1、电磁感应单元复习三门中学 刘堂锦Part one知识梳理目录第1部分：电磁感应现象的发现第2部分：电磁感应的规律第4部分：电磁感应现象及应用第3部分：电磁感应的本质现象规律本质应用思维导图奥斯特发现“电流的磁效应”法拉第发现“电磁感应现象”发现史磁通量的变化感应电动势感应电流条件结果结果三种情况1.S不变，B变化2.B不变，S变化3.B和S同时变化S变化B变化涡流电磁阻尼和电磁驱动Part two典型问题（一）电荷量q问题【例例1】如图甲所示，有一面积为如图甲所示，有一面积为S1=120cm2的金的金属环，电阻为属环，电阻为R0.1 ，环中面积为，环中面积为S2=100cm2的圆形区域内存在垂
2、直于金属环平面向里的匀强的圆形区域内存在垂直于金属环平面向里的匀强磁场，磁场，磁场的变化规律如图乙磁场的变化规律如图乙所示，在所示，在0.1s到到0.2s时间内，通过金属环的电荷量是多少？时间内，通过金属环的电荷量是多少？ 由法拉第电磁感应定律由法拉第电磁感应定律20.01BEnSVtt由闭合电路的欧姆定律由闭合电路的欧姆定律0.1EIAR通过金属环截面的电荷量通过金属环截面的电荷量 0.01CqI t解析：解析：0.10.2（一）电荷量q问题【例例2】如图所示，一边长为如图所示，一边长为a，电阻为，电阻为R的单匝的单匝线框线框ABCD在外力作用下以速度在外力作用下以速度v向右匀速进入磁向右匀
3、速进入磁感应强度为感应强度为B的匀强磁场。在这一过程中，通过的匀强磁场。在这一过程中，通过导线框的电荷量是多少？导线框的电荷量是多少？解析：解析：ABCD线框进入磁场产生的感应电动势线框进入磁场产生的感应电动势EBav由闭合电路的欧姆定律由闭合电路的欧姆定律EBavIRR通过金属环截面的电荷量通过金属环截面的电荷量 2Bav aBaqI tRvR（一）电荷量q问题【变式变式1】如图所示，一边长为如图所示，一边长为a ，电阻为，电阻为R的的n匝线框匝线框ABCD在外力作用下以速度在外力作用下以速度v向右匀速进入向右匀速进入磁感应强度为磁感应强度为B的匀强磁场。在这一过程中，通的匀强磁场。在这一过
4、程中，通过导线框的电荷量是多少？过导线框的电荷量是多少？解析：解析：ABCD解析：解析：线框进入磁场产生的感应电动势线框进入磁场产生的感应电动势EnBav由闭合电路的欧姆定律由闭合电路的欧姆定律EnBavIRR通过金属环截面的电荷量通过金属环截面的电荷量 2nBav anBaqI tRvR（一）电荷量q问题【变式变式2】如图所示，一边长为如图所示，一边长为a，电阻为，电阻为R的单的单匝线框匝线框ABCD在外力作用下向右进入磁感应强度在外力作用下向右进入磁感应强度为为B的匀强磁场。在这一过程中，通过导线框的的匀强磁场。在这一过程中，通过导线框的电荷量是多少？电荷量是多少？解析：解析：ABCD通过
5、金属环截面的电荷量通过金属环截面的电荷量 qI t电流的平均值电流的平均值2EBaIRt Rt R解得：解得：2BaqR（一）电荷量q问题【变式变式3】如图所示，一半径为如图所示，一半径为a，电阻为，电阻为R的圆的圆形线框在外力作用下以速度形线框在外力作用下以速度v向右匀速进入磁感向右匀速进入磁感应强度为应强度为B的匀强磁场。在这一过程中，通过导的匀强磁场。在这一过程中，通过导线框的电荷量是多少？线框的电荷量是多少？解析：解析：通过金属环截面的电荷量通过金属环截面的电荷量 2B aqR（一）电荷量q问题【拓展拓展1】如图甲所示，如图甲所示，一个电阻为一个电阻为R面积为面积为S的的矩形导线框矩形
6、导线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为的磁感应强度为B，方向与，方向与ad边垂直并与线框平边垂直并与线框平面成面成45角，角，OO分别是分别是ab和和cd边的中点。现将边的中点。现将线框右半边线框右半边ObcO绕绕OO逆时针旋转逆时针旋转90到图乙到图乙所示位置。在这一过程中，导线中通过的电荷量所示位置。在这一过程中，导线中通过的电荷量是是多少？多少？解析：解析：22BSqR（一）电荷量q问题总结归纳电荷量q的计算（一）电荷量q问题【拓展拓展2】如图所示，放在绝缘水平面上的两条平行导轨如图所示，放在绝缘水平面上的两条平行导轨MN和和PQ之间宽度为之
7、间宽度为L，置于磁感应强度为，置于磁感应强度为B的匀强磁场中的匀强磁场中，B的方向垂直于导轨平面，导轨左端接有阻值为的方向垂直于导轨平面，导轨左端接有阻值为R的电的电阻，其他部分不计，导轨右端接一电容为阻，其他部分不计，导轨右端接一电容为C的电容器。长的电容器。长为为2L的金属棒的金属棒a放在导轨放在导轨PQ上与导轨垂直且接触良好，设上与导轨垂直且接触良好，设导轨长度比导轨长度比2L长得多，现将金属棒以长得多，现将金属棒以a端为轴以角速度端为轴以角速度沿导轨平面顺时针旋转沿导轨平面顺时针旋转90角，在这一过程中通过电阻角，在这一过程中通过电阻R的总电荷量是多少？的总电荷量是多少？解析：解析：金
8、属棒从金属棒从b转到转到f的过程的过程 2132BLqR金属棒转到金属棒转到f的瞬间的瞬间 222mEBLLBL电容器所带的电荷量电容器所带的电荷量222mqCEBLC总电荷量总电荷量2123(2)2qqqBLCR（二）焦耳热Q问题【例例3】如图甲所示，有一面积为如图甲所示，有一面积为S1=120cm2的金的金属环，电阻为属环，电阻为R0.1 ，环中面积为，环中面积为S2=100cm2的圆形区域内存在垂直于金属环平面向里的匀强的圆形区域内存在垂直于金属环平面向里的匀强磁场，磁场，磁场的变化规律如图乙磁场的变化规律如图乙所示，在所示，在10s时间时间内，金属环产生的焦耳热是多少？内，金属环产生的
9、焦耳热是多少？ 0.10.2由法拉第电磁感应定律由法拉第电磁感应定律20.01BEnSVtt由闭合电路的欧姆定律由闭合电路的欧姆定律0.1EIAR解析：解析：金属环产生的焦耳热金属环产生的焦耳热20.01QI RtJ（二）焦耳热Q问题【例题例题4】如图所示，如图所示，磁感应强度为磁感应强度为B的的匀匀强强磁场磁场竖直向上穿过水平放置竖直向上穿过水平放置的的固定固定金属金属框架，框架宽框架，框架宽为为L，右端接有电阻，右端接有电阻R，一，一根质量为根质量为m、电阻电阻为为r的的金属金属棒棒以初速度以初速度v0沿框架向左运动沿框架向左运动，金属金属棒在棒在整个运动过程中，电阻整个运动过程中，电阻R
10、上产生的上产生的热量热量是多少是多少? ?解析：解析：（二）焦耳热Q问题【变式变式】如图所示，如图所示，磁感应强度为磁感应强度为B的的匀匀强强磁场磁场竖直向上穿过水平放置竖直向上穿过水平放置的的固定固定金属金属框架，框架宽框架，框架宽为为L，右端接有电阻，右端接有电阻R，一，一根质量为根质量为m、电阻电阻为为r的的金属金属棒棒以初速度以初速度v0沿沿框架框架向左运动向左运动，棒与框架，棒与框架的动摩擦因数为的动摩擦因数为，测得棒在整个运动过程中，测得棒在整个运动过程中，通过任一截面的电量为通过任一截面的电量为q，求，求：电阻电阻R上产生的上产生的热热量量。解析：解析：通过棒的电荷量通过棒的电荷量 BLxqI tnRR棒的位移棒的位移 qRxBL2012Qmvmgx能量守恒能量守恒解得：解得：2012mgqRQmvBL201()2RRmgqRQmvRrBL（二）焦耳热Q问题总结归纳QI2Rt焦耳热Q的计算动能定理+（Q=E电=WF安） 能量守恒： QE其他I恒定I变化（二）焦耳热Q问题（二）焦耳热Q问题（二）焦耳热Q问题谢谢
