强烈推荐高考物理复习资料大全电磁感应 30页

第九章 电磁感应 ‎ 考纲要览 知识点 考纲要求 电磁感应现象, 磁通量, 法拉第电磁感应定律, 楞次定律 ‎ Ⅱ 导体切割磁感线时的感应电动势, 右手定则 Ⅱ 自感现象 Ⅰ 日光灯 Ⅰ 说明:‎ ‎1.导体切割磁感线时感应电动势的计算,只限于L垂直于B、v的情况 ‎2.在电磁感应现象里,不要求判断内电路中各点电势的高低 考向预测 ‎ 历年高考对本章知识点考查的频率较高,来年高考估计不会有很大的变动.‎ ‎ 1.感应电流的产生和感应电流方向的判断,出题以选择题为主.‎ ‎2.导体切割磁感线产生感应电动势的计算.常结合力学、电学知识,解决与电量、热量的相关问题.‎ ‎3.法拉第电磁感应定律的应用是高考热点,常以综合性大题出现,并结合电路、力学、能量守恒等知识.‎ ‎4.对电磁感应图象问题的考查主要以选择题为主,是常考知识点.‎ ‎5.结合实际应用问题.如日光灯原理、电磁阻尼、电磁驱动及磁悬浮原理等.‎ 第1课时 电磁感应现象 楞次定律 基本知识回顾 一、磁通量 ‎1.定义:磁感应强度与面积的乘积,叫做穿过这个面的磁通量.‎ ‎2.定义式:Φ=BS.‎ 说明:该式只适用于匀强磁场的情况,且式中的S是跟磁场方向垂直的面积;若不垂直,则需取平面在垂直于磁场方向上的投影面积,即Φ=BS⊥=BSsinθ,θ是S与磁场方向的夹角.‎ ‎3.磁通量Φ是标量,但有正负.Φ的正负意义是:从正、反两面哪个面穿入，若从一面穿入为正,则从另一面穿入为负.‎ ‎4.单位:韦伯,符号:Wb.‎ ‎5.磁通量的意义:指穿过某个面的磁感线的条数.‎ ‎6.磁通量的变化:ΔΦ=Φ2-Φ1,即末、初磁通量之差.‎ ‎(1)磁感应强度B不变,有效面积S变化时,则 ΔΦ=Φ2-Φ1=B·ΔS.‎ ‎(2)磁感应强度B变化,磁感线穿过的有效面积S不变时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=ΔB·S.‎ ‎(3)磁感应强度B和有效面积S同时变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B2S2-B1S1.‎ 二、电磁感应现象 ‎1.电磁感应现象:当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.‎ ‎2.产生感应电流的条件 表述1:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动.‎ 表述2:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即ΔΦ≠0,闭合电路中就有感应电流产生.‎ ‎3.产生感应电动势的条件 穿过电路的磁通量发生变化.‎ 电磁感应现象的实质是产生感应电动势.如果回路闭合,则有感应电流;如果回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.‎ 说明:产生感应电动势的那部分导体相当于电源.‎ 三、感应电流方向的判断 ‎1.右手定则:伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线从手心垂直进入,大拇指指向导体运动方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向.‎ ‎2.楞次定律 内容:感应电流具有这样的方向,就是感应电流产生的磁场,总是要阻碍引起感应电流的磁通量变化.‎ ‎3.判断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归结为:“一原、二感、三电流”,即为 ‎(1)明确原磁场:弄清原磁场方向及磁通量的变化情况;‎ ‎(2)确定感应磁场:即跟据楞次定律中的“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)判定感应电流方向:即根据感应磁场的方向,运用安培定则判断出感应电流的方向.‎ 即据原磁场(Φ原方向及ΔΦ情况) ‎ 确定感应磁场(B感方向) 判断感应电流 ‎(I感方向).‎ 说明:1.楞次定律是普遍规律,适用于一切电磁感应现象,而右手定则只适用于导体切割磁感线运动的情况,此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定更简便.‎ ‎2.右手定则与左手定则的区别:抓住因果关系才能无误.“因动而电”—— 用右手;“因电而动”——用左手.‎ 重点难点例析 ‎ 一、磁通量及其变化的计算 由公式Φ=BS计算磁通量及磁通量的变化应把握好以下几点:‎ (1) 此公式只适用于匀强磁场 (2) 式中的S是与磁场垂直的有效面积 (3) 磁通量Φ为双向标量,其正负表示与规定的 正方向是相同还是相反 ‎ (4)磁通量的变化量ΔΦ是指穿过磁场中某一面的末态磁通量Φ2与初态磁通量Φ1的差值, 即 ΔΦ=|Φ2-Φ1|.‎ ‎【例1】面积为S的矩形线框abcd,处在磁感应强度为B的匀强磁场中 ‎(磁场区域足够大),磁场方 向与线框平面成θ角,如图 ‎9-1-1‎所示,当线框以ab为 轴顺时针转900过程中,穿 过 abcd 的磁通量变化量 ΔΦ= .‎ ‎【解析】设开始穿过线圈的磁通量为正,则在线框转过900的过程中,穿过线圈的磁通量是由正向BSsinθ减小到零,再由零增大到负向BScosθ,所以,磁通量的变化量为:‎ ΔΦ=Φ2-Φ1=-BScosθ-BSsinθ=-BS(cosθ+sinθ)‎ ‎【答案】-BS(cosθ+sinθ)‎ ‎ 【点拨】磁通量正负的规定:任何一个面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿入磁通量为正,则磁感线从反面穿入时磁通量为负.穿过某一面积的磁通量一般指合磁通量.‎ ‎●拓展 在水平面上有一不规则的 多边形导线框,面积为S=‎20cm2,‎ 在竖直方向加以如图‎9-1-2‎所 示的磁场,则下列说法中正确的 是(方向以竖直向上为正)( )‎ ‎ A.前2s内穿过线框的磁通的变化为ΔΦ=0‎ B.前1s内穿过线框的磁通的变化为ΔΦ=-30Wb C.第二个1s内穿过线框的磁通的变化为ΔΦ=-3x10-3Wb D.第二个1s内穿过线框的磁通的变化为ΔΦ ‎= -1x10-3Wb ‎【解析】由题意可知:刚开始计时磁感应强度为1.5T,方向竖直向上,在1s内均匀减小到零,第二个1s内反向增大到-1.5T,因此前1s或第一个1s及第二个1s内磁通量的变化都是-3x10-3Wb.选项C正确.‎ ‎【答案】( C )‎ ‎【点拨】本题易错选A,错因是忽视了磁通量的正负号.‎ ‎ 二、感应电流方向的判定 感应电流方向的判定方法:‎ 方法一:右手定则(部分导体切割磁感线)‎ 方法二:楞次定律 ‎【例2】某实验小组用如 图‎9-1-3‎所示的实验装置来验 证楞次定律.当条形磁铁自上 而下穿过固定的线圈时,通过电 流计的感应电流方向是( )‎ ‎ A.a→→b B.先a→→b,后b→→a C.先b→→a D.先b→→a,后a→→b ‎【解析】①确定原磁场的方向:条形磁铁在穿入线圈的过程中,磁场方向向下 ‎②明确回路中磁通量变化情况:向下的磁通量增加 ‎③由楞次定律的“增反减同”可知:线圈中感应电流产生的磁场方向向上 ‎④应用右手定则可以判断感应电流的方向为逆时针方向(俯视),即: b→→a 同理可以判断:条形磁铁穿出线圈过程中,向下的磁通量减小,由楞次定律可得线圈中将产生顺时针的感应电流(俯视),电流从a→→b.‎ ‎【答案】( D )‎ ‎【点拨】根据楞次定律判断感应电流方向,有以上四个基本步骤.‎ ‎●拓展 如图‎9-1-4‎所示,用一根长为L质量不计的绝缘细杆与一个上弧长为、下弧长为d0的金属线框的中点连结并悬挂于O点,悬点 正下方存在一个上弧长 为2、下弧长为2d0的 方向垂直纸面向里的匀 强磁场,且 d0<