湖北2014高三物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案：電磁感應(yīng)

1、第四章電磁感應(yīng)回歸教材導(dǎo)學(xué)案班級(jí)： 組號(hào)： 姓名： 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】根據(jù)導(dǎo)學(xué)案的提示有選擇性地、有目的地閱讀相關(guān)教材（含概念、規(guī)律、例題、插圖、閱讀材料、旁批、思考與討論、做一做、課后習(xí)題等），掌握基礎(chǔ)知識(shí)、基本思想和方法。【閱讀教材】問(wèn)題1閱讀課本P26、7段，P31、5、6段，P45、6段，完成以下內(nèi)容：1丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流的磁效應(yīng)（“電生磁”效應(yīng)）證實(shí) 是有聯(lián)系的。電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)引起了人們對(duì)稱性的思考，即 的思想。英國(guó)科學(xué)家 最終發(fā)現(xiàn)了“磁生電”的效應(yīng)，并把引起電流的原因概括為五類，他們都與 相聯(lián)系，這就是變化的電流、變化的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的恒定電流、運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體。電

2、磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)使人們對(duì) 的內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識(shí)更加完善。2. 法拉第能夠發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，是因?yàn)樗麍?jiān)信各種自然現(xiàn)象是 ，各種自然力是 、“不可毀滅的”、可以 。在類似思想的指引下，現(xiàn)代物理學(xué)家仍在不懈地探索自然界不同相互作用的統(tǒng)一規(guī)律。法拉第還認(rèn)為，電磁相互作用是通過(guò)介質(zhì)來(lái)傳遞的，并把這種介質(zhì)叫做 ，他以驚人的想象力創(chuàng)造性地用 形象地描述“場(chǎng)”的物理圖景。問(wèn)題2 根據(jù)閱讀要求完成以下內(nèi)容：1（閱讀P73、4段）圖4.2-1、圖4.2-2、圖4.2-3是電磁感應(yīng)的三個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)閱讀圖4.2-4、圖4.2-5、圖4.2-6的批注，三個(gè)實(shí)驗(yàn)中引起感應(yīng)電流的原因分別是：圖4.2-1導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動(dòng)是閉合

3、電路 在變化；圖4.2-2磁鐵的運(yùn)動(dòng)使線圈中 在變化；圖4.2-3線圈A中電流的變化使 也在變化。結(jié)合前面學(xué)習(xí)過(guò)的磁通量這個(gè)物理量，可以用磁通量來(lái)描述感應(yīng)電流的條件，即只要穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量 ，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流。（請(qǐng)口述引起回路磁通量變化的三種情況？）2（閱讀P7“做一做”）從理論上分析，搖繩 （填“能”或“不能”）發(fā)電，圖4.2-7中兩個(gè)同學(xué)沿 方向站立時(shí)，發(fā)電的可能性較大。 問(wèn)題3根據(jù)閱讀要求完成以下內(nèi)容：1. （閱讀P10第2、3段、P11第2段）當(dāng)我們很難概括感應(yīng)電流的方向跟線圈內(nèi)磁通量的變化的關(guān)系時(shí)，可以引入一個(gè)“中介” 來(lái)表述，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向既跟感應(yīng)電流的方向有

4、聯(lián)系，又跟引起磁通量變化的磁場(chǎng)有聯(lián)系。（請(qǐng)口述你對(duì)楞次定律中“總要阻礙變化”是如何理解的？）2. （閱讀 P11 “思考與討論”）在此過(guò)程中，從能量守恒的角度看，是 能轉(zhuǎn)化為電能，從做功的角度看，是人在克服 力做功（口述這個(gè)力的形成原因），可見楞次定律與能量守恒定律是 （填“一致）或”不一致“）的。從導(dǎo)體和磁體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度看，感應(yīng)電流總要阻礙 （這是楞次定律的另一種表述）。從能量守恒的角度分析P6圖4.2-3的實(shí)驗(yàn)中能量的轉(zhuǎn)化（或轉(zhuǎn)移）情況 。3（閱讀 P11 例題1）如圖4.3-3，當(dāng)M線圈電路中的開關(guān)接通的瞬間，判斷此時(shí)線圈N中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向并標(biāo)在圖中。閱讀圖4.3-3批注，指出圖

5、中鐵環(huán)的作用： 。4閱讀P12框圖，口述應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的思路。楞次定律適用于 電磁感應(yīng)現(xiàn)象，而右手定則只適用于 的具體情形。 問(wèn)題4 根據(jù)閱讀要求完成以下內(nèi)容：1（閱讀P151、2段）產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件是穿過(guò)回路的 ，與電路的通斷、組成情況等 。磁通量變化的快慢用 表示（符號(hào)為 ），在圖象上為某點(diǎn)切線的 。（請(qǐng)你總結(jié)、這三個(gè)物理量的區(qū)別）2（閱讀P153-5段及旁批） 、 等科學(xué)家研究得出了關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的規(guī)律，后人稱之為法拉第電磁感應(yīng)定律，在國(guó)際單位制中其表達(dá)式為： （單匝線圈）、 （多匝線圈）。特別提醒：（1）公式中各量統(tǒng)一用國(guó)際單位時(shí)，比例系數(shù)K= ；（2）公式只能感

6、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的 ，不涉及正、負(fù)即方向，計(jì)算時(shí)應(yīng)取 ，其方向應(yīng)根據(jù) 和 判定；（3）對(duì)于匝數(shù)為的線圈，則穿過(guò)每匝線圈的磁通量是 的，穿過(guò)每匝線圈的磁通量的變化率是 的（填“相同”或“不相同”）。3（觀察圖4.4-2）公式只適用于 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的情況（注意公式條件：與 、B與 ，是 間的夾角），而公式適用于 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的情況。（思考：從平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的角度怎么理解公式和？）問(wèn)題5 根據(jù)閱讀要求完成以下內(nèi)容： 1（閱讀P193-5段、圖4.5-1及旁批）英國(guó)物理學(xué)家 認(rèn)為， 會(huì)在空間激發(fā)的一種電場(chǎng) 感生電場(chǎng)（請(qǐng)與靜電場(chǎng)區(qū)別）。由感生電場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫感生電動(dòng)勢(shì)。如圖4.5-1，

7、請(qǐng)標(biāo)出回路中感應(yīng)電流的方向？若將回路取走，空間是否有感生電場(chǎng)？若有，請(qǐng)標(biāo)出感生電場(chǎng)的方向。（請(qǐng)你口述所應(yīng)用的基礎(chǔ)知識(shí)）2（閱讀P203“思考與討論”、 圖4.5-3及旁批）由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫做 。如圖4.5-3，導(dǎo)體棒CD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向右運(yùn)動(dòng)，設(shè)導(dǎo)體棒中的自由電荷為正電荷，標(biāo)出電荷所受的洛倫力方向、導(dǎo)體棒兩端的極性。導(dǎo)體棒兩端形成穩(wěn)定的電勢(shì)差U時(shí)，電荷受力的平衡方程為 。問(wèn)題6 根據(jù)閱讀要求完成以下內(nèi)容：1（閱讀P221、4段、P242、3段）一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫 ，在 激發(fā)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)?；ジ须妱?dòng)勢(shì)、自感電動(dòng)勢(shì)大小都遵循 ，即（也可以說(shuō)自

8、感電動(dòng)勢(shì)與電流的變化率成正比，即E= ，請(qǐng)口述自感系數(shù)與線圈哪些因素有關(guān)？）方向都遵循 。2（閱讀圖4.6-2及圖4.6-4實(shí)驗(yàn)、P244、5段）如圖4.6-2，燈泡A1、A2規(guī)格相同，先閉合S，調(diào)節(jié)R使兩燈泡 ，再調(diào)節(jié)R1使兩燈泡 。斷開S再接通電路可以觀察到A1 ，A2 。如圖4.6-4，先閉合開關(guān)使燈泡發(fā)光，斷開開關(guān)時(shí)， 標(biāo)出燈泡中的電流方向；若線圈電阻RL<RA,則此時(shí)燈泡亮度的變化情況是 ，供給燈泡的能量由線圈中的磁場(chǎng)儲(chǔ)存的 轉(zhuǎn)化而來(lái)。3（閱讀P23“做一做”及圖4.6-5實(shí)驗(yàn)）電流傳感器與計(jì)算機(jī)相結(jié)合能及時(shí)反映電流的迅速變化并能在屏幕上顯示 變化的圖象。由圖4.6-5的圖象可

9、以看出開關(guān)閉合時(shí)，圖甲電路中的電流是 的，圖乙電路中的電流是 的。4（閱讀P24第1段及4.6-6）含有變壓器、電動(dòng)機(jī)等設(shè)備的電路，開關(guān)斷開時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的 ，產(chǎn)生電火花，造成傷害，其開關(guān)應(yīng)裝在 中，最好使用 。問(wèn)題7 根據(jù)閱讀要求完成以下內(nèi)容：1（閱讀P263-5段及圖4.7-2、4.7-3、4.7-4）口述真空冶煉爐、金屬探測(cè)器、電磁灶的工作原理，他們都是利用 工作的。變壓器的鐵芯用硅鋼片疊成，作用是為了 。2（閱讀P273“思考與討論”、“做一做”）圖4.7-6中指針向右轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于鋁框轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流使鋁框受到的安培力對(duì)鋁框的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的影響是 ，從而使指針隨鋁框很快穩(wěn)定地指在讀數(shù)位置上

10、，達(dá)到能夠迅速讀出數(shù)據(jù)的功能，這種現(xiàn)象稱為 。圖4.7-7中表頭在運(yùn)輸時(shí)把兩個(gè)接線柱連在一起，可以防止指針擺動(dòng)幅度過(guò)大而損壞表頭?！玖?xí)題及例題再練】 1（P9問(wèn)題7）如圖4.2-15所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒MN沿框架以速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)。t=0時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，此時(shí)MN到達(dá)的位置恰好使MDEN構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形。為使MN棒中不產(chǎn)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(shí)間t變化？請(qǐng)推導(dǎo)這種情況下B與t的關(guān)系式。2（P12例題2）如圖4.3-4所示，在長(zhǎng)直載流導(dǎo)線附近有一個(gè)矩形線圈ABCD，線圈與導(dǎo)線始終在同一個(gè)平面內(nèi)。線圈在導(dǎo)線的一側(cè)

11、左右平移時(shí)，其中產(chǎn)生了ABCDA方向的電流。已知距載流直導(dǎo)線較近的位置，磁場(chǎng)較強(qiáng)。請(qǐng)判斷，線圈在向哪個(gè)方向移動(dòng)？（要求在圖中作出必要的示意圖）3（P13問(wèn)題1）超導(dǎo)體的電阻為0，如果閉合的超導(dǎo)電路內(nèi)有電流，這個(gè)電流不產(chǎn)生 ，所以不會(huì)自行消失。4（P13問(wèn)題2）如圖所示，導(dǎo)線AB與CD平行。試判斷在閉合開關(guān)S時(shí)，導(dǎo)線CD中感應(yīng)電流的方向并標(biāo)在圖中。（要求在圖中作出必要的示意圖）5（P13問(wèn)題4）如圖4.3-11所示，在水平放置的條形磁鐵的N極附近，一個(gè)閉合線框向下運(yùn)動(dòng)并始終保持水平。在位置B，N極附近的磁感線正好與線圈平面平行。試判斷線圈在位置A、B、C時(shí)的感應(yīng)電流方向并標(biāo)在圖中。6（P13問(wèn)題

12、5）如圖所示，線圈M和線圈P繞在同一個(gè)鐵芯上。當(dāng)閉合開關(guān)S的一瞬間，線圈P里有沒有感應(yīng)電流？若有，方向如何？當(dāng)線圈M里有恒定電流通過(guò)時(shí)，線圈P里有沒有感應(yīng)電流？若有，方向如何？當(dāng)斷開開關(guān)S的一瞬間，線圈P里有沒有感應(yīng)電流？若有，方向如何？7（P14問(wèn)題7）圖甲是法拉第發(fā)明的圓盤式發(fā)電機(jī)。圖乙是這個(gè)發(fā)電機(jī)的示意圖：銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和銅盤的邊緣接觸。使銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻R中就有電流通過(guò)?？谑鰣A盤發(fā)電機(jī)的原理。圓盤按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)標(biāo)出出電源的正、負(fù)極和通過(guò)R的電流方向。（3）設(shè)圓盤的半徑為R，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求圓

13、盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小。高三物理 2013屆高三第一輪復(fù)習(xí)-067選修3-2第四章電磁感應(yīng)回歸教材導(dǎo)學(xué)案編寫人：張金蓮 審核人：郭家榮 編寫時(shí)間：2012年10月4日班級(jí)： 組號(hào)： 姓名： 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】通過(guò)教材例題、習(xí)題再練鞏固本章基礎(chǔ)知識(shí)，為應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題做準(zhǔn)備?！玖?xí)題及例題再練】 （接066導(dǎo)學(xué)案）8（P17問(wèn)題1）關(guān)于電磁感應(yīng)，下述說(shuō)法正確的是 （ ）A穿過(guò)線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大B穿過(guò)線圈的磁通量為0，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為0C穿過(guò)線圈的磁通量的變化越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大D穿過(guò)線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大9（P17問(wèn)題3）當(dāng)航天飛機(jī)在環(huán)繞地球的軌道上飛行時(shí)，從中釋放

14、一顆衛(wèi)星，衛(wèi)星與航天飛機(jī)保持相對(duì)靜止，兩者用導(dǎo)電纜繩相連，這種衛(wèi)星稱為繩系衛(wèi)星，利用它可以進(jìn)行多種科學(xué)實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)有一顆繩系衛(wèi)星在地球赤道上空沿東西方向運(yùn)行。衛(wèi)星位于航天飛機(jī)正上方，它與航天飛機(jī)間的距離是20.5km，衛(wèi)星所在位置的地磁場(chǎng)為B=4.6×10-5T，沿水平方向由南向北。如果航天飛機(jī)和衛(wèi)星的運(yùn)行速度是7.6 km/s，求纜繩中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？纜繩的哪一端電勢(shì)教高？10（P17問(wèn)題4）題圖略，請(qǐng)對(duì)照教材中的題圖回答：（1）這樣的揚(yáng)聲器能不能當(dāng)話筒使用？我們對(duì)著揚(yáng)聲器紙盆說(shuō)話，揚(yáng)聲器能不能把聲音變成相應(yīng)的電流？（口述原因）11（P18問(wèn)題5）如圖，矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)繞OO軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，

15、線圈在中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是否變化？在圖示位置時(shí)電動(dòng)勢(shì)是最大值還是最小值？為什么？設(shè)線圈的兩個(gè)邊長(zhǎng)分別是L1和L2，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)角速度是，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。試證明：在在圖示位置時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為。式中，為線圈面積。（思考：E的最大值與軸的位置及線圈形狀是否有關(guān)？）12（P18問(wèn)題6）A、B為兩個(gè)閉合線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)均為10匝，半徑，圖示區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小。求：（1）AB線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比是多少？（2）兩線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流之比是多少？13（P18問(wèn)題7）如圖是電磁流量計(jì)的示意圖。圓管由非磁性材料制成，空間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)管中的導(dǎo)電液體流過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，測(cè)出

16、管壁上MN兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U，就可以知道管中液體的流量q單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道橫截面的液體的體積。已知管的直徑為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，試推出q與U關(guān)系的表達(dá)式。假定管中各處液體的流速相同。 14（P19例題）現(xiàn)代科學(xué)研究中常要用到高速電子，電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場(chǎng)使電子加速的設(shè)備。它的基本原理如圖所示，上、下為電磁鐵的兩個(gè)磁極，磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室，電子在真空室中做圓周運(yùn)動(dòng)。電磁鐵線圈電流的大小、方向可以變化，產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)使電子加速。上圖為側(cè)視圖，下圖為真空室的俯視圖，如果從上向下看，電子沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)。當(dāng)電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時(shí)，電流的大小應(yīng)該怎樣變化才能使電子加速？15（

17、P20問(wèn)題1）國(guó)慶閱兵時(shí)，我國(guó)的“飛豹FBC-1”型殲擊轟炸機(jī)在天安門上空沿水平方向自東向西呼嘯而過(guò)。該機(jī)的翼展為12.7m，北京地區(qū)地磁場(chǎng)的豎直分量為4.7×10-5T，該飛機(jī)飛過(guò)天安門時(shí)的速度為聲速的0.7倍，求該機(jī)兩翼尖間的電勢(shì)差。哪端的電勢(shì)比較高？當(dāng)飛機(jī)從西向東飛行時(shí)，哪端的電勢(shì)較高？16（P21問(wèn)題2）如圖甲，100匝的線圈（圖中只畫了2匝）兩端A、B與一個(gè)電壓表相連內(nèi)有指向紙內(nèi)方向的磁場(chǎng)，線圈中的磁通量在按圖乙所示規(guī)律變化。（1）電壓表的讀數(shù)應(yīng)該等于多少？（2）請(qǐng)?jiān)诰€圈位置上標(biāo)出感應(yīng)電場(chǎng)的方向。（3）A、B兩端，哪端應(yīng)該與電壓表標(biāo)“+”號(hào)的接線柱（或紅接線柱）連接？（4）

18、若線圈電阻為r=1，將圖中的電流表?yè)Q為一電阻,電阻為R=4，則A、B兩端的電壓為多少？17（P21問(wèn)題4）如圖所示，一個(gè)單匝線圈在外力作用下以速度向右勻速進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第二次又以速度向右勻速進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)。求：（1）第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比；（2）第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)線圈中電流之比；（3）第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)線圈所受安培力之比與外力之比；（4）第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)外力做功的功率之比；（5）第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)線圈中產(chǎn)生的熱量之比；18（P25問(wèn)題1）右圖是一種延時(shí)繼電器示意圖。鐵芯上有兩個(gè)線圈A、B。線圈A跟電源連接，線圈B兩端連在一起，構(gòu)成一個(gè)閉合電路。在斷開開關(guān)S的時(shí)候，彈簧K并不會(huì)立刻將銜鐵D拉起而使觸頭C離開，而是過(guò)一小段時(shí)間后才執(zhí)行這個(gè)動(dòng)作。延時(shí)繼電器就是這樣得名的。（1）請(qǐng)解釋：當(dāng)開關(guān)S斷