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1、第四章 电磁感应复习巩固课教案教学目标：1知识目标加深理解电磁感应现象的产生条件、法拉第电磁感应定律、楞次定律等基本规律；加深理解感生电动势、动生电动势、自感等基本概念。2能力目标在熟练掌握上述规律、概念的基础上，能够分析和解决一些物理问题。3物理方法教育目标通过复习，培养学生归纳知识和进一步运用知识的能力，掌握一定的分析解决问题的科学方法。复习重点：电磁感应基本规律的综合性运用教学方法：复习提问，讲练结合，学案导学，小专题讲解教具投影片，学案教学过程（一）本章知识结构梳理（投影复习提纲，可以印发提纲，要求学生课下预习完成）1电磁感应现象：产生条件_注意：有感应电动势不一定有感应电流，还要看电
2、路是否闭合。2法拉第电磁感应定律：感应电动势的大小与_成正比。公式：_导体棒切割磁感线产生的感应电动势计算公式：_（B、L、v两两垂直）3楞次定律：_应用的主要步骤：_导体棒切割磁感线时判断感应电流方向：_4区别几个定则：右手螺旋定则：_左手定则：_右手定则：_5感生电动势：磁场变化时在空间激发出出一种电场，称为_，自由电荷受到的非静电力与这种电场有关，在这种情况下产生的电动势称为_动生电动势：导体切割磁感线运动时，自由电荷受到的非静电力与_力有关，在这种情况下产生的电动势称为_6互感：当一个线圈中电流变化时，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为_。这种感应电动势，叫做_。自感：线圈中电流
3、发生变化而在它本身激发出感应电动势的现象叫_。这种电动势叫_。自感电动势的大小与_成正比，比例系数叫做_，与_等因素有关。（二）专题讲练专题一 运用楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则进行定性判断类问题这类题是历年高考的热门题，利用这些方向类的定律、定则来解题，注意不要混淆这些规律的适用对象，还需在理解能力、推理能力和综合分析能力的培养上下功夫。【例1】如图所示，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向向上，今将一金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘，当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为（ ）A受力向右 B受力向左C受力向上 D受力为零解析：由安培定则判
4、断出直导线电流周围磁场的特点，由楞次定律判断出感应电流的方向，再由左手定则判断出各边的受力情况，最后求合力。由安培定则可知直导线电流周围的磁场分布如图所示。当直导线上电流突然增大时，穿过矩形回路的合磁通量（方向向外）增加，回路中产生顺时针方向的感应电流，因ad、bc两边分布对称，所受的安培力合力为零，ab、cd两边虽然通过的电流方向相反，但它们所处的磁场方向也相反，由左手定则可知它们所受的安培力均向右，所以线框整体受力向右。选项A正确。点拨：本题是综合运用安培定则、楞次定律、左手定则等判断有关方向的。这是解决这类题的一般方法，注意本题ab、cd两边受力方向相同，本题还有另一种较为简单的解法：感
5、应电流是由穿过线圈的磁通量增加引起的，只有线圈向右移动才能阻碍磁通量的增加，因此线框所受安培力的合力向右。针对练习1：通电矩形导线框abcd与无限长通电导线MN在同一平面内，电流方向如图 所示，ab边与MN平行，关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是（ ）A线框有两条边所受的安培力相同B线框有两条边所受的安培力大小相同C线框所受的安培力的合力向左D线框的ab边将以cd边为轴向纸面外转动答案：BC针对练习2：试比较磁流体泵和磁流量计F=BILE=BLv左手定则右手定则由电源提供电流由导电液体流动产生电流在闭合电路欧姆定律中，流体电阻等效为外电阻R在闭合电路欧姆定律中，流体电阻相当于电源内阻
6、r电流恒定时，电荷受到的洛伦兹力f与电场力F平衡，即f=F答案：见右表。专题二 感应电动势和感应电流的计算类问题这类题是利用法拉第电磁感应定律（或E=BLv）和欧姆定律来进行计算的，在解答这类问题时，应注意培养“应用数学工具解决物理问题的能力”。【例2】如图所示固定在匀强磁场中的正方形线框abcd，各边长为L，其中ab段是一段电阻为R的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可忽略的铜线，磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，现有一与ab段的材料、粗细、长度都相同的电阻丝PQ架在导线框上，以恒定的速度v从ad滑向bc，当PQ滑到何处时，通过PQ的电流最小？为多少？方向如何？解析：PQ切割磁感线，它相当于
7、电源，它的电阻就是电源内阻，ab被分为两部分，并联作为外电路，等效电路图如图所示。把PQ作为电源，内阻为R，电动势E=BLv 外电路的总电阻为 流过PQ的电流为总电流 式联立，有 中可知，当，即PQ滑道ab中点时，流过 PQ电流的方向向上，即由Q到 P。点拨：本题是一道电磁感应与电路的综合题，注意应用数学工具处理物理问题。解答这类题，电磁感应提供电源，相当于恒定电流一章中的电池，电路分析与计算方法与恒定电流一章相同，如本题还可用分流原理求通过aP段的电流，aP段消耗的电功率等。针对练习3：半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地
8、放置，磁场与环面垂直，其中a0.4m，b0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R02，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计（1）若棒以v05m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO 的瞬时（如图示）MN中的电动势和流过灯L1的电流。（2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O 以OO 为轴向上翻转90，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为 T/s，求L1的功率。解析：（1）棒滑过圆环直径OO 的瞬时，MN中的电动势图（1）E1=B2a v=0.20.85=0.8V 等效电路如图（1）所示，流过灯L1的电流I1=E1/R=0.8/2=0.4A 图
9、（2）（2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O 以OO 为轴向上翻转90，半圆环OL1O中产生感应电动势，相当于电源，灯L2为外电路，等效电路如图（2）所示，感应电动势E2=0.5a2=0.32V L1的功率P1=（E2/2）2/R=1.28102W针对练习4、如图所示，正三角形abc的边长为L，在磁感应强度为B的匀强磁场中以平行于bc边的速度v匀速运动，则电压表的示数为_V，ab两点间的电势差为_ V。答案：0 专题三 电磁感应中的图象问题回路中感应电动势E、感应电流i和磁感应强度B的方向，在E-t图i-t图和B-t图中是通过正负值来反映的。分析回路中的感应电动势或感应电流的大小及
10、其变化规律，要利用法拉第电磁感应定律来分析，有些图象问题还要画出等效电路图来辅助分析。【例3】匀强磁场磁感应强度 B=0.2 T，磁场宽度L=3rn，一正方形金属框边长ab=1m，每边电阻r=0.2，金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图所示，求：（1）画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的I-t图线（2）画出ab两端电压的U-t图线图（1）解析：线框进人磁场区时E1=B l v=2 V，=2.5 A方向沿逆时针，如图（1）实线abcd所示，感电流持续的时间t1=0.1 s图（2）线框在磁场中运动时：E2=0，I2=0无电流的持续时间：t2=
11、0.2 s，线框穿出磁场区时：E3= B l v=2 V，=2.5 A此电流的方向为顺时针，如图（1）虚线abcd所示，规定电流方向逆时针为正，得I-t图线如图（2）所示（2）线框进入磁场区ab两端电压U1=I1 r=2.50.2=0.5V线框在磁场中运动时；b两端电压等于感应电动势U2=B l v=2V图（3）线框出磁场时ab两端电压：U3=E - I2 r=1.5V由此得U-t图线如图（3）所示点评：将线框的运动过程分为三个阶段，第一阶段ab为外电路，第二阶段ab相当于开路时的电源，第三阶段ab是接上外电路的电源针对练习5、（2001年全国物理）如图甲所示，一对平行光滑导轨，放在水平面上，
12、两导轨间的距离l=0.20m，电阻R=1.0；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及两轨道的电阻均可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下，如图甲所示。现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，侧得力F与时间t的关系如图乙所示。求杆的质量m和加速度a。 解析：导体杆在轨道上做初速度为零的匀加速直线运动，用v表示瞬时速度，t表示时间，则杆切割磁感线产生的感应电动势为：E=BLv=Blat 闭合回路中的感应电流为 由安培力公式和牛顿第二定律得：F-BIl=mayoxBab由、式得F=ma+由乙图线上取两点t1=0，F1=1N，t2=10s，F
13、2=2N代入，联立方程得：a=10m/s2，m=0.1kg针对练习6、如图所示，xoy坐标系y轴左侧和右侧分别有垂直于纸面向外、向里的匀强磁场，磁感应强度均为B，一个围成四分之一圆形的导体环Oab，其圆心在原点O，半径为R，开始时在第一象限。从t=0起绕O点以角速度逆时针匀速转动。试画出环内感应电动势E随时间t而变的函数图象（以顺时针电动势为正）。tOET 2TEm解：开始的四分之一周期内，oa、ob中的感应电动势方向相同，大小应相加；第二个四分之一周期内穿过线圈的磁通量不变，因此感应电动势为零；第三个四分之一周期内感应电动势与第一个四分之一周期内大小相同而方向相反；第四个四分之一周期内感应电动势又为零。感应电动势的最大值为Em=BR2，周期为T=2/，图象如右。专题四 用能量观点解决电磁感应问题只要有感应电流产生，电磁感应现象中总伴随着能量的转化。电磁感应的题目往往与能量守恒的知识相结合。这种综合是很重要的。要牢固树立起能量守恒的思想。a
