高二物理电磁感应的10种典型案例

【案例1】感应电动势的计算

（1）导体棒平动切割磁感线产生的感应电动势

练习1、如图所示，导轨与电流表相连，导轨的宽度为d，处于向里的大小为B的匀强磁场中,一根导线沿着导轨以速度v向右运动,求导线上产生的感应电动势.

考点：感应电动势有效长的计算 （2）导体棒转动产生的感应电动势 练习2、若导体棒半径为r，处于匀强场B中，以角速度ω匀速转动，则导线产生的应电动势的大小是多少？

考点：导体转动切割磁感线产生的感应电势

（3）线圈转动产生的感应电动势

练习3、矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω转动，设线圈的边长分别是L1和L2，磁感应强度为B，线圈的匝数为N，从图示位置开始计时，

（1）图示位置，磁通量大小为 ，感应电动势为

（2）线圈转过90时，磁通量为 ， 线

0

×××××××× G ×××××××× ×××××××× 磁

××××××× ω ××××××× ××××××× r ××××××× B ××××××× 感

动

××××××× ω ××××××× ××××××× ××××××× B ××××××× 圈产生的感应电动势为 ，线圈的电动势为

（3）线圈转过180时，磁通量大小为 ， 线圈产生

0

的感应电动势为 ，这个过程磁通量的变化量为 。

（4）从中性面开始计时，转过角度θ时，线圈产生的感应电动势为

从B∥S开始计时，转过角度θ时，线圈产生的感应电动势为 （4）磁场变化产生的感生电动势

练习4、正方形线框边长为L、质量为m、电阻为R，线框的上半部

× × × × × × × × × 处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度按B=kt的规律均匀增强， 细线能承受的最大拉力为T=2mg，从t=0起经多少时间绳被拉断？

（5）反电动势（从力的观点和能的观点理解）

a 【案例2】感应电流大小计算问题

B 练习5、由两个同种材料,同样粗细的导线制成圆环a、b已知其半径之比为2：1，在B中充满了匀强磁场，当匀强磁场随着时间均匀变化时，圆环a、b的感应电流之比为多少？

练习6、匀强磁场中固定一个金属框架ABC，导体棒在框架上沿着角平分线匀速平移，且移动中构成闭合等势腰三角形，导体棒与框架的材料、粗细相同，接触电阻不计，试证明电路中的感应电流恒定。

【案例3】物理量单位的推导 证明：（1）1V=1Wb/s

B

α B F b A v P E C （2）1V=1T×1m×1m/s 方法：根据物理公式去推证 椤次定律的应用 1、“阻碍”的含义

“阻碍”不是阻止。来斥去吸，增反减同 2、“椤次定律”的解题步骤 （1） （2） （3） （4）

3、椤次定律的推广应用

【案例4】阻碍“磁通量的变化”

原磁场的磁通量增加，感应电流的磁场方向与它反向 原磁场的磁通量减弱，感应电流的磁场方向与它同向 练习7、已知通电直导线有恒定的电流强度，

a d a c b d c 矩形线框从直导线左侧匀速通过导线右侧的过程中，用椤次定律判定感应电流的方向

b 练习8、判定下列各种情况下灯泡中是否有感应电流，若有则M a v N b 标明感应电流的方向

（1）导体棒匀速向右运动 （2）导体棒匀加速向右运动 （3）导体棒匀减速向右运动

（4）导体棒匀减速向左运动

练习9、（1）当线圈a中的电流均匀增加时，判定线圈b中的感应电流方向。（2）当线圈b中的电流均匀增加时，判定线圈a中的感应电流方向。

【案例5】阻碍导体的相对运动——“跟着走” 练习10、线圈A闭合，线圈B开口，当形磁铁插入线圈的过程中，线圈A、B如何动？

练习11、已知空间有较大的有界磁场，方向水平向里,小金属圆线圈从高处自由落下，刚进入磁场、完全在磁场中、刚穿出磁场三个位置，加速度与重力加速度比较如何变化？落地时的速度与自由落体运动比较如何变化？设金属圆环始终竖直。

A B b a 条运

练习13、金属圆环水平固定，条形磁铁从高

a 处自由落下，问条形磁铁中心在图中三个位置时的加速度如何？

【案例6】阻碍电流的变化（自感现象）

b c 练习14、如图电路a，b所示，电阻R和自感线圈L的电阻值都是很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则下列说法中正确的是（ ）

A、在电路a中，断开S，A将逐渐变暗 B、在电路a中，断开S，A将先变得更亮， 再逐渐变暗

C、在电路b中，断开S，A将逐渐变暗 D、在电路b中，断开S，A将先变得更亮， 再逐渐变暗

【案例7】电磁感应的能量问题

练习15、如图所示，导体棒向右匀速运动切割磁感线，已知

匀强磁场为B，轨道宽度为L，切割速度为v，

L R B v 外电阻为R，导体棒的电阻为R，求：安培力

/

及t时间内所做的功。

练习16、如图所示，有界匀强磁场的宽度为d，磁感应强度的大小为B，连长为L的矩形线圈以恒定速度v匀速从磁场中进入，最后又从磁场中穿出。设线圈的电阻为R，求下列两种情况外力做功的数值：（1）Ld

×××× L L v ×××× x B ×××× 【案例8】电磁感应的电量问题

练习17、如图，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场，若第一次用0.3s时间拉出，通过导线横截面积的电量为q1；

第二次用0.9s拉出，通过导线横截面积的电量为q2；则q1：q2=______。产生热量Q1：Q2= 。

【案例9】电磁感应作图题

练习18、（高考题）如图所示，有界匀强磁场的宽度为3L，正方形金属线框的边长这L，开始距离磁场边界L，若线框以恒定的

速率由此进入并穿出磁场区域，

（1）作出感应电流随时间的变化图线（规定逆时针方向为电流正方向）

（2）作出安培力随时间的变化图线

i t 【案例10】电磁感应中的力学问题 0 0 F t 3L ××××L v ×××× B L ×××× x 练习19、光滑绝缘水平面上，电阻为0.1Ω，质量为0.05kg，边长为0.4m的正方形金属框，以10m/s的初度向磁感应强度为B的0.5T、方向垂直于水

速平

面向下的范围足够大的匀强磁场中滑去，当滑到图示位置时，已产生了1.6J的热量。

求（1）图示位置时金属框的速度

（2）图示位置时金属框中感应电流的功率

B

练习20、如图所示，MN、PQ是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面的夹角为θ，在整个轨道平面都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度为B，在导轨的MP上有电阻R，其它电阻不计。一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为M，从静止开始沿着导轨滑下，求金属棒ab的最大速度。设棒ab与导轨之间的滑动摩擦因数为μ。

R M a θ N P b B θ Q 方法点拔：画截面图，通过分析受力，列牛顿定律方程，

练习21、如图所示，竖直向上的匀强磁场，磁

感应强度为B0=0.5T，且以0.1T/s均匀增加，水平导轨宽d=0.5m，B R L 在导轨上L=0.8m处搁一导体，电阻为r=0.1Ω，并用水平细绳通过定滑轮吊着质量为M=20g的物体，物体静置于地面上，外电阻R=0.4Ω，其它电阻不计，不考虑摩擦。问通过多长时间能把物体吊起？（g=10m/s）

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