电磁感应专题讲解.pdf

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1、 第 页（21 页）27 高二物理电磁感应备课讲座 一、知识网络 二、高考要求 内容 要求 说明 1、电磁感应现象、磁通量、法拉第电磁感 应定律、楞次定律 1、导体切割磁感线时的感应电动势的计算，只限于l垂直于B，v的情况。2、在电磁感应的现象中，不要求判断内电路中各点电势的高低。2、导体切割磁感线时的感应电动势，右手定则 3、自感现象 4、日光灯 三、本章概述 本章以电场及磁场等知识为基础，通过实验总结了产生感应电流的条件和判定感应电流方向的一般电磁感应 法拉第电磁感应定律 tnE 自感现象及其应用 日光灯原理 E=BLv E=BL2/2 tBSnE 感应电流（电动势）方向、楞次定律、右手定

2、则 电磁感应中的能量转化问题 电磁感应中的力学问题 电磁感应中的电路、图象问题 第 页（21 页）27 方法楞次定律，给出了确定感应电动势大小的一般规律法拉第电磁感应定律，讲述了电磁感应的两种特殊现象自感和涡流。楞次定律和法拉第电磁感应定律是解决电磁感应问题的重要依据。具有普遍性,普遍性指无论是动生电动势、感生电动势和自感电动势，它们的大小计算、方向判定，都可应用这两个定律。这两个定律是对电磁感应现象的高度概括，课本中安排了较多的演示实验，要注重对实验现象的分析、推理，并得出结论。本章是电学的重要组成部分，他既与前面的磁场、直流电路、力和运动、能量等知识联系密切，同时又为下一章交变电流的学习打

3、下基础。在学习过程中，要注意培养学生的抽象思维能力，同时应注意不断提高理解能力、分析综合能力和 推理能力，以及空间想象能力。另外，要学习法拉第在发现定律的过程中表现出的科学态度、意志力以及人类对电与磁的认识中，反映出科学发展的继承性，科学家的群体作用。近几年的高考中对本章的考查，命题率较高的是感应电流产生的条件、方向判定和导体切割磁感线产生感应电动势的计算。另外电磁感应图像问题以及电磁感应现象与磁场、电路、力学、能量等知识相联系的综合题也在近几年时有出现，应在学习中引起重视。本章知识重点：（1）电磁感应现象；感应电动势大小计算；(2）楞次定律、右手定则。（3）自感现象；自感系数。本章知识难点：

4、1磁通量的概念及其变化。2理解闭合电路磁通量的改变情况，明确产生感应电流的条件。3了解电磁感应现象中能量的守恒。四、单元划分 本章可分为四个单元：第一单元：第一节，磁通量和电磁感应现象的产生 第二单元：第二节，法拉第电磁感应定律 第三单元：第三节和第四节，楞次定律及其应用 第四单元：第五节、第六节和*第七节，一种特殊的电磁感应现象自感及其应用第七节是选学内容.五、教学建议 学习本章时应注意以下三点：（1）本章知识是对初中定性描述电磁感应现象的拓展与定量分析，楞次定律和法拉第电磁感应定律是解决电磁感应问题的重要依据，学习中必须深入理解和熟练掌握。同时由于电磁感应的实际问题与前面学习过的电学、力学

5、知识联系密切，在学习时还应注意培养综合运用学过的知识分析解决实际问题的能力。（2）知道电磁感应现象的特例自感现象。要理解自感线圈对电流的影响作用。并知道自感现象在实际中的应用。（3）认真分析电磁感应现象中的能量问题，熟练应用能量守恒定律是求解较复杂的电磁感应问题常用的方法。第一单元 电磁感应现象 电磁感应现象是电磁感应中的重要一节。这一节教学内容较多，其中磁通量及其变化又是后继课程法 第 页（21 页）27 拉第电磁感应定律，楞次定律等的基础，所以教学内容安排为两块：第一块为学习磁通量的概念及其变化；第二块为学习产生电磁感应的条件和电磁感应现象中的能量守恒问题。在第二块中教材要求运用磁通量的变

6、化的概念来描述电磁感应现象产生的条件，这也是后继学习的基础，同时要求教师做好演示实验，为学生提供丰富的感性材料，帮助学生建立概念，掌握规律。一、内容与要求（1）知道什么是电磁感应现象。（2）理解磁通量和磁通密度的物理意义。（3）会判断磁通量有无及有无感应电流产生。（4）知道电磁感应现象中能量守恒定律依然适用。二、重点难点 重点：产生感应电流的条件和电磁感应现象中能量的转化 难点：闭合电路中磁通量变化的判定 三、教学建议 1、磁通量：磁通量是一个比较抽象的概念。（1）BS 的适用条件：必须是匀强磁场，如果是非匀强磁场，就要求 S 足够小，以至于可以认为该处的磁场是匀强磁场。B 与 S 要垂直，如

7、果 B 与 S 不垂直，就要将 S 投影到与 B 垂直的方向或将 B 投影到与 S 垂直的方向上，如 B 与 S 的夹角为，此时应写成 BSsin。（2）S 是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积 如图所示，若闭合电路 abcd 和 ABCD 所在平面均与匀强磁场 B 垂直，面积分别为 S1和 S2，且 S1S2，但磁场区域恰好只有 ABCD 那么大，穿过 S1和 S2的磁通量是相同的，因此 BS 中的 S 应是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积。（3）磁通量虽然是标量，却有正负之分 磁通量如同力做功一样，虽然功是标量，却有正负之分，如果穿过某个面的磁通量为，将该面转过 180，那么穿过该面

8、的磁通量就是-如图甲所示两个环 a 和 b，其面积 SaSb，它们套在同一磁铁的中央，试比较穿过环 a、b 的磁通量的大小？我们若从上往下看，则穿过环 a、b 的 磁感线如图乙所示，磁感线有进 有出相互抵消后，即 a=出-进，进出b，得 ab 由此可知，若有像图乙所示的磁场，在求磁通量时要按代数和的方法求总的磁通量。（4）磁通量与线圈的匝数无关 磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数影响。同理，磁通量的变化量也不受匝数的影响。2、磁通量的变化 磁通量=BSsin（是 B 与 S 的夹角），磁通量的变化=2-1有多种 形式，主要有：第 页（21 页）27 S、不变，B 改变，这时=

9、BSsin B、不变，S 改变，这时=SBsin B、S 不变，改变，这时=BS(sin2-sin1)B、S、中有两个或三个一起变化时，就要分别计算1、2，再求2-1了。例：如图，若某回路面积从 S0=8m2变到 St18m2，磁感应强度 B 同时从 B0=01T 变到 Bt08T，则回路中的磁通量的变化是 。（=t-0=BtSt-B0S0=136Wb，不可以用=B S）3、电磁感应现象 电磁感应现象，学生在初中就曾经接触过，但在这一节里，用了三个实验步步深入地让学生理解电磁感应现象，特别是它的产生条件因此，引导学生观察好这三个实验是十分重要的有条件的最好在教师的带领下，学生自己动手实验，并进

10、行讨论总结这样才便于得出和真正理解“无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生”的结论，要强调“变化”二字，而不是“不等于零”（1）产生感应电流的条件：感应电流产生的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化。以上表述是充分必要条件。不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，电路中有感应电流产生。这个表述是充分条件，不是必要的。在导体做切割磁感线运动时用它判定比较方便。（2）.感应电动势产生的条件

11、：感应电动势产生的条件是：穿过电路的磁通量发生变化。4、电磁感应现象中能量的变化 能量守恒定律是一个普遍适用的定律，同样适用磁感应现象，当闭合电路中产生感应电流时，电流做功，消耗了电能这电能从何而来？一般有两种情况：一是机械能转化为电能（如实验 1、实验 2 两种感应现象中，外力移动导体和磁体而做功，消耗了机械能，增加了电能），二是电能的转移（如实验3 的电磁感应现象）线圈 AB 所在电路的开、关，消耗了电能，产生了磁场能，磁场能又转化为线圈 CD中的电能）。例 1、如图所示，矩形线圈沿a b c 在条形磁铁附近移动，试判断穿过线圈的磁通量如何变化？如果线圈 M 沿条形磁铁轴线向右移动，穿过该

12、线圈的磁通量如何变化？（穿过上边线圈的磁通量由方向向上减小到零，再变为方向向 下增大；右边线圈的磁通量由方向向下减小到零，再变为方向向上增大）例 2、如图所示，环形导线 a 中有顺时针方向的电流，a 环外有两个同心导线圈 b、c，与环形导线 a 在同一平面内。当 a 中的电流增大时，穿过线圈 b、c 的磁通量各如何变化？在相同时间内哪一个变化更大？例 3、如图所示，虚线圆 a 内有垂直于纸面向里的匀强磁场，虚线圆 a 外是无磁场空间。环外有两个同心导线圈 b、c，与虚线圆 a 在同一平面内。当虚线圆 a 中的磁通量增大时，穿过线圈 b、c 的磁通量各如何变化？在相同时间内哪一个变化更大？（与的

13、情况不同，b、c 线圈所围面积内都只有向里的磁通量，且大小相同。因此穿过它们的磁通量和磁通量变化都始终是相同的。）a b c b c a b c a c b M N S 第 页（21 页）27 例 4、如图所示，开始时矩形线圈平面与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半 在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列做法中可行的是（AD）A、以 ab 为轴转动 B、以 bd 边为轴转动（转动的角度小于 60）C以 bd 边为轴转动 90后，增大磁感强度 D、以 ac 为轴转动（转动的角度小于 60）例 5、如图甲所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平 面内，在下列情况线圈

14、产生感应电流的 是 （ABD）A、导线中电流变大 B、线框向右平动 C、线框向下平动 D、线框以 ab 边为轴转动 E、线框以直导线为轴转动 例 6：如图所示，闭合的铁芯上有两组线圈，右侧的线圈两端连接一电阻 R，左侧的线圈连着水平放置的两平行导轨 M、N，导轨处于方向竖直向下的匀强磁场中，其上放一金属棒砧 ab，当 ab 在外力 F 作用下由静止开始向左加速运动的过程中，电阻 R 上是否有感应电流通过？如有，R 上的焦耳热是怎样转化来的？【讨论】若 ab 在导轨上匀速运动，左侧回路中是否有感应电流，电阻 R 上是否有感应电流？第二单元 法拉第电磁感应定律 感应电动势的大小 一、内容与要求 1

15、知道什么是感应电动势 2进一步理解磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能与磁通量的变化相区别 3.理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式 4会用法拉第电磁感应定律解答有关问题 5知道公式 E=BLvsin 是如何推导出的，知道它只适用于导体切割磁感线运动的情况，会用它解答有关问题 二、重点难点 重点：法拉第电磁感应定律及其作用 难点：对感应电动势的理解，En/t 跟 EBLvsin 的联系与区别 三、教学建议“法拉第电磁感应定律”是电磁学的核心内容从知识发展来看，这既与前面的电场、磁场和恒定电流有紧密联系，又是后面学习交流电、电磁振荡和电磁波的基础它既是教学重点也是教学难点根据教学

16、大纲要求和学生的接受能力，教学中应着重揭示法拉第电磁感应定律及其公式 E=t的建立过程、物理意义及应用，而公式 EBLvsin 只作为法拉第电磁感应定律在特定条件下推导出的表达式 这样做可以让 第 页（21 页）27 学生在这节课的学习中分清主次，减轻学生认知上的负担，又不降低应用上的要求 1、感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源 当电路闭合时，回路中有感应电流；当电路断开时，没有感应电流，但感应电动势仍然存在。相当于电源的部分：由于导体运动而产生电动势时，运动部分的当于电源。而由于磁场变化时产生感应电动势，磁场穿过的线圈部分相当于电源。

17、2、法拉第电磁感应定律（1）表述：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（2）公式：Ek/t k 为比例常数 当 E、t 都取国际单位时，k1，所以有 E/t 若线圈有 n 匝，则相当于 n 个相同的电动势/t 串联，所以整个线圈中的电动势为 En/t。3、磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率t的意义（1）磁通量 是穿过某一面积的磁感线的条数；磁通量的变化量=1-2表示磁通量变化的多少，并不涉及这种变化所经历的时间；磁通量的变化率t表示磁通量变化的快慢。（2）当磁通量很大时，磁通量的变化量 可能很小。同理，当磁通量的变化量 很大时，若经历的时间很长，则磁通量的变化率也可

18、能较小。（3）磁通量 和磁通量的变化量 的单位是 wb，磁通量变化率的单位是 wbs。（4）磁通量的变化量 与电路中感应电动势大小没有必然关系，穿过电路的0 是电路中存在感应电动势的前提；而磁通量的变化率与感应电动势的大小相联系，t越大，电路中的感应电动势越大，反之亦然。（5）磁通量的变化率t，是-t 图象上某点切线的斜率。4、公式 E=nt与 E=BLvsin 的区别与联系（1）研究对象不同，E=nt的研究对象是一个回路，而 E=BLvsin 研究对象是磁场中运动的一段导体。（2）物理意义不同；E=nt求得是 t 时间内的平均感应电动势，当 t0 时，则 E 为瞬时感应电动势；而 E=BLv

19、sin，如果 v 是某时刻的瞬时速度，则 E 也是该时刻的瞬时感应电动势；若 v 为平均速度，则 E 为平均感应电动势。（3）E=nt求得的电动势是整个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势。整个回路的电动势为零，其回路中某段导体的感应电动势不一定为零。（4）E=BLvsin 和 E=nt本质上是统一。前者是后者的一种特殊情况。但是，当导体做切割磁感线运动时，用 EBLvsin 求 E 比较方便；当穿过电路的磁通量发生变化，用 E=t求 E 比较方便。5、关于公式 E=BLvsin 的正确理解 （1）0或 180时 E=0，即导体运动的方向和磁感线平行时，不切割磁感线，感应电动势为零

20、；当=90时，E=BLv，即当导体运动的方向既跟导体本身垂直又跟磁感线垂直时，感应电动势最大。第 页（21 页）27 d a b c L1 L2 B （2）此公式一般用于匀强磁场（或导体所在位置的各点的 B 相同），导体各部分切割磁感线速度相同情况。（3）若导体各部分切割磁感线速度不同，可取其平均速度求电动势。（4）公式中的 L 指有效切割长度。6.转动产生的感应电动势 转动轴与磁感线平行。如图，磁感应强度为 B 的匀强磁场方向垂直于纸 面向外，长 L 的金属棒 oa 以 o 为轴在该平面内以角速度逆时针匀速转动。求金属棒中的感应电动势。在应用感应电动势的公式时，必须注意其中的速度 v 应该指

21、导线上各点的平均速度，在图中应该是金属棒中点的速度，因此有 2212LBLBLE。线圈的转动轴与磁感线垂直。如图，矩形线圈的长、宽分别为 L1、L2，所围面积为 S，向右的匀强磁场的磁感应强度为 B，线圈绕图示的轴以角速度匀速转动。线圈的 ab、cd 两边切割磁感线，产生的感应电动势相加可得 E=BS。如果线圈由 n 匝导线绕制而成，则 E=nBS。从图示位置开始计时，则感应电动势的瞬时值为 e=nBScost。该结论与线圈的形状和转动轴的具体位置无关（但是轴必须与 B 垂直）。例 1、如图所示，有一夹角为的金属角架，角架所围区域内存在匀强磁场中，磁场的磁感强度为 B，方向与角架所在平面垂直，

22、一段直导线 ab，从角顶 c 贴着角架以速度 v 向右匀速运动，求：(1)t 时刻角架的瞬时感应电动势；(2)t 时间内角架的平均感应电动势？（EBLvBv2tant E tB StBvtvttBvt12122tantan 例 2、如图所示，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用 0.05s，第二次用 0.1s，设插入方式相同，试求：(1)两次线圈中平均感应电动势之比？(2)两次线圈之中电流之比？(3)两次通过线圈的电量之比？o a v 第 页（21 页）27 例 3、有一面积为 S100cm2的金属环，电阻为 R0.1，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在 t1t2时间内通过

23、金属环的电荷量为_C(10-2C)例 4、在边长为 a 的等边三角形的区域内有匀强磁场B，其方向垂直纸面向里，一个边长也为 a 的等边三角形导线框 EFG 正好与上述磁场区域边界重合，现以周期T绕几何中心 O 在纸面内匀速转动，于是框架EFG 中产生感应电动势，经过/6T线框转到图中虚线位置，则在/6T内，线框的平均感应电动势的大小为多少？（2/3/2EtBSta BT ）例 5：如图所示，abcd 区域里有一匀强磁场，现有一竖直的圆环使它匀速下落，在下落过程中，它的左半部通过水平方向的磁场o 是圆环的圆心，AB 是圆环竖直直径的 B A当 A 与 d 重合时，环中电流最大 B当 O 与 d

24、重合时，环中电流最大 C当 O 与 d 重合时，环中电流最小 D当 B 与 d 重合时，环中电流最大 第三单元 楞次定律 感应电流的方向 一、内容与要求 1理解楞次定律的内容并初步掌握判断感应电流方向的方法。2通过对楞次定律的研究过程的学习,体会人类认识客观事物的一般规律及物理学的研究方法。3能从磁通量变化的角度和相对运动的角度正确地应用楞次定律。4会用楞次定律解答有关问题。二、重点 难点 重点：楞次定律 难点：对楞次定律中“阻碍”一词的正确理解 三、教学建议 本节课的重点和难点是通过实验得到楞次定律在做好演示实验的基础上，引导学生从观察到的实验现象出发，先确定感应电流的方向，进而讨论两个磁场

25、方向的关系，然后归纳总结出楞次定律要注意启发学生积极思考，培养学生逻辑思维的能力 1、讲解楞次定律一定要很好地分析实验现象在分析实验现象时，要突出研究的对象是线圈(闭合电路)，要抓住穿过线圈的磁场方向和磁通量的变化注意让学生分清“原来磁场的方向”、“原来磁场的磁通量变化”及“感应电流的磁场方向”引导学生观察并分析实验现象，得出结论。有条件的，最好安排学生随堂实验，即边讲，边实验，边观察，得出结论这样既可以提高学生主动学习的积极性，又有利于培养学生手脑结合探索学习的能力 第 页（21 页）27 N S v0 M 2.正确理解楞次定律的关键是正确理解”阻碍”的含义 (1)谁起阻碍作用?要明确起阻碍

26、作用的是“感应电流的磁场”；(2)阻碍什么?感应电流的磁场阻碍的是“引起感应电流的磁通量的变化”，而不是阻碍原磁场，也不是阻碍原磁通量；(3)怎样阻碍?当引起感应电流的磁通量(原磁通量)增加时，感应电流的磁场就与原磁场的方向相反，感应电流的磁场“反抗”原磁通量的增加当原磁通量减少时，感应电流的磁场就与原磁场的方向相同，感应电流的磁场“补偿”原磁通量的减少；(4)“阻碍”不等于“阻止”当由于原磁通量的增加引起感应电流时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，其作用仅仅使原磁通量的增加变慢了，但磁通量仍在增加当由于原磁通量的减少而引起感应电流时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，其作用仅仅使原磁通

27、量的减少变慢了，但磁通量仍在减少；“阻碍”也不意味着“相反”在理解楞次定律时，有些同学错误地把“阻碍”作用认为感应电流产生的磁场方向和原磁场方向相反事实上，它们可能同向，也可能反向，需根据磁通量的变化情况判断.3、楞次定律体现了能的转化和守恒定律对于楞次定律的内容，从磁通量变化的角度来看感应电流总要阻碍原磁通量的变化；从导体和磁体的相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍它们的相对运动如课本第 200 页图 162l 的实验在感应电流阻碍磁通量变化或阻碍磁体和螺线管间的相对运动过程中，机械能转化为了电能楞次定律中的“阻碍”正是能的转化和守恒的具体体现.4感应电动势方向的判断：:利用楞次定律判断出感

28、应电流的方向由于在电源内部电流的方向是从负极到正极，即电源内部电流的方向与电动势方向相同，所以判断出了感应电流的方向也就知道了感应电动势的方向 例 1、如图所示，闭合导体环固定。条形磁铁 S 极向下以初速度 v0沿过导体环圆心的竖直线下落过程，导体环中的感应电流方向如何？例 2.、如图所示装置中，cd 杆原来静止。当 ab 杆做如下那些运动时，cd 杆将向右移动？A.向右匀速运动 B.向右加速运动 C.向左加速运动 D.向左减速运动 例 3、如图所示，平行的长直导线 P、Q 中通过同方向、同强度的电流，矩形导线框 abcd 与 P、Q 处在同一平面中，从图示中的位置 I 向右匀速运动到位置，关

29、于在这一过程中线框中的电流方向，正确的结论是（）A沿 abcda 方向不变 B沿 adcba 方向不变 c a d L2 L1 第 页（21 页）27 C由沿 abcda 方向变为沿 adcba 方向 D由沿 adcba 方向变为沿 abcda 方向 例 4、如图所示，固定在水平面内的两光滑平行金属导轨 M、N，两根 导体棒中 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（AD）AP、Q 将互相靠拢 BP、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 例 5、如图所示，两个金属圆环在最低点处切断并分别焊在一起。整个装置处在垂直纸面向里的匀强磁场

30、中，当磁场均匀增加时：(BC)A内环有逆时针方向的感应电流 B内环有顺时针方向的感应电流 C外环有逆时针方向的感应电流 D内、外环都没有感应电流 例 6如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有两条平行导轨 MN、PQ，它们的一端接有一个电阻 R，其间还有一个闭合导线框 abcd 且 MN、PQ 与 abcd 均在同一平面内，都与磁场方向垂直，当 abcd 向右滑动时(框与轨接触良好)(1)在 abcd 中有无闭合的电流？(2)ad、bc 有无感应电流？(3)有无电流通过电阻 R，为什么？例 7：如图所示，ab 是一个可绕垂直于纸面的 O 轴转动的闭合线圈，当滑动变阻器 R 的滑片 P 自左向右

31、滑动时，线圈 ab 将（C）A保持停止不动 B逆时针转动 C顺时针转动 D发生转动，但因电源极性不清，无法确定转动方向 楞次定律应用 一.内容与要求 1进一步理解和掌握楞次定律，熟练运用楞次定律判断感应电流的方向 2理解楞次定律与能量守恒定律相符合 3掌握右手定则，理解右手定则实际上是楞次定律的一种具体表现形式 二.重点难点 重点：楞次定律及跟能量关系的综合应用 难点：楞次定律与右手定则的关系 三.教学建议 1、用楞次定律判断感应电流的方向步骤：第 页（21 页）27 (1)明确所研究的闭合回路中原磁场的方向 (2)明确穿过回路的磁通量如何变化(是增加还是减少)(3)由楞次定律判定感应电流的磁

32、场方向 (4)根据感应电流的磁场方向，由安培定则定出感应电流的方向。2、进一步理解楞次定律与能量守恒：楞次定律的深刻意义在于它是普遍的能的转化和守恒定律在电磁感应现象中的具体体现由例1)引导学生认识：外力克服磁场力做功，其他形式能转化为电能还可考虑启发学生从反面想问题：如果感应电流的方向与楞次定律所说的方向相反将会出现什么现象?(感应电流将促进它们间的相对运动，成了永动机，违背能的转化和守恒定律)在磁铁与线圈相对运动产生感应电流的情况下，感应电流的效果总是阻碍它们间的相对运动这是楞次定律在这种电磁感应现象中的另一种表述形式，用来判定磁铁与线圈相对运动现象中的感应电流方向更为简单在此基础上还可进

33、一步指出，楞次定律还可表述为“感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因”3.楞次定律与右手定则比较：教材中总结出“右手定则可以看作是楞次定律的特殊情况不但要引导学生理解楞次定律与右手定则的联系，还要引导学生注意它们之间的区别可让学生从研究对象和适用范围等方面分析 (1)从研究对象上说，楞次定律研究的是整个闭合回路，右手定则研究的是闭合电路的一部分，即一段导线做切割磁感线运动 (2)从适用范围上说，楞次定律可应用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况(当然包括部分导体做切割磁感线运动的情况)，右手定则只用于一段导线在磁场中做切割磁感线运动的情况，导线不动时不能应用因此，右手定则可以看作楞次定律的特

34、殊应用 4三个定则的比较：安培定则、左手定则、右手定则都是用手来反映几个物理量间方向关系的定则，要注意它们的适用条件和各自对应的因果联系 安培定则反映的是电流(因)产生磁场(果)这一现象中电流方向和磁场方向间的关系；左手定则反映的是运动电荷或电流(因)在磁场中受磁场力(果)这一现象中电流(或运动电荷)、磁场和磁场力方向间的关系；右手定则反映的是导线在磁场中的切割磁感线运动(因)产生感应电动势(果)的现象中磁场方向、导线切割磁感线运动方向和感应电动势方向间的关系 在使用中特别是左手定则和右手定则很易混淆，为了便于区分，可把两个定则简单地总结为“因电而动用左手，因动而电用右手”5运用感应电流的效果

35、解题 感应电流的效果总是要阻碍产生感应电的原因 常见有以下几种表现：(1)就磁通量而言，总是阻碍引起感应电流的磁通量(原磁通量)的变化即当原磁通量增加时,感应电流的磁场就与原磁场方向相反；当原磁减少时，感应电流的磁场就与原磁场方向相同,简称口诀“增反减同”.(2)就相对运动而言，阻碍所有的相对运动,简称口诀：“来拒去留”（3）使线圈有扩大或缩小的趋势（4）阻碍原电流变化（自感）例 1如图所示，铁心上分别绕有线圈 L1和 L2，L1与置于匀强磁场中的平行金属导轨相连，L2与电流表相连，为了使电流表中的电流方向由 d 到 c，滑动的金属杆 ab 应当(AD)A向左加速运动 B向左匀速运动 C向右加

36、速运动 D向右减速运动 第 页（21 页）27 例 2如图所示，在线圈的左、右两侧分别套上绝缘的金属环 a、b，在导体 AB 在匀强磁中下落的瞬时，a、b 环将 (B)A向线圈靠拢 B向两侧跳开 C一起向左侧运动 D一起向右侧运 例 3、如图所示，导体圆环面积 10cm2，电容器的电容 C2F(电容器体积很小)，垂直穿过圆环的匀强磁场的磁感强度 B 随时间变化的图线如图，则 1s 末电容器带电量为_，4s 末电容器带4s 末电容器带电量为_，带正电的是极板_（0；210-11C；a；）例 4、如图所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流是由 A 经 R 到 B，则磁铁可能是：（BC）A向下运动 B向

37、上运动 C向左运动 D以上都不可能 例 5、如图所示，一轻质闭合的弹簧线圈用绝缘细线悬挂着，现将一根长的条形磁铁的 N 极，垂直于弹簧线圈所在平面，向圆心插去在 N 极插入的过程中，弹簧线圈将发生什么 现象？（远离磁场并先收缩后扩张）自 感 一、内容与要求 1知道什么是自感现象和自感电动势 2知道自感系数是表示线圈本身特性的物理量，知道它的单位 3知道自感现象的利和弊以及它们的利用和防止 二、重点难点 重点：自感现象及自感系数 难点：产生自感现象的原因 三、教学建议 （一）自感现象 1自感现象是一种特殊的电磁感应现象，要使学生明白自感现象的规律都符合电磁感应现象的一般规律导体本身的电流变化引起

38、磁通量变化，这是产生自感现象的原因；根据楞次定律自感电动势的作用是阻碍电流变化，即当电流增大时，自感电动势阻碍电流增大，当电流减小时，自感电动势阻碍电流减小。自感这一课，不仅是对已学过的电磁感应规律的进一步熟练与加深，而且也是培养抽象的逻辑思维能力的好时机 2、在本节的教学中，要做好课本中两个实验，引导学生认真观察分析实验现象要提醒学生注意观察灯泡亮暗的变化，由此来分析线圈中电流的变化。3作为自感的第一课时，不宜提出过难、过深的问题在讲解过程中，主要思路要围绕以下两点展 第 页（21 页）27 L S 开：(1)自感电动势相当于一个瞬时电源的作用，要搞清它与原来电流方向的关系；(2)自感现象表

39、现为对电流变化的延时效应，它只能推迟电流变化的时间，而不能改变电流的方向 4、要重视断电闪亮现象的分析，如图，原来电路闭合处于稳定状态，L 与 A 并联，其电流为 IA和 IL，方向都是由右向左。S 断开瞬间，灯中原来电流消失，但灯与线圈组成闭合回路，由于 L 的自感作用，其中 IL不会立即消失，而是逐渐减弱维持短暂时间，这个时间内灯 A 中有从左到右的电流通过。此时通过 A的电流从 IL开始减小，如果 RLRA，则 ILIA，则在灯 A 熄灭之前要闪亮一下；如果 RLRA，则 ILIA，则灯 A 是逐渐熄灭不会闪亮一下。5自感现象十分普遍，只要电路中电流发生变化，都会有程度不同的自感 现象发

40、生我们需要利用它时，就要设法增大自感系数，反之，则设法减小自感系数课本中从利、害两方面举了不同的例子，以利于学生全面认识问题（二）自感电动势和自感系数：自感电动势：EtIL，式中tI为电流的变化率，L 为自感系数。决定线圈自感系数的因素：线圈的形状、长短、匝数、线圈中是否有铁芯线圈越粗,越长,匝数越密,它的自感系数就越大,另外有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多.自感系数的单位：亨利，简称亨（H）如果通电线圈的电流在 1 秒内改变 1 安时产生的自感电动势是 1伏，这个线圈的自感系数就是 1 亨 （三）自感现象的应用和防止。应用：日光灯电路图及原理：灯管、镇流器和启动器的作用。防止：定值电

41、阻的双线绕法。例 1.如图所示的电路中，S 闭合时流过电感线圈的电流是 2A，流过灯泡的电流是 1A，将 S 突然断开则 S 断开前后能正确反映流过灯泡的电流 I 随时间 t 变化关系的是图中的 D 例 2。如图所示电路中，A、B 是相同的两小灯L 是一个带铁芯的线圈，电阻可不计调节 R，电路稳定时两灯都正常发光，则在开关合上和断开时 B A、两灯同时点亮、同时熄灭 B合上 S 时，B 比 A 先到达正常发光状态 C断开 S 时，A、B 两灯都不会立即熄灭，通过 A、B 两灯的电流方向 都与原电流方向相同 D断开 S 时，A 灯会突然闪亮一下后再熄灭 220V A 第 页（21 页）27 例

42、3、如图所示，A、B 两灯电阻均为 R，两电阻的阻值均为 r，且 Rr。L 为电阻不计的线圈，原先开关 S1、S2均断开，则 (AC )A、S1合上瞬间，A 灯先亮，以后 A、B 一样亮 B、S1合上后，再合上 S2，两灯的亮度不变 C、S1和 S2均合上后，再断开 S1，B 灯立即熄灭，A 灯亮一下再熄灭 D、S1和 S2均合上后，先断开 S2，再断开 S1，A 灯立即熄灭，B 灯亮一下再熄灭 例 4、如图所示，电池电动势 E=6V，内电阻不计，A、B 两灯均标有6V，03A”的字样，电阻 R 为 20。(1)若线圈直流电阻 R 为 20。试分析在开关 S 闭合和断开的极短时间内，流过 A、

43、B 两灯的电流变化情况。(2)若线圈直流电阻为零，上述问题结果又如何?日光灯 一、教学目标 1知道普通日光灯的组成和电路图 2知道日光灯管在点亮和正常发光时对电压、电流的不同要求 3知道启动器和镇流器的构造和工作原理 二、重点难点 重点：日光灯的工作原理，镇流器的作用 难点：镇流器在电路中的自感现象 三、教学建议 1要让学生真正学会本节课的知识，拿出实际的日光灯、拆开的启动器和镇流器向学生讲解它们的构造以及日光灯电路。最好让学生亲手学习连接一下日光灯电路 2启动器、镇流器的作用是本节课的难点要详细讲解，并可以实际操作在日光灯正常发光后，取下启动器，并不影响日光灯正常工作不用启动器，让学生用一段

44、带绝缘外皮的导线去模拟；启动器的作用启动日光灯，以增强学生解决实际问题的能力 例 1、在图所示的四个日光灯的接线图中，S1为启动器，S2为开关，G 是镇流器，能使日光灯正常发光的是（）例 2、图是日光灯电路中的实物图，请对它们进行正确的连线（要求线条不能交叉），并说出各实物的名称 第 页（21 页）27*涡流 一、教学目标 1知道涡流是如何产生的 2知道涡流对我们有不利和有利两方面，以及如何利用和防止 二、重点难点 重点：涡流的产生及其利弊 难点：涡流产生的原因 例 1、如图所示，圆形的金属片用一根轻质细杆悬挂于 O 点，金属片可以绕 O 在竖直平面内来回摆动，在金属片摆动平面内的虚线框内存在

45、垂直摆动平面向里的匀强磁场。下列说法中正确的是 （）A.此摆在开始振动的一段时间内机械能不守恒 B.金属片进人磁场和移出磁场时，金属片中的涡流方向相反 C.整个金属在匀强磁场中运动时，涡流最大 D.金属片最终在匀强磁场中来回摆动（不计摩擦和空气阻力）例 2、同样大小的整块金属和叠合的硅钢片铁芯放在同一变化的磁场中相比较（）A.金属块中的涡流较大，焦耳热功率也较大 B.硅钢片中涡流较大，焦耳热功率也越大 C.金属块中涡流较大，硅钢片中热功率较大 D.硅钢片中涡流较大，金属块中热功率较大 第 页（21 页）27 电磁感应现象中的综合问题 1电磁感应中的电路问题 在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通

46、量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源当它与电容器、电阻等用电器连接时，可对用电器供电 电磁感应定律与闭合电路欧姆定律结合运用，关键是画出等效电路图注意分清内、外结构产生感应电动势的那部分导体是电源，即内电路，如果在一个电路中切割磁感线的是几部分但又相互联系，可等效成电源的串并联电路中某两点的电势差一般指外电路或外电路中某用电器两端电压，一般并不等于电源电动势在电源外部电流由电势高处流向电势低处，在电源内部电流由电势低处流向电势高处。在解决这类问题时，一方面要考虑电磁学中的有关规律，还要求能够画出用电源替代产生感应电动势的回路的工作电路，再结合电路中的有关规律，如欧姆定律、

47、串并联电路的性质，有关电功率计算等，综合求解有关问题 基本方法：（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）画等效电路图（3）应用全电路欧姆定律、串、并联电路性质、电功率等公式联立求解。例 1：用电阻为 18的均匀导线弯成图 1 中直径 D=0.80m 的封闭金属环，环上弧 AB 所对圆心角为 60。将圆环垂直于磁感线方向固定在磁感应强度 B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里。一根每米电阻为 1.25的直导线 PQ，沿圆环平面向左以 3.0m/s 的速度匀速滑行（速度方向与 PQ 垂直），滑行中直导线与圆环紧密接触（忽略接触处电阻），当它通过环上 A、B

48、位置时，求：(l)直导线 AB 段产生的感应电动势，并指明该段直导线中电流的方向(2)此时圆环上发热损耗的电功率（运用右手定则可判定，直导线 AB 段中感应电流的方向由 A 向 B，B 端电势高于 A 端P=0.10W）例 2：图 1 装置中 a、b 是两根平行直导轨，MN 和 OP 是垂直跨在 a、b 上并可左右滑动的两根平行直导线，每根长为 L 导轨上接入阻值分别为 R 和 2R 的两个电阻和一个板长为 L、间距为 d 的平行板电容器整个装置放在磁感强度 B 垂直导轨平面的匀强磁场中当用外力使 MN 以速率 2v 向右匀速滑动、OP 以速率 v 向左匀速滑动时，两板间正好能平衡一个质量为

49、m 的带电微粒，试问（1）微粒带何种电荷？电量是多少？（2）外力的机械功率和电路中的电功率各是多少？（RvlBBlvmgd2223,）第 页（21 页）27 例 3：如图 7 所示,平行导轨间距为 l,左端接阻值为 R 的电阻,右端接电容 为 C 的电容器,并处于磁感应强度为 B,方向垂直导轨平面的匀强磁场中。长为 21 的导体 oa,以角速度绕 O 轴转过 90。求全过程中,通过电阻 R 的电量是多少？例 4：如图所示，OACO 为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C 处分别接有短电阻丝（图中粗线表示），R14、R28（导轨其它部分电阻不计）。导轨 OAC 的形状满足方程)3sin(2xy

50、（单位：m）。磁感强度 B0.2T 的匀强磁场方向垂直于导轨平面。一足够长的金属棒在水平外力 F 作用下，以恒定的速率 v5.0m/s 水平向右在导轨上从 O 点滑动到 C 点，棒与导思接触良好且始终保持与 OC 导轨垂直，不计棒的电阻。求：（1）外力 F 的最大值；属棒在导轨上运动时电阻丝 R1上消耗的最大功率；（3）在滑动过程中通过金属棒的电流 I 与时间 t 的关系。FMAX=03N Pmax=1W )A)(tsin(RI3543总 跟踪练习：1、粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向