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(guò)探究得出感應(yīng)電流與磁通量變化的關(guān)系，并會(huì)敘述楞次定律的內(nèi)容。2、體會(huì)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(lái)分析一些實(shí)際問(wèn)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(guò)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(chǎng)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(chǎng)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(jiàn)。此時(shí)，△ф=B2S2-B1S1；注意不能簡(jiǎn)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(chǎng)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(gè)層次去理解：①誰(shuí)阻礙誰(shuí)——感應(yīng)電流的磁通量阻礙原磁場(chǎng)的磁通量．②阻礙什么——阻礙的是穿過(guò)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(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反；當(dāng)原磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)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(chǎng)方向．

②確定原磁場(chǎng)穿過(guò)閉合回路中的磁通量是如何變化的．（是增大還是減小）③根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)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(shì)）—“增反減同”②阻礙（磁體的）相對(duì)運(yùn)動(dòng)，（由磁體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起感應(yīng)電流）．—“來(lái)推去拉”③從能量守恒角度分析：能量的轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功來(lái)量度的，這一點(diǎn)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(shí)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(dòng)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(dòng)，S合上后使L中有感應(yīng)電流且流過(guò)電阻R12221[例2]4．如圖所示，Q是單匝金屬線圈，MN是一個(gè)螺線管，它的繞線方法沒(méi)有畫(huà)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(chǎng)，發(fā)現(xiàn)在t至t時(shí)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(chǎng)的磁感應(yīng)情況可能是d（）P[例3]如圖所示，兩個(gè)線圈套在同一個(gè)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(jì)，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(chǎng)中，下列說(shuō)法中正確的是（）A．當(dāng)金屬棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)B．當(dāng)金屬棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，c點(diǎn)與d點(diǎn)為等電b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)a點(diǎn)，勢(shì)C．當(dāng)金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，D．當(dāng)金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)[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(gè)閉合回路．當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)（）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(yùn)動(dòng)。t＝0時(shí)，磁達(dá)的位置恰好使MDEN構(gòu)成一個(gè)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(chǎng)中，金屬棒MN沿感應(yīng)強(qiáng)度為B,此時(shí)MN到度仍為g度小于g0生感應(yīng)電，流從t＝0開(kāi)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?！鞠迺r(shí)訓(xùn)練】1、如圖所示，一條形磁鐵從靜止開(kāi)始穿過(guò)采用雙線繞成的閉合線圈，條形磁鐵在此過(guò)程中做（）A．減速運(yùn)動(dòng)B．勻速運(yùn)動(dòng)D．非勻變速運(yùn)動(dòng)2、如圖所示，一個(gè)金屬薄圓盤(pán)水平放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁B場(chǎng)中，下列做法中能使圓盤(pán)中產(chǎn)生感應(yīng)電的流是（）A．圓盤(pán)繞過(guò)圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)B．圓盤(pán)以某一水平直徑為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)C．圓盤(pán)在磁場(chǎng)中向右勻速平D．勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(shí)流，線框?qū)?A．有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鰾．有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鰿．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(gè)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(duì)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(wèn)題【知識(shí)要點(diǎn)回顧】1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)質(zhì)是不同形式能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程．(1)電磁感應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)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(guò)程中，其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能，當(dāng)感應(yīng)電流通過(guò)用電器時(shí)，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(guò)程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)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(wèn)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(dòng)勢(shì)的大小和方向；②畫(huà)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(yǔ)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(guò)程選出或畫(huà)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(diǎn)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(shí)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(gè)面積為S的圓形金屬框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖（甲）所示，0—1s內(nèi)磁場(chǎng)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(zhǎng)為L(zhǎng)、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(chǎng)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(shí)間變化的圖象是圖中的（設(shè)向右的方向?yàn)殪o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(zhǎng)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(chǎng)中，磁場(chǎng)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(kāi)始沿導(dǎo)軌向上移動(dòng)(ab始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直)．當(dāng)ab棒移動(dòng)2.8m(1)ab棒的穩(wěn)定速度．(2)ab棒從靜止開(kāi)始達(dá)到穩(wěn)定速度所需時(shí)間．限時(shí)訓(xùn)練1.如圖所示，距為L(zhǎng)，M、P兩點(diǎn)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(chǎng)中，磁場(chǎng)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(kāi)始下滑，導(dǎo)軌金和屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的兩根足夠長(zhǎng)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(qǐng)?jiān)诖藞D中畫(huà)出ab桿下滑過(guò)程中某時(shí)刻的受力示意圖；(2)在加速下滑過(guò)程中，當(dāng)桿ab的速度大小為v時(shí)，求此時(shí)ab桿中的電流及其加速度的大小；(3)求在下滑過(guò)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(gè)裝置處于磁感強(qiáng)度B＝0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)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(duì)平行光滑軌道放置在水平地面上，兩軌道間距L＝0.20m，不計(jì)，使之做勻加速運(yùn)動(dòng)．測(cè)得力F與時(shí)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(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距為L(zhǎng)，一端通過(guò)導(dǎo)線與阻值為R的電阻)，金屬桿與導(dǎo)軌的電阻不計(jì)；均勻磁場(chǎng)豎直向下．用F作用在金屬桿上，桿最終將做勻速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)改變拉力的大小時(shí)，相對(duì)應(yīng)v也會(huì)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(yùn)動(dòng)之前做作什么運(yùn)動(dòng)(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(jiàn)圖與導(dǎo)軌平行的恒定力的勻速運(yùn)動(dòng)速度??4．如圖所示，傾角θ