第63讲　法拉第电磁感应定律、自感和涡流——2027届高三物理一轮复习讲义（含答案）

这是一份第63讲　法拉第电磁感应定律、自感和涡流——2027届高三物理一轮复习讲义（含答案），共56页。学案主要包含了法拉第电磁感应定律，自感等内容，欢迎下载使用。
一、法拉第电磁感应定律
1．感应电动势
(1)概念：在 电磁感应 现象中产生的电动势。
(2)产生条件：只要穿过回路的 磁通量 发生变化，就能产生感应电动势，与电路是否闭合无关。
(3)方向判断：产生感应电动势的那部分电路(导体或线圈)相当于电源，电源的正、负极可由 右手定则 或 楞次定律 判断。
2．法拉第电磁感应定律
(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的 磁通量的变化率 成正比。
(2)公式：E＝neq \f(ΔΦ,Δt)，其中n为线圈匝数。
(3)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路的 欧姆 定律，即I＝ eq \f(E,R＋r) 。
3．导体切割磁感线的情形
(1)垂直切割：E＝ Blv ，式中l为导体切割磁感线的有效长度。
(2)不垂直切割：E＝ Blvsin θ ，式中θ为v与B的夹角。
(3)匀速转动：导体棒在垂直匀强磁场方向以角速度ω绕一端转动切割磁感线时，E＝ eq \f(1,2)Bl2ω 。
二、自感、涡流、电磁阻尼和电磁驱动
1．互感现象
两个互相靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的 磁场 会在另一个线圈中产生 感应电动势 。这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作 互感 电动势。
2．自感现象
(1)概念：由于导体本身的 电流 变化而产生的电磁感应现象称为自感。
(2)自感电动势
①定义：在自感现象中产生的感应电动势叫作 自感电动势 。
②表达式：E＝ Leq \f(ΔI,Δt) 。
(3)自感系数L
①相关因素：与线圈的 大小 、形状、 匝数 以及是否有铁芯等因素有关。
②单位：亨利(H)，1 mH＝ 10－3 H,1 μH＝ 10－6 H。
3．涡流
当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生 感应电流 ，这种电流像水中的旋涡，所以叫涡流。
4．电磁阻尼
导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是 阻碍 导体的运动。
5．电磁驱动：如果磁场相对于导体运动，在导体中会产生 感应电流 使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来。交流感应电动机就是利用 电磁驱动 的原理工作的。
6．电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了 楞次定律 的推广应用。
1．线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大。( × )
2．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。( √ )
3．线圈匝数n越多，磁通量越大，产生的感应电动势也越大。( × )
4．线圈中的电流越大，自感系数也越大。( × )
5．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势越大。( √ )
6．自感电动势阻碍电流的变化，但不能阻止电流的变化。( √ )
考点1 法拉第电磁感应定律的理解及应用
(能力考点·深度研析)
1．确定感应电路中电势高低的方法
2．法拉第电磁感应定律的理解
(1)说明：E的大小与Φ、ΔΦ无关，决定于磁通量的变化率eq \f(ΔΦ,Δt)。
(2)磁通量的变化率eq \f(ΔΦ,Δt)对应Φ－t图线上某点切线的斜率。
(3)公式E＝neq \f(ΔΦ,Δt)求解的是一个回路中某段时间的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。
3．应用法拉第电磁感应定律的三种情况
(1)当ΔΦ仅由B的变化引起时，E＝nSeq \f(ΔB,Δt)，其中S为线圈在磁场中的有效面积。若B＝B0＋kt，则eq \f(ΔB,Δt)＝k。
(2)当ΔΦ仅由S的变化引起时，E＝nBeq \f(ΔS,Δt)。
(3)当B、S同时变化时，则eq \x\t(E)＝neq \f(B2S2－B1S1,Δt)≠neq \f(ΔB·ΔS,Δt)。求瞬时值时，分别求出动生电动势E1和感生电动势E2并进行叠加。
如图所示，边长为L的正方形金属回路(总电阻为R)与水平面的夹角为60°，虚线圆与正方形边界相切，虚线圆形边界内(包括边界)存在竖直向下的匀强磁场，其磁感应强度与时间的关系式为B＝kt(k>0且为常量)，则金属回路中感应电流的大小为( )
A.eq \f(kL2,R) B．eq \f(πkL2,4R)
C.eq \f(kL2,2R) D．eq \f(πkL2,8R)
【跟踪训练】
(2023·湖北卷)近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通信，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为1.0 cm、1.2 cm和1.4 cm，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为103 T/s，则线圈产生的感应电动势最接近( )
A．0.30 V B．0.44 V
C．0.59 V D．4.3 V
(2025·贵州铜仁月考)如图甲所示，一金属线圈的横截面积为S，匝数为n。t＝0时刻，磁场平行于线圈轴线向左穿过线圈，其磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。则线圈两端a和b之间的电势差Uab( )
A．在t＝0时刻，Uab＝eq \f(nB0S,t2)
B．在t＝t1时刻，Uab＝0
C．从0～t2这段时间，Uab＝－eq \f(nB0S,t1)
D．从0～t2这段时间，Uab＝eq \f(nB0S,t2)
考点2 导体棒切割磁感线引起的感应电动势的计算
(能力考点·深度研析)
1．导体平动切割磁感线时四点注意事项
对于导体平动切割磁感线产生感应电动势的计算式E＝Blv，应从以下几个方面理解和掌握。
(1)正交性：B、l、v三者相互垂直，不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算。
(2)瞬时性：当v或l变化时，用E＝BLv计算感应电动势的瞬时值。
(3)相对性：速度v是导体相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系。
(4)有效性：l为导体切割磁感线的有效长度，即导体在与v垂直的方向上的投影长度，下图中有效长度分别为：
图甲：l＝eq \x\t(cd)sin β；
图乙：沿v1方向运动时，l＝eq \x\t(MN)；沿v2方向运动时，l＝0；
图丙：沿v1方向运动时，l＝eq \r(2)R；沿v2方向运动时，l＝0；沿v3方向运动时，l＝R。
2．导体转动切割磁感线时电动势的计算
当导体棒在垂直于磁场的平面内，绕导体棒上某一点以角速度ω匀速转动时，则：
(1)以导体棒中点为轴时，E＝0(相同两段的代数和)。
(2)以导体棒端点为轴时，E＝eq \f(1,2)Bωl2(平均速度取中点位置的线速度eq \f(1,2)ωl)。
(3)以导体棒上任意一点为轴时，E＝eq \f(1,2)Bω(leq \\al(2,1)－leq \\al(2,2))(不同两段的代数和，其中l1>l2)。
►考向1 平动切割磁感线
如图所示，由均匀导线制成的半径为R的圆环，以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场。当圆环运动到图示位置(∠aOb＝90°)时，a、b两点的电势差Uab为( )
A．eq \r(2)BRv B．eq \f(\r(2),2)BRv
C．－eq \f(\r(2),4)BRv D．－eq \f(3\r(2),4)BRv
►考向2 感生电动势与动生电动势同时存在
(多选)如图甲所示，光滑金属导轨abc和feO电阻不计，abef为边长为d的正方形，bc段为圆弧，O为圆弧的圆心，∠bOe＝45°，af间连接电阻为R的灯泡。0时刻开始电阻为R的导体棒绕O点沿圆弧转动，转动的角速度为ω，经2t0由b转到c。扇形区域内磁场恒定，方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B0；正方形区域内磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A．0～t0灯泡发光且电流方向由a→f
B．0～t0灯泡两端电压为eq \f(B0ωd2,2)
C．0～t0通过导体棒的电荷量为eq \f(B0ωd2t0,R)
D．t0～2t0若要使灯泡不发光，图乙中B的变化率为B0ω
【跟踪训练】
(2023·辽宁卷)如图，空间中存在水平向右的匀强磁场，一导体棒绕固定的竖直轴OP在磁场中匀速转动，且始终平行于OP。导体棒两端的电势差u随时间t变化的图像可能正确的是( )
(多选)(2022·山东卷)如图所示，xOy平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为eq \r(2)L的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场。边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点、在xOy平面内以角速度ω顺时针匀速转动。t＝0时刻，金属框开始进入第一象限。不考虑自感影响，关于金属框中感应电动势E随时间t变化规律的描述正确的是( )
A．在t＝0到t＝eq \f(π,2ω)的过程中，E一直增大
B．在t＝0到t＝eq \f(π,2ω)的过程中，E先增大后减小
C．在t＝0到t＝eq \f(π,4ω)的过程中，E的变化率一直增大
D．在t＝0到t＝eq \f(π,4ω)的过程中，E的变化率一直减小
考点3 自感现象及应用
(基础考点·自主探究)
1．自感现象的四个特点
(1)自感电动势总是阻碍导体中电流的变化。
(2)自感电动势使线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化。
(3)自感电动势只是延缓电流的变化，不能使电流停止或反向。
(4)电流稳定时，自感电动势消失，自感线圈相当于普通导体。
2．通电自感和断电自感的比较
【跟踪训练】
(自感现象)如图所示的电路中，L1、L2、L3是三个相同的灯泡，电感L的电阻和电源的内阻可忽略，D为理想二极管。下列判断正确的是( )
A．开关S从断开状态突然闭合时，L1逐渐变亮，L2一直不亮，L3立即变亮
B．开关S从断开状态突然闭合时，L1、L2逐渐变亮，L3立即变亮再熄灭
C．开关S从闭合状态突然断开时，L1逐渐熄灭，L2突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭，L3立即熄灭
D．开关S从闭合状态突然断开时，L1、L2逐渐熄灭，L3突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭
(自感现象的图像问题)如图甲所示的电路中，灯泡电阻为R，A1、A2为完全相同的电流表(内阻不计)。闭合开关K，得到如图乙所示的I－t图像，电源电动势为E，内阻为r，则( )
A．r＝eq \f(I1＋I2,2I2－I1)R
B．E＝eq \f(I1I2,2I2－I1)R
C．断开开关时，小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭
D．闭合开关时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零
考点4 涡流 电磁阻尼与电磁驱动
(基础考点·自主探究)
电磁阻尼与电磁驱动的比较
【跟踪训练】
(涡流)(2024·甘肃卷)工业上常利用感应电炉冶炼合金，装置如图所示。当线圈中通有交变电流时，下列说法正确的是( )
A．金属中产生恒定感应电流
B．金属中产生交变感应电流
C．若线圈匝数增加，则金属中感应电流减小
D．若线圈匝数增加，则金属中感应电流不变
(电磁驱动问题)(多选)摩托车和汽车上装有的磁性转速表就是利用了电磁驱动原理，如图所示是磁性式转速表及其原理图，关于磁性式转速表的电磁驱动原理，下列说法正确的是( )
A．铝盘接通电源，通有电流的铝盘在磁场作用下带动指针转动
B．永久磁体随转轴转动产生运动的磁场，在铝盘中产生感应电流，感应电流使铝盘受安培力而转动
C．铝盘转动的方向与永久磁体转动方向相同
D．由于铝盘和永久磁体被同一转轴带动，所以两者转动是完全同步的
(电磁阻尼)(多选)如图所示为磁控健身车的车轮处的结构示意图，在金属飞轮的外侧有磁铁与飞轮不接触，人用力蹬车带动飞轮旋转时，需要克服磁铁对飞轮产生的阻力，通过调节旋钮拉线可以实现不同强度的健身需求(当拉紧旋钮拉线时可以减小磁铁与飞轮间的距离)，下列说法正确的是( )
A．飞轮受到的阻力主要来源于磁铁对它的安培力
B．人蹬车频率一定时，拉紧旋钮拉线，飞轮受到的阻力减小
C．控制旋钮拉线不动时，飞轮转速越大，受到的阻力越小
D．控制旋钮拉线不动时，飞轮转速越大，内部的涡流越强
感生电场的特点及应用
感生电场与静电场的区别
1．产生条件不同
静电场是由电荷激发的，而感生电场是由变化的磁场激发的。
2．描述电场的电场线特点不同
静电场的电场线不闭合；而变化的磁场周围产生的感生电场的电场线是闭合曲线。
3．电场对电荷做功不同
单位正电荷在静电场中沿闭合路径运动一周时，电场力所做的功为零。而单位正电荷在感生电场中沿闭合路径运动一周时，电场力所做的功不为零。
4．电场方向及判断方法不同
静电场方向与正电荷所受电场力方向一致，沿电场线的切线方向；感生电场方向是根据磁场的变化情况由楞次定律判断的。
英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B，环上套一带电荷量为＋q的小球。已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是( )
A．0 B．eq \f(1,2)r2qk
C．2πr2qk D．πr2qk
提能训练 练案[63]
基础巩固练
题组一 感应电动势大小的计算
1．(2024·广东卷)电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁体可随发动机一起上下振动，每对永磁体间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁体振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈，下列说法正确的是( )
A．此时穿过线圈的磁通量为BL2
B．永磁体相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大
C．永磁体相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越小
D．永磁体相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向
2.(2023·江苏卷)如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动，O、A、C点电势分别为φO、φA、φC，则( )
A．φO>φC B．φC>φA
C．φO＝φA D．φO－φA＝φA－φC
3.如图所示，abcd为水平放置的U形光滑金属导轨，ab与cd的间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计，金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r。保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)，则( )
A．电路中感应电动势的大小为eq \f(Blv,sin θ)
B．电路中感应电流的大小为eq \f(Bvsin θ,r)
C．金属杆所受安培力的大小为eq \f(B2lvsin θ,r)
D．金属杆的热功率为eq \f(B2lv2,rsin θ)
4．(多选)如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨abc和de，ab与de平行，bc是以O为圆心的圆弧导轨，圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场，金属杆OP的O端与e点用导线相接，P端与圆弧bc接触良好，不可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上，若杆OP绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有( )
A．杆OP产生的感应电动势恒定
B．杆OP的电流方向从P流向O
C．杆MN上M点的电势比N点高
D．杆MN所受的安培力方向向右
5.(2023·重庆卷)某小组设计了一种呼吸监测方案：在人身上缠绕弹性金属线圈，观察人呼吸时处于匀强磁场中的线圈面积变化产生的电压，了解人的呼吸状况。如图所示，线圈P的匝数为N，磁场的磁感应强度大小为B，方向与线圈轴线的夹角为θ。若某次吸气时，在t时间内每匝线圈面积增加了S，则线圈P在该时间内的平均感应电动势为( )
A.eq \f(NBScs θ,t) B．eq \f(NBSsin θ,t)
C.eq \f(BSsin θ,t) D．eq \f(BScs θ,t)
6．(2022·全国甲卷)三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为I1、I2和I3。则( )
A．I1I2
C．I1＝I2>I3 D．I1＝I2＝I3
题组二 自感 涡流 电磁阻尼和电磁驱动
7．(2025·苏锡常镇四市调研)如图所示，电路中L为电感线圈，C为电容器，先将开关S1闭合，稳定后再将开关S2闭合，则( )
A．S1闭合时，灯A、B都逐渐变亮
B．S1闭合时，灯A中无电流通过
C．S2闭合时，灯B立即熄灭
D．S2闭合时，灯A中电流由b到a
8．(多选)图甲是工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术的原理图。其原理是用通电线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变，从而获得物件内部是否断裂及位置的信息。图乙是一个由带铁芯的线圈L、开关S和电源连接起来的跳环实验装置，将一个套环置于线圈L上且使铁芯穿过其中，闭合开关S的瞬间，套环将立刻跳起。对以上两个实例的理解正确的是( )
A．涡流探伤技术运用了电流的热效应，跳环实验演示了自感现象
B．能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料
C．金属探伤时接的是交流电，跳环实验装置中接的是直流电
D．以上两个实例中的线圈所连接的电源也可以都是恒压直流电源
9．如图甲所示，电磁炉是目前家庭常用的炊具，具有无明火、无污染、高效节能等优点。某同学仿照电磁炉原理自己制作了一个简易电磁炉，其结构简图如图乙所示。在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，接通交流电源，一段时间后杯内的水就会沸腾起来。下列说法正确的是( )
A．家用电磁炉工作时，利用其面板产生的涡流来加热食物
B．家用电磁炉的锅用铁而不用陶瓷材料，主要是因为陶瓷的导热性能较差
C．简易电磁炉工作时，利用线圈产生的自感现象来加热水
D．仅增大简易电磁炉交流电的频率，可以缩短水达到沸腾的时间
能力提升练
10.(多选)(2024·山东重点中学联考)如图所示，一等腰直角三角形线圈的匝数为n，ab、bc边长均为L，线圈电阻为R。线圈平面与匀强磁场垂直，且一部分处在磁场中，三角形与磁场边界的交点为d、e，其中d、e分别为边ac、bc的中点，在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到3B，在此过程中( )
A．线圈中的磁通量增加量为eq \f(3nBL2,4)
B．线圈中产生的感应电动势大小为eq \f(3nBL2,4Δt)
C．线圈中的感应电流大小为eq \f(3nBL2,2RΔt)
D．线圈整体所受安培力大小增加了eq \f(3n2B2L3,4RΔt)
11．(多选)如图所示，在MN右侧区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度随时间变化的关系为B＝kt(k为大于零的常量)。一高为a、电阻为R的正三角形金属线框向右匀速运动。在t＝0时刻，线框底边恰好到达MN处；在t＝T时刻，线框恰好完全进入磁场。在线框匀速进入磁场的过程中( )
A．线框中的电流始终为逆时针方向
B．线框中的电流先逆时针方向，后顺时针方向
C．t＝eq \f(T,2)时刻，流过线框的电流大小为eq \f(\r(3)ka2,6R)
D．t＝eq \f(T,2)时刻，流过线框的电流大小为eq \f(5\r(3)ka2,12R)
12．(多选)在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一与磁场方向垂直、长度为L的金属杆aO，已知ab＝bc＝cO＝eq \f(L,3)，a、c与磁场中以O为圆心的同心圆(都为部分圆弧)金属轨道始终接触良好。一电容为C的电容器接在轨道上，如图所示，当金属杆在与磁场垂直的平面内以过O点与磁场平行的直线为轴、以角速度ω顺时针匀速转动时( )
A．Uac＝2Uab
B．UaO＝9UcO
C．电容器所带电荷量Q＝eq \f(4,9)BL2ωC
D．若在eO间连接一个电压表，则电压表示数为零
13．(多选)(2021·福建卷)由螺线管、电阻和水平放置的平行板电容器组成的电路如图(a)所示。其中，螺线管匝数为N，横截面积为S1；电容器两极板间距为d，极板面积为S2，板间介质为空气(可视为真空)。螺线管处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B随时间t变化的B－t图像如图(b)所示。一电荷量为q的颗粒在t1～t2时间内悬停在电容器中，重力加速度大小为g，静电力常量为k。则( )
A．颗粒带负电
B．颗粒质量为eq \f(qNS1B2－B1,gt2－t1)
C．t1～t2时间内，a点电势高于b点电势
D．电容器极板电荷量大小为eq \f(NS1S2B2－B1,4πkdt2－t1)
14．(多选)如图甲所示，边长为L、电阻为R的正三角形金属框ACD由粗细均匀的金属棒组成，绝缘细线一端连接AC的中点G将金属框吊在天花板上的O点，金属框处于静止状态，金属框部分处于垂直金属框平面向外的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，金属框AD、CD边的中点E、F在磁场的水平边界上，重力加速度为g。现让磁感应强度按如图乙所示规律变化，图甲中磁场方向为正方向，t＝0时刻悬线的拉力恰好为零，细线能承受的最大拉力为金属框重力的2倍，则下列判断正确的是( )
A．细线未断时，金属框中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向
B．t＝t0时刻，线框中感应电流不为零，细线上拉力大小等于金属框重力
C．细线能承受的最大拉力等于eq \f(3\r(3)B\\al(2,0)L3,16Rt0)
D．t＝eq \f(3,2)t0时刻细线断开
15．(多选)1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是( )
A．圆盘上产生了感应电动势
B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动
C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
16．半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于圆导轨上，BA的延长线通过圆导轨的中心O，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B、方向竖直向下，在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出)。导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均可忽略，重力加速度大小为g。求：
(1)导体棒中的感应电动势的大小；
(2)通过电阻R的感应电流的大小和方向；
(3)外力的功率。
电路图
器材要求
A1、A2同规格，R＝RL，L较大
L很大(有铁芯)
通电时
在S闭合瞬间，灯A2立即亮起来，灯A1逐渐变亮，最终一样亮
灯A立即亮，然后逐渐变暗达到稳定
断电时
回路电流减小，灯泡逐渐变暗，A1电流方向不变，A2电流反向
(1)若I2≤I1，灯泡逐渐变暗；
(2)若I2>I1，灯泡闪亮后逐渐变暗。
两种情况下灯泡中电流方向均改变
总结
自感电动势总是阻碍原电流的变化
电磁阻尼
电磁驱动
不
同
点
成因
由于导体在磁场中运动而产生感应电流，从而使导体受到安培力
由于磁场相对导体运动引起穿过导体的磁通量变化而产生感应电流，从而使导体受到安培力
效果
安培力的方向与导体运动方向相反，阻碍导体运动
导体受安培力的方向与磁场运动方向相同，推动导体运动
能量
转化
导体克服安培力做功，其他形式的能转化为电能，最终转化为内能
由于电磁感应，磁场能转化为电能，通过安培力做功，电能转化为导体的机械能，从而对外做功
相同点
两者都是电磁感应现象，都遵循楞次定律，都是安培力阻碍引起感应电流的导体与磁场间的相对运动