电磁感应复习导学案

电磁感应复习学案

【知识结构】

回路中的磁通量变化 电磁感应产生的条件

楞次定律 特殊情况：右手定则 感应电流的方向判定 特殊情况：导体切感应电动势的大小 法拉第电磁感应定律E=ΔΦ/Δｔ 割磁感线E=BLV

电磁感应的实际应用：自感现象（自感系数L），涡流

【知识要点】

一、产生感应电流的条件、楞次定律

1、产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。它有两种情况： ⑴切割（闭合电路的部分导体切割磁感线）

2、右手定则适用于判断闭合电路中一部分导体切割磁感线时感应电流的方向。 3、楞次定律的实质是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现，其应用步骤： ⑴明确闭合电路中的原磁场方向； ⑵分析穿过闭合电路的磁通量的变化； ⑶根据楞次定律判定感应电流的磁场方向； ⑷利用安培定则，判定感应电流的方向。 二、法拉第电磁感应定律

1、公式

⑴感应电动势的大小与电路的电阻及电路是否闭合等无关； ⑵一般而言，公式求的是Δt内的平均感应电动势； ⑶在电磁感应中，产生感应电动势的那部分导体可等效成一个电源，感应电动势的方向和导体（电源）内的电流方向一致。 2、公式

⑴若B、l、v三者互相垂直，；若直导线与B、v不垂直，则应取B、l、v互相垂直的分量；

⑵若导体是弯曲的，则l应取与B、v垂直的有效长度；

⑶若v是瞬时速度，则E为瞬时电动势；若v为平均速度，则E为平均电动势。

引申：如图甲所示n匝闭合线圈总电阻为R，其磁通量的变化如图乙，求t时间内通过某一截面的电量？ 3、公式推导: 为导体棒绕其一端转动切割磁感线时产生的感应电动势。

例1、如图所示，AO=l，0B=2l，金属棒AB绕O点以角速度w做匀速圆周运动求UAB=? 三、自感

由于线圈自身的电流发生变化而产生感应电动势的电磁感应现象。 例：两种自感现象的比较

总结：求感应电动势的公式： 例2、如图所示的匀强磁场中，有两根相距0.2m固定的金属滑轨MN和PQ。滑轨上放置着ab、cd两根平行的可动金属细棒，在两棒中点O、O’之间拴一根0.4m长的丝绳，绳长保持不变。设磁感应强度B以1T/s的变化率均匀减小，abcd回路的电阻为0.5Ω。求当B减小到10T时，两可动棒所受磁场作用力为多大？（B与abcd回路所在平面垂直）

【难点分析】

一、左手定则与右手定则的区别 适用条件 能量转化的关系 左手定则 通电导线在磁场中的受力方向（因电而动） 电能→机械能（电动机） 右手定则 闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流（因动生电） 机械能→电能（发电机）

例3、（电磁感应现象）如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连接要使小线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是（两线圈共面）

A、向右匀速运动 B、向左加速运动 C、向右加速运动 D、向右减速运动

例4、（右手定则）如图所示为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为U1，右方机翼末端处电势为U2，则

A、 若飞机从西往东飞，U1比U2高 B、 若飞机从东往西飞，U2比U1高

C、若飞机从南往北飞，U1比U2高 D、若飞机从北往南飞，U2比U1高

变式训练1、如图所示已闭合的铜环从静止开始从高处下落，通过条形磁铁继续下落，空气阻力不计，则圆环运动过程中，下了说法正确的是（ ） A、圆环在磁铁上方时，加速度小于g，在下方时大于g B、圆环在磁铁上方时，加速度小于g，在下方时小于g C、圆环在磁铁上方时，加速度小于g，在下方时等于g D、圆环在磁铁上方时，加速度大于g，在下方时小于g 【解析】一闭合的金属环从静止开始由高处下落通过条形磁铁的过程中，闭合金属环的磁通量先增大，而后减小，根据楞次定律它增大时，不让它增大即阻碍它增大；它要减小时，不让它减小即阻碍它减小，所以下落时圆环在磁铁的上方和下方，圆环所受的安培力都向上，故加速度都小于g．【答案】B

二、要严格区分磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率这三个概念．

磁通量Φ Wｂ 表示某时刻或某位置时穿过某一面

积的磁感线条数的多少 磁通量的变化量ΔΦ Wｂ 表示在某一过程中穿过某一面积磁

通量变化的多少

磁通量的变化率ΔΦ/Δｔ Wｂ/S 表示穿过某一面积的磁通量变化的

快慢

1.Φ,ΔΦ,ΔΦ/Δｔ大小没有直接关系，可以与运动学中ｖ,Δｖ,Δｖ/Δｔ三者类比。 2．磁通量的变化率ΔΦ/Δｔ与匝数的多少无关。

3．关于磁通量变化---在匀强磁场中，磁通量Φ=B?S?cosα（α是B与S的夹角），磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式，主要有：

①S、α不变，B改变，这时ΔΦ=ΔB?Scosα ②B、α不变，S改变，这时ΔΦ=ΔS?cosBα

③B、S不变，α改变，这时ΔΦ=BS(cosα2-cosα1)

当B、S、α中有两个或三个一起变化时，就要分别计算Φ1、Φ2，再求Φ2-Φ1了。 在非匀强磁场中，磁通量变化比较复杂。有几种情况需要特别注意： 如图所示，矩形线圈沿a →b →c在条形磁铁附近移动，试判断穿过线圈的磁通量如何变化？

物理量 单位 物理意义

【典型例题】

1． 电动势与电路分析

此类问题的关键是找出电路，画出等效电路。再应用闭合电路的知识进行求解。

例5、如图12－2－12所示，粗细均匀的电阻为r的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为B，圆环直径为d，长为L，电阻为

r的金属棒ab放在圆环上，以速度?0向左2匀速运动，当ab棒运动到图示虚线位置时，金属棒两端电势差为（ ） A、0； B、BL?0； C、

11BL?0 ； DBL?0． 23【解析】当金属棒ab以速度?0向左运动到图示虚线位置时，根据公式可得产生的感应电动势为E?BL?0 ，而它相当于一个电源，并且其内阻为路的端电压．外电路半个圆圈的电阻为

r；金属棒两端电势差相当于外电2r，而这两个半个圆圈的电阻是并联关系，故外电2r11路总的电阻为，所以外电路电压为Uba?E?BL?0．

433【答案】D

变式训练2、如图12－2－13所示，竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒 ab以水平的初速?0抛出，设在整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是（ ）

A、越来越大； B、越来越小； C、保持不变； D、无法判断．