专题10：电磁感应.doc

第十二章 电磁感应 本章是电磁学的核心内容，研究了电磁感应的一系列现象．这部分内容能使力、电、磁三方面知识充分联系，使力的平衡条件、牛顿定律、动量守恒、动能定理、能量守恒、闭合电路欧姆定律有机结合，安培力则活跃其中．即可单独命题，又能出现灵活多样的综合题．考题很能考查学生能力，备受出题人青睐．近几年高考对本章命题频率比较高，对学生的能力提出了很高的要求． 本章及相关内容知识网络： 专题一 电磁感应现象 楞次定律 【考点透析】 一、本专题考点： 电磁感应现象、感应电流的方向、右手定则、楞次定律是Ⅱ类要求，即能够理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用． 二、理解和掌握的内容 1．磁通量、磁通量的变化的区别：(1)磁通量Ф,表示穿过磁场中某个面积的磁感线的条数．(2)磁通量的变化 ΔΦ=Φ2-Φ1，它可由B、S或两者之间的夹角发生变化引起．二者之间没有固定的联系，不能混为一谈． 2．感应电流的产生条件：有两种说法 (1)闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动． (2)穿过闭合回路的磁通量发生变化 上述第二种说法反映了电磁感应的本质，更具一般性，因而感应电流的产生条件可只用第二种说法．如果电路不闭合，只产生感应电动势而不产生感应电流，也发生了电磁感应现象． 3．感应电流方向的判定： （1）右手定则：①适用范围:闭合电路部分导体切割磁感线时. ②定律内容:伸开右手,使大拇指跟其余四指垂直,并且都与手掌在同一平面内,让磁感线垂直穿入手心,大拇指指向导体运动的方向,那么其余四个手指所指的方向就是感应电流的方向. (2)楞次定律: ①适用范围:穿过闭合电路的磁通量变化时. ②定律内容:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.③判定步骤:a.明确闭合电路范围内的原磁场的方向;b.分析穿过闭合电路的磁通量变化情况;c.根据楞次定律(增异减同),判定感应电流磁场的方向;d.利用安培定则,判定感应电流的方向. 4．难点释疑 正确理解楞次定律中“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”. (1)简单地说是“阻碍” “变化”,而不是阻碍原磁场.具体地说是:当原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反---以阻碍增加;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同---以阻碍减少. (2) “阻碍”并不是阻止. 如果原来的磁通量增加,感应电流的磁场只能阻碍它增加的速率,而不能阻止它的增加,即原来的磁通量还是要增加. 【例题精析】 例1 如图13—1所示,一个矩形线圈在匀强磁场中旋转,转动轴为其一边ab(如图).当转到线圈平面与磁场方向平行时是否产生感应电流? 解析：本题考查感应电流的产生条件 方法1 在这时刻附近极短时间里，穿过线圈的磁通量从有→无，再从无→有，发生变化，产生感应电流． 方法2 闭合电路的一部分（dc边）切割磁感线产生感应电流． 错解：此时穿过线圈的磁通量为零，不产生感应电流． 小结：产生感应电流的条件是“只要穿过闭合电路的磁通量发生变化．”这句话关键的两个字是“变化”．因此，这类问题的解题关键是判断磁通量是否变化，而不是确定磁通量的数值． 思考拓宽：若从上向下看线圈绕逆时针方向旋转，则在图示位置处线圈中感应电流的方向如何？ 解答：dcbad方向． 例2 如图13—2所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路．当一条形磁铁从高处下落接近回路时（ ） A．P、Q将互相靠拢 B.P、Q将互相远离 C．磁铁的加速度仍为g D. 磁铁的加速度小于g 解析：本题考查楞次定律及和相关知识的综合运用 方法1 设磁铁下端为N极，如图13—3所示，根据楞次定律可判断出PQ中的感应电流方向，再根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向如图．可见，P、Q将互相靠拢．又由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律知，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于g．当磁铁下端为S极时，根据类似的分析可得到相同的结果，本题应选A、D． 方法2 根据楞次定律的另一表述---安培力的效果也是阻碍磁通量的变化．本题中为阻碍回路中磁通量的增加，安培力应使P、Q互相靠近，且对磁铁产生向上的力，因此磁铁的加速度要小于g．应选A、D． 小结： 方法1是依赖力---运动的关系，分析求得结果，是分析问题的基本方法． 方法2是应用楞次定律的第二种表述，思路较简单．常见的安培力的效果表现为： （1）阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”； （2）使线圈面积有增大或缩小的趋势． 利用上述规律分析问题可以独辟蹊径，取得快速准确的效果．凡涉及相对运