高三物理最新教案-第十一单元电磁感应 精品
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物理教案高中必修三
目标:学生能够理解电磁感应的基本原理和应用,掌握相关的计算方法。
一、导入(5分钟)
通过展示一个实验视频或图片,引发学生对电磁感应的兴趣,并提出问题:“什么是电磁
感应?它有什么应用?”
二、概念讲解(15分钟)
1. 电磁感应的基本原理:当导体在磁场中运动或磁场的强度发生改变时,会产生感应电流。
2. 法拉第电磁感应定律:感应电动势的大小与导体磁通量的变化率成正比。
3. 洛伦兹力的方向规则:右手螺旋定则,确定感应电流的方向。
三、公式推导与计算(20分钟)
1. 计算感应电动势:利用法拉第电磁感应定律进行计算。
2. 计算感应电流:应用欧姆定律和洛伦兹力规律进行计算。
四、实验与探究(15分钟)
设置实验,让学生观察电磁感应现象,并用实验数据进行计算和分析。
实验内容可以包括感应电动势的测量、感应电流的探究等。
五、应用拓展(10分钟)
讨论电磁感应在电磁感应加热、电磁感应制动等方面的应用,并展示相关实例。
引导学生思考如何进一步提高电磁感应技术的应用效率和效果。
六、总结与评价(5分钟)
回顾本节课的重点内容,让学生总结学到的知识和技能。
提出问题并让学生针对问题进行思考和讨论,评价自己对电磁感应的理解和掌握程度。
七、作业布置
布置相关练习题,巩固学生对电磁感应的理解和应用能力。
(以上仅为参考范本,实际教学中可根据教材内容和学生实际需求进行调整)。
高中物理电磁感应教案课题:电磁感应教学目标:1. 了解电磁感应的基本概念2. 掌握电磁感应定律的应用3. 能够应用电磁感应原理解决相关问题教学内容:1. 电磁感应的基本概念2. 法拉第电磁感应定律3. 感应电流的方向教学重点:1. 电磁感应的概念和定律2. 感应电流的方向判断教学难点:1. 掌握电磁感应定律的应用2. 判断感应电流的方向教学准备:1. 教科书、课件2. 示波器、电磁感应实验装置3. 实验用的线圈、磁铁、导线等材料教学过程:一、导入(5分钟)教师引导学生回顾之前学过的电磁学知识,引出电磁感应的概念。
二、讲解电磁感应(15分钟)1. 介绍电磁感应的基本概念和法拉第电磁感应定律2. 解释感应电流的产生原理三、实验演示(15分钟)教师向学生展示使用实验装置进行电磁感应实验的过程,引导学生观察实验现象并分析原因。
四、练习与讨论(20分钟)1. 学生进行相关练习,巩固概念和定律2. 学生在小组讨论中解决电磁感应问题五、总结(5分钟)教师带领学生总结本节课的重点内容,强调电磁感应在生活中的应用和意义。
六、作业(5分钟)布置相关作业,巩固学生对电磁感应的理解和运用能力。
板书设计:电磁感应- 法拉第电磁感应定律- 感应电流的方向教学反思:在教学中,要注重引导学生探究和实践,培养学生动手动脑的能力。
针对电磁感应这一概念性较强的内容,可以通过实验演示、讨论与练习等多种教学方法来提高学生的学习兴趣和参与度,加深对知识的理解和掌握。
同时,要着重指导学生在解决问题时注重思考和逻辑推理,培养解决问题的能力。
高中物理选修11教案
授课内容:电磁感应
授课目标:
1. 了解电磁感应的基本概念和原理;
2. 理解法拉第电磁感应定律;
3. 掌握电磁感应相关的计算方法;
4. 探讨电磁感应在生活和工业生产中的应用。
授课步骤:
一、导入(5分钟)
教师利用实际生活中的例子引入电磁感应的概念,让学生思考什么是电磁感应,并列举一
些常见的电磁感应现象。
二、讲授(15分钟)
1. 介绍电磁感应的基本概念和原理;
2. 讲解法拉第电磁感应定律的内容和意义;
3. 探讨电磁感应的计算方法,包括电磁感应电动势和感应电流的计算。
三、实验演示(20分钟)
教师进行一个简单的电磁感应实验演示,让学生亲自操作,观察和记录实验现象,并根据
实验数据计算电磁感应电动势和感应电流。
四、小组讨论(10分钟)
学生分成小组,讨论电磁感应在生活和工业生产中的应用,并向全班汇报各自的讨论结果。
五、作业布置(5分钟)
布置相关的练习题和思考题作为课后作业,加深学生对电磁感应知识的理解和掌握。
六、课堂总结(5分钟)
教师对本节课的重点内容进行总结,强调学生需要在日常生活中多留意电磁感应现象,加
深对这一领域知识的理解和应用。
备注:教案仅供参考,实际教学中应根据教学进度和学生实际情况进行调整。
新课标人教版11选修一《电磁感应现象》WORD教案1摘要:关于电磁感应现象教学,学生往往感到比较抽象,在本案例中,教师利用技术较好地解决了这一问题。
第一,教师利用运算机演示多媒体教学软件,使学生加深对教学内容的明白得。
在正式开始实验前,教师先为学生演示实验差不多操作,而后学生以小组方式动手实验,并归纳实验结论。
最后时期,教师通过展现一些实际生活中的电磁感应应用实例,进一步激发了学生的学习热情。
案例提供者信息:北京天坛中学张向红老师二、对应的标准与 CNETS.T 的相关性Ⅰ意识与态度1. 具有在教学中开展信息技术与课程整合的爱好与愿望2. 具有运用技术不断丰富教学资源的意识与愿望Ⅱ知识与技能1. 了解现代教学理论和新型教育观念2. 了解中小学学生认知进展规律及学习理论3. 了解教育传播理论和系统方法4. 把握信息检索、加工与利用的方法5. 把握教学系统设计一样方法6. 把握常见教学媒体选择与开发的方法Ⅲ应用与创新1. 有效地分析课程的教学目标、教学内容,依照学生特点和教学条件设计合理的教学过程,并积极寻求优化教学的措施2. 积极开展不同学科内容之间的整合,并积极实现信息技术与课程的有效整合3. 把握、应用和整合与学科教学相关的技术资源和校内外学习资源4. 在教学过程中,不断为学生创设各种应用技术进行实践的机会Ⅳ社会责任1. 促进不同性别、经济状况的学生在利用技术和资源上享有均等的机会2. 促进不同背景、性格和能力的学生利用技术和学习资源均能得到良好进展3. 促进学生健康地使用技术与信息,减小技术和信息带来的负面阻碍三、案例描述在本案例中,教师依照如下步骤进行教学:1. 教师利用运算机演示“奥斯特实验”,并设问题情境,激发学生的学习爱好,引导学生摸索电流能产生电磁场,反之磁场能否产生电流。
学生通过观看屏幕,摸索与回答问题。
2. 利用电脑演示英国物理学法拉第的照片,介绍他通过长达 10 年的研究,终于在1831 年发觉了利用磁场获得电流的现象,指出本节课确实是来探讨这一问题。
高三物理重点——电磁感应教案。
电磁感应是高三物理中的重要内容,也是普通物理中较为复杂的内容之一。
掌握电磁感应的基本原理和计算方法对于学生将来的科学研究和应用领域都至关重要。
因此,高三物理教学中电磁感应的教学显得尤为重要。
一、教学内容电磁感应是指电流在电磁场中产生电场,使电荷产生位移和电势差的现象,也就是由变化的电场所产生的电动势现象。
电磁感应包括自感现象、互感现象、电磁振荡、变压器、感应电流等多个方面。
在高三物理中主要学习电磁感应的基础知识、电磁感应定律、互感和自感电感、电磁感应的应用等内容。
其中,电磁感应定律是电磁感应的重要基础。
包括了安培环路定理和法拉第电磁感应定律。
安培环路定理表明,在任何物理过程中,沿着一个封闭回路的总电磁动力学作用相等于该封闭回路所包括的面积的变化率和该面积所包含的传导电流的乘积。
而法拉第电磁感应定律则是一个极其重要的公式,是应用最广泛的电磁感应定律。
二、教学重点1.熟练掌握电磁感应定律的两个公式:1)动生电动势E=-ΔΦ/Δt2)静生电动势E=-n·ΔΦ/Δt其中,ΔΦ表示磁通量的变化量,Δt表示时间变化量,n表示匝数比,E表示电动势。
静生电动势和动生电动势的区别在于,静生电动势的电磁感应过程是在磁场恒定的条件下进行的,因此不会产生电流;而动生电动势是在磁场变化的条件下进行的,因此会产生感应电流。
2.掌握互感和自感电感计算公式:1)互感电感L1,2=M1,2/√(L1L2)2)自感电感L=(μ0n^2A)/l其中,M1,2表示物两个线圈之间的互感系数,L1和L2分别表示物两个线圈的自感系数,n表示线圈的匝数,A表示线圈的截面积,μ0表示真空中磁导率,l表示线圈的长度。
三、教学方法1.讲解和实验相结合通过讲解和实验相结合的方法,使学生在适当地理论知识的引导下,能够亲自感受和体验电磁感应的原理和应用。
例如,做出一个电磁铁或者测量电动势的实验,通过实验得到的数据能够进一步加深学生对电磁感应定律的理解。
高中物理磁感应线教案
教学目标:
1. 了解磁感应线的概念和特点;
2. 掌握磁感应线的实验方法和观察技巧;
3. 能够分析磁感应线形成的原理和规律。
教学内容:
1. 磁感应线的概念和特点;
2. 磁感应线实验的步骤和方法;
3. 磁感应线的分析与解释;
4. 相关实验示意图和数据分析。
教学步骤:
一、导入环节(5分钟)
教师用简单生动的例子引入磁感应线的概念,激发学生对物理实验的兴趣。
二、实验步骤与操作(15分钟)
1. 准备实验材料:磁铁、铁屑、透明纸等;
2. 在透明纸上放置磁铁,将铁屑均匀撒在磁铁周围;
3. 观察铁屑的排列情况,记录实验现象。
三、实验数据分析(15分钟)
1. 集体讨论观察到的实验现象,分析磁感应线的形成原理;
2. 引导学生针对实验数据进行分析和总结,得出结论。
四、课堂小结(5分钟)
对本节课的重点内容进行整理和归纳,强化学生对磁感应线的理解和应用。
五、作业布置(5分钟)
布置相关练习题,巩固本节课所学内容。
教学反思:
此教案通过简单生动的实验引入,激发学生对物理实验的兴趣,同时通过集体讨论和实验数据分析,提高学生对磁感应线的理解和应用能力。
同时,作业布置能够巩固和加深学生对磁感应线的理解。
高三物理电磁感应与电磁波的优秀教案范本引言:电磁感应和电磁波是高中物理课程中重要的内容之一。
本教案旨在通过精心设计的教学活动和讲解,帮助学生深入理解电磁感应和电磁波的概念与原理,并通过实践操作提高学生的实验操作能力。
同时,通过引入相关的应用知识,提升学生对于电磁感应和电磁波的实际应用的理解能力。
一、教学目标:1. 理解电磁感应的基本概念和法拉第电磁感应定律;2. 掌握电磁感应实验操作技巧;3. 理解电磁波的基本概念和产生原理;4. 运用电磁波知识解释光的传播和干涉等现象。
二、教学重点与难点分析:1. 电磁感应的基本概念和法拉第电磁感应定律是本节课的重点内容,需要学生进行深入理解和掌握;2. 学生在实验操作中需要熟练掌握计算电磁感应中的电动势和感应电流的方法;3. 学生对于电磁波的产生原理和光的传播需要进行较深入的解释。
三、教学准备:1. 教师准备:电磁感应与电磁波相关教材、实验器材、投影仪、PPT等;2. 学生准备:课前预习教材内容,带好实验所需的纸张、铁芯线圈、电磁线框等。
四、教学步骤:1. 激发兴趣:通过引入一个有趣的实例,如电磁感应发电机的原理和应用,激发学生的学习兴趣。
2. 知识讲解:用图文并茂的PPT,深入浅出地解释电磁感应和电磁波的基本概念和原理,引导学生进行思考和讨论。
3. 实验操作:根据教材所提供的电磁感应实验内容,带领学生进行实验操作,要求学生仔细观察实验现象并记录数据。
4. 实验讨论与总结:学生进行实验数据的分析和讨论,归纳总结电磁感应实验中的规律,并解释法拉第电磁感应定律的原理。
5. 拓展应用:通过引入手机无线充电、电磁炉等实际应用案例,让学生了解电磁波的广泛应用,并进行相关现象的解释和讨论。
6. 提问答疑:针对学生在学习过程中遇到的问题,教师进行答疑解惑,帮助学生消除疑惑。
7. 课堂练习与讲解:通过一些小练习题,让学生巩固所学知识,并在课堂上进行讲解,强化学生的理解能力。
高三物理电磁感应教案高三物理电磁感应教案【教学目标】1、知识与技能:(1)、知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。
(2)、知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能区别Φ、ΔΦ、。
(3)、理解法拉第电磁感应定律的内容、数学表达式。
(4)、知道E=BLvsinθ如何推得。
(5)、会用解决问题。
2、过程与方法(1)、通过学生实验,培养学生的动手能力和探究能力。
(2)、通过推导闭合电路,部分导线切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv,掌握运用理论知识探究问题的方法。
3、情感态度与价值观(1)、从不同物理现象中抽象出个性与共性问题,培养学生对不同事物进行分析,找出共性与个性的辩证唯物主义思想。
(2)、通过比较感应电流、感应电动势的特点,引导学生忽略次要矛盾、把握主要矛盾。
【教学重点】法拉第电磁感应定律。
【教学难点】感应电流与感应电动势的产生条件的区别。
【教学方法】实验法、归纳法、类比法【教具准备】多媒体课件、多媒体电脑、投影仪、检流计、螺线管、磁铁。
【教学过程】一、复习提问:1、在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?答:穿过闭合回路的磁通量发生变化,就会在回路中产生感应电流。
2、恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么?答:电路闭合,且这个电路中一定有电源。
3、在发生电磁感应现象的情况下,用什么方法可以判定感应电流的方向?答:由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向。
二、引入新课1、问题1:既然会判定感应电流的方向,那么,怎样确定感应电流的强弱呢?答:既然有感应电流,那么就一定存在感应电动势.只要能确定感应电动势的大小,根据闭合电路欧姆定律就可以确定感应电流大小了.2、问题2:如图所示,在螺线管中插入一个条形磁铁,问①、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,该电路中是否都有电流?为什么?答:有,因为磁通量有变化②、有感应电流,是谁充当电源?答:由恒定电流中学习可知,对比可知左图中的虚线框内线圈部分相当于电源。
高三物理教案电磁感应(优秀4篇)物理电磁感应教案篇一[要点导学]1. 这一节学习法拉第电磁感应定律,要学会感应电动势大小的计算方法。
这部分内容和楞次定律是本章的两大重要内容,应该高度重视。
2. 法拉第电磁感应定律告诉我们电路中产生感应电动势的大小跟成正比。
若产生感应电动势的电路是一个有n匝的线圈,且穿过每匝线圈的磁感量变化率都相同,则整个线圈产生的感应电动势大小E= 。
3. 直导线在匀强磁场中做切割磁感线的运动时,如果运动方向与磁感线垂直,那么导线中感应电动势的大小与、和三者都成正比。
用公式表示为E= 。
如果导线的运动方向与导线本身是垂直的,但与磁感线方向有一夹角,我们可以把速度分解为两个分量,垂直于磁感线的分量v1=vsin,另一个平行于磁感线的分量不切割磁感线,对感应电动势没有贡献。
所以这种情况下的感应电动势为E=Blvsin。
4.应该知道:用公式E=n/t计算的感应电动势是平均电动势,只有在电动势不随时间变化的情况下平均电动势才等于瞬时电动势。
用公式E=Blv计算电动势的时候,如果v是瞬时速度则电动势是瞬时值;如果v是平均速度则电动势是平均值。
5.公式E=n/t是计算感应电动势的普适公式,公式E=Blv则是前式的一个特例。
6.关于电动机的反电动势问题。
①电动机只有在转动时才会出现反电动势(线圈转动切割磁感线产生感应电动势);②线圈转动切割磁感线产生的感应电动势方向与电动机的电源电动势方向一定相反,所以称为反电动势;③有了反电动势电动机才可能把电能转化为机械能,它输出的机械能功率P=E反I;④电动机工作时两端电压为U=E反+Ir(r是电动机线圈的电阻),电动机的总功率为P=UI,发热功率为P热=I2r,正常情况下E反Ir,电动机启动时或者因负荷过大停止转动,则I=U/r,线圈中电流就会很大,可能烧毁电动机线圈。
[范例精析]例1法拉第电磁感应定律可以这样表述:闭合电路中感应电动势的大小( )A、跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比B、跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比C、跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比D、跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比解析:E=/t,与t的比值就是磁通量的变化率。
3.1 电磁感应现象教案(人教版选修1-1)【课题】电磁感应现象【教材】人民教育出版社《物理》选修1-1第三章第一节【课型】新授课【课时】2课时【教材分析】内容分析通过对教材的分析本节内容对实验探究得出闭合电路中的导体切割磁感线,实际上是引起了闭合电路的磁通量发生了变化。
教材的地位和作用与前面的磁场和电流的磁场衔接,“磁通量的变化”前接电流和磁场的关系,后启法拉第电磁感应定律,具有承上启下的作用是电流产生和变压器的基础。
新旧教材的对比旧教材是在磁通量之后讲电磁感应现象。
新教材在内容中简单介绍了一下磁通量降低了对磁通量的要求。
旧教材从三个实验现象中得出感应电流产生的条件。
新教材对三个实验中两个实验要求学生实验记录现象并进行归纳;更加注重实验探究和归纳,从中得出感应电流产生的条件。
【学生学情分析】1.学生已经具备的知识准备有:磁场、磁场的大小和磁感线的关系、电流的磁场、电流产生的磁场和电流大小的关系。
2.学生的障碍:磁通量的概念和变化。
【教学目标】一、知识与技能1、知道电磁感应现象的发现相关的物理学史;2、能根据实验事实归纳产生感应电流的条件.二、过程与方法1、体会科学探索的过程特征,领悟科学思维方法;教学难点:教师对学生探究式学习的操控及学生对实验现象的分析总结──磁通量的变化。
【教学方法和手段】本课以探究式教学模式为主,结合问题法、演示法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。
【教学准备】多媒体设备一套,自制辅助教学课件,一张讲桌。
演示实验:灵敏电流计,条形磁铁,线圈一个,导线若干.学生分组实验:灵敏电流计,滑动变阻器,条形磁铁,原副线圈一套,干电池若干节,开关一只,导线若干.【教学过程】教师活动学生活动设计意图一、新课引入复习前面的奥斯特发现电流的磁效应(问题)磁能不能生电学生复习前面的奥斯特发现电流的磁效应学生回答:能电能生磁为下一个问题铺垫二、进入新课【介绍】法拉第发现磁生电的过程。
【提出概念】电磁感应现象学生通过阅读课本知道磁能生电学生通过阅读课本知道电磁感应和感应电流通过阅读让学生体会这一发现的不易。
一、 感应电流产生的条件:1.电磁感应现象:能产生感应电流的现象称电磁感应现象。
2.产生感应电流的条件: 电路闭合;回路中磁通量发生变化;S B ∆=Φ-Φ=∆Φ12BS ∆=S B ∆∆=二、 感应电流方向的判定:1.右手定则:让磁力线穿过手心,大拇指指向导体的运动方向,四指所指的方向就是感应电流的方向。
例:在一个匀强磁场中有一个金属框MNOP ,且MN 杆可沿轨道滑动。
(1) 当MN 杆以速度v 向右运动时,金属框内有没有感应电流?(2) 若MN 杆静止不动而突然增大电流强度I ,金属框内有无感应电流?方向如何?2.楞次定律:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
(1) 阻碍的理解: 阻碍变化—— 增反减同阻碍不等于阻止,阻碍的是磁通量变化的快慢 阻碍相对运动(敌进我退,敌退我扰)O N MP(2) 应用楞次定律判断感应电流的方法:① 明确原磁场(B 原)方向;② 分析磁通量(ф)的变化;③ 确定感应电流的磁场(B 感)方向,④ 用右手螺旋法则判定感应电流(I 感)的方向。
例:磁通量的变化引起感应电流。
三、 法拉第电磁感应定律:1.在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势,不管电路闭合与否,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电动势。
闭合 感应电动势 有电流断开 感应电动势 无电流(1)tn ∆∆Φ=ε (感应电动势与磁通量的变化律成正比)——平均电动势 (2) (3) 自感电动势:tI L ∆∆=ε L 为自感系数(①线圈面积;②匝数;③铁芯。
)电流强度增大时,感应电动势的方向与电流方向相反;电流强度减小时,感应电动势的方向与电流方向相同;阻碍的是电流的变化,电流将继续增大到应该达到的值。
注:自感现象是楞次定律“阻碍”含义的另一体现。
(4) 电磁感应现象中的能量守恒:① 向上平动、向下平动;② 向左平动、向右平动;③ 以AB 为轴向外转动;④ 以BC 为轴向外转动; ⑤ 以导线为轴转动;判断上列情况下的感应电流方向,若两导线呢?I P O M N MN 杆匀速向右运动: BLv t tL v B t S B t =∆∆=∆∆=∆∆Φ=ε (使用于B 、L 、v 相互垂直)(L 为有效长度) v BL =ε 即即=BLv εa b大家再看这个图,ab 杆以速度v 向右运动切割磁力线,ab 杆上产生的感应电流方向是b →a ,在产生感应电流的同时,就会受到磁场对它的力的作用,安培力的方向是垂直于导线向左,为保证ab 向右匀速做切割磁力线运动就必须对ab 施加一个与安培力大小相等,方向相反的外力F 的作用,这样外力F 就要克服安培力做功,维持导体ab 匀速运动。
F 做正功 —— 动能增加;f 做负功 —— 动能减少;从而把机械能转化为电能,下面从能量的角度在此分析上题。
ab 杆向右匀速运动在t ∆时间,外力F 所做的功:vt IBL vt F S F W ⋅=⋅=⋅=设感应电动势为ε,在t ∆时间内,感应电流所做的功:t I W ∆⋅=ε'根据能量守恒:'W W = ⇒ B L v =ε说明法拉第电磁感应定律与能量的转化和守恒定律是相符的。
附一、电磁感应现象1.产生感应电流的条件感应电流产生的条件是:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
以上表述是充分必要条件。
不论什么情况,只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件,就必然产生感应电流;反之,只要产生了感应电流,那么电路一定是闭合的,穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。
当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,电路中有感应电流产生。
这个表述是充分条件,不是必要的。
在导体做切割磁感线运动时用它判定比较方便。
2.感应电动势产生的条件。
感应电动势产生的条件是:穿过电路的磁通量发生变化。
这里不要求闭合。
无论电路闭合与否,只要磁通量变化了,就一定有感应电动势产生。
这好比一个电源:不论外电路是否闭合,电动势总是存在的。
但只有当外电路闭合时,电路中才会有电流。
二、楞次定律1.楞次定律感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
楞次定律解决的是感应电流的方向问题。
它关系到两个磁场:感应电流的磁场(新产生的磁场)和引起感应电流的磁场(原来就有的磁场)。
前者和后者的关系不是“同向”或“反向”的简单关系,而是前者“阻碍”后者“变化”的关系。
Χ Χ Χ Χ Χ Χ Χ Χ ΧΧ ΧΧ Χ Χ Χ Χ Χ Χ⑴从“阻碍磁通量变化”的角度来看,由磁通量计算式Φ=BS sin α可知,磁通量变化ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式,主要有:①S 、α不变,B 改变,这时ΔΦ=ΔB ∙S sin α②B 、α不变,S 改变,这时ΔΦ=ΔS ∙B sin α③B 、S 不变,α改变,这时ΔΦ=BS (sin α2-sin α1)当B 、S 、α中有两个或三个一起变化时,就要分别计算Φ1、Φ2,再求Φ2-Φ1了。
⑵从“阻碍相对运动”的角度来看,楞次定律的这个结论可以用能量守恒来解释:既然有感应电流产生,就有其它能转化为电能。
又由于是由相对运动引起的,所以只能是机械能减少转化为电能,表现出的现象就是“阻碍”相对运动。
⑶从“阻碍自身电流变化”的角度来看,就是自感现象。
在应用楞次定律时一定要注意:“阻碍”不等于“反向”;“阻碍”不是“阻止”。
2.右手定则。
对一部分导线在磁场中切割磁感线产生感应电流的情况,右手定则和楞次定律的结论是完全一致的。
这时,用右手定则更方便一些。
3.楞次定律的应用。
楞次定律的应用应该严格按以下四步进行:①确定原磁场方向;②判定原磁场如何变化(增大还是减小);③确定感应电流的磁场方向(增反减同);④根据安培定则判定感应电流的方向。
例1. 如图所示,有两个同心导体圆环。
内环中通有顺时针方向的电流,外环中原来无电流。
当内环中电流逐渐增大时,外环中有无感应电流?方向如何?解:由于磁感线是闭合曲线,内环内部向里的磁感线条数和内环外向外的所有磁感线条数相等,所以外环所围面积内(应该包括内环内的面积,而不只是环形区域的面积)的总磁通向里、增大,所以外环中感应电流磁场的方向为向外,由安培定则,外环中感应电流方向为逆时针。
例2. 如图所示,闭合导体环固定。
条形磁铁S 极向下以初速度v 0沿过导体环圆心的竖直线下落过程,导体环中的感应电流方向如何?解:从“阻碍磁通量变化”来看,原磁场方向向上,先增后减,感应电流磁场方向先下后上,感应电流方向先顺时针后逆时针。
从“阻碍相对运动”来看,先排斥后吸引,把条形磁铁等效为螺线管,根据“同向电流互相吸引,反向电流互相排斥”,也有同样的结论。
例3. 如图所示,O 1O 2是矩形导线框abcd 的对称轴,其左方有匀强磁场。
以下哪些情况下abcd 中有感应电流产生?方向如何? A.将abcd 向纸外平移 B.将abcd 向右平移 C.将abcd 以ab 为轴转动60° D.将abcd 以cd 为轴转动60°解:A 、C 两种情况下穿过abcd 的磁通量没有发生变化,无感应电流产生。
B 、D 两种情况下原磁通向外,减少,感应电流磁场向外,感应电流方向为abcd 。
例4. 如图所示装置中,cd 杆原来静止。
当ab 杆做如下那些运动时,cd 杆将向右移动?v 0A.向右匀速运动B.向右加速运动C.向左加速运动D.向左减速运动 解:.ab 匀速运动时,ab 中感应电流恒定,L 1中磁通量不变,穿过L 2的磁通量不变化,L 2中无感应电流产生,cd 保持静止,A 不正确;ab 向右加速运动时,L 2中的磁通量向下,增大,通过cd 的电流方向向下,cd 向右移动,B 正确;同理可得C 不正确,D 正确。
选B 、D例5. 如图所示,当磁铁绕O 1O 2轴匀速转动时,矩形导线框(不考虑重力)将如何运动?解:本题分析方法很多,最简单的方法是:从“阻碍相对运动”的角度来看,导线框一定会跟着条形磁铁同方向转动起来。
如果不计摩擦阻力,最终导线框将和磁铁转动速度相同;如果考虑摩擦阻力导线框的转速总比条形磁铁转速小些。
例6. 如图所示,水平面上有两根平行导轨,上面放两根金属棒a 、b 。
当条形磁铁如图向下移动时(不到达导轨平面),a 、b 将如何移动?解:若按常规用“阻碍磁通量变化”判断,则要根据下端磁极的极性分别进行讨论,比较繁琐。
而且在判定a 、b 所受磁场力时。
应该以磁极对它们的磁场力为主,不能以a 、b 间的磁场力为主(因为它们是受合磁场的作用)。
如果主注意到:磁铁向下插,通过闭合回路的磁通量增大,由Φ=BS 可知磁通量有增大的趋势,因此S 的相应变化应该使磁通量有减小的趋势,所以a 、b 将互相靠近。
这样判定比较简便。
例7. 如图所示,绝缘水平面上有两个离得很近的导体环a 、b 。
将条形磁铁沿它们的正中向下移动(不到达该平面),a 、b 将如何移动? 解:根据Φ=BS ,磁铁向下移动过程中,B 增大,所以穿过每个环中的磁通量都有增大的趋势,由于S 不可改变,为阻碍增大,导体环应该尽量远离磁铁,所以a 、b 将相互远离。
例8. 如图所示,在条形磁铁从图示位置绕O 1O 2轴转动90°的过程中,放在导轨右端附近的金属棒ab 将如何移动? 解:无论条形磁铁的哪个极为N 极,也无论是顺时针转动还是逆时针转动,在转动90°过程中,穿过闭合电路的磁通量总是增大的(条形磁铁内、外的磁感线条数相同但方向相反,在线框所围面积内的总磁通量和磁铁内部的磁感线方向相同且增大。
而该位置闭合电路所围面积越大,总磁通量越小,所以为阻碍磁通量增大金属棒ab 将向右移动。
例9. 如图所示,a 、b 灯分别标有“36V 40W ”和“36V 25W ”,闭合电键调节R ,能使a 、b 都正常发光。
断开电键后重做实验:电键闭合后看到的现象是什么?稳定后那只灯较亮?再断开电键,又将看到什么现象?解:闭合瞬间,由于电感线圈对电流增大的阻碍作用,a 将慢慢亮起来,b立即变ab亮。
这时L 的作用相当于一个大电阻;稳定后两灯都正常发光,a 的功率大,较亮。
这时L 的作用相当于一只普通的电阻(就是该线圈的内阻);断开瞬间,由于电感线圈对电流减小的阻碍作用,通过a 的电流将逐渐减小,a 渐渐变暗到熄灭,而abRL 组成同一个闭合回路,所以b 灯也将逐渐变暗到熄灭,而且开始还会闪亮一下(因为原来有I a >I b ),并且通过b 的电流方向与原来的电流方向相反。
这时L 相当于一个电源。
例10. 如图所示,用丝线悬挂闭合金属环,悬于O 点,虚线左边有匀强磁场,右边没有磁场。
金属环的摆动会很快停下来。
试解释这一现象。
若整个空间都有向外的匀强磁场,会有这种现象吗? 解:只有左边有匀强磁场,金属环在穿越磁场边界时,由于磁通量发生变化,环内一定会有感应电流产生,根据楞次定律将会阻碍相对运动,所以摆动会很快停下来,这就是电磁阻尼现象。