高考物理一轮 专题26 电磁感应 楞次定律学案 新课标.doc

2013届高三新课标物理一轮原创精品学案 专题26 电磁感应 楞次定律教学目标：1理解电磁感应现象产生的条件2应用楞次定律或右手定则判断感应电流及感应电动势的方向3判断线圈或导体在磁场中的相对运动问题本讲重点：楞次定律的应用本讲难点：楞次定律的应用考点点拨：1磁铁相对线圈运动时楞次定律的应用2线圈在通电导线的磁场中时楞次定律的应用3线圈进出磁场时楞次定律的应用4楞次定律的综合应用5电磁感应在实际生活中的应用第一课时3、感应电流的方向（1）楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要 。（2）从不同的角度来看楞次定律的内容，从磁通量变化的角度来看，感应电流总要 。从导体和磁体相对运动的角度来看，感应电流总要 。因此，产生感应电流的过程实质上是能的转化和转移的过程。（3）用楞次定律判断感应电流方向的步骤：明确所研究的闭合回路中原磁场的方向；穿过回路的磁通量如何变化（是增加还是减小）；由楞次定律判定出 ；根据感应电流的磁场方向，由 判定出感应电流方向。（4）右手定则：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个面内，让磁感线垂直 ，拇指指向 ，则其余四指指的就是 。（二）重难点阐释1感应电动势产生的条件感应电动势产生的条件是：穿过电路的磁通量发生变化。这里不要求闭合。无论电路闭合与否，只要磁通量变化了，就一定有感应电动势产生。这好比一个电源：不论外电路是否闭合，电动势总是存在的。但只有当外电路闭合时，电路中才会有电流。3楞次定律的具体应用（1）从“阻碍磁通量变化”的角度来看，由磁通量计算式=bssin可知，磁通量变化=2-1有多种形式，主要有：s、不变，b改变，这时=bssinb、不变，s改变，这时=sbsinb、s不变，改变，这时=bs（sin2-sin1）当b、s、中有两个或三个一起变化时，就要分别计算1、2，再求2-1了。（2）从“阻碍相对运动”的角度来看，楞次定律的这个结论可以用能量守恒来解释：既然有感应电流产生，就有其它能转化为电能。又由于是由相对运动引起的，所以只能是机械能减少转化为电能，表现出的现象就是“阻碍”相对运动。（3）从“阻碍自身电流变化”的角度来看，就是自感现象。在应用楞次定律时一定要注意：“阻碍”不等于“反向”；“阻碍”不是“阻止”。二、高考要点精析（一）磁铁相对线圈运动时楞次定律的应用考点点拨磁铁相对线圈运动时，线圈中的磁通量发生变化，产生感应电流。由楞次定律判断感应电流的方向，可以按步骤用“程序法”判定，也可用结论法“来拒去留”直接判断。考点精炼a b1如图所示，绝缘水平面上有两个离得很近的导体环a、b。将条形磁铁沿它们的正中向下移动（不到达该平面），a、b将如何移动？o1 ao2 b2如图所示，在条形磁铁从图示位置绕o1o2轴转动90的过程中，放在导轨右端附近的金属棒ab将如何移动？（二）线圈在通电导线的磁场中时楞次定律的应用考点点拨【例5】如图，线圈a中接有如图所示电源，线圈b有一半面积处在线圈a中，两线圈平行但不接触，则当开关s闭和瞬间，线圈b中的感应电流的情况是：（ ）a无感应电流b有沿顺时针的感应电流c有沿逆时针的感应电流d无法确定解：当开关s闭合瞬间，线圈a相当于环形电流，其内部磁感线方向向里，其外部磁感线方向向外。线圈b有一半面积处在线圈a中，则向里的磁场与向外的磁场同时增大。这时就要抓住主要部分。由于所有向里的磁感线都从a的内部穿过，所以a的内部向里的磁感线较密， a的外部向外的磁感线较稀。这样b一半的面积中磁感线是向里且较密，另一半面积中磁感线是向外且较稀。主要是以向里的磁感线为主，即当开关s闭合时，线圈b中的磁通量由零变为向里，故该瞬间磁通量增加，则产生的感应电流的磁场应向外，因此线圈b有沿逆时针的感应电流。答案为c。考点精炼第二课时（三）线圈进出磁场时楞次定律的应用考点点拨a db co1o2【例7】 如图所示，o1o2是矩形导线框abcd的对称轴，其左方有匀强磁场。以下哪些情况下abcd中有感应电流产生？方向如何？a将abcd 向纸外平移 b将abcd向右平移 c将abcd以ab为轴转动60 d将abcd以cd为轴转动60解：a、c两种情况下穿过abcd的磁通量没有发生变化，无感应电流产生。b、d两种情况下原磁通向外，减少，感应电流磁场向外，感应电流方向为abcd。考点精炼5如图所示，在o点正下方有一理想边界的磁场，铜环在a点静止释放向右摆至最高点b，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（ ）aab两点在同一水平线上 ba点高于b点 ca点低于b点 d铜环将做等幅摆动6如图所示，闭合金属环从高h的曲面滚下，又沿曲面的低侧上升，设闭合环初速度为零，摩擦不计，则（ ）a若是匀强磁场，环滚上的高度小于h b若是匀强磁场，环滚上的高度等于h c若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h d若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h（四）楞次定律的综合应用考点点拨考点点拨电磁感应现象与生活实际联系比较密切，近年来的高考改革越来越突出对考生解决实际问题能力的考查。在日常复习中要适当关注与生活、生产、科研等实际问题相联系的背景题。解决此类问题的关键是通过审题，将实际问题转化为物理问题，然后用相关知识加以分析求解。abskdc【例10】如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈a和b。线圈a跟电源连接，线圈b的两端接在一起，构成一个闭合电路。在拉开开关s的时候,弹簧k并不能立即将衔铁d拉起，从而使触头c（连接工作电路）立即离开，过一段时间后触头c才能离开；延时继电器就是这样得名的。试说明这种继电器的工作原理。解析：当拉开开关s时使线圈a中电流变小并消失时，铁芯中的磁通量发生了变化（减小），从而在线圈b中激起感应电流，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁场的减小，这样，就使铁芯中磁场减弱得慢些，因此弹簧k不能立即将衔铁拉起。考点精炼9在有线电话网中，电话机是通过两条导线和电信局的交换机传送和接收电信号。如果不采取措施，发话者的音频信号必会传到自己的受话器中，使自己听到自己的讲话声音，这就是“侧音”。较大的侧音会影响接听对方的讲话，故必须减小或消除。如图所示是一电话机的消“侧音”电路与交换机的连接示意图。图中的两个变压器是完全相同的，a、b、c、d、e、f六个线圈的匝数相同。打电话时，对着话筒发话，把放大后的音频电压加到变压器的线圈a，从线圈c和b输出大小相等但随声频变化的电压，c两端的电压产生的电流il通过线圈e和两导线l、电信局的交换机构成回路，再通过交换机传到对方电话机,对方就听到发话者的声音。同时由于线圈e中有电流通过，在线圈f中也会有电压输出，放大后在自己的电话机的受话器上发出自己的讲话声，这就是上面讲的“侧音”。为了消除这个侧音，可以把线圈b的电压加在线圈d上，并通过r调节d中的电流id。那么为达到消侧音的目的，1应与（ ）相接；4应与（ ）相接，并使id( )il(填“小于”、“大于”、或“等于”)。对方讲话时，音频电压通过交换机和两条导线l加到本机，那么通过r的电流为多少？考点精炼参考答案9解析：发话时，假定某一时刻通过线圈a的电流是从上端流入，而且增大，则在线圈c和b上感应的电压都是上正下负，e中形成的电流在变压器铁芯中产生的磁场的磁感线是逆时针方向的；1和3，2和4相接时，b的感应电压在d中形成的电流在铁芯中产生的磁感线是顺时针的，由于e和d的匝数相同，只要调节r使e、d中的电流强度相等，则e和d产生的磁场就完全抵消，通过线圈f的磁通量始终为零，f中没有感应电动势，受话器中没有发话者的声音，从而消除侧音。对方发话时，从交换机传来的音频电压加到电话机上，假设某一时刻在线圈e和c中形成的电流是从c的下端流入且增大，则b线圈的1端为负，d线圈的3端为负，感应电压值相同，在bdr回路中没有电流，d中不会产生磁场抵消e的磁场，f中有e产生的磁场的磁感线通过，磁通量会发生变化，产生感应电动势，放大后在受话器中发出对方的声音。三、考点落实训练11820年丹麦的物理学家发现了电流能够产生磁场；之后，英国的科学家经过十年不懈的努力终于在1831年发现了电磁感应现象，并发明了世界上第一台感应发电机3在某星球上的宇航员，为了确定该星球是否存在磁场，他手边有一根表面绝缘的长导线和一个灵敏电流计，现请你指导他如何操作4下列说法中正确的是：感应电动势的大小跟（）有关：a穿过闭合电路的磁通量b穿过闭合电路的磁通量的变化大小c穿过闭合电路的磁通量的变化快慢d单位时间内穿过闭合电路的磁通量的变化量7如图所示，在两根平行长直导线中，通以同方向、同强度的电流，导线框abcd和两导线在同一平面内，导线框沿着与两导线垂直的方向自右向左在两导线间匀速运动。在运动过程中，导线框中感应电流的方向（ ） a沿abcd方向不变。b沿adcb方向不变。 c由abcd方向变成adcb方向。d由adcb方向变成abcd方向。8如图所示，两个线圈绕在同一圆筒上，a中接有电源，b中导线ab短路。当把磁铁迅速插入a线圈中时，a线圈中的电流将 （填减少，增大，不变），b线圈中的感应电流的方向在外电路中是由 到 的；如线圈b能自由移动，则它将向 移动（左，右，不）。9如图所示，闭合金属铜环从高为h的曲面滚下，沿曲面的另一侧上升，设闭合环初速度为零，不计摩擦，则（ ）a若是匀强磁场，环上升的高度小于hb若是匀强磁场，环上升的高度大于hc若是非匀强磁场，环上升的高度等于hd若是非匀强磁场，环上升的高度小于h10一根磁化的钢棒以速度v射入水平放置的固定的铜管内，v的方向沿管中心轴，不计棒的重力和空气阻力，则在入射过程中（ ）a.铜管的内能增加 b.钢棒的速率减小 c.钢棒的速率不变 d.钢棒的速率增大考点落实训练参考答案15略6ac 7b8减小 b a 左 9d 解析 若是匀强磁场，闭合环的磁通量不发生变化，无感应电流产生，环也就受不到