第一章電磁感應(yīng)學(xué)問(wèn)點(diǎn)總結(jié)

一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象

1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象與感應(yīng)電流.

（1）利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象，叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

（2）由電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的電流，叫做感應(yīng)電流。

二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件

1、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：閉合電路中磁通量發(fā)生變更。

2、產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法.

（1）磁鐵運(yùn)動(dòng)。

（2）閉合電路一局部運(yùn)動(dòng)。

（3）磁場(chǎng)強(qiáng)度B變更或有效面積S變更.

注：第（1）（2）種方法產(chǎn)生的電流叫“動(dòng)生電流”，第（3）種方法產(chǎn)生的電流叫“感生電流”。不管

是動(dòng)生電流還是感生電流，我們都統(tǒng)稱為“感應(yīng)電流”。

3、對(duì)“磁通量變更”需留意的兩點(diǎn).

（1）磁通量有正負(fù)之分，求磁通量時(shí)要按代數(shù)和（標(biāo)量計(jì)算法則）的方法求總的磁通量（穿過(guò)平面的

磁感線的凈條數(shù)）。

（2）“運(yùn)動(dòng)不肯定切割，切割不肯定生電”。導(dǎo)體切割磁感線，不是在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流的充要條件,

歸根結(jié)底還要看穿過(guò)閉合電路的磁通量是否發(fā)生變更。

4、分析是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的思路方法.

（1）推斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流，關(guān)鍵是抓住兩個(gè)條件：

①回路是閉合導(dǎo)體回路。

②穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變更。

留意：第②點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是磁通量“變更”，假如穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量很大但不變更，那么不管低通

量有多大，也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。

（2）分析磁通量是否變更時(shí)，既要弄清晰磁場(chǎng)的磁感線分布，又要留意引起磁通量變更的三種狀況：

①穿過(guò)閉合回路的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變更。

②閉合回路的面積S發(fā)生變更。

③磁感應(yīng)強(qiáng)度8和面積S的夾角發(fā)生變更。

三、感應(yīng)電流的方向

1、楞次定律.

（1）內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變更。

①但凡由磁通量的增加引起的感應(yīng)電流，它所激發(fā)的磁場(chǎng)阻礙原來(lái)磁通量的增加。

②但凡由磁通量的削減引起的感應(yīng)電流，它所激發(fā)的磁場(chǎng)阻礙原來(lái)磁通量的削減。

（2）楞次定律的因果關(guān)系：

閉合導(dǎo)體電路中磁通量的變更是產(chǎn)生感應(yīng)電流的緣由，而感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的出現(xiàn)是感應(yīng)電流存

在的結(jié)果，簡(jiǎn)要地說(shuō)，只有當(dāng)閉合電路中的磁通量發(fā)生變更時(shí)，才會(huì)有感應(yīng)電流的磁場(chǎng)出現(xiàn)。

(3)“阻礙”的含義.

①“阻礙”可能是“抗拒”，也可能是“補(bǔ)償”.

當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量(原磁通量)增加時(shí).，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)就與原磁場(chǎng)的方向相反，感

應(yīng)電流的磁場(chǎng)“抗拒”原磁通量的增加；當(dāng)原磁通量削減時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)就與原磁場(chǎng)的方向

一樣，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)“補(bǔ)償”原磁通量的削減。(“增反減同”)

②“阻礙”不等于“阻擋”，而是“延緩”.

感應(yīng)電流的磁場(chǎng)不能阻擋原磁通量的變更，只是延緩了原磁通量的變更。當(dāng)由于原磁通量的

增加引起感應(yīng)電流時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，其作用僅僅使原磁通量的增加變

慢了，但磁通量仍在增加，不影響磁通量最終的增加量；當(dāng)由于原磁通量的削減而引起感應(yīng)電流

時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向一樣，其作用僅僅使原磁通量的削減變慢了，但磁通量仍

在削減，不影響磁通量最終的削減量。即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)延緩了原磁通量的變更，而不能使原磁

通量停頓變更，該變更多少磁通量最終還是變更多少磁通量。

③“阻礙”不意味著“相反”.

在理解楞次定律時(shí)，不能把“阻礙”作用認(rèn)為感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向與原磁場(chǎng)的方向相反。

事實(shí)上，它們可能同向，也可能反向。(“增反減同”)

(4)“阻礙”的作用.

楞次定律中的“阻礙”作用，正是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的反映，在客服這種阻礙的過(guò)程中,

其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能。

(5)“阻礙”的力診式.

(1)就磁通量而言，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)磁通量的變更增反減同”)

(2)就電流而言，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原電流的變更，即原電流增大時(shí)，感應(yīng)電

感應(yīng)電流的效

流磁場(chǎng)方向與原電流磁場(chǎng)方向相反；原電流減小時(shí)，感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向與原電流

果總是要抗拒

磁場(chǎng)方向一樣.(“增反減同”)

(或阻礙)引

起感應(yīng)電流的(3)就相對(duì)運(yùn)動(dòng)而言，由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，感應(yīng)電流的效果阻礙

相對(duì)運(yùn)動(dòng).(“來(lái)拒去留”)

緣由

(4)就閉合電路的面積而言，電磁感應(yīng)應(yīng)致使回路面積有變更趨勢(shì)時(shí).，則面積收

縮或擴(kuò)張是為了阻礙回路磁通量的變更增縮減擴(kuò)”)

(6)適用范圍：一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象.

(7)探討對(duì)象：整個(gè)回路.

(8)運(yùn)用楞次定律的步驟：

①明確(引起感應(yīng)電流的)原磁場(chǎng)的方向.

②明確穿過(guò)閉合電路的磁通量(指合磁通量)是增加還是削減.

③依據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向.

④利用安培定則確定感應(yīng)電流的方向.

2、右手定則.

(1)內(nèi)容：伸開(kāi)右手，讓拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線垂直(或

傾斜)從手心進(jìn)入，拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向，其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。

(2)作用：推斷感應(yīng)電流的方向與磁感線方向、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向間的關(guān)系。

(3)適用范圍：導(dǎo)體切割磁感線。

(4)探討對(duì)象：回路中的一局部導(dǎo)體。

（5）右手定則與楞次定律的聯(lián)絡(luò)和區(qū)分.

①聯(lián)絡(luò)：右手定則可以看作是楞次定律在導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)狀況下的特別運(yùn)用，用右手定則和楞次定律推斷

感應(yīng)電流的方向，結(jié)果是一樣的。

②區(qū)分：右手定則只適用于導(dǎo)體切割磁感線的狀況（產(chǎn)生的是“動(dòng)生電流”），不合適導(dǎo)體不運(yùn)動(dòng)，

磁場(chǎng)或者面積變更的狀況，即當(dāng)產(chǎn)生“感生電流時(shí)，不能用右手定則進(jìn)展推斷感應(yīng)電流的

方向。也就是說(shuō)，楞次定律的適用范圍更廣，但是在導(dǎo)體切割磁感線的狀況下用右手定則

更簡(jiǎn)潔推斷。

3、“三定則”.

比擬工程右手定則左手定則安培定則

根本現(xiàn)象局部導(dǎo)體切割磁感線磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流的作用力運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng)

推斷磁場(chǎng)8、速度丫、感推斷磁場(chǎng)8、電流人磁場(chǎng)力尸電流與其產(chǎn)生的磁場(chǎng)間的

作用

應(yīng)電流/方向關(guān)系方向方向關(guān)系

"，（因）?X

（因?qū)A（果）

??XX

圖例

（果）&B?X

（同）

V尸（果）

因果關(guān)系因動(dòng)而電因電而動(dòng)電流一磁場(chǎng)

應(yīng)用實(shí)例發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)電磁鐵

【小技巧工左手定則和右手定則很簡(jiǎn)潔混淆，為了便于區(qū)分，把兩個(gè)定則簡(jiǎn)潔地總結(jié)為“通電受力用

左手，運(yùn)動(dòng)生電用右手“力”的最終一筆"）"方向向左，用左手；“電”的最終一筆“L”方向向右,

用右手。

四、法拉第電磁感應(yīng)定律.

1、法拉第電磁感應(yīng)定律.

（1）內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量變更率成正比。

△①△①

（2）公式：E=—（單匝線圈）或E=n—（"匝線圈）.

加加

對(duì)表達(dá)式的理解：

A（bAcDA（t>

①防笆u>E=女士。對(duì)于公式七=%±,/為比例常數(shù)，當(dāng)￡△①、加均取國(guó)際單位時(shí)，

△tbtN

k=l,所以有E=9上。若線圈有〃匝，且穿過(guò)每匝線圈的磁通量變更率一樣，則相當(dāng)于〃個(gè)一

&t

樣的電動(dòng)勢(shì)△一①串聯(lián)，所以整個(gè)線圈中電動(dòng)勢(shì)為￡=△①（本式是確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的普遍規(guī)

A/加

律，適用于全部電路，此時(shí)電路不肯定閉合）.

②在E=〃A蟲中（這里的△①取肯定值，所以此公式只計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大小，E的方向依據(jù)

Ar

楞次定律或右手定則推斷），E的大小是由匝數(shù)及磁通量的變更率（即磁通量變更的快慢）確定的，

與①或△①之間無(wú)大小上的必定聯(lián)絡(luò)（類比學(xué)習(xí)：關(guān)系類似于“、丫和△口的關(guān)系）。

③當(dāng)。較長(zhǎng)時(shí)，E=〃A2求出的是平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；當(dāng)加趨于零時(shí)，E=〃處求出的是瞬時(shí)

△rAr

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

2、E=BLv的推導(dǎo)過(guò)程.

如圖所示閉合線圈一局部導(dǎo)體外處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，ah以速度v勻速切割磁感

線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？

推導(dǎo)：回路在時(shí)間/內(nèi)增大的面積為：\S=L（vAz）.

穿過(guò)回路的磁通量的變更為：△①=B,AS=BLv?Z

產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：

△①BLv-^t

=BLv

ArAr

（v是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度）.bb

若導(dǎo)體斜切磁感線（即導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直，

但跟磁感強(qiáng)度方向有夾角），如圖所示，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E-BLvsinO

（斜切狀況也可理解成將B分解成平行于丫和垂直于v兩個(gè)重量）

3、E=8"的四個(gè)特性.

（1）互相垂直性.

公式E=B小是在肯定得條件下得出的，除了磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)外，還須要B、L、v三者互相垂直,

實(shí)際問(wèn)題中當(dāng)它們不互相垂直時(shí)，應(yīng)取垂直的重量進(jìn)展計(jì)算。

若B、L、丫三個(gè)物理量中有其中的兩個(gè)物理量方向互相平行，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。

（2）L的有效性.

公式E=8）是磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與直導(dǎo)線L及運(yùn)動(dòng)方向v兩兩垂直的情形下，導(dǎo)體棒中產(chǎn)生

的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。L是直導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，即導(dǎo)線兩端點(diǎn)在v、B所確定平面的垂線方向上的長(zhǎng)度。

事實(shí)上這特性質(zhì)是“互相垂直線”的一個(gè)延長(zhǎng)，在此是分解L,事實(shí)上，我們也可以分解v或者8,

讓8、L、v三者互相垂直，只有這樣才能干脆應(yīng)用公式E=8Lv。

E=BZ,(vsin，)或E=Bv(Lsin0)E-B?2R?v

有效長(zhǎng)度——直導(dǎo)線（或彎曲導(dǎo)線）在垂直速度方向上的投影長(zhǎng)度.

（3）瞬時(shí)對(duì)應(yīng)性.

對(duì)于小，若v為瞬時(shí)速度，則E為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；若v是平均速度，則E為平均感應(yīng)電

動(dòng)勢(shì)。

（4）v的相對(duì)性.

公式中的v指導(dǎo)體相對(duì)磁場(chǎng)的速度，并不是對(duì)地的速度。只有在磁場(chǎng)靜止，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)

的狀況下，導(dǎo)體相對(duì)磁場(chǎng)的速度才跟導(dǎo)體相對(duì)地的速度相等。

4、公式E-n---和E=BLvsinO的區(qū)分和聯(lián)絡(luò).

△t

（1）兩公式比擬.

L△①

E=n---E-BLvsinO

△t

探討對(duì)象整個(gè)閉合電路回路中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的那局部導(dǎo)體

區(qū)

適用范圍各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象只適用于導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的狀況

一般狀況下，求得的是&內(nèi)的平均感應(yīng)電一般狀況下，求得的是某一時(shí)刻的瞬時(shí)感

計(jì)算結(jié)果

別動(dòng)勢(shì)應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

常用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B變更所產(chǎn)生的電磁感常用于導(dǎo)體切割磁感線所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)

適用情形

應(yīng)現(xiàn)象（磁場(chǎng)變更型）現(xiàn)象（切割型）

E=Blvsine是由￡=在肯定條件下推導(dǎo)出來(lái)的，該公式可看作法拉第電磁感應(yīng)定

聯(lián)絡(luò)△t

律的一個(gè)推論或者特別應(yīng)用。

（2）兩個(gè)公式的選用.

①求解導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的問(wèn)題時(shí)，兩個(gè)公式都可以用。

②求解某一過(guò)程（或某一段時(shí)間）內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、平均電流、通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量

△①

等問(wèn)題，應(yīng)選用E=.

△t

③求解某一位置（或某一時(shí)刻）的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，計(jì)算瞬時(shí)電流、電功率及某段時(shí)間內(nèi)的電功、電熱

等問(wèn)題，應(yīng)選用E-BLvsinO。

5、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的兩種求解方法.

△①

（1）用公式E=〃——求解.

△t

E=“92是普遍適用的公式，當(dāng)△①僅由磁場(chǎng)的變更引起時(shí)，該式可表示為￡=若

ArAr

磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，△①僅由回路在垂直于磁場(chǎng)方向上得面積S的變更引起時(shí)，則可表示為公式

E^n-B,留意此時(shí)S并非線圈的面積，而是線圈內(nèi)部磁場(chǎng)的面積。

△t

（2）用公式求解.

①若導(dǎo)體平動(dòng)垂直切割磁感線，則E=B），此時(shí)只適用于B、L、v三者互相垂直的狀況。

②若導(dǎo)體平動(dòng)但不垂直切割磁感線，E=BLvsin0（此點(diǎn)參考P4"E=8"的推導(dǎo)過(guò)程

6、反電動(dòng)勢(shì).

電源通電后，電流從導(dǎo)體棒的。端流向6端，用左手定則可判

斷油棒受到的安培力程度向右，則時(shí)棒由靜止向右加速運(yùn)動(dòng)，

而油棒向右運(yùn)動(dòng)后，會(huì)切割磁感線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（如圖）,

此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的阻礙電路中原來(lái)的電流，即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向跟

外加電壓的方向相反，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為“反電動(dòng)勢(shì)”。

h

五、電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用.

1、法拉第電機(jī).

(1)電機(jī)模型.

(2)原理：應(yīng)用導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。.

①銅盤可以看作由多數(shù)根長(zhǎng)度等于銅盤半徑的導(dǎo)體棒組成，導(dǎo)體棒在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中要切割磁感線。

②大?。篍=-BI3(O(其中心為棒的長(zhǎng)度，3為角速度)

2

對(duì)此公式的推導(dǎo)有兩種理解方式:

L△①

E=BLvE=n---

△t

假如經(jīng)過(guò)時(shí)間M,則棒掃過(guò)的面積為

棒上各點(diǎn)速度不同，其平均速度為棒上中點(diǎn)

=山=-i3co-^

-12萬(wàn)2

的速度：V—-a)——L-cOo利用E=BLv

中2磁通量的變更量為：

知，棒上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為：k①=B4=B.竺”

_11

E=BLv=BL-La)=-Bl}co2萬(wàn)2

22△①

由七二——知，棒上得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為

△t

17

A*BLrco^t[

△①_2_10,2

L———LJLCU

△tA/2

1

建議選用E=BLv協(xié)作平均速度v=r^-a)=-L-co來(lái)推導(dǎo)，此種推導(dǎo)方式便利于理解和記憶。

中2

③方向：在內(nèi)電路中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向是由電源的負(fù)極指向電源的正極，跟內(nèi)電路的電流方向一

樣。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那局部電路就是電源，用右手定則或楞次定律所推斷出的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方

向，就是電源內(nèi)部的電流方向,所以此電流方向就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。推斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向

后，進(jìn)而可推斷電路中各點(diǎn)電勢(shì)的凹凸。

2、電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題.

(1)解決與電路相聯(lián)絡(luò)的電磁感應(yīng)問(wèn)題的根本步驟和方法：

①明確哪局部導(dǎo)體或電路產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該導(dǎo)體或電路就是電源，其他局部是外電路。

②用法拉第電磁感應(yīng)定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，用楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。

③畫出等效電路圖。分清內(nèi)外電路，畫出等效電路圖是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵。

④運(yùn)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點(diǎn)、電功率、電熱等公式聯(lián)立求解。

【例1】用電阻為18C的勻稱導(dǎo)線彎成圖中直徑D=0.80m的封閉金屬圓環(huán)，環(huán)上A8弧所對(duì)圓心角為60。。

將圓環(huán)垂直于磁感線方向固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度8=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于紙面對(duì)里。一根每米

電阻為1.25。的直導(dǎo)線P。，沿圓環(huán)平面對(duì)左以3.0〃加的速度勻速滑行(速度方向與PQ垂直)，滑行中直

導(dǎo)線與圓環(huán)嚴(yán)密接觸(忽視接觸處電阻)，當(dāng)它通過(guò)環(huán)上AB位置時(shí)，求：

(1)直導(dǎo)線段產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并指明該段直導(dǎo)線中電流的方向.

(2)此時(shí)圓環(huán)上發(fā)熱損耗的電功率.

解：(1)設(shè)直導(dǎo)線AB段的長(zhǎng)度為/,直導(dǎo)線AB段產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E,依據(jù)幾何關(guān)系知

/=2=0.40/"

2

則直導(dǎo)線AB段產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=Blv=0.5x0.4x3V=0.6V

運(yùn)用右手定則可斷定，直導(dǎo)線段中感應(yīng)電流的方向由A向3,8端電勢(shì)高于A端。

60°

(2)此時(shí)圓環(huán)上劣弧A8的電阻為RAB=——x18Q=3Q

AB360°

360。_60。

優(yōu)弧AC8的電阻為RACB=2----------------x18。=15c

ACB360°

則RAB與RACB并聯(lián)后的總電阻為R并="「=之空。=2.5Q

RAB+RACB3+15

A8段直導(dǎo)線電阻為電源，內(nèi)電阻為r=1.25X0.400=0.50。.

則此時(shí)圓環(huán)上發(fā)熱損耗的電功率

K,==(―^)2-R井=(―0-^-)2X2.5W=0.10W

我并+「2.5+0.5

3、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)換.——【具體見(jiàn)專題三】

①在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，磁場(chǎng)能可以轉(zhuǎn)化為電能。若電路是純電阻電路，轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的電能將全部轉(zhuǎn)化為

電阻的內(nèi)能。

②在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，通過(guò)克制安培力做功，把機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能?？酥瓢才嗔ψ龆?/p>

少功，就產(chǎn)生多少電能。若電路是純電阻電路，轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的電能也將全部轉(zhuǎn)化為電阻的內(nèi)能。

所以，電磁感應(yīng)現(xiàn)象符合能量守恒定律。

4、電磁感應(yīng)中的電容問(wèn)題.——【具體見(jiàn)專題四】

在電路中含有電容器的狀況下，導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使電容器充電或放電。因此，

搞清電容器兩極板間的電壓及極板上電荷量的多少、正負(fù)和如何變更是解題的關(guān)鍵。

六、自感現(xiàn)象及其應(yīng)用.

1、自感現(xiàn)象.

（1）自感現(xiàn)象與自感電動(dòng)勢(shì)的定義：

當(dāng)導(dǎo)體中的電流發(fā)生變更時(shí)，導(dǎo)體本身就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)總是阻礙導(dǎo)體中原來(lái)電

流的變更。這種由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變更而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫做自感現(xiàn)象。這種現(xiàn)象

中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，叫做自感電動(dòng)勢(shì)。

（2）自感現(xiàn)象的原理：

當(dāng)導(dǎo)體線圈中的電流發(fā)生變更時(shí)，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)也隨之發(fā)生變更。由法拉第電磁感應(yīng)定律

可知，線圈自身會(huì)產(chǎn)生阻礙自身電流變更的自感電動(dòng)勢(shì)。

（3）自感電動(dòng)勢(shì)的兩個(gè)特點(diǎn)：

①特點(diǎn)一：自感電動(dòng)勢(shì)的作用.

自感電動(dòng)勢(shì)阻礙自身電流的變更，但是不能阻擋，且自感電動(dòng)勢(shì)阻礙自身電流變更的結(jié)果，

會(huì)對(duì)其他電路元件的電流產(chǎn)生影響。

②特點(diǎn)二：自感電動(dòng)勢(shì)的大小.

跟穿過(guò)線圈的磁通量變更的快慢有關(guān)，還跟線圈本身的特性有關(guān)，可用公式E=L包表示，

其中Z為自感系數(shù)。

（4）自感現(xiàn)象的三個(gè)狀態(tài)——志向線圈（電阻為零的線圈）：

①線圈通電瞬間狀態(tài)——通過(guò)線圈的電流由無(wú)變有?

②線圈通電穩(wěn)定狀態(tài)一一通過(guò)線圈的電流無(wú)變更。

③線圈斷電瞬間狀態(tài)一一通過(guò)線圈的電流由有變無(wú)。

（5）自感現(xiàn)象的三個(gè)要點(diǎn)：

①要點(diǎn)一：自感線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的緣由。

是通過(guò)線圈本身的電流變更引起穿過(guò)自身的磁通量變更。

②要點(diǎn)二：自感電流的方向。

自感電流總是阻礙線圈中原電流的變更，當(dāng)自感電流是由原電流的增加引起時(shí)（如通電瞬間），

自感電流的方向與原電流方向相反；當(dāng)自感電流時(shí)由原電流的削減引起時(shí)（如斷電瞬間），自感電

流的方向與原電流方向一樣。

③要點(diǎn)三：對(duì)自感系數(shù)的理解。

自感系數(shù)L的單位是亨特（H）,常用的較小單位還有毫亨（mH）和微亨（〃H）。自感系數(shù)L

的大小是由線圈本身的特性確定的：線圈越粗、越長(zhǎng)、匝數(shù)越密，它的自感系數(shù)就越大。此外，

有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒(méi)有鐵芯的大得多。

（6）通電自感和斷電自感的比擬

（7）斷電自感中的“閃”與“不閃”問(wèn)題辨析.

關(guān)于“斷電自感中小燈泡在熄滅之前是否要閃亮一下”這個(gè)問(wèn)題，很多同學(xué)簡(jiǎn)潔混淆不清,

下面就此問(wèn)題探討分析。

①如圖所示，電路閉合處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，線圈L和燈L并聯(lián)，其電

流分別為L(zhǎng)和4方向都是從右到左。

②在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K瞬間，燈L中原來(lái)的從右到左的電流A馬上消逝,

而由于線圈電流h由于自感不能突變，故在開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)的瞬間

通過(guò)線圈L的電流應(yīng)與斷開(kāi)前那瞬間的數(shù)值一樣，都是為/2,方

向還是從右到左，由于線圈的自感只是“阻礙”/2的變小，不

是阻擋/2變小，所以/2維持了一瞬間后開(kāi)場(chǎng)漸漸減小，由于線圈

和燈構(gòu)成閉合回路，所以在這段時(shí)間內(nèi)燈L中有自左向右的電

流通過(guò)。

③假如原來(lái)/2>/1，則在燈L熄滅之前要閃亮一下；假如原來(lái)AW4,則在燈L熄滅之前不會(huì)閃亮

一下。

④原來(lái)的/|和/2哪一個(gè)大，要由線圈L的直流電阻阻和燈L的電阻R的大小來(lái)確定（分流原理）。

假如R/R，則601；假如QVR,則/2>人.

結(jié)論:在斷電自感現(xiàn)象中，燈泡L要閃亮一下再熄滅必需滿意線圈L的直流電阻中小于燈L的電阻R。

2、把我三個(gè)學(xué)問(wèn)點(diǎn)速解自感問(wèn)題.

（1）自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙導(dǎo)體中原來(lái)電流的變更。

當(dāng)原來(lái)電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)與原來(lái)電流方向相反；當(dāng)原來(lái)電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)的方向

與原來(lái)電流方向一樣。

（2）“阻礙”不是“阻擋”。

“阻礙”電流變更本質(zhì)是使電流不發(fā)生“突變”，使其變更過(guò)程有所延慢。

（3）當(dāng)電流接通瞬間，自感線圈相當(dāng)于斷路；當(dāng)電路穩(wěn)定，自感線圈相當(dāng)于定值電阻，假如線圈沒(méi)有

電阻，則自感線圈相當(dāng)于導(dǎo)線（短路）；當(dāng)電路斷開(kāi)瞬間，自感線圈相當(dāng)于電源。

3、日光燈工作原理.

（1）日光燈的構(gòu)造

日光燈的構(gòu)造如圖所示，主要由燈光、鎮(zhèn)流器、啟動(dòng)器（也稱“啟輝器”，俗稱“跳泡”）等組成。

（2）日光燈的啟動(dòng)——啟動(dòng)器起到一個(gè)開(kāi)關(guān)作用.

當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電源把電壓加在啟動(dòng)器的兩極之間，使氣氣放點(diǎn)而發(fā)生輝光，輝光產(chǎn)生的熱

量使U形動(dòng)觸片膨脹伸長(zhǎng)（熱脹冷縮），從而接通電路，于是鎮(zhèn)流器的線圈和燈管的燈絲中就有電

流通過(guò)：電路接通后啟動(dòng)器中的氣氣停頓放電（緣由是筑氣放電是由于嵐管兩端加有高電壓，而

電路接通之后整個(gè)啟動(dòng)器的電阻特別小，依據(jù)分壓原理可知，接在筑管兩端的電壓很小，缺乏夠

激發(fā)期管放電），U形動(dòng)觸片冷卻收縮，兩個(gè)觸片分別，電路自啟動(dòng)器

動(dòng)斷開(kāi)，流過(guò)鎮(zhèn)流器的電流快速削減，會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)

勢(shì)，方向與原來(lái)電壓方向一樣，形成瞬時(shí)高壓加在燈管兩端，

使燈管中的氣體（默和微量水銀蒸氣）開(kāi)場(chǎng)發(fā)出紫外線，燈管

管壁上的熒光粉受到紫外線的照耀發(fā)出可見(jiàn)光。

（3）鎮(zhèn)流器的作用：

①啟動(dòng)時(shí)供應(yīng)瞬時(shí)高壓

日光燈啟動(dòng)電壓在500V（與功率有關(guān)）以上。

②正常工作時(shí)降壓限流

限流：由于日光燈運(yùn)用的是溝通電源，電流的大小和方向做周-220V

期性變更。當(dāng)溝通電增大時(shí)，鎮(zhèn)流器上的自感電動(dòng)勢(shì)阻

礙原電流增大，自感電動(dòng)勢(shì)與原電壓反向；當(dāng)溝通電減

小時(shí)，鎮(zhèn)流器上的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙原電流的減小，自感電動(dòng)勢(shì)與原電壓同向?？梢?jiàn)鎮(zhèn)流器

的自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙電流的變更，所以鎮(zhèn)流器就起到了限流的作用。

降壓：由于電感鎮(zhèn)流器本身是一個(gè)線圈，有電阻。日光燈正常工作后，鎮(zhèn)流器與燈管串聯(lián)，起到

分壓的作用，所以事實(shí)上日光燈正常工作時(shí)加在燈管兩端的電壓會(huì)受到鎮(zhèn)流器的降壓作用

而降到120V（與功率有關(guān)）以下。

（4）日光燈優(yōu)點(diǎn)：

①比白熾燈省電。發(fā)光效率是白熾燈的5~6倍。

②日光燈的發(fā)光顏色比白熾燈更接近日光，光色好，且發(fā)光柔軟。

③白熾燈：壽命短，一般白熾燈的壽命只有1000~3000小時(shí)之間。

日光燈壽命較長(zhǎng)，一般有效壽命是3000-6000小時(shí)。

4、自感現(xiàn)象的防止——電阻絲雙線繞法.

電阻絲的雙線繞法，可以使自感現(xiàn)象的影響減弱到最小程度。

電阻絲雙線繞法

七、渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用.

渦流現(xiàn)象：

定義在整塊導(dǎo)體內(nèi)部發(fā)生電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象.

特點(diǎn)電流在金屬塊內(nèi)自成閉合回路，整塊金屬的電阻很小，渦流往往很強(qiáng).

（1）渦流熱效應(yīng)的應(yīng)用：如電磁灶（即電磁爐）、高頻感應(yīng)爐等.

應(yīng)用

（2）渦流磁效應(yīng)的應(yīng)用：如渦流制動(dòng)、渦流金屬探測(cè)器、安檢門等.

電動(dòng)機(jī)、變壓器等設(shè)備中應(yīng)防止鐵芯中渦流過(guò)大而導(dǎo)致奢侈能量，損壞電器。

防止（1）途徑一：增大鐵芯材料的電阻率.

（2）途徑二：用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯代替整個(gè)硅鋼鐵芯，增大回路電阻，減弱渦流.

渦流現(xiàn)象的規(guī)律：導(dǎo)體的外周長(zhǎng)越長(zhǎng),交變磁場(chǎng)的頻率越高,渦流就越大。

專題一■:電磁感應(yīng)圖像問(wèn)題

電磁感應(yīng)中常常涉及磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流等隨時(shí)間（或位移）變更的圖像，

解答的根本方法是：依據(jù)題述的電磁感應(yīng)物理過(guò)程或磁通量（磁感應(yīng)強(qiáng)度）的變更狀況，運(yùn)用法拉第電磁

感應(yīng)定律和楞次定律（或右手定則）推斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流隨時(shí)間或位移的變更狀況得出圖像。高

考關(guān)于電磁感應(yīng)與圖象的試題難度中等偏難，圖象問(wèn)題是高考熱點(diǎn)。

【學(xué)問(wèn)要點(diǎn)】

電磁感應(yīng)中常涉及磁感應(yīng)強(qiáng)度8、磁通量①、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流/等隨時(shí)間變更的圖線，即2?

圖線、①T圖線、E-f圖線和/-/圖線。

對(duì)于切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的狀況，有時(shí)還常涉及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流/等隨位移x變

更的圖線，即E-x圖線和/-x圖線等。

還有一些與電磁感應(yīng)相結(jié)合涉及的其他量的圖象，例如尸-K、尸r和電流變更率生-f等圖象。

加

這些圖像問(wèn)題大體上可分為兩類：由給定的電磁感應(yīng)過(guò)程選出或畫出正確的圖像，或由給定的有關(guān)圖

像分析電磁感應(yīng)過(guò)程，求解相應(yīng)的物理量。

1、定性或定量地表示出所探討問(wèn)題的函數(shù)關(guān)系；

2、在圖象中E、/、8等物理量的方向是通過(guò)正負(fù)值來(lái)反映；

3、畫圖象時(shí)要留意橫、縱坐標(biāo)的單位長(zhǎng)度定義或表達(dá)。

【方法技巧】

電磁感應(yīng)中的圖像問(wèn)題的分析，要抓住磁通量的變更是否勻稱，從而推知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（電流）是否大

小恒定，用楞次定律或右手定則推斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（感應(yīng)電流）的方向，從而確定其正負(fù)，以及在坐標(biāo)中

范圍。分析回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流的大小，要利用法拉第電磁感應(yīng)定律來(lái)分析，有些圖像還須要

畫出等效電路圖來(lái)協(xié)助分析。

不管是哪種類型的圖像，都要留意圖像與解析式（物理規(guī)律）和物理過(guò)程的對(duì)應(yīng)關(guān)系，都要用圖線的

斜率、截距的物理意義去分析問(wèn)題。

嫻熟運(yùn)用“視察+分析+解除法”。

一、圖像選擇問(wèn)題

【例1】如圖，一個(gè)邊長(zhǎng)為/的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；一個(gè)邊長(zhǎng)也為/的正方形

導(dǎo)線框所在平面與磁場(chǎng)方向垂直；虛線框?qū)蔷€ab與導(dǎo)線框的一條邊垂直，ba

的延長(zhǎng)線平分導(dǎo)線框。在/=0時(shí)，使導(dǎo)線框從圖示位置開(kāi)場(chǎng)以恒定速度沿外方向

挪動(dòng)，直到整個(gè)導(dǎo)線框分開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域。以/表示導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的強(qiáng)度，取逆

時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?。下列表示r關(guān)系的選項(xiàng)中，可能正確的是（）

【解析】：從正方形線框下邊開(kāi)場(chǎng)進(jìn)入到下邊完全進(jìn)入過(guò)程中，線框切割磁感線的有效長(zhǎng)度漸漸增大，所

以感應(yīng)電流也漸漸拉增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；從正方形線框下邊完全進(jìn)入至下邊剛穿出磁場(chǎng)邊界時(shí)，切割磁感線

有效長(zhǎng)度不變，故感應(yīng)電流不變，B項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)正方形線框下邊分開(kāi)磁場(chǎng)，上邊未進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程比正方形

線框上邊進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，磁通量削減的稍慢，故這兩個(gè)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不相等，感應(yīng)電流也不相等，

D項(xiàng)錯(cuò)，故正確選項(xiàng)為C.

求解物理圖像的選擇類問(wèn)題可用“解除法”，即解除與題目要求相違反的圖像，留下正確圖像；也可

用“比照法”，即依據(jù)題目要求畫出正確草圖，再與選項(xiàng)比照，選出正確選項(xiàng)。解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵就是

把握?qǐng)D像特點(diǎn)、分析相關(guān)物理量的函數(shù)關(guān)系、分析物理過(guò)程的變更規(guī)律或是關(guān)鍵物理狀態(tài)。

【變形遷移】

1、如圖所示，在PQ、QR區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反QR

的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向均垂直于紙面。一導(dǎo)線框。歷何位于紙面內(nèi)，各鄰邊

都互相垂直，be邊與磁場(chǎng)的邊界P重合。導(dǎo)線框與磁場(chǎng)區(qū)域的尺寸如圖所示。X

從/=0時(shí)刻開(kāi)場(chǎng)，線框勻速橫穿兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域。以a-b-c-d-e-/"為線框X

中的電動(dòng)勢(shì)E的正方向，以下四個(gè)E-r關(guān)系示意圖中正確的是（)X

2、如圖所示，EOF和尸為空間一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，其中EO〃E，。，，F(xiàn)O//F'O',且EO_L。尸；00,

為/EO尸的角平分線，。0,間的間隔為/；磁場(chǎng)方向垂直于紙面對(duì)里。一邊長(zhǎng)為/的正方形導(dǎo)線框沿00,

方向勻速通過(guò)磁場(chǎng)，/=0時(shí)刻恰好位于圖示位置。規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)為正，則感應(yīng)電

流i與時(shí)間，的關(guān)系圖線可能正確的是（）

二、作圖問(wèn)題

【例2】如圖（a）所示，程度放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌，間距L=0.3〃？。導(dǎo)軌左端連接R=0.6C的電阻,

區(qū)域abed內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面B=0.6T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)區(qū)域?qū)?=0.2,〃。細(xì)金屬棒A1和Az用長(zhǎng)為

2。=0.4〃?的輕質(zhì)絕緣桿連接，放置在導(dǎo)軌平面上，并與導(dǎo)軌垂直，每根金屬棒在導(dǎo)軌間的電阻均為r=0.3C,

導(dǎo)軌電阻不計(jì)，使金屬棒以恒定速度v=1.0〃?/s沿導(dǎo)軌向右穿越磁場(chǎng)，計(jì)算從金屬棒Ai進(jìn)入磁場(chǎng)（/=0）到

A2分開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，不同時(shí)間段通過(guò)電阻R的電流強(qiáng)度，并在圖（6）中畫出。（廣東高考）

44ad

KKMMA

r<KMX

NKMM.

KKMM/

KMWK

?MMK|

k-2D—4涓

(b)

【解析】：0~八(0-0.25)Al產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E^BLv^0.6x0.3xIV=0.18V

R-f

電阻R與A2并聯(lián)阻值：R*=-----=0.2Q

"R+r

&

所以電阻R兩端電壓為。=——E=0.072V,

R并+-

通過(guò)電阻H的電流：/=上U=0072V=0.124

R0.6Q

t\~t2(0.2~0.4.y)￡=0,h-0;

tyt3(0.4-0.65)同理：/3=0.12A.

電流隨時(shí)間變更關(guān)系如圖(c)所示.

三、圖像變換問(wèn)題

【例3】矩形導(dǎo)線框abed固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定磁場(chǎng)的正方向

垂直紙面對(duì)里，磁感應(yīng)強(qiáng)度8隨時(shí)間變更的規(guī)律如圖所示。若規(guī)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電流/的正方向，下

列選項(xiàng)中正確的是()

【解析】：0~ls內(nèi)B垂直紙面對(duì)里勻稱增大，則由楞次定律及法拉第電磁感應(yīng)定律可得線圈中產(chǎn)生恒定的

感應(yīng)電流，方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，解除A、C選項(xiàng)；2s~3s內(nèi)，8垂直紙面對(duì)外勻稱增大，同理可得線圈中產(chǎn)

生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，解除B選項(xiàng)，所以D正確。

四、圖像分析問(wèn)題

【例4】如圖所示，一對(duì)平行光滑軌道放置在程度面上，兩軌道間距/=0.20,〃，電阻R=1.0Co有一導(dǎo)體

桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽視不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T

的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直軌道面對(duì)下?，F(xiàn)用一外力尸沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運(yùn)動(dòng)，測(cè)得力下

與時(shí)間，的關(guān)系如圖所示。求桿的質(zhì)量相和加速度a?

【解析】：導(dǎo)體桿在軌道上做初速度為零的加速直線運(yùn)動(dòng)，用丫表示瞬時(shí)速度,

f表示時(shí)間，則桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E=Blv=Blat

E

閉合回路中的感應(yīng)電流為：/=一

R

由安培力公式和牛頓第二定律得：F-BIl=ma

KKKKX

12

聯(lián)立以上三式，解得：F=ma+^-at

R

在圖像上取兩點(diǎn)：（0,1）、（20,3）,代入解方程組得：

a-1OmJs2,m=0.1kg

在定性分析物理圖像時(shí)，要明確圖像中的橫軸與縱軸所代表

的物理量，要弄清圖像的物理意義，借助有關(guān)的物理概念、公式、

定理和定律作出分析推斷；而對(duì)物理圖像定量計(jì)算時(shí)，要搞清圖

像所提醒的物理規(guī)律或物理量間的函數(shù)關(guān)系，并要留意物理量的

單位換算問(wèn)題，要擅長(zhǎng)挖掘圖像中的隱含條件，明確有關(guān)圖線所

包圍的面積、圖像在某位置的斜率（或其肯定值）、圖線在縱軸

和橫軸上的截距所表示的物理意義.

五、警覺(jué)尸」圖象.

電磁感應(yīng)圖象中，當(dāng)屬Ft圖象最為困難，因?yàn)榉治霭才嗔Υ笮r(shí)，利用的公式比擬多（F=BIL,

/=-,E=BLv=竺）;分析安培力方向時(shí)利用的斷定規(guī)則也較多（右手定則、楞次定律和左手定則）。

RM

【例5】矩形導(dǎo)線框"”放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在外力限制下處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖甲所示，磁感線方向與導(dǎo)

線框所在平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變更的圖象如圖乙所示。/=0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直導(dǎo)線

框平面對(duì)里，在0~4s時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框以/邊所受安培力隨時(shí)間變更的圖象（規(guī)定向左為安培力的正方向）

可能是（）

【錯(cuò)解】：B。很多同學(xué)錯(cuò)選B選項(xiàng)，緣由是只留意到磁感應(yīng)強(qiáng)度B勻稱變更必定感應(yīng)出大小恒定的電流,

卻遺忘B的大小變更也會(huì)導(dǎo)致安培力大小隨之發(fā)生變更。

【正解】：D。前2s內(nèi)的感應(yīng)電流反向是順時(shí)針的，后2s內(nèi)是逆時(shí)針的。

前2s：石=絲="5=/=g="-0=/恒定，又因?yàn)?勻稱減小=>%=8憶也勻

NNRZr

稱減?。p小至零之后接著減小即反方向勻稱增加）。

后2s：同理可分析。只有D選項(xiàng)是符合題意。

專題二：電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題

電磁感應(yīng)中通過(guò)導(dǎo)體的感應(yīng)電流，在磁場(chǎng)中將受到安培力的作用，從而影響其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故電磁感應(yīng)

問(wèn)題往往跟力學(xué)問(wèn)題聯(lián)絡(luò)在一起，這類問(wèn)題須要綜合運(yùn)用電磁感應(yīng)規(guī)律和力學(xué)的相關(guān)規(guī)律解決。

一、處理電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題的思路——先電后力.

1、先作“源”的分析——分別出電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源，求出電源參數(shù)E和r；

2、再進(jìn)展“路”的分析——畫出必要的電路圖（等效電路圖），分析電路構(gòu)造，弄清串并聯(lián)關(guān)系，求

出相關(guān)局部的電流大小，以便安培力的求解。

3、然后是“力”的分析一一畫出必要的受力分析圖，分析力學(xué)所探討對(duì)象（常見(jiàn)的是金屬桿、導(dǎo)體線

圈等）的受力狀況，尤其留意其所受的安培力。

4、接著進(jìn)展“運(yùn)動(dòng)”狀態(tài)分析——依據(jù)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，推斷出正確的運(yùn)動(dòng)模型。

5、最終運(yùn)用物理規(guī)律列方程并求解一一留意加速度怎英1，一速度上到達(dá)最大值的特點(diǎn)。導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)

產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一感應(yīng)電流一通電導(dǎo)體受安培力一合外力變更一加速度變更f速度變更一周而復(fù)始

地循環(huán)，循環(huán)完畢時(shí)，加速度等于零，導(dǎo)體到達(dá)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，抓住。=0,速度v達(dá)最大值這一特點(diǎn)。

二、分析和運(yùn)算過(guò)程中常用的幾個(gè)公式：

1、關(guān)鍵是明確兩大類對(duì)象（電學(xué)對(duì)象，力學(xué)對(duì)象）及其互相制約的關(guān)系.

電學(xué)對(duì)象：內(nèi)電路（電源E=當(dāng)或E-,E=〃凸g-S）E-Blv、E=7；BPa>.

△tRtA.2

全電路E=I（R+r）

力學(xué)對(duì)象：受力分析：是否要考慮七.

運(yùn)動(dòng)分析：探討對(duì)象做什么運(yùn)動(dòng).

-E△①

2、可推出電量計(jì)算式q=IM=-\t=n—.

RR

【例1】磁懸浮列車是利用超導(dǎo)體的抗磁化作用使列車車體向上浮起，同時(shí)通過(guò)周期性地變換磁極方向而

獲得推動(dòng)動(dòng)力的新型交通工具。如圖所示為磁懸浮列車的原理圖，在程度面上，兩根平行直導(dǎo)軌間有豎直

方向且等間隔的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Bi和&,導(dǎo)軌上有一個(gè)與磁場(chǎng)間距等寬的金屬框abed。當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)Bi和B2

同時(shí)以某一速度沿直軌道向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬框也會(huì)沿直軌道運(yùn)動(dòng)。設(shè)直軌道間距為L(zhǎng),勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)

強(qiáng)度為叢=B2=8,磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的速度為丫，金屬框的電阻為Ro運(yùn)動(dòng)中所受阻力恒為了,則金屬框的最大

速度可表示為（）

A、匕―)

1B2I32B2L2

2222

(4BLV-//?)(2BLV+/J?=)---------------

4B212IB21}

【解析工由于ad和be兩條邊同時(shí)切割磁感線，故金屬框中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E=2BZV,其中"是金屬框

相對(duì)于磁場(chǎng)的速度（留意不是金屬框相對(duì)于地面的速度，此相對(duì)速度的方向向左），由閉合電路

22f

歐姆定律可知流過(guò)金屬框的電流為/=上F。整個(gè)金屬框受到的安培力為F=BIL=4--B--L---v-

RR

222

當(dāng)問(wèn)時(shí)，。=（）,金屬框速度最大，即-4-B---L-?-V巴'=-4-B--L--（一V-V包）=f,““是金屬棒相對(duì)于

RR

4B?尸v-對(duì)

地面的最大速度，則易知匕選

-4B2L2-C.

【例2】如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑