2013屆高考物理一輪 專題26 電磁感應(yīng) 楞次定律學(xué)案 新課標(biāo)

1、2013屆高三新課標(biāo)物理一輪原創(chuàng)精品學(xué)案 專題26 電磁感應(yīng) 楞次定律教學(xué)目標(biāo)：1理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件2應(yīng)用楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電流及感應(yīng)電動勢的方向3判斷線圈或?qū)w在磁場中的相對運(yùn)動問題本講重點：楞次定律的應(yīng)用本講難點：楞次定律的應(yīng)用考點點撥：1磁鐵相對線圈運(yùn)動時楞次定律的應(yīng)用2線圈在通電導(dǎo)線的磁場中時楞次定律的應(yīng)用3線圈進(jìn)出磁場時楞次定律的應(yīng)用4楞次定律的綜合應(yīng)用5電磁感應(yīng)在實際生活中的應(yīng)用第一課時3、感應(yīng)電流的方向（1）楞次定律：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要 。（2）從不同的角度來看楞次定律的內(nèi)容，從磁通量變化的角度來看，感應(yīng)電流總要 。從導(dǎo)體和磁體相對運(yùn)動的

2、角度來看，感應(yīng)電流總要 。因此，產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程實質(zhì)上是能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程。（3）用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟：明確所研究的閉合回路中原磁場的方向；穿過回路的磁通量如何變化（是增加還是減?。?；由楞次定律判定出 ；根據(jù)感應(yīng)電流的磁場方向，由 判定出感應(yīng)電流方向。（4）右手定則：伸開右手，讓拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個面內(nèi)，讓磁感線垂直 ，拇指指向 ，則其余四指指的就是 。（二）重難點闡釋1感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的條件感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的條件是：穿過電路的磁通量發(fā)生變化。這里不要求閉合。無論電路閉合與否，只要磁通量變化了，就一定有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生。這好比一個電源：不論外電路是否閉合，電動勢總是

3、存在的。但只有當(dāng)外電路閉合時，電路中才會有電流。3楞次定律的具體應(yīng)用（1）從“阻礙磁通量變化”的角度來看，由磁通量計算式=BSsin可知，磁通量變化=2-1有多種形式，主要有：S、不變，B改變，這時=BSsinB、不變，S改變，這時=SBsinB、S不變，改變，這時=BS（sin2-sin1）當(dāng)B、S、中有兩個或三個一起變化時，就要分別計算1、2，再求2-1了。（2）從“阻礙相對運(yùn)動”的角度來看，楞次定律的這個結(jié)論可以用能量守恒來解釋：既然有感應(yīng)電流產(chǎn)生，就有其它能轉(zhuǎn)化為電能。又由于是由相對運(yùn)動引起的，所以只能是機(jī)械能減少轉(zhuǎn)化為電能，表現(xiàn)出的現(xiàn)象就是“阻礙”相對運(yùn)動。（3）從“阻礙自身電流變化

4、”的角度來看，就是自感現(xiàn)象。在應(yīng)用楞次定律時一定要注意：“阻礙”不等于“反向”；“阻礙”不是“阻止”。二、高考要點精析（一）磁鐵相對線圈運(yùn)動時楞次定律的應(yīng)用考點點撥磁鐵相對線圈運(yùn)動時，線圈中的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流。由楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，可以按步驟用“程序法”判定，也可用結(jié)論法“來拒去留”直接判斷?？键c精煉a b1如圖所示，絕緣水平面上有兩個離得很近的導(dǎo)體環(huán)a、b。將條形磁鐵沿它們的正中向下移動（不到達(dá)該平面），a、b將如何移動？O1 aO2 b2如圖所示，在條形磁鐵從圖示位置繞O1O2軸轉(zhuǎn)動90°的過程中，放在導(dǎo)軌右端附近的金屬棒ab將如何移動？（二）線圈在通電導(dǎo)線的

5、磁場中時楞次定律的應(yīng)用考點點撥【例5】如圖，線圈A中接有如圖所示電源，線圈B有一半面積處在線圈A中，兩線圈平行但不接觸，則當(dāng)開關(guān)S閉和瞬間，線圈B中的感應(yīng)電流的情況是：（ ）A無感應(yīng)電流B有沿順時針的感應(yīng)電流C有沿逆時針的感應(yīng)電流D無法確定解：當(dāng)開關(guān)S閉合瞬間，線圈A相當(dāng)于環(huán)形電流，其內(nèi)部磁感線方向向里，其外部磁感線方向向外。線圈B有一半面積處在線圈A中，則向里的磁場與向外的磁場同時增大。這時就要抓住主要部分。由于所有向里的磁感線都從A的內(nèi)部穿過，所以A的內(nèi)部向里的磁感線較密， A的外部向外的磁感線較稀。這樣B一半的面積中磁感線是向里且較密，另一半面積中磁感線是向外且較稀。主要是以向里的磁感線

6、為主，即當(dāng)開關(guān)S閉合時，線圈B中的磁通量由零變?yōu)橄蚶?，故該瞬間磁通量增加，則產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場應(yīng)向外，因此線圈B有沿逆時針的感應(yīng)電流。答案為C。考點精煉第二課時（三）線圈進(jìn)出磁場時楞次定律的應(yīng)用考點點撥a db cO1O2【例7】 如圖所示，O1O2是矩形導(dǎo)線框abcd的對稱軸，其左方有勻強(qiáng)磁場。以下哪些情況下abcd中有感應(yīng)電流產(chǎn)生？方向如何？A將abcd 向紙外平移 B將abcd向右平移 C將abcd以ab為軸轉(zhuǎn)動60° D將abcd以cd為軸轉(zhuǎn)動60°解：A、C兩種情況下穿過abcd的磁通量沒有發(fā)生變化，無感應(yīng)電流產(chǎn)生。B、D兩種情況下原磁通向外，減少，感應(yīng)電流磁場

7、向外，感應(yīng)電流方向為abcd?？键c精煉5如圖所示，在O點正下方有一理想邊界的磁場，銅環(huán)在A點靜止釋放向右擺至最高點B，不考慮空氣阻力，則下列說法正確的是（ ）AAB兩點在同一水平線上 BA點高于B點 CA點低于B點 D銅環(huán)將做等幅擺動6如圖所示，閉合金屬環(huán)從高h(yuǎn)的曲面滾下，又沿曲面的低側(cè)上升，設(shè)閉合環(huán)初速度為零，摩擦不計，則（ ）A若是勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度小于h B若是勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度等于h C若是非勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度等于h D若是非勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度小于h（四）楞次定律的綜合應(yīng)用考點點撥考點點撥電磁感應(yīng)現(xiàn)象與生活實際聯(lián)系比較密切，近年來的高考改革越來越突出對考生解決實際問題能

8、力的考查。在日常復(fù)習(xí)中要適當(dāng)關(guān)注與生活、生產(chǎn)、科研等實際問題相聯(lián)系的背景題。解決此類問題的關(guān)鍵是通過審題，將實際問題轉(zhuǎn)化為物理問題，然后用相關(guān)知識加以分析求解。ABSkDC【例10】如圖所示是生產(chǎn)中常用的一種延時繼電器的示意圖。鐵芯上有兩個線圈A和B。線圈A跟電源連接，線圈B的兩端接在一起，構(gòu)成一個閉合電路。在拉開開關(guān)S的時候,彈簧k并不能立即將銜鐵D拉起，從而使觸頭C（連接工作電路）立即離開，過一段時間后觸頭C才能離開；延時繼電器就是這樣得名的。試說明這種繼電器的工作原理。解析：當(dāng)拉開開關(guān)S時使線圈A中電流變小并消失時，鐵芯中的磁通量發(fā)生了變化（減小），從而在線圈B中激起感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定

9、律，感應(yīng)電流的磁場要阻礙原磁場的減小，這樣，就使鐵芯中磁場減弱得慢些，因此彈簧K不能立即將銜鐵拉起?？键c精煉9在有線電話網(wǎng)中，電話機(jī)是通過兩條導(dǎo)線和電信局的交換機(jī)傳送和接收電信號。如果不采取措施，發(fā)話者的音頻信號必會傳到自己的受話器中，使自己聽到自己的講話聲音，這就是“側(cè)音”。較大的側(cè)音會影響接聽對方的講話，故必須減小或消除。如圖所示是一電話機(jī)的消“側(cè)音”電路與交換機(jī)的連接示意圖。圖中的兩個變壓器是完全相同的，a、b、c、d、e、f六個線圈的匝數(shù)相同。打電話時，對著話筒發(fā)話，把放大后的音頻電壓加到變壓器的線圈a，從線圈c和b輸出大小相等但隨聲頻變化的電壓，c兩端的電壓產(chǎn)生的電流IL通過線圈e和

10、兩導(dǎo)線L、電信局的交換機(jī)構(gòu)成回路，再通過交換機(jī)傳到對方電話機(jī),對方就聽到發(fā)話者的聲音。同時由于線圈e中有電流通過，在線圈f中也會有電壓輸出，放大后在自己的電話機(jī)的受話器上發(fā)出自己的講話聲，這就是上面講的“側(cè)音”。為了消除這個側(cè)音，可以把線圈b的電壓加在線圈d上，并通過R調(diào)節(jié)d中的電流Id。那么為達(dá)到消側(cè)音的目的，1應(yīng)與（ ）相接；4應(yīng)與（ ）相接，并使Id( )IL(填“小于”、“大于”、或“等于”)。對方講話時，音頻電壓通過交換機(jī)和兩條導(dǎo)線L加到本機(jī)，那么通過R的電流為多少？考點精煉參考答案9解析：發(fā)話時，假定某一時刻通過線圈a的電流是從上端流入，而且增大，則在線圈c和b上感應(yīng)的電壓都是上正

11、下負(fù)，e中形成的電流在變壓器鐵芯中產(chǎn)生的磁場的磁感線是逆時針方向的；1和3，2和4相接時，b的感應(yīng)電壓在d中形成的電流在鐵芯中產(chǎn)生的磁感線是順時針的，由于e和d的匝數(shù)相同，只要調(diào)節(jié)R使e、d中的電流強(qiáng)度相等，則e和d產(chǎn)生的磁場就完全抵消，通過線圈f的磁通量始終為零，f中沒有感應(yīng)電動勢，受話器中沒有發(fā)話者的聲音，從而消除側(cè)音。對方發(fā)話時，從交換機(jī)傳來的音頻電壓加到電話機(jī)上，假設(shè)某一時刻在線圈e和c中形成的電流是從c的下端流入且增大，則b線圈的1端為負(fù)，d線圈的3端為負(fù)，感應(yīng)電壓值相同，在bdR回路中沒有電流，d中不會產(chǎn)生磁場抵消e的磁場，f中有e產(chǎn)生的磁場的磁感線通過，磁通量會發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)

12、電動勢，放大后在受話器中發(fā)出對方的聲音。三、考點落實訓(xùn)練11820年丹麥的物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了電流能夠產(chǎn)生磁場；之后，英國的科學(xué)家經(jīng)過十年不懈的努力終于在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并發(fā)明了世界上第一臺感應(yīng)發(fā)電機(jī)3在某星球上的宇航員，為了確定該星球是否存在磁場，他手邊有一根表面絕緣的長導(dǎo)線和一個靈敏電流計，現(xiàn)請你指導(dǎo)他如何操作4下列說法中正確的是：感應(yīng)電動勢的大小跟（）有關(guān)：A穿過閉合電路的磁通量B穿過閉合電路的磁通量的變化大小C穿過閉合電路的磁通量的變化快慢D單位時間內(nèi)穿過閉合電路的磁通量的變化量7如圖所示，在兩根平行長直導(dǎo)線中，通以同方向、同強(qiáng)度的電流，導(dǎo)線框ABCD和兩導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，導(dǎo)線

13、框沿著與兩導(dǎo)線垂直的方向自右向左在兩導(dǎo)線間勻速運(yùn)動。在運(yùn)動過程中，導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向（ ） A沿ABCD方向不變。B沿ADCB方向不變。 C由ABCD方向變成ADCB方向。D由ADCB方向變成ABCD方向。8如圖所示，兩個線圈繞在同一圓筒上，A中接有電源，B中導(dǎo)線ab短路。當(dāng)把磁鐵迅速插入A線圈中時，A線圈中的電流將 （填減少，增大，不變），B線圈中的感應(yīng)電流的方向在外電路中是由 到 的；如線圈B能自由移動，則它將向 移動（左，右，不）。9如圖所示，閉合金屬銅環(huán)從高為h的曲面滾下，沿曲面的另一側(cè)上升，設(shè)閉合環(huán)初速度為零，不計摩擦，則（ ）A若是勻強(qiáng)磁場，環(huán)上升的高度小于hB若是勻強(qiáng)磁場，環(huán)上升的高度大于hC若是非勻強(qiáng)磁場，環(huán)上升的高度等于hD若是非勻強(qiáng)磁場，環(huán)上升的高度小于h10一根磁化的鋼棒以速度v射入水平放置的固定的銅管內(nèi)，v的方向沿管中心軸，不計棒的重力和空氣阻力，則在入射過程中（ ）A.銅管的內(nèi)能增加 B.鋼棒的速率減小 C.鋼棒的速率不變 D.鋼棒的速率增大考點落實訓(xùn)練參考答案15略6AC 7B8減小 b a 左 9D 解析 若是勻強(qiáng)磁場，閉合環(huán)的磁通量不發(fā)生變化，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，環(huán)也就受不