高中物理電磁感應(yīng)教案

第十三章　電磁感應(yīng)。

第十三章電磁感應(yīng)
第一單元電磁感應(yīng)現(xiàn)象法拉第電磁感應(yīng)定律
基礎(chǔ)知識(shí)
一、電磁感應(yīng)
1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象
只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就有電流產(chǎn)生，這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流．
2．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：閉合回路中磁通量發(fā)生變化
3.引起磁通量變化的常見情況
①閉合電路中的部分導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致Φ變化;
②線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致Φ變化
③磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間或位置變化,或閉合回路變化導(dǎo)致Φ變化
注意:磁通量的變化，應(yīng)注意方向的變化，如某一面積為S的回路原來的感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向里，如圖所示，后來磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向恰好與原來相反，則回路中磁通量的變化最為2BS，而不是零．
4.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件:
無論回路是否閉合,只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,線圈中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.
電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),如果回路閉合,則有感應(yīng)電流,如果回路不閉合，則只能出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而不會(huì)形成持續(xù)的電流．我們看變化是看回路中的磁通量變化，而不是看回路外面的磁通量變化
【例1】線圈在長(zhǎng)直導(dǎo)線電流的磁場(chǎng)中，作如圖所示的運(yùn)動(dòng)：A向右平動(dòng)；B向下平動(dòng)，C、繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)（ad邊向外），D、從紙面向紙外作平動(dòng)，E、向上平動(dòng)（E線圈有個(gè)缺口），判斷線圈中有沒有感應(yīng)電流？
解析：A．向右平移，穿過線圈的磁通量沒有變化，故A線圈中沒有感應(yīng)電流；B．向下平動(dòng)，穿過線圈的磁通量減少，必產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流；C．繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)．穿過線圈的磁通量變化（開始時(shí)減少），必產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流；D．離紙面向外，線圈中磁通量減少，故情況同BC；E．向上平移，穿過線圈的磁通量增加，故產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但由于線圈沒有閉合電路，因而無感應(yīng)電流
因此，判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流關(guān)鍵是分清磁感線的疏密分布，進(jìn)而判斷磁通量是否變化．
答案：BCD中有感應(yīng)電流
【例2】如圖所示，當(dāng)導(dǎo)線MN中通以向右方向電流的瞬間，則cd中電流的方向（B）
A．由C向d
B．由d向C
C．無電流產(chǎn)生
D．AB兩情況都有可能
解析：當(dāng)MN中通以如圖方向電流的瞬間，閉合回路abcd中磁場(chǎng)方向向外增加，則根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向應(yīng)當(dāng)垂直紙面向里，再根據(jù)安培定則可知，cd中的電流的方向由d到C，所以B結(jié)論正確．
二、法拉第電磁感應(yīng)定律
(1)定律內(nèi)容:電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比．ε=nΔφ/Δt
(2)另一種特殊情況:回路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε=BLvsinθ
(3)定律的幾種表示式ε=nΔφ/Δt，ε=BLvsinθ，ε=ΔB/ΔtS，ε=BL2ω；
(4)幾點(diǎn)說明:
①這里的變化率應(yīng)該同變化量區(qū)別開，變化量大變化率不一定大，主要是看變化量跟時(shí)間比值的大?。醋兓实拇笮。?br> ②ε=nΔφ/Δt是定律的表達(dá)式，在B不變而面積發(fā)生變化時(shí)推導(dǎo)出ε=BLvsinθ，當(dāng)B、l、v三者不垂直或其中的二者不垂直時(shí)，乘sinθ即是找出垂直的分量.公式ε=ΔB/ΔtS是在面積不變的情況下磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化而推出的公式．
③導(dǎo)出式ε=BL2ω的推導(dǎo)如下：如圖所示，長(zhǎng)為l的金屬棒在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞O點(diǎn)以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)在Δt時(shí)間內(nèi)棒的端點(diǎn)由P運(yùn)動(dòng)到Q，則OP兩點(diǎn)的電勢(shì)差ε=Δφ/Δt=BΔS/Δt=BLPQ/Δt=BL2ω,這實(shí)際上是B不變而面積發(fā)生變化的情況，
【例3】?jī)筛叫械拈L(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌，其電阻不計(jì)，導(dǎo)線ab、cd跨在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌接觸良好，如圖所示，ab的電阻大于cd的電阻，當(dāng)d在外力F1，（大小）的作用下，勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab在外力F2（大小）作用下保持靜止，那么在不計(jì)摩擦力的情況下（Uab、Ucd是導(dǎo)線與導(dǎo)軌接觸處的電勢(shì)差）（D）
A．F1＞F2，Uab＞UcdB．F1＜F2，Uab＝Ucd
C．F1＝F2，Uab＞UcdD．F1＝F2，Uab=Ucd
解析：通過兩導(dǎo)線電流強(qiáng)度一樣，兩導(dǎo)線都處于平衡狀態(tài)，則F1＝BIL，F(xiàn)2＝BIL，所以F1＝F2，因而AB錯(cuò)．對(duì)于Uab與Ucd的比較，Uab=IRab，這里cd導(dǎo)線相當(dāng)于電源，所以Ucd是路端電壓，這樣很容易判斷出Ucd＝IRab即Uab＝Ucd．正確答案D
【例4】如圖所示，磁場(chǎng)方向與水平而垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，質(zhì)量為m長(zhǎng)為l，電阻為R的直導(dǎo)線AB可以在導(dǎo)軌上無摩擦滑動(dòng)從靜止開始下滑過程中，最大加速度為；最大速度為。
解析：ab開始運(yùn)動(dòng)的瞬間不受安培力的作用，因而加速度最大，為a=mgsinα/m=gsinα，AB從靜止開始運(yùn)動(dòng)，于是產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而就出現(xiàn)了安培力，當(dāng)安培力沿斜面分力等于mgsinα?xí)r．AB此時(shí)速度最大．
對(duì)棒受力分析，F(xiàn)cosα=mgsinα，此時(shí)，AB速度最大，而F＝BLI
I=BLvcosα/R，得：v=mgRtgα/B2L2cosα．
三、感應(yīng)電量的計(jì)算
(1)Q＝IΔt=εΔt/R＝ΔΦ/R
(2)當(dāng)線圈是N匝時(shí)則電量為：Q=NΔΦ/R
如圖所示，當(dāng)磁鐵完全插入時(shí)，假設(shè)線圈中磁通量變化為ΔΦ，通過每匝線圈磁通量變化與N匝線圈的磁通量變化一樣都為ΔΦ；通過每匝線圈磁通量的變化率都為ΔΦ/Δt，因?yàn)槭荖匝，相當(dāng)于N個(gè)相同電源串聯(lián)，所以線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε＝Nε0=NΔΦ/Δt．
(3)如圖所示，磁鐵快插與慢插兩情況通過電阻R的電量一樣，但兩情況下電流做功及做功功率不一樣．
【例5】.長(zhǎng)L1寬L2的矩形線圈電阻為R，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊緣，線圈與磁感線垂直。將線圈以向右的速度v勻速拉出磁場(chǎng)，求：①拉力F大??；②拉力的功率P；③拉力做的功W；④線圈中產(chǎn)生的電熱Q；⑤通過線圈某一截面的電荷量q。
解析：特別要注意電熱Q和電荷q的區(qū)別，其中q與速度無關(guān)！
規(guī)律方法
1、Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt三個(gè)概念的區(qū)別
磁通量Ф=BScosθ，表示穿過這一平面的磁感線條數(shù)；磁通量的變化量△Ф=Ф2－Ф1表示磁通量變化的多少；磁通量的變化率ΔФ/Δt表示磁通量變化的快慢.Ф大,ΔФ及ΔФ/ΔT不一定大,ΔФ/ΔT大，Ф及ΔФ也不一定大．它們的區(qū)別類似于力學(xué)中的v.ΔV及a=ΔV/△t的區(qū)別.
【例6】長(zhǎng)為a寬為b的矩形線圈，在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)的OO′軸以恒定的角速度ω旋轉(zhuǎn)，設(shè)t=0時(shí)，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，則此時(shí)的磁通量和磁通量的變化率分別是[]

解析:線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)e=εmcosωt=Babωcosωt。當(dāng)t=0時(shí)，cosωt=1，雖然磁通量Ф=0,但電動(dòng)勢(shì)有最大值,由法拉第電磁感應(yīng)定律ε=ΔФ/Δt可知當(dāng)電動(dòng)勢(shì)為最大值時(shí)，對(duì)應(yīng)的磁通量的變化率也最大，即ε=(ΔФ/Δt)max=Babω,正確選項(xiàng)B
2、公式E=BLVsinθ與E=nΔΦ/Δt的區(qū)別
(1)區(qū)別：一般來說，E=nΔΦ/Δt求出的是Δt時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E與某段時(shí)間或某個(gè)過程相對(duì)應(yīng);E=BLvsinθ求出的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),E與某個(gè)時(shí)刻或某個(gè)位置相對(duì)應(yīng)．
另外,E=nΔΦ/Δt求得的電動(dòng)勢(shì)是整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而不是回路中某部分導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì)，整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)，其回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定為零．
如圖所示，正方形導(dǎo)線框abcd垂直于磁感線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于ΔΦ/Δt=0，故整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=0，但是ad和bc邊由于做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，仍分別產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ead=Ebc=BLv,對(duì)整個(gè)回路來說，Ead和Ebc方向相反，所以回路的總電動(dòng)勢(shì)E=0，感應(yīng)電流也為零．雖然E=0，但仍存在電勢(shì)差，Uad=Ubc=BLv,相當(dāng)于兩個(gè)相同的電源ad和bc并聯(lián)．
(2)聯(lián)系：公式①E=nΔΦ/Δt和公式②E=BLVsinθ是統(tǒng)一的，當(dāng)①中的Δt→0時(shí)，則E為瞬間感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．只是由于高中數(shù)學(xué)知識(shí)所限我們還不能這樣求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．公式②中的v若代入平均速度，則求出的E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，實(shí)際上②式中的Lsinθ=△S/Δt，所以公式E=BLsinθ=B△S/Δt.只是一般來說用公式E=nΔΦ/Δt求平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)更方便，用E=BLvsinθ求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)更方便．
【例7】如圖所示，AB是兩個(gè)同心圓，半徑之比RA∶RB=2∶1，AB是由相同材料，粗細(xì)一樣的導(dǎo)體做成的，小圓B外無磁場(chǎng)，B內(nèi)磁場(chǎng)的變化如圖所示，求AB中電流大小之比（不計(jì)兩圓中電流形成磁場(chǎng)的相互作用）．
解析：在ε=ΔB/ΔtS中，S是磁場(chǎng)變化的面積．所以IA=．IB=,所以IA∶IB＝1∶2
注意:IA的計(jì)算不可用做實(shí)際面積大小,寫成IA=,而得到IA∶IB＝2∶1的錯(cuò)誤結(jié)論
【例8】如圖所示，光滑導(dǎo)軌寬0.4m，ab金屬棒長(zhǎng)0.5m，均勻變化的磁場(chǎng)垂直穿過其面，方向如圖，磁場(chǎng)的變化如圖所示，金屬棒ab的電阻為1Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，自t＝0時(shí)，ab棒從導(dǎo)軌最左端，以v＝1m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，則（AB）
A．1s末回路中的電動(dòng)勢(shì)為1．6V
B．1s末棒ab受安培力大小為1．28N
C．1s末回路中的電動(dòng)勢(shì)為0．8V
D．1s末棒ab受安培力大小為0．64N
解析：這里的ΔΦ變化來自兩個(gè)原因，一是由于B的變化，二是由于面積S的變化，顯然這兩個(gè)因素都應(yīng)當(dāng)考慮在內(nèi)．，ΔB/Δt=2T/S，ΔS/Δt=VLΔt=2×1×0．4＝0.8m
1秒末B=2T，ΔS/Δt=0．4m2／s，所以ε＝（＋）=1.6V
回路中電流I＝ε/R=1.6／1A＝1.6A,安培力F＝BIl＝2×1.6×0．4N＝1.28N
3、力學(xué)與電磁磁應(yīng)的綜合應(yīng)用
解決這類問題一般分兩條途徑:一是注意導(dǎo)體或運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中的受力情況分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析;二是從動(dòng)量和功能方面分析,由有關(guān)的規(guī)律進(jìn)行求解
【例9】如圖所示，閉合金屬環(huán)從高h(yuǎn)的曲面滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升，整個(gè)裝置處在磁場(chǎng)中，設(shè)閉合環(huán)初速為零，摩擦不計(jì)，則
A．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾的高度小于h
B．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾的高度等于h
C、若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾的高度小于h。
D、若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾的高度大于h。
解析：若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)閉合金屬環(huán)從高h(yuǎn)的曲面滾下時(shí)，無電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生．根據(jù)機(jī)械能守恒，環(huán)滾的高度等于h；若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)閉合金屬環(huán)從高h(yuǎn)的曲面滾下時(shí)，有電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生，而產(chǎn)生電磁感應(yīng)的原因是環(huán)的運(yùn)動(dòng)，所以電磁感應(yīng)現(xiàn)象所產(chǎn)生的結(jié)果是阻礙環(huán)的運(yùn)動(dòng)，所以環(huán)上升的高度小于h，故本題正確答案為B、C

【例10】如圖所示，光滑弧形軌道和一足夠長(zhǎng)的光滑水平軌道相連，水平軌道上方有足夠長(zhǎng)的光滑絕緣桿MN，上掛一光滑鋁環(huán)A,在弧形軌道上高為h的地方無初速度釋放磁鐵B（可視為質(zhì)點(diǎn)），B下滑至水平軌道時(shí)恰好沿A的中心軸線運(yùn)動(dòng)，設(shè)A,B的質(zhì)量為MA.MB，求A獲得的最大速度和全過程中A獲得的電能．（忽略B沿弧形軌道下滑時(shí)環(huán)A中產(chǎn)生的感應(yīng)電流）
解析：由B下落時(shí)只有重力做功可求得B滑至水平軌道的速度值,B沿A環(huán)軸線運(yùn)動(dòng)時(shí),A內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，與B產(chǎn)生相互作用，進(jìn)入時(shí)相互排斥，故vB減小，vA增大，B的中點(diǎn)過A環(huán)后，AB相互吸引，vB仍減小，vA增大；當(dāng)兩者相對(duì)靜止時(shí)，相互作用消失，此時(shí)vA=vB,A其有最大速度．全過程能量守恒,B初態(tài)的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為AB的動(dòng)能和A獲得的電能．
設(shè)B滑至水平軌道的速度為V1，由于B的機(jī)械能守恒，有MBgh=MBV12
所以
設(shè)AB最后的共同速度為V2，由于軌道鋁環(huán)和桿均光滑，對(duì)系統(tǒng)有：MBv1=(MA＋MB）v2
所以
V2即為所求的A獲得的最大速度．又根據(jù)能量守恒有：MBgh=(MA＋MB）v22＋E電
所以

【例11】.豎直放置的U形導(dǎo)軌寬為L(zhǎng)，上端串有電阻R（其余電阻不計(jì)）。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向向外。金屬棒ab質(zhì)量為m，與導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)摩擦，從靜止釋放后保持水平而下滑。求其下滑的最大速度。
分析：釋放后，隨著速度的增大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E、感應(yīng)電流I、安培力F都隨之增大，當(dāng)F=mg時(shí)，加速度變?yōu)榱?，達(dá)到最大速度。。
*注意該過程中的能量轉(zhuǎn)化：重力做功的過程是重力勢(shì)能向其他能轉(zhuǎn)化的過程；安培力做功的過程是機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化的過程；然后電流做功的過程是電能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化的過程。穩(wěn)定后重力的功率等于電功率也等于熱功率。
*如果在該圖上端電阻右邊安一只電鍵，讓ab下落一段距離后再閉合電鍵，那么閉合電鍵后ab的運(yùn)動(dòng)情況如何？（無論何時(shí)閉合電鍵，ab可能先加速后勻速，也可能先減速后勻速，但最終穩(wěn)定后的速度都一樣）。
【例12】如圖所示，質(zhì)量為100g的鋁環(huán)，用細(xì)線懸掛起來，環(huán)中央距地面h為0.8m.有一質(zhì)量200g的磁鐵以10m/s的水平速度射入并穿過鋁環(huán)，落在距鋁環(huán)原位置水平距離3.6m處，則在磁鐵與鋁環(huán)發(fā)生相互作用時(shí)：
（1)鋁環(huán)向哪邊偏斜？它能上升多高？
(2)在磁鐵穿過鋁環(huán)的整個(gè)過程中，環(huán)中產(chǎn)生了多少電能？
解析:（1)環(huán)向右偏斜，令鋁環(huán)質(zhì)量m1=0.1kg,磁鐵質(zhì)量m2=0.2kg
磁鐵做平拋運(yùn)動(dòng);s=3.6＝vt,又,v＝9m/s
又：磁鐵與鋁環(huán)作用時(shí)水平方向的動(dòng)量守恒m2v0=m2v＋m1v1,v1=2rn/s
則：環(huán)：m1gH＝m1v12;
(2）環(huán)中產(chǎn)生的電能為系統(tǒng)的機(jī)械能損失：E電＝△E＝m2v02一m2v2一m1v12=1.7（J)
試題展示
1．如圖所示，兩同心圓環(huán)a和b，處在同一平面內(nèi)，a的半徑小于b的半徑，條形磁鐵的軸線與圓環(huán)平面垂直．則穿過兩圓環(huán)的磁通量Φa與Φb的大小關(guān)系為?

A．Φa＞ΦbB．Φa＜Φb?
C．Φa＝ΦbD．無法比較?
【解析】圓環(huán)b的半徑大于環(huán)a的半徑，由于Φ＝Φ內(nèi)－Φ外（其中Φ內(nèi)為磁鐵內(nèi)部的磁通量，Φ外為磁鐵外部穿過線圈的磁通量），故其包含磁鐵的外磁場(chǎng)范圍越大，則合磁通量越?。ù盆F內(nèi)部、外部的磁通量方向相反，可抵消）．?
【答案】A?
2．如圖所示，閉合矩形銅框的兩條長(zhǎng)邊與一閉合圓環(huán)相切，環(huán)可沿矩形框的長(zhǎng)邊滑動(dòng)，整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)環(huán)沿框的長(zhǎng)邊向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，則?
A．因銅框所圍面積的磁通量不變化，銅框上無電流?
B．因圓環(huán)所圍面積的磁通量不變化，圓環(huán)上無電流?
C．各部分導(dǎo)線內(nèi)均有電流?
D．各部分導(dǎo)線內(nèi)均無電流?
【解析】由于閉合圓環(huán)向右移動(dòng)，egf和ehf等效為兩個(gè)并聯(lián)的電源，而eadf和ebcf為兩段并聯(lián)的電阻作為外電路，所以各部分都有電流．?
【答案】C
3．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，a、b是兩條平行金屬導(dǎo)軌，而c、d為串有電流表、電壓表的兩金屬棒，如圖所示，兩棒以相同的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，則以下結(jié)論正確的是?
A．電壓表有讀數(shù)，電流表沒有讀數(shù)?
B．電壓表有讀數(shù)，電流表也有讀數(shù)?
C．電壓表無讀數(shù)，電流表有讀數(shù)?
D．電壓表無讀數(shù)，電流表也無讀數(shù)?
【解析】由于c、d以相同的速度向右運(yùn)動(dòng)，穿過閉合電路的磁通量不變，在閉合電路中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，所以，沒有電流通過電流表和電壓表，故電流表和電壓表均無示數(shù)．
【答案】D
4、如圖所示，開始時(shí)矩形線框與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直，且一半在磁場(chǎng)內(nèi)，一半在磁場(chǎng)外，若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，下列辦法中可行的是?
①將線框向左拉出磁場(chǎng)?②以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)（小于90°）③以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)（小于60°）?④以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)（小于60°）?以上判斷正確的是?
A．①②③B．②③④?C．①②④D．①②③④?
【解析】將線框向左拉出磁場(chǎng)的過程中，線框的bc部分做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，或者說穿過線框的磁通量減少，所以線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項(xiàng)①正確．?
當(dāng)線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線框的cd邊的右半段在做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，或者說穿過線框的磁通量在發(fā)生變化，所以線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項(xiàng)②正確．?
當(dāng)線框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)（小于60°）時(shí)，穿過線框的磁通量在減小，所以在這個(gè)過程中線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項(xiàng)③正確．如果轉(zhuǎn)過的角度超過60°，bc邊將進(jìn)入無磁場(chǎng)區(qū)，那么線框中將不產(chǎn)生感應(yīng)電流（60°～300°）．?
當(dāng)線框以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果轉(zhuǎn)動(dòng)的角度小于60°，則穿過線框的磁通量始終保持不變（其值為磁感應(yīng)強(qiáng)度與矩形面積的一半的乘積），故選項(xiàng)④是錯(cuò)的．應(yīng)選A．
5．如圖所示，豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一水平放置的金屬棒ab以水平速度v0拋出，設(shè)整個(gè)過程中，棒的取向不變，且不計(jì)空氣阻力，則金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小變化情況應(yīng)是?A．越來越大B．越來越小?
C．保持不變D．無法判斷
【解析】金屬棒做平拋運(yùn)動(dòng)，水平切割磁感線的速度不變，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變．?
【答案】C
6．如圖所示，金屬三角形導(dǎo)軌COD上放有一根金屬棒MN．拉動(dòng)MN，使它以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，如果導(dǎo)軌和金屬棒都是粗細(xì)相同的均勻?qū)w，電阻率都相同，那么在MN運(yùn)動(dòng)的過程中，閉合回路的?

①感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變?
②感應(yīng)電流保持不變?
③感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸增大?
④感應(yīng)電流逐漸增大?
以上判斷正確的是?A．①②B．③④C．②③D．①④?
【解析】由E＝BLv判知在MN運(yùn)動(dòng)過程中，L逐漸增大，故E增大；而該閉合回路的周長(zhǎng)也在增大，故R在增大，可算得I不變．?
【答案】C?
7．如圖所示，U形線框abcd處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向內(nèi)．長(zhǎng)度為L(zhǎng)的直導(dǎo)線MN中間串有一個(gè)電壓表跨接在ab與cd上且與ab垂直，它們之間的接觸是完全光滑的．R為電阻，C為電容器．現(xiàn)令MN以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，用U表示電壓表的讀數(shù)，q表示電容器所帶電量，C表示電容器電容，F(xiàn)表示對(duì)MN的拉力．設(shè)電壓表體積很小，其中線圈切割磁感線對(duì)MN間的電壓的影響可以忽略不計(jì)．則
A．U＝BLv0F＝v0B2L2／R?B．U＝BLv0F＝0?
C．U＝0F＝0?D．U＝q／CF＝v0B2L2／R?
【解析】MN之間有一電壓表，因電壓表本身內(nèi)阻過大，可視為斷路，故無I，則F＝0；MN可視為電源，因電壓表內(nèi)無電流通過，故無電壓示數(shù)．（據(jù)電壓表工作原理），則U＝0．?
【答案】C?
8．圖中PQRS是一個(gè)正方形的閉合導(dǎo)線框，MN為一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，如果線框以恒定的速度沿著PQ方向向右運(yùn)動(dòng)，速度方向與MN邊界成45°角，在線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中?

A．當(dāng)Q點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，線框的磁通量為零，感應(yīng)電流最大?
B．當(dāng)S點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，線框的磁通量最大，感應(yīng)電流最大?
C．P點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)跟F點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)相比較，線框的磁通量小，感應(yīng)電流大
D．P點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)跟F點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)相比較，線框的磁通量小，感應(yīng)電流也小
【解析】P點(diǎn)經(jīng)過MN時(shí)，正方形閉合導(dǎo)線框切割磁感線的導(dǎo)線有效長(zhǎng)度最大，感應(yīng)電流最大．?
【答案】C
9．一個(gè)閉合線圈處在如圖所示的正弦變化的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)線圈平面，則?
①在1s末線圈中感應(yīng)電流最大?
②在2s末線圈中感應(yīng)電流最大?
③1～2s內(nèi)的感應(yīng)電流方向和2～3s內(nèi)相同?
④在1～2s內(nèi)的感應(yīng)電流方向和3～4s內(nèi)的相同?
以上說法正確的是?
A．①④B．②③C．①③D．②④?
【解析】1s末＝0，2s末最大，結(jié)合楞次定律判定．?
【答案】B?
10．如圖所示，MN和PQ為相距L＝30cm的平行金屬導(dǎo)軌，電阻R＝0.3Ω的金屬棒ab可緊貼平行導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)．相距d＝20cm、水平放置的兩平行金屬板E和F分別與金屬棒的a、b兩端相連．圖中R0＝0.1Ω，金屬棒ac＝cd＝bd，導(dǎo)軌和連線的電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．當(dāng)金屬棒ab以速率v向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，恰能使一帶電粒子以速率v在兩金屬板間做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．在磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可根據(jù)需要而變化的情況下，試求金屬棒ab勻速運(yùn)動(dòng)的最大速度．?
【解析】帶電粒子qE＝mg，r＝，U＝BLv＋BLv＋，則有?
v2＝rgd／L［2＋R0／（R0＋R／3）］?
當(dāng)r＝時(shí)，v＝vm＝m/s?
【答案】（或0.52）m/s

第二單元楞次定律自感現(xiàn)象
基礎(chǔ)知識(shí)
一、楞次定律
(1)楞次定律:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．
磁場(chǎng)阻礙變化
主語謂語賓語
主語磁場(chǎng)的定語是“感應(yīng)電流的”；謂語的狀語是“總是”；賓語的定語是“引起感應(yīng)電流的磁通量的”．
(2)對(duì)“阻礙”的理解
這里的“阻礙”不可理解為“相反”，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向，當(dāng)原磁場(chǎng)增加時(shí)，則與原磁場(chǎng)方向相反，當(dāng)原磁場(chǎng)減弱時(shí)，則與原磁場(chǎng)方向相同；也不可理解為“阻止”，這里是阻而未止．
(3)楞次定律的另一種表達(dá):感應(yīng)電流的效果總是要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因.
即由電磁感應(yīng)現(xiàn)象而引起的一些受力、相對(duì)運(yùn)動(dòng)、磁場(chǎng)變化等都有阻礙原磁通量變化的趨勢(shì)。
(4)楞次定律應(yīng)用時(shí)的步驟
①先看原磁場(chǎng)的方向如何．②再看原磁場(chǎng)的變化（增強(qiáng)還是減弱）．
③根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向．
④再利用安培定則，根據(jù)感應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向來確定感應(yīng)電流方向．
【例1】如圖所示，小金屬環(huán)靠近大金屬環(huán)，兩環(huán)互相絕緣，且在同一平面內(nèi)，小圓環(huán)有一半面積在大圓環(huán)內(nèi)，當(dāng)大圓環(huán)接通電源的瞬間，小圓環(huán)中感應(yīng)電流的情況是（C）
A.無感應(yīng)電流B.有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流
C.有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流D.無法確定
解析:在接通電源后，大環(huán)內(nèi)的磁感線分布比大環(huán)外的磁感線分布要密．所以小環(huán)在大環(huán)內(nèi)部分磁通量大于環(huán)外部分磁通量．所以小環(huán)內(nèi)總磁通量向里加強(qiáng)，則小環(huán)中的感應(yīng)電方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向．
【例2】如圖所示，閉合線框ABCD和abcd可分別繞軸線OO/，轉(zhuǎn)動(dòng)．當(dāng)abcd繞OO/軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)〔俯視圖），問ABCD如何轉(zhuǎn)動(dòng)？
解析：由于abcd旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)使ABCD中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律中“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的相對(duì)運(yùn)動(dòng)．”ABCD中的感應(yīng)電流將阻礙abcd的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，兩線框間有吸引力作用，因此線框ABCD也隨abtd逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，只不過稍微慢了些
思考：(1)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)體現(xiàn)了怎樣的能量關(guān)系？
(2)楞次定律所反映的實(shí)際是對(duì)原磁通量的補(bǔ)償效果．根據(jù)實(shí)際情況，這種補(bǔ)償可分為哪幾種？（運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、面積、電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度、速度、力等的補(bǔ)償效果）
【例3】如圖所示，用一種新材料制成一閉合線圈，當(dāng)它浸入液氮中時(shí)，會(huì)成為超導(dǎo)體，這時(shí)手拿一永磁體，使任一磁極向下，放在線圈的正上方，永磁體便處于懸浮狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)體磁懸浮，可以用電磁感應(yīng)及有關(guān)知識(shí)來解釋這一現(xiàn)象．
解析：當(dāng)磁體放到線圈上方的過程中．穿過線圈的磁通量由無到有發(fā)生變化．于是超導(dǎo)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于超導(dǎo)線圈中電阻幾乎為零，產(chǎn)生的感應(yīng)電流極大，相應(yīng)的感應(yīng)磁場(chǎng)也極大；由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)相當(dāng)于永磁體，與下方磁極的極性相同，永磁體將受到較大的向上的斥力，當(dāng)永磁體重力與其受到磁場(chǎng)力相平衡時(shí)，永滋體處于懸浮狀態(tài)．
【例4】在光滑水平面上固定一個(gè)通電線圈，如圖所示，一鋁塊正由左向右滑動(dòng)穿過線圈，那么下面正確的判斷是（）
A.接近線圈時(shí)做加速運(yùn)動(dòng)，離開時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)
B.接近和離開線圈時(shí)都做減速運(yùn)動(dòng)
C.一直在做勻速運(yùn)動(dòng)
D.在線圈中運(yùn)動(dòng)時(shí)是勻速的
解析:把鋁塊看成由無數(shù)多片橫向的鋁片疊成，每一鋁片又由可看成若干閉合鋁片框組成；如圖。當(dāng)它接近或離開通電線圈時(shí)，由于穿過每個(gè)鋁片框的磁通量發(fā)生變化，所以在每個(gè)閉合的鋁片框內(nèi)都要產(chǎn)生感應(yīng)電流。．產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因是它接近或離開通電線圈，產(chǎn)生感應(yīng)電流的效果是要阻礙它接近或離開通電線圈，所以在它接近或離開時(shí)都要作減速運(yùn)動(dòng)，所以A,C錯(cuò)，B正確。由于通電線圈內(nèi)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，所以鋁塊在通電線圈內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故作勻速運(yùn)動(dòng),D正確。故答案為BD.
二、自感現(xiàn)象
1.自感現(xiàn)象:由于導(dǎo)體本身電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象．
2.自感電動(dòng)勢(shì):自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)．
①自感電動(dòng)勢(shì)ε＝L
②L是自感系數(shù)：
a．L跟線圈的形狀、長(zhǎng)短、匝數(shù)等因素有關(guān)系．
線圈越粗，越長(zhǎng)、匝數(shù)越密，它的自感系數(shù)越大，另外有鐵芯的線圈自感系數(shù)比沒有鐵芯時(shí)大得多．
b．自感系數(shù)的單位是亨利，國(guó)際符號(hào)是h，1亨=103毫亨=106微亨3、關(guān)于自感現(xiàn)象的說明
①如圖所示，當(dāng)合上開關(guān)后又?jǐn)嚅_開關(guān)瞬間，電燈L為什么會(huì)更亮，當(dāng)合上開關(guān)后，由于線圈的電阻比燈泡的電阻小，因而過線圈的電流I2較過燈泡的電流I1大，當(dāng)開關(guān)斷開后，過線圈的電流將由I2變小，從而線圈會(huì)產(chǎn)生一個(gè)自感電動(dòng)勢(shì)，于是電流由c→b→a→d流動(dòng)，此電流雖然比I2小但比I1還要大．因而燈泡會(huì)更亮．假若線圈的電阻比燈泡的電阻大，則I2＜I1，那么開關(guān)斷開后瞬間燈泡是不會(huì)更亮的．
②．開關(guān)斷開后線圈是電源，因而C點(diǎn)電勢(shì)最高，d點(diǎn)電勢(shì)最低
③過線圈電流方向與開關(guān)閉合時(shí)一樣，不過開關(guān)閉合時(shí)，J點(diǎn)電勢(shì)高于C點(diǎn)電勢(shì)，當(dāng)斷開開關(guān)后瞬間則相反，C點(diǎn)電勢(shì)高于J點(diǎn)電勢(shì)．
④過燈泡的電流方向與開關(guān)閉合時(shí)的電流方向相反，a、b兩點(diǎn)電勢(shì)，開關(guān)閉合時(shí)Ua＞Ub，開關(guān)斷開后瞬間Ua＜Ub．
規(guī)律方法
1、楞次定律的理解與應(yīng)用
理解楞次定律要注意四個(gè)層次:①誰阻礙誰?是感應(yīng)電流的磁通量阻礙原磁通量;②阻礙什么?阻礙的是磁通量的變化而不是磁通量本身;③如何阻礙?當(dāng)磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反,當(dāng)磁通量減小時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同,即”增反減同”;④結(jié)果如何?阻礙不是阻止,只是延緩了磁通量變化的快慢,結(jié)果是增加的還是增加,減少的還是減少.
另外①”阻礙”表示了能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系,正因?yàn)榇嬖谧璧K作用,才能將其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能;②感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的相對(duì)運(yùn)動(dòng).
【例5】如圖所示，一個(gè)電感很大的線圈通過電鍵與電源相連，在其突出部分的鐵芯上套有一個(gè)很輕的鋁環(huán)，關(guān)于打開和閉合電鍵時(shí)將會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象，有以下幾種說法：①閉合電鍵瞬間，鋁環(huán)會(huì)豎直向上跳起；②打開電鍵瞬間，鋁環(huán)會(huì)增大對(duì)線圈的壓力；③閉合電鍵瞬間，鋁環(huán)會(huì)增大對(duì)線圈的壓力；④打開電鍵瞬間，鋁環(huán)會(huì)豎直向上跳起。其中判斷正確的是()
A.①②;B.①③;C.①④;D.②③;
解析:此線圈通電后是一電磁鐵，由安培定則可判定，通電后線圈中的磁場(chǎng)方向是豎直向下的，線圈上端為S極、下端為N極。由楞次定律可知閉合電鍵瞬間，鋁環(huán)中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上，要阻礙穿過環(huán)的磁通量的增加，因此環(huán)的上端面呈N極、下端面呈S極，同極性相對(duì)，環(huán)和線圈互相排斥，由于電流變化率大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流磁場(chǎng)也較強(qiáng)、，相互間瞬間排斥力大到可知較輕的鋁環(huán)向上跳起。同樣分析可知，打開電鍵瞬間,環(huán)和線圈是兩個(gè)異種極性相時(shí)，鋁環(huán)會(huì)增大對(duì)線圈的壓力。因此，只有①②正確，應(yīng)選A.
【例6】磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于邊長(zhǎng)為2l的正方形范圍內(nèi)，有一個(gè)電阻為R、邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框abcd，沿垂直于磁感線方向，以速度v勻速通過磁場(chǎng)，如圖所示，從ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)算起．
（1）畫出穿過線框的磁通量隨時(shí)間變化的圖象
（2）線框中感應(yīng)電流的方向
解析：線框穿過磁場(chǎng)的過程可分為三個(gè)階段．進(jìn)入磁場(chǎng)階段（只有ab邊在磁場(chǎng)中），在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段（ab、cd兩邊都在磁場(chǎng)中），離開磁場(chǎng)階段（只有cd邊在磁場(chǎng)中）．
（1）①線框進(jìn)入磁場(chǎng)階段：t為O——l/v．線框進(jìn)入磁場(chǎng)中的面積線性增加，S=lvt，最后為φ＝BS=Bl2．
②線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段：t為l/v——2l/v，線框磁通量為φ＝BS=Bl2，保持不變．
③線框離開磁場(chǎng)階段，t為2l/v——3l/v，線框磁通量線性減少，最后為零．
（2）線框進(jìn)入磁場(chǎng)階段，穿過線框的磁通量增加，線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，由右手定則可知，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向．
線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段，穿過線框的磁通量保持不變，無感應(yīng)電流產(chǎn)生．
線框離開磁場(chǎng)階段，穿過線框的磁通量減少，線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，由右手定則可知，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向．
【例7】如圖所示，導(dǎo)線框abcd與導(dǎo)線AB在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線中通有恒定電流I，當(dāng)線框由左向右勻速通過直導(dǎo)線過程中，線框中感應(yīng)電流的方向是
A．先abcda，再dcbad，后abcda
B．先abcda，再dcbad
C．始終是dcbad
D．先dcbad，再abcda，后dcbad
解析：通電導(dǎo)線AB產(chǎn)生的磁場(chǎng)，在AB左側(cè)是穿出紙面為“”，在AB右側(cè)是穿入紙面的“×”，線框由左向右運(yùn)動(dòng)至dc邊與AB重合過程中，線框回路中“”增加，由楞次定律判定感應(yīng)電流方向?yàn)閐cbad；現(xiàn)在看線框面積各有一半在AB左、右兩側(cè)的一個(gè)特殊位置，如圖所示，此位置上線框回路中的合磁通量為零．從dc邊與AB重合運(yùn)動(dòng)至圖的位置，是“”減少（或“×”增加）．由初位置運(yùn)動(dòng)至ab邊與AB重合位置，是“”繼續(xù)減少（或“×”繼續(xù)增加）．所以從dc邊與AB重合運(yùn)動(dòng)至ab與AB重合的過程中，感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcda；線框由ab與AB重合的位置向右運(yùn)動(dòng)過程中，線圈回路中“×”減少，感應(yīng)電流方向由楞次定律判定為dcbad，
【例8】如圖所示，一水平放置的圓形通電線圈1固定，另一較小的圓形線圈2從1的正上方下落，在下落過程中兩線圈平面始終保持平行且共軸，則在線圈2從正上方下落至l的正下方過程中，從上往下看，線圈2中的感應(yīng)電流應(yīng)為（）
A．無感應(yīng)電流B．有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流
C、先是順時(shí)針方向，后是逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流
D、先是逆時(shí)針方向，后是順時(shí)針方向的感應(yīng)電流
解析：圓形線圈1通有逆時(shí)針方向的電流（從下往上看），它相當(dāng)于是環(huán)形電流，環(huán)形電流的磁場(chǎng)由安培定則可知，環(huán)內(nèi)磁感線的方向是向上的，在線圈2從線圈1的正上方落到正下方的過程中，線圈內(nèi)的磁通量先是增加的，當(dāng)兩線圈共面時(shí)，線圈2的磁通量達(dá)最大值，然后再繼續(xù)下落，線圈2中的磁通量是減少的．由楞次定律可以判斷：在線圈2下落到與線圈1共面的過程中，線圈2中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與線圈1中的磁場(chǎng)方向相反，故電流方向與線圈1中的電流方向相反，為順時(shí)針方向；當(dāng)線圈2從與線圈1共面后繼續(xù)下落時(shí)，線圈2中的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與線圈1中的磁場(chǎng)方向相同，電流方向與線圈1中電流方向相同，為逆時(shí)針方向，所以C選項(xiàng)正確．
感應(yīng)電流在原磁場(chǎng)所受到的作用力總是阻礙它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)．利用這種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原則來判斷則更為簡(jiǎn)捷：線圈2在下落的過程中，線圈2中的感應(yīng)電流應(yīng)與線圈l中的電流反向，因?yàn)榉聪螂娏飨喑猓示€圈2中的電流是順時(shí)針方向；線圈2在離開線圈1的過程中，線圈2中的感應(yīng)電流方向應(yīng)與線圈1中電流方向相同，因?yàn)橥螂娏飨辔€圈2中的電流是逆時(shí)針方向．
【例9】如圖所示，AOC是光滑的金屬軌道，AO沿豎直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金屬直桿如圖立在導(dǎo)軌上,OP＞OQ，直桿從圖示位置由靜止開始在重力作用下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中QO端始終在OC上，P端始終在AO上，直到完全落在OC上，空間存在著垂直紙面向外
的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則在PQ棒滑動(dòng)的過程中，下列判斷正確的是（BD）
A.感應(yīng)電流的方向始終由P→Q
B.感應(yīng)電流的方向先由P→Q，再是Q→P
C.PQ受磁場(chǎng)力的方向垂直于棒向左
D.PQ受磁場(chǎng)力的方向垂直于棒先向左，再向右
解析:在PQ滑動(dòng)的過程中，OPQ的面積先變大后變小，穿過回路
的磁通量先變大后變小，則電流方向先是P→Q后Q→P.選BD.
2、鎮(zhèn)流器是一個(gè)帶鐵芯的線圈，起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生高電壓點(diǎn)燃日光燈，目光燈發(fā)光以后，線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流變化，起著降壓限流作用，保證日光燈正常工作．
【例10】在圖中，L是自感系數(shù)足夠大的線圈，其直流電阻可以忽略不計(jì)，D1和D2是兩個(gè)相同的燈泡，若將電鍵K閉合，待燈泡亮度穩(wěn)定后再斷開電鍵K，則(AC)
A．電鍵K閉合時(shí)，燈泡D1和D2同時(shí)亮，然后D1會(huì)變暗直到不亮，D2更亮
B．電鍵K閉合時(shí)，燈泡D1很亮，D2逐漸變亮，最后一樣亮亮亮
C．電鍵K斷開時(shí)，燈泡D2隨之熄滅。而D1會(huì)更下才熄滅
D．電鍵K斷開時(shí)，燈泡D1隨之熄滅，而D2會(huì)更下才熄滅
解析：電鍵K閉合時(shí)，L會(huì)產(chǎn)生ε自從而阻礙電流增大，D1和D2同時(shí)亮，隨著電流趨于穩(wěn)定，L中的ε自逐漸減小，最后L會(huì)把D1短路，D1不亮，而D2兩端電壓會(huì)增大而更亮．當(dāng)K斷開時(shí)，D2中因無電流會(huì)隨之熄滅，而L中會(huì)產(chǎn)生ε自，與D1構(gòu)成閉合回路，D1會(huì)亮一下．再者L中的電流是在I=的基礎(chǔ)上減小的．會(huì)使D1中的電流在K斷開的瞬間與K閉合時(shí)相比要大，因而D1會(huì)更亮．
【例11】如圖所示是演示自感現(xiàn)象的電路圖．L是一個(gè)電阻很小的帶鐵芯的自感線圈，A是一個(gè)標(biāo)有“6V，4w”的小燈泡，電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為3Ω，在實(shí)驗(yàn)中（ABD）
A．S閉合的瞬間燈泡A中有電流通過，其方向是從a→b
B．S閉合后，燈泡A不能正常工作
C．S由閉合而斷開瞬間，燈A中無電流
D．S由閉合而斷開瞬間，燈A中有電流通過，其方向?yàn)閺腷→a
解析：S閉合瞬間，L的阻抗很大，對(duì)燈泡A來講在S閉合瞬間L可視為斷路．由于如圖電源左正右負(fù)，所以此刻燈泡中電流由a到b，選項(xiàng)A正確；S閉合后電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，L的阻抗為零，又L上純電阻極小，所以燈泡A不能正常發(fā)光，故選項(xiàng)B正確．S斷開前L上的電流由左向右，S斷開瞬間，燈泡A上原有電流即刻消失，但L和A組成閉合回路，L上的電流仍從左向右，所以回路中電流方向是逆時(shí)針的，燈泡A上電流從b到a，故選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．

試題展示
1.如圖所示，同一平面內(nèi)的三條平行導(dǎo)線串有兩個(gè)最阻R和r，導(dǎo)體棒PQ與三條導(dǎo)線接觸良好；勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里。導(dǎo)體棒的電阻可忽略。當(dāng)導(dǎo)體棒向左滑動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是
A.流過R的電流為由d到c，流過r的電流為由b到a
B.流過R的電流為由c到d，流過r的電流為由b到a
C.流過R的電流為由d到c，流過r的電流為由a到b
D.流過R的電流為由c到d，流過r的電流為由a到b【jK251.COm 教師范文大全】

2.矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定磁場(chǎng)的正方向垂直低面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示.若規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流I的正方向，下列各圖中正確的是D

3．如圖，一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；一個(gè)邊長(zhǎng)也為l的正方形導(dǎo)線框所在平面與磁場(chǎng)方向垂直；虛線框?qū)蔷€ab與導(dǎo)線框的一條邊垂直，ba的延長(zhǎng)線平分導(dǎo)線框。在t＝0時(shí)，使導(dǎo)線框從圖示位置開始以恒定速度沿ab方向移動(dòng)，直到整個(gè)導(dǎo)線框離開磁場(chǎng)區(qū)域。以i表示導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的強(qiáng)度，取逆時(shí)針方向?yàn)檎?。下列表示i—t關(guān)系的圖示中，可能正確的是C
4．在沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一圓形金屬線圈可繞沿其直徑的豎直軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。開始時(shí)線圈靜止，線圈平面與磁場(chǎng)方向既不平行也不垂直，所成的銳角為α。在磁場(chǎng)開始增強(qiáng)后的一個(gè)極短時(shí)間內(nèi)，線圈平面
A．維持不動(dòng)
B．將向使α減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)
C．將向使α增大的方向轉(zhuǎn)動(dòng)
D．將轉(zhuǎn)動(dòng)，因不知磁場(chǎng)方向，不能確定α?xí)龃筮€是會(huì)減小
答案：B
解析：由楞次定律可知，當(dāng)磁場(chǎng)開始增強(qiáng)時(shí)，線圈平面轉(zhuǎn)動(dòng)的效果是為了減小線圈磁通量的增加，而線圈平面與磁場(chǎng)間的夾角越小時(shí)，通過的磁通量越小，所以將向使減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)．
5．如圖所示的電路中，三個(gè)相同的燈泡a、b、c和電感L1、L2與直流電源連接，電感的電阻忽略不計(jì)．電鍵K從閉合狀態(tài)突然斷開時(shí)，下列判斷正確的有
A.a先變亮，然后逐漸變暗
B.b先變亮，然后逐漸變暗
C.c先變亮，然后逐漸變暗
D.b、c都逐漸變暗
答案：AD
解析：考查自感現(xiàn)象。電鍵K閉合時(shí)，電感L1和L2的電流均等于三個(gè)燈泡的電流，斷開電鍵K的瞬間，電感上的電流i突然減小，三個(gè)燈泡均處于回路中，故b、c燈泡由電流i逐漸減小，B、C均錯(cuò)，D對(duì)；原來每個(gè)電感線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均加載于燈泡a上，故燈泡a先變亮，然后逐漸變暗，A對(duì)。本題涉及到自感現(xiàn)象中的“亮一下”現(xiàn)象，平時(shí)要注意透徹理解。
6.在沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一圓形金屬線圈可繞沿其直徑的豎直軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。開始時(shí)線圈靜止，線圈平面與磁場(chǎng)方向既不平行也不垂直，所成的銳角為α。在磁場(chǎng)開始增強(qiáng)后的一個(gè)極短時(shí)間內(nèi)，線圈平面
A．維持不動(dòng)
B．將向使α減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)
C．將向使α增大的方向轉(zhuǎn)動(dòng)
D．將轉(zhuǎn)動(dòng)，因不知磁場(chǎng)方向，不能確定α?xí)龃筮€是會(huì)減小
答案：B
解析：由楞次定律可知，當(dāng)磁場(chǎng)開始增強(qiáng)時(shí)，線圈平面轉(zhuǎn)動(dòng)的效果是為了減小線圈磁通量的增加，而線圈平面與磁場(chǎng)間的夾角越小時(shí)，通過的磁通量越小，所以將向使減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)．
7.如圖，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈.當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過時(shí)，若線圈始終不動(dòng)，則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的正確判斷是
A.FN先小于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左
B.FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左
C.FN先大于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右
D.FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右
答案：D
解析：本題考查電磁感應(yīng)有關(guān)的知識(shí)，本題為中等難度題目。條形磁鐵從線圈正上方等高快速經(jīng)過時(shí)，通過線圈的磁通量先增加后又減小。當(dāng)通過線圈磁通量增加時(shí)，為阻礙其增加，在豎直方向上線圈有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以線圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，當(dāng)通過線圈的磁通量減小時(shí)，為阻礙其減小，在豎直方向上線圈有向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以線圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。綜上所述，線圈所受到的支持力先大于重力后小于重力，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)總是向右。
8．如圖所示的電路中，三個(gè)相同的燈泡a、b、c和電感L1、L2與直流電源連接，電感的電阻忽略不計(jì)．電鍵K從閉合狀態(tài)突然斷開時(shí)，下列判斷正確的有
A.a先變亮，然后逐漸變暗
B.b先變亮，然后逐漸變暗
C.c先變亮，然后逐漸變暗
D.b、c都逐漸變暗
答案：AD
解析：考查自感現(xiàn)象。電鍵K閉合時(shí)，電感L1和L2的電流均等于三個(gè)燈泡的電流，斷開電鍵K的瞬間，電感上的電流i突然減小，三個(gè)燈泡均處于回路中，故b、c燈泡由電流i逐漸減小，B、C均錯(cuò)，D對(duì)；原來每個(gè)電感線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均加載于燈泡a上，故燈泡a先變亮，然后逐漸變暗，A對(duì)。本題涉及到自感現(xiàn)象中的“亮一下”現(xiàn)象，平時(shí)要注意透徹理解。
9.老師做了一個(gè)物理小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察：一輕質(zhì)橫桿兩側(cè)各固定一金屬環(huán)，橫桿克繞中心點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，老師拿一條形磁鐵插向其中一個(gè)小環(huán)，后又取出插向另一個(gè)小環(huán)，同學(xué)們看到的現(xiàn)象是（）
A.磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)
B.磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)
C.無論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)
D.無論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)
答案：B
解析：左環(huán)沒有閉合，在磁鐵插入過程中，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故橫桿不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。右環(huán)閉合，在磁鐵插入過程中，產(chǎn)生感應(yīng)電流，橫桿將發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
10．如圖所示，平行于y軸的導(dǎo)體棒以速度v向右勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過半徑為R、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε與導(dǎo)體棒位置x關(guān)系的圖像是
答案：A
解析：在x=R左側(cè)，設(shè)導(dǎo)體棒與圓的交點(diǎn)和圓心的連線與x軸正方向成θ角，則導(dǎo)體棒切割有效長(zhǎng)度L=2Rsinθ，電動(dòng)勢(shì)與有效長(zhǎng)度成正比，故在x=R左側(cè)，電動(dòng)勢(shì)與x的關(guān)系為正弦圖像關(guān)系，由對(duì)稱性可知在x=R右側(cè)與左側(cè)的圖像對(duì)稱。
12．如圖所示，一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外．一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框abcd，沿紙面由位置1(左)勻速運(yùn)動(dòng)到位置2(右)．則D
A.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a
B.導(dǎo)線框離開磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a
C.導(dǎo)線框離開磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力方向水平向右
D.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)．受到的安培力方向水平向左
13.兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L(zhǎng)，底端接阻值為R的電阻。將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，如圖所示。除電阻R外其余電阻不計(jì)?，F(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放．則
A．釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g
B．金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過電阻R的電流方向?yàn)閍→b
C．金屬棒的速度為v時(shí)．所受的安培力大小為F=
D．電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢(shì)能的減少
答案：AC
解析：在釋放的瞬間，速度為零，不受安培力的作用，只受到重力，A對(duì)。由右手定則可得，電流的方向從b到a，B錯(cuò)。當(dāng)速度為時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為，受到的安培力為，計(jì)算可得,C對(duì)。在運(yùn)動(dòng)的過程中，是彈簧的彈性勢(shì)能、重力勢(shì)能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，D錯(cuò)。
【高考考點(diǎn)】電磁感應(yīng)
【易錯(cuò)提醒】不能理解瞬間釋放的含義，考慮受到安培力。
【備考提示】電磁感應(yīng)是電場(chǎng)和磁場(chǎng)知識(shí)的有機(jī)結(jié)合，所以難度相對(duì)也會(huì)大一些，現(xiàn)在高考要求不是很高，一般不出大型計(jì)算題，但在選擇題中，以最后一個(gè)題出現(xiàn)。
14.如圖所示，在x≤0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直于
xy平面（紙面）向里。具有一定電阻的矩形線框abcd位于xy
平面內(nèi)，線框的ab邊與y軸重合。令線框從t=0的時(shí)刻起由靜
止開始沿x軸正方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，則線框中的感應(yīng)電流I（取
逆時(shí)針方向的電流為正）隨時(shí)間t的變化圖線I—t圖可能是下
圖中的哪一個(gè)？D

相關(guān)知識(shí)

電磁感應(yīng)現(xiàn)象

經(jīng)驗(yàn)告訴我們，成功是留給有準(zhǔn)備的人。高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是高中教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓上課時(shí)的教學(xué)氛圍非?；钴S，減輕高中教師們?cè)诮虒W(xué)時(shí)的教學(xué)壓力。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？以下是小編為大家收集的“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”歡迎您閱讀和收藏，并分享給身邊的朋友！

教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、知道磁通量的定義，公式的適用條件，會(huì)用這一公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算．
2、知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象．
3、理解“不論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生”．
4、知道能量守恒定律依然適用于電磁感應(yīng)現(xiàn)象．

能力目標(biāo)
1、通過實(shí)驗(yàn)的觀察和分析，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，分析問題的能力．

情感目標(biāo)
1、學(xué)生認(rèn)識(shí)“從個(gè)性中發(fā)現(xiàn)共性，再?gòu)墓残灾欣斫鈧€(gè)性，從現(xiàn)象認(rèn)識(shí)本質(zhì)以及事物有普遍聯(lián)系的辨證唯物主義觀點(diǎn)．

教學(xué)建議

關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的教學(xué)分析
1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象
利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
2．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
①當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)里做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流。
②當(dāng)磁體相對(duì)靜止的閉合電路運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流．
③當(dāng)磁體和閉合電路都保持靜止，而使穿過閉合電路的磁通量發(fā)生改變時(shí)，電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流．
其實(shí)上述①、②兩種情況均可歸結(jié)為穿過閉合電路的磁通量發(fā)生改變，所以，不論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生．
3．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量守恒
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電能不是憑空產(chǎn)生的，它們或者是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，或者是電能在不同電路中的轉(zhuǎn)移，電磁感應(yīng)現(xiàn)象遵循能量守恒定律．

教法建議
1、課本中得出結(jié)論后的思考與討論，是一個(gè)進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生手腦并用、獨(dú)立思考，全面認(rèn)識(shí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的題目，教師可根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況引導(dǎo)學(xué)生思考和討論．
2、本節(jié)課文的最后分析了兩種情況下電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化，這不但能從能量的觀點(diǎn)讓學(xué)生對(duì)電磁感應(yīng)有明確的認(rèn)識(shí)，而且進(jìn)一步強(qiáng)化了能量守恒定律的普遍意義．有條件的，可以由教師引導(dǎo)學(xué)生自行分析，以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立分析問題的能力．

教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件是本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)，而正確理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)．由于學(xué)生在初中時(shí)已經(jīng)接觸過相關(guān)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，因此在講解電流的產(chǎn)生時(shí)可以讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)加深對(duì)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，如果條件允許可以讓學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，并在教師引導(dǎo)下進(jìn)行分組討論，教師可以通過問題的設(shè)計(jì)來引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，例如：對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格的設(shè)計(jì)以及相關(guān)問題的探討，讓學(xué)生明白感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件．正確理解感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件．

電磁感應(yīng)現(xiàn)象教學(xué)設(shè)計(jì)方案

教學(xué)目的：

1、知道磁通量的定義，知道磁通量的國(guó)際單位，知道公式的適用條件，會(huì)用公式計(jì)算．

2、啟發(fā)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從中分析歸納通過磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件．

3、通過實(shí)驗(yàn)的觀察和分析，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，分析問題的能力．

教學(xué)重點(diǎn)：感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件

教學(xué)難點(diǎn)：正確理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件．

教學(xué)儀器：電池組，電鍵，導(dǎo)線，大磁針，矩形線圈，碲形磁鐵，條形磁鐵，原副線圈，演示用電流表等．

教學(xué)過程：

一、教學(xué)引入：

在磁可否生電這個(gè)問題上，英國(guó)物理學(xué)家法拉第堅(jiān)信，電與磁決不孤立，有著密切的聯(lián)系．為此，他做了許多實(shí)驗(yàn)，把導(dǎo)線放在各種磁場(chǎng)中想得到電流需要一定的條件，他以堅(jiān)韌不拔的意志歷時(shí)10年，終于找到了這個(gè)條件，從而開辟了物理學(xué)又一嶄新天地．

電磁感應(yīng)現(xiàn)象：

二、教學(xué)內(nèi)容

1、磁通量（）

復(fù)習(xí)：磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念

引入：教師：我們知道，磁場(chǎng)的強(qiáng)弱（即磁感應(yīng)強(qiáng)度）可以用磁感線的疏密來表示．如果一個(gè)面積為的面垂直一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)放置，則穿過這個(gè)面的磁感線的條數(shù)就是確定的．我們把與的乘積叫做穿過這個(gè)面的磁通量．

（1）定義：面積為，垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)放置，則與乘積,叫做穿過這個(gè)面的磁通量，用Φ表示．

（2）公式：

（3）單位：韋伯（Wb）1Wb=1T·m2

磁通量就是表示穿過這個(gè)面的磁感線條數(shù)．

注意強(qiáng)調(diào)：

①只要知道勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度和所討論面的面積，在面與磁場(chǎng)方向垂直的條件下（不垂直可將面積做垂直磁場(chǎng)方向上的投影．）磁通量是表示穿過討論面的磁感線條數(shù)的多少．在今后的應(yīng)用中往往根據(jù)穿過面的凈磁感線條數(shù)的多少定性判斷穿過該面的磁通量的大小．如果用公式來計(jì)算磁通量，但是只適合于勻強(qiáng)磁場(chǎng)．

②磁通量是標(biāo)量，但是有正負(fù)之分，磁感線穿過某一個(gè)平面，要注意是從哪一面穿入，哪一面穿出．

2、電磁感應(yīng)現(xiàn)象：

內(nèi)容引入：奧斯特實(shí)驗(yàn)架起了一座連通電和磁的橋梁，此后人們對(duì)電能生磁已深信不疑，但磁能否生電呢？

在磁可否生電這個(gè)問題上，英國(guó)物理學(xué)家法拉第堅(jiān)信，電與磁決不孤立，有著密切的聯(lián)系．為此，他做了許多實(shí)驗(yàn)，把導(dǎo)線放在各種磁場(chǎng)中想得到電流需要一定的條件，他以堅(jiān)韌不拔的意志歷時(shí)10年，終于找到了這個(gè)條件，從而開辟了物理學(xué)又一嶄新天地．

3、實(shí)驗(yàn)演示

實(shí)驗(yàn)1：學(xué)生實(shí)驗(yàn)——導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力線的運(yùn)動(dòng)

觀察現(xiàn)象：AB做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，可見電流表指針偏轉(zhuǎn)．

學(xué)生得到初步結(jié)論：當(dāng)閉合回路中的部分導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中有了電流．

現(xiàn)象分析：如圖1導(dǎo)體不切割磁力線時(shí)，電路中沒有電流；而切割磁力線時(shí)閉合電路中有電流．回憶磁通量定義（師生討論）對(duì)閉合回路而言，所處磁場(chǎng)未變，僅因?yàn)锳B的運(yùn)動(dòng)使回路在磁場(chǎng)中部分面積變了，使穿過回路的磁通變化，故回路中產(chǎn)生了電流．

設(shè)問：那么在其它情況下磁通變化是否也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流呢？

實(shí)驗(yàn)2：演示實(shí)驗(yàn)——條形磁鐵插入線圈

觀察提問：

A、條形磁鐵插入或取出時(shí)，可見電流表的指針偏轉(zhuǎn)．

B、磁鐵與線圈相對(duì)靜止時(shí)，可見電流表指針不偏轉(zhuǎn)．

現(xiàn)象分析：（師生討論）對(duì)線圈回路，當(dāng)線圈與磁鐵有沿軸線的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所處磁場(chǎng)因磁鐵的遠(yuǎn)離和靠近而變化，而未變，故穿過線圈的磁通變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，而當(dāng)磁鐵不動(dòng)時(shí)，線圈處，不變，故無感應(yīng)電流．

實(shí)驗(yàn)3：演示實(shí)驗(yàn)——關(guān)于原副線圈的實(shí)驗(yàn)演示

實(shí)驗(yàn)觀察：移動(dòng)變阻器滑片（或通斷開關(guān)），電流表指針偏轉(zhuǎn)．當(dāng)A中電流穩(wěn)定時(shí)，電流表指針不偏轉(zhuǎn)．

現(xiàn)象分析：對(duì)線圈，滑片移動(dòng)或開關(guān)通斷，引起A中電流變，則磁場(chǎng)變，穿過B的磁通變，故B中產(chǎn)生感應(yīng)電流．當(dāng)A中電流穩(wěn)定時(shí)，磁場(chǎng)不變，磁通不變，則B中無感應(yīng)電流．

教師總結(jié)：不同的實(shí)驗(yàn)，其共同處在于：只要穿過閉合回路的磁通量的變化，不管引起磁通量變化的原因是什么，閉合電路中都有感應(yīng)電流產(chǎn)生．

結(jié)論：

無論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路就有電流產(chǎn)生，這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流．

電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化：

引導(dǎo)學(xué)生討論分析上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)中能量的轉(zhuǎn)化情況．

3、例題講解

4、教師總結(jié)：

能量守恒定律是一個(gè)普遍定律，同樣適合于電磁感應(yīng)現(xiàn)象．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電能不是憑空產(chǎn)生的，它們或者是其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能，或者是電能在不同電路中的轉(zhuǎn)移．

5、布置作業(yè)

《電磁感應(yīng)》教學(xué)設(shè)計(jì)

《電磁感應(yīng)》教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教學(xué)目標(biāo)

1、知識(shí)與技能

⑴知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件。

⑵知道感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān)。

2、過程與方法

⑴經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探研過程，體驗(yàn)磁生電的過程

⑵通過探究磁生電的條件，進(jìn)一步體會(huì)電和磁之間的聯(lián)系

3、情感態(tài)度和價(jià)值觀

⑴認(rèn)識(shí)到自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的

⑵培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)的能力和從實(shí)驗(yàn)事實(shí)中歸納、概括物理概念與規(guī)律的能力

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象，感應(yīng)電流的方向跟哪些因素有關(guān)，電磁感應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化

難點(diǎn)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象

四、教學(xué)過程

㈠引入新課

前面我們學(xué)習(xí)過了電流的磁場(chǎng)，我們知道奧斯特實(shí)驗(yàn)揭示了電和磁之間的聯(lián)系，說明電可以生磁。那么，我們可不可以反過來進(jìn)行逆向思索：磁場(chǎng)能否產(chǎn)生電流呢？怎樣才能使磁生電呢？下面我們來共同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。

㈡新課教學(xué)

1．通過實(shí)驗(yàn)探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象

向?qū)W生交待實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑤熒餐懻撘_(dá)到此目的需要選擇哪些實(shí)驗(yàn)器材？為什么？如何組裝成實(shí)驗(yàn)電路？

2．教師展示以上實(shí)驗(yàn)器材，注意讓學(xué)生連接電路，嘗試如何能產(chǎn)生電流長(zhǎng)

教師啟發(fā)學(xué)生：電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)，把導(dǎo)體放在磁場(chǎng)中會(huì)不會(huì)產(chǎn)生電流？磁場(chǎng)的強(qiáng)弱對(duì)實(shí)驗(yàn)是否有影響？導(dǎo)體在磁場(chǎng)中是靜止的還是運(yùn)動(dòng)的，請(qǐng)學(xué)生將觀察結(jié)果填寫在上面表格里。

次序

實(shí)驗(yàn)條件

電流表的偏轉(zhuǎn)情況

1

2

3

4

5

實(shí)驗(yàn)完畢，提出問題讓學(xué)生思考：

上述實(shí)驗(yàn)說明磁能生電嗎？（能）

在什么條件下才能產(chǎn)生這種現(xiàn)象？是否導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)就夠了？該怎樣運(yùn)動(dòng)呢？

師生共同討論分析上述問題，最后由學(xué)生歸納，概括得出結(jié)論，并由教師板書：

實(shí)驗(yàn)表明：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。

講述：電磁感應(yīng)現(xiàn)象是英國(guó)的物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)的。這一現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步揭示了電和磁之間的聯(lián)系，導(dǎo)致了發(fā)電機(jī)的發(fā)明，開辟了電的時(shí)代。

4．探究感應(yīng)電流的方向

提問：我們知道，電流是有方向的，那么感應(yīng)電流的方向是怎樣的呢？它的方向與哪些因素有關(guān)？請(qǐng)同學(xué)們觀察下面的實(shí)驗(yàn)。

演示實(shí)驗(yàn)：保持上述實(shí)驗(yàn)裝置不變，反復(fù)改變磁場(chǎng)方向或改變導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方向，請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察電流表的偏轉(zhuǎn)方向。

師：在上述實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中左右運(yùn)動(dòng)時(shí)，你們發(fā)現(xiàn)電流表的指針方向偏轉(zhuǎn)有什么變化？這個(gè)現(xiàn)象說明了什么？

生：感應(yīng)電流有方向

師：那感應(yīng)電流方向跟哪些因素有關(guān)呢？

讓學(xué)生猜想感應(yīng)電流方向可能跟什么有關(guān)：是跟導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)還是跟磁場(chǎng)方向有關(guān)？

學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，讓學(xué)生討論、思考、歸納、概括。

教師板書：導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向，跟導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向和磁感線方向有關(guān)。

5．探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能的轉(zhuǎn)化

師：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)是什么力做功？它消耗了什么能？（機(jī)械能）得到了什么能？（電能）

在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中實(shí)現(xiàn)了什么能與什么能之間的轉(zhuǎn)化？（機(jī)械能與電能的轉(zhuǎn)化）

五、小結(jié)：學(xué)生總結(jié)

電磁感應(yīng)綜合與拓展

電磁感應(yīng)綜合與拓展
一、知識(shí)地圖
根據(jù)考綱的要求，本章內(nèi)容可以分成這樣幾部分，即：電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律；法拉第電磁感應(yīng)定律、自感；電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用；電磁感應(yīng)與力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用。其中楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律是電磁感應(yīng)這一章中最重要、最基本的定律，電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用、電磁感應(yīng)與力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用，也是復(fù)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。另外，電磁感應(yīng)知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用廣泛如：自感、日光燈原理、磁懸浮原理、電磁阻尼、超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用等。
二、應(yīng)考指南
電磁感應(yīng)是高中物理中的主干和核心知識(shí)之一，本章從研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象入手，通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出了產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件和判定感應(yīng)電流方向的一般方法——楞次定律，給出了確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的一般規(guī)律——法拉第電磁感應(yīng)定律．楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律是解決電磁感應(yīng)問題的重要依據(jù)，復(fù)習(xí)中必須深入理解和熟練掌握；同時(shí)由于電磁感應(yīng)的題型大多與實(shí)際問題相聯(lián)系，往往綜合性較強(qiáng)，與前面的知識(shí)聯(lián)系較多，涉及到力和運(yùn)動(dòng)、動(dòng)量、能量、直流電路、安培力等多方面的知識(shí)，解題時(shí)一般要從以下兩個(gè)方面分析：（1）受力情況、運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)分析。（2）功能分析，電磁感應(yīng)過程往往涉及多種能量形式的轉(zhuǎn)化。力學(xué)與本章內(nèi)容結(jié)合的題目以及電學(xué)與本章結(jié)合的題目是復(fù)習(xí)中應(yīng)強(qiáng)化訓(xùn)練的重要內(nèi)容．本章重在考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)、分析解決實(shí)際問題的能力，綜合性強(qiáng)，能力要求高，在高考中常以壓軸題出現(xiàn)。電磁感應(yīng)的圖像問題也是高考中常見的題型之一。
全章蘊(yùn)含了豐富的科學(xué)思維方法，如：歸納與演繹、抽象與概括、能的觀點(diǎn)、等效的方法、數(shù)學(xué)方法等。
三、好題精析
例1、近期《科學(xué)》中文版的文章介紹了一種新技術(shù)——航天飛纜，航天飛纜是用柔性
纜索將兩個(gè)物體連接起來在太空飛行的系統(tǒng)。飛纜系統(tǒng)在太空飛行中能為自身提供電能和拖曳力，它還能清理“太空垃圾”等。從1967年至1999年的17次試驗(yàn)中，飛纜系統(tǒng)試驗(yàn)已獲得部分成功。該系統(tǒng)的工作原理可用物理學(xué)的基本定律來解釋。
下圖為飛纜系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型示意圖，圖中兩個(gè)物體P，Q的質(zhì)量分別為mp，mQ，柔性金屬纜索長(zhǎng)為Z，外有絕緣層，系統(tǒng)在近地軌道作圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中Q距地面高為h。設(shè)纜索總保持指向地心，P的速度為υp。已知地球半徑為R，地面的重力加速度為g。
(1)飛纜系統(tǒng)在地磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，地磁場(chǎng)在纜索所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直
于紙面向外。設(shè)纜索中無電流，問纜索P、Q哪端電勢(shì)高?此問中可認(rèn)為纜索各處的速度均近似等于υp，求P、Q兩端的電勢(shì)差；
(2)設(shè)纜索的電阻為R1，如果纜索兩端物體P、Q通過周圍的電離層放電形成電流，相應(yīng)的電阻為R2，求纜索所受的安培力多大；
(3)求纜索對(duì)Q的拉力FQ。

例2、如圖所示，固定于水平桌面上的金屬框架cdef，處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒ab擱在框架上，可無摩擦滑動(dòng)。此時(shí)，adeb構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形。棒的電阻為r，其余部分電阻不計(jì)。開始時(shí)磁感強(qiáng)度為B0。
⑴若從t=0時(shí)刻起，磁感強(qiáng)度均勻增加，每秒增量為k，同時(shí)保持棒靜止。求棒中的感應(yīng)電流。在圖上標(biāo)出感應(yīng)電流的方向。
⑵在上述⑴情況中。始終保持棒靜止，當(dāng)t=t1s末時(shí)需加的垂直于棒的水平拉力為多大？
⑶若從t=0時(shí)刻起，磁感強(qiáng)度逐漸減小，當(dāng)棒以恒定速度v。向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感強(qiáng)度應(yīng)怎樣隨時(shí)間變化(寫出B與t的關(guān)系式)。

例3、圖中a1b1c1d1和a2b2c2d2為在同一豎直平面內(nèi)的金屬導(dǎo)軌，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面（紙面）向里。導(dǎo)軌的a1b1段與a2b2段是豎直的，距離為l1；c1d1段與c2d2段也是豎直的，距離為l2。x1y1與x2y2為兩根用不可伸長(zhǎng)的絕緣輕線相連的金屬細(xì)桿，質(zhì)量分別為和m1和m2，它們都垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持光滑接觸。兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的總電阻為R。F為作用于金屬桿x1y1上的豎直向上的恒力。已知兩桿運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，已勻速向上運(yùn)動(dòng)，求此時(shí)作用于兩桿的重力的功率的大小和回路電阻上的熱功率。

例4、如圖所示，兩根豎直放置在絕緣地面上的金屬導(dǎo)軌的上端，接有一個(gè)電容為C的電容器，框架上有一質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l的金屬棒，平行于地面放置，與框架接觸良好且無摩擦，棒離地面的高度為h，磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與框架平面垂直．開始時(shí)，電容器不帶電．將金屬棒由靜止釋放，問：棒落地時(shí)的速度為多大？（整個(gè)電路電阻不計(jì)）
例5、在有線電話網(wǎng)中，電話機(jī)是通過兩條導(dǎo)線和電信局的交換機(jī)傳送和接收電信號(hào)。如果不采取措施，發(fā)話者的音頻信號(hào)必會(huì)傳到自己的受話器中，使自己聽到自己的講話聲音，這就是“側(cè)音”。較大的側(cè)音會(huì)影響接聽對(duì)方的講話，故必須減小或消除。如圖所示是一電話機(jī)的消“側(cè)音”電路與交換機(jī)的連接示意圖。圖中的兩個(gè)變壓器是完全相同的，a、b、c、d、e、f六個(gè)線圈的匝數(shù)相同。打電話時(shí)，對(duì)著話筒發(fā)話，把放大后的音頻電壓加到變壓器的線圈a，從線圈c和b輸出大小相等但隨聲頻變化的電壓，c兩端的電壓產(chǎn)生的電流IL通過線圈e和兩導(dǎo)線L、電信局的交換機(jī)構(gòu)成回路，再通過交換機(jī)傳到對(duì)方電話機(jī),對(duì)方就聽到發(fā)話者的聲音。同時(shí)由于線圈e中有電流通過，在線圈f中也會(huì)有電壓輸出，放大后在自己的電話機(jī)的受話器上發(fā)出自己的講話聲，這就是上面講的“側(cè)音”。為了消除這個(gè)側(cè)音，可以把線圈b的電壓加在線圈d上，并通過R調(diào)節(jié)d中的電流Id。那么為達(dá)到消側(cè)音的目的，1應(yīng)與（）相接；4應(yīng)與（）相接，并使Id()IL(填“小于”、“大于”、或“等于”)。對(duì)方講話時(shí)，音頻電壓通過交換機(jī)和兩條導(dǎo)線L加到本機(jī)，那么通過R的電流為多少？
四、變式遷移
1、兩根足夠長(zhǎng)的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng)。導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd，構(gòu)成矩形回路，如圖所示．兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m，電阻皆為R，回路中其余部分的電阻可不計(jì)．在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑行．開始時(shí)，棒cd靜止，棒ab有指向棒cd的初速度v0．若兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)中始終不接觸，求：
（1）在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的焦耳熱最多是多少．
（2）當(dāng)ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊?/4時(shí)，cd棒的加速度是多少？

2、如下圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的兩根平行金屬導(dǎo)軌的間距為L(zhǎng)，上端連一電容為C的電容器，其耐壓足夠大。空間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感強(qiáng)度為B。一根質(zhì)量為m的金屬桿PP′水平地卡在導(dǎo)軌上，釋放后，此桿沿導(dǎo)軌無摩擦地下滑。經(jīng)過一段時(shí)間，到圖示時(shí)刻其下落速度為v1。假定導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，導(dǎo)軌、金屬桿和連接導(dǎo)線的電阻均可忽略。
試求：金屬板PP′的速度從v1變化到v2的過程中，電容器吸收的能量△E。

參考答案
三、好題精析
例1、〖解析〗（1）纜索的電動(dòng)勢(shì)E＝Blv0，P、Q兩點(diǎn)電勢(shì)差UPQ＝BlvP，，P點(diǎn)電勢(shì)高
纜索電流安培力
（2）Q的速度設(shè)為vQ，Q受地球引力和纜索拉力FQ作用
①
P、Q角速度相等②
又③
聯(lián)立①、②、③解得
〖點(diǎn)評(píng)〗本題綜合性較強(qiáng)，是電磁感應(yīng)、萬有引力、向心力等知識(shí)的綜合，同時(shí)考察考生理解能力、推理能力、分析綜合能力和考查考生信息攝取、提煉、加工能力及構(gòu)建物理模型的抽象概括能力.具有一定的難度。
例2、〖解析〗⑴磁感強(qiáng)度均勻增加時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電流，由楞次定律，判定感應(yīng)電流逆時(shí)針方向。
⑵t=t1s末棒靜止，水平方向受拉力F外和安培力F安，F(xiàn)外=F安=BIl，又B=B0+kt1，故F外=(B0+kt1)。
⑶棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，由法拉第電磁感應(yīng)定律，知
，也就是回路內(nèi)總磁通量保持不變。而在t時(shí)刻的磁通量φ=BS=Bl(l+vt)，由φ0=φ可得：B0l2=B(l+vt)l，.
〖點(diǎn)評(píng)〗考查法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、閉合電路歐姆定律、安培力和磁通量等電磁學(xué)的重要概念和規(guī)律，在能力上考查綜合分析問題能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力。
本題第⑶問中回路面積和磁場(chǎng)都變化，以往考題要么回路面積不變，磁場(chǎng)均勻變化，要么磁場(chǎng)不變，回路面積發(fā)生變化。在第⑶問中，其實(shí)有兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)，一是ab棒切割磁感線產(chǎn)生的向上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，二是由磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)方向相反，從而回路本身無電流。
在第⑶問中，若磁場(chǎng)仍以k均勻增加，且ab棒向右勻速運(yùn)動(dòng)，則t時(shí)刻回路的總電動(dòng)勢(shì)E等于ba棒切割磁感線產(chǎn)生的Eba與磁場(chǎng)增強(qiáng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E法之和。
，，
故
例3、〖解析〗解法1：設(shè)桿向上的速度為v，因桿的運(yùn)動(dòng)，兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的面積減少，從而磁通量也減少。由法拉第電磁感應(yīng)定律，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小
①
回路中的電流②
電流沿順時(shí)針方向。兩金屬桿都要受到安培力作用，作用于桿x1y1的安培力為
③
方向向上，作用于桿x2y2的安培力為④
方向向下，當(dāng)桿作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有
⑤
解以上各式得⑥⑦
作用于兩桿的重力的功率的大?、?br> 電阻上的熱功率⑨
由⑥⑦⑧⑨式，可得
解法2：回路中電阻上的熱功率等于運(yùn)動(dòng)過程中克服安培力做功功率，當(dāng)桿作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有
電路中克服安培力做功功率為：
將代入可得
〖點(diǎn)評(píng)〗本題是雙桿的平衡問題，難點(diǎn)在于金屬棒不等長(zhǎng)即導(dǎo)軌不等間距。當(dāng)桿作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，安培力合力向下，對(duì)整體受力分析，處于平衡狀態(tài)，列出方程就能順利求解I與v值。
例4、〖解析〗本題要抓幾個(gè)要點(diǎn)：①電路中有無電流？②金屬棒受不受安培力作用？若有電流，受安培力作用，它們?cè)鯓佑?jì)算？③金屬棒做什么運(yùn)動(dòng)？
金屬棒向下加速，因而電路中有給電容器充電形成的電流，金屬棒除了重力外，還受安培力作用。在很短一段時(shí)間△t內(nèi)，電容極板上增加了電量ΔQ時(shí)，電路中瞬間電流為I=,
而Q=CUc，△Q=C△Uc,又因電路無電阻，故電源路端電壓U=E=Blv,而U=Uc，有
△Uc=BL△v．∴I==CBla①
根據(jù)牛頓第二定律：mg-BIl=ma②由①②得a=,a=恒量，所以金屬棒做勻加速運(yùn)動(dòng)．落地瞬時(shí)速度v=
〖點(diǎn)評(píng)〗本題中電流強(qiáng)度的確定是關(guān)鍵，是本題的難點(diǎn)，突破了這一難點(diǎn)，以后的問題即可迎刃而解．金屬棒下落過程中克服安培力做功，使金屬棒的機(jī)械能減少，轉(zhuǎn)化為電能，儲(chǔ)存在電容器里，故機(jī)械能不守恒．金屬棒下落中減少的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化的電能，還有一部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．
例5、解析：發(fā)話時(shí)，假定某一時(shí)刻通過線圈a的電流是從上端流入，而且增大，則在線圈c和b上感應(yīng)的電壓都是上正下負(fù)，e中形成的電流在變壓器鐵芯中產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線是逆時(shí)針方向的；1和3，2和4相接時(shí)，b的感應(yīng)電壓在d中形成的電流在鐵芯中產(chǎn)生的磁感線是順時(shí)針的，由于e和d的匝數(shù)相同，只要調(diào)節(jié)R使e、d中的電流強(qiáng)度相等，則e和d產(chǎn)生的磁場(chǎng)就完全抵消，通過線圈f的磁通量始終為零，f中沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，受話器中沒有發(fā)話者的聲音，從而消除側(cè)音。對(duì)方發(fā)話時(shí)，從交換機(jī)傳來的音頻電壓加到電話機(jī)上，假設(shè)某一時(shí)刻在線圈e和c中形成的電流是從c的下端流入且增大，則b線圈的1端為負(fù)，d線圈的3端為負(fù)，感應(yīng)電壓值相同，在bdR回路中沒有電流，d中不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)抵消e的磁場(chǎng)，f中有e產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線通過，磁通量會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，放大后在受話器中發(fā)出對(duì)方的聲音。
四、變式遷移
1．2．△E=m(v22-v12)CB2l2。

電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用

作為杰出的教學(xué)工作者，能夠保證教課的順利開展，作為高中教師就要好好準(zhǔn)備好一份教案課件。教案可以讓學(xué)生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容，幫助高中教師能夠更輕松的上課教學(xué)。關(guān)于好的高中教案要怎么樣去寫呢？下面是小編為大家整理的“電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用”，僅供參考，希望能為您提供參考！

選修3-2第四章第5節(jié)《電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用》
一、教材分析
由感生電場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)—感生電動(dòng)勢(shì)，由導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)—?jiǎng)由妱?dòng)勢(shì)。這是按照引起磁通量變化的原因不同來區(qū)分的。感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的提出，涉及到電磁感應(yīng)的本質(zhì)問題，但教材對(duì)此要求不高。教學(xué)中要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到變化的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電場(chǎng)，即使沒有電路，感生電場(chǎng)依然存在，這是對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象認(rèn)識(shí)上的飛躍。

二、教學(xué)目標(biāo)
1．知識(shí)目標(biāo)：
（1）．知道感生電場(chǎng)。
（2）．知道感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)及其區(qū)別與聯(lián)系。
2．能力目標(biāo)：
理解感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的概念
3．情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)：
（1）。通過同學(xué)們之間的討論、研究增強(qiáng)對(duì)兩種電動(dòng)勢(shì)的認(rèn)知深度，同時(shí)提高學(xué)習(xí)物理的興趣。
（2）。通過對(duì)相應(yīng)物理學(xué)史的了解，培養(yǎng)熱愛科學(xué)、尊重知識(shí)的良好品德。

三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn)：感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的概念。
難點(diǎn)：對(duì)感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)實(shí)質(zhì)的理解。

四、學(xué)情分析
學(xué)生學(xué)習(xí)了《楞次定律》、《法拉第電磁感應(yīng)定律》內(nèi)容之后，本節(jié)重點(diǎn)是使學(xué)生理解感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的概念，因此要想方設(shè)法引導(dǎo)學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)和課堂上的探究性學(xué)習(xí)來達(dá)到這個(gè)目的。

五、教學(xué)方法
1．分組探究討論法，講練結(jié)合法
2．學(xué)案導(dǎo)學(xué)：見后面的學(xué)案。
3．新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)

六、課前準(zhǔn)備
1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：結(jié)合本節(jié)學(xué)案來預(yù)習(xí)本節(jié)課本內(nèi)容。
2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案。
3．教學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì)和布置：以學(xué)習(xí)小組為單位課前預(yù)習(xí)討論兩個(gè)重要概念及其實(shí)質(zhì)。
七、課時(shí)安排：1課時(shí)
八、教學(xué)過程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對(duì)性。

（二）情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。
什么是電源？什么是電動(dòng)勢(shì)？
電源是通過非靜電力做功把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
如果電源移送電荷q時(shí)非靜電力所做的功為W，那么W與q的比值，叫做電源的電動(dòng)勢(shì)。用E表示電動(dòng)勢(shì)，則：
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，要產(chǎn)生電流，必須有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這種情況下，哪一種作用扮演了非靜電力的角色呢？下面我們就來學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)。
設(shè)計(jì)意圖：步步導(dǎo)入，吸引學(xué)生的注意力，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。
（三）合作探究、精講點(diǎn)撥。
1、感應(yīng)電場(chǎng)與感生電動(dòng)勢(shì)
投影教材圖4.5-1，穿過閉會(huì)回路的磁場(chǎng)增強(qiáng)，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。是什么力充當(dāng)非靜電力使得自由電荷發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)呢？英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場(chǎng)變化時(shí)在空間激發(fā)出一種電場(chǎng)，這種電場(chǎng)對(duì)自由電荷產(chǎn)生了力的作用，使自由電荷運(yùn)動(dòng)起來，形成了電流，或者說產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)。這種由于磁場(chǎng)的變化而激發(fā)的電場(chǎng)叫感生電場(chǎng)。感生電場(chǎng)對(duì)自由電荷的作用力充當(dāng)了非靜電力。由感生電場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，叫做感生電動(dòng)勢(shì)。
2、洛倫茲力與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)
（投影）思考與討論。
1．導(dǎo)體中自由電荷（正電荷）具有水平方向的速度，由左手定則可判斷受到沿棒向上的洛倫茲力作用，其合運(yùn)動(dòng)是斜向上的。
2．自由電荷不會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去。因?yàn)镃、D兩端聚集電荷越來越多，在CD棒間產(chǎn)生的電場(chǎng)越來越強(qiáng)，當(dāng)電場(chǎng)力等于洛倫茲力時(shí)，自由電荷不再定向運(yùn)動(dòng)。
3．C端電勢(shì)高。
4．導(dǎo)體棒中電流是由D指向C的。
一段導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電源，這時(shí)非靜電力與洛倫茲力有關(guān)。由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。
如圖所示，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，試分析電路中的能量轉(zhuǎn)化情況。
導(dǎo)體棒中的電流受到安培力作用，安培力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，阻礙導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒要克服安培力做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
（四）實(shí)例探究
感生電場(chǎng)與感生電動(dòng)勢(shì)
【例1】如圖所示，一個(gè)閉合電路靜止于磁場(chǎng)中，由于磁場(chǎng)強(qiáng)弱的變化，而使電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，下列說法中正確的是（）
A．磁場(chǎng)變化時(shí)，會(huì)在在空間中激發(fā)一種電場(chǎng)
B．使電荷定向移動(dòng)形成電流的力是磁場(chǎng)力
C．使電荷定向移動(dòng)形成電流的力是電場(chǎng)力
D．以上說法都不對(duì)
洛侖茲力與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)
【例2】如圖所示，導(dǎo)體AB在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，因而在電路中有電流通過，下列說法中正確的是（）
A．因?qū)w運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)
B．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生與洛侖茲力有關(guān)
C．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生與電場(chǎng)力有關(guān)
D．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原因是一樣的
解析：如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部的自由電子因受向下的洛侖茲力作用向下運(yùn)動(dòng)，于是在棒的B端出現(xiàn)負(fù)電荷，而在棒的A端顯示出正電荷，所以A端電勢(shì)比B端高．棒AB就相當(dāng)于一個(gè)電源，正極在A端。
綜合應(yīng)用
【例3】如圖所示，兩根相距為L(zhǎng)的豎直平行金屬導(dǎo)軌位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，另外兩根與上述光滑導(dǎo)軌保持良好接觸的金屬桿ab、cd質(zhì)量均為m，電阻均為R，若要使cd靜止不動(dòng)，則ab桿應(yīng)向_________運(yùn)動(dòng)，速度大小為_______，作用于ab桿上的外力大小為____________
答案：1.AC2.AB3.向上2mg

（四）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)。
教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)。
設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)并對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的反饋糾正。（課堂實(shí)錄）

（五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。
結(jié)合學(xué)案進(jìn)一步加深對(duì)相關(guān)概念的理解和記憶，練習(xí)學(xué)案習(xí)題，并完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。
設(shè)計(jì)意圖：布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)，并對(duì)本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時(shí)批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。

九、板書設(shè)計(jì)
一、感應(yīng)電場(chǎng)與感生電動(dòng)勢(shì)
磁場(chǎng)的變化而激發(fā)的電場(chǎng)叫感生電場(chǎng)。感生電場(chǎng)對(duì)自由電荷的作用力充當(dāng)了非靜電力。由感生電場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，叫做感生電動(dòng)勢(shì)。
二、洛倫茲力與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)
一段導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電源，這時(shí)非靜電力與洛倫茲力有關(guān)。由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。

十、教學(xué)反思