高考物理电磁感应学案

时间:2018-06-05 16:01:34 高考物理 我要投稿

高考物理电磁感应学案

  第九章 电磁感应

高考物理电磁感应学案

  1、电磁感应属于每年重点考查的内容之一,试题综合程度高,难度较大。

  2、本章的重点是:电磁感应产生的条件、磁通量、应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向、感生、动生电动势的计算。公式E=Blv的应用,平动切割、转动切割、单杆切割和双杆切割,常与力、电综合考查,要求能力较高。图象问题是本章的一大热点,主要涉及ф-t图、B-t图、和I-t图的相互转换,考查楞次定律和法拉第电磁感应定律的灵活应用。

  3、近几年高考对本单元的考查,命题频率较高的是感应电流产生的条件和方向的判定,导体切割磁感线产生感应电动势的计算,电磁感应现象与磁场、电路、力学等知识的综合题,以及电磁感应与实际相结合的问题,如录音机、话筒、继电器、日光灯的工作原理等.

  第一课时 电磁感应现象 楞次定律

  【要求】

  1、通过探究得出感应电流与磁通量变化的关系,并会叙述楞次定律的内容。

  2、通过实验过程的回放分析,体会楞次定律内容中“阻碍”二字的含义,感受“磁通量变化”的方式和途径,并用来分析一些实际问题。

  【知识再现】

  一、电磁感应现象—感应电流产生的条件

  1、内容:只要通过闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就有感应电流产生.

  2、条件: ①____________; ②____________.

  二、感应电流方向——楞次定律

  1、感应电流方向的判定:方法一:右手定则 ; 方法二:楞次定律。

  2、楞次定律的内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

  3、掌握楞次定律,具体从下面四个层次去理解:

  ①谁阻碍谁——感应电流的磁通量阻碍原磁场的磁通量.

  ②阻碍什么——阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身.

  ③如何阻碍——原磁通量增加时,感应电流磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流磁场方向与原磁场方向相同,即“增反减同”.

  ④阻碍的结果——阻碍并不是阻止,结果是增加的还增加,减少的还减少.

  知识点一磁通量及磁通量的变化

  磁通量变化△ф=ф2-ф1,一般存在以下几种情形:

  ①投影面积不变,磁感强度变化,即△ф=△B?S;

  ②磁感应强度不变,投影面积发生变化,即△ф=B?△S。其中投影面积的变化又有两种形式:

  A.处在磁场的闭合回路面积发生变化,引起磁通量变化;

  B.闭合回路面积不变,但与磁场方向的夹角发生变化,从而引起投影面积变化.

  ③磁感应强度和投影面积均发生变化,这种情况少见。此时,△ф=B2S2-B1S1;注意不能简单认为△ф=△B?△S。

  【应用1】如图所示,平面M的面积为S,垂直于匀强磁场B,求水平面M由此位置出发绕与B垂直的轴转过60°和转过180°时磁通量的变化量。

  导示:初位置时穿过M的磁通量为:ф1=B?S;

  当平面M转过60°后,磁感线仍由下向上穿过平面,且θ=60°所以ф2=B?S cos 60°=BS/2。

  当平面转过180°时,原平面的“上面”变为“下面”,而“下面”则成了“上面”,所以对平面M来说,磁感线穿进、穿出的顺序刚好颠倒,为了区别起见,我们规定M位于起始位置时其磁通量为正值,则此时其磁通量为负值,即:ф3=-BS

  由上述得,平面M转过60°时其磁通量变化为:

  △ф1=│ф2-ф1│=BS/2

  平面M转过180°时其磁通量变化为:

  △ф2=│ф3-ф1│=2BS。

  1、必须明确S的物理意义。

  2、必须明确初始状态的磁通量及其正负(一定要注意在转动过程中,磁感线相对于面的穿入方向是否发生变化)。

  3、注意磁通量与线圈匝数无关。

  知识点二安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的.比较

  (1)应用现象

  (2)应用区别:关键是抓住因果关系

  ①因电而生磁(I→B) →安培定则

  ②因动而生电(v、B→I安)→右手定则

  ③因电而受力(I、B→F安)→左手定则

  【应用2】如图所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向在图中已经表示.左线圈连着平行导轨M和N,导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中,下列说法中正确的是 ( )

  A.当金属棒向右匀速运动时,a点电势高于b点,c点电势高于d点

  B.当金属棒向右匀速运动时,b点电势高于a点,c点与d点为等电势

  C.当金属棒向右加速运动时,b点电势高于a点,c点电势高于d点

  D.当金属棒向右加速运动时,b点电势高于a点,d点电势高于c点

  导示:选择BD。在图中ab棒和右线圈相当于电源。当导体棒向右匀速运动时,根据右手定则,可以判断b点电势高于a点,此时通过右线圈在磁通量没有变化,所以,右线圈中不产生感应电流,c点与d点为等电势。

  当金属棒向右加速运动时,b点电势高于a点,此时通过右线圈在磁通量逐渐增大,根据楞次定律可以判定d点电势高于c点。

  类型一探究感应电流产生的条件

  【例1】如图,在通电直导线A、B周围有一个矩形线圈abcd,要使线圈中产生感应电流,你认为有哪些方法?

  导示: 当AB中电流大小、方向发生变化、abcd线圈左右、上下平移、或者绕其中某一边转动等都可以使线圈中产生感应电流。

  类型二感应电流方向的判定

  判定感应电流方向的步骤:

  ①首先明确引起感应电流的原磁场方向.

  ②确定原磁场的磁通量是如何变化的.

  ③根据楞次定律确定感应电流的磁场方向——“增反减同”.

  ④利用安培定则确定感应电流的方向.

  【例2】如图所示,导线框abcd与导线在同一平面内,直导线通有恒定电流I,当线圈由左向右匀速通过直导线时,线圈中感应电流的方向是( )

  A.先abcd后dcba,再abcd

  B.先abcd,后dcba

  C.始终dcba

  D.先dcba,后abcd,再dcba

  导示:选择D。当线圈由左向右匀速通过直导线时,穿过线圈的磁通量先向外增大,当导线位于线圈中间时磁通量减小为O;然后磁通量先向里增大,最后又减小到O。

  类型三楞次定律推论的应用

  楞次定律的“阻碍”含义,可以推广为下列三种表达方式:

  ①阻碍原磁通量(原电流)变化.(线圈的扩大或缩小的趋势)—“增反减同”

  ②阻碍(磁体的)相对运动,(由磁体的相对运动而引起感应电流).—“来推去拉”

  ③从能量守恒角度分析:能量的转化是通过做功来量度的,这一点正是楞次定律的根据所在,楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。

  【例3】如图所示,光滑固定导体M、N水平放置,两根导体捧P、Q平行放于导轨上,形成一个闭合回路.当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )

  A、P、Q将互相靠拢

  B、P、Q将互相远离

  C、磁铁的加速度仍为g

  D、磁铁的加速度小于g

  导示: 方法一:设磁铁下端为N极,如图所示,根据楞次定律可判断P、Q中的感应电流方向。根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向。可见P、Q将互相靠拢。由于回路所受安培力的合力向下,由牛顿第三定律,磁铁将受到反作用力,从而加速度小于g。当磁铁下端为S极时,根据类似的分析可得到相同的结果。所以,本题应选A、D。

  方法二:根据楞次定律知:“感应电流的磁场总要阻碍原磁通量的变化”,为阻碍原磁通量的增加,P、Q只有互相靠拢来缩小回路面积,故A正确,B错。楞次定律可以理解为感应电流的磁场总要阻碍导体间的相对运动,可把PQMN回路等看为一个柱形磁铁,为了阻碍磁铁向下运动,等效磁铁的上面必产生一个同名磁极来阻碍磁铁的下落,故磁铁的加速度必小于g,故C错D正确。

  1、如图是某同学设计的用来测量风速的装置。请解释这个装置是怎样工作的。

  2、已知一灵敏电流计,当电流从正接线柱流入时,指针向正接线柱一侧偏转,现把它与线圈串联接成图示电路,当条形磁铁按如图所示情况运动时,以下判断正确的是( )

  A.甲图中电流表偏转方向向右

  B.乙图中磁铁下方的极性是N极

  C.丙图中磁铁的运动方向向下

  D.丁图中线圈的绕制方向与前面三个相反

  3、(赣榆县教研室2008年期末调研)如甲图所示,

  光滑的水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线,可以自由移动的矩形导线框abcd靠近长直导线放在桌面上。当长直导线中的电流按乙图所示的规律变化时(甲图中电流所示的方向为正方向),则()

  A.在t2时刻,线框内没有电流,线框不受力

  B.t1到t2时间内,线框内电流的方向为abcda

  C.t1到t2时间内,线框向右做匀减速直线运动

  D.t1到t2时间内,线框受到磁场力对其做负功

  答案:1.略 2.ABD 3.BD

【高考物理电磁感应学案】相关文章:

1.关于高考物理电磁感应公式讲解

2.高考物理电磁感应的复习知识点

3.高考物理导学案复习:磁场

4.高考物理电磁感应知识点归纳

5.高考物理一轮复习电磁感应知识总结

6.高考物理命题法拉第电磁感应定律复习题

7.高考物理之电磁感应知识点归纳

8.高考物理牛顿运动定律复习导学案