高中物理 第一章 电磁感应 习题课2 电磁感应的综合应用学案 教科版选修3-2-教科版高二选修3-2物理学案VIP免费

习题课2电磁感应的综合应用[学习目标]1.应用楞次定律判断感应电流的方向．2.综合应用楞次定律和法拉第电磁感应定律解决电磁感应中的图像问题．3.掌握电磁感应中动力学问题的分析方法，能用能量观点分析和解决电磁感应问题．[合作探究·攻重难]利用“结论法”判断感应电流的方向1.“增反减同”法感应电流的磁场，总要阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变化．(1)当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反．(2)当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同．口诀记为“增反减同”．2．“来拒去留”法由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时，产生的感应电流与磁场间有力的作用，这种力的作用会“阻碍”相对运动．口诀记为“来拒去留”．3．“增缩减扩”法就闭合电路的面积而言，致使电路的面积有收缩或扩张的趋势．收缩或扩张是为了阻碍电路原磁通量的变化．若穿过闭合电路的磁通量增加时，面积有收缩趋势；若穿过闭合电路的磁通量减少时，面积有扩张趋势．口诀为“增缩减扩”．说明：此法只适用于回路中只有一个方向的磁感线的情况．4．“增反减同”法自感线圈总是阻碍引起感应电流的原电流的变化：(1)当原电流增大时，自感电流的方向与原电流方向相反．(2)当原电流减小时，自感电流的方向与原电流的方向相同．口诀记为“增反减同”．如图1所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ，这个过程中线圈的感应电流()图1A．沿abcd流动B．沿dcba流动C．先沿abcd流动，后沿dcba流动D．先沿dcba流动，后沿abcd流动A[由条形磁铁的磁场分布可知，线圈在位置Ⅱ时穿过闭合线圈的磁通量最小为零，线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ，从下向上穿过线圈的磁通量在减少，线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ，从上向下穿过线圈的磁通量在增加，根据楞次定律可知感应电流的方向是abcd.]楞次定律的使用步骤[针对训练]1.如图2所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是()图2A．向右摆动B．向左摆动C．静止D．无法判定A[当磁铁突然向铜环运动时，穿过铜环的磁通量增加，为阻碍磁通量的增加，铜环远离磁铁向右运动．]电磁感应中的图像问题1.问题类型(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像．(2)由给定的图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量．2．图像类型(1)各物理量随时间t变化的图像，即Bt图像、Φt图像、Et图像和It图像．(2)导体切割磁感线运动时，还涉及感应电动势E和感应电流I随导体位移变化的图像，即Ex图像和Ix图像．3．解决此类问题需要熟练掌握的规律：安培定则、左手定则、楞次定律、右手定则、法拉第电磁感应定律、欧姆定律等．将一段导线绕成图3甲所示的闭合回路，并固定在纸面内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中．回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的曲线如图3乙所示．用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是()甲乙图3ABCD思路点拨：①本类题目线圈面积不变而磁场发生变化，可根据E＝nS判断E的大小及变化．②为B－t图像的斜率，且斜率正、负变化时对应电流的方向发生变化．B[由题图乙可知0～时间内，磁感应强度随时间线性变化，即＝k(k是一个常数)，圆环的面积S不变，由E＝＝＝kS，可知圆环中产生的感应电动势大小不变，则回路中的感应电流大小不变，ab边受到的安培力大小不变，从而可排除选项C、D；0～时间内，由楞次定律可判断出流过ab边的电流方向为由b至a，结合左手定则可判断出ab边受到的安培力的方向向左，为负值，故选项A错误，B正确．]解决电磁感应图像问题的基本步骤1．已知图像，根据物理规律求解相应的物理量．2．根据所提供的物理情景作出相应的图像．[针对训练]2．如图4所示，在x≤0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面(纸面)向里．具有一定电阻的矩形线框abcd位于xOy平面内，线框的ab边与y轴重合．令线框从t＝0时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流i(取逆时针方向的电流为...