 越小，B y 越大，下落过程中，磁通量逐渐增加，感应电动势不为0，A 错误；由楞次定律判断，铝框中电流沿顺时针方向，但U ab ≠0，B 错误；直径ab 受安培力向上，半圆弧ab 受安培力向下，但直径ab 处在磁场较强的位置，所受安培力较大，半圆弧ab 的等效水平长度与直径相等，但处在磁场较弱的位置，所受安培力较小，这样整个铝框受安培力的合力向上，铝框下落的加速度大小小于g ，故C 正确，D 错误． 二、多项选择题
电磁感应 交变电流(一)
模块综合试卷(一) (时间：90分钟 满分：100分) 一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共计48分.1～8题为单选题，9～12题为多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1．在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用．下列叙述不符合史实的是( ) A ．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应解释了电和磁之间存在联系 B ．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说 C ．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流 D ．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，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 答案 C 解析 奥斯特通过著名的奥斯特实验，证明了电流周围存在磁场，安培提出分子电流假说，揭示了磁现象的电本质．楞次通过实验总结出感应电流的方向所遵循的规律——楞次定律． 2．一定值电阻接到电压为u 0的方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 正． 该电阻上电压的峰值为2u 0，周期为 T ，如图1所示．则Q 方∶Q 正等于( ) 图1 A ．1∶ 2 B.2∶1 C ．1∶2 D ．2∶1 答案 C 解析 根据题图图像可知，方波交流电的有效值U 方＝u 0，正弦交流电的有效值U 正＝2u 0 2 ＝ 2u 0，一个周期内产生的热量分别为Q 方＝u 0 2R T ，Q 正＝2u 0 2R T ，所以Q 方∶Q 正＝1∶2，C 正 确． 3．如图2所示，A 为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A 的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属环B ，使B 的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木圆盘A 的轴线
电磁感应与交流电
1.如图所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈B中通以如图乙所示的交变电流，设t=0时电流沿逆时针方向，（图中箭头所示）。对于线圈A，在t1 ~t2时间内，下列说法中正确的是（） A. 有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势 B. 有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势 C. 有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势 D. 有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势 2. 穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每 秒钟均匀地减少了2Wb，则 A．线圈中感应电动势每秒增加2V B．线圈中感应电动势每秒减少2V C．线圈中无感应电动势 D．线圈中感应电动势大小不变 3.在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒AB，以初速度v水平抛出。空气阻力不计，如图5所示，运动过程中棒保持水平，那么下列说法中正确的是（）（A）AB棒两端的电势U A < U B（B）AB棒中的感应电动势越来越大 （C）AB棒中的感应电动势越来越小（D）AB棒中的感应电动势保持不变 4.如图所示，一闭合的小金属环用一根绝缘细杆挂在固定点O处，使金 属圆环在竖直线OO′的两侧来回摆动的过程中穿过水平方向的匀强磁 场区域，磁感线的方向和水平面垂直。若悬点摩擦和空气阻力均不计， 则AD A．金属环进入和离开磁场区域都有感应电流，而且感应电流的方向相反 B．金属环进入磁场区域后越靠近OO′线时速度越大，而且产生的感应 电流越大 C．金属环开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后不再减小 D．金属环在摆动过程中，机械能将完全转化为环中的电能 5.如题图3所示，先后两次将一个矩形线圈由匀强磁场中拉出， 两次拉动的速度相同。第一次线圈长边与磁场边界平行，将线 圈全部拉出磁场区，拉力做功W1，第二次线圈短边与磁场边界 平行，将线圈全部拉出磁场区，拉力做功W2，则： A．W1> W2B．W1= W2C．W1< W2D．条 件不足，无法比较 6.如图所示，上下不等宽的平行金属导轨的EF和GH两部分导轨
高中物理人教版选修1-1教案 法拉第电磁感应定律
第二节、法拉第电磁感应定律 教学目标： 1、知道什么是感应电动势。 2、了解什么是磁通量以及磁通量的变化量和磁通量的变化率。 3、在实验基础上，了解法拉第电磁感应定律内容及数学表达式，学会用该定律分析与解决一些简单的问题。 4、培养类比推理和通过观察、实验、归纳寻找物理规律的能力。 教学过程： 一、感应电动势 说明：既然在闭合电路中产生了感应电流，这个电路中就一定有电动势。我们把电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。在闭合电路里，产生感应电动势的那部分导体相当十电源。在同一个电路中，感应电动势越大，感应电流越大。那么，感应电动势的大小跟什么因素有关呢？请看实验 演示实验： 实验装置：图3 .1-2 和图3.1-3 实验过程： 在图3.1 -2中，使导体捧以不同的速度切割磁感线，砚察电流表指针偏转的幅度。 实验结论：在导线切割磁感线的过程中，切割速度越大，感应电动势越大 实验过程： 在图3.1-3 中，使磁铁以不同的速度插入线圈和从线圈中抽出，观察电流表指针偏转的幅度。 实验结论：在磁铁插入和从线圈中拔出的过程中，插入和拔出的速度越大，感应电动势越大 说明：导体捧以较大的速度切割磁感线，和磁体以较大的速度插入线圈和从线圈中抽出，都使线圈中的磁通量发生变化，且磁通量变化的速度比较大 说明：许多实验都表明，感应电动势的大小跟磁通变化的快慢有关。我们用磁通量的变化率来描述磁通量变化的快慢，它是磁通量的变化量跟产生这个变化所用时间的比值。 问：如果时刻t1的磁通量是Φ1，时刻t2的磁通量变为Φ2。在这段时间里磁通量的变化量是什么？(△Φ ＝Φ2－Φ1）；磁通量的变化率应该表示为什么？【△Φ/t=(Φ2－Φ1)/t】 二、法拉第电磁感应定律 说明：精确的实验表明：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。这就是法拉第电磁感应定律 问：该定律的数学表达式是什么？（E＝△Φ/△t） 问：E的单位是什么？（伏特）磁通量的变化量的单位是什么？（韦伯）和秒（s ) 说明：现在我们来探究一下多匝线圈的感应电动势，首先想一想．线圈的匝数与感应电动势可能有什么关系。一个闭合电路可以看做由1 个线圈组成。如果线圈是多匝的，由于每一匝
81知识讲解 电磁感应现象 感应电流方向的判断(提高)
物理总复习：电磁感应现象 感应电流方向的判断 【考纲要求】 1、知道磁通量的变化及其求解方法，理解产生感应电流、感应电动势的条件； 2、理解楞次定律的基本含义与拓展形式； 3、理解安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的异同，并能在实际问题中熟练运用。 【知识网络】 【考点梳理】 考点一、磁通量 1、定义： 磁感应强度B 与垂直场方向的面积S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，BS φ=。如果面积S 与B 不垂直，如图所示，应以B 乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S '。即 cos BS φθ'=。 2、磁通量的物理意义: 磁通量指穿过某一面积的磁感线条数。 3、磁通量的单位：Wb 21 1Wb T m =?。 要点诠释： （1）磁通量是标量，当有不同方向的磁感线穿过某面时，常用正负加以区别，这时穿过某面的磁通量指的是不同方向穿过的磁通量的代数和。另外，磁通量与线圈匝数无关。 磁通量正负的规定：任何一个面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿入磁通量为正，则磁感线从反面穿入时磁通量为负。穿过某一面积的磁通量一般指合磁通量。 （2）磁通量的变化21φφφ?=-，它可由B 、S 或两者之间的夹角的变化引起。 4、磁通量的变化 要点诠释： （一）、磁通量改变的方式有以下几种 （1）线圈跟磁体间发生相对运动，这种改变方式是S 不变而相当于B 变化。 （2）线圈不动，线圈所围面积也不变，但穿过线圈面积的磁感应强度是时间的函数。 （3）线圈所围面积发生变化，线圈中的一部分导体做切割磁感线运动。其实质也是B 不变，而S 增大或减小。 （4）线圈所围面积不变，磁感应强度也不变，但二者间的夹角发生变化，如在匀强磁场中转动矩形线圈。
第二十二讲-电磁感应与动量结合
第二十二讲电磁感应与动量结合 电磁感应与动量的结合主要有两个考点： 对与单杆模型，则是与动量定理结合。例如在光滑水平轨道上运动的单杆(不受其他力作用)，由于在磁场中运动的单杆为变速运动，则运动过程所受的安培力为变力，依据动量定理 F t P ?=?安，而又由于F t BIL t BLq ?=?= 安 ，= BLx q N N R R ?Φ = 总总 ， 21 P mv mv ?=-，由以上四 式将流经杆电量q、杆位移x及速度变化结合一起。 对于双杆模型，在受到安培力之外，受到的其他外力和为零，则是与动量守恒结合考察较多一、安培力冲量的应用 例1：★★如图所示，在光滑的水平面上，有一垂直向下的匀强磁场分布在宽度为L的区域内，现有一个边长为a（a﹤L）的正方形闭合线圈以初速度v0垂直磁场边界滑过磁场后，速度为v(v﹤v0)，那么线圈（B ） A.完全进入磁场中时的速度大于（v0+v）/2 B.完全进入磁场中时的速度等于（v0+v）/2 C.完全进入磁场中时的速度小于（v0+v）/2 D.以上情况均有可能 分析：进入和离开磁场的过程分别写动量定理（安培力的冲量与电荷量有关，电荷量与磁通量的变化量有关，进出磁场的安培力冲量相等） 点评：重点考察了安培力冲量与电荷量关系。 例2：★★★如图所示,在水平面上有两条导电导轨MN、PQ，导轨间距为d，匀强磁场垂直于导轨所在的平面向里，磁感应强度的大小为B，两根完全相同的金属杆1、2间隔一定的距离摆开放在导轨上，且与导轨垂直。它们的电阻均为R，两杆与导轨接触良好，导轨电阻不计，金属杆的摩擦不计。杆1以初速度v0滑向杆2，为使两杆不相碰，则杆2固定与不固定两种情况下，最初摆放两杆时的最少距离之比为( C )
法拉第电磁感应定律教案
§ 4.3 法拉第电磁感应定律 编写 薛介忠 【教学目标】 知识与技能 ● 知道什么叫感应电动势 ● 知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、t ??Φ ● 理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式 ● 知道E =BLv sin θ如何推得 ● 会用t n E ??Φ=和E =BLv sin θ解决问题 过程与方法 ● 通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式E =BLv ，掌握运用理论知识探究问题的方法 情感态度与价值观 ● 从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想 ● 了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神 【重点难点】 重点：法拉第电磁感应定律 难点：平均电动势与瞬时电动势区别 【教学内容】 [导入新课] 在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？ 在电磁感应现象中，磁通量发生变化的方式有哪些情况？ 恒定电流中学过，电路中产生电流的条件是什么？ 在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。下面我们就来探讨感应电动势的大小决定因素。 [新课教学] 一．感应电动势 1．在图a 与图b 中，若电路是断开的，有无电流？有无电动势？ 电路断开，肯定无电流，但有电动势。 2．电流大，电动势一定大吗？ 电流的大小由电动势和电阻共同决定，电阻一定的情况下，电流越大，表明电动势越大。 3．图b 中，哪部分相当于a 中的电源？螺线管相当于电源。 4．图b 中，哪部分相当于a 中电源内阻？螺线管自身的电阻。 在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势。有感应电动势是电磁感应现象的本质。
80知识讲解电磁感应现象感应电流方向的判断(基础)
物理总复习：电磁感应现象感应电流方向的判断 考纲要求】 1、知道磁通量的变化及其求解方法，理解产生感应电流、感应电动势的条件； 2、理解楞次定律的基本含义与拓展形式； 3、理解安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的异同，并能在实际问题中熟练运用。 知识网络】 【考点梳理】 考点一、磁通量 1、定义：磁感应强度B 与垂直场方向的面积S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，BS 。如果面积S 与B不垂直，如图所示，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S 。即 2、磁通量的物理意义: 磁通量指穿过某一面积的磁感线条数。 3、磁通量的单位：Wb 1Wb 1T m2。要点诠释： （1）磁通量是标量，当有不同方向的磁感线穿过某面时，常用正负加以区别，这时穿过某面的磁通量指的是不同方向穿过的磁通量的代数和。另外，磁通量与线圈匝数无关。 磁通量正负的规定：任何一个面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿入磁通量为正，则磁感线从反面穿入时磁通量为负。穿过某一面积的磁通量一般指合磁通量。 （2）磁通量的变化 2 1，它可由B、S 或两者之间的夹角的变化引起。 4、磁通量的变化要点诠释： （一）、磁通量改变的方式有以下几种 （1）线圈跟磁体间发生相对运动，这种改变方式是S 不变而相当于B 变化。 （2）线圈不动，线圈所围面积也不变，但穿过线圈面积的磁感应强度是时间的函数。 （3）线圈所围面积发生变化，线圈中的一部分导体做切割磁感线运动。其实质也是 B 不变，而S 增大或减小。 （4）线圈所围面积不变，磁感应强度也不变，但二者间的夹角发生变化，如在匀强磁场中转动矩形线圈。
（二）、对公式 在磁通量 BS 的理解 BS的公式中，S为垂直于磁感应强度B 方向上的有效面积，要正确理解、B、S 三者之间的关系。 （1）线圈的面积发生变化时磁通量是不一定发生变化的，如图（a），当线圈面积由S1 变 为S2 时，磁通量并没有变化。 （2）当磁场范围一定时，线圈面积发生变化，磁通量也可能不变，如图（b）所示，在空 间有磁感线穿过线圈S，S 外没有磁场，如增大S，则不变。 3）若所研究的面积内有不同方向的磁场时，应是将磁场合成后，用合磁场根据BS 去求磁通量。例、如图所示，矩形线圈的面积为S（m2），置于磁感应强度为B（T）、方向水平向右 的匀强磁场中，开始时线圈平面与中性面重合。求线圈平面在下列情况的磁通量的改变量： 1）60o；（2）90o；（3）180o。 考点二、电磁感应现象 1、产生感应电流的条件只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，即0 ，则闭 合电路中就有感应电流产生。 2、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）线圈绕垂直于磁场的轴转动。 （3）磁感应强度B 变化。 要点诠释： 1、分析有无感应电流的方法首先看电路是否闭合，其次看穿过闭合电路的磁通量是否发生了变化。 2、产生感应电动势的条件无论电路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果电路闭合，则有感应电流；电路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。 【解析】初位置时穿过线圈的磁通量 转过90o时，3 0 ；转过180o时，4 1 反，故：（1）1 2 1 BS BS 2 （2） 2 3 1 0 BS BS ； （3） 1 BS ；转过60o时， 2 BScos60 o= 1 BS ； 2 BS ，负号表示穿过面积S 的方向和以上情况相1 1 2BS； BS BS 2BS 。负号可理解为磁通量在减少。 绕垂直磁场的轴转过（
2014物理选择题百题精练：专题06 电磁感应、交变电流(第02期)
1.（多选）交流发电机电枢中产生的交变电动势为t E e m ωsin =，如果要将交变电动势的有效值提高一倍，而交流电的周期不变，可采取的方法是（ ） A ．将电枢转速提高一倍，其他条件不变 B ．将磁感应强度增加一倍，其他条件不变 C ．将线圈的面积增加一倍，其他条件不变 D ．将磁感应强度增加一倍，线圈的面积缩小一半，其它条件不变 2.有以下物理现象：在平直公路上行驶的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光；降落伞在空中匀速降落；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，并在线圈中产生感应电流。在这些现象所包含的物理过程中，运动物体具有的相同特征是（ ） A. 都有重力做功 B. 物体都要克服阻力做功 C. 都有动能转化为其他形式的能 D. 都有势能转化为其他形式的能 3.如图所示，一导线弯成直径为d 的半圆形闭合回路．虚线MN 右侧有磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v 向右匀速进入磁场，直径CD 始终与MN 垂直．从D 点到达边界开始到C 点进入磁场为止，下列说法中正确的是（ ）
A．感应电流的方向先沿顺时针方向，后沿逆时针方向B．CD段直导线始终不受安培力 C．感应电动势的最大值E = Bdv D．感应电动势的平均值 1 8 E Bdv π = 4．（多选）如图所示，A为多匝线圈，与电键、滑动变阻器相连后接入M、N间的交流电源，B为一接有小灯珠的闭合多匝线圈，下列关于小灯珠发光说法正确的是（） A．闭合电键后小灯珠可能发光 B．若闭合电键后小灯珠发光，则再将B线圈靠近A，则小灯珠更亮 C．闭合电键瞬间，小灯珠才能发光 D．若闭合电键后小灯珠不发光，将滑动变阻器滑臂左移后，小灯珠可能会发光
第三讲 电磁感应与交流电
A 1S 1234 2 S 1 R R 3 S 第三讲 电磁感应与交流电 1．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，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，分别接电和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化 2．如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看) 是( ) A ．有顺时针方向的感应电流 B ．有逆时针方向的感应电流 C ．先逆时针后顺时针方向的感应电流 D ．无感应电流 3．如图所示有界匀强磁场区域的半径为r ，磁场方向与导线环所在平面垂直，导线环半径也为r, 沿两圆的圆心连线方向从左侧开始匀速穿过磁场区域。此过程中关于导线环中的感应电流i 随时间t 的变化关系图象（规定逆时针方向的电流为正）最符合实际的是（ ） 4．图中A 、B 为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置．A 线圈中通有如图(a)所示的交变电流i ，则 （ ） A ．在t 1到t 2时间内A 、 B 两线圈相吸； B ．在t 2到t 3时间内A 、B 两线圈相斥； C ．t 1时刻两线圈间作用力为零； D ．t 2时刻两线圈间吸力最大 5．如图所示，在磁感应强度B=1.0 T 的匀强磁场中，金属杆PQ 在外力F 作用下在粗糙U 型导轨上以速度向右匀速滑动，两导轨间距离L=1.0 m ，电阻R=3.0 ，金 属杆的电阻r=1.0 ，导轨电阻忽略不计，则下列说法正确的是（ ） A 、通过R 的感应电流的方向为由d 到a B ．金属杆PQ 切割磁感线产生的感应电动势的大小为2.0 V C. 金属杆PQ 受到的安培力大小为0.5 N D ．外力F 做功大小等予电路产生的焦耳热 6. 如图所示，平行金属导轨和水平面成θ角，导轨与固定电阻R 1、R 2相连，匀强磁场垂直 穿过导轨平面。有一导体棒ab ，质量为m ，导体棒的电阻与固定电阻R 1和R 2的阻值 均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab 沿导轨向上匀速滑动，当上滑的速度为v 时，受到的安培力为F ，则此时（ ） A.电阻R 1的电功率为Fv/3 B. 电阻R 1的电功率为Fv/6 C.整个装置因摩擦而产生的热功率为μmgv cos θ D.整个装置消耗的机械功率为(F+μmg cos θ)v 7.如图所示，相距为d 的两条水平虚线L 1、L 2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，正方形线圈abcd 边长为L （L §4.4法拉第电磁感应定律 ——感应电动势的大小 昌吉市第四中学 常志平 【教学依据】 人教版高中物理选修3－2第四章第四节 【教学流程】 1．感应电动势：创设问题情景→设计问题→迁移类比→回答问题→定义概念 2．法拉第电磁感应定律：创设问题情景→提出问题→设计实验→进行实验→分析与论证→交流与评估→总结规律→规律应用 【教材分析】 本节是选修3－2模块的一个二级主题“电磁感应”的一节内容（另外两个二级主题分别是交变电流和传感器）。本模块的大部分内容都要求通过实验、探究与活动来展现。应让学生尽可能多的经历一些探究的过程，领悟物理学研究的思想和方法。结合这一要求，虽然本节教材没有安排实验，然而我认为在本节教学设计中根据教材前后内容的承接关系及学生的认知能力和特点，还是以实验定性探究来突破重难点和落实三维目标。 由于高中阶段电磁感应定律的定量实验很难完成，因而【新课程标准】没有要求通过定量实验来研究，但应通过定性的实验让学生观察磁通量的变化快慢是影响感应电动势的主要因素，从而直接给出法拉第电磁感应定律和公式。要求学生能应用电磁感应定律解释一些生活和技术中的现象，要会应用电磁感应定律计算有关问题。 就本节内容而言，“法拉第电磁感应定律”是电磁学的核心内容,从知识的发展来看,它既能与电场、磁场和恒定电流有紧密的联系，又是学习交流电、电磁振荡和电磁波的重要基础；从能力的发展来看，它既能在与力、热知识的综合应用中培养综合分析能力，又能全面体现能量守恒的观点。因此，它既是教学的重点，又是教学的难点。根据课程标准和学生的接受能力，教学中应着重揭示法拉第电磁感应定律及其公式E=n t ??Φ的建立过程、物理意义及应用，（而公式E =BLv 只作为法拉第电磁感应定律在特定条件下推导出的表达式．这样做可以让学生在这节课的学习中分清主次，减轻学生认知上的负担，又不降低应用上的要求）可选讲。 【学情分析】 此部分知识较抽象，而现在学生的抽象思维能力还比较弱。所以在这节课的教学中，应该注重体现新课程改革的要求，注意新旧知识的联系，同时紧扣教材，通过实验、类比、等效的手段和方法，来化难为简、循序渐进，力求通过引导、启发，使同学们能利用已掌握的旧知识，来理解所要学习的新规律，力求通过明显的实验现象启发同学们主动起来，从而活跃大脑，激发兴趣，变被动记忆为主动认知。 【三维目标】 1.知识与技能： ①知道感应电动势的含义，能区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率； ②理解法拉第电磁感应定律的内容和表达式，会用法拉第电磁感应定律解答有关问题． 2.过程与方法： ①通过演示实验，定性分析感应电动势的大小与磁通量变化快慢之间的关系。培养学生对实验条件的控制能力和对实验的观察能力；法拉第电磁感应定律教学设计