高中分校高三物理一轮复习 电磁感应学案

河北省二十冶综合学校高中分校高三物理一轮复习电磁感应学案

要点一楞次定律的理解和应用

1．楞次定律解决的问题是感应电流的方向问题，它涉及到两个磁场，______________ (新产生的磁场)和____________________ (原来就有的磁场)，前者和后者的关系不是“同向”和“反向”的简单关系，而是前者“阻碍”后者“变化”的关系．

2．对“阻碍意义的理解”

(1)阻碍原磁场的变化．“阻碍”不是阻止，而是“延缓”，感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化，只能使原磁场的变化被________或者说被_______了，原磁场的变化趋势不会改变，不会发生逆转．

(2)阻碍的是原磁场的变化，而不是原磁场本身，如果原磁场不变化，即使它再强，也不会产生___________．

(3)阻碍不是相反，当原磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场_____，以阻碍其_____；当磁体远离导体运动时，导体运动将和磁体运动_______，以阻碍其___________．

(4)由于“阻碍”，为了维持原磁场的变化，必须有外力克服这一“阻碍”而做功，从而导致___________转化为_____，因而楞次定律是_____________和_____________在电磁感应中的体现．3．运用楞次定律处理问题的思路

(1)判定感应电流方向问题的思路

运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可以总结为“一原、二感、三电流

．．．．．．．．．”．

①明确

．．原磁场：弄清原磁场的方向以及磁通量的变化情况．

②确定

．．感应磁场：即根据楞次定律中的“阻碍”原则，结合原磁场磁通量变化情况，确定出感应电流产生的感应磁场的方向．

③判定

．．电流方向：即根据感应磁场的方向，运用安培定则判断出感应电流方向．

(2)判断

．．闭合电路(或电路中可动部分导体)相对运动类问题的分析策略

在电磁感应问题中，有一类综合性较强的分析判断类问题，主要是磁场中的闭合电路在一定条件下产生了_______，而此电流又处于磁场中，受到_____力作用，从而使闭合电路或电路中可动部分的导体发生了运动．

要点二电磁感应中的力学问题

通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用，从而引起导体速度、加速度的变化．

(1)基本方法

①用法拉第__________定律和_______定律求出感应电流的____和感应电动势的_____．

②求出回路中________的大小．

③分析研究导体______情况(包括安培力，用______定则确定其方向)

④列出________方程或者_______方程求解．

感应电流→感应电流→通电导体受到安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化，周而复始的循环，循环结束时，加速度为____，导体达稳定状态，速度达到______．

要点三电磁感应中的电路问题

在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路相当于电源．解决电路问题的基本方法：

①用法拉第电磁感应定律或楞次定律确定感应电动势的____和_____

②画出_____电路图．

③运用闭合电路欧姆定律、串并联电路性质，电功率等公式进行求解．

要点四电磁感应中的图象问题

电磁感应中常常涉及磁感应强度、磁通量、感应电动势、感应电流、安培力或外力随时间变化的图象． 这些图象问题大体上可以分为两类：

①由给定的电磁感应过程选出或画出正确图象．

②由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量．

不管是何种类型，电磁感应中的图象问题往往需要综合_______定则、_______定则、_____定律和____________定律等规律分析解决．

要点五 电磁感应中的能量问题

电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到______作用，要维持感应电流的存在，必须有“外力”克服安培力做功，此过程中，其它形式的能量转化为电能，“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其它形式的能转化为______．

当感应电流通过用电器时，电能又转化为其它形式的能量，安培力做功的过程，是_______转化为_______________________的过程，安培力做了多少功，就有多少电能转化为其它形式的能量.

例题

1、如图，金属棒ab 置于水平放置的U 形光滑导轨上，在ef 右侧存在有界匀强磁场B ，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef 左侧的无磁场区域cdef 内有一半径很小的金属圆

环L ，圆环与导轨在同一平面内。当金属棒ab 在水平恒力F 作用下从磁场左边界ef 处由静止开始向右运动后，圆环L 有__________（填收缩、扩张）趋势，圆环内产生的感应电流_______________（填变大、变小、不变）。 2、图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l ，磁场方向垂直纸

面向里。abcd 是位于纸面内的梯形线圈， ad 与bc 间的距离也为l 。t=0时刻，bc 边与磁场区域边界重合（如图）。现令线圈以恒定的速度v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿a →b →c →d →a 的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域

的过程中，感应电流I 随时间t 变化的图线可能是（ ）

3、如图所示，一导线弯成半径为a 的半圆形闭合回路。虚线MN 右侧有磁感应强

度为B 的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v 向右匀速进入磁场，直径CD 始络与MN 垂直。从D 点到达边界开始到C 点进入磁场为止，下列结论正确的是 A ．感应电流方向不变

B ．CD 段直线始终不受安培力

C ．感应电动势最大值E ＝Bav

D ．感应电动势平均值1

4E Bav =

π

4、如图所示，水平面上有两根相距0.5m 的足够长的平行金属导轨MN

和PQ ，它们的电阻可忽略不计，在M 和P 之间接有阻值为R 的定值电阻，导体棒ab 长l ＝0.5m ，其电阻为r ，与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B ＝0.4T ，现使ab 以v ＝10m ／s 的速度向右做匀速运动.

(1)ab 中的感应电动势多大?

(2)ab 中电流的方向如何?

(3)若定值电阻R ＝Ω0.3,导体棒的电阻r ＝Ω0.1则电路中的电流多大?

5、如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率B k t

?=?，k 为负的常量。

用电阻率为ρ、横截面积为S 的硬导线做成一边长为l 的方框。将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中。求

（1）导线中感应电流的大小；

（2）磁场对方框作用力的大小随时间的变化。