2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 11.1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 愣次定律總教案.doc

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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 11.1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 愣次定律總教案 一、電磁感應(yīng) 1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象 只要穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就有電流產(chǎn)生，這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)。 產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流． 2．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：閉合回路中磁通量發(fā)生變化 3. 磁通量變化的常見(jiàn)情況 (Φ改變的方式)： ①線圈所圍面積發(fā)生變化，閉合電路中的部分導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致Φ變化;其實(shí)質(zhì)也是B不變而S增大或減小 ②線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致Φ變化。線圈面積與磁感應(yīng)強(qiáng)度二者之間夾角發(fā)生變化。如勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈就是典型。 ③磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間(或位置)變化,磁感應(yīng)強(qiáng)度是時(shí)間的函數(shù)；或閉合回路變化導(dǎo)致Φ變化 (Φ改變的結(jié)果):磁通量改變的最直接的結(jié)果是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),若線圈或線框是閉合的.則在線圈或線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件就是：穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化． 4.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件: 無(wú)論回路是否閉合,只要穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化,線圈中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),如果回路閉合,則有感應(yīng)電流,如果回路不閉合，則只能出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)， 而不會(huì)形成持續(xù)的電流．我們看變化是看回路中的磁通量變化，而不是看回路外面的磁通量變化 二、感應(yīng)電流方向的判定 1.右手定則:伸開(kāi)右手，使拇指跟其余的四指垂直且與手掌都在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿過(guò)手心，手掌所在平面跟磁感線和導(dǎo)線所在平面垂直，大拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向, 四指所指的方向即為感應(yīng)電流方向(電源). 用右手定則時(shí)應(yīng)注意： ①主要用于閉合回路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流的方向判定， ②右手定則僅在導(dǎo)體切割磁感線時(shí)使用，應(yīng)用時(shí)要注意磁場(chǎng)方向、運(yùn)動(dòng)方向、感應(yīng)電流方向三者互相垂直． ③當(dāng)導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，拇指應(yīng)指向切割磁感線的分速度方向． ④若形成閉合回路，四指指向感應(yīng)電流方向；若未形成閉合回路，四指指向高電勢(shì)． ⑤“因電而動(dòng)”用左手定則．“因動(dòng)而電”用右手定則． ⑥應(yīng)用時(shí)要特別注意：四指指向是電源內(nèi)部電流的方向(負(fù)→正)．因而也是電勢(shì)升高的方向；即：四指指向正極。 導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流是磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流的特例，所以判定電流方向的右手定則也是楞次定律的一個(gè)特例．用右手定則能判定的，一定也能用楞次定律判定，只是對(duì)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電流方向的判定用右手定則更為簡(jiǎn)便． 2.楞次定律 (1)楞次定律(判斷感應(yīng)電流方向)：感應(yīng)電流具有這樣的方向，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化． (感應(yīng)電流的) 磁場(chǎng) (總是) 阻礙 (引起感應(yīng)電流的磁通量的) 變化 原因產(chǎn)生結(jié)果；結(jié)果阻礙原因。 (定語(yǔ)) 主語(yǔ) (狀語(yǔ)) 謂語(yǔ) (補(bǔ)語(yǔ)) 賓語(yǔ) (2)對(duì)“阻礙”的理解 注意“阻礙”不是阻止，這里是阻而未止。阻礙磁通量變化指： 磁通量增加時(shí)，阻礙增加(感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)方向相反，起抵消作用)； 磁通量減少時(shí)，阻礙減少(感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)方向一致，起補(bǔ)償作用)，簡(jiǎn)稱“增反減同”． (3)楞次定律另一種表達(dá)：感應(yīng)電流的效果總是要阻礙(或反抗)產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因. (F安方向就起到阻礙的效果作用) 即由電磁感應(yīng)現(xiàn)象而引起的一些受力、相對(duì)運(yùn)動(dòng)、磁場(chǎng)變化等都有阻礙原磁通量變化的趨勢(shì)。 ①阻礙原磁通量的變化或原磁場(chǎng)的變化； ②阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可理解為“來(lái)拒去留”； ③使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)； 有時(shí)應(yīng)用這些推論解題 比用楞次定律本身更方便 ④阻礙原電流的變化． 楞次定律 磁通量的變化表述：感應(yīng)電流具有這樣的方向，就是感應(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。 能量守恒表述： I感的磁場(chǎng)效果總要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因 ①?gòu)拇磐孔兓慕嵌龋? 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。 ②從導(dǎo)體和磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)： 導(dǎo)體和磁體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 ③從感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)： 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的變化。(增反、減同) ④楞次定律的特例──右手定則 楞次定律的多種表述、應(yīng)用中常見(jiàn)的兩種情況：一磁場(chǎng)不變,導(dǎo)體回路相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)；二導(dǎo)體回路不動(dòng),磁場(chǎng)發(fā)生變化。 磁通量的變化與相對(duì)運(yùn)動(dòng)具有等效性：Φ↑相當(dāng)于導(dǎo)體回路與磁場(chǎng)接近，Φ↓相當(dāng)于導(dǎo)體回路與磁場(chǎng)遠(yuǎn)離。 (4)楞次定律判定感應(yīng)電流方向的一般步驟 基本思路可歸結(jié)為：“一原、二感、三電流”， ①明確閉合回路中引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)方向如何； ②確定原磁場(chǎng)穿過(guò)閉合回路中的磁通量如何變化(是增還是減) ③根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向． ④再利用安培定則，根據(jù)感應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向來(lái)確定感應(yīng)電流方向． 判斷閉合電路（或電路中可動(dòng)部分導(dǎo)體）相對(duì)運(yùn)動(dòng)類問(wèn)題的分析策略 在電磁感應(yīng)問(wèn)題中，有一類綜合性較強(qiáng)的分析判斷類問(wèn)題，主要講的是磁場(chǎng)中的閉合電路在一定條件下產(chǎn)生了感應(yīng)電流，而此電流又處于磁場(chǎng)中，受到安培力作用，從而使閉合電路或電路中可動(dòng)部分的導(dǎo)體發(fā)生了運(yùn)動(dòng). 對(duì)其運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的分析判斷可有兩種思路方法： ①常規(guī)法：據(jù)原磁場(chǎng)(B原方向及ΔΦ情況)確定感應(yīng)磁場(chǎng)(B感方向)判斷感應(yīng)電流(I感方向) 導(dǎo)體受力及運(yùn)動(dòng)趨勢(shì). ②效果法：由楞次定律可知，感應(yīng)電流的“效果”總是阻礙引起感應(yīng)電流的“原因”，深刻理解“阻礙”的含義. 據(jù)"阻礙"原則，可直接對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)作出判斷，更簡(jiǎn)捷、迅速. (如F安方向阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)) B感和I感的方向判定：楞次定律(右手) 深刻理解“阻礙”兩字的含義(I感的B是阻礙產(chǎn)生I感的原因) B原方向?；B原?變化(原方向是增還是減)；I感方向?才能阻礙變化；再由I感方向確定B感方向。 楞次定律的理解與應(yīng)用 理解楞次定律要注意四個(gè)層次: ①誰(shuí)阻礙誰(shuí)?是感應(yīng)電流的磁通量阻礙原磁通量; ②阻礙什么?阻礙的是磁通量的變化而不是磁通量本身; ③如何阻礙?當(dāng)磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反,當(dāng)磁通量減小時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同,即”增反減同”; ④結(jié)果如何?阻礙不是阻止,只是延緩了磁通量變化的快慢,結(jié)果是增加的還是增加,減少的還是減少. 另外 ①“阻礙”表示了能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系,正因?yàn)榇嬖谧璧K作用,才能將其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能; ② 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的相對(duì)運(yùn)動(dòng). 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)態(tài)分析：就是分析導(dǎo)體的受力和運(yùn)動(dòng)情況之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。 一般可歸納為：導(dǎo)體組成的閉合電路中磁通量發(fā)生變化導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流導(dǎo)體受安培力作用 導(dǎo)體所受合力隨之變化導(dǎo)體的加速度變化其速度隨之變化感應(yīng)電流也隨之變化 周而復(fù)始地循環(huán)，最后加速度小致零(速度將達(dá)到最大)導(dǎo)體將以此最大速度做勻速直線運(yùn)動(dòng) “阻礙”和“變化”的含義 原因產(chǎn)生結(jié)果；結(jié)果阻礙原因。 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，而不是阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)。 因此，不能認(rèn)為感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向和引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反。 產(chǎn)生 產(chǎn)生 阻礙 磁通量變化 感應(yīng)電流 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)