人教版高中物理選修2電磁感應(yīng)講義

1、»»»»»»»»»積一時(shí)之陛步臻千里之遙程局中物理學(xué)習(xí)材料(馬鳴風(fēng)蕭蕭*整理制作)知識(shí)結(jié)構(gòu)電磁感應(yīng)講義班級(jí)學(xué)號(hào)姓名電磁感應(yīng)大?。?#163;=BLV方向：楞次定律重點(diǎn)難點(diǎn)1 .電磁感應(yīng)現(xiàn)象：(1)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化.(2)起磁通量變化的類型：2 .楞次定律：適用范圍：適用于由磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況.內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.對(duì)“阻礙”的進(jìn)一步理解：阻礙原磁通量的變化或原磁場(chǎng)的變化.“增則反減則同”阻礙導(dǎo)體的相

2、對(duì)運(yùn)動(dòng)，可理解為“來則拒去則留”(由磁體相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起感應(yīng)電流的情況).使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì).馬鳴風(fēng)蕭蕭»»»»»»»»»積一時(shí)之陛步臻千里之遙程阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象).楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的一般步驟：明確所研究的閉合回路中原磁場(chǎng)的方向；明確穿過閉合回路的磁通量是增加還是減少；楞次定律判定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向；由安培定則根據(jù)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向判斷出感應(yīng)電流的方向.3 .右手定則：4 .法拉第電磁感應(yīng)定律：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：感生電動(dòng)勢(shì)：由感生電場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感

3、應(yīng)電動(dòng)勢(shì).cBEnEnS(2)公式：t當(dāng)僅由B引起時(shí)，則t；當(dāng)僅由S引起時(shí)，則SEnBt.(3)注意：區(qū)分磁通量、磁通量的變化量和磁通量的變化率t磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場(chǎng)方向的面積S的乘積，即蟲=3§它的意義可以形象地用穿過面的磁感線的條數(shù)表示.磁通量的變化量是指回路在初末兩個(gè)狀態(tài)磁通量的變化量，=蟲21.與某一時(shí)刻回路的磁通量無關(guān)，當(dāng)W0時(shí)，回路中要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但是卻不能決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大小.磁通量的變化率t表示的是磁通量變化的快慢，它決定了回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小.t的大小與、均無關(guān).(4)部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小：E=BLVsin0.若切割磁感線的

4、導(dǎo)體是彎曲的，L應(yīng)理解為有效切割長度，即導(dǎo)體在垂直于速度方向上的投影長度.公式E=BLV一般適用于在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中導(dǎo)體各部分切割速度相同的情況，對(duì)一段導(dǎo)體的-1LEBL_1BL2轉(zhuǎn)動(dòng)切割，導(dǎo)體上各點(diǎn)線速度不等，取其平均切割速度2,得2.5 .互感兩個(gè)相互靠近的線圈中，有一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象叫做互感，這種電動(dòng)勢(shì)叫做互感電動(dòng)勢(shì).變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的.圖9-2-106 .自感：對(duì)自感要搞清楚通電自感和斷電自感兩個(gè)基本問題，尤其是斷電自感，特別模糊的是斷電自感中“小燈泡在熄滅之前是否要馬鳴風(fēng)蕭蕭»»»&#

5、187;»»»»»積一時(shí)之陛步臻千里之遙程閃亮一下”的問題，如圖9-2-10所示，原來電路閉合處于穩(wěn)定狀態(tài)，L與A并聯(lián)，其電流分別為IL和IA,都是從左向右.在斷開K的瞬時(shí)，燈A中原來的從左向右的電流IA立即消失.但是燈A與線圈L組成一閉合回路，由于L的自感作用，其中的電流IL不會(huì)立即消失，而是在回路中逐漸減弱維持短暫的的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間內(nèi)燈A中有從右向左的電流通過.這時(shí)通過A的電流是從IL開始減弱，如果原來IL>IA,則在燈A熄滅之前要閃亮一下；如果原來ILWIA,則燈A逐漸熄滅不再閃亮一下.原來的IL和IA哪一個(gè)大，要由L的直流電阻RL

6、與A的電阻RA的大小來決定.如果RL>RA則IL<IA;如果RLVRA則IL>IA.7 .感應(yīng)電量.回路中發(fā)生磁通量變化時(shí)，由于感應(yīng)電場(chǎng)的作用使電荷發(fā)生定向移動(dòng)而形成感應(yīng)電流，在At內(nèi)遷移的電量（感應(yīng)電量）q:8 .電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的綜合問題電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題：在電磁感應(yīng)的力學(xué)問題中，由于感應(yīng)電流與導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的加速度有著相互制約的關(guān)系，故導(dǎo)體一般不是做勻變速運(yùn)動(dòng)，而是經(jīng)歷一個(gè)動(dòng)態(tài)變化過程再趨于一穩(wěn)定狀態(tài).分析這一動(dòng)態(tài)過程進(jìn)而確定最終狀態(tài)是解決這類問題的關(guān)鍵所在.分析順序一般為：首先分析導(dǎo)體最初在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和受力情況；再分析由于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，導(dǎo)體受到的磁場(chǎng)力、合外

7、力的變化；再分析由于合外力的變化，導(dǎo)體的加速度、速度又會(huì)怎樣變，從而又引起感應(yīng)電流、磁場(chǎng)力、合力怎么變；最終明確導(dǎo)體所能達(dá)到的是何種穩(wěn)定狀態(tài).電磁感應(yīng)中的電路問題：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而成為電源，將它們跟電阻、電容等構(gòu)成回路即為電磁感應(yīng)中的電路問題.解決這類問題時(shí)，找準(zhǔn)電源、正確判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向（即電源的正負(fù)極）是關(guān)鍵.分析求解的一般步驟為：確定電源，求出電動(dòng)勢(shì)（或其表達(dá)式）；分析電路結(jié)構(gòu)，明確內(nèi)、外電路；正確運(yùn)用穩(wěn)恒電流求解.電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化問題：導(dǎo)體切割磁感線或磁通量發(fā)生變化在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，則有機(jī)械能或其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電

8、能，通過安培力做功，電能最終又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能或機(jī)械能.因此，電磁感應(yīng)過程問題伴隨著能量轉(zhuǎn)化.功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做功與能量轉(zhuǎn)化的形式相對(duì)應(yīng)，所以從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合動(dòng)能定理、能量守恒定律、功能關(guān)系來分析導(dǎo)體的動(dòng)能、勢(shì)能、電能的變化，就可以建立相應(yīng)的能量方程.電磁感應(yīng)中的圖像問題：電磁感應(yīng)教學(xué)中涉及的圖像一般有以下兩種：各物理量隨時(shí)間t變化的圖像，即B-t圖線、-t圖線、E-t圖線、I-t圖線等.各物理量隨線圈或?qū)w的位移x變化的圖線.常有E-x圖線、I-x圖線等.圖像問題大致可分為兩類：由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖像或由給定的圖像分析電磁感應(yīng)過程.電磁感應(yīng)中的圖像問題一般需利用右手

9、定則、楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律等規(guī)律分析解決.例題精選1.如圖（a）所示，兩個(gè)閉合圓形線圈A、B的圓心重合，放在同一水平面內(nèi)，線圈A(a)(b)中通以如圖（b）所示的變化電流，t=0時(shí)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針（箭頭所示）。在ti12時(shí)間內(nèi)，對(duì)于線圈B,下列說法正確馬鳴風(fēng)蕭蕭»»»»»»»»»積一時(shí)之陛步臻千里之遙程的是()A.線圈B內(nèi)有順時(shí)針方向的電流，線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)B.線圈B內(nèi)有順時(shí)針方向的電流，線圈有收縮的趨勢(shì)C.線圈B內(nèi)有逆時(shí)針方向的電流，線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)D.線圈B內(nèi)有逆時(shí)針方向的電流，線圈有收縮的趨

10、勢(shì)2 .將一個(gè)閉合矩形金屬線框abcd放入如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，圖中虛線表示磁場(chǎng)邊界，在用力將線框abcd從磁場(chǎng)中以速度v勻速拉出的過程中，下列說法正確的是()A.拉線框的速度越大，通過導(dǎo)線橫截面的電量越多B.磁場(chǎng)越強(qiáng)，拉力做的功越多C.拉力做功多少與線框的寬度bc無關(guān)D.線框電阻越大，拉力做的功越多3 .如圖所示，足夠長的兩光滑導(dǎo)軌水平放置，兩條導(dǎo)軌相距為d,左端MN用阻值不計(jì)的導(dǎo)線相連，金屬棒ab可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，導(dǎo)軌單位長度的電阻為0,金屬棒ab的電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處于豎直向下的均勻磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，B=kt,其中k為常數(shù)。金屬棒ab在水平外力的作用下，以速度v沿導(dǎo)軌向右做勻速運(yùn)動(dòng)，t=0時(shí)，金屬棒ab與MN相距非常近.求：(1)當(dāng)t=t。時(shí)，水平外力的大小F.(2)同學(xué)們?cè)谇髏=t。時(shí)刻閉合回路消耗的功率時(shí)，有兩種不同的求法:方法一：t=t。時(shí)刻閉合回路消耗的功率p=Fv.方法二：由Bld=F,得F2FRIPIR（其中R為回路總電阻）BdBd這兩種方法哪一種正確？請(qǐng)你做出判斷，并簡述理由.4 .如圖所示，在絕緣光滑水平面上，有一個(gè)邊長為L的單匝正方形線框abcd,在外力的馬鳴風(fēng)蕭蕭R»»»»»»»»»積一時(shí)之陛步臻千里之遙程作用下以恒定的速率