1、電磁感應1、磁通量設在勻強磁場中有一個與磁場方向垂直的平面，磁場的磁感應強度為B，平面的面積為S，如圖所示。(1)定義：在勻強磁場中，磁感應強B與垂直磁場方向的面積S的乘積，叫做穿過這個面的磁通量，簡稱磁通。(2)公式：BS當平面與磁場方向不垂直時，如圖所示。BSBScos(3)物理意義物理學中規定：穿過垂直于磁感應強度方向的單位面積的磁感線條數等于磁感應強度B。所以，穿過某個面的磁感線條數表示穿過這個面的磁通量。(4)單位：在國際單位制中，磁通量的單位是韋伯，簡稱韋，符號是Wb。1Wb1T·1m21V·s。(5) 磁通密度：B磁感應強度B為垂直磁場方向單位面積的磁通量，故

2、又叫磁通密度。2、電磁感應現象(1)電磁感應現象：利用磁場產生電流的現象，叫做電磁感應現象。(2)感應電流：在電磁感應現象中產生的電流，叫做感應電流。(3)產生電磁感應現象的條件產生感應電流條件的兩種不同表述a閉合電路中的一部分導體與磁場發生相對運動b穿過閉合電路的磁場發生變化兩種表述的比較和統一a兩種情況產生感應電流的根本原因不同閉合電路中的一部分導體與磁場發生相對運動時，是導體中的自由電子隨導體一起運動，受到的洛倫茲力的一個分力使自由電子發生定向移動形成電流，這種情況產生的電流有時稱為動生電流。穿過閉合電路的磁場發生變化時，根據電磁場理論，變化的磁場周圍產生電場，電場使導體中的自由電子定向

3、移動形成電流，這種情況產生的電流有時稱為感生電流。b兩種表述的統一兩種表述可統一為穿過閉合電路的磁通量發生變化。產生電磁感應現象的條件不論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發生變化，閉合電路中就有電流產生。條件：a閉合電路；b磁通量變化3、電磁感應現象中能量的轉化能的轉化守恒定律是自然界普遍規律，同樣也適用于電磁感應現象。3、感應電動勢(1)定義：在電磁感應現象中產生的電動勢，叫做感應電動勢。從低電勢位置指向高電勢位置。(2)產生感應電動勢的條件：穿過回路的磁通量發生變化。(3)物理意義：感應電動勢是反映電磁感應現象本質的物理量。(4)方向規定：內電路中的感應電流方向，為感應電動勢方向。1、

4、法拉第電磁感應定律(1) 磁通量變化率：單位時間內磁通量的變化量，即反映磁通量變化的快慢。(2)法拉第電磁感應定律內容：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比。這就是法拉第電磁感應定律。公式：設t1時刻磁通量為1，t2時刻磁通量為2。在tt2t1時間內磁通量變化量21。t內磁通量的變化率為。設感應電動勢為E，則有Ek 其中k為比例常數。在國際單位制中，上式中各量的單位都已確定：E的單位是伏特（V），的單位是韋伯（Wb），t的單位是秒（s）。同學們可以自己證明1V1Wb/s，上式中的k1，所以E設閉合電路是一個n匝線圈，可以看作是由n個單匝線圈串聯而成，因此整個線圈中的感應電

5、動勢是單匝線圈的n倍，即En磁通量改變的方式：線圈跟磁體之間發生相對運動，這種改變方式是S不變而相當于B發生變化；線圈不動，線圈所圍面積也不變，但穿過線圈面積的磁感應強度是時間的函數；線圈所圍面積發生變化，線圈中的一部分導體做切割磁感線運動，其實質也是B不變而S增大或減小；線圈所圍面積不變，磁感應強度也不變，但二者之間夾角發生變化，如勻強磁場中轉動的矩形線圈就是典型例子3.關于磁通量變化在勻強磁場中，磁通量=B S sin（是B與S的夾角），磁通量的變化=2-1有多種形式，主要有：S、不變，B改變，這時=BSsinB、不變，S改變，這時=SBsinB、S不變，改變，這時=B

6、S(sin2-sin1)當B、S、中有兩個或三個一起變化時，就要分別計算1、2，再求2-1了。在非勻強磁場中，磁通量變化比較復雜。有幾種情況需要特別注意：abcacbMNS如圖所示，矩形線圈沿a b c在條形磁鐵附近移動，試判斷穿過線圈的磁通量如何變化？如果線圈M沿條形磁鐵軸線向右移動，穿過該線圈的磁通量如何變化？（穿過上邊線圈的磁通量由方向向上減小到零，再變為方向向下增大；右邊線圈的磁通量由方向向下減小到零，再變為方向向上增大）如圖所示，環形導線a中有順時針方向的電流，a環外有兩個同心導線圈b、c，與環形導線a在同一平面內。當a中的電流增大時，穿過線圈b、c的磁通量各如何變化？在相同時間內哪

7、一個變化更大？（b、c線圈所圍面積內的磁通量有向里的也有向外的，但向里的更多，所以總磁通量向里，a中的電流增大時，總磁通量也向里增大。由于穿過b線圈向外的磁通量比穿過c線圈的少，所以穿過b線圈的磁通量更大，變化也更大。）如圖所示，虛線圓a內有垂直于紙面向里的勻強磁場，虛線圓a外是無磁場空間。環外有兩個同心導線圈b、c，與虛線圓a在同一平面內。當虛線圓a中的磁通量增大時，穿過線圈b、c的磁通量各如何變化？在相同時間內哪一個變化更大？abc（與的情況不同，b、c線圈所圍面積內都只有向里的磁通量，且大小相同。因此穿過它們的磁通量和磁通量變化都始終是相同的。）bc2、導體做切割磁感線運動時的感應電動勢

8、(1)導體切割磁感線的速度方向與磁場方向垂直如圖所示，閉合線圈中一部分導體ab處于勻強磁場中，磁感應強度是B，ab以速度v勻速切割磁力線，求產生的感應電動勢。在t時間內，線框的面積變化量：SLvt穿過閉合電路的的磁通量的變化量：BS代入公式E中，得到EBLv(2)導體切割磁感線的速度方向與磁場方向有一個夾角當導體運動方向與磁感線方向有一個夾角時，可以把速度分解為兩個分量：垂直于磁感線的分量vvsin和平行于磁感線的分量vvcos。后者不切割磁感線，不產生感應電動勢。前者切割磁感線，產生感應電動勢。感應電動勢的表達式為：EBLvBLvsin一、感應電流的產生條件和感應電動勢產生條件的區別 感應電

9、流的產生條件:穿過閉合電路的磁通量發生變化. 感應電動勢產生的條件:穿過電路的磁通量發生變化.這里不要求閉合.無論電路閉合與否，只要磁通量變化了，就一定有感應電動勢產生.這好比一個電源：不論外電路是否閉合，電動勢總是存在的.但只有當外電路閉合時，電路中才會有電流.產生感應電動勢的那部分導體相當于電源.電磁感應現象的實質是產生感應電動勢，如果回路閉合，則有感應電流；回路不閉合，則只產生感應電動勢而不產生感應電流.二、楞次定律1、步驟楞次定律的應用應該嚴格按以下四步進行：確定原磁場方向；判定原磁場如何變化（增大還是減小）；根據“增反減同”確定感應電流的磁場方向；根據安培定則判定感應電流的方向.2、

10、楞次定律的四種表現形式 形式一、增反減同當閉合回路中原磁通量增加時，感應電流的磁場方向就與原磁場方向相反；當原磁通量減少時，感應電流的磁場方向與原磁場方相同。形式二、來拒去留感應電流阻礙相對運動，原磁場靠近閉合回路(線圈)時，感應電流的磁場要拒之；原磁場遠離回路(線圈)時，感應電流的磁場要留之。從運動的效果看，可表述為敵進我拒，敵退我追。形式三、增縮減擴閉合回路中原磁通量增大時，閉合回路的面積有收縮的趨勢；原磁通量減少時，閉合回路面積有擴大的趨勢。形式四、(自感現象)感應電流阻礙原電流變化線圈中原電流增加，在線圈中自感電流的方向與原電流方向相反；反之，則相同。三、楞次定律和右手定則的區別1、右

11、手定則只適用于部分導體切割磁感線的情況楞次定律適用于任何情況 2、楞次定律的研究對象是整個回路，而右手定則卻是一段做切割磁感線運動的導線。但二者是統一的 3、用到楞次定律必定要用安培定則四、右手定則、安培定則和左手定則的區別五、判斷感應電流產生安培力的兩種思路五、對法拉第電磁感應定律的理解( 1 ) 內容:電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比.表達式:，n為線圈的匝數.法拉第電磁感應定律是計算感應電動勢的普適規律.( 2 ) 說明: 本式是確定感應電動勢的普遍規律，適用于導體回路，回路不一定閉合. 在中，E的大小是由匝數及磁通量的變化率(即磁通量變化的快慢)決定的，與或

12、之間無大小上的必然聯系.磁通量表示穿過某一平面的磁感線的條數；磁通量的變化量表示磁通量變化的多少；磁通量的變化率表示磁通量變化的快慢.大，及不一定大；大，及也不一定大.它們的區別類似于力學中的v、v及的區別. 一般計算t時間內的平均電動勢，但若是恒定的，則E不變也是瞬時值. 若S不變，B隨時間變化時，則；若B不變，回路面積S隨時間變化時，則.2.導體切割磁感線產生感應電動勢( 1 )公式:E=BLv(可從法拉第電磁感應定律推出)( 2 )說明: 上式僅適用于導體各點以相同的速度在勻強磁場中切割磁感線的情況，且L、v與B兩兩垂直. 當LB,Lv,而v與B成角時，感應電動勢E=BLvsin. 若導

13、線是曲折的，則L應是導線的有效切割長度. 公式E=BLv中，若v是一段時間內的平均速度，則E為平均感應電動勢，若v為瞬時速度，則E為瞬時感應電動勢. 1.在磁感應強度為B，方向如圖所示的勻強磁場中，金屬桿PQ在寬為l的平行金屬導軌上以速度v向右勻速滑動，PQ中產生的感應電動勢為1；若磁感應強度增為2B，其他條件不變，所產生的感應電動勢大小變為2，則1與2之比及通過電阻R的感應電流方向為的 DA21，ba B12，baC21，ab D12，ab2.一個單匝線圈abcd，如圖放置在一個限制在一定范圍內分布的勻強磁場中，已知磁感強度為0.1T，L=10cm現使線圈繞ab軸勻速轉動若由圖示位置開始轉動

14、60°，則磁通量的變化為 c A1×10-3 Wb B.5×10-4 WbC. 0 D.1.5×10-3 Wb 3.如圖，要使b線圈中產生圖示I方向的電流，可采用的辦法有 acA閉合K瞬間BK閉合后把R的滑動片向右移C閉合K后把b向a靠近D閉合K后把a中鐵芯從左邊抽出4.在勻強磁場中放一電阻不計的平行金屬導軌，導軌跟大線圈M相接，如圖所示導軌上放一根導線ab，磁感線垂直于導軌所在平面欲使M所包圍的小閉合線圈N產生順時針方向的感應電流，則導線的運動可能是 DA勻速向右運動 B加速向右運動C勻速向左運動 D加速向左運動5.如圖所示，閉合矩形線框abcd位于磁

15、感應強度為B的勻強磁場中，ad邊位于磁場邊緣，線框平面與磁場垂直，ab、ad邊長分別用L1、L2表示，若把線圈沿v方向勻速拉出磁場所用時間為t，則通過線框導線截面的電量是AA B C DBL1L2圖16.如圖1所示，金屬桿ab、cd可以在光滑導軌PQ和RS上滑動，勻強磁場方向垂直紙面向里，當ab、cd分別以速度v1、v2滑動時，發現回路感生電流方向為逆時針方向，則v1和v2的大小、方向可能是()Av1>v2，v1向右，v2向左Bv1>v2，v1和v2都向左Cv1v2，v1和v2都向右 Dv1v2，v1和v2都向左解析：因回路abdc中產生逆時針方向的感生電流，由題意可知回路abdc

16、的面積應增大，選項A、C、D錯誤，B正確答案：B圖37.如圖3所示，線圈M和線圈P繞在同一鐵芯上設兩個線圈中的電流方向與圖中所標的電流方向相同時為正當M中通入下列哪種電流時，在線圈P中能產生正方向的恒定感應電流()解析：據楞次定律，P中產生正方向的恒定感應電流說明M中通入的電流是均勻變化的，且方向為正方向時應均勻減弱，故D正確答案：D圖48.(2008年重慶卷)如圖4所示，粗糙水平桌面上有一質量為m的銅質矩形線圈，當一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經過時，若線圈始終不動，則關于線圈受到的支持力N及在水平方向運動趨勢的正確判斷是()AN先小于mg后大于mg，運動趨勢向左BN先大于

17、mg后小于mg，運動趨勢向左CN先小于mg后大于mg，運動趨勢向右DN先大于mg后小于mg，運動趨勢向右解析：由題意可判斷出在條形磁鐵等高快速經過線圈時，穿過線圈的磁通量是先增加后減小，根據楞次定律可判斷：在線圈中磁通量增大的過程中，線圈受指向右下方的安培力，在線圈中磁通量減小的過程中，線圈受指向右上方的安培力，故線圈受到的支持力先大于mg后小于mg，而運動趨勢總向右，D正確答案：D9.用相同導線繞制的邊長為L或2L的四個閉合導體線框，以相同的速度勻速進入右側勻強磁場，如圖6所示在每個線框進入磁場的過程中，M、N兩點間的電壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud.下列判斷正確的是()圖6AUa<U

18、b<Uc<Ud BUa<Ub<Ud<UcCUaUb<UdUc DUb<Ua<Ud<Uc解析：線框進入磁場后切割磁感線，a、b產生的感應電動勢是c、d電動勢的一半而不同的線框的電阻不同設a線框電阻為4r，b、c、d線框的電阻分別為6r、8r、6r.則UaBLv·，UbBLv·，UcB2Lv·，UdB2Lv·.所以B正確答案：B10如圖10甲所示，用裸導體做成U形框架abcd，ad與bc相距L0.2 m，其平面與水平面成30°角質量為m1 kg的導體棒PQ與ad、bc接觸良好，回路的總電阻為R1

19、 .整個裝置放在垂直于框架平面的變化磁場中，磁場的磁感應強度B隨時間t的變化情況如圖乙所示(設圖甲中B的方向為正方向)t0時，B010 T，導體棒PQ與cd的距離x00.5 m若PQ始終靜止，關于PQ與框架間的摩擦力大小在0t10.2 s時間內的變化情況，下面判斷正確的是()圖10A一直增大 B一直減小C先減小后增大 D先增大后減小解析：由圖乙，50 T/s，t0時，回路所圍面積SLx00.1 m2，產生的感應電動勢E5 V，I5 A，安培力FB0IL10 N，方向沿斜面向上而下滑力mgsin30°5 N，小于安培力，故剛開始摩擦力沿斜面向下隨著安培力減小，沿斜面向下的摩擦力也減小，

20、當安培力等于mgsin30°時，摩擦力為零安培力再減小，摩擦力變為沿斜面向上且增大，故選項C對答案：C11.如圖，兩根平行光滑長直金屬導軌，其電阻不計，導體棒ab和cd跨在導軌上，ab電阻大于cd電阻。當cd在外力F2作用下勻速向右滑動時，ab在外力F1作用下保持靜止，則ab兩端電壓Uab，和cd兩端電壓相比，Uab_Ucd，外力F1和F2相比，F1_F2（填、=或）。 ,12.如圖所示，PQNM是由粗裸導線連接兩個定值電阻組合成的閉合矩形導體框，水平放置，金屬棒ab與PQ、MN垂直，并接觸良好。整個裝置放在豎直向下的勻強磁場中，磁感強度B=0.4T。已知ab長l=0.5m，電阻R1

21、=2，R24，其余電阻均忽略不計，若使ab以v=5m/s的速度向右勻速運動，作用于ab的外力大小為_N，R1上消耗的電熱功率為_W。（不計摩擦）0.15, 0.513.如圖所示，MN為金屬桿，在豎直平面內貼著光滑金屬導軌下滑，導軌的間距l=10cm，導軌上端接有電阻R=0.5，導軌與金屬桿電阻不計，整個裝置處于B=0.5T的水平勻強磁場中若桿穩定下落時，每秒鐘有0.02J的重力勢能轉化為電能，則MN桿的下落速度v=_ms 214.如圖所示，把一根條形磁鐵從同樣高度下落到圈中同樣的位置處，第一次快速下落，第二次慢慢下落，兩情況下線圈中產生的感應電動勢的大小關系是E1_E2；通過線圈截面電量的大小

22、關系是ql_q2圖1415.如圖14所示，線圈內有理想邊界的磁場，開始時磁場的磁感應強度為B0.當磁場均勻增加時，有一帶電微粒靜止于平行板(兩板水平放置)電容器中間，若線圈的匝數為n，平行板電容器的板間距離為d，粒子的質量為m，帶電荷量為q.(設線圈的面積為S)求：(1)開始時穿過線圈平面的磁通量的大小(2)處于平行板電容器間的粒子的帶電性質(3)磁感應強度的變化率解析：(1)B0S.(2)由楞次定律，可判出上板帶正電，故推出粒子應帶負電(3)En，B·S，q·mg，聯立解得：.答案：(1)B0S(2)負電(3)16.用密度為d、電阻率為、橫截面積為A的薄金屬條制成邊長為L的閉合正方形框abba.如圖15所示，金屬方框水平放在磁極的狹縫間，方框平面與磁場方向平行圖15設勻強磁場僅存在于相對磁極之間，其他地方的磁場忽略不計可認為方框的aa邊和bb邊都處在磁極間，極間磁感應強度大小為B.方框從靜止開始釋放，其平面在下落過程中保持水平(不計