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1、第十四章电磁感应第一课时 考点梳理一、考点要求电 磁 感 应内 容要求说 明1电磁感应现象、磁通量、法拉第电磁感应定律、楞次定律2导体切割磁感线时的感应电动势、右手定则3自感现象4日光灯1导体切割磁感线时感应电动势的计算，只限于l垂直于B、v的情况。2在电磁感应现象里，不要求判断内电路中各点电势的高低。二、知识结构电磁感应是电磁学部分的核心内容，是高考的重点，也是高考的热点，本部分主要考查电磁感应现象的产生条件，感应电动势的大小和感应电流方向的判定。本章内容集中体现了静电场、恒定电流、磁场知识，还与力学相联系，综合性很强，难度很大，特别是从能量角度分析和解决问题。每年高考题中均有该章的知识，重
2、点考查感应电流方向的判断和感应电动势大小的计算。本章所占分值约全卷的5%8%，常考如下的题型：1力电综合计算题：这类题常以导轨上导体切割磁感线为模型，综合考查电磁感应、磁场、电路、牛顿定律、能量的转化等知识。2图象题：近几年高考题中出现的频率很高，多以选择题或填空题的形式出现，这类题多以一个正方形或长方形导线框通过一个有界的匀强磁场为模型，讨论线框通过磁场的过程中安培力、电流、电压等的变化规律，要求用图象表达出现。3考查自感现象的题：自感现象虽为A级要求，但高考中出现的频率并不低，而且考生的出错率极高。这类题主要考查通电和断电瞬间发生的自感现象，另外自感系数L的物理意义和决定因素也不可忽视。4
3、与理想变压器、交流电相联系的题另外，还要重视理论联系实际的题；重视从能量角度分析问题，电磁感应的过程遵从其他形式能转化为电能的过程。本章的热点有两个：一是感应电流大小及方向的判定，出现频率很高，感应电流的方向判定主要是对右手定则，特别是楞次定律的深刻理解，感应电流的大小依据E=和E=BLv来分析；二是导体切割磁感线运动问题。从近几年试题看，求感应电动势的题目，大多是切割磁感线的情况，直接用法拉第电磁感应定律E=来计算相对要少一些，因此复习中应加强对E=BLv的理解和应用。预计2020年高考仍将在这几个方面出题。另外，本章知识在实际中应用广泛，如日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术应用等，
4、有些问题涉及多学科知识，不可轻视。四、课本预习作业1匀强磁场中 做穿过这个面的磁通量。单位为 简称 符号 。2磁感应强度又叫 是指垂直穿过单位面积的磁通量。3产生感应电流的条件是。4凡是由磁通量的增加而引起的感应电流，感应电流激发的磁场就阻碍 。凡是由磁通量的减少而引起的感应电流，感应电流激发的磁场就阻碍 。5楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的 。6应用楞次定律判断感应电流的方向时，首先要；其次是；然后依据楞次定律 ；最后 。7导体切割磁感线产生感应电流的方向用 ； 来判断较为简便，其内容为：。8由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫 现象。而产
5、生的感应电动势叫 。9当导体线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与原来的电流方向 ； 当导体线圈中的电流减小时，自感电动势的方向与原来的电流方向 。10自感系数简称 或 ，线圈的自感系数跟线圈的 、 、 有关。线圈的横截面积越大，线圈越长，匝数越多，线圈内有铁芯自感系数都 。11日光灯主要由 、 、 组成。12日光灯被点亮时，是启动器中的触片 时，在镇流器中产生的很高的自感电动势，与原电压一起产生一个瞬间高电压，点亮灯管。13在电磁感应现象中产生的电动势是 ； 感应电动势的大小与 有关。单位时间内磁通量的变化量又叫 。14法拉第电磁感应定律：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
6、率成 ，表达式为 。如果闭合电路为n匝线圈，则表达式就变为E 。15导线切割磁感线时产生的感应电动势的大小，跟磁感应强度B、导线长度L、运动速度v的大小以及运动方向和磁感线方向的夹角的正弦sin成 。16能量守恒定律是一个普遍适用的定律，同样适用于电磁感应现象，外力移动导体或磁铁做功，消耗能产生 能。 就是应用这个原理制成的。17电能可以从一个螺线管转移给另一个螺线管，就是应用这个原理制成的。第二课时 电磁感应现象 楞次定律一、考点理解（一）电磁感应现象1电磁感应现象利用磁场产生电流（或电动势）的现象，叫电磁感应现象。所产生的电流叫感应电流，所产生的电动势叫感应电动势。2产生感应电动势、感应电
7、流的条件穿过闭合电路中的磁通量发生变化时，闭合电路中就有感应电流产生。如果电路不闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，电路中没有电流，但产生感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源。3引起磁通量变化的常见情况（1）闭合回路中的部分导体做切割磁感线运动；（2）线圈在磁场中转动；（3）线圈在磁场中面积发生变化；（4）线圈中磁感应强度发生变化；（5）通电线圈中电流发生变化。（二）感应电流方向的判断1右手定则（1）当闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时用右手定则判断感应电流方向。（2）右手定则：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体
8、运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。（3）四指指向还可以理解为：感应电动势的方向、该部分导体的高电势处。2楞次定律（1）当闭合回路中的磁通量发生变化引起感应电流时，用楞次定律判断感应电流方向。（2）楞次定律的内容：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。（3）关于“阻碍”的理解：“阻碍”是“阻碍原磁通量的变化”，而不是阻碍原磁场；“阻碍”不是“阻止”，尽管“阻碍原磁通量的变化”，但闭合回路中的磁通量仍然在变化；“阻碍”是“阻碍变化”，当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反阻碍原磁通量的增加；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同阻碍原磁通量的减少。
9、感应电流的磁场方向与原磁场方向的这种关系可以通俗理解为“增反向减同向”。二、方法讲解（一）应用楞次定律判断感应电流方向的具体步骤1明确闭合回路中原磁场方向（穿过线圈中原磁场的磁感线的方向）。2把握闭合回路中原磁通量的变化（原是增加还是减少）。3依据楞次定律，确定回路中感应电流磁场的方向（B感取什么方向才能阻碍原的变化）。4利用安培定则，确定感应电流的方向（B感和I感之间的关系）。（二）楞次定律的拓展楞次定律的广义表述：感应电流的效果总是反抗（或阻碍）引起感应电流的原因。主要有四种表现形式：1当闭合回路中磁通量变化而引起感应电流时，感应电流的效果总是阻碍原磁通量的变化。2当线圈和磁场发生相对运动
10、而引起感应电流时，感应电流的效果总是阻碍二者之间的相对运动（来拒去留）。3当线圈面积发生变化而引起感应电流时，感应电流的效果总是阻碍回路面积的变化。4当线圈中自身电流发生变化而引起感应电流时，感应电流的效果总是阻碍原电流的变化（自感现象）。（三）电磁感应中的能量转换楞次定律的本质是能量守恒定律，产生感应电流的过程中必定伴随着其它形式的能转化为电能。如图甲所示，当条形磁体自由下落接近螺线管的过程中，螺线管中电流的磁场阻碍磁体的下落，磁体的机械能减少，减少的机械能通过电磁力做功转化为螺线管的电能。如果是纯电阻电路，则电能通过电流做功全部转化为系统的内能。图乙所示，导体棒ab以初速度v沿光滑导轨切割
11、磁感线运动，使回路中产生感应电流，导体棒受安培力F的作用，通过安培力做功使导体棒的动能转化为电能。如果是纯电阻电路，电能通过电流做功全部转化为系统的内能。在电磁感应中，外力克服电磁力做功，将其它形式的能转化为电能，克服电磁力做了多少功，就有多少其它形式的能转化为等量的电能。（四）三个定则的比较安培定则、左手定则、右手定则都是用手来反映几个物理量间方向关系的定则，要注意它们各自的使用条件和对应的因果关系。安培定则反映的是电流（因）产生磁场（果）的现象中，电流方向和磁场方向间的关系。左手定则反映的是运动电荷或电流（因）在磁场中受磁场力（果）的现象中，电流（或电荷运动）方向、磁场方向、磁场力方向间的
12、关系（通电受力用左手）。右手定则反映的是导线在磁场中切割磁感线运动（因）产生感应电动势（果）的现象中，磁场方向、导体切割磁感线的运动方向、感应电动势的方向间的关系（运动生电用右手）三、考点应用例1如图，在同一铁芯上绕两个线圈A和B，单刀双掷开关S原来接触点1，现在把它扳向触点2，则在开关S断开1和闭合2的过程中，流过电阻R中电流的方向是：（ ）A先由P到Q，再由Q到PB先由Q到P，再由P到QC始终是由Q到PD始终是由P到Q分析: R中电流方向，取决于B线圈产生的感应电流方向；B中感应电流的产生，是由B中磁通量的变化所引起，B中磁通量的变化是由A线圈中电流变化来决定。当S接触点1时，A和B中的原
13、磁场方向均向右，当S断开触点1时，B中向右的磁通量减少，B中感应电流的磁场阻碍原磁通量的减少，从而B中感应电流的磁场也向右，由楞次定律和安培定则可以判断R中电流方向由Q到P。当S由断开到闭合2触点的瞬间，B中由原来没有磁场到出现向左的磁场，则B中原磁通量为向左增加，由楞次定律可知，B中产生的感应电流的磁场方向仍为向右，故R中电流方向仍为Q到P。答案： C。点评：（1）要准确把握产生感应电流的结果与引起感应电流的原因之间的关系。（2）楞次定律和安培定则的运用要熟练。例2如图所示，条形磁体附近放置有三个矩形线圈A、B、C，A在N极附近A1处垂直磁体，B在N极附近B1处平行于磁体，C在S极上方附近C
14、1处平行于磁体，分析下列情况下线圈中感应电流的方向。（1）A线圈从A1处向右平动，经过A2处到达S极附近A3处的过程中；A2为磁体的正中间。（2）B线圈从B1处向右平动，经过B2处到达S极附近B3处的过程中；B2为磁体的正中间。（3）C线圈从C1处向下平动，经过C2处到达S极下方附近C3处的过程中；C2为S极中线位置。分析:：要判断线圈在磁体附近移动时感应电流情况，关键是确定线圈中磁通量的变化情况。（1）A线圈移动时，垂直A线圈的磁场分量均为向右，当A线圈在A2处时，线圈中的磁通量最大；线圈在A1和A3处时磁通量的大小相等（如图所示）。当线圈由A1位置移到A2位置的过程中，线圈中向右的磁通量增加，由楞次定律可知，这一过程中，线圈中感应电流的磁场方
