电磁感应知识点总结综述.docx

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电磁感应知识点总结综述

一、磁通量、磁通量变化、磁通量变化率的对比

磁通量

磁通量变化

磁通量变化率

物理意义

大小计算

注意问题

【例1】如图所示,两个同心放置的共面单匝金属环a和b,一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直放置.设穿过圆环a的磁通量为Φa,穿过圆环b的磁通量为Φb,已知两圆环的横截面积分别为Sa和Sb,且Sa＜Sb,则穿过两圆环的磁通量大小关系为

A.Φa=ΦbB.Φa＞ΦbC.Φa＜ΦbD.无法确定

二、电磁感应现象与电流磁效应的比较

（1）、1841～1842年，焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律。

（2）、1820年，丹麦物理学家奥斯特电流可以使周围的磁针偏转的效应，称为电流的磁效应。

（3）、1831年英国物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律——电磁感应现象；

电流热效应

电流磁效应

电磁感应现象

【例2】图为“研究电磁感应现象”的实验装置.

（1）将图中所缺的导线补接完整.

（2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上电键后（）

A.将原线圈迅速插入副线圈时,电流计指针向右偏转一下

B.将原线圈插入副线圈后,电流计指针一直偏在零点右侧

C.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电流计指针向右偏转一下

D.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电流计指针向左偏转一下

三、感应电流与感应电动势的产生条件比较

产生感应电流的条件

产生感应电动势的条件

●电路不论闭合与否，只要有一部分导体切割磁感线，则这部分导体就会产生感应电动势，它相当于一个电源

●不论电路闭合与否，只要电路中的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势，磁通量发生变化的那部分相当于电源。

【例3】关于感应电流，下列说法中正确的是（）

A．只要闭合电路里有磁通量，闭合电路里就有感应电流

B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生

C．线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框也没有感应电流

D．只要电路的一部分切割磁感线运动电路中就一定有感应电流

【例4】金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图6所示的运动，线圈中有感应电流的是：

【例5】如图所示，在条形磁铁的外面套着一个闭合弹簧线圈，若把线圈四周向外拉，使线圈包围的面积变大，这时：

A、线圈中有感应电流B、线圈中无感应电流

C、穿过线圈的磁通量增大D、穿过线圈的磁通量减小

四、感应电流的方向

方法

内容及方法

使用范围

楞次定律

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，这就是楞次定律

运用楞次定律判定感应电流方向的步骤：

1）分析穿过闭合回路的原磁场的；

2）分析穿过闭合回路的磁通量是

3）根据楞次定律确定感应磁场的；

4）利用安培定则判定感应电流的。

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，让磁感线垂直传入掌心，指向导体运动的方向，所指的方向就是感应电流的方向。

对楞次定律的理解：

从磁通量变化的角度来看，感应电流总是；从导体和磁体相对运动的角度来看，感应电流总是要；从能量转化与守恒的角度来看，产生感应电流的过程中能通过电磁感应转化成能．

【例6】在电磁感应现象中，下列说法中正确的是（）

A．感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反B．闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流

C．闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动时一定能产生感应电流

D．感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化

【例7】如图所示线框ABCD从有界的匀强磁场区域穿过，下列说法中正确的是（）

A．进入匀强磁场区域的过程中，ABCD中有感应电流

B．在匀强磁场中加速运动时，ABCD中有感应电流

C．在匀强磁场中匀速运动时，ABCD中没有感应电流

D．离开匀强磁场区域的过程中，ABCD中没有感应电流

【例8】a、b两个金属圆环静止套在一根水平放置的绝缘光滑杆上，如图所示．一根条形磁铁自右向左向b环中心靠近时，a、b两环将

A．两环都向左运动，且两环互相靠近

B．两环都向左运动，且两环互相远离

C．两环都向右运动，且两环靠拢

D．a环向左运动，b环向右运动

【例9】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减少时（）

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

比较电势的高低

【例10】如图所示，螺线管中放有一根条形磁铁，当磁铁突然向左抽出时，A点的电势比B点的电势；当磁铁突然向右抽出时，A点的电势比B点的电势。

【例11】如图所示,线框进入磁场时,点电势高,线框离开磁场时,点电势高.

区分“三定则”.

比较项目

右手定则

左手定则

安培定则

图例

基本现象

作用

因果关系

应用实例

【小技巧】：

左手定则和右手定则很容易混淆，为了便于区分，把两个定则简单地总结为“通电受力用左手，运动生电用右手”。

“力”的最后一笔“丿”方向向左，用左手；“电”的最后一笔“乚”方向向右，用右手。

五、法拉第电磁感应定律

1、公式与E=BLv的区别与联系

E=BLv

适用条件

平均值还是瞬时值?

谁是电源?

联系

公式和E=BLv是统一的，当→0时，E为瞬时感应电动势，只是由于高中数学知识所限，现在还不能这样求瞬时感应电动势，而公式E=BLv中的v若代入，则求出的E为平均感应电动势

是普遍适用的公式，当ΔΦ仅由磁场的变化引起时，该式可表示为；若磁感应强度B不变，ΔΦ仅由回路在垂直于磁场方向上得面积S的变化引起时，则可表示为公式，注意此时S并非线圈的面积，而是线圈内部磁场的面积。

弄清两组概念

（1）感生电动势与动生电动势

（2）平均电动势与瞬时电动势

法拉第电磁感应定律的应用

【例题12】如图（a）所示的螺线管的匝数n=1500，横截面积S=20cm2，电阻r=1.5Ω，与螺线管串联的外电阻R1=1.0Ω，R2=3.5Ω．若穿过螺线管的磁场的磁感应强度按图（b）所示的规律变化，计算R1上消耗的电功率．

【例13】如图所示，将边长为l、总电阻为R的正方形闭合线圈，从磁感强度为B的匀强磁场中以速度v匀速拉出过程中（磁场方向垂直线圈平面）

（1）所用拉力F＝．

（2）拉力F做的功W＝．

（3）拉力F的功率PF＝．

（4）线圈放出的热量Q＝．

（5）线圈发热的功率P热＝

（6）通过导线截面的电量q＝．

上题中，用一个平行线框的力将此线框匀速地拉进磁场。

设第一次速度为v，第二次速度为2v，则

（7）两次拉力大小之比为F1：

F2=____，

（8）拉力做的功之比为W1：

W2=____，

（9）拉力功率之比为P1：

P2=____，

（10）流过导线横截面的电量之比为q1：

q2=____

【例14】2014西城一模（20分）

（1）如图1所示，固定于水平面上的金属框架abcd，处在竖直向下的匀强磁场中。

金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。

框架的ab与dc平行，bc与ab、dc垂直。

MN与bc的长度均为l，在运动过程中MN始终与bc平行，且与框架保持良好接触。

磁场的磁感应强度为B。

a.请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒MN中的感应电动势E；

b.在上述情景中，金属棒MN相当于一个电源，这时的非静电力与棒中自由电子所受洛伦兹力有关。

请根据电动势的定义，推导金属棒MN中的感应电动势E。

（2）为进一步研究导线做切割磁感线运动产生感应电动势的过程，现构建如下情景：

如图2所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中，一内壁光滑长为l的绝缘细管MN，沿纸面以速度v向右做匀速运动。

在管的N端固定一个电量为q的带正电小球（可看做质点）。

某时刻将小球释放，小球将会沿管运动。

已知磁感应强度大小为B，小球的重力可忽略。

在小球沿管从N运动到M的过程中，求小球所受各力分别对小球做的功。

专题一：

电磁感应图像问题

【知识要点】

电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I等随时间变化的图线，即B-t图线、Φ-t图线、E-t图线和I-t图线。

对于切割产生的感应电动势和感应电流的情况，有时还常涉及感应电动势和感应电流I等随位移x变化的图线，即E-x图线和I-x图线等。

还有一些与电磁感应相结合涉及的其他量的图象，例如P-R、F-t和电流变化率等图象。

这些图像问题大体上可分为两类：

由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像，或由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量。

1、定性或定量地表示出所研究问题的函数关系；

2、在图象中E、I、B等物理量的方向是通过正负值来反映；

【方法技巧】

电磁感应中的图像问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势（电流）是否大小恒定，用楞次定律或右手定则判断出感应电动势（感应电流）的方向，从而确定其正负，以及在坐标中范围。

分析回路中的感应电动势或感应电流的大小，要利用法拉第电磁感应定律来分析，有些图像还需要画出等效电路图来辅助分析。

不管是哪种类型的图像，都要注意图像与解析式（物理规律）和物理过程的对应关系，都要用图线的斜率、截距的物理意义去分析问题。

熟练使用“观察+分析+排除法”。

【例15】如图所示，在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面。

一导线框abcdef位于纸面内，各邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界P重合。

导线框与磁场区域的尺寸如图所示。

从t=0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域。

以a→b→c→d→e→f为线框中的电动势E的正方向，以下四个E-t关系示意图中正确的是（）

ABCD

【例16】如图（a）所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L=0.3m。

导轨左端连接R＝0.6Ω的电阻，区域abcd内存在垂直于导轨平面B=0.6T的匀强磁场，磁场区域宽D=0.2m。

细金属棒A1和A2用长为2D=0.4m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为r=0.3Ω，导轨电阻不计，使金属棒以恒定速度v=1.0m/s沿导轨向右穿越磁场，计算从金属棒A1进入磁场（t=0）到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流强度，并在图（b）中画出。

图像变换问题

【例17】矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示。

若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，下列选项中正确的是（）

警惕F-t图象.

电磁感应图象中，当属F-t图象最为复杂，因为分析安培力大小时，利用的公式比较多（F=BIL，,）；分析安培力方向时利用的判定规则也较多（右手定则、楞次定律和左手定则）。

【例18】矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下处于静止状态，如图甲所示，磁感线方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示。

t=0时刻，磁感应强度的方向垂直导线框平面向里，在0~4s时间内，导线框ad边所受安培力随时间变化的图象（规定向左为安培力的正方向）可能是（）

图像分析问题

【例19】如图所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间