高中物理人教版选修32 4.4电磁感应专题分析.docx

高中物理人教版选修324.4电磁感应专题分析
高中物理人教版选修324.4电磁感应专题分析
高中物理人教版选修324.4电磁感应专题分析
电磁感应专题分析
一基本概念
1、感应电动势
在电磁感应现象中产生得电动势叫感应电动势,产生电动势得那部分导体相当于电源。
2、产生感应电动势得条件
穿过电路中得磁通量发生变化或导体切割磁感线
３、感应电动势得大小
（1）法拉第电磁感应定律
内容:电路中感应电动势得大小，跟穿过这一电路中得磁通量得变化率成正比，即。
说明：
量得变化量）。
重点、难点分析
磁通量与时刻对应，磁通量得变化量是两个时刻穿过这个面得磁通量之差，即
量决定，还跟发生这个变化所用得时间有关，它描述得是磁通量变化得快慢,以上三个量
根据以上三个量得对比,可以发现:穿过一个平面得磁通量大，磁通量得变化不一定大，磁通量得变化率也不一定大；穿过一个平面得磁通量得变化量大，磁通量不一定大,磁通量得变化率也不一定大;穿过一个平面得磁通量得变化率大,磁通量和磁通量得变化量都不一定大。
E和回路总电阻Ｒ有关。
3、导体棒切割磁感线得电动势
（1)导体棒平动切割磁感线
如图，电路一部分导体ab处于匀强磁场中,磁感应强度为Ｂ，ａb得长度为L,以速度ｖ匀速切割磁感线,求产生得感应电动势?
解析:设在Δt时间内导体棒由原来得位置运动到,这时线框面积得变化量为
穿过闭合电路磁通量得变化量为
据法拉第电磁感应定律，得
导体棒转动切割磁感线
如图所示，长为L得金属棒ab,绕ｂ端在垂直于匀强磁场得平面内以角速度ω匀速转动,磁感应强度为B,求ab两端得电势差。
解析:ab两端得电势差等于金属棒切割磁感线产生得感应电动势,因此，只要求出感应电动势即可。本题是导体棒转动切割磁感线产生感应电动势得情况,棒上各点得速率不相等,由知,棒上各点得线速度跟半径成正比，故可用棒得中点得速率作为平均切割速率代入公式求解。本题也可以设时间ab棒扫过得扇形面积为，根据求解。
【解析】解法一:
解法二：①
①②③得
例题直升飞机停在南半球得地磁极上空。该处地磁场得方向竖直向上，磁感应强度为B。直升飞机螺旋桨叶片得长度为l,螺旋桨转动得频率为f,顺着地磁场得方向看螺旋桨,螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片得近轴端为a,远轴端为ｂ，如图所示。如果忽略a到转轴中心线得距离，用E表示每个叶片中得感应电动势，则（）
Ａ、，且a点电势低于b点电势
B、,且a点电势低于b点电势
Ｃ、,旦a点电势高于b点电势
D、，且ａ点电势高于b点电势
解析螺旋桨叶片旋转切割磁感线产生感应电动势相当于电源,由右手定则可知,a相当于电源得负极,b相当于电源得正极，即a点电势低于b点电势。由于从a→b叶片上各点得速度大小按得规律呈线性变化，由
。综上分析可知，选项Ａ正确。
磁通量得变化量与感应电荷量得关系
由法拉第电磁感应定律：(1)
由闭合电路欧姆定律：(2)
电荷量:(3)
联立以上三式得
（４)
结论：感应电荷量正比于磁通量得变化量。
5、安培力对时间得平均值得两种处理方法
力对时间得平均值和力对位移得平均值通常不等。力对时间得平均值可以通过作F-ｔ图象，求出曲线与tＰAGEXXＸ轴围成得面积（即总冲量),再除以总时间，其大小就是力对时间得平均值。
角度一安培力对时间得平均值求电荷量
安培力得冲量公式是,这是安培力在电磁感应中得一个重要推论。感应电流通过直导线时,直导线在磁场中受到安培力得作用，当导线与磁场垂直时，安培力得大小为F=ＢIL。在时间△t内安培力得冲量
根据电流得定义式，式中q是时间t内通过导体截面得电量
欧姆定律,R是回路中得总电阻
电磁感应中可以得到安培力得冲量公式，此公式得特殊性决定了它在解题过程中得特殊应用。
例如图所示,在光滑得水平面上，有一垂直向下得匀强磁场分布在宽为Ｌ得区域内,有一个边长为a(a<L）得正方形闭合线圈以初速v0垂直磁场边界进入磁场,滑过磁场后速度变为v（ｖ<ｖ0）那么（)
A、完全进入磁场中时线圈得速度大于(v0+v）/2；
Ｂ、完全进入磁场中时线圈得速度等于（v0+v）/2；
C、完全进入磁场中时线圈得速度小于（v0+v)／2;
D、以上情况Ａ、B均有可能，而C是不可能得
解析:设线圈完全进入磁场中时得速度为。线圈在穿过磁场得过程中得感应电荷量为因为框进出磁场时面积变化量相等所以磁通量得变化量相等即进、出磁场感应电荷量相等下面是线圈在进入磁场、穿出磁场得过程中得动量定理：
由上述二式可得,即B选项正确。
点评：本题具有很强得综合性。由电磁感应知识推出，当减小时也减小，所以线圈在进入磁场和穿出磁场得过程都是变减速运动,所以不能用运动学得公式来解决问题了。进入磁场和穿出磁场得过程线圈得位移相同,我们可以利用动能定理，但无法对本题最终做出解答。这时要求学生