2024_2025学年高中物理第1章电磁感应章末复习课学案粤教版选修3_2.docVIP

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章末复习课

[体系构建]

[核心速填]

1．感应电流的产生条件是闭合回路磁通量改变．

2．感应电流方向的推断

(1)回路磁感应强度改变时用楞次定律推断．

(2)探讨导体棒切割磁感线时用右手定则推断．

3．感应电动势的大小

(1)法拉第电磁感应定律公式：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，若磁感应强度改变：E＝neq\f(ΔB,Δt)·S；若线圈面积改变：E＝neq\f(ΔS,Δt)·B.

(2)导体棒切割磁感线：E＝BLv，其中v为有效切割速度，L为有效切割长度．

4．互感和自感及涡流

(1)自感电动势总是阻碍原电流的改变．

(2)自感系数L与线圈的大小、形态、匝数以及是否有铁芯等因素有关．

(3)涡流是块状金属在改变的磁场中产生环形电流的现象．

电磁感应中的图象问题

图象

类型

(1)磁感应强度B、磁通量Ф、感应电动势E、感应电流i、电压u、电量q随时间t改变的图象，即B-t图象、Ф-t图象、E-t图象、i-t图象、u-t图象、q-t图象

(2)对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的状况，还常涉及感应电动势E和感应电流i随线圈位移x改变的图象，即E-x图象和i-x图象

问题

类型

(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象

(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量

应用

学问

左手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律、相关数学学问等

【例1】如图所示，在空间中存在两个相邻的、磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场，其宽度均为L.现将宽度也为L的矩形闭合线圈，从图示位置垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域，则在该过程中，能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受的外力随时间改变的图象是()

ABCD

D[当矩形闭合线圈进入磁场时，由法拉第电磁感应定律推断，当线圈处在两个磁场中时，两个边切割磁感线，此过程中感应电流的大小是最大的，所以选项A、B错误；由楞次定律可知，当矩形闭合线圈进入磁场和离开磁场时，磁场力总是阻碍线圈的运动，方向始终向左，所以外力F始终水平向右．安培力的大小不同，线圈处在两个磁场中时安培力最大，故选项D正确，C错误．]

[一语通关]

解决线框进出磁场问题的三点留意

(1)明确线框特点：线框形态及切割磁感线的有效长度．

(2)关注两个过程即可：进入磁场的过程；离开磁场的过程．

(3)留意两场过渡：若有两个不同的磁场，还需留意两条边分别在不同磁场时产生感应电流方向的关系．

1.如图所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为L，磁场方向垂直纸面对外，磁感应强度大小为B.一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置起先沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域．取沿a→b→c→d的感应电流为正，则下列选项中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x改变的图象正确的是()

AB

CD

C[线框bc边从L到2L的过程中，bc边切割磁感线，且bc边的有效切割长度匀称增大，在2L处最大，故回路电流匀称增大，由右手定则推断电流方向为正方向；在2L到3

电磁感应中的电路问题

回路中的部分导体做切割磁感线运动或穿过回路的磁通量发生改变时，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．明确哪一部分电路产生感应电动势，则这部分电路就是等效电源，该部分电路的电阻是电源的内阻，而其余部分电路则是用电器，是外电路．

2．分析电路结构，画出等效电路图．

3．用法拉第电磁感应定律确定感应电动势的大小，再运用闭合电路欧姆定律、串并联电路的性质、电功、电热等学问求解．

【例2】如图所示，OAC是半径为l、圆心角为120°的扇形金属框，O点为圆心，OA边与OC边电阻不计；圆弧AC单位长度的电阻相等，总阻值为4r.长度也为l、电阻为r的金属杆OD绕O点从OA位置以角速度ω顺时针匀速转动，整个过程中金属杆两端与金属框接触良好．求：

(1)金属杆OD转过60°时它两端的电势差UOD；

(2)金属杆OD转过120°过程中，金属杆OD中的电流I与转过的角度θ的关系式．

思路点拨：①OD相当电源，由E＝eq\f(1,2)Bl2ω求电动势．

②认清电路结构，由闭合电路欧姆定律求电压、电流．

[解析](1)设金属杆OD旋转切割磁感线产生的感应电动势为E，等效电路如图所示

则有E＝eq\f(1,2)Bωl2①

金属杆OD转过60°时，由题意可知

RAD＝RDC＝2r②

由串并联电路的规律可知

电路外电阻R＝eq\f(RADRDC,RAD＋RDC)＝r③

由闭合电路欧姆定律有UOD＝－eq\f(R,R＋r)E④

由①