章末總結(jié)第一章

電磁感應(yīng)內(nèi)容索引知識網(wǎng)絡(luò)題型探究知識網(wǎng)絡(luò)1電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)現(xiàn)象現(xiàn)象閉合電路中部分導(dǎo)體做

運動閉合電路的

發(fā)生變化產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：電路

且

變化能量轉(zhuǎn)化：其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能或電能的轉(zhuǎn)移切割磁感線法拉第電磁感應(yīng)定律(感應(yīng)電動勢的大小)感應(yīng)電動勢定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢產(chǎn)生的條件：

發(fā)生變化磁通量的變化率：

內(nèi)磁通量的變化法拉第電磁感應(yīng)定律E＝適合求E的

值切割公式E＝BLv，適合求E的

值條件：B、L、v三者___________磁通量閉合磁通量磁通量單位時間平均瞬時互相垂直電磁感應(yīng)楞次定律(感應(yīng)電流的方向)內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場總是要

引起

感應(yīng)電流的磁通量的變化理解感應(yīng)電流總是要阻礙

的變化感應(yīng)電流總是要阻礙

的相對運動應(yīng)用步驟首先明確原磁場的

和磁通量的

，確定感應(yīng)電流的磁場方向再用

確定感應(yīng)電流的方向右手定則適合判定

產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向右手定則、左手定則、安培定則的區(qū)別阻礙磁通量導(dǎo)體和磁場方向增減安培定則導(dǎo)體切割磁感線電磁感應(yīng)自感現(xiàn)象及其應(yīng)用(特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象)互感現(xiàn)象自感現(xiàn)象定義：

發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象自感電動勢：總是阻礙

的變化自感系數(shù)L：與線圈的大小、形狀、

，以及

是否有

等因素有關(guān)應(yīng)用和防止渦流定義：塊狀金屬在

的磁場中產(chǎn)生的環(huán)形感

應(yīng)電流應(yīng)用電磁阻尼電磁驅(qū)動變化自身電流自身電流匝數(shù)鐵芯2題型探究一、楞次定律的理解與應(yīng)用1.感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.感應(yīng)電流的磁場方向不一定與原磁場方向相反，只有在磁通量增加時兩者才相反，而在磁通量減少時兩者是同向的.2.“阻礙”并不是“阻止”，而是“延緩”，回路中的磁通量變化的趨勢不變，只不過變化得慢了.3.“阻礙”的表現(xiàn)：增反減同、來拒去留等.例1

圓形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器連接成如圖1所示的電路.若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列表述正確的是A.線圈a中將產(chǎn)生俯視順時針方向的感應(yīng)電流B.穿過線圈a的磁通量變小C.線圈a有擴張的趨勢D.線圈a對水平桌面的壓力N將增大圖1√答案解析通過螺線管b的電流如圖所示，根據(jù)安培定則判斷出螺線管b所產(chǎn)生的磁場方向在線圈a中豎直向下，滑片P向下滑動，接入電路的電阻減小，電流增大，所產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度增大，根據(jù)楞次定律可知，a線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向豎直向上，再由安培定則可得線圈a中的電流方向為俯視逆時針方向，A錯誤；由于螺線管b中的電流增大，所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度增大，線圈a中的磁通量應(yīng)變大，B錯誤；根據(jù)楞次定律可知，線圈a有縮小的趨勢，線圈a對水平桌面的壓力將增大，C錯誤，D正確.二、電磁感應(yīng)中的圖像問題對圖像的分析，應(yīng)做到：(1)明確圖像所描述的物理意義；(2)明確各種物理量正、負號的含義；(3)明確斜率的含義；(4)明確圖像和電磁感應(yīng)過程之間的對應(yīng)關(guān)系.例2

如圖2所示，三條平行虛線位于紙面內(nèi)，中間虛線兩側(cè)有方向垂直于紙面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度等大反向.菱形閉合導(dǎo)線框ABCD位于紙面內(nèi)且對角線AC與虛線垂直，磁場寬度與對角線AC長均為d，現(xiàn)使線框沿AC方向勻速穿過磁場，以逆時針方向為感應(yīng)電流的正方向，則從C點進入磁場到A點離開磁場的過程中，線框中電流i隨時間t的變化關(guān)系可能是圖2√答案解析導(dǎo)線框ABCD在進入左邊磁場時，由楞次定律和安培定則可以判斷出感應(yīng)電流的方向應(yīng)為正方向，選項B、C不可能；當導(dǎo)線框ABCD一部分在左磁場區(qū)，另一部分在右磁場區(qū)時，回路中的最大電流要加倍，方向與剛進入時的方向相反，選項D可能，選項A不可能.技巧點撥電磁感應(yīng)中圖像類選擇題的兩個常見解法：(1)排除法：定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是物理量的正負，排除錯誤的選項.(2)函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對圖像作出分析和判斷，這未必是最簡捷的方法，但卻是最有效的方法.三、電磁感應(yīng)中的電路問題求解電磁感應(yīng)中電路問題的關(guān)鍵是分清楚內(nèi)電路和外電路.“切割”磁感線的導(dǎo)體和磁通量變化的線圈都相當于“電源”，該部分導(dǎo)體的電阻相當于內(nèi)電阻，而其余部分的電阻則是外電阻.例3

如圖3所示，面積為0.2m2的100匝線圈處在勻強磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，已知磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律為B＝(2＋0.2t)T，定值電阻R1＝6Ω，線圈電阻R2＝4Ω，求：(1)磁通量的變化率和回路中的感應(yīng)電動勢；答案解析圖30.04Wb/s

4V由法拉第電磁感應(yīng)定律可知回路中的感應(yīng)電動勢為(2)a、b兩點間電壓Uab；圖3答案解析2.4V等效電路如圖所示.a、b兩點間電壓Uab等于定值電阻R1兩端的電壓，則(3)2s內(nèi)通過R1的電荷量q.圖3答案解析0.8C2s內(nèi)的磁感應(yīng)強度變化量為通過R1的電荷量為總結(jié)提升路端電壓、電動勢和某導(dǎo)體兩端的電壓三者的關(guān)系：(1)某段導(dǎo)體作為外電路時，它兩端的電壓就是電流與其電阻的乘積.(2)某段導(dǎo)體作為電源時，它兩端的電壓就是路端電壓，等于電流與外電阻的乘積，或等于電動勢減去內(nèi)電壓，當其內(nèi)阻不計時路端電壓等于電源電動勢.(3)某段導(dǎo)體作為電源且電路斷路時，導(dǎo)體兩端的電壓等于電源電動勢.四、電磁感應(yīng)中的力電綜合問題此類問題涉及電路知識、動力學(xué)知識和能量觀點，綜合性很強，解決此類問題要注重以下三點：(1)電路分析①找“電源”：確定出由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源，求出電源的電動勢E和內(nèi)阻r.②電路結(jié)構(gòu)分析弄清串、并聯(lián)關(guān)系，求出相關(guān)部分的電流大小，為求安培力做好鋪墊.(2)力和運動分析①受力分析：分析研究對象(常為金屬桿、導(dǎo)體線圈等)的受力情況，尤其注意安培力的方向.②運動分析：根據(jù)力與運動的關(guān)系，確定出運動模型，根據(jù)模型特點，找到解決途徑.(3)功和能量分析①做功分析，找全力所做的功，弄清功的正、負.②能量轉(zhuǎn)化分析，弄清哪些能量增加，哪些能量減少，根據(jù)功能關(guān)系、能量守恒定律列方程求解.例4

如圖4所示，兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角θ＝30°的斜面上，導(dǎo)軌電阻不計，間距L＝0.4m，導(dǎo)軌所在空間被分成區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN.Ⅰ中的勻強磁場方向垂直斜面向下，Ⅱ中的勻強磁場方向垂直斜面向上，兩磁場的磁感應(yīng)強度大小均為B＝0.5T.在區(qū)域Ⅰ中，將質(zhì)量m1＝0.1kg、電阻R1＝0.1Ω的金屬條ab放在導(dǎo)軌上，ab剛好不下滑.然后，在區(qū)域Ⅱ中將質(zhì)量m2＝0.4kg，電阻R2＝0.1Ω的光滑導(dǎo)體棒cd置于導(dǎo)軌上，由靜止開始下滑.cd在滑動過程中始終處于區(qū)域Ⅱ的磁場中，ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，取g＝10m/s2，問：圖4(1)cd下滑的過程中，ab中的電流方向；答案解析由a流向b由右手定則可判斷出cd中的電流方向為由d到c，則ab中電流方向為由a流向b.(2)ab剛要向上滑動時，cd的速度v多大；答案解析5m/s開始放置時ab剛好不下滑，ab所受摩擦力為最大靜摩擦力，設(shè)其為Fmax，有Fmax＝m1gsinθ①設(shè)ab剛要上滑時，cd棒的感應(yīng)電動勢為E，由法拉第電磁感應(yīng)定律有E＝BLv②設(shè)電路中的感應(yīng)電流為I，由閉合電路歐姆定律有設(shè)ab所受安培力為F安，有F安＝BIL④此時ab受到的最大靜摩擦力方向沿導(dǎo)軌向下，由平衡條件