2012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、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=△B?S；
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L1 B．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g D、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（θ<90°）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．
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、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=△B?S；
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L1 B．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g D、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（θ<90°）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．
