江苏省连云港市赣榆县海头高级中学高中物理《电磁感应》期末复习学案（无答案）新人教版选修3.doc

电磁感应期末复习【学习目标】1、熟练应用楞次定律和右手定则判断感应电流方向2、应用法拉第电磁感应定律求解动生感应电动势和感生感应电动势3、在题中能熟练区分左手定则和右手定则【自主学习】回忆本章内容，完成自主学习部分。一、电磁感应的条件1磁通量：如右图，等于穿过平面（曲面）的磁感线的多少。匀强磁场中 （s平面面积，平面与垂直于磁感线方向夹角，scos表示s在垂直于b方向的射影面积）【例1】、以下各图中磁感应强度均为b【】= = 线圈水平置于磁铁中央正上方= rr= rr= s1s2= = 2磁通量的变化 【例2】以下四幅图中矩形线框面积为s，磁感应强度为b，由实线位置顺时针转到虚线位置，在实线位置时磁通量为1，在虚线位置时磁通量为2。乙图和丙图中，初末位置相对于竖直位置对称且与垂直于磁感线方向夹角均为。丙、1= ，2= = =bs乙、1= ，2= , = =bs 甲、1= 2= = 甲、1= ，2= = 面积缩小时， 3.二、感应电流（感应电动势）方向的判断楞次定律1内容：感应电流的磁场总要 。2.根据磁通量变化判断感应电流方向楞次定律判定感应电流方向的一般步骤，基本思路可归结为：“一原、二感、三电流”，（1）判断闭合回路中引起感应电流的 方向； （2）确定原磁场穿过闭合回路中的 变化(是增还是减)（3）根据楞次定律确定 方向（增反减同）（4）再利用 ，根据感应电流磁场的方向来确定感应电流方向【例3】如图，线圈l1、铁芯m、线圈l2都可以自由移动，开关s合上后使l2中有感应电流且流过电阻r的电流方向是ab，可采用的办法是（ ）a.使l2迅速远离l1 b.断开电源开关sc.将铁芯m插入 d.将铁芯m抽出3.感应电流的效果：总是阻碍引起原磁通变化的原因。（1）阻碍导体与磁场间的相对运动的相对运动，“来拒去留”。（2）内外环电路或者同轴线圈中的电流方向：“增反减同”（3）导线或者线圈旁的线框在电流变化时：电流增加则相斥、远离，电流减小时相吸、靠近。导线中电流增大时，导线与线框 。导线中电流减小时，导线与线框 。（4）单向磁场磁通量增大时，回路面积有收缩趋势，磁通量减小时，回路面积有膨胀趋势。 通电螺线管外的线环则相反。中电流增大时中电流与 。中电流减小时中电流与 【例4】如图：磁铁与线圈 ，线圈面积 。5.右手定则：判断导体切割磁感线时，产生的感应电流方向。内容：手心：四指：大拇指：电磁感应现象中，电势高低的判断：（1）判断闭合电路中，哪部分导体是电源；（2）用楞次定律或右手定则判断感应电流方向；（3）电源内部电流由负极流向正极，正极电势高。【例5】abab磁场减弱时，b端是 极，电势 。金属棒向右运动， 端是正极，电势 。三、法拉第电磁感应定律1法拉第电磁感应定律： ，（ 表示 ，t图象的斜率）。两种应用情况，一是面积不变，这时公式为（表示 ，bt图象的斜率）；另一种是磁感应强度b不变，这时公式为。（一般用于计算平均电动势，平 均电动势不能用于计算功和功率，只能计算平均电流和电量）2计算导体棒平动切割磁感线时产生的感应电动势公式e= （适用条件b、l、v两两垂直）v表示瞬时速度时计算结果是 ，v表示平均速度时计算结果是 。l表示导体棒的 。3计算导体棒绕一个端点（或圆盘绕圆心）垂直于磁感线匀速转动切割时产生的感应电动势公式e= 。4.有效切割长度【例6】baba产生的电动势， 感应电流两条边产生的电动势叠加，总电动势e=2blv向磁场外运动时，有效长度 。向磁场内运动时，有效长度 。dcdc四、电磁感应综合问题分类1. 电路问题基本思路方法是：（1）切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路产生感应电动势，则这部分电路就是 ，确定感应电动势和内阻（2）正确分析电路的结构，画出等效电路图（3）利用电路规律求解主要闭合电路欧姆定律、串并联电路性质特点、电功、电热的公式求解未知物理量 【例7】如图7所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻r，导轨电阻可忽略不计。mn为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为r。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为b，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内），现对mn施力使它沿导轨方向以速度v向右做匀速运动。令u表示mn两端电压的大小，则( )图7a.流过固定电阻r的感应电流由b到db.流过固定电阻r的感应电流由d到bc.流过固定电阻r的感应电流由b到dd.流过固定电阻r的感应电流由d到b2. 动力学问题v与a方向关系运动状态的分析a变化情况f=ma合外力运动导体所受的安培力感应电流确定电源（e，r）临界状态解题关键：在于通过运动状态的分析来寻找过程中的临界状态，如速度、加速度取最大值或最小值的条件等，基本思路方法是：（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向.（2）求回路中电流强度. （3）分析研究导体受力情况（包含安培力，用左手定则确定其方向）.（4）列动力学方程或平衡方程求解. 【例8】如右图所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为l，导轨左端连接一个电阻r.一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应强度为b.对杆施加一个大小为f、方向平行于导轨的恒力，使杆从静止开始运动，已知杆到达磁场区域时速度为v，之后进入磁场恰好做匀速运动不计导轨的电阻，假定导轨与杆之间存在恒定的阻力求：(1)导轨对杆ab的阻力大小ff；(2)杆ab中通过的电流及其方向；(3)导轨左端所接电阻r的阻值3. 能量问题：产生和维持感应电流的过程就是其它形式的能量转化为感应电流电能的过程。 导体切割磁感线过程中：克服安培力做的功w克安=产生的电能e电=整个电路的焦耳热q克服安培力的功率p克安=产生的电功率p电=整个电路的热功率p热=（1）导体在达到稳定状态之前,外力f移动导体所做的功wf，一部分消耗于克服安培力做功w克安，转化为产生感应电流的电能e电或最后在转化为焦耳热q，另一部分用于增加导体的动能ek，即 （2）导体达到稳定状态（作匀速运动时），外力所做的功，完全消耗于克服安培力做功，并转化为感应电流的电能或最后在转化为焦耳热【例9】如图所示电路，两根光滑金属导轨，平行放置在倾角为的斜面上，导轨下端接有电阻r，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力f的作用，金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度h的过程中，以下说法正确的是( ).作用在金属棒上各力的合力做功为零.重力做的功等于系统产生的电能.金属棒克服安培力做的功等于电阻r上产生的焦耳热.金属棒克服恒力f做的功等于电阻r上产生的焦耳热 4.图象问题（1）根据bt图线、一t图线推断电动势、电流、电压的变化。（2）根据切割磁感线的金属棒有效长度l和速度v的变化。推断et图线和it图线。图13-130.10.2b/tt/st1t2【例10】 有一面积为s=100cm2的金属环，电阻为r=0.1,环中磁场变化规律如图所示，且磁场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内，环中感应电流的方向如何？通过金属环的电量为多少？五、自感1自感：由于线圈 的变化，而在自身产生产生 。2自感电动势（l自感系数与 、 、 有关）3自感现象乙如图甲，闭合开关瞬间，a2 ，a1 。开关断开瞬间, a2 ，a1 甲如图乙，l直流电阻小于a的电阻，开关闭合时a 。开关断开瞬间a 【例11