通用版2018-2019版高中物理第1章电磁感应与现代生活章末学案沪科版选修3

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1、第1章电磁感应与现代生活章末总结一、对楞次定律的理解与应用楞次定律反映这样一个物理过程：原磁通量变化时(Φ原变)，产生感应电流(I感)，这是属于电磁感应的条件问题；感应电流一经产生就在其周围空间激发磁场(Φ感)，这就是电流的磁效应问题；而且I感的方向决定了Φ感的方向(用右手螺旋定则判定)；Φ感阻碍Φ原的变化——这正是楞次定律所解决的问题.这样一个复杂的过程，可以用图表理顺如下：1.感应电流的磁场不一定与原磁场方向相反，只有在磁通量增大时两者才相反，而在磁通量减小时两者是同向的.2.“阻碍”并不是“阻止”，而

2、是“延缓”，电路中的磁通量还是在变化，只不过变化得慢了.3.楞次定律的阻碍的表现有这几种形式：增反减同、增缩减扩、增离减靠、来拒去留.例1　圆形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图1所示的电路.若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是(　　)图1A.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流B.穿过线圈a的磁通量变小C.线圈a有扩张的趋势D.线圈a对水平桌面的压力N将增大答案　D解析　通过螺线管b的电流如图所示，根据右手螺旋定则判断

3、出螺线管b所产生的磁场方向竖直向下，滑片P向下滑动，接入电路的电阻减小，电流增大，所产生的磁场的磁感应强度增大，根据楞次定律可知，a线圈中所产生的感应电流的磁场方向竖直向上，再由右手螺旋定则可得线圈a中的电流方向为俯视逆时针方向，A错误；由于螺线管b中的电流增大，所产生的磁感应强度增大，线圈a中的磁通量应变大，B错误；根据楞次定律可知，线圈a有缩小的趋势，线圈a对水平桌面的压力增大，C错误，D正确.二、电磁感应中的图像问题1.图像问题有两种：一是给出电磁感应过程，选出或画出正确图像；二是由给定的有关图像分析

4、电磁感应过程，求解相应的物理量.2.基本思路是：(1)利用法拉第电磁感应定律计算感应电动势大小.(2)利用楞次定律或右手定则判定感应电流的方向.例2　如图2所示，三条平行虚线位于纸面内，中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度等大反向.菱形闭合导线框ABCD位于纸面内且对角线AC与虚线垂直，磁场宽度与对角线AC长均为d，现使线框沿AC方向匀速穿过磁场，以逆时针方向为感应电流的正方向，则从C点进入磁场到A点离开磁场的过程中，线框中电流i随时间t的变化关系可能是(　　)图2答案　D解析　导线框ABCD

5、在进入左边磁场时，由楞次定律和安培定则可以判断出感应电流的方向应为正方向，选项B、C不可能；当导线框ABCD一部分在左磁场区，另一部分在右磁场区时，回路中的最大电流要加倍，方向与刚进入时的方向相反，选项D可能，选项A不可能.三、电磁感应中的电路问题1.首先要找到哪一部分导体相当于电源，分清内、外电路.处于磁通量变化的磁场中的线圈或切割磁感线的导体相当于电源，该部分导体的电阻相当于内电阻，而其余部分的电路则是外电路.2.路端电压、感应电动势和某段导体两端的电压三者的区别：(1)某段导体作为电阻时，它两端的电压

6、等于电流与其电阻的乘积；(2)某段导体作为电源时，它两端的电压就是路端电压，等于电流与外电阻的乘积，或等于电动势减去内电压.(3)某段导体作为电源时，电路断路时导体两端的电压等于感应电动势.例3　如图3甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ被固定在水平面上，导轨间距l＝0.6m，两导轨的左端用导线连接电阻R1及理想电压表V，电阻为r＝2Ω的金属棒垂直于导轨静止在AB处；右端用导线连接电阻R2，已知R1＝2Ω，R2＝1Ω，导轨及导线电阻均不计.在矩形区域CDFE内有竖直向上的磁场，CE＝0.2m，磁感

7、应强度随时间的变化规律如图乙所示.开始时电压表有示数，当电压表示数变为零后，对金属棒施加一水平向右的恒力F，使金属棒刚进入磁场区域时电压表的示数又变为原来的值，金属棒在磁场区域内运动的过程中电压表的示数始终保持不变.求：图3(1)t＝0.1s时电压表的示数；(2)恒力F的大小；(3)从t＝0时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量.答案　(1)0.3V　(2)0.27N　(3)0.09J解析　(1)设磁场宽度为d＝CE，在0～0.2s的时间内，有E＝＝ld＝0.6V此时，R1与金属棒并联后再与R2串

8、联R＝R并＋R2＝1Ω＋1Ω＝2ΩU＝R并＝0.3V.(2)金属棒进入磁场后，R1与R2并联后再与r串联，有I′＝＋＝0.45AF安＝BI′l＝1.0×0.45×0.6N＝0.27N由于金属棒进入磁场后电压表的示数始终不变，所以金属棒做匀速运动，有F＝F安F＝0.27N.(3)在0～0.2s的时间内有Q＝t＝0.036J金属棒进入磁场后，有R′＝＋r＝ΩE′＝I′R′＝1.2VE′＝Blv，v＝2m/st′＝＝s