章末總結學案
一、對楞次定律的理解與應用
楞次定律反映這樣乙個物理過程：原磁通量變化時(φ原變)，產生感應電流(i感)，這是屬於電磁感應的條件問題；感應電流一經產生就在其周圍空間激發磁場(φ感)，這就是電流的磁效應問題；而且i感的方向決定了φ感的方向(用安培定則判定)；φ感阻礙φ原的變化——這正是楞次定律所解決的問題．這樣乙個複雜的過程，可以用圖表理順如下：
1．感應電流的磁場不一定與原磁場方向相反，只在磁通量增大時兩者才相反，而在磁通量減少時兩者是同向的．
2．「阻礙」並不是「阻止」，而是「延緩」，電路中的磁通量還是在變化，只不過變化得慢了．
3．楞次定律的阻礙的表現有這幾種形式：增反減同、增縮減擴、增離減靠、來拒去留．
例1 (單選)圓形導體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器連線成如圖1所示的電路．若將滑動變阻器的滑片p向下滑動，下列表述正確的是 ( )
圖1a．線圈a中將產生俯視順時針方向的感應電流
b．穿過線圈a的磁通量變小
c．線圈a有擴張的趨勢
d．線圈a對水平桌面的壓力fn將增大
解析本題考查楞次定律的知識，意在考查學生對楞次定律、安培定則等知識的掌握．通過螺線管b的電流如圖所示，根據安培定則判斷出螺線管b所產生的磁場方向豎直向下，滑片p向下滑動，接入電路的電阻減小，電流增大，所產生的磁場的磁感應強度增大，根據楞次定律可知，a線圈中所產生的感應電流產生的感應磁場方向豎直向上，再由安培定則可得線圈a中的電流方向為俯視逆時針方向，a錯誤；由於螺線管b中的電流增大，所產生的磁感應強度增大，線圈a中的磁通量應變大，b錯誤；根據楞次定律可知，線圈a有縮小的趨勢，線圈a對水平桌面的壓力增大，c錯誤，d正確．
答案 d
二、電磁感應中的圖象問題
1．圖象問題有兩種：一是由給出的電磁感應過程，選出或畫出正確圖象；二是由給定的有關圖象分析電磁感應過程，求解相應的物理量．
2．基本思路是：(1)利用法拉第電磁感應定律計算感應電動勢大小．(2)利用楞次定律或右手定則判定感應電流的方向．
例2 (單選)將一段導線繞成如圖2甲所示的閉合電路，並固定在紙面內，迴路的ab邊置於垂直紙面向裡的勻強磁場ⅰ中．迴路的圓環區域內有垂直紙面的磁場ⅱ，以向裡為磁場ⅱ的正方向，其磁感應強度b隨時間t變化的圖象如圖乙所示．用f表示ab邊受到的安培力，以水平向右為f的正方向，能正確反映f隨時間t變化的圖象是 ( )
圖2解析由題圖乙可知0～時間內，磁感應強度隨時間線性變化，即＝k(k是乙個常數)，圓環的面積s不變，由e＝＝可知圓環中產生的感應電動勢大小不變，則迴路中的感應電流大小不變，ab邊受到的安培力大小不變，從而可排除選項c、d；0～時間內，由楞次定律可判斷出流過ab邊的電流方向為由b至a，結合左手定則可判斷出ab邊受到的安培力的方向向左，為負值，故選項a錯誤，b正確．本題選b.
答案 b
三、電磁感應中的電路問題
1．求解電磁感應中電路問題的關鍵是分清楚內電路和外電路．
「切割」磁感線的導體和磁通量變化的線圈都相當於「電源」，該部分導體的電阻相當於內電阻，而其餘部分的電路則是外電路．
2．路端電壓、電動勢和某導體兩端的電壓三者的區別：
(1)某段導體作為外電路時，它兩端的電壓就是電流與其電阻的乘積．
(2)某段導體作為電源時，它兩端的電壓就是路端電壓，等於電流與外電阻的乘積，或等於電動勢減去內電壓，當其內阻不計時路端電壓等於電源電動勢．
(3)某段導體作為電源時，電路斷路時導體兩端的電壓等於電源電動勢．
例3 如圖3所示，光滑金屬導軌pn與qm相距1 m，電阻不計，兩端分別接有電阻r1和r2，且r1＝6 ω，r2＝3 ω，ab導體棒的電阻為2 ω.垂直穿過導軌平面的勻強磁場的磁感應強度為1 t．現使ab以恆定速度v＝3 m/s勻速向右移動，求：
圖3(1)導體棒上產生的感應電動勢 e.
(2)r1與r2消耗的電功率分別為多少？
(3)拉ab棒的水平向右的外力f為多大？
解析 (1)ab棒勻速切割磁感線，產生的電動勢為：e＝blv＝3 v
(2)電路的總電阻為：r＝r＋＝4 ω
由歐姆定律：i＝＝a
u＝e－ir＝1.5 v
電阻r1的功率：p1＝＝w
電阻r2的功率：p2＝＝w
(3)由平衡知識得：f＝bil＝n.
答案 (1)3 v (2) w w (3) n
四、電磁感應中的動力學問題
解決這類問題的關鍵在於通過運動狀態的分析來尋找過程中的臨界狀態，如速度、加速度取最大值或最小值的條件等．
1．做好受力情況、運動情況的動態分析：導體運動產生感應電動勢―→感應電流―→通電導體受安培力―→合外力變化―→加速度變化―→速度變化―→感應電動勢變化．周而復始迴圈，最終加速度等於零，導體達到穩定運動狀態．
2．利用好導體達到穩定狀態時的平衡方程，往往是解答該類問題的突破口．
例4 (雙選)如圖4所示，相距為l的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌與水平面的夾角為θ，上端接有定值電阻r，勻強磁場垂直於導軌平面向下，磁感應強度大小為b.將質量為m的導體棒由靜止釋放，當速度達到v時開始勻速運動，此時對導體棒施加一平行於導軌向下的拉力，並保持拉力的功率恒為p，導體棒最終以2v的速度勻速運動．導體棒始終與導軌垂直且接觸良好，不計導軌和導體棒的電阻，重力加速度為g.下列選項正確的是 ( )
圖4a．p＝2m**sin θ
b．p＝3m**sin θ
c．當導體棒速度達到時加速度大小為sin θ
d．在導體棒速度達到2v以後勻速運動的過程中，r上產生的焦耳熱等於拉力所做的功
解析當導體棒的速度達到v時，對導體棒進行受力分析如圖甲所示．
甲mgsin θ＝bil，i＝，
所以mgsin θ＝①
當導體棒的速度達到2v時，對導體棒進行受力分析如圖乙所示．
乙mgsin θ＋f＝②
由①②可得f＝mgsin θ
功率p＝f×2v＝2m**sin θ，故a正確．
當導體棒速度達到時，對導體棒受力分析如圖丙所示．
丙a＝③
由①③可得a＝gsin θ，
故c正確．
當導體棒的速度達到2v時，安培力等於拉力和mgsin θ之和，所以以後勻速運動的過程中，r上產生的焦耳熱等於拉力和重力做功之和，故d錯誤．
答案 ac
五、電磁感應中的能量問題
1．用能量觀點解決電磁感應問題的基本思路
首先做好受力分析和運動分析，明確哪些力做功，是做正功還是負功，再明確有哪些形式的能量參與轉化，如何轉化(如滑動摩擦力做功，必然有內能出現；重力做功，可能有機械能參與轉化；安培力做負功的過程中有其他形式能轉化為電能，安培力做正功的過程中有電能轉化為其他形式的能)．
2．電能求解方法主要有三種
(1)利用克服安培力做功求解：電磁感應中產生的電能等於克服安培力所做的功．
(2)利用能量守恆求解：其他形式的能的減少量等於產生的電能．
(3)利用電路特徵來求解．
例5 如圖5所示，一對光滑的平行金屬導軌固定在同一水平面內，導軌間距l＝0.5 m，左端接有阻值r＝0.3 ω的電阻．一質量m＝0.
1 kg、電阻r＝0.1 ω的金屬棒mn放置在導軌上，整個裝置置於豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度b＝0.4 t．金屬棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a＝2 m/s2的加速度做勻加速運動，當金屬棒的位移x＝9 m時撤去外力，金屬棒繼續運動一段距離後停下來，已知撤去外力前、後迴路中產生的焦耳熱之比q1∶q2＝2∶1.
導軌足夠長且電阻不計，金屬棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸．求：
圖5(1)金屬棒在勻加速運動過程中，通過電阻r的電荷量q；
(2)撤去外力後迴路中產生的焦耳熱q2；
(3)外力做的功wf.
解析 (1)設金屬棒勻加速運動的時間為δt，迴路的磁通量的變化量為δφ，迴路中的平均感應電動勢為，由法拉第電磁感應定律得＝①
電磁感應章末複習學案
電磁感應章末複習學案2013.04 一基礎知識回顧 一 磁通量 1 把乙個面積為5 10 2m2的單匝矩形線圈放在磁感應強度為2.0 10 2t的勻強磁場中，當線圈平面與磁感線方向垂直時，穿過線圈的磁通量是若只將勻強磁場的的磁感應強度增大一倍，通過線圈的磁通量的變化量為若只將勻強磁場的方向反向，通過...
專題電磁感應老師學案
專題 電磁感應中的力學能量問題 導體棒切割型別 複習目標 理解和掌握電磁感應現象中的電路分析 動力學分析和能量分析的基本思路和方法。進一步突出 牛頓運動定律 和 能量轉化守恆 這兩大力學主線在解決物理問題中的地位和作用。複習方法 模型講授總結歸納 複習過程 一 知識方法分析 1 電路 導體棒相當於電...
電磁感應全章教案
第十六章電磁感應 一 電磁感應現象 一 教學目標 1 在物理知識方面 1 理解什麼是電磁感應現象 2 掌握產生感應電流的條件 2 在能力培養方面 通過觀察演示實驗，歸納 概括出利用磁場產生電流的條件，培養學生的觀察 概括能力 二 重點 難點分析 1 重點 使學生掌握只要閉合電路的磁通量發生變化，閉合...