高二物理第四章 电磁感应 第一至四节知识精讲人教实验版.doc

高二物理第四章 电磁感应 第一至四节知识精讲人教实验版 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 第四章 电磁感应 第一节 划时代的发现 第二节 探究电磁感应的产生条件 第三节 楞次定律 第四节 法拉第电磁感应定律 二. 重点、难点解析 1. 知道感应电流产生的条件 2. 掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。 3. 掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。 4. 知道感应电动势概念、磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量。 5. 理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。 6. 会用和E=BLvsinθ解决问题。 三. 知识内容 1. 电磁感应现象：不论是回路自身变化，还是外加磁场变化，只要造成穿过闭合导电回路的磁通量发生变化，闭合回路中就会有感应电流产生，这种现象我们称之为电磁感应现象。 2. 产生感应电流的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化。 磁通量：在匀强磁场中磁感应强度与垂直于磁场方向的面积的乘积叫穿过这个面的磁通量。单位为韦伯，符号为Wb。 磁通量发生变化有如下三种情况： （1）磁感应强度B发生变化 （2）在垂直于磁场方向上的投影面积发生变化 （3）两者都发生变化 3. 楞次定律：楞次定律：感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 应用楞次定律判断感应电流的方向的具体步骤为：（1）明确原磁通量的方向（2）判断磁通量的增减情况（3）确定感应电流的磁场的方向（4）利用安培定则反推感应电流的方向。 楞次定律中的“阻碍”作用正是能的转化和守恒定律的反映。 愣次定律的另一种表述：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。当问题不涉及感应电流的方向时，用这一种表述判断比较方便。 4. 右手定则：展平右手，四指并拢与拇指垂直放入磁场中，让磁感线垂直穿入掌心，若拇指指向导体运动方向，则其余四指的指向即为感应电流方向。 右手定则与楞次定律： 右手定则是用于判断闭合电路中一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动或非闭合电路在磁场中做变速切割磁感线运动时产生的电动势（或电流）方向的。 楞次定律是用于判断整个闭合电路中磁通量发生变化而产生的感应电动势（或感应电流）的方向的。 5. 法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比表达式为E= nΔΦ/Δt。当导体在匀强磁场中做切割磁感线的相对运动时E= BLvSinθθ是B与v之间的夹角应用法拉第电磁感应定律时应注意（1）E= nΔΦ/Δt 适用于一般回路。若磁通量不随时间均匀变化，ΔΦ/Δt为Δt时间内通过该回路的磁通量的平均变化率（2）E= BLvSinθ，适用于导体各部分以相同的速度切割磁感线的情况，式中L为导线的有效切割长度，θ为运动方向和磁感线方向的夹角。若v为瞬时速度则E为瞬时感应电动势。若导体棒绕某一固定转轴旋转切割磁感线，虽然棒上各点的切割速度并不相同，但可用棒上各点的平均速度等效替代切割速度。常用公式E= Bl2ω。如图所示，矩形线圈abcd与有界的匀强磁场垂直，线圈的一半在磁场内，已知线圈的面积为S，磁场的磁感应强度为B，以下说法正确的是（ ） A. 在图示位置时通过线圈的磁通量为BS B. 线圈以ab为轴转过30o时通过线圈的磁通量为BS/2 C. 线圈以ab为轴转过45o时通过线圈的磁通量为BS/2 D. 线圈以cd为轴转过60o过程中通过线圈的磁通量改变量为BS/2 解析：线圈在图示位置时，穿过线圈的有效磁场面积为S/2，则通过线圈的磁通量为Φ=B·S/2=BS/2，选项A错误。当线圈以ab为轴转动时，线圈在磁场中的有效面积并不是立即改变，当线圈从图示位置转60o的过程中，通过线圈的磁通量一直为BS/2不变，当转过60o后，通过线圈的磁通量才开始减小，转过90o时磁通量为零故选项B正确，C错误线圈以cd为轴转过60o时，故磁通量为零，则通过线圈的磁通量BS/2减小为零，选项D正确。答案：BD 说明：（1）磁通量的计算公式Φ=BSsinθ是当整个线圈均在磁场中时才成立，当线圈的一部分在磁场中时，应先确定线圈的有效面积，即有磁场穿过且在垂直于磁场方向上线圈的投影面积，再根据有效面积计算通过的磁通量。（2）磁通量也可以理解为穿过某一面积的磁感线条数，题中当线圈以ab为轴转过60o前，穿过线圈的磁感线条数不变，我们经常会通过磁感线条数的 解析：产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，引起磁通量变化的原因有：（1）磁感应强度B发生变化（2）线圈的面积S发生变化；（3）磁感应强度B和面积S的夹角发生变化。对于A选项因为线圈平面平行于磁感线，在以为轴转动过程中，线圈平面始终与磁感线平行，磁通量始终为零；B选项中，线框平面也与磁感线平行，磁通量为零，竖直向