物理第一輪導(dǎo)學(xué)案復(fù)習(xí)(電磁感應(yīng))教師用

電磁感應(yīng)【課題】電磁感應(yīng)現(xiàn)象及楞次定律【目標(biāo)】1、通過探究得出感應(yīng)電流與磁通量變化的關(guān)系，并會敘述楞次定律的內(nèi)容。2、體會楞次定律內(nèi)容中“阻礙”二字的含義，感受“磁通量變化”的方式和途徑，并用來分析一些實際問題。自主學(xué)習(xí)：一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象—感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件1、內(nèi)容：只要通過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生．2、條件：①_____________；②______________________________．3、磁通量發(fā)生變化△ф=ф-ф1，一般存在以下幾種情形：2①投影面積不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化，即△ф=△B·S；②磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，投影面積發(fā)生變化，即△ф=B·△S。其中投影面積的變化又有兩種形式：A．處在磁場的閉合回路面積發(fā)生變化，引起磁通量變化；B．閉合回路面積不變，但與磁場方向的夾角發(fā)生變化，從而引起投影面積變化．③磁感應(yīng)強(qiáng)度和投影面積均發(fā)生變化，這種情況少見。此時，△ф=B2S2-B1S1；注意不能簡單認(rèn)為△ф=△B·△S。二、感應(yīng)電流方向——楞次定律1、感應(yīng)電流方向的判定：方法一：右手定則；方法二：楞次定律。2、楞次定律的內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。3、楞次定律的理解：掌握楞次定律，具體從下面四個層次去理解：①誰阻礙誰——感應(yīng)電流的磁通量阻礙原磁場的磁通量．②阻礙什么——阻礙的是穿過回路的磁通量的變化，而不是磁通量本身．③如何阻礙——原磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反；當(dāng)原磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，即“增反減同”．④阻礙的結(jié)果——阻礙并不是阻止，結(jié)果是增加的還增加，減少的還減少．4、判定感應(yīng)電流方向的步驟：①首先明閉確合回路中引起感應(yīng)電流的原磁場方向．

②確定原磁場穿過閉合回路中的磁通量是如何變化的．（是增大還是減?。鄹鶕?jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向——“增反減同”．④利用安培定則確定感應(yīng)電流的方向．5、楞次定律的“阻礙”含義可以推廣為下列三種表達(dá)方式：①阻礙原磁通量（原電流）變化．（線圈的擴(kuò)大或縮小的趨勢）—“增反減同”②阻礙（磁體的）相對運動，（由磁體的相對運動而引起感應(yīng)電流）．—“來推去拉”③從能量守恒角度分析：能量的轉(zhuǎn)化是通過做功來量度的，這一點正是楞次定律的根據(jù)所在，楞次定律是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)。注意：有時應(yīng)用推廣含義解題比用楞次定律本身方便得多。6、安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的綜合應(yīng)用（1）應(yīng)用現(xiàn)象（2）應(yīng)而磁生(I→B)→安培定則②．因動而電生(v、B→I）→右手定用區(qū)別：關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系①．因電則安③．因電而受力(I、B→F）→左手定則安習(xí)題精煉[例1]如圖，線圈L，鐵芯M，線圈L都可自由移動，S合上后使L中有感應(yīng)電流且流過電阻R12221[例2]4．如圖所示，Q是單匝金屬線圈，MN是一個螺線管，它的繞線方法沒有畫出，Q的輸出端ab和MN的輸入端c、d之間用導(dǎo)線相連，P是在MN的正下方水平放置的用細(xì)導(dǎo)線繞制的軟彈簧線圈．若在Q．c．．a(chǎn)MN．所處的空間加上與環(huán)面垂直的變化磁場，發(fā)現(xiàn)在t至t時間段內(nèi)彈簧b１２強(qiáng)度的變化Q線圈處在收縮狀態(tài)，則所加磁場的磁感應(yīng)情況可能是d（）P[例3]如圖所示，兩個線圈套在同一個鐵芯上，線圈的繞向在圖中已經(jīng)表示．左線圈連著平行導(dǎo)軌M和N，導(dǎo)軌電阻不計，在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab,金屬棒處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，下列說法中正確的是（）A．當(dāng)金屬棒向右勻速運動時，a點電勢高于b點，c點電勢高于d點B．當(dāng)金屬棒向右勻速運動時，b點電勢高于a點，c點與d點為等電b點電勢高于a點，c點電勢高于d點a點，勢C．當(dāng)金屬棒向右加速運動時，D．當(dāng)金屬棒向右加速運動時，b點電勢高于d點電勢高于c點[例4]如圖所示，光滑固定導(dǎo)體M、N水平放置，兩根導(dǎo)體捧P、Q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個閉合回路．當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時（）A、P、Q將互相靠攏C、磁鐵的加速[例5]如圖所示，固定于框架以速度v向右做勻速運動。t＝0時，磁達(dá)的位置恰好使MDEN構(gòu)成一個l的正方形。為使MN棒中不產(chǎn)B、P、Q將互相遠(yuǎn)離D、磁鐵的加速水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒MN沿感應(yīng)強(qiáng)度為B,此時MN到度仍為g度小于g0生感應(yīng)電，流從t＝0開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時間t變化？請推導(dǎo)這種情況下B與t的關(guān)系式。【限時訓(xùn)練】1、如圖所示，一條形磁鐵從靜止開始穿過采用雙線繞成的閉合線圈，條形磁鐵在此過程中做（）A．減速運動B．勻速運動D．非勻變速運動2、如圖所示，一個金屬薄圓盤水平放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁B場中，下列做法中能使圓盤中產(chǎn)生感應(yīng)電的流是（）A．圓盤繞過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動B．圓盤以某一水平直徑為軸勻速轉(zhuǎn)動C．圓盤在磁場中向右勻速平D．勻強(qiáng)磁場移均勻增加3、如圖所示，在直導(dǎo)線下方如圖示且均勻增大的電時流，線框?qū)?A．有順時針方向的電流B．有逆時針方向的電流C．靠近直導(dǎo)線有一矩形線框，當(dāng)直導(dǎo)線中通有方向)D．遠(yuǎn)離直導(dǎo)線4、繞源、電鍵的瞬間，鋁環(huán)向上跳起．若保持電鍵閉合，有線圈的鐵芯直立在水平桌面上，鐵芯上套著一個鋁環(huán)，端與電源正極相連，鐵芯則（）線圈與電鍵相連，如圖所示．線圈上閉合電鋁A．鋁環(huán)不斷升高電源B．鋁環(huán)停留在某一高度線圈C．鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落D．如果電源的正、負(fù)極對調(diào)，觀察到的現(xiàn)象不變?nèi)?、電磁感?yīng)中的能量轉(zhuǎn)化和圖象問題【知識要點回顧】1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象實質(zhì)是不同形式能量轉(zhuǎn)化的過程．(1)電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中必定受到安培力的作用，因此，要維持感應(yīng)電流的存在，必須有“外力”克服安培力做功，此過程中，其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能，當(dāng)感應(yīng)電流通過用電器時，電能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能量．(2)“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．同理，安培力做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，安培力做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．(3)解決這類問題的基本方法是：①用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動勢的大小和方向；②畫出等效電路，求出回路中消耗電功率的表達(dá)式；③分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到導(dǎo)體做功的功率的變化與回路中電功率的變化所滿足的方程．2．物理圖象是一種形象直觀的“語言”，它在電磁感應(yīng)中也有廣泛的應(yīng)用．(1)理解B-t、Φ-t、e-t、i-t等圖象的意義和聯(lián)系．(2)從給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象．(3)由給定的圖象分析或求解相應(yīng)的物理量．【要點講練】［例１］高頻焊接原理示意如圖所示，線圈通以高頻交流電，金屬工件的焊縫中就產(chǎn)生大量焦耳熱，將焊縫熔化焊接，要使焊接時產(chǎn)生的熱量較大可采用（）A．增大交變電流的電壓C．增大焊接縫的接觸電阻B．增大交變電流的頻率D．減少焊接縫的接觸電阻［例２］在水平桌面上，一個面積為S的圓形金屬框置于勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁場垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化關(guān)系如圖（甲）所示，0—1s內(nèi)磁場方向垂直線框平面向下．圓形金屬框與兩根水平的平行金屬導(dǎo)軌相連接，導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒的長為L、電阻為R，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒處于另一勻強(qiáng)磁場中，如圖（乙）所示．若導(dǎo)體棒始終保持靜止，則其所受的靜摩擦力f隨時間變化的圖象是圖中的（設(shè)向右的方向為靜摩擦力的正方向）（）［例3］如圖所示，傾角θ=30°、寬度L=1m的足夠長的U形平行光滑金屬導(dǎo)軌，固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T、范圍充分大的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直．用平行于導(dǎo)軌、功率恒為6W的牽引力F牽引一根質(zhì)量為m=0.2kg、電阻R=1Ω的放在導(dǎo)軌上的金屬棒ab，由靜止開始沿導(dǎo)軌向上移動(ab始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直)．當(dāng)ab棒移動2.8m(1)ab棒的穩(wěn)定速度．(2)ab棒從靜止開始達(dá)到穩(wěn)定速度所需時間．限時訓(xùn)練1.如圖所示，距為L，M、P兩點間接有阻值為R的電阻．一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直斜面向下，導(dǎo)軌金和屬桿的電阻可忽略·讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌金和屬桿接觸良好，不計它們之間的兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間摩擦．(1)由b向a方向看到的裝置如圖15—2所示，請在此圖中畫出ab桿下滑過程中某時刻的受力示意圖；(2)在加速下滑過程中，當(dāng)桿ab的速度大小為v時，求此時ab桿中的電流及其加速度的大小；(3)求在下滑過程中，ab桿可以達(dá)到的速度最大值．2.(2001年高考試題電阻R＝1.0Ω；有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿與軌道的電阻皆可忽略整個裝置處于磁感強(qiáng)度B＝0.50T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道面向下．現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，速度a．)如圖所示，一對平行光滑軌道放置在水平地面上，兩軌道間距L＝0.20m，不計，使之做勻加速運動．測得力F與時間t的關(guān)系如下圖所示．求桿的質(zhì)量m和加F/N654321圖O4812162024283.水平面上兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距為L，一端通過導(dǎo)線與阻值為R的電阻)，金屬桿與導(dǎo)軌的電阻不計；均勻磁場豎直向下．用F作用在金屬桿上，桿最終將做勻速運動．當(dāng)改變拉力的大小時，相對應(yīng)v也會改變，v和F的關(guān)系如圖(取重力加速度g=10m／s2)(1)金屬桿在勻速運動之前做作什么運動(2)若m＝0.5kg，L＝0.5m，R＝0.5Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度(3)由ν－F圖線的截距可求得什么物理量?其值為多少連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬桿(見圖與導(dǎo)軌平行的恒定力的勻速運動速度??4．如圖所示，傾角θ