2017-2018学年高中物理 第四章 电磁感应 专题4.5 电磁感应现象的两类情况试题 新人教版选修3-2

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1、第5节电磁感应现象的两类情况一、电磁感应现象的两类情况1．感生电场与感应电动势（1）感生电场：变化的磁场在周围空间激发的，叫作感生电场。如果此空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在感生电场的作用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产生了感应电动势。（2）感生电场的方向：感生电场是产生感应电流或感应电动势的原因。导体中正电荷定向运动的方向就是的方向，可由楞次定律判断。（3）感应电动势：由于感生电场的作用，推动导体中自由电荷而产生的电动势叫感应电动势。感应电动势在电路中的作用相当于，产生电动势的导体相当于内电路，当它与外电路连接后就会对外电路供电。

2、其非静电力就是对自由电荷的作用。2．洛伦兹力与动生电动势（1）动生电动势：由于而产生的感应电动势称为动生电动势。（2）动生电动势产生的原因：导体在磁场中做切割磁感线运动时，由于导体中自由电子要受到的作用而产生动生电动势。一段导线在做切割磁感线的运动时相当于一个，其非静电力与有关。3．感应电动势与动生电动势的对比感应电动势动生电动势产生原因磁场的变化导体做切割磁感线运动移动电荷的非静电力感生电场对自由电荷的电场力导体中自由电荷所受洛伦兹力沿导体方向的分力回路中相当于电源处于变化磁场中的线圈部分做切割磁感线运动的导体的部分方向判断方法由楞次定律判断通常由

3、右手定则判断，也可由楞次定律判断大小计算方法由E=n计算通常由E=Blvsinθ计算，也可由E=n计算二、导体切割磁感线产生感应电动势的计算1．公式E=Blv的使用条件（1）匀强磁场；（2）B、l、v三者相互垂直；（3）如不垂直，用公式求解，θ为B与v方向间的夹角。2．“瞬时性”的理解（1）若v为瞬时速度，则E为；（2）若v为平均速度，则E为，即。3．切割的“有效长度”公式中的l为有效切割长度，即导体与v垂直的方向上的投影长度。图中有效长度分别为：甲图：；乙图：沿v1方向运动时，；沿v2方向运动时，l=0；丙图：沿v1方向运动时，l=；沿v2方向运动

4、时，l=0；沿v3方向运动时，l=R。4．“相对性”的理解E=Blv中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系。电场感生电场定向移动电源感生电场导体运动洛伦兹力电源洛伦兹力E=Blvsinθ瞬时感应电动势平均感应电动势R一、电磁感应中的图象问题对电磁感应图象问题的考查主要以选择题为主，是常考知识点，高考对第一类问题考查得较多。不管是哪种类型，电磁感应中图象问题常需要利用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律。解决此类问题的一般步骤：a．明确图象的种类；b．分析电磁感应的具体过程；c．结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿

5、运动定律等规律写出函数方程；d．根据函数方程进行数学分析。如斜率及其变化、两轴的截距、图线与横坐标轴所围图形的面积等代表的物理意义；e．画图象或判断图象。【例题1】如图甲所示，矩形线圈位于一变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。用I表示线圈中的感应电流，取顺时针方向的电流为正。则图丙中的I–t图象正确的是参考答案：C试题解析：由法拉第电磁感应定律和欧姆定律得：，所以线圈中的感应电流决定于磁感应强度B随t的变化率。由图乙可知，0~1s时间内，B增大，Φ增大，感应磁场与原磁场方向相反（感应磁场

6、的磁感应强度的方向向外），由右手定则，感应电流是逆时针的，因而是负值，所以可判断0~1s为负的恒值；1~2s为零；2~3s为为正的恒值，故C正确，ABD错误。二、电磁感应中的电路问题1．电磁感应中电路知识的关系图：2．分析电磁感应电路问题的基本思路【例题2】如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距d=0.5m，电阻不计，左端通过导线与阻值R=2Ω的电阻连接，右端通过导线与阻值RL=4Ω的小灯泡L连接。在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE长l=2m，有一阻值r=2Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处（恰好不在磁场中）。CDFE

7、区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示。在t=0至t=4s内，金属棒PQ保持静止，在t=4s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动。已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化。求：（1）通过小灯泡的电流；（2）金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小。参考答案：（1）0.1A（2）1m/s试题解析：（1）在t=0至t=4s内，金属棒PQ保持静止，磁场变化导致电路中产生感应电动势。电路为r与R并联，再与RL串联，电路的总电阻此时感应电动势通过小灯泡的电流为：三、电磁感应中的力学问题1．题型特点：电磁

8、感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，因此，电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起，解决这类问题，不