【志鴻優(yōu)化設計】高考物理第一輪復習 （梳理自測+理解深化+鞏固提升）第九章電磁感應第一節(jié)電磁感應現(xiàn)象 楞次定律教學案 魯科版.doc

第九章電磁感應考綱要求權威解讀磁通量知道磁通量、磁通密度的概念電磁感應現(xiàn)象理解電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生的條件法拉第電磁感應定律理解法拉第電磁感應定律的內(nèi)容，深刻理解兩個公式en與eblvsin ，掌握求解感生、動生電動勢的方法楞次定律理解楞次定律或右手定則的內(nèi)涵，能判斷感應電流及感應電動勢的方向自感、渦流理解自感、渦流現(xiàn)象，會分析通電自感、斷電自感現(xiàn)象第一節(jié)電磁感應現(xiàn)象楞次定律一、磁通量1定義磁感應強度（b）與_磁場方向的面積（s）的乘積叫做穿過這個面積的磁通量，簡稱磁通，我們可以用穿過這一面積的磁感線條數(shù)的多少來形象地理解。2公式_。在國際單位制中，磁通量的單位是_，符號_。3磁通密度垂直穿過單位面積的_的條數(shù)，叫做磁通密度，即磁感應強度的大小b。二、電磁感應現(xiàn)象1產(chǎn)生感應電流的條件穿過閉合電路的_發(fā)生變化。2產(chǎn)生感應電動勢的條件無論回路是否閉合，只要穿過線圈平面的_發(fā)生變化，線圈中就有感應電動勢產(chǎn)生，產(chǎn)生感應電動勢的那部分導體相當于_。3電磁感應現(xiàn)象的實質(zhì)產(chǎn)生_，如果電路閉合，則有_；電路不閉合，則只有_而無感應電流。三、感應電流方向的判定1右手定則（1）內(nèi)容：伸開_，使拇指與其余四指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線從_進入，并使拇指指向_的方向，這時四指所指的方向就是_的方向。（2）適用范圍：適用于判斷閉合電路中的部分導體切割磁感線產(chǎn)生感應電流的情況。2楞次定律（1）內(nèi)容：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要_引起感應電流的磁通量的變化。（2）適用情況：所有_現(xiàn)象。1關于感應電流，下列說法中正確的有（）a只要閉合電路內(nèi)有磁通量，閉合電路中就有感應電流產(chǎn)生b穿過螺線管的磁通量發(fā)生變化時，螺線管內(nèi)部就一定有感應電流產(chǎn)生c線框不閉合時，即使穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中也不會有感應電流d只要電路的一部分導體做切割磁感線運動，電路中就一定有感應電流2如圖所示，ab是水平面上一個圓的直徑，在過ab的豎直面內(nèi)有一根通電直導線ef，且ef平行于ab，當ef豎直向上平移時，穿過圓面積的磁通量將（）a逐漸變大 b逐漸減小c始終為零 d不為零，但始終保持不變3如圖是驗證楞次定律實驗的示意圖，豎直放置的線圈固定不動，將磁鐵從線圈上方插入或拔出，線圈和電流表構成的閉合回路中就會產(chǎn)生感應電流。各圖中分別標出了磁鐵的極性、磁鐵相對線圈的運動方向以及線圈中產(chǎn)生的感應電流的方向等情況，其中表示正確的是（）4易錯辨析：請你判斷下列表述正確與否，對不正確的，請予以更正。（1）在磁場中線圈面積越大，則穿過線圈的磁通量越大。（2）穿過線圈的磁通量越大，磁通量變化也越大。（3）某時刻穿過線圈的磁通量為零，則這時磁通量的變化率也一定為零。（4）感應電流的磁場總是與原磁場方向相反。（5）感應電流的效果總是反抗引起感應電流的原因。一、對磁通量的理解自主探究1磁感應強度為b的勻強磁場，方向水平向右，一面積為s的矩形線圈abcd如圖所示放置。平面abcd與豎直方向成角，將abcd繞ab軸轉180角，則穿過線圈平面的磁通量的變化為（）a0 b2bsc2bscos d2bssin 思考1：磁通量是標量還是矢量？如何區(qū)分一個物理量是標量還是矢量？思考2：磁通量、磁通量的變化、磁通量的變化率三者有何區(qū)別？歸納要點、三者的物理意義不同，大小也沒有直接關系。這一點可與運動學中v、v、三者類比。很大，可能很??；很小，可能很大；0，可能不為零；若按正弦規(guī)律變化，最大時，0，反之，當為零時，最大。磁通量的變化率等于t圖象上某點切線的斜率。二、電磁感應現(xiàn)象自主探究2試分析下列各種情形中，金屬線框或線圈里能否產(chǎn)生感應電流？思考1：電路不閉合時，磁通量發(fā)生變化是否能產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象？思考2：引起磁通量變化的情況有哪些？歸納要點電磁感應現(xiàn)象能否發(fā)生的判斷流程。（1）確定研究的閉合電路。（2）弄清楚回路內(nèi)的磁場分布，并確定該回路的磁通量。（3）三、對楞次定律的理解自主探究3如圖所示，光滑固定導軌m、n水平放置，兩根導體棒p、q平行放于導軌上，形成一個閉合回路，當一條形磁鐵從高處下落接近回路時，下列說法正確的是（）ap、q將互相靠攏bp、q將互相遠離c磁鐵的加速度仍為gd磁鐵的加速度小于g思考1：楞次定律中“阻礙”的含義如何理解？思考2：楞次定律可推廣表述為：感應電流的效果總是阻礙產(chǎn)生感應電流的原因。對于這句話如何具體理解？命題研究一、楞次定律的應用【題例1】（2012福州模擬）某實驗小組用如圖所示的實驗裝置來驗證楞次定律，當條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時，通過電流表的感應電流方向是（）aagbb先agb，后bgacbgad先bga，后agb思路點撥：先由楞次定律判斷出回路中感應電流的磁場方向，然后再由安培定則判斷感應電流的方向。解題要點：規(guī)律總結1應用楞次定律判斷感應電流方向的步驟：（1）確定原磁場的方向；（2）明確回路中磁通量的變化情況；（3）應用楞次定律的“增反減同”，確定感應電流磁場的方向；（4）應用安培定則，確定感應電流的方向。2楞次定律和右手定則的關系（1）從研究對象上說，楞次定律研究的是整個閉合回路，右手定則研究的是閉合電路中的一部分導體，即一段導體做切割磁感線運動。（2）從適用范圍上說，楞次定律適用于磁通量變化引起感應電流的各種情況（包括一部分導體做切割磁感線運動的情況），右手定則只適用于一段導體在磁場中做切割磁感線運動的情況。因此，右手定則是楞次定律的一種特殊情況。一般來說，若導體不動，回路中磁通量變化，應該用楞次定律判斷感應電流方向而不能用右手定則；若是回路中一部分導體做切割磁感線運動產(chǎn)生感應電流，用右手定則判斷較為簡單，用楞次定律進行判斷也可以，但較為麻煩。命題研究二、楞次定律、右手定則、左手定則、安培定則的綜合應用【題例2】如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒pq、mn，當pq在外力的作用下運動時，mn在磁場力作用下向右運動，則pq所做的運動可能是（）a向右勻加速運動b向左勻加速運動c向右勻減速運動 d向左勻減速運動思路點撥：解題要點：規(guī)律總結“三個定則與一個定律”的規(guī)范應用1一般解題步驟（1）分析題干條件，找出閉合電路或切割磁感線的導體棒。（2）結合題中的已知條件和待求量的關系選擇恰當?shù)囊?guī)律。（3）正確地利用所選擇的規(guī)律進行分析和判斷。2應注意的事項（1）“三個定則與一個定律”的比較基本現(xiàn)象應用的定則或定律運動電荷、電流產(chǎn)生磁場安培定則磁場對運動電荷、電流有作用力左手定則電磁感應部分導體做切割磁感線運動右手定則閉合回路磁通量變化楞次定律（2）應用區(qū)別關鍵是抓住因果關系因電而生磁（ib）安培定則；因動而生電（v、bi）右手定則；因電而受力（i、bf安）左手定則。1（2012山東德州月考）根據(jù)楞次定律知感應電流的磁場一定是（）a阻礙引起感應電流的磁通量b與引起感應電流的磁場反向c阻礙引起感應電流的磁通量的變化d與引起感應電流的磁場方向相同2（2012山東聊城檢測）如圖所示，一個半球殼放在勻強磁場中，磁感線的方向與半球底面垂直，設半球殼表面積為s1，底面積為s2，半球面上的磁通密度為b1，底面處的磁通密度為b2，穿過它們的磁通量分別為1和2，則下列說法中正確的是（）a由于12，且s1s2，所以b1b2b由于b1b2，且s1s2，所以12c12，b1b2d因為半球面是一曲面，無法判斷上述結論是否正確3如圖所示，固定的水平長直導線中通有直流i，矩形線框與導線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導線平行。線框由靜止釋放，在下落過程中（）a穿過線框的磁通量保持不變b線框中感應電流方向保持不變c線框所受安培力的合力為零d線框的機械能不斷增大4直導線ab放在如圖所示的水平導體框架上，構成一個閉合回路。長直導線cd和框架處在同一個平面內(nèi)，且cd和ab平行，當cd中通有電流時，發(fā)現(xiàn)ab向左滑動。關于cd中的電流下列說法正確的是（）a電流肯定在增大，不論電流是什么方向b電流肯定在減小，不論電流是什么方向c電流大小恒定，方向由c到dd電流大小恒定，方向由d到c參考答案基礎梳理自測知識梳理一、1垂直2bs韋伯wb3磁感線二、1磁通量2磁通量電源3感應電動勢感應電流感應電動勢三、1（1）右手手心垂直導體運動感應電流2（1）阻礙（2）電磁感應基礎自測1c解析：只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應電流，選項a錯誤。選項b、d沒有強調(diào)電路是否閉合，故錯誤。選項c正確。2c3cd4答案：（1）錯誤。在磁場中線圈面積越大，穿過線圈的磁通量不一定越大，因為在線圈中磁感應強度方向有相反的情況，如在線圈中心豎放一條形磁鐵，這時線圈面積越大，磁通量反而越小。（2）錯誤。穿過線圈的磁通量很大，磁通量的變化可能很小。（3）錯誤。某時刻穿過線圈的磁通量為零，但磁通量的變化率不一定為零。（4）錯誤。感應電流的磁場總是阻礙原磁場的磁通量的變化，即增反減同，與原磁場方向可相同也可相反。（5）正確。核心理解深化【自主探究1】c提示：1磁通量雖有正負，但是標量。一個物理量是矢量還是標量，最根本的是看運算法則，遵從平行四邊形定則的是矢量，遵從代數(shù)和運算法則的是標量，磁通量的運算遵從代數(shù)和法則，所以是標量。與此類似的還有功、電流、溫度、重力勢能、電勢能等物理量都是標量。2磁通量磁通量變化磁通量變化率物理意義某時刻穿過磁場中某個面的磁感線條數(shù)穿過某個面的磁通量的變化量表述磁場中穿過某個面的磁通量變化快慢的物理量大小計算bs，s為與b垂直的面積，不垂直時，s為與b垂直方向上的投影21bssbbs注意當穿過某個面有方向相反的磁場，則不能直接用bs。應考慮相反方向的磁通量抵消以后所剩余的磁通量開始和轉過180時平面都與磁場垂直，穿過平面的磁通量是不同的，一正一負，2bs而不是零既不表示磁通量的大小，也不表示變化的多少。在t圖象中，用圖線切線的斜率表示附注線圈繞垂直磁感線轉動時，當線圈平面與磁感線平行時，0，最大；當線圈平面與磁感線垂直時，最大，為零【自主探究2】答案：b、c、d、e均能產(chǎn)生感應電流。提示：1當電路不閉合時，沒有感應電流，但有感應電動勢，只產(chǎn)生感應電動勢的現(xiàn)象也可以稱為電磁感應現(xiàn)象。2磁通量的變化21有多種形式，主要有：（1）s、不變，b改變，這時bssin （2）b、不變，s改變，這時sbsin （3）b、s不變，改變，這時bs（sin 2sin 1）【自主探究3】ad提示：12可按以下情況具體理解：（1）阻礙原磁通量的變化“增反減同”。（2）阻礙相對運動“來拒去留”。（3）使線圈面積有擴大或縮小的趨勢“增縮減擴”。（4）阻礙原電流的變化（自感現(xiàn)象）“增反減同”?？枷蛱骄客黄啤绢}例1】d解析：（1）條形磁鐵在穿入線圈的過程中，原磁場方向向下。（2）穿過線圈向下的磁通量增加。（3）由楞次定律可知：感應電流的磁場方向向上。（4）應用安培定則可判斷：感應電流的方向為逆時針（俯視），即由bga。同理可以判斷：條形磁鐵穿出線圈的過程中，感應電流方向（俯視）為agb?！绢}例2】bc解析：設pq向右運動，用右手定則和安培定則判定可知穿過l1的磁感線方向向上。若pq向右加速，則穿過l1的磁通量增加，用楞次定律判定可知通過mn的感應電流方向是從n指向m，對mn用左手定則判定可知mn向左運動，故a選項不正確；若pq向右減速運動，則穿過l1的磁通量減小，用楞次定律判定可知通過mn的感應電流方向是從m指向n，用左手定則可知mn向右運動，故選項c正確；同理設pq向左運動，用上述類似的方法可判定選項b正確，而選項d錯誤。演練鞏固提升1c解析：根據(jù)楞次定律的內(nèi)容可知，感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化，c正確，a錯誤；“阻礙”不同于反