高三物理复习教案：电磁感应

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高三物理复习教案：电磁感应
⑴电磁感应属于每年重点考察的内容之一，试习题综合程度高，难度较大。
⑵本章的重点是：电磁感应产生的条件、磁通量、应用楞次定律和右手定则判断
感应电流的方向、感生、动生电动势的计算。公式Ｅ=Ｂl*的应用，平动切割、
转动切割、单杆切割和双杆切割，常与力、电综合考察，要求能力较高。图象问
习题是本章的一大热点，主要波及ф-t图、Ｂ-t图、和Ｉ-t图的互相转换，考
察楞次定律和法拉第电磁感应定律的灵敏应用。
⑶近几年高考对本单元的考察，命习题频率较高的是感应电流产生的条件和方向
的判定，导体切割磁感线产生感应电动势的计算，电磁感应现象与磁场、电路、
力学等知识的综合习题，以及电磁感应与实际相结合的问习题，如录音机、话筒、
继电器、日光灯的工作原理等.
第一课时 电磁感应现象 楞次定律
【教学要求】
⑴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。
⑵通过实验过程的回放剖析，领会楞次定律内容中“妨碍”二字的含义，感受
“磁通量变化”的方式和路径，并用来剖析一些实际问习题。
【知识再现】
一、电磁感应现象—感应电流产生的条件
⑴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.
⑵条件： ①____________; ②____________.
二、感应电流方向——楞次定律
⑴感应电流方向的判定：方法一：右手定则 ; 方法二：楞次定律。
⑵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妨碍引
起感应电流的磁通量的变化。
⑶掌握楞次定律，详细从下面四个条理去理解：
①谁妨碍谁——感应电流的磁通量妨碍原磁场的磁通量.
②妨碍什么——妨碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量自身.
③如何妨碍——原磁通量增加时，感应电流磁场方向与原磁场方向相反;当原磁
通量减少时，感应电流磁场方向与原磁场方向雷同，即“增反减同”.
④妨碍的结果——妨碍其实不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少.
知识点一磁通量及磁通量的变化
磁通量变化△ф=ф2-ф1，一般存在以下几种情形：
①投影面积不变，磁感强度变化，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-Ｂ1
Ｓ1;注意不能简略认为△ф=△Ｂ•△Ｓ。
【应用1】如图所示，平面Ｍ的面积为Ｓ，垂直于匀强磁场Ｂ，求水平面Ｍ由此
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位置出发绕与Ｂ垂直的轴转过60°和转过180°时磁通量的变化量。
导示：初位置时穿过Ｍ的磁通量为：ф1=Ｂ•Ｓ;
当平面Ｍ转过60°后，磁感线仍由下向上穿过平面，且θ=60°所以ф2=Ｂ•Ｓ
cos 60°=ＢＳ/2。
当平面转过180°时，原平面的“上面”变为“下面”，而“下面”则成了“上
面”，所以对平面Ｍ来说，磁感线穿进、穿出的顺序刚好颠倒，为了区别起见，
我们办法Ｍ位于起始位置时其磁通量为正值，则此时其磁通量为负值，即：ф3=-
ＢＳ
由上述得，平面Ｍ转过60°时其磁通量变化为：
△ф1=│ф2-ф1│=ＢＳ/2
平面Ｍ转过180°时其磁通量变化为：
△ф2=│ф3-ф1│=2ＢＳ。
⑴必须明确Ｓ的物理意义。
⑵必须明确初始状态的磁通量及其正负(一定要注意在转动过程中，磁感线相对
于面的穿入方向是否发生变化)。
⑶注意磁通量与线圈匝数无关。
知识点二安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的比较
(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(*、Ｂ→Ｉ安)→右手定则
③因电而受力(Ｉ、Ｂ→Ｆ安)→左手定则
【应用2】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
导示：选择ＢＤ。在图中ab棒和右线圈相当于电源。当导体棒向右匀速运动时，
根据右手定则，可以判断b点电势高于a点，此时通过右线圈在磁通量没有变
化，所以，右线圈中不产生感应电流，c点与d点为等电势。
当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，此时通过右线圈在磁通量逐步增
大，根据楞次定律可以判定d点电势高于c点。
类型一探究感应电流产生的条件
【例1在通电直导线Ａ、Ｂ四周有一个矩形线圈abcd，要使线圈中产生感应电
流，你认为有哪些方法?
导示: 当ＡＢ中电流大小、方向发生变化、abcd线圈左右、上下平移、或者绕其
中XXXX一边转动等都可以使线圈中产生感应电流。
类型二感应电流方向的判定
判定感应电流方向的步骤：
①首先明确引起感应电流的原磁场方向.
②确定原磁场的磁通量是如何变化的.
③根据楞次定律确定感应电流的磁场方向——“增反减同”.
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④利用安培定则确定感应电流的方向.
【例2导线框abcd与导线在同一平面内，直导线通有恒定电流Ｉ，当线圈由左
向右匀速通过直导线时，线圈中感应电流的方向是( )
Ａ.先abcd后dcba，再abcd
Ｂ.先abcd，后dcba
Ｃ.始终dcba
Ｄ.先dcba，后abcd，再dcba
导示：选择Ｄ。当线圈由左向右匀速通过直导线时，穿过线圈的磁通量先向外增
大，当导线位于线圈中间时磁通量减小为Ｏ;然后磁通量先向里增大，最后又减
小到Ｏ。
类型三楞次定律推论的应用
楞次定律的“妨碍”含义，可以推广为下列三种表达方式：
①妨碍原磁通量(原电流)变化.(线圈的扩大或缩小的趋势)—“增反减同”
②妨碍(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从能量守恒角度剖析：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详细体现。
【例3润滑固定导体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将相互靠拢
Ｂ、Ｐ、Ｑ将相互远离
Ｃ、磁铁的加速度仍为g
Ｄ、磁铁的加速度小于g
导示： 方法一：设磁铁下端为Ｎ极，如图所示，根据楞次定律可判断Ｐ、Ｑ中
的感应电流方向。根据左手定则可判断Ｐ、Ｑ所受安培力的方向。可见Ｐ、Ｑ将
相互靠拢。由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律，磁铁将受到反作
用力，从而加速度小于g。当磁铁下端为Ｓ极时，根据类似的剖析可得到雷同的
结果。所以，本习题应选Ａ、Ｄ。
方法二：根据楞次定律知：“感应电流的磁场总要妨碍原磁通量的变化”，为妨
碍原磁通量的增加，Ｐ、Ｑ只有相互靠拢来缩小回路面积，故Ａ正确，Ｂ错。楞
次定律可以理解为感应电流的磁场总要妨碍导体间的相对运动，可把ＰＱＭＮ回
路等看为一个柱形磁铁，为了妨碍磁铁向下运动，等效磁铁的上面必产生一个同
名磁极来妨碍磁铁的下落，故磁铁的加速度必小于g，故Ｃ错Ｄ正确。
⑴如图是XXXX同学设计的用来测量风速的装置。请解释这个装置是怎样工作的。
⑵已知一灵活电流计，当电流从正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转，现
把它与线圈串联接成图示电路，当条形磁铁按如图所示情况运动时，以下判断正
确的是( )
Ａ.甲图中电流表偏转方向向右
Ｂ.乙图中磁铁下方的极性是Ｎ极
Ｃ.丙图中磁铁的运动方向向下
Ｄ.丁图中线圈的绕制方向与前面三个相反
⑶(赣榆县教研室2008年期末调研)如甲图所示，
润滑的水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线，可以自由移动的矩形导线框
abcd靠近长直导线放在桌面上。当长直导线中的电流按乙图所示的规律变化时
(甲图中电流所示的方向为正方向)，则()
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Ａ.在t2时刻，线框内没有电流，线框不受力
Ｂ.t1到t2时间内，线框内电流的方向为abcda
Ｃ.t1到t2时间内，线框向右做匀减速直线运动
Ｄ.t1到t2时间内，线框受到磁场力对其做负功
高三物理教学导案：电磁感应复习学案答案：1.略 2.ＡＢＤ 3.ＢＤ