高二物理教案：第06讲 电磁感应复习 20页

辅导教案 学员姓名： 学科教师：‎ 年 级：高二 辅导科目：物理 ‎ 授课日期 ‎××年××月××日 ‎ 时 间 A / B / C / D / E / F段 主 题 电磁感应复习 教学内容 ‎1、掌握产生感应电流产生的条件 ‎2、掌握右手定则和楞次定律的内容 ‎3、掌握楞次定律的应用 ‎4、掌握法拉第电磁感应定律 教法指导：本环节采用提问抢答的进行，如果学生的抢答不积极，可以适当采用轮换回答的方式进行。建议时间10分钟。‎ 一、关于电磁感应的几个基本问题 ‎1、电磁感应现象：利用磁场产生电流（或电动势）的现象，叫电磁感应现象。所产生的电流叫感应电流， ‎ ‎2、发生电磁感应现象，产生感应电流的条件：‎ ‎①当穿过线圈的磁通量发生变化时就将发生电磁感应现象，线圈里产生感应电动势。如线圈闭合，则线圈就将产生感应电流。‎ ‎②当导体在磁场中做切割磁感线的运动时就将发生电磁感应现象，导体里产生感应电动势，如做切割感线运动的导体是某闭合电路的一部分，则电路里就将产生感应电流。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。‎ 注意：闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，穿过闭合电路的磁通量也将发生变化。所以上述两个条件从根本上还应归结磁通量的变化。但如果矩形线圈abcd在匀强磁场B中以速度v平动时，尽管线圈的bc和ad边都在做切割磁感线运动，但由于穿过线圈的磁通量没有变，所以线圈回路中没有感应电流。‎ ‎4、引起磁通量变化的常见情况 ‎（1）闭合回路所包围的面积S变化，磁感应强度B不变化 ‎（2）闭合回路所包围的面积S不变，磁感应强度B变化 ‎（3）磁感应强度B方向与面积S夹角的变化等。‎ 二、感应电流方向的判断 ‎1、右手定则：‎ ‎（1）内容：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。‎ ‎（2）适用范围 适用范围：导体棒切割磁感线 四指指向还可以理解为：感应电动势的方向、该部分导体的高电势处。‎ 注意：‎ ①主要用于闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时，产生的感应电动势与感应电流的方向判定。‎ ②右手定则仅在导体切割磁感线时使用，应用时要注意磁场方向、运动方向、感应电流方向三者互相垂直．‎ ③当导体的运动方向与磁场方向不垂直时，拇指应指向切割磁感线的分速度方向．‎ ④若形成闭合回路，四指指向感应电流方向；若未形成闭合回路，四指指向高电势．‎ ⑤“因电而动”用左手定则．“因动而电”用右手定则．‎ ⑥应用时要特别注意：四指指向是电源内部电流的方向(负→正)．因而也是电势升高的方向；即：四指指向正极。‎ ‎2、楞次定律 ‎ ‎①楞次定律的内容：感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化．‎ ‎②对楞次定律中阻碍二字的正确理解 ‎“阻碍”不是阻止，这里是阻而未止。‎ 阻碍磁通量变化指：‎ 磁通量增加时，阻碍增加(感应电流的磁场和原磁场方向相反，起抵消作用)；‎ 磁通量减少时，阻碍减少(感应电流的磁场和原磁场方向一致，起补偿作用)，简称“增反减同”．‎ 三、法拉第电磁感应定律 ‎1、在电磁感应现象中，电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。‎ 公式： ，其中n为线圈的匝数。‎ ‎2、导线切割磁感线时产生的感应电动势的大小，跟磁感应强度B、导线长度L、运动速度v以及运动方向和磁感线方向的夹角的正弦sinθ成正比，即E=BLvsinθ。 　　当θ=900，即垂直切割磁感线运动时，感应电动势最大，为：E=BLv 　　当θ=00，即导体棒不切割磁感线运动时，感应电动势最小，为零。 　　说明：‎ ‎①E=BLvsinθ一式中的L必须是导体棒垂直于磁场方向的有效长度。 　　②E可以表示为：‎ ‎　 ③与E=BLvsinθ的比较： 　　常用来计算Δt时间内的平均感应电动势，当Δt取极短时，E可表示极短时间内的瞬时电动势。 　　E=BLvsinθ常用来计算瞬时感应电动势，v代表瞬时速度；也可以用来计算平均感应电动势，v代表平均速度。 ‎ ‎【一、电磁感应现象】‎ ‎【例1】如图所示，在一固定圆柱形磁铁的N极附近置一平面线圈abcd，磁铁轴线与线圈水平中心线xx′轴重合。下列说法正确的是（ ）‎ ‎（A）当线圈刚沿xx′轴向右平移时，线圈中有感应电流 ‎（B）当线圈刚绕xx′轴转动时（ad向外，bc向里），线圈中有感应电流 ‎（C）当线圈刚沿垂直纸面方向向外平移时，线圈中有感应电流 ‎（D）当线圈刚绕yy′轴转动时（ab向里，cd向外），线圈中有感应电流 ‎【解析】这类问题首先要能够对线圈所在的磁场有很清晰的认识，然后抓住磁通量是否发生变化来判断是否会产生感应电流，圆柱形磁铁的N级的磁场分布在空间上有对称性，所以AB选项的磁通量都没有发生变化，CD选项的磁通量变小，所以会产生感应电流。‎ ‎【答案】CD ‎【变式练习1】如图所示，矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外.下述过程中使线圈产生感应电流的是（ ）‎ A.以bc为轴转动45° ‎ B.以ad为轴转动45°‎ C.将线圈向下平移 ‎ D.将线圈向上平移 ‎【答案】B ‎【变式练习2】如图所示，一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速通过宽为d（d＜L）的匀强磁场，在此过程中线框中有感应电流的时间是（ ）‎ ‎（A）2d/v （B）2L/v ‎（C）（L－d）/v （D）（L－2d）/v ‎【答案】A ‎【二、楞次定律的应用】‎ ‎【例2】如图所示，闭合线圈放置在变化的磁场中，线圈平面跟纸面平行，磁场线垂直于纸面。要使线圈有扩张的趋势，应使磁场 A．不断增强，方向垂直纸面向里；‎ B．不断减弱，方向垂直纸面向外；‎ C．不断增强，方向垂直纸面向外；‎ D．不断减弱，方向垂直纸面向里。‎ ‎【解析】方法一，当有垂直纸面向外且不断减弱的磁场穿过线圈所在平面时，穿过线圈的磁通量不断减少，根据楞次定律可知，在线圈中产生了逆时针的感应电流，使线圈受到背离圆心的安培力的作用。在安培力的作用下，线圈有向外扩张的趋势。同理，当有垂直纸面向里且不断减弱的磁场穿过线圈所在平面时，线圈也有向外扩张的趋势。‎ 方法二，当穿过线圈的磁场不断减弱时，使得穿过线圈的磁通量不断减少，根据楞次定律的推广含义，为了阻碍原磁通的变化。可知：无论磁场方向是垂直纸面向里还是垂直纸面向外线圈都将有扩张的趋势。‎ 由上面的分析可见，方法二与方法一得出相同的结果，但方法二比方法一简单。‎ ‎【答案】BD ‎【例3】如图所示，一闭合的金属环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落，空气阻力不计，则在圆环的运动过程中，下列说法正确的是：‎ A．圆环在磁铁的上方时，圆环加速度小于g，在下方时大于g；‎ B．圆环在磁铁的上方时，圆环加速度小于g，在下方时也小于g；‎ C．圆环在磁铁的上方时，圆环加速度小于g，在下方时等于g；‎ D．圆环在磁铁的上方时，圆环加速度大于g，在下方时小于g。‎ ‎【解析】此题易错选A或C，原因是在判断磁力作用时缺乏对条形磁铁磁场线的空间分布的了解。今用楞次定律第二种推广含义来判断：感应电流总是阻碍导体间的相对运动，意思是，总是阻碍导体间的距离变化的。因此圆环在磁铁的上方下落时，磁场力总是阻碍圆环下落，即a