2017-2018学年高中物理 第四章 电磁感应章末总结教学案

1、学必求其心得，业必贵于专精第四章 电磁感应章末总结一、楞次定律的理解与应用1感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化感应电流的磁场方向不一定与原磁场方向相反，只有在磁通量增加时两者才相反，而在磁通量减少时两者是同向的2“阻碍”并不是“阻止”,而是“延缓”，回路中的磁通量变化的趋势不变，只不过变化得慢了3“阻碍”的表现：增反减同、来拒去留等例1圆形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图1所示的电路若将滑动变阻器的滑片p向下滑动,下列表述正确的是 （）图1a线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流b穿过线圈a的磁通量变小c

2、线圈a有扩张的趋势d线圈a对水平桌面的压力fn将增大答案d解析通过螺线管b的电流如图所示，根据安培定则判断出螺线管b所产生的磁场方向在线圈a中竖直向下,滑片p向下滑动,接入电路的电阻减小,电流增大,所产生的磁场的磁感应强度增大，根据楞次定律可知，a线圈中所产生的感应电流的磁场方向竖直向上，再由安培定则可得线圈a中的电流方向为俯视逆时针方向，a错误；由于螺线管b中的电流增大,所产生的磁感应强度增大，线圈a中的磁通量应变大,b错误；根据楞次定律可知，线圈a有缩小的趋势,线圈a对水平桌面的压力将增大，c错误，d正确二、电磁感应中的图象问题对图象的分析，应做到：（1）明确图象所描述的物理意义；（2）明

3、确各种物理量正、负号的含义；（3)明确斜率的含义；(4）明确图象和电磁感应过程之间的对应关系例2如图2所示,三条平行虚线位于纸面内，中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度等大反向菱形闭合导线框abcd位于纸面内且对角线ac与虚线垂直，磁场宽度与对角线ac长均为d，现使线框沿ac方向匀速穿过磁场，以逆时针方向为感应电流的正方向，则从c点进入磁场到a点离开磁场的过程中，线框中电流i随时间t的变化关系可能是（)图2答案d解析导线框abcd在进入左边磁场时，由楞次定律和安培定则可以判断出感应电流的方向应为正方向,选项b、c不可能；当导线框abcd一部分在左磁场区，另一部分在右磁场区时,回路

4、中的最大电流要加倍，方向与刚进入时的方向相反,选项d可能，选项a不可能电磁感应中图象类选择题的两个常见解法（1）排除法:定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势（增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项（2)函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图象作出分析和判断,这未必是最简捷的方法，但却是最有效的方法三、电磁感应中的电路问题求解电磁感应中电路问题的关键是分清楚内电路和外电路“切割”磁感线的导体和磁通量变化的线圈都相当于“电源”,该部分导体的电阻相当于内电阻，而其余部分的电阻则是外电阻例3如图3所示,面积为0

5、。2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为b(20。2t）t，定值电阻r16 ，线圈电阻r24 ，求：图3(1)磁通量的变化率和回路中的感应电动势；(2)a、b两点间电压大小；(3）2 s内通过r1的电荷量q.答案（1）0.04 wb/s4 v(2）2。4 v（3)0。8 c解析（1）由b（20。2t)t可知0.2 t/s.磁通量变化率为s0。04 wb/s。由法拉第电磁感应定律可知回路中的感应电动势为en1000.04 v4 v.(2）等效电路如图所示a、b两点间电压uab等于定值电阻r1两端的电压，则ur12.4 v。(3）2 s内的磁

6、感应强度变化量为bt0。22 t0.4 t通过r1的电荷量为qttnns1000。2 c0。8 c.路端电压、电动势和某导体两端的电压三者的关系：(1)某段导体作为外电路时，它两端的电压就是电流与其电阻的乘积（2）某段导体作为电源时,它两端的电压就是路端电压，等于电流与外电阻的乘积,或等于电动势减去内电压,当其内阻不计时路端电压等于电源电动势（3）某段导体作为电源且电路断路时，导体两端的电压等于电源电动势四、电磁感应中的力电综合问题此类问题涉及电路知识，动力学知识和能量观点，综合性很强，解决此类问题要注重以下三点：1电路分析（1)找“电源”:确定出由电磁感应所产生的电源，求出电源的电动势e和内

7、阻r。（2）电路结构分析弄清串、并联关系，求出相关部分的电流大小，为求安培力做好铺垫2力和运动分析（1)受力分析:分析研究对象（常为金属杆、导体线圈等）的受力情况，尤其注意安培力的方向(2)运动分析:根据力与运动的关系，确定出运动模型，根据模型特点，找到解决途径3功和能量分析（1）做功分析，找全力所做的功，弄清功的正、负（2)能量转化分析，弄清哪些能量增加，哪些能量减小,根据功能关系、能量守恒定律列方程求解例4(2016平湖市联考)如图4所示，mn、pq为足够长的平行金属导轨，间距l0。50 m，导轨平面与水平面间夹角37,n、q间连接一个电阻r5。0 ,匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度

8、b1。0 t将一根质量为m0。050 kg的金属棒放在导轨的ab位置,金属棒及导轨的电阻不计现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程始终与导轨垂直，且与导轨接触良好已知金属棒与导轨间的动摩擦因数0。50，当金属棒滑行至cd处时，其速度大小开始保持不变，位置cd与ab之间的距离s2。0 m已知g10 m/s2，sin 370.60 cos 370。80.求：图4(1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；(2）金属棒到达cd处的速度大小；（3)金属棒由位置ab运动到cd的过程中,电阻r产生的热量答案(1)2。0 m/s2 （2）2.0 m/s (3)0.10 j解析（1)设金属棒开始下滑时的加速度大小为a,则mgsin mgcos ma解得a2.0 m/s2(2)设金属棒到达cd位置时速度大小为v、电流为i，金属棒受力平衡，有mgsin bilmgcos i解得v2.0 m/s(3）设金属棒从ab运动到cd的过程中，电阻r上产生