电磁感应单元总结与测试(共19页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上电磁感应单元总结与测试明确学习目标及主要的学习方法是提高学习效率的首要条件，要做到心中有数！一、目标与策略 学习目标：l 电磁感应现象发生条件的探究与应用。l 楞次定律的建立过程与应用：感应电流方向决定因素的探究，楞次定律的表述及意义。l 法拉第电磁感应定律的运用，尤其是导体棒切割磁感线产生感应电动势的计算是感应电动势定量计算的重点所在。在应用此公式时要特别注意导体棒的有效切割速度和有效长度。l 利用法拉第电磁感应定律、电路知识、牛顿运动定律、能的转化和守恒定律进行综合分析与计算。重点难点：l 利用法拉第电磁感应定律、电路知识、牛顿运动定律、能的转化和守恒定律进行综合

2、分析与计算。学习策略：l 要注重基础知识的复习，理解和体会各知识点间的内在联系，建立知识结构，形成知识网络，逐步体会各知识点的地位、作用、分清主次，理解理论的实质，这是提高能力的基础。“凡事预则立，不预则废”。科学地预习才能使我们上课听讲更有目的性和针对性。我们要在预习的基础上，认真听讲，做到眼睛看、耳朵听、心里想、手上记。二、学习与应用知识回顾复习构建知识结构和网络，能从整体上把握学习内容，找出各部分知识之间的关联，加深对它们内在联系的认识。相关内容请学习网校资源ID：#tbjx1#学习新知识之前，看看你的知识贮备过关了吗？常见的几种电磁感应现象：电磁感应现象产生的条件：穿过闭合电路的发生变

3、化法拉第电磁感应定律：楞次定律：感应电流总是引起感应电流的磁通量的变化。（右手定则：判断切割磁感线产生感应电流的方向时比楞次定律更方便一些）感应电动势的本质：动生电动势：非静电力是洛伦兹力感生电动势：非静电力是感应电场力互感现象：两个互不相连的线圈之间的电磁感应现象。变压器就是利用互感现象制成的。自感现象：通电线圈自身电流变化引起的电磁感应现象此过程产生的电动势叫自感电动势：L叫自感系数，表示电流随时间变化的快慢。自感电动势的作用效果：自身电流增大时，电流迅速增大（通电自感）；自身电流减小时，电流迅速减小（断电自感）涡流现象：穿过实芯导体磁通量发生变化产生的电磁感应现象涡流现象伴随焦耳热的产生

4、，可用作冶炼、电磁阻尼、电磁驱动等。电磁感应知识要点预习和课堂学习认真阅读、理解教材，尝试把下列知识要点内容补充完整，带着自己预习的疑惑认真听课学习。请在虚线部分填写预习内容，在实线部分填写课堂学习内容。课堂笔记或者其它补充填在右栏。详细内容请学习网校资源ID：#tbjx3# 知识点一:关于磁通量，磁通量的变化、磁通量的变化率（一）磁通量磁通量，是一个标量，但有正、负之分。可以形象地理解为穿过某面积磁感线的净条数。（二）磁通量的变化磁通量的变化说明：的值可能是、绝对值的差，也可能是绝对值的和。例如当一个线圈从与磁感线垂直的位置转动180的过程中。（三）磁通量的变化率磁通量的变化率表示磁通量变化

5、的快慢，它是回路感应电动势的大小的决定因素。，在回路面积和位置不变时（叫磁感应强度的变化率）；在B均匀不变时，与线圈的匝数 关。知识点二: 关于楞次定律（一）定律内容：感应电流具有这样的方向：感应电流的磁场总是引起感应电流的磁通量发生变化。（二）感应电流方向的决定因素是：电路所包围的引起感应电流的磁场的 和磁通量的 情况。（三）楞次定律适用范围：适用于所有电磁感应现象。（四）应用楞次定律判断感应电流产生的力学效果（楞次定律的变式说法）：感应电流受到的安培力总是阻碍线圈或导体棒与磁场的相对运动，即线圈与磁场靠近时则相 ，远离时则相 。（五）楞次定律是能的转化和守恒定律的必然结果。知识点三: 法拉

6、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 成正比，即。说明：对n匝线圈有（1）是时间内的感应电动势，当时，转化为瞬时感应电动势。（2）适应于任何感应电动势的计算，导体切割磁感线时，自感电动势都是应用而获得的结果。（3）感应电动势的计算，其中是磁感强度的变化率，是Bt图线的。知识点四: 电磁感应中电路问题的解题方法当闭合电路的磁通量发生变化或有部分导体切割磁感线运动时，闭合电路中出现感应电流，对连接在闭合电路中的各种用电器供电，求电流、电压、电阻、电功率等，是一种基本的常见的习题类型电磁感应中的电路问题。解决这类问题的基本步骤是：（1）明确哪一部分导体或电路产生感应电动势，

7、则该导体或电路就是 。（2）用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向。（3）正确分析电路结构，并画出等效电路图。（4）综合应用电路的知识、方法解题。知识点五: 电磁感应中力学问题解题方法电磁感应中通过导体的感应电流，在磁场中将受到安培力的作用，从而影响其运动状态，故电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起。解决此类问题要将电磁学知识和力学知识综合起来应用。其解题一般思路是：（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向。（2）根据欧姆定律求感应电流。（3）分析导体受力情况（包含安培力，用 定则确定其方向）。（4）应用力学规律列方程求解。电磁感应中的力学问题比纯力学问题

8、多一个安培力，处理方法与纯力学问题基本相同，但应注意力的大小和方向的确定。知识点六: 电磁感应中能量转化问题（一）电磁感应中涉及的功能关系有：（1）克服安培力做功是将其他形式的能量转化为电能，且克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能量转化为能。（2）感应电流通过电阻或者安培力做功，又可使电能转化为电阻的内能或机械能，且做多少功就转化多少能量。（二）主要解题方法有：（1）运用功的定义求解；（2）运用功能关系求解；（3）运用能的转化及守恒定律求解。（三）在电磁感应现象的问题中，常碰到这样的问题：外力克服安培力做功，就有其他形式的能量（如机械能）转化为电能，而电能又通过电路全部转化为能（焦耳热），

9、对这样的情形就有如下的关系：。知识点七: 关于自感现象的研究（一）在断电自感中，灯泡更亮一下的条件是什么？设开关闭合时，电源路端电压为U，线圈的电阻为RL，灯泡的电阻为RA，则通过线圈的电流为。当开关断开后，线圈和灯泡组成的回路中的电流从IL开始减弱。若RARL，有IAIL，在断开开关的瞬间，通过灯泡的电流会瞬时增大，灯泡会更亮一下。若RARL有IAIL，断开开关后，通过灯泡的电流减小，灯泡不会更亮一下。（二）线圈对变化电流的阻碍作用与对稳定电流的阻碍作用有何不同？（1）两种阻碍作用产生的原因不同。线圈对稳定电流的阻碍作用，是由绕制线圈的导线的电阻决定的，对稳定电流阻碍作用的产生原因，是金属对

10、定向运动电子的阻碍作用，具体可用金属导电理论理解。线圈对变化电流的阻碍作用，是由线圈的自感现象引起的，当通过线圈中的电流变化时，穿过线圈的磁通量发生变化，产生自感电动势。（2）两种阻碍作用产生的效果不同在通电线圈中，电流稳定值为E/RL，由此可知线圈的稳态电阻决定了电流的稳定值。而L越大，电流由零增大到稳定值I0的时间越长，也就是说，线圈对变化电流的阻碍作用越大，电流变化的越慢。总之，稳态电阻决定了电流所能达到的 值，对变化电流的阻碍作用决定了要达到稳定值所需的 。经典例题自主学习认真分析、解答下列例题，尝试总结提升各类型题目的规律和技巧，然后完成举一反三，以做到融会贯通。无星号题目要求同学们

11、必须掌握，为基础题型，一个星号的题目综合性稍强。更多精彩和分析请学习网校资源ID：#tbjx18#类型一：应用楞次定律判断电路中某两点电势的高低例1如图所示，螺线管中放有一根条形磁铁，当磁铁突然向左抽出时，A点的电势比B点的电势 ；当磁铁突然向右轴出时，A点的电势比B点电势 。思路点拨：判断A、B两点的电势高低，关键看螺线管内部原磁场方向如何，以及怎样变化，解此题应注意，不论磁铁向左还是向右抽出，都是使原磁场磁通量减小。总结升华： 例2一架飞机在北京上空做飞行表演，当它沿顺时针方向做水平匀速圆周运动时，飞行员左右两机翼端点哪一点的电势高？若改做逆时针方向的水平匀速圆周运动又如何？思路点拨：地球

12、周围存在着磁场，如图为地磁场磁感线的示意图，它和条形磁铁外部的磁感线有些相似。作为地磁的N极在地理南极附近，地磁的S极在地理北极附近，所以地磁场的磁感线是从地理南极指向地理北极。另外磁感线的方向只有在地球的赤道平面附近才与地面平行，在南半球地磁场的方向是倾斜向上的，在北半球地磁场的方向是倾斜向下的。 类型二：导体切割磁感线时感应电动势的计算例3如图中PQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面，MN线与线框的边成45角。E、F分别为PS和PQ的中点，关于线框中感应电流，正确的说法是：（ ）A当E点经过边界MN时，线框中感应电流最大B当P点经过边界M

13、N时，线框中感应电流最大C当F点经过边界MN时，线框中感应电流最大D当Q点经过边界MN时，线框中感应电流最大思路点拨：线框匀速向右进入磁场区时PS和QR两边没有切割磁感线，不产生感应电动势。切割磁感线产生感应电动势的是SR边和PQ边。产生感应电动势越大，线框中感应电流就越大。总结升华： 例4如图所示，长为6 m的导体AB在磁感应强度B=0.1 T的匀强磁场中，以AB上的一点O为轴，沿着顺时针方向旋转，角速度=5 rad / s，O点距A端为2 m，求AB的电势差。思路点拨：由于法拉第电磁感应定律适用于导体平动且速度方向垂直于磁感线方向的特殊情况，所以将转动问题转化为平动作等效处理。因为，可以用

14、导体以中点的速度平动产生的电动势等效OB转动切割磁感线产生的感应电动势。总结升华： 类型三：电磁感应问题与电路问题的综合例5如图所示，一个50匝的线圈的两端跟R=99的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中。线圈的横截面积是20 cm2，电阻为1，磁感应强度以100 T / s的变化率均匀减小。求在这一过程中通过电阻R的电流为多大？总结升华： 例6固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，各边长为，其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可以忽略的铜丝，磁场的磁感应强度为B，方向垂直线面向里，现有一与ab段的材料、粗细、长度都相同的电阻丝PQ架在导线框上（如图），以恒定的速度v从ad滑

15、向bc。当PQ滑过的距离时，通过aP段电阻丝的电流强度是多大？方向如何？思路点拨：切割磁感线产生感应电动势，这样PQ相当于电动势、内阻r=R的电源。PadQ和PbcQ为并联在电源上的两支路，运用稳恒电流中的规律就可求出通过aP段的电流。总结升华： 类型四：电磁感应与力学相结合的问题（一）平衡类例7如图所示，线圈abcd每边长，线圈质量m1=0.10 kg，电阻R=0.10，砝码质量m2=0.14 kg。线圈上方的匀强磁场磁感应强度B=0.5 T，方向垂直线圈平面向里，磁场区域的宽度为。砝码从某一位置下降，使ab边进入磁场开始做匀速运动。求线圈做匀速运动的速度。（取g=10m/s2）思路点拨：该

16、题的研究对象为线圈，线圈在匀速上升时受到的安培力F安、绳子的拉力F和重力m1g相互平衡。（二）加速类例8如图所示，AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间距离为，导轨平面与水平面的夹角为。在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强度为B。在导轨的A、C端连接一个阻值为R的电阻。一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为m，从静止开始沿导轨下滑。求ab棒的最大速度。（已知ab和导轨间的动摩擦因数为，导轨和金属棒的电阻不计）思路点拨：金属棒下滑后，速度发生变化，从而引起安培力的变化，引起合力的变化。此题可以根据牛顿运动定律和运动学公式分析导体在磁场中的受力与运动情况求出a

17、b棒的最大速度。总结升华： 类型五：电磁感应过程能量转化问题例9如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，磁场中有一个边长为L的正方形金属框，已知ab边的质量为m，其他三边的质量不计，线框的总电阻为R，cd边上装有固定的水平轴，现将金属框从水平位置由静止开始释放，不计一切摩擦。金属框经过时间t正好到达竖直位置，若在时间t内金属框产生的焦耳热为Q，求ab边通过最低点时受到的安培力大小。总结升华： 例10两金属杆ab和cd长均为L，电阻均为R，质量分别为M和m，Mm，用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两端，两金属杆都处在水平位置

18、，如图所示，整个装置处在一与回路平面相垂直的匀强磁场中，磁感强度为B，若金属杆ab正好匀速向下运动，求运动的速度。思路点拨：题中有“正好匀速运动”这几个字，是解决问题的突破口，可直接由ab和cd杆处于平衡状态而求出答案。总结升华： 例112011重庆卷 有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图112所示，该机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电极电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻R，绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U，求：图112(1)橡胶带匀速运动的速率

19、；(2)电阻R消耗的电功率；(3)一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功类型六：电磁感应图象问题例12一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，如图甲所示。磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示。以I表示线圈中的感应电流，以图甲中线圈上箭头所示方向的电流为正，则以下的It图中正确的是：（ ）例13如图甲所示，在x0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面（纸面）向里。具有一定电阻的矩形线框abcd位于xOy平面内，线框的ab边与y轴重合。令线框从t=0的时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流I（取逆时针方向的电流为正）随时

20、间t变化的It图线可能是图乙中的哪一个：（ ）总结升华： 类型七：电磁感应中的几个易错问题（一）用楞次定律判断感应电流方向中易出现的问题例14如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是：（ ）A向右加速运动 B向左加速运动C向右减速运动 D向左减速运动总结升华： （二）思维惯性例15如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，若不计空气阻力，则：（ ）A圆环向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度B在进入和

21、离开磁场时，圆环中均有感应电流C圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也大D圆环最终静止在平衡位置思路点拨：电磁感应现象产生的条件是穿过线圈所包围的平面内的磁通量发生变化。法拉第电磁感应定律给出了感应电动势的表达式，只有回路中有（本题当面积S一定，B0）时，才会有感应电动势，才有感应电流的存在。总结升华： （三）通过导体某截面电量的计算例16如图所示，导线全部为裸导线，半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，磁感应强度为B，一根长度大于2r的导线MN以速率v在圆环上无摩擦地自左端匀速滑到右端，电路的固定电阻为R，其余电阻不计，试求：（1）MN从圆环的左端滑到右端的过程中电阻R上的电流的

22、平均值及通过的电荷量。（2）MN从圆环左端滑到右端的过程中，电阻R上的电流的最大值。总结升华： 要想学习成绩好，总结测评少不了！课后复习是学习不可或缺的环节，它可以帮助我们巩固学习效果，弥补知识缺漏，提高学习能力。三、总结与测评总结规律和方法强化所学认真回顾总结本部分内容的规律和方法，把下列内容补充完整，熟练掌握技能技巧。相关内容请学习网校资源ID：#tbjx18#（一）电磁感应现象产生的条件是穿过线圈所包围的平面内的 发生变化。法拉第电磁感应定律给出了感应电动势的表达式，只有回路中有才会有感应电动势，才有感应电流的存在。（二）法拉第电磁感应定律适用于导体平动且速度方向 于磁感线方向的特殊情况

23、。当导体切割磁感线的运动不是平动而是转动时，可将转动问题转化为平动作等效处理。此时公式中的v是指导体运动的 速度，因为，可以用导体棒 点的速度平动产生的电动势等效转动切割磁感线产生的感应电动势。（三）解决电磁感应问题与电路问题的综合这一类型的问题的方法是将产生感应电动势的部分电路当作电源，作出等效电路图，用直流电路知识求解。其中判断某两点电势之高低，弄清哪部分电路是电源，哪部分是外电路是防止出错的关键；从电源看流 电流的端为高电势端，而从外电路看流 电流的端为高电势端。（四）回路中发生磁通量变化时，由于感应电场的作用而使电荷发生定向移动而形成感应电流，在t内迁移的电荷量为：,仅由电路 与 决定

24、，与发生磁通量变化的时间 关。（五）在解决电磁感应过程中的动力学问题，要充分注意到因变化的感应电流而引起的受到的 力的变化对运动的影响，要重视分析利用收尾状态解决问题。（收尾状态指最后的稳定状态）（1）平衡类解决平衡类问题的基本方法是：确定研究对象；进行受力分析；根据平衡条件建立方程；结合电磁感应规律求解具体问题。（2）加速类解决加速类问题的基本方法是：确定研究对象（一般为在磁场中做切割磁感线运动的导体）；根据牛顿运动定律和运动学公式分析导体在磁场中的受力与运动情况。如果导体在磁场中受的磁场力变化，从而引起合外力的变化，导致导体的加速度、速度等发生变化，进而又引起感应电流、磁场力、合外力的变化

25、，最终可能使导体达到稳定状态。（六）解决电磁感应问题时应当强化能的转化和守恒的意识，弄清楚哪种形式的能向电能等其它形式的能转化以及守恒关系。（七）图象问题是一种半定量分析，电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量、感应电动势E和感应电流I等随时间t变化的图象，即Bt图象、t图象、Et图象和It图象。对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象，即Ex图象和Ix图象等。这些图象问题，大体上可分为两种类型：（1）由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象。对于这类问题，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势（电流）是否大小 。用楞次定律判断

26、出感应电动势（或电流）的方向，从而确定其正负以及在坐标中的范围。（2）由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应物理量。不论何种类型，都要应用法拉第电磁感应定律、楞次定律或右手定则等规律来分析解决。成果测评现在来检测一下学习的成果吧！请到网校测评系统和模拟考试系统进行相关知识点的测试。知识点：电磁感应测评系统分数： 模拟考试系统分数： 如果你的分数在80分以下，请进入网校资源ID：#cgcp0#做基础达标部分的练习，如果你的分数在80分以上，你可以进行能力提升题目的测试。自我反馈学完本节知识，你有哪些新收获？总结本节的有关习题，将其中的好题及错题分类整理。如有问题，请到北京四中网校的“名师答疑

27、”或“互帮互学”交流。我的收获习题整理题目或题目出处所属类型或知识点分析及注意问题好题错题注：本表格为建议样式，请同学们单独建立错题本，或者使用四中网校错题本进行记录。知识导学：电磁感应单元总结与测试（ID：#）视听课堂：电磁感应现象（ID：#23376）、楞次定律（ID：#23377）、法拉第电磁感应定律（ID：#24332）、法拉第电磁感应定律的应用（ID：#25572）、更多资源，请使用网校的学习引领或搜索功能来查看使用。对本知识的学案导学的使用率： 好（基本按照学案导学的资源、例题进行复习、预习和进行课堂笔记等，使用率达到80%以上） 中（使用本学案导学提供的资源、例题和笔记，使用率在50%-80%左右） 弱（仅作一般参考，使用率在50%以下）学生：_ 家长：_ 指导教师：_请联系北京四中网校当地分校以获得更多知识点学案导学。专心-专注-专业