高考物理法拉第电磁感应定律自感和涡流考点总结(编辑修改稿)

高考物理法拉第电磁感应定律自感和涡流考点总结(编辑修改稿)内容摘要：

小后变大，所以回路产生的感应电动势先变小再变大，选项 D正确． 答案： D 2．有一种高速磁悬浮列车的设计方案是：在每节车厢底 部安装强磁铁 (磁场方向向下 )，并且在沿途两条铁轨之 间平放一系列线圈．下列说法中不正确的是 ( ) A．列车运动时，通过线圈的磁通量会发生变化 B．列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快 C．列车运动时，线圈中会产生感应电动势 D．线圈中的感应电动势的大小与列车速度无关 . 解析： 列车运动时，安装在每节车厢底部的强磁铁产生的磁场使通过线圈的磁通量发生变化；列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快，根据法拉第电磁感应定律可知，由于通过线圈的磁通量发生变化，线圈中会产生感应电动势，感应电动势的大小与通过线圈的磁通量的变化率成正比，与列车的速度有关．由以上分析可知，选项 A、 B、 C的说法正确，选项 D的说法不正确． 答案： D 3．如图 9－ 2－ 9所示是测定自感系 数很大的线圈 L的直流电阻的电 路， L两端并联一只电压表，用 来测自感线圈的直流电压，在测 量完毕后，将电路解体时应先 ( ) A．断开 S1 B．断开 S2 C．拆除电流表 D．拆除电阻 R 图 9－ 2－ 9 解析： 当 S S2均闭合时，电压表与线圈 L并联；当 S2闭合而 S1断开时，电压表与线圈 L串联，所以在干路断开后自感线圈 L中电流方向相同而电压表中电流方向相反．只要不断开 S2，线圈 L与电压表就会组成回路，在断开干路时， L中产生与原来电流同方向的自感电流，使电压表中指针反向转动而可能损坏电压表．正确答案为 B. 答案： B 4．如图 9－ 2－ 10所示，平行导轨间距为 d，左端跨接一个 电阻 R，匀强磁场的磁感应强度为 B，方向垂直于平行金 属导轨所在平面．一根金属棒与导轨成 θ角放置，金属棒 与导轨的电阻均不计．当金属棒沿垂直于棒的方向以恒 定的速度 v在金属导轨上滑行时，通过电阻 R的电流是 ( ) 图 9－ 2－ 10 A. B. C. D. 解析： 有效切割长度为 L＝ ，故 E＝ BLv＝ ， I＝ ＝ .D项正确． 答案： D 5．如图 9－ 2－ 11所示，匀强磁场 的磁感应强度为 B，方向竖直向 下，在磁场中有一边长为 L的正 方形导线框， ab边质量为 m， 其余边质量不计， cd边有固定 的水平轴，导线框可以绕其转动，现将导线框拉至水平 位置由静止释放，不计摩擦和空气阻力，金属框经过时 间 t运动到竖直位置，此时 ab边的速度为 v，求： 图 9－ 2－ 11 (1)此过程中线框产生的平均感应电动势的大小； (2)运动到竖直位置时线框内感应电动势的大小． 解析： (1)Φ1＝ BS＝ BL2，转到竖直位置 Φ2＝ 0， ΔΦ＝ |Φ2－Φ1|＝ BL2，根据法拉第电磁感应定律得：平均感应电动势的大小为 E＝ . (2)转到竖直位置时， bc、 ad两边不切割磁感线， ab边垂直切割磁感线， E＝ BLv，此时求的是瞬时感应电动势． 答案： (1) (2)BLv 一、电磁感应中的几类问题 1．电路问题： 电磁感应现象中产生感应电动势的部分相当 于 ，对外供电，在供电过程中遵从电路中的一切 规律． 2．力学问题： 发生电磁感应的电路，由于导体中有感应电 流通过，会使导体受到 作用．这类问题除遵从电 磁感应规律、电路规律外，还遵从力学规律． 3．能量守恒问题： 发生电磁感应的电路中，由于部分导体所 受 做功，从而使能量形式发生转化，此类问题遵 从能量守恒规律． 电源 安培力 安培力 二、电磁感应图象问题 图象 类型 (1)磁感应强度 B、磁通量 Φ、感应电动势 E和感应电流 I随 变化的图象，即 B－ t图象、 Φ－ t图象、E－ t图象和 I－ t图象． (2)对于导体切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势 E和感应电流 I随线圈 变化的图象，即 E－ x图象和 I－ x图象 . 问题 类型 (1)由给定的 过程选出或画出正确的图象． (2)由给定的有关图象分析 过程，求解相应的物理量 . 时间 位移 电磁感应 电磁感应 应用 知识 左手定则、安培定则、 、 、欧姆定律、牛顿定律、相关数学知识等 . 注意 事项 (1)电磁感应中的图象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等物理量的方向通过物理量的正负来反映． (3)画图象要注意纵、横坐标的单位长度定义或表达 . 楞次定律 法拉第电磁感应定 律 图象的初始条件，方向与正、负的对应，物理量的变化趋势，物理量的增、减或方向正、负的转折点都是判断图象的关键． 在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路相当于电源．因此，电磁感应问题往往又和电路问题联系在一起．解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是： 1．用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大 、 小和方向； 2．画等效电路图； 3．运用闭合电路欧姆定律、串并联电路性质、电功率等公 式联立求解． 在电磁感应中产生的电动势 ， 其大小可能是恒定的 ， 还可能会随导体棒的运动状态发生变化 ， 也可能随回路面积或磁场而变化 ． 1．如图 9－ 3－ 1所示，在磁感 应强度为 T的匀强磁场中， 有一长为 m、电阻为 Ω 的导体 AB在金属框架上以 10 m/s的速度向右滑动， R1＝ R2 ＝ Ω，其他电阻不计，求流过导体 AB的电流 I. 图 9－ 3－ 1 解析： AB切割磁感线相当于电源， 其等效电路如图所示， EAB＝ Blv＝ 10 V＝ 1 V 由闭合电路欧姆定律得 I＝ R1与 R2并联，由并联电路电阻关系得： 解得： R＝ ＝ Ω IAB＝ I＝ A. 答案： A 1．基本方法 (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和 方向； (2)由闭合电路欧姆定律求回路中的电流； (3)分析导体受力情况 (包含安培力在内的全面受力分析 )； (4)根据平衡条件或牛顿第二定律列方程求解． 2．两种状态处理 (1)导体处于平衡态 —— 静止或匀速直线运动状态． 处理方法：根据平衡条件合外力等于零列式分析． (2)导体处于非平衡态 —— 加速度不为零． 处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析，或结合功能 关系分析． 3．电磁感应中的动力学临界问题 (1)解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过程中 的临界状态，如由速度、加速度求最大值或最小值的条件． (2)基本思路如下： 导体棒在外力作用下做切割磁感线运动产生临界问题时，一般是导体棒最终有恒定的速度．常见情况如下： ，导体匀速切割磁感线运动． ，导体先减速后匀速运动． ，导体先加速后匀速运动． 2．在匀强磁场中，磁场垂直于纸面 向里，竖直放。