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1、第九章 电磁感应 第一课时 电磁感应现象 楞次定律本章概览1、电磁感应属于每年重点考查的内容之一，试题综合程度高，难度较大。2、本章的重点是：电磁感应产生的条件、磁通量、应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向、感生、动生电动势的计算。公式E=Blv的应用，平动切割、转动切割、单杆切割和双杆切割，常与力、电综合考查，要求能力较高。图象问题是本章的一大热点，主要涉及-t图、B-t图、和I-t图的相互转换，考查楞次定律和法拉第电磁感应定律的灵活应用。3、近几年高考对本单元的考查，命题频率较高的是感应电流产生的条件和方向的判定，导体切割磁感线产生感应电动势的计算，电磁感应现象与磁场、电路、力学等知识
2、的综合题，以及电磁感应与实际相结合的问题，如录音机、话筒、继电器、日光灯的工作原理等- 1 -用心 爱心 专心考点剖析【教学要求】1、通过探究得出感应电流与磁通量变化的关系，并会叙述楞次定律的内容。2、通过实验过程的回放分析，体会楞次定律内容中“阻碍”二字的含义，感受“磁通量变化”的方式和途径，并用来分析一些实际问题。【知识再现】一、电磁感应现象感应电流产生的条件1、内容：只要通过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流产生2、条件： _； _ 二、感应电流方向楞次定律1、感应电流方向的判定：方法一：右手定则 ； 方法二：楞次定律。2、楞次定律的内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流
3、的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。3、掌握楞次定律，具体从下面四个层次去理解：谁阻碍谁感应电流的磁通量阻碍原磁场的磁通量阻碍什么阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身如何阻碍原磁通量增加时，感应电流磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”阻碍的结果阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少重点突破知识点一磁通量及磁通量的变化磁通量变化=2-1，一般存在以下几种情形：投影面积不变，磁感强度变化，即=BS； 磁感应强度不变，投影面积发生变化，即=BS。其中投影面积的变化又有两种形式：A处在磁场的闭合回路面积发生变化，引起
4、磁通量变化；B闭合回路面积不变，但与磁场方向的夹角发生变化，从而引起投影面积变化磁感应强度和投影面积均发生变化，这种情况少见。此时，=B2S2-B1S1；注意不能简单认为=BS。【应用1】如图所示，平面M的面积为S，垂直于匀强磁场B，求水平面M由此位置出发绕与B垂直的轴转过60和转过180时磁通量的变化量。导示：初位置时穿过M的磁通量为：1=BS；当平面M转过60后，磁感线仍由下向上穿过平面，且=60所以2=BS cos 60=BS/2。当平面转过180时，原平面的“上面”变为“下面”，而“下面”则成了“上面”，所以对平面M来说，磁感线穿进、穿出的顺序刚好颠倒，为了区别起见，我们规定M位于起始
5、位置时其磁通量为正值，则此时其磁通量为负值，即：3=-BS由上述得，平面M转过60时其磁通量变化为：1=2-1=BS/2平面M转过180时其磁通量变化为：2=3-1=2BS。 1、必须明确S的物理意义。2、必须明确初始状态的磁通量及其正负（一定要注意在转动过程中，磁感线相对于面的穿入方向是否发生变化）。3、注意磁通量与线圈匝数无关。知识点二安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的比较（1）应用现象（2）应用区别：关键是抓住因果关系因电而生磁(IB) 安培定则因动而生电(v、BI安）右手定则因电而受力(I、BF安）左手定则【应用2】如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经表示左线
6、圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是 （ ）A当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点为等电势C当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点D当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点导示：选择BD。在图中ab棒和右线圈相当于电源。当导体棒向右匀速运动时，根据右手定则，可以判断b点电势高于a点，此时通过右线圈在磁通量没有变化，所以，右线圈中不产生感应电流，c点与d点为等电势。当金属棒向右加速运动时，b点电势高
7、于a点，此时通过右线圈在磁通量逐渐增大，根据楞次定律可以判定d点电势高于c点。方法探究类型一探究感应电流产生的条件cabdAB【例1】如图，在通电直导线A、B周围有一个矩形线圈abcd，要使线圈中产生感应电流，你认为有哪些方法？导示: 当AB中电流大小、方向发生变化、abcd线圈左右、上下平移、或者绕其中某一边转动等都可以使线圈中产生感应电流。类型二感应电流方向的判定判定感应电流方向的步骤：首先明确引起感应电流的原磁场方向确定原磁场的磁通量是如何变化的 根据楞次定律确定感应电流的磁场方向“增反减同” 利用安培定则确定感应电流的方向【例2】如图所示，导线框abcd与导线在同一平面内，直导线通有恒
8、定电流I，当线圈由左向右匀速通过直导线时，线圈中感应电流的方向是（ ）A.先abcd后dcba，再abcdB.先abcd，后dcbaC.始终dcbaD.先dcba，后abcd，再dcba导示：选择D。当线圈由左向右匀速通过直导线时，穿过线圈的磁通量先向外增大，当导线位于线圈中间时磁通量减小为O；然后磁通量先向里增大，最后又减小到O。类型三楞次定律推论的应用楞次定律的“阻碍”含义，可以推广为下列三种表达方式：阻碍原磁通量（原电流）变化（线圈的扩大或缩小的趋势）“增反减同”阻碍（磁体的）相对运动，（由磁体的相对运动而引起感应电流）“来推去拉”从能量守恒角度分析：能量的转化是通过做功来量度的，这一点
9、正是楞次定律的根据所在，楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。【例3】如图所示，光滑固定导体M、N水平放置，两根导体捧P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路当一条形磁铁从高处下落接近回路时（ ）A、P、Q将互相靠拢 B、P、Q将互相远离C、磁铁的加速度仍为g D、磁铁的加速度小于g导示： 方法一：设磁铁下端为N极，如图所示，根据楞次定律可判断P、Q中的感应电流方向。根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向。可见P、Q将互相靠拢。由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律，磁铁将受到反作用力，从而加速度小于g。当磁铁下端为S极时，根据类似的分析可得到相同的结果。所以，本题应选
10、A、D。方法二：根据楞次定律知：“感应电流的磁场总要阻碍原磁通量的变化”，为阻碍原磁通量的增加，P、Q只有互相靠拢来缩小回路面积，故A正确，B错。楞次定律可以理解为感应电流的磁场总要阻碍导体间的相对运动，可把PQMN回路等看为一个柱形磁铁，为了阻碍磁铁向下运动，等效磁铁的上面必产生一个同名磁极来阻碍磁铁的下落，故磁铁的加速度必小于g，故C错D正确。成功体验1、如图是某同学设计的用来测量风速的装置。请解释这个装置是怎样工作的。2、已知一灵敏电流计，当电流从正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转，现把它与线圈串联接成图示电路，当条形磁铁按如图所示情况运动时，以下判断正确的是（ ）A甲图中电流表偏转方向向右B乙图中磁铁下方的极性是N极C丙图中磁铁的运动方向向下D丁图中线圈的绕制方向与前面三个相反3、（赣榆县教研室2008年期末调研）如甲图所示，iabcd甲itt1t2t30乙光滑的水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线，可以自由移动的矩形导线框abcd靠近长直导线放在桌面上。当长直导线中的电流按乙图所示的规律变化时（甲图中电流所示的方向为正方向），则（）A在t2时刻，线框内没有电流，线框不受力Bt1到t2时间内，线框内电流的方向为abcdaCt1到t2时间内，线框向右做匀减速直线运动Dt1到t2时间内，线框受到磁场力对其做负功答案：1.略 2.ABD 3.BD
