俗话说,凡事预则立,不预则废。教师要准备好教案,这是教师的任务之一。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点,让教师能够快速的解决各种教学问题。你知道如何去写好一份优秀的教案呢?下面是小编为大家整理的“高考物理第一轮导学案复习:电磁感应”,欢迎阅读,希望您能阅读并收藏。
20xx届高三物理一轮复习导学案
十、电磁感应(1)
【课题】电磁感应现象及楞次定律
【目标】
1、通过探究得出感应电流与磁通量变化的关系,并会叙述楞次定律的内容。
2、体会楞次定律内容中“阻碍”二字的含义,感受“磁通量变化”的方式和途径,并用来分析一些实际问题。
【导入】
一、电磁感应现象—感应电流产生的条件
1、内容:只要通过闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就有感应电流产生.
2、条件:①_____________;②______________________________.
3、磁通量发生变化△ф=ф2-ф1,一般存在以下几种情形:
①投影面积不变,磁感应强度变化,即△ф=△BS;
②磁感应强度不变,投影面积发生变化,即△ф=B△S。其中投影面积的变化又有两种形式:
A.处在磁场的闭合回路面积发生变化,引起磁通量变化;
B.闭合回路面积不变,但与磁场方向的夹角发生变化,从而引起投影面积变化.
③磁感应强度和投影面积均发生变化,这种情况少见。此时,△ф=B2S2-B1S1;注意不能简单认为△ф=△B△S。
二、感应电流方向——楞次定律
1、感应电流方向的判定:方法一:右手定则;方法二:楞次定律。
2、楞次定律的内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
3、楞次定律的理解:掌握楞次定律,具体从下面四个层次去理解:
①谁阻碍谁——感应电流的磁通量阻碍原磁场的磁通量.
②阻碍什么——阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身.
③如何阻碍——原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即“增反减同”.
④阻碍的结果——阻碍并不是阻止,结果是增加的还增加,减少的还减少.
4、判定感应电流方向的步骤:
①首先明确闭合回路中引起感应电流的原磁场方向.
②确定原磁场穿过闭合回路中的磁通量是如何变化的.(是增大还是减小)
③根据楞次定律确定感应电流的磁场方向——“增反减同”.
④利用安培定则确定感应电流的方向.
5、楞次定律的“阻碍”含义可以推广为下列三种表达方式:
①阻碍原磁通量(原电流)变化.(线圈的扩大或缩小的趋势)—“增反减同”
②阻碍(磁体的)相对运动,(由磁体的相对运动而引起感应电流).—“来推去拉”
③从能量守恒角度分析:能量的转化是通过做功来量度的,这一点正是楞次定律的根据所在,楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。
注意:有时应用推广含义解题比用楞次定律本身方便得多。
6、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应用
(1)应用现象
(2)应用区别:关键是抓住因果关系
①.因电而生磁(I→B)→安培定则
②.因动而生电(v、B→I安)→右手定则
③.因电而受力(I、B→F安)→左手定则
【导研】
[例1](芜湖一中2009届高三第一次模拟考试)如图,线圈L1,铁芯M,线圈L2都可自由移动,S合上后使L2中有感应电流且流过电阻R的电流方向为a→b,可采用的办法是()
A.使L2迅速靠近L1B.断开电源开关S
C.将铁芯M插入D.将铁芯M抽出
[例2](通州市2009届高三查漏补缺专项检测)4.如图所示,Q是单匝金属线圈,MN是一个螺线管,它的绕线方法没有画出,Q的输出端ab和MN的输入端c、d之间用导线相连,P是在MN的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈.若在Q所处的空间加上与环面垂直的变化磁场,发现在t1至t2时间段内弹簧线圈处在收缩状态,则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是()
[例3]两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环,当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时,B中产生如图所示方向的感应电流,则()
A.A可能带正电且转速减小B.A可能带正电且转速增大
C.A可能带负电且转速减小D.A可能带负电且转速增大
[例4]如图所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向在图中已经表示.左线圈连着平行导轨M和N,导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中,下列说法中正确的是()
A.当金属棒向右匀速运动时,a点电势高于b点,c点电势高于d点
B.当金属棒向右匀速运动时,b点电势高于a点,c点与d点为等电势
C.当金属棒向右加速运动时,b点电势高于a点,c点电势高于d点
D.当金属棒向右加速运动时,b点电势高于a点,d点电势高于c点
[例5]如图所示,光滑固定导体M、N水平放置,两根导体捧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()
A、P、Q将互相靠拢B、P、Q将互相远离
C、磁铁的加速度仍为gD、磁铁的加速度小于g
[例6](选修3-2第10页T7)如图所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B应怎样随时间t变化?请推导这种情况下B与t的关系式。
【导练】
1、如图所示,一条形磁铁从静止开始穿过采用双线绕成的闭合线圈,条形磁铁在此过程中做()
A.减速运动B.匀速运动
C.自由落体运动D.非匀变速运动
2、(南通市2008届高三第三次调研测试)如图所示,一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中,下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是()
A.圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动
B.圆盘以某一水平直径为轴匀速转动
C.圆盘在磁场中向右匀速平移D.匀强磁场均匀增加
3、(江苏省盐城市2009届高三上学期第一次调研考试)6.如图所示,在直导线下方有一矩形线框,当直导线中通有方向如图示且均匀增大的电流时,线框将()
A.有顺时针方向的电流B.有逆时针方向的电流
C.靠近直导线D.远离直导线
4、(宿迁市09学年高三年级第一次调研测试)3.绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上,铁芯上套着一个铝环,线圈与电源、电键相连,如图所示.线圈上端与电源正极相连,闭合电键的瞬间,铝环向上跳起.若保持电键闭合,则()
A.铝环不断升高
B.铝环停留在某一高度
C.铝环跳起到某一高度后将回落
D.如果电源的正、负极对调,观察到的现象不变
5、(普陀区09高三年级物理学科期末调研试卷)如图所示,有一通电直导线MN,其右侧有一边长为L的正方形线圈abcd,导线与线圈在同一平面内,且导线与ab边平行,距离为L。导线中通以如图方向的恒定电流,当线圈绕ab边沿逆时针方向(从上往下看)转过角度θ(θ90°)的过程中,线圈中产生感应电流的方向为________方向(选填“abcda”或“adcba”);当线圈绕ab边转过角度θ=________时,穿过线圈中的磁通量最小。
6、动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感应现象.如图(a)是话筒原理图,(b)是录音机的录、放原理图,由图可知()
A、话筒工作时磁铁不动线圈移动而产生感应电流.
B、录音机放音时变化的磁场在静止的线圈里产生感应电流.
C、录音机放音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场.
D、录音机录音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场.
20xx届高三物理一轮复习导学案
十、电磁感应(3)
【课题】电磁感应中的电路问题
【目标】
1、进一步理解法拉第电磁感应定律和楞次定律的应用;
2、掌握解决电磁感应中的电路问题的方法。
【导入】
一、电磁感应中的电路问题
在电磁感应现象中,切割磁感线的导体或磁通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,将它们接上电阻等用电器,便可对用电器供电,在回路中形成电流;将它们接上电容器,便可使电容器充电,因此电磁感应问题又往往跟电路问题联系在一起。
解此类问题的基本思路是:①明确哪一部分电路产生感应电动势,则这部分电路就是等效电源。②画出等效电路图。③结合有关的电路规律建立方程求解。
二、自感现象
自感现象是电磁感应现象一种特例,它是由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象。自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化。
注意:断电自感电流的大小不会超过断电前瞬间线圈中电流的大小,通电自感电动势不会超过电源的电动势,这才是“阻碍”意义的真实体现。
【导研】
[例1](盐城市08学年高三年级第一次调研考试)两金属棒和三根电阻丝如图连接,虚线框内存在均匀变化的匀强磁场,三根电阻丝的电阻大小之比R1:R2:R3=1:2:3,金属棒电阻不计。当S1、S2闭合,S3断开时,闭合的回路中感应电流为I,当S2、S3闭合,S1断开时,闭合的回路中感应电流为5I,当S1、S3闭合,S2断开时,闭合的回路中感应电流是()
A.0B.3IC.6ID.7I
[例2](通州市09届高三第七次调研测试)4.如图所示,均匀的金属长方形线框从匀强磁场中以匀速V拉出,它的两边固定有带金属滑轮的导电机构,金属框向右运动时能总是与两边良好接触,一理想电压表跨接在PQ两导电机构上,当金属框向右匀速拉出的过程中,已知金属框的长为a,宽为b,磁感应强度为B,电压表的读数为()
A.恒定不变,读数为BbV
B.恒定不变,读数为BaV
C.读数变大D.读数变小
[例3]如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2的电阻连接,右端通过导线与阻值RL=4的小灯泡L连接.在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长l=2m,有一阻值r=2的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处.CDEF区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示.在t=0至t=4s内,金属棒PQ保持静止,在t=4s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动.已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,求:
(1)通过小灯泡的电流.
(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小.
[例4](拼茶中学08届高三物理五月份模拟试卷)面积为cm2、不计电阻的“U”框架,右侧接一电路,如图所示,电路中电阻值分别为R1=2Ω,R2=4Ω,R3=6Ω,二极管是理想的.现在框架所在区域加上垂直框架平面的匀强磁场,且磁场的磁感应强度按(T)规律变化,
(1)证明:框架中的感应电动势按余弦规律变化;
(2)试画出R2两端电压随时间的图象(要求画出一个完整周期);
(3)计算R2的实际功率P2.
[例5](泰州市08届高三第一次联考模拟试卷)图甲为某同学研究自感现象的实验电路图,用电流传感器显示器各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻R1=6.0,定值电阻R=2.0,AB间电压U=6.0V。开关S原来闭合,电路处于稳定状态,在t1=1.0×10–3s时刻断开关S,此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示。
(1)求出线圈L的直流电阻RL;
(2)在图甲中用箭头标出断开开关后通过电灯的电流方向;
(3)在t2=1.6×10–3s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多少?
【导练】
1.如右图所示电路,L是自感系数较大的线圈,在滑动变阻器的滑动片P从A端迅速滑向B端的过程中,经过AB中点C时通过线圈的电流为I1;P从B端迅速滑向A端的过程中,经过C点时通过线圈的电流为I2;P固定在C点不动,达到稳定时通过线圈的电流为I0,则()
A.I1=I0=I2B.I1I0I2
C.I1=I0I2D.I1I0I2
2.(08年高考江苏卷物理)如图所示的电路中,三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接,电感的电阻忽略不计.电键K从闭合状态突然断开时,下列判断正确的有()
A、a先变亮,然后逐渐变暗B、b先变亮,后逐渐变暗
C、c先变亮,然后逐渐变暗D、b、c都逐渐变暗
3.匀强磁场磁感应强度B=0.2T,磁场宽度L=3m,一正方形金属框边长为h=lm,每边电阻r=0.2Ω,金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区,其平面始终保持与磁感线方向垂直,如图所示。
(1)画出金属框穿过磁场区的过程中,金属框内感应电流随时间变化的I-t图线;
(2)画出ab两端电压随时间变化的U-t图线。(以上均要求写出作图依据)
4.(09届江苏省泰州市期末联考高三物理模拟试题)15.(12分)在同一水平面中的光滑平行导轨P、Q相距l=1m,导轨左端接有如图所示的电路。其中水平放置的平行板电容器两极板M、N部距离d=10mm,定值电阻R1=R2=12Ω,R3=2Ω,金属棒ab电阻r=2Ω,其它电阻不计。磁感应强度B=0.5T的匀强磁场竖直穿过导轨平面,当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时,悬浮于电容器两极板之间,质量m=1×10-14kg,带电量q=-1×10-14C的微粒恰好静止不动。取g=10m/s2,在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好。且运动速度保持恒定。试求:
(1)匀强磁场的方向;
(2)ab两端的路端电压;
(3)金属棒ab运动的速度
5.(浦东新区2008年高考预测)如图所示,直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中,ab是一段长为l1=0.6m、单位长度电阻为r=3Ω/m的均匀导线,ac和bc的电阻可不计,bc长度为l2=0.3m。磁场的磁感应强度为B=0.5T,方向垂直纸面向里。现有一段长度为L=0.3m、单位长度电阻也为r=3Ω/m的均匀导体杆MN架在导线框上,开始时紧靠a点,然后沿ab方向以恒定速度v=1.2m/s向b端滑动,滑动中始终与bc平行并与导线框保持良好接触。
(1)导线框中有感应电流的时间是多长?
(2)当导体杆MN滑到ab中点时,导线bc中的电流多大?方向如何?
(3)求导体杆MN自a点至滑到ab中点过程中,回路中感应电动势的平均值。
(4)找出当导体杆MN所发生的位移为x(0x≤0.6m)时,流经导体杆的电流表达式;并求当x为何值时电流最大,最大电流是多少?
第23讲电磁感应20xx新题赏析
题一:物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图所示,她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环,闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起.某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路,经重复实验,线圈上的套环均未动,对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是()
A.线圈接在了直流电源上
B.电源电压过高
C.所选线圈的匝数过多
D.所用套环的材料与老师的不同
题二:如图甲所示,矩形导线框ABCD固定在匀强磁场中,磁感线垂直于线框所在平面向里。规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向;线框中沿着ABCDA方向为感应电流i的正方向。要在线框中产生如图乙所示的感应电流,则磁感应强度B随时间t变化的规律可能为()
题三:半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆,单位长度电阻均为R0。圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B。杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O开始,杆的位置由θ确定,如图所示。则()
A.θ=0时,杆产生的电动势为2Bav
B.θ=时,杆产生的电动势为Bav
C.θ=0时,杆受的安培力大小为
D.θ=时,杆受的安培力大小为
题四:如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距L=0.5m,左端接有阻值R=0.3Ω的电阻,一质量m=0.1kg,电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.4T。棒在水平向右的外力作用下,由静止开始a=2m/s2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x=9m时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1:Q2=2:1。导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求:
(1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q;
(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2;
(3)外力做的功Wf。
题五:如图甲所示,一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L,距左端L处的右侧一段被弯成半径为H的四分之一圆弧,圆弧导轨的左、右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场,右段区域存在磁场B0,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B(t),如图乙所示,两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路,金属棒下滑时开始计时,经过时间t0滑到圆弧底端。设金属棒所在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g。
(1)问金属棒在圆弧内滑动过程时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?为什么?
(2)求从0到时间t0内,回路中感应电流产生的焦耳热;
(3)探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间,回路中感应电流的大小和方向。
第23讲电磁感应20xx新题赏析
题一:D题二:B题三:AD题四:(1)4.5C;(2)1.8J;(3)5.4J。
题五:(1)金属棒在圆弧内滑动过程时,回路中感应电流的大小和方向均不发生变化,因为金属棒滑到圆弧任意位置时,回路中磁通量的变化率相同。(2)Q=。(3)当时,;当时,,方向由b到a;当时,,方向由a到b。
第22讲电磁感应经典经典(下)
主讲教师:徐建烽首师大附中物理特级教师
题一:用一条形磁铁插入闭合线圈中,第一次迅速匀速插入所用时间为t1,第二次缓慢匀速插入所用时间为t2;且t2=2t1,则第一次与第二次相比较()
A.线圈中的平均感应电动势之比为2:1B.通过线圈中的电量之比为1:1
C.线圈中产生的热量之比为4:1D.线圈中的电功率之比为8:1
题二:如图所示,A、B两个用相同导线制成的金属环,半径RA=2RB,两环间用电阻不计的导线连接。均匀变化的磁场只垂直穿过A环时,a、b两点间的电压为U.若让该均匀变化的磁场只垂直穿过B环,则a、b两点间的电压为。
题三:如图所示,置于水平面的平行金属导轨间距d=0.5m,左端用直导线连接且垂直导轨,金属棒ab垂直导轨跨在两导轨之间,距导轨左端L=0.8m,ab与每根导轨间的最大静摩擦力f=0.2N,金属棒ab的电阻为R=0.2Ω,其他电阻不计。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,。开始时磁场的磁感强度为B0=1.0T,以后以0.2T/s的变化率均匀增大,求从磁感强度开始变化,经多长时间金属棒ab开始运动?
题四:图1铁路上测量列车运行速度和加速度装置的示意图,它是由一块安装在列车车头底部的强磁铁和埋设在轨道下面的一组等距分布的线圈及电流测量记录仪组成.假设磁铁磁极处的磁感应强度B与端面垂直,大小为0.005T,磁铁的宽度与线圈宽度d相同,且都很小,如图2示.线圈的匝数n=10,长l=0.2m,总电阻R=0.5Ω(包括引出线的电阻).若列车在整个测试区内做匀加速直线运动,在到达图9-16所示的测试起始点时,开始记录位移.图3记录下来的磁铁通过第一、第二两个线圈的“电流—位移”图象。
求:(1)列车通过测试区的加速度;
(2)列车下的磁铁通过第五个线圈时,线圈中电流的大小。
题五:如图所示。足够长U形导体框架的宽度l=0.5m,电阻忽略不计,其所在平面与水平面成α=37°角,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面,一根质量为m=0.2kg、有效电阻R=2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上,该导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5。导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动时通过导体棒截面的电量为Q=2C。求:
(1)导体棒做匀速运动时的速度。
(2)导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动时这一过程中,导体棒的有效电阻消耗的电功。(sin37o=0.6,cos37o=0.8)
第22讲电磁感应经典经典(下)
题一:AB题二:U/2题三:5s题四:(1)0.12m/s2;0.22A题五:(1)5m/s;(2)1.5J
文章来源:http://m.jab88.com/j/71147.html
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