1、电磁感应考点典例一、磁通量 (1)公式：BS . 单位：韦伯，1Wb1T.m2 适用条件：匀强磁场S是垂直磁场的有效面积.(2)注意：磁通量是标量，但有正、负之分,代表磁感线穿入或穿出。二、楞次定律和右手定则1.楞次定律内容：2楞次定律的理解和应用(1)因果关系：磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果。“原因”产生“结果”，反过来“结果”反抗“原因”(2)定律中“阻碍”的含义3、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的比较及应用基本现象应用的定则或定律应用区别运动电荷、电流产生磁场安培定则电生磁（IB）磁场对运动电荷、电流有作用力左手定则电受力（I、BF安）电磁感应部分导体做切割磁感线运动右
2、手定则动生电（v、BI安）闭合回路磁通量变化楞次定律磁生电(BI安)4、感应电流方向的判断方法：方法一：右手定则(适用于部分导体切割磁感线) 方法二：楞次定律楞次定律的应用步骤：三、感应电动势1、法拉第电磁感应定律内容： 2、特殊情况：导体棒切割磁感线 (1)平动切割：导体棒的运动速度v和磁感线方向夹角为，则E Blvsin. 当q=900时，E=BLv。 (2)转动切割：导体棒以端点为轴，在垂直于磁感线的匀强磁场中匀速转动产生感应电动势E1/2BL2 3、对法拉第电磁感应定律的理解(1)感应电动势的大小由 和线圈的匝数n共同决定，而、与的大小没有必然联系(2)磁通量的变化率 是t图象上某点切
3、线的斜率(3)用 所求的感应电动势为整个闭合电路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势(4)磁通量的变化常由B的变化或S的变化两种情况引起当仅由B的变化引起时， 当仅由S的变化引起时， (5) 若 恒定，则E不变由 计算出的是t时间内的平均感应电动势4、公式En/t 与EBLv有何区别与联系En/tEBLv区别研究对象闭合回路回路中做切割磁感线运动的那部分导体适用范围对任何电磁感应现象普遍适用只适用于导体切割磁感线运动的情况联系(1)EBLv可由En /t推导出来(2)对于公式En /t，当t0时，E即为瞬时感应电动势(3)在B、L、v三者均不变时，两公式均可求t时间内的平均感应电动势.
4、四、互感和自感、涡流1、自感现象(1)自感现象：由于导体本身电流发生 变化 而产生的电磁感应现象叫自感现象(2)自感电动势的方向：根据楞次定律判定自感电动势总要 阻碍 导体中电流的 变化 .当导体中的电流增大时，自感电动势与原电流方向 相反；当导体中的电流减小时，自感电动势与原电流方向 相同.2、自感现象理解要点(1)自感现象的阻碍作用，只是延缓了过程的进行，但它不能阻止过程的发生(2)在分析自感现象时，一般分析方法是：当流过线圈L的电流突然增大瞬间，可以把L看成一个阻值很大的电阻；当流经L的电流突然减小的瞬间，可以把L看作一个电源，它提供一个跟原电流同向的电流3、通电和断电自感比较如下表通电
5、自感断电自感电路图器材要求A1、A2同规格，RRL，L较大L很大(有铁芯)，RLRA现象在S闭合瞬间，A2灯立即亮起来，A1灯逐渐变亮，最终一样亮在开关S断开时，灯A突然闪亮一下后再渐渐熄灭(当抽掉铁芯后，重做实验，断开开关S时，会看到灯A马上熄灭)原因由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过A1灯的电流比流过A2灯的电流增加得慢断开开关S时，流过线圈L的电流减小，产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间；在S断开后，通过L的电流反向通过电灯A，且由于RLRA，使得流过A灯的电流在开关断开瞬间突然增大，从而使A灯的发光功率突然变
6、大能量转化情况电能转化为磁场能磁场能转化为电能4、日光灯原理：启动器：利用氖管的辉光放电，自动把电路接通、断开。日光灯接通发光时，起动器不起作用。镇流器：在日光灯点燃时，利用自感现象产生瞬时高压；日光灯正常发光时，利用自感现象起降压限流作用。考点1 磁通量例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a,穿过圆环b的磁通量为b,已知两圆环的横截面积分别为Sa和Sb,且SabC.a，a端为正 B、，b端为正 C、，a端为正 D、，b端为正例18如图所示，一个“”型导轨垂直于磁场固定在磁感应强度为B的匀强磁场中，ab是与导轨相同的导体
7、棒，导体棒与导轨接触良好。在外力作用下，导体棒以恒定速度v向右运动，以导体棒在图中所示位置的时刻作为计时起点，则回路中感应电动势E、感应电流I、导体棒所受外力的功率P和回路中产生的焦耳热Q随时间变化的图像中正确的是（ ）例19 如图所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势与导体棒位置x关系的图像是( )例20如图所示，有缺口的金属圆环与板间距为d的平行板电容器的两极板焊接在一起，金属圆环右侧有一垂直纸面向外的匀强磁场，现使金属圆环以恒定不变的速率v向右运动由磁场外进入磁场，在金属圆环进入磁场的过程中，电容器带电荷量Q
8、随时间t变化的定性图象应为()考点4 互感和自感、涡流例21如图所示为日光灯电路，关于该电路，以下说法中正确的是()A启动过程中，启动器断开瞬间镇流器L产生瞬时高电压B日光灯正常发光后，镇流器L使灯管两端电压低于电源电压C日光灯正常发光后启动器是导通的D图中的电源可以是交流电源，也可以是直流电源例22如图所示的电路中，电源的电动势为E,内阻为r,电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开S,下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中，正确的是例23在电磁感应现象中，有一种叫做自感现象的特殊情形，图1和图2是研究这种现象的演
9、示实验的两种电路图。下列关于自感的说法正确的是（ ）A在做图1实验中接通电路时线圈L中出现了从左向右的自感电流B在做图1实验中断开电路时线圈L没有产生自感电动势C在做图2实验中断开电路时灯泡A一定会闪亮一下D线圈自感系数越大、电流变化越快，产生的自感电动势越大例24如图所示的电路，电源电动势为E，线圈L的电阻不计以下判断正确的是()A闭合S，稳定后，电容器两端电压为EB闭合S，稳定后，电容器的a极板带正电C断开S的瞬间，电容器的a极板将带正电D断开S的瞬间，电容器的a极板将带负电例25如图甲、乙两图为与匀强磁场垂直放置的两个金属框架，乙图除了一个电阻为零、自感系数为L的线圈外，其他部分与甲图都
10、相同，导体AB以相同的加速度向右做匀加速直线运动。若位移相同，则A甲图中外力做功多B两图中外力做功相同C乙图中外力做功多D无法判断考点5 电磁感应中的图象问题例26某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用，他将一条形磁铁放在转盘上，如图甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边，当转盘(及磁铁)转动时，引起磁感应强度测量值周期性地变化，该变化与转盘转动的周期一致经过操作，该同学在计算机上得到了如图乙所示的图象：（ ）A在图象记录的这段时间内，圆盘转动的快慢情况是不变B在图象记录的这段时间内，圆盘转动的快慢情况是先快慢不变，后越来越慢C在t=0.15s时刻，线圈内产生的感应电流的方
11、向发生了变化D在t=0.15s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值。例27如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为，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，边长为的正方形框的边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿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例28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低面向里，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，下列各图中正确的是（）例29如图所示，在坐标系xOy中，有边长为a的正方形
12、金属线框abcd,其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处.在y轴的右侧的、象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行，t=0时刻，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域.取沿abcda的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i随时间t变化的图线是下图中的()考点6 电磁感应中的电路问题例30如图所示，光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个灯泡，匀强磁场垂直于导线所在平面，当棒下滑到稳定状态时，小灯泡获得的功率为P0，除灯泡外，其它电阻不计，要使灯泡的功率变为2P0，下列措施正确的是（ ）A
13、换一个电阻为原来2倍的灯泡B把磁感应强度B增为原来的2倍C换一根质量为原来倍的金属棒D把导轨间的距离增大为原来的倍例31用电阻为18 的均匀导线弯成图17-25中直径D =0.80 m的封闭金属圆环，环上AB弧所对应的圆心角为60，将圆环垂直于磁感线方向固定在磁感应强度B =0.50 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里一根每米电阻为1.25 的直导线PQ，沿圆环平面向左以3.0 m/s的速度匀速滑行（速度方向与PQ垂直），滑行中直导线与圆环紧密接触（忽略接触处的电阻），当它通过环上A、B位置时，求：（1）直导线AB段产生的感应电动势，并指明该段直导线中电流的方向（2）此时圆环上发热损耗的电
14、功率例32如图所示，MN、PQ为两平行金属导轨，M、P间连有一阻值为R的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为B，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场垂直纸面向里.有一金属圆环沿两导轨滑动，速度为v，与导轨接触良好，圆环的直径d与两导轨间的距离相等.设金属环与导轨的电阻均可忽略，当金属环向右做匀速运动时A.有感应电流通过电阻R，大小为B.有感应电流通过电阻R，大小为C.有感应电流通过电阻R，大小为D.没有感应电流通过电阻R例33在磁感应强度为B=0.4 T的匀强磁场中放一个半径r0=50 cm的圆形导轨，上面搁有互相垂直的两根导体棒，一起以角速度=103 rad/s逆时针匀速转动.圆导轨边缘和
15、两棒中央通过电刷与外电路连接，若每根导体棒的有效电阻为R0=0.8 ，外接电阻R=3.9 ，如所示，求：（1）每半根导体棒产生的感应电动势.（2）当电键S接通和断开时两电表示数（假定RV，RA0）考点7 电磁感应中的动力学问题例34如图所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面。现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上运动。若b始终保持静止，则它所受摩擦力可能A变为0 B先减小后不变 C等于F D先增大再减小例35 如图所示，光滑U型金属导轨PQMN水平固定在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B
16、，导轨宽度为LQM之间接有阻值为R的电阻，其余部分电阻不计一质量为M，电阻为R的金属棒ab放在导轨上，给棒一个水平向右的初速度v0使之开始滑行，最后停在导轨上由以上条件，在此过程中可求出的物理量有（ ）A电阻R上产生的焦耳热 B通过电阻R的总电量Cab棒运动的位移 Dab棒的运动时间 例36两根平行的表面粗糙导轨与水平面成600，导轨上端有一个可以沿导轨运动的金属棒MN，导轨下端用导线连接一个“4V，2W”的小灯泡。如左图在导轨矩形区域abcd内存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁场区域的长度lab=4m,，宽度lbd=3m。在t=0时刻金属棒MN从左图中位置由静止状态开始往下滑动，直至穿过磁
17、场边界cd，并观察到此过程中灯泡一直正常发光。磁场强度随时间变化的关系如右图实线。导轨和导线的电阻可以忽略不计。求：（1）金属棒的电阻R （2）金属棒的质量m (3) 导轨的滑动摩擦系数 例37 如图所示，两根不计电阻的金属导线MN与PQ放在水平面内，MN是直导线，PQ的PQ1段是直导线，Q1Q2段是弧形导线，Q2Q段是直导线，MN、PQ1、Q2Q相互平行，M、P间接入一个阻值R0.25W的电阻，一根质量为1.0 kg且不计电阻的金属棒AB能在MN、PQ上无摩擦地滑动，金属棒始终垂直于MN，整个装置处于磁感应强度B0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，金属棒处于位置（I）时，给金属棒一个向右
18、的速度v14 m/s，同时方向水平向右的外力F13 N作用在金属棒上使金属棒向右做匀减速直线运动，当金属棒运动到位置（II）时，外力方向不变，大小变为F2，金属棒向右做匀速直线运动，再经过时间t2 s到达位置（III）。金属棒在位置（I）时，与MN、Q1Q2接触于a、b两点，a、b的间距L11 m，金属棒在位置（II）时，棒与MN、Q1Q2接触于c、d两点，已知位置（I）、（II）间距为s17.5 m，求： （1）金属棒从位置（I）运动到位置（II）的过程中，加速度的大小； （2）c、d两点间的距离L2； （3）外力F2的大小； （4）金属棒从位置（II）运动到位置（）的过程中产生的热量Q例3
19、8有一匀强磁场区域，区域的上下边界MM、NN与水平面平行，磁场的磁感应强度为B，方向如图所示，磁场上下边界的距离为H。一矩形线圈abcd位于竖直平面内，其质量为m，电阻为R，ab边长L1，bd边长L2，且L2H。现令线框从离磁场区域上边界MM的距离为h处自由下落， 当cd边已进入磁场，ab边还未进入磁场的某一时刻，线框的速度已到达其完全进入磁场前的最大值，线框下落过程中cd边始终与磁场边界平行。试求：（1）线框完全进入磁场前速度的最大值；（2）从线框开始下落到cd边刚刚到达磁场区域下边界NN的过程中，磁场作用于线框的安培力所做的功；（3）线框cd边刚穿出磁场区域下边界NN时线框的加速度。例39
20、 一个质量m=0.1kg的正方形金属框总电阻R=0.5，金属框放在表面绝缘且光滑的斜面顶端（金属框上边与AA重合），自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端（金属框下边与BB重合），设金属框在下滑过程中的速度为v，与此对应的位移为s，那么v2s图象如图所示，已知匀强磁场方向垂直斜面向上.试问：（1）根据v2s图象所提供的信息，计算出斜面倾角和匀强磁场宽度d.（2）匀强磁场的磁感强度多大？金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间为多少？（3）现用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金属框上，使金属框从斜面底端BB（金属框下边与BB重合）由静止开始沿斜
21、面向上运动，匀速通过磁场区域后到达斜面顶端（金属框上边与AA重合）.试计算恒力F做功的最小值.考点8 电磁感应中的能量问题例40如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于A.棒的机械能增加量B.棒的动能增加量C.棒的重力势能增加量D.电阻R上放出的热量例41两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计.斜面处在匀强磁场中，
22、磁场方向垂直于斜面向上.质量为m、电阻可不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度.如图所示，在这过程中A.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零B.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出焦耳热之和C.恒力F与安培力的合力所做的功等于零D.恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热例42如图所示，水平面内两个足够长光滑平行的金属导轨间距为d，置于垂直于导轨平面的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B.质量均为m，电阻均为R的金属棒ab和cd垂直于导轨放置处于静止状态，现给ab棒一个水平向左的瞬时冲量I.下列说法正确的是()A两棒组
23、成的系统动量守恒、机械能守恒B电路在整个过程中产生的电能为C最终稳定后两棒之间距离将减小D电路在整个过程中产生的电热为例43如图所示，相距为d的两条水平虚线L1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B，质量为m、电阻为R的正方形线圈abcd边长为L(Ld)，将线圈在磁场上方高h处由静止释放，cd边刚进入磁场时速度为v0，cd边刚离开磁场时速度也为v0，则线圈穿越磁场的过程中(从cd边刚入磁场一直到ab边刚离开磁场)()A感应电流做功为mglB感应电流做功为2mgdC线圈的最小速度可能为D线圈的最小速度一定为例44如左图所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R。在金属线框的下方有一匀强磁场区域， MN和MN是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直。现金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落，右图是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的速度时间图象，图像中坐标轴上所标出的字母均为已知量。求：（1）金属框的边长；（2）磁场的磁感应强度； （3）金属线框在整个下落过程中所产生的热量。
