2017-2018學(xué)年高中物理 第四章 電磁感應(yīng)章末總結(jié)教學(xué)案

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第四章 電磁感應(yīng)章末總結(jié)一、楞次定律的理解與應(yīng)用1感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化感應(yīng)電流的磁場方向不一定與原磁場方向相反，只有在磁通量增加時(shí)兩者才相反，而在磁通量減少時(shí)兩者是同向的2“阻礙”并不是“阻止”,而是“延緩”，回路中的磁通量變化的趨勢不變，只不過變化得慢了3“阻礙”的表現(xiàn)：增反減同、來拒去留等例1圓形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b,二者軸線重合，螺線管與電源和滑動(dòng)變阻器連接成如圖1所示的電路若將滑動(dòng)變阻器的滑片p向下滑動(dòng),下列表述正確的是 （）圖1a線圈a中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針方向的感應(yīng)電流b穿過線圈a的磁通量變小c

2、線圈a有擴(kuò)張的趨勢d線圈a對水平桌面的壓力fn將增大答案d解析通過螺線管b的電流如圖所示，根據(jù)安培定則判斷出螺線管b所產(chǎn)生的磁場方向在線圈a中豎直向下,滑片p向下滑動(dòng),接入電路的電阻減小,電流增大,所產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，根據(jù)楞次定律可知，a線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向豎直向上，再由安培定則可得線圈a中的電流方向?yàn)楦┮暷鏁r(shí)針方向，a錯(cuò)誤；由于螺線管b中的電流增大,所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，線圈a中的磁通量應(yīng)變大,b錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律可知，線圈a有縮小的趨勢,線圈a對水平桌面的壓力將增大，c錯(cuò)誤，d正確二、電磁感應(yīng)中的圖象問題對圖象的分析，應(yīng)做到：（1）明確圖象所描述的物理意義；（2）明

3、確各種物理量正、負(fù)號的含義；（3)明確斜率的含義；(4）明確圖象和電磁感應(yīng)過程之間的對應(yīng)關(guān)系例2如圖2所示,三條平行虛線位于紙面內(nèi)，中間虛線兩側(cè)有方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向菱形閉合導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi)且對角線ac與虛線垂直，磁場寬度與對角線ac長均為d，現(xiàn)使線框沿ac方向勻速穿過磁場，以逆時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向，則從c點(diǎn)進(jìn)入磁場到a點(diǎn)離開磁場的過程中，線框中電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系可能是（)圖2答案d解析導(dǎo)線框abcd在進(jìn)入左邊磁場時(shí)，由楞次定律和安培定則可以判斷出感應(yīng)電流的方向應(yīng)為正方向,選項(xiàng)b、c不可能；當(dāng)導(dǎo)線框abcd一部分在左磁場區(qū)，另一部分在右磁場區(qū)時(shí),回路

4、中的最大電流要加倍，方向與剛進(jìn)入時(shí)的方向相反,選項(xiàng)d可能，選項(xiàng)a不可能電磁感應(yīng)中圖象類選擇題的兩個(gè)常見解法（1）排除法:定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢（增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是物理量的正負(fù)，排除錯(cuò)誤的選項(xiàng)（2)函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對圖象作出分析和判斷,這未必是最簡捷的方法，但卻是最有效的方法三、電磁感應(yīng)中的電路問題求解電磁感應(yīng)中電路問題的關(guān)鍵是分清楚內(nèi)電路和外電路“切割”磁感線的導(dǎo)體和磁通量變化的線圈都相當(dāng)于“電源”,該部分導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于內(nèi)電阻，而其余部分的電阻則是外電阻例3如圖3所示,面積為0

5、。2 m2的100匝線圈處在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律為b(20。2t）t，定值電阻r16 ，線圈電阻r24 ，求：圖3(1)磁通量的變化率和回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢；(2)a、b兩點(diǎn)間電壓大??；(3）2 s內(nèi)通過r1的電荷量q.答案（1）0.04 wb/s4 v(2）2。4 v（3)0。8 c解析（1）由b（20。2t)t可知0.2 t/s.磁通量變化率為s0。04 wb/s。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢為en1000.04 v4 v.(2）等效電路如圖所示a、b兩點(diǎn)間電壓uab等于定值電阻r1兩端的電壓，則ur12.4 v。(3）2 s內(nèi)的磁

6、感應(yīng)強(qiáng)度變化量為bt0。22 t0.4 t通過r1的電荷量為qttnns1000。2 c0。8 c.路端電壓、電動(dòng)勢和某導(dǎo)體兩端的電壓三者的關(guān)系：(1)某段導(dǎo)體作為外電路時(shí)，它兩端的電壓就是電流與其電阻的乘積（2）某段導(dǎo)體作為電源時(shí),它兩端的電壓就是路端電壓，等于電流與外電阻的乘積,或等于電動(dòng)勢減去內(nèi)電壓,當(dāng)其內(nèi)阻不計(jì)時(shí)路端電壓等于電源電動(dòng)勢（3）某段導(dǎo)體作為電源且電路斷路時(shí)，導(dǎo)體兩端的電壓等于電源電動(dòng)勢四、電磁感應(yīng)中的力電綜合問題此類問題涉及電路知識，動(dòng)力學(xué)知識和能量觀點(diǎn)，綜合性很強(qiáng)，解決此類問題要注重以下三點(diǎn)：1電路分析（1)找“電源”:確定出由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源，求出電源的電動(dòng)勢e和內(nèi)

7、阻r。（2）電路結(jié)構(gòu)分析弄清串、并聯(lián)關(guān)系，求出相關(guān)部分的電流大小，為求安培力做好鋪墊2力和運(yùn)動(dòng)分析（1)受力分析:分析研究對象（常為金屬桿、導(dǎo)體線圈等）的受力情況，尤其注意安培力的方向(2)運(yùn)動(dòng)分析:根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，確定出運(yùn)動(dòng)模型，根據(jù)模型特點(diǎn)，找到解決途徑3功和能量分析（1）做功分析，找全力所做的功，弄清功的正、負(fù)（2)能量轉(zhuǎn)化分析，弄清哪些能量增加，哪些能量減小,根據(jù)功能關(guān)系、能量守恒定律列方程求解例4(2016平湖市聯(lián)考)如圖4所示，mn、pq為足夠長的平行金屬導(dǎo)軌，間距l(xiāng)0。50 m，導(dǎo)軌平面與水平面間夾角37,n、q間連接一個(gè)電阻r5。0 ,勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度

8、b1。0 t將一根質(zhì)量為m0。050 kg的金屬棒放在導(dǎo)軌的ab位置,金屬棒及導(dǎo)軌的電阻不計(jì)現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過程始終與導(dǎo)軌垂直，且與導(dǎo)軌接觸良好已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)0。50，當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)，其速度大小開始保持不變，位置cd與ab之間的距離s2。0 m已知g10 m/s2，sin 370.60 cos 370。80.求：圖4(1)金屬棒沿導(dǎo)軌開始下滑時(shí)的加速度大小；(2）金屬棒到達(dá)cd處的速度大小；（3)金屬棒由位置ab運(yùn)動(dòng)到cd的過程中,電阻r產(chǎn)生的熱量答案(1)2。0 m/s2 （2）2.0 m/s (3)0.10 j解析（1)設(shè)金屬棒開始下滑時(shí)的加速度大小為a,則mgsin mgcos ma解得a2.0 m/s2(2)設(shè)金屬棒到達(dá)cd位置時(shí)速度大小為v、電流為i，金屬棒受力平衡，有mgsin bilmgcos i解得v2.0 m/s(3）設(shè)金屬棒從ab運(yùn)動(dòng)到cd的過程中，電阻r上產(chǎn)生