2010届高三物理一轮复习学案电磁感应

《2010届高三物理一轮复习学案电磁感应》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2010届高三物理一轮复习学案电磁感应（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、2010届高三物理一轮复习学案：电磁感应教学目标i.知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件。2 .会运用楞次定律和左手定则判断感应电流的方向。3 会计算感应电动势的大小（切割法、磁通量变化法）。4 通过电磁感应综合题目的分析与解答，深化学生对电磁感应规律的理解与应用，使学生在建立力、电、磁三部分知识 联系的同时，再次复习力与运动、动量与能量、电路计算、安培力做功等知识，进而提高学生的综合分析能力。教学重点、难点分析1楞次定律、法拉第电磁感应定律是电磁感应一章的重点。另外，电磁感应的规律也是自感、交流电、变压器等知识的 基础，因而在电磁学中占据了举足轻重的地位。2 在高考考试大纲中，楞次定律、

2、法拉第电磁感应定律都属II级要求，每年的高考试题中都会岀现相应考题，题型也多种多样，在历年高考中，以选择、填空、实验、计算各种题型都岀现过，属高考必考内容。同时，由电磁感应与力学、电学知 识相结合的题目更是高考中的热点内容，题目内容变化多端，需要学生有扎实的知识基础，又有一定的解题技巧，因此在复习 中要重视这方面的训练。3 电磁感应现象及规律在复习中并不难，但是能熟练应用则需要适量的训练。关于楞次定律的推广含义、法拉第电磁感 应定律在应用中何时用其计算平均值、何时要考虑瞬时值等问题都需通过训练来达到深刻理解、熟练掌握的要求，因此要根据 具体的学情精心选择一些针对性强、有代表性的题目组织学生分析

3、讨论达到提高能力的目的。4 .电磁感应的综合问题中，往往运用牛顿第二定律、动量守恒定律、功能关系、闭合电路计算等物理规律及基本方法， 而这些规律及方法又都是中学物理学中的重点知识，因此进行与此相关的训练，有助于学生对这些知识的回顾和应用，建立各 部分知识的联系。但是另一方面，也因其综合性强，要求学生有更强的处理问题的能力，也就成为学生学习中的难点。5 楞次定律、法拉第电磁感应定律也是能量守恒定律在电磁感应中的体现，因此，在研究电磁感应问题时，从能量的观点去认识问题，往往更能深入问题的本质，处理方法也更简捷，物理”的思维更突岀，对学生提高理解能力有较大帮助，因而应成为复习的重点。教学过程设计一、

4、电磁感应现象1 .产生感应电流的条件感应电流产生的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化。以上表述是充分必要条件。 不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然产生感应电流；反之,只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，电路中有感应电流产生。这个表述是充分条件，不是必要的。 在导体做切割磁感线运动时用它判定比较方便。2 .感应电动势产生的条件。感应电动势产生的条件是：穿过电路的磁通量发生变化。这里不要求闭合。无论电路闭合与否，只要磁通量变化了，就一定有感应电动势产生。这好比一个电源：不论

5、外电路是否 闭合，电动势总是存在的。但只有当外电路闭合时，电路中才会有电流。3关于磁通量变化（1）在匀强磁场中，磁通量 S、a不变， B、a不变， B、S不变，B改变，这时 S改变，这时 a改变，这时 =BSsin a （ a是B与S的夹角），磁通量的变化 = Bsin aA = ASBsin a =BS (sin asin ai)牢血-沏有多种形式，主要有:当B、S、a中有两个或三个一起变化时，就要分别计算如、2，再求2-奶了。（2）在非匀强磁场中，磁通量变化比较复杂。有几种情况需要特别注意： 如图所示，矩形线圈沿a tb-c在条形磁铁附近移动，试判断穿过线圈的磁 通量如何变化？如果线圈M沿

6、条形磁铁轴线向右移动，穿过该线圈的磁通量如何变 化？（穿过上边线圈的磁通量由方向向上减小到零，再变为方向向下增大； 右边线圈的磁通量由方向向下减小到零，再变为方向向上增大）c 如图所示，环形导线 a中有顺时针方向的电流，a环外有两个同心导线圈 b、c,与环形导线a在同 一平面内。当a中的电流增大时，穿过线圈 b、c的磁通量各如何变化？在相同时间内哪一个变化更大？（b、c线圈所围面积内的磁通量有向里的也有向外的，但向里的更多，所以总磁通量向里，a中的电流增大时，总磁通量也向里增大。由于穿过 b线圈向外的磁通量比穿过 c线圈的少，所以穿过 b线圈的磁 通量更大，变化也更大。） 如图所示，虚线圆 a

7、内有垂直于纸面向里的匀强磁场，虚线圆a外是无磁场空间。环外有两个同心导线圈b、c,与虚线圆a在同一平面内。当虚线圆 a中的磁通量增大时，穿过线圈 b、c的磁通量各如何 变化？在相同时间内哪一个变化更大？（与的情况不同，b、c线圈所围面积内都只有向里的磁通量，且大小相同。因此穿过它们的磁通量 和磁通量变化都始终是相同的。）、楞次定律1 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磁通量的变化。楞次定律解决的是感应电流的方向问题。它关系到两个磁场：感应电流的磁场（新产生的磁场）和引起感应电流的磁场（原来就有的磁场）。前者和后者的关系不是同向”或反向”的简单关系，而是前者

8、阻碍”后者 变化”的关系。在应用楞次定律时一定要注意：阻碍”不等于 反向” 阻碍”不是 阻止”（1）从阻碍磁通量变化”的角度来看，无论什么原因，只要使穿过电路的磁通量发生了变化，就一定有感应电动势产生。阻碍”的不是磁感强度 B，也不是磁通量而是阻碍穿过闭合回路的磁通量变化。（2）从 阻碍相对运动”的角度来看，楞次定律的这个结论可以用能量守恒来解释：既然有感应电流产生，就有其它能转 化为电能。又由于感应电流是由相对运动引起的，所以只能是机械能转化为电能，因此机械能减少。磁场力对物体做负功，是阻力，表现出的现象就是 阻碍”相对运动。（3）从 阻碍自身电流变化”的角度来看，就是自感现象。 自感现象的

9、应用和防止。应用：日光灯电路图及原理：灯管、镇流器和启动器的作用 防止：定值电阻的双线绕法。2 .右手定则。对一部分导线在磁场中切割磁感线产生感应电流的情况，右手定则和楞次定律的结论是完全一致的。这时，用右手定则更 方便一些。3 楞次定律的应用及其推广楞次定律强调的是感应电流的方向，感应电流的磁场阻碍原磁通量的变化。我们可将其含义推广为：感应电流对产生的原 因（包括外磁场的变化、线圈面积的变化、相对位置的变化、导体中电流的变化等）都有阻碍作用。因此用推广含义考虑问题 可以提高运用楞次定律解题的速度和准确性。楞次定律的应用应该严格按以下四步进行：确定原磁场方向；判定原磁场如何变化（增大还是减小）

10、；确定感应电 流的磁场方向（增反减同）；根据安培定则判定感应电流的方向。【例题1】如图所示，有两个同心导体圆环。内环中通有顺时针方向的电流，外环中原来无电流。当内环中电流逐渐增大时，外环中有无感应电流？方向如何？解:由于磁感线是闭合曲线，内环内部向里的磁感线条数和内环外部向外的所有磁感线条数相等，.所以外环所围面积内（这里指包括内环圆面积在内的总面积，而不只是环形区域的面积）的总磁通量-向里、增大，所以外环中感应电流磁场的方向为向外，由安培定则，外环中感应电流方向为逆时针。【例题2】如图所示，闭合导体环固定。条形磁铁S极向下以初速度Vo沿过导体环圆心的竖直线下落过程，导体环中的感应电流方向如何

11、？解：从 阻碍磁通量变化”来看，当条形磁铁的中心恰好位于线圈M所在的水平面时，磁铁内部向上的磁感线都穿过了线圈，而磁铁外部向下穿过线圈的磁通量最少，所以此时刻穿过线圈 M的磁通量最大。因此全过程 中原磁场方向向上，先增后减，感应电流磁场方向先下后上，感应电流先顺时针后逆时针。从“阻碍相对运动”来看，线圈对应该是先排斥（靠近阶段）后吸引（远离阶段），把条形磁铁等效为螺线管，该螺线管中的电流是从上向下看逆时针方向的，根据“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”，感应电流方向应该是先顺时针后逆时针的，与前一种方法的结论相同【例题3】如图所示，O1O2是矩形导线框abed的对称轴，其左方有垂直于纸面向外

12、的匀强磁场。以下哪些情况下abed中有感应电流产生？方向如何？A .将abed以ed为轴转动 60 B .将abed向右平移C .将abed以ab为轴转动60 D .将abed向纸外平移解：A、B两种情况下原磁通量向外，减少，感应电流磁场向外，感应电流方向为abedo C、D两种情况下穿过abed的磁通量没有发生变化，无感应电流产生【例题4】如图所示装置中，ed杆原来静止。当ab杆做如下那些运动时，ed杆将向右移动?A 向右匀速运动B.向右加速运动C .向左加速运动D .向左减速运动解：.ab匀速运动时，ab中感应电流恒定，Li中磁通量不变，穿过 L?的磁 通量不变化，L2中无感应电流产生，e

13、d保持静止，A不正确；ab向右加速运动 时，L2中的磁通量向下，增大，通过ed的电流方向向下，ed向右移动，B正确； 同理可得C不正确，D正确。选B、D【例题5】如图所示，当磁铁绕 O1O2轴匀速转动时，矩形导线框（不考虑重力）将如何运动？解：本题分析方法很多，最简单的方法是：从阻碍相对运动”的角度来看，导线框一定会跟随条形磁铁同方向转动起来。如果不计一切摩擦阻力，最终导线框将和磁铁转动速度无限接近到可以认为相同； 如果考虑摩擦阻力，则导线框的转速总比条形磁铁转速小些（线框始终受到安培力矩的作用，大小和摩 擦力的阻力矩相等）。如果用阻碍磁通量变化”来分析，结论是一样的，但是叙述要复杂得多。可见

14、这类定性判断的题要灵活运用楞次定律的各种表达方式。【例题6】如图所示，水平面上有两根平行导轨，上面放两根金属棒a、b。当条形磁铁如图向下移动时（不到达导轨平面），a、b将如何移动？.OiJ:*O2Oi IO2解：若按常规用 阻碍磁通量变化”判断，则需要根据下端磁极的极性分别进行讨论，比较繁琐。 而且在判定a、b所受磁场力时。应该以磁极对它们的磁场力为主，不能以a、b间的磁场力为主（因 为它们的移动方向由所受的合磁场的磁场力决定，而磁铁的磁场显然是起主要作用的）。如果注意到：磁铁向下插，通过闭合回路的磁通量增大，由=BS可知磁通量有增大的趋势，因此S的相应变化应该是阻碍磁通量的增加，所以a、b将

15、互相靠近这样判定比较起来就简便得多【例题7】如图所示，绝缘水平面上有两个离得很近的导体环a、bo将条形磁铁沿它们的正中向下移动（不到达该平面）， a、b将如何移动？解：根据U=BS，磁铁向下移动过程中，B增大，所以穿过每个环中的磁通量都有增大的趋势， 由于S不可改变，为阻碍增大，导体环应该尽量远离磁铁，所以a、b将相互远离。【例题8】如图所示，在条形磁铁从图示位置绕O1O2轴转动90。的过程中，放在导轨右端附近的金属棒ab将如何移动？解：无论条形磁铁的哪个极为N极，也无论是顺时针转动还是逆时针转动，在转动程中，穿过闭合电路的磁通量总是增大的（条形磁铁内、外的磁感线条数相同但方向相反，在 线框所围面积内的总磁通量和磁铁内部的磁感线方向相同且增大。而该位置闭合电路所围面积 越大，总磁通量越小，所以为阻碍磁通量增大金属棒ab将向右移动。【例题9】如图所示，a、b灯分别标有“36V 40W和“36V 25W，闭合电键，调节后重做实验：电键闭合后看到的现象是什么？稳定后那只灯较亮？再断开电键，又将看到什么现象？解：重新闭合瞬间，由于电感线圈对电流增大的阻碍作用，a将慢慢亮起来，而b立即变亮。