高二物理3-2导学案

选修3-2导学案目 录第四章 电磁感应41划时代的发现 00242探究电磁感应的产生条件 00443法拉第电磁感应定律 01044楞次定律 01945感生电动势、动生电动势 02746互感和自感 03347涡流、电磁阻尼和电磁驱动 038第五章 交变电流51交变电流 04252描述交变电流的物理量 04953电感和电容对交变电流的影响 05354变压器 05755电能的输送 061第六章 传感器61 传感器及其工作原理 06662 传感器的应用 071第四章 电磁感应41 划时代的发现一、学习目标1知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。2知道电磁感应、感应电流的定义。3领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。4领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。5以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。二、学习重点、难点学习重点： 知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。学习难点： 领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。三、自主学习（一）、奥斯特梦圆“电生磁”-电流的磁效应阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。思考并回答以下问题：（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？（2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是怎样做的？（3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过的知识如何解释？（4）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。（二）、法拉第心系“磁生电”-电磁感应现象阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。思考并回答以下问题：（1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？（2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？（3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？（4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的？之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么？（5）从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么？谈谈自己的体会。学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。（三）知识清单1奥斯特的“电生磁”1820年，丹麦物理学家奥斯特发现 ，这种作用称为电流的 。它揭示了电现象与磁现象之间存在着某种联系。2法拉第的“磁生电”（1）“磁生电”的发现英国物理学家法拉第经过10年的不懈努力，在1831年8月29日发现由磁场得到电流的现象，叫做 。（2）产生电流的原因在电磁感应现象中产生的电流叫做感应电流。法拉第把产生这种电流的原因概括为五类，这就是 、 、 、 、 。（四）实例探究1、有关物理学史的知识【例1】发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是（ ）A安培 B赫兹 C法拉第 D麦克斯韦【例2】发现电流磁效应现象的科学家是_，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是_，发现电磁感应现象的科学家是_，发现电荷间相互作用力的规律的科学家是_。2、对概念的理解和对物理现象的认识【例3】奥斯特实验要有明显的效果，通电导线必须_放置。【例4】下列现象中属于电磁感应现象的是（ ）A磁场对电流产生力的作用 B变化的磁场使闭合电路中产生电流C插在通电螺线管中的软铁棒被磁化 D电流周围产生磁场四、基础巩固1在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是（ ）A奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B麦克斯韦预言了电磁感应现象，奥斯特发现了电磁感应现象C库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律42 探究电磁感应的产生条件一、学习目标1知道产生感应电流的条件。2会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。3学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法4通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。二、学习重点、难点学习重点：通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。学习难点：感应电流的产生条件。三、自主学习（一）、感应电流产生的条件1、实验一：闭合电路的部分导线在匀强磁场中切割磁感线，探究导线运动快慢与电流表示数大小的关系实验二：向线圈中插入磁铁，或把磁铁从线圈中抽出，探究磁铁插入或抽出快慢与电流表示数大小的关系2、模仿法拉第的实验：通电线圈放入大线圈或从大线圈中拔出，或改变线圈中电流的大小（改变滑线变阻器的滑片位置），探究将小线圈从大线圈中抽出或放入快慢与电流表示数的关系（ 二）、分析论证：实验一：磁场强弱不发生变化，但闭合线圈的面积发生变化；实验二：磁铁插入线圈时，线圈的面积不变，但磁场由_变_；磁铁从线圈中抽出时，线圈的面积_，磁场由_变_；实验三：通电线圈插入大线圈时，大线圈的面积不变，但磁场由_变_；通电线圈从大线圈中抽出时，大线圈的面积也不改变，但磁场由_变_；当迅速移动滑线变阻器的滑片，小线圈中的电流迅速_，电流产生的磁场也随之而_，而大线圈的面积不发生变化，但穿过线圈的磁场强度发生了_。三、实例探究【例题1】关于感应电流，下列说法中正确的是（ ）A只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生B穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生C线框不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流D只要电路的一部分作切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流【同类变式2-1】下列关于感应电流产生的说法中，正确的是：（ ）A只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流产生；B只要闭合导线做切割磁感线的运动，导线中就一定有感应电流产生；C闭合电路的一部分导体，若不做切割磁感线的运动，则闭合电路中就一定没有感应电流；D当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就一定有感应电流。【例题2】如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面，在下列情况中线圈产生感应电流的是（ ）A导线中电流强度变大 B线框向右平动C线框向下平动 D线框以ab边为轴转动【同类变式2-2】矩形闭合线圈平面跟磁感线方向平行，如图所示下列情况中线圈有感应电流的是（ ）A线圈绕ab轴转动 B线圈垂直纸而向外平动 C线圈沿ab轴下移 D线圈绕cd轴转动【例题3】如图所示，一闭合金属环从上而下通过通电的长直螺线管，b为螺线管的中点，金属环通过a、b、c处时，能产生感应电流的是_处和_处【同类变式2-3】如图所示，一个矩形线框上有一电流计G，它们从一理想匀强磁场区域的上方自由下落，线圈平面与磁场方向垂直，在线圈下落的、三个位置中下列说法中正确的是（ ）A只在位置时有感应电流 B只在位置时有感应电流C只在位置时有感应电流 D只在位置时无感应电流 【例题4】如图所示，用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位置组合，哪几种组合中，切断直导线中电流时，闭合回路中会有感应电流产生？（ ）【同类变式2-4】如图所示，有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动下列四个图中能产生感应电流的是图（ ）【例题5】如图所示，一有限范围的匀强磁场，宽为d一个边长为l正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区若dl，则在线框中不产生感应电流的时间就等于（ ）ABCD【同类变式2-5】如图所示，一有限范围的匀强磁场。宽度为d，将一个边长为L的正方形导线框以速度V匀速通过磁场区域，若dv2 Bv1v2 Cv1v2 D无法确定18如图所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场中，然后再从磁场中穿出已知匀强磁场区域的宽度L大于线框的高度h，那么下列说法中正确的是（ ）A线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生B线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生C线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能转变成电能D整个线框都在磁场中运动时，机械能转变成电能19如图所示，固定在水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动，此时adeb构成一个边长为L的正方形，开始时磁感应强度为B0若从t0时刻起，磁感应强度逐渐减小，棒以恒定速度v向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度应怎样随时间变化（ 写出B与t的关系式）?43 法拉电磁感应定律一、学习目标1知道什么叫感应电动势。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、E=/t。3理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。4知道E=BLvsin如何推得。5会用E=n/t和E=BLvsin解决问题。二、学习重点和难点：法拉第电磁感应定律，平均电动势与瞬时电动势区别。三、自主学习在电磁感应现象中，闭合电路的电流也应由电动势产生在电磁感应现象中产生的电动势称感应电动势，为了加深理解，请看右图。比较图（a）与图（b），我们不难得出结论：图（b）中的虚线部分相当于图（a）的电池的作用：使电路两端产生电动势，从而让电路内出现电流则图中虚线方框内的部分相当于 （一）法拉第电磁感应定律感应电动势的大小感应电动势的大小与哪些因素有关呢？我们先看如右图所示实验：当开关S断开时，在磁铁N插人或拔出的过程中电压表的指针偏转而灵敏电流计的指针不动说明回路中无感应电流但有感应电动势，当回路中开关S闭合时，两表指针均偏转，说明回路闭合时有感应电流也有感应电动势结论1无论电路闭合与否，只要穿过回路中的 发生变化，就会在导体两端产生 ，产生感应电动势那部分导体就是 当磁铁放人其中时，电压表的指针不偏转，当磁铁插人与拔出时，电压表的指针有偏转，当磁铁插人或拔出的速度变大时（即磁通量变化越快时），指针偏转角度 （即感应电动势越大）结论2感应电动势的大小与磁通量的变化 ，即磁通量的 大小有关，就好像加速度大小与速度的变化快慢，即速度的变化率大小有关一样精确的实验表明；电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的 成正比这就是法拉第电磁感应定律。写成数学表达式为： 式中k为比例常数，当表达式中的磁通量的单位用韦伯（Wb）表示，t的单位用秒（s）表示，感应电动势E的单位用伏特（ V）表示，k取1，所以 图2是一个n匝线圈闭合电路，且穿过每个线圈的磁通量的变化率都相同，由于n匝线圈可看成n个单匝线圈串联，就像n个电池串联一样，故整个线圈的感应电动势应为： 要点提示：1、要严格区分磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率。2、磁通量的变化率与匝数的多少无关。3、由/t算出的通常是时间t内的 ，一般不等于初态与末态电动势的平均值。4、若由磁场的变化引起，则/t常用 来计算。5、若是由回路面积的变化引起，则/t常 用 来计算。6、感应电量：在t时间内通过电路中某一横截面的电量q= （二）导体平动切割磁感线运动时的感生电动势前面我们研究的是磁场中的磁感应强度B发生变化引起的感应电动势，如果磁场B不变化，按的要求B不变就必须S变化，所以下面我们从法拉第电磁感应定律来推导导体棒切割磁感线运动时，感应电动势的表达式如图3所示，将矩形abcd放在磁感强度为B的匀强磁场中，线框平面跟磁感线垂直，设线框可动部分ab的长度为L以速度向右运动，在时间内由位置ab移到位置a1、b1，这时线框面积的变化量为= ，磁通量变化量 ，代入公式 若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角，则速度垂直磁感线的分量对产生感应电动势有贡献，而速度平行于磁感线的分量对产生感应电动势无贡献，故E的表达式为 如图4所示。式中E的单位为伏特（V），B的单位为特斯拉（T），L 的单位为米（m）， 的单位为米每秒（m/s） 讨论上式的物理意义，特别是强调的含义。说明：1、法拉第电磁感应定律E= n中，表示在t时间内磁通量的平均变化率，E是在t时间内 ，n是线圈的匝数。（ 若均匀变化，则平均感生电动势等于瞬时感生电动势）。2、公式E=BLvsin是法拉第电磁感应定律的一种特殊情形，也是电磁感应现象中最常用的公式。（1）式中B与L ，V与L ，是V与B的夹角。（2）式中B为匀强磁场的磁感应强度（或在切割导体所在区域大小相同），L为导体在磁场中的有效长度。（3）当V是导体的平均速度时，E是平均感应电动势，当V是导体的瞬时速度时，E是瞬时感应电动势。3、/t和是一致的，前者是一般规律，后者是法拉第电磁感应定律在导体切割磁感线时的具体表达式。在中学阶段，前者一般用于求平均值，后者用于求瞬时值。4、若切割速度V不变，为恒定值；若切割速度为即时速度，则为瞬时电动势。3总结归纳：在电磁感应现象中产生的电动势，按其产生的原因不同可分为两种；导线切割磁感线运动时，由于S变化而引起磁通量变化产生的感应电动势称为动生电动势由于磁场中磁感强度B的变化而引起磁通变化产生的感应电动势称感生电动势高中阶段把这两种情况统称为感应电动势（三）实例探究【例题1】如下图所示，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用005s，第二次用01s。设插入方式相同，试求：（1）两次线圈中的平均感应电动势之比？解： （2）两次线圈之中电流之比？解： （3）两次通过线圈的电荷量之比？解： （4）两次在R中产生的热量之比？解： 【同类变式3-1】有一面积为S=100cm2的金属环，电阻R=01，环中磁场变化规律如下图所示，磁场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内，通过金属环的电荷量是多少？ 【例题2】如下图所示，是一个水平放置的导体框架，宽度L=150m，接有电阻R=020，设匀强磁场和框架平面垂直，磁感应强度B=040T，方向如图今有一导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框滑动，框架及导体ab电阻均不计，当ab以v=40m/s的速度向右匀速滑动时，试求：（1）导体ab上的感应电动势的大小（2）回路上感应电流的大小【同类变式3-2】如下图所示，导线全部为裸导线，半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，磁感应强度为B。一根长度大于2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左端匀速滑动到右端，电路的固定电阻为R，其余电阻忽略不计。试求MN从圆环的左端滑到右端的过程中电阻R上的电流强度的平均值和最大值以及通过的电量。【例题3】如下图所示，有一匀强磁场B=1010-3T，在垂直磁场的平面内，有一金属棒AO，绕平行于磁场的O轴顺时针转动，已知棒长L=020m，角速度=20rad/s，求：金属棒产生的感应电动势有多大？【同类变式3-3】 一导体圆环的电阻为4，半径为005m，圆环平面垂直匀强磁场，如图所示放置磁感应强度为4T，两根电阻均为2的导线Oa和Ob，Oa固定，a端b端均与环接触，Ob以4rad/s的角速度逆时针沿圆环转动求：当Ob的b端从a端滑过180时，通过导线Oa中的电流是多少？【例题4】如图，边长为a的正方形闭合线框ABCD在匀强磁场中绕AB边匀速转动，磁感应强度为B，初始时刻线框所在的平面与磁感线垂直，经过t时间转过1200角，求：线框内感应电动势在时间t内的平均值。【同类变式3-4】如图所示，矩形线圈由100匝组成，ab边长L1=040m，ad边长L2=020m，在B=01T的匀强磁场中，以两短边中点的连线为轴转动，转速n=50r/s求：（1）线圈从图（a）所示的位置起，转过180的平均感应电动势为多大？（2）线圈从图（b）所示的位置起，转过180的平均感应电动势为多大？四、达标演练1当线圈中的磁通量发生变化时，则（ ）A线圈中一定有感应电流 B线圈中一定有感应电动势C感应电动势的大小与线圈电阻无关 D如有感应电流，其大小与线圈的电阻有关2闭合电路中产生感应电动势的大小，跟穿过这一闭合电路的下列哪个物理量成正比？（ ）A磁通量 B磁感应强度 C磁通量的变化率 D磁通量的变化量3将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处，不发生变化的物理量有 （ ）A磁通量的变化率 B感应电流的大小 C消耗的机械功率 D磁通量的变化量 E流过导体横截面的电荷量4恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流 （ ）A线圈沿自身所在平面运动 B沿磁场方向运动C线圈绕任意一直径做匀速转动 D线圈绕任意一直径做变速转动5一个N匝的圆形线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟磁场平面成30角，磁感应强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变，下列方法可使线圈中感应电流增加一倍的是（ ）A将线圈匝数增加一倍 B将线圈面积增加一倍C将线圈半径增加一倍 D适当改变线圈的取向6穿过一个单匝数线圈的磁通量，始终为每秒钟均匀地增加2 Wb，则（ ）A线圈中的感应电动势每秒钟增大2 V B线圈中的感应电动势每秒钟减小2 VC线圈中的感应电动势始终为2 V D线圈中不产生感应电动势7、粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图上图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是（ ）A B C D8在竖直向下的匀强磁场中，一根水平放置的金属棒沿水平方向抛出，初速度方向和棒垂直，若棒在运动过程中始终保持水平，则棒两端产生的感应电动势将（ ）A随时间增大 B随时间减小 C不随时间变化 D难以确定9如图所示，电阻为R的金属棒，从图示位置分别以速率v1，v2沿电阻不计的光滑轨道从ab匀速滑到处，若v1v2=12，则在两次移动过程中（ ）A回路中感应电流强度I1I2=12B回路中产生热量Q1Q2=12C回路中通过截面的总电量q1q2=12D金属棒产生的感应电动势E1：E2=1210一个面积S=410-2 m2、匝数n=100匝的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则下列判断正确的是（ ）A在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率等于-008 Wb/sB在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零C在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于-008 VD在第3 s末线圈中的感应电动势等于零11如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场若第一次用03 s时间拉出，外力做的功为W1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用09 s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电荷量为q2，则（ ）AW1W2，q1q2 BW1W2，q1=q2 DW1W2，q1q212如图所示，半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形面积当磁感应强度以B/t的变化率均匀变化时，线圈中产生感应电动势的大小为_13一个200匝、面积为20 cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30角，若磁感应强度在005 s内由01 T增加到05 T在此过程中穿过线圈的磁通量的变化是_ Wb；磁通量的平均变化率是_ Wb/s；线圈中的感应电动势的大小是_ V14如图所示，在光滑的绝缘水平面上，一个半径为10 cm、电阻为10 、质量为01 kg的金属环以10 m/s的速度冲入一有界磁场，磁感应强度为B=05 T经过一段时间后，圆环恰好有一半进入磁场，该过程产生了32 J的电热，则此时圆环的瞬时速度_m/s；瞬时加速度为_ m/s215如图所示，MN为水平面内的平行金属导轨，导轨处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，ab、cd两根导体棒长为L，并以相同的速度V匀速运动，导轨间电阻为R，则MN间电压为 ，通过R的电流强度为 。14如图所示，水平放置的导体框架，宽L=050 m，接有电阻R=020 ，匀强磁场垂直框架平面向里，磁感应强度B=040 T一导体棒ab垂直框边跨放在框架上，并能无摩擦地在框架上滑动，框架和导体ab的电阻均不计当ab以v=40 m/s的速度向右匀速滑动时，求：（1）ab棒中产生的感应电动势大小；（2）维持导体棒ab做匀速运动的外力F的大小；16如图所示，在一个匀强磁场中，有两个用粗细相同的同种金属导线制成的闭合圆环a和b，它们半径之比为2：1，线圈平面与磁场方向垂直若匀强磁场的磁感应强度随时间均匀增大，则a、b环中感应电流之比为多少？感应电流电功率之比为多少？ 17固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，各边长为L，其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝，其余三边电阻可忽略的铜线磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里现有一根与ab段的材料粗细、长度都相同的电阻丝PQ架在导线框上，如图所示，以恒定速度V从左向右匀速运动，当PQ离ad的距离为L时，PQ上的电流强度是多大？18一个匝数为n=100匝，边长L=10厘米的正方形闭合线圈的总电阻r=10，将这个线圈垂直于磁场放置，在磁感应强度B随时间t作周期性变化的磁场中，磁场的变化情况如图所示，则经1分钟，该线圈中产生的热量为多少焦耳？ 19如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个面积为S的矩形线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO以角速度匀速转动（1）穿过线框平面磁通量的变化率何时最大？最大值为多少？（2）当线框由图示位置转过60的过程中，平均感应电动势为多大？（3）线框由图示位置转到60时瞬时感应电动势为多大？20横截面积S=02 m2、n=100匝的圆形线圈A处在如图所示的磁场内，磁感应强度变化率为002 T/s开始时S未闭合，R1=4 ，R2=6，C=30 F，线圈内阻不计，求：（1）闭合S后，通过R2的电流的大小；（2）闭合S后一段时间又断开，问S断开后通过R2的电荷量是多少?abMMNNBF21如图所示，质量m1=01kg，电阻R1=03，长度l=04m的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量m2=02kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数02。相距04m的MM、NN相互平行，电阻不计且足够长。电阻R2=01的MN垂直于MM。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=05T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM、NN保持良好接触。当ab运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。求框架开始运动时ab速度v的大小；从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q=01J，求该过程ab位移x的大小。44 楞次定律一、学习目标1掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。2培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。3能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向4掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。二、学习重点和难点：学习重点：1楞次定律的获得及理解。2应用楞次定律判断感应电流的方向。3利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。学习难点：楞次定律的理解及实际应用。三、自主学习（一）楞次定律的实验探究1实验实线箭头表示原磁场方向，虚线箭头表示感应电流磁场方向分析：（ 甲）图：（ 乙）图：（ 丙）图：（ 丁）图：通过上述实验，认识到：凡是由磁通量的增加引起的感应电流，它所激发的磁场一定 原来磁通量的增加；凡是由磁通量的减少引起的感应电流，它所激发的磁场一定阻碍原来磁通量的 在两种情况中，感应电流的磁场都阻碍了原磁通量的 2、实验结论：楞次定律的内容：（二）楞次定律的应用1正确理解楞次定律中的“阻碍”的含义（ 1）谁阻碍谁？（ 2）阻碍什么？（ 3）如何阻碍？（ 4）结果如何？2、应用楞次定律判定感应电流的步骤：（三）右手定则当闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，如何应用楞次定律判定感应电流的 如果磁通量的变化是由导体切割磁感线引起的，感应电流的方向可以由右手定则来判断。右手定则的内容：伸开右手让拇指跟其余四指 ，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线 手心，拇指指向导体 的方向，其余四指指的就是 的方向。（四）实例探究【例题1】如图所示，有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动下列四个图中能产生感应电流的是图（ ） 【同类变式4-1】如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面，在下列情况中线圈产生感应电流的是（ ） A导线中电流强度变大 B线框向右平动C线框向下平动D线框以ab边为轴转动G abcdB【例题2】如图所示，导体棒ab沿轨道向右匀速滑动，判断ab中感应电流方向，并指出a、b两点中，哪一点电势高？ 【同类变式4-2】如图1所示匚形线架ABCD上有一根可以无摩擦滑动的导线ab，左侧有通电导线MN，电流方向由N到M，若将线框置于匀强磁场中，则（ ）Aab边向右运动时，导线MN与AB边相互吸引Bab边向左运动时，导线MN与AB边相互吸引Cab边向左运动时，导线MN与AB边相互排斥Dab边向右运动时，导线MN与AB边相互排斥【例题3】两个同心导体环。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？【同类变式4-3】如图所示，两个大小相等互相绝缘的导体环，B环与A环有部分面积重叠，当开关S断开时（ ）AB环内有顺时针方向的感应电流 BB环内有逆时针方向感应电流CB环内没有感应电流 D条件不足，无法判定【同类变式4-4】如图所示，一定长度的导线围成闭合的正方形线框，使框面垂直于磁场放置，若因磁场的变化而导致线框突然变成圆形，则：（ ）A因B增强而产生逆时针的电流；B因B减弱而产生逆时针的电流；C因B减弱而产生顺时针的电流；SNABRD以上选项均不正确。【例题4】如图当磁铁运动时，流过电阻的电流是由A经R到B，则磁铁可能是：（ ）A向下运动； B向上运动；C向左运动； D以上都可能SN【同类变式4-5】如图，当一水平放置的线圈由一竖直放置的条形磁铁的正上方由静止释放，则在接近磁铁但未到达磁铁的过程中，从上向下看，线圈中的电流方向是（ ）A顺时针； B逆时针；C没有电流； D无法判断；ACBDB【例题5】如图，光滑平行金属导轨置于水平面上，AB、CD两导体直棒相互平行横置于导轨上，匀强磁场方向竖直向上，当导体棒AB向右移动时，CD将如何运动？【同类变式4-6】如图所示，导体ab、cd垂直放在水平放置的平行导轨上，匀强磁场方向竖直向上穿过导轨所在平面，导体与导轨间动摩擦因数为如果导体ab向左匀速运动时，则导体cd：A可能向左运动； B一定向左运动；C一定向右运动； D不可能静止四、达标提升1根据楞次定律知感应电流的磁场一定是（ ）A阻碍引起感应电流的磁通量 B与引起感应电流的磁场反向 C阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D与引起感应电流的磁场方向相同2在赤道上空，一根沿东西方向的水平导线自由落下，则导线上各点的电势是（ ） A东端高 B西端高 C中点高 D各点电势一样高3如图所示金属矩形线圈abcd，放在有理想边界（虚线所示）的匀强磁场中，磁感应强度为B，线圈平面与磁场垂直，线圈做下面哪种运动的开始瞬间可使ab边受磁场力方向向上（ ）A向右平动 B向左平动 C向下平动 D绕ab轴转动4如图所示，插入金属环B中的A是用毛皮摩擦过的橡胶圆棒（ 截面如图所示），由于橡胶绕轴O转动，金属环B中产生了顺时针方向的电流。那么A棒的转动是（ ）A逆时针匀速转动 B逆时针减速转动C顺时针匀速转动 D顺时针减速转动5位于载流长直导线近旁的两根平行铁轨A和B，与长直导线平行且在同一水平面上，在铁轨A、B上套有两段可以自由滑动的导体CD和EF，如图所示，若用力使导体EF向右运动，则导体CD将（ ）A保持不动 B向右运动 C向左运动 D先向右运动，后向左运动6如图所示，闭合矩形线圈abcd从静止开始竖直下落，穿过一个匀强磁场区域，此磁场区域竖直方向的长度远大于矩形线圈bc边的长度，不计空气阻力，则（ ）A从线圈dc边进入磁场到ab边穿过出磁场的整个过程，线圈中始终有感应电流B从线圈dc边进入磁场到ab边穿出磁场的整个过程中，有一个阶段线圈的加速度等于重力加速度Cdc边刚进入磁场时线圈内感应电流的方向，与dc边刚穿出磁场时感应电流的方向相反Ddc边刚进入磁场时线圈内感应电流的大小，与dc边刚穿出磁场时感应电流的大小一定相等7在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接，如图所示导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动可能是 （ ） A匀速向右运动 B加速向右运动 C匀速向左运动 D加速向左运动8如图所示，导线框abcd与导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线时，线框中感应电流的方向是（ ）A先abcd，后dcba，再abcd B先abcd，后dcbaC始终dcba D先dcba，后abcd，再dcba E先dcba，后abcd9如图所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有（ ） A闭合电键KB闭合电键K后，把R的滑动方向右移C闭合电键K后，把P中的铁心从左边抽出D闭合电键K后，把Q靠近P10如图所示，光滑杆ab上套有一闭合金属环，环中有一个通电螺线管。现让滑动变阻器的滑片P迅速滑动，则 （ ）A当P向左滑时，环会向左运动，且有扩张的趋势B当P向右滑时，环会向右运动，且有扩张的趋势C当P向左滑时，环会向左运动，且有收缩的趋势D当P向右滑时，环会向右运动，且有收缩的趋势11如图10所示，在一蹄形磁铁两极之间放一个矩形线框abcd。磁铁和线框都可以绕竖直轴OO自由转动。若使蹄形磁铁以某角速度转动时，线框的情况将是（ ）A静止 B随磁铁同方向转动C沿与磁铁相反方向转动 D要由磁铁具体转动方向来决定12如图所示，在光滑水平桌面上有两个金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁，当条形磁铁自由下落时，将会出现的情况是 （ ）A两金属环将相互靠拢 B两金属环将相互排斥C磁铁的加速度会大于g D磁铁的加速度会小于g12纸面内有U形金属导轨，AB部分是直导线。虚线范围内有向纸里的均匀磁场。AB右侧有圆线圈C。为了使C中产生顺时针方向的感应电流，贴着导轨的金属棒MN在磁场里的运动情况是 （ ）A向右匀速运动 B向左匀速运动 C向右加速运动 D向右减速运动13如图所示，均匀金属棒ab位于桌面上方的正交电磁场中，且距桌面的高度小于ab棒长。当棒从水平状态由静止开始下落时，棒两端落到桌面的时间先后是（ ） Aa先于b Bb先于a Ca、b同时 D无法确定14图中小圆圈表示处于匀强磁场中闭合电路一部分导线的截面，速度v在纸面内关于感应电流有无及方向的判断正确的是（ ）A甲图中有感应电流，方向向里 B乙图中有感应电流，方向向外C丙图中无感应电流 D丁图中a、b、c、d四个位置上均无感应电流15甲、乙两个同心的闭合金属圆环位于同一平面内，甲环中通以顺时针方向电流I，如图所示，当甲环中电流逐渐增大时，乙环中每段导线所受磁场力的方向是（ ）A指向圆心 B背离圆心 C垂直纸面向内 D垂直纸面向外16如图所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合线圈，则流过表 的感应电流方向是（ ）A始终由a流向b B始终由b流向aC先由a流向b，再由b流向a D先由b流向a，再由a流向b17如图所示为一个圆环形导体，有一个带负电的粒子沿直径方向在圆环表面匀速掠过的过程，环中感应电流的情况是 （ ）A无感应电流 B有逆时针方向的感应电流C有顺时针方向的感应电流 D先逆时针方向后顺时针方向的感应电流18如图所示，两个线圈A、B上下平行放置，分别通以图示电流I1、I2，为使线圈B中的电流瞬时有所增大，可采用的办法是 （ ）A线圈位置不变，增大线圈A中的电流 B线圈位置不变，减小线圈A中的电流C线圈A中电流不变，线圈A向下平移 D线圈A中电流不变，线圈A向上平移19如图所示，两个闭合铝环A、B与一个螺线管套在同一铁芯上，A、B可以左右摆动，则（ ） A在S闭合的瞬间，A、B必相吸B在S闭合的瞬间，A、B必相斥C在S断开的瞬间，A、B必相吸D在S断开的瞬间，A、B必相斥20如图所示，电阻不计的光滑平行金属轨道放在与它的平面垂直的匀强磁场中。有一根长1m、电阻025的金属棒ab在外力作用下，以速度V向右匀速运动，磁感应强度B = 05T，R = 075，电压表示数为375V，求：外力F的大小、方向和金属棒ab的速度的大小？21如图所示，竖直导轨宽度L = 01m，电路的总电阻R = 1，金属棒被释放后向下滑动的最大速度为25m/s。匀强磁场的磁感应强度为2T，求金属棒的质量。22如图所示，金属框架与水平面成30角，匀强磁场的磁感强度B=04T，方向垂直框架平面向上，金属棒长l05m，重量为01N，可以在框架上无摩擦地滑动，棒与框架的总电阻为2，运动时可认为不变，问：（1）要棒以2ms的速度沿斜面向上滑行，应在棒上加多大沿框架平面方向的外力？（2）当棒运动到某位置时，外力突然消失，棒将如何运动？（3）棒匀速运动时的速度多大？（4）达最大速度时，电路的电功率多大？重力的功率多大？23如图所示，导轨是水平的，其间距l1=05m，ab杆与导轨左端的距离l2=08m，由导轨与ab杆所构成的回路电