高二物理電磁感應復習

授課教師日期時間學生年級高二科目物理課題電磁感應復習教學目標1.掌握右手定則和楞次定律，并能靈活運用于感應電流方向的判斷；2.掌握法拉第電磁感應定律，明確和E=BLv兩種表述形式的適用條件和適用范圍，并能運用法拉第電磁感應定律熟練地計算電磁感應現(xiàn)象中所產生的感應電動勢；3.對導體棒旋轉切割磁感線時所產生的感應電動勢能夠靈活地運用法拉第電磁感應定律做出正確的計算。教學重難點楞次定律的理解和應用；法拉第電磁感應定律的理解與應用。教學過程知識要點概述要點一：楞次定律的理解和應用1．楞次定律解決的問題是感應電流的方向問題，它涉及到兩個磁場，______________(新產生的磁場)和____________________(原來就有的磁場)，前者和后者的關系不是“同向”和“反向”的簡單關系，而是前者“阻礙”后者“變化”的關系．2．對“阻礙意義的理解”(1)阻礙原磁場的變化．“阻礙”不是阻止，而是“延緩”，感應電流的磁場不會阻止原磁場的變化，只能使原磁場的變化被________或者說被_______了，原磁場的變化趨勢不會改變，不會發(fā)生逆轉．(2)阻礙的是原磁場的變化，而不是原磁場本身，如果原磁場不變化，即使它再強，也不會產生___________．(3)阻礙不是相反，當原磁通量減小時，感應電流的磁場與原磁場_____，以阻礙其_____；當磁體遠離導體運動時，導體運動將和磁體運動_______，以阻礙其___________．(4)由于“阻礙”，為了維持原磁場的變化，必須有外力克服這一“阻礙”而做功，從而導致___________轉化為_____，因而楞次定律是_____________和_____________在電磁感應中的體現(xiàn)．3．運用楞次定律處理問題的思路(1)判定感應電流方向問題的思路運用楞次定律判定感應電流方向的基本思路可以總結為“一原、二感、三電流”．①明確原磁場：弄清原磁場的方向以及磁通量的變化情況．②確定感應磁場：即根據(jù)楞次定律中的“阻礙”原則，結合原磁場磁通量變化情況，確定出感應電流產生的感應磁場的方向．③判定電流方向：即根據(jù)感應磁場的方向，運用安培定則判斷出感應電流方向．(2)判斷閉合電路(或電路中可動部分導體)相對運動類問題的分析策略在電磁感應問題中，有一類綜合性較強的分析判斷類問題，主要是磁場中的閉合電路在一定條件下產生了_______，而此電流又處于磁場中，受到_____力作用，從而使閉合電路或電路中可動部分的導體發(fā)生了運動．要點二：電磁感應中的力學問題通過導體的感應電流在磁場中將受到安培力作用，從而引起導體速度、加速度的變化．(1)基本方法①用法拉第__________定律和_______定律求出感應電動勢的_______和感應電流的_____．②求出回路中________的大?。鄯治鲅芯繉w______情況(包括安培力，用______定則確定其方向)④列出________方程或者_______方程求解．感應電動勢→感應電流→通電導體受到安培力→合外力變化→加速度變化→速度變化，周而復始的循環(huán)，循環(huán)結束時，加速度為____，導體達穩(wěn)定狀態(tài)，速度達到______．要點三：電磁感應中的電路問題在電磁感應中，切割磁感線的導體或磁通量變化的回路將產生感應電動勢，該導體或回路相當于電源．解決電路問題的基本方法：①用法拉第電磁感應定律或楞次定律確定感應電動勢的________和_________②畫出_________電路圖．③運用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路性質，電功率等公式進行求解．要點四：電磁感應中的圖象問題電磁感應中常常涉及磁感應強度、磁通量、感應電動勢、感應電流、安培力或外力隨時間變化的圖象．這些圖象問題大體上可以分為兩類：①由給定的電磁感應過程選出或畫出正確圖象．②由給定的有關圖象分析電磁感應過程，求解相應的物理量．不管是何種類型，電磁感應中的圖象問題往往需要綜合_______定則、_______定則、_____定律和____________定律等規(guī)律分析解決．要點五：電磁感應中的能量問題電磁感應過程中產生的感應電流在磁場中必定受到______作用，要維持感應電流的存在，必須有“外力”克服安培力做功，此過程中，其它形式的能量轉化為電能，“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其它形式的能轉化為______．當感應電流通過用電器時，電能又轉化為其它形式的能量，安培力做功的過程，是_______轉化為_______________________的過程，安培力做了多少功，就有多少電能轉化為其它形式的能量.精編例題講練考點1：感應電流的產生和方向1.如圖，金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導軌上，在ef右側存在有界勻強磁場B，磁場方向垂直導軌平面向下，在ef左側的無磁場區(qū)域cdef內有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導軌在同一平面內。當金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場左邊界ef處由靜止開始向右運動后，圓環(huán)L有__________（填收縮、擴張）趨勢，圓環(huán)內產生的感應電流_______________（填變大、變小、不變）。2.老師做了一個物理小實驗讓學生觀察：一輕質橫桿兩側各固定一金屬環(huán)，橫桿克繞中心點自由轉動，老師拿一條形磁鐵插向其中一個小環(huán)，后又取出插向另一個小環(huán)，同學們看到的現(xiàn)象是（）A.磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉動B.磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉動C.無論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都不發(fā)生轉動D.無論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都發(fā)生轉動3.圖中兩條平行虛線之間存在勻強磁場，虛線間的距離為l，磁場方向垂直紙面向里。abcd是位于紙面內的梯形線圈，ad與bc間的距離也為l。t=0時刻，bc邊與磁場區(qū)域邊界重合（如圖）?，F(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域。取沿a→b→c→d→a的感應電流為正，則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中，感應電流I隨時間t變化的圖線可能是（）NMSPabR4.如圖，線圈M和線圈N繞在同一鐵芯上。M與電源、開關、滑動變阻器相連，NMSPabRA．當P向右移動，通過R的電流為b到aB．當P向右移動，通過R的電流為a到bC．斷開S的瞬間，通過R的電流為b到aD．斷開S的瞬間，通過R的電流為a到b5．如圖所示，矩形導線框abcd固定在勻強磁場中，磁感線的方向與導線框所在平面垂直，規(guī)定磁場的正方向垂直低面向里，磁感應強度B隨時間變化的規(guī)律如圖所示.若規(guī)定順時針方向為感應電流I的正方向，圖各圖中正確的是（）考點2：感應電動勢、自感6.如圖所示，一導線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側有磁感應強度為B的勻強磁場。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右勻速進入磁場，直徑CD始絡與MN垂直。從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止，下列結論正確的是（）A．感應電流方向不變B．CD段直線始終不受安培力C．感應電動勢最大值E＝BavD．感應電動勢平均值7.如圖所示，兩根相距為的平行直導軌ab、cd、b、d間連有一固定電阻R，導軌電阻可忽略不計。MN為放在ab和cd上的一導體桿，與ab垂直，其電阻也為R。整個裝置處于勻強磁場中，磁感應強度的大小為B，磁場方向垂直于導軌所在平面（指向圖中紙面內）?，F(xiàn)對MN施力使它沿導軌方向以速度v（如圖）做勻速運動。令U表示MN兩端電壓的大小，則（）A．流過固定電阻R的感應電流由b到dB．流過固定電阻R的感應電流由d到bC．流過固定電阻R的感應電流由b到dD．流過固定電阻R的感應電流由d到b8.如圖，平行導軌間距為d，一端跨接一個電阻為R，磁場的磁感強度為B，方向與導軌所在平面垂直。一根足夠長的金屬棒與導軌成θ角放置，金屬棒與導軌的電阻不計。當金屬棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行時，通過電阻R的電流強度是（）A． B． C． D．考點3:電磁感應綜合問題9.如圖所示，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導軌MN和PQ，它們的電阻可忽略不計，在M和P之間接有阻值為R的定值電阻，導體棒ab長＝0.5m，其電阻為r，與導軌接觸良好，整個裝置處于方向豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度B＝0.4T，現(xiàn)使ab以＝10m／s的速度向右做勻速運動.(1)ab中的感應電動勢多大?(2)ab中電流的方向如何?(3)若定值電阻R＝,導體棒的電阻r＝,則電路中的電流多大?10.如圖，勻強磁場的磁感應強度方向垂直于紙面向里，大小隨時間的變化率，為負的常量。用電阻率為、橫截面積為的硬導線做成一邊長為的方框。將方框固定于紙面內，其右半部位于磁場區(qū)域中。求（1）導線中感應電流的大小；（2）磁場對方框作用力的大小隨時間的變化。11、如圖（a）所示，一個電阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線與阻值為2R的電阻R1連結成閉合回路。線圈的半徑為r1.在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t變化的關系圖線如圖（b）所示。圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0.導線的電阻不計。求0至t1時間內（1）通過電阻R1上的電流大小和方向；（2）通過電阻R1上的電量q及電阻R1上產生的熱量。1、答案：收縮，變小解析：由于金屬棒ab在恒力F的作用下向右運動，則abcd回路中產生逆時針方向的感應電流，則在圓環(huán)處產生垂直于紙面向外的磁場，隨著金屬棒向右加速運動，圓環(huán)的磁通量增大，依據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)將有收縮的趨勢以阻礙圓環(huán)的磁通量將增大；又由于金屬棒向右運動的加速度減小，單位時間內磁通量的變化率減小，所以在圓環(huán)中產生的感應電流不斷減小。2、B解析：左環(huán)沒有閉合，在磁鐵插入過程中，不產生感應電流，故橫桿不發(fā)生轉動。右環(huán)閉合，在磁鐵插入過程中，產生感應電流，橫桿將發(fā)生轉動。3、B4、AD5．【答案】D【解析】0-1s內B垂直紙面向里均勻增大，則由楞次定律及法拉第電磁感應定律可得線圈中產生恒定的感應電流，方向為逆時針方向，排除A、C選項；2s-3s內，B垂直紙面向外均勻增大，同理可得線圈中產生的感應電流方向為順時針方向，排除B選項，D正確。6、ACD解析：在閉合電路進入磁場的過程中，通過閉合電路的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應電流的方向為逆時針方向不變，A正確。根據(jù)左手定則可以判斷，受安培力向下，B不正確。當半圓閉合回路進入磁場一半時，即這時等效長度最大為a，這時感應電動勢最大E=Bav，C正確。感應電動勢平均值，D正確?？键c：楞次定律、安培力、感應電動勢、左手定則、右手定則提示：感應電動勢公式只能來計算平均值，利用感應電動勢公式計算時，l應是等效長度，即垂直切割磁感線的長度。7、A8、D9、解析：（1）ab中的感應電動勢代入數(shù)值，得（2）ab中電流的方向為b→a（3）由閉合電路歐姆定律，回路中的電流代入