物理新设计鲁科版选修32讲义电磁感应章末总结

04/403/4/章末总结一、电磁感应现象的判断对感应电流产生条件的理解1.判断产生感应电流的两种方法(1)闭合电路的一部分导体切割磁感线；(2)一闭合二变磁，即导体回路必须闭合，穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，二者缺一不可。2.磁通量变化的四种情况(1)B不变，S变化，则ΔΦ＝B·ΔS；(2)B变化，S不变，则ΔΦ＝ΔB·S；(3)B变化，S也变化，则ΔΦ＝B2S2－B1S1；(4)B不变，S不变，线圈平面与磁场方向的夹角θ变化，则ΔΦ＝BS(sinθ2－sinθ1)。[例1]现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图1所示连接。下列说法正确的是()图1A.开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B.线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C.开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度D.开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才会偏转解析只要闭合回路磁通量发生变化就会产生感应电流，故A正确，B错误；开关闭合后，只要滑片P滑动就会产生感应电流，故C、D错误。答案A电磁感应现象能否发生的判断流程(1)确定研究的是否是闭合回路。(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定其磁通量Φ。(3)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Φ不变→无感应电流,Φ变化→\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(回路闭合，有感应电流,不闭合，无感应电流，但有感应电动势))))[针对训练1]关于电磁感应现象，下列说法中正确的是()A.闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生B.闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流C.穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流D.只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定有感应电流产生解析产生感应电流的条件：(1)闭合电路；(2)磁通量Φ发生变化，两个条件缺一不可。答案C二、感应电动势常见求解方法情景图研究对象回路(不一定闭合)一段直导线(或等效成直导线)绕一端转动的一段导体棒表达式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)E＝BlvsinθE＝eq\f(1,2)Bl2ω[例2](多选)光滑金属导轨宽L＝0.5m，电阻不计，均匀变化的磁场充满整个轨道平面，如图2甲所示，磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示。金属棒ab的电阻为2Ω，垂直固定在导轨上静止不动，且与导轨左端距离l＝0.2m，则()图2A.1s末回路中的电动势为0.1VB.1s末回路中的电流为1AC.2s内回路产生的电热为0.01JD.2s末，ab所受安培力大小为0.05N解析由图知，eq\f(ΔB,Δt)＝1T/s，由法拉第电磁感应定律知感应电动势为E＝Seq\f(ΔB,Δt)＝lLeq\f(ΔB,Δt)＝0.5×0.2×1V＝0.1V，故A正确；回路中感应电流为I＝eq\f(E,R)＝eq\f(0.1,2)A＝0.05A，故B错误；2s内回路产生的电热为Q＝I2Rt＝0.052×2×2J＝0.01J，故C正确；2s末，B＝2T，ab所受的安培力为F＝BIL＝2×0.05×0.5N＝0.05N，故D正确。答案ACD[针对训练2](2018·阜阳高二检测)如图3所示，水平放置的平行金属导轨相距l＝0.50m，左端接一电阻R＝0.20Ω，磁感应强度B＝0.40T的匀强磁场，方向垂直于导轨平面。导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab以v＝4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：图3(1)ab棒中感应电动势的大小；(2)回路中感应电流的大小；(3)若ab棒中感应电流方向由b指向a，维持ab棒做匀速运动的水平外力F多大？解析(1)根据法拉第电磁感应定律，ab棒中的感应电动势为E＝Blv＝0.40×0.50×4.0V＝0.80V(2)感应电流的大小为I＝eq\f(E,R)＝eq\f(0.80,0.20)A＝4.0A(3)ab棒受安培力F＝BIl＝0.40×4.0×0.50N＝0.80N由于ab棒以v＝4.0m/s的速度水平向右匀速滑动，安培力方向向左，故外力的大小与安培力大小相等，方向相反，大小为0.8N答案(1)0.80V(2)4.0A(3)0.80N[针对训练3]如图4所示，空间存在垂直于纸面的匀强磁场，在半径为a的圆形区域内部及外部，磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B。一半径为b(b＞a)，电阻为R的圆形导线环放置在纸面内，其圆心与圆形区域的中心重合。当内、外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中，通过导线截面的电荷量为()图4A.eq\f(πB|b2－2a2|,R) B.eq\f(πB（b2＋2a2）,R)C.eq\f(πB（b2－a2）,R) D.eq\f(πB（b2＋a2）,R)解析开始时穿过导线环向里的磁通量设为正值，Φ1＝Bπa2，则向外的磁通量为负值，Φ2＝－B·π(b2－a2)，总的磁通量为它们的代数和(取绝对值)Φ＝B·