内容正文:
第二章 电磁感应
▶导语:本章对电磁感应现象的认识分为三个阶段:(1)通过实验探究影响感应电流方向的因素,阐述楞次定律的内容;(2)学习法拉第电磁感应定律,从感应电流深入到感应电动势来定量研究电磁感应现象;(3)了解电磁感应的应用,介绍了产生感应电动势的两种非静电力的来源,即洛伦兹力和感生电场,揭示了电磁感应现象的本质。学习中重视运动与相互作用观和能量观的应用,注意归纳推理的科学思维方法的运用,重视对电磁感应知识与电路、图像、动力学、能量、动量等知识的结合,一道试题可能涉及多个知识的综合应用,在练习中多体会、多总结,构建常见的物理模型。在高考中试题的难度有易有难,可能以选择题的形式考查,也可能以计算题的形式考查。
要点精准概括
1个实验:探究影响感应电流方向的因素
2个定律:楞次定律(判断感应电流的方向)、法拉第电磁感应定律(计算感应电动势的大小)
2种判断感应电流方向的方法:楞次定律、右手定则
3个常用的二级结论:来拒去留、增反减同、增缩减扩
2种计算感应电动势大小的方法:法拉第电磁感应定律、导体切割磁感线产生感应电动势大小的计算式
2个常见的模型:线框进出磁场模型、导轨+杆(单杆或双杆)模型
5个常见的综合问题:电路问题、图像问题、动力学问题、能量问题、动量问题
5种思想方法:归纳推理法、转化思想、临界值法、极限分析法、等效法
2种解题方法:用楞次定律或右手定则判断感应电流的方向,从电路、动力学、能量或动量角度分析电磁感应中的综合问题
3种关键能力:提升运动与相互作用观念和能量观念、分析综合能力、建立物理模型的能力
1.楞次定律
1.正确理解楞次定律的内容及其本质。
2.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。
3.能够熟练运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向。
我们来学习感应电流产生的条件,如图所示,将磁铁从螺线管中插入和拔出,观察现象并思考。
磁铁从螺线管中插入和拔出产生的电流方向一样吗?感应电流的方向与哪些因素有关?遵循什么规律?
知|识|梳|理
一、探究影响感应电流方向的因素
1.实验器材:条形磁铁、电流表、线圈、导线、一节干电池(用来查明线圈中电流的流向与电流表中指针偏转方向的关系)。
2.实验现象:如图所示,在四种情况下,将实验结果填入下表。
(1)线圈内磁通量增大时的情况:
图号
磁体磁
场的方向
感应电流的方向
感应电流的磁场方向
甲
向下
逆时针(俯视)
向上
乙
向上
顺时针(俯视)
向下
(2)线圈内磁通量减小时的情况:
图号
磁体磁
场的方向
感应电流的方向
感应电流的磁场方向
丙
向下
顺时针(俯视)
向下
丁
向上
逆时针(俯视)
向上
3.实验结论。
表述一:当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反;当穿过线圈的磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同。
表述二:当磁铁靠近线圈时,两者相斥;当磁铁远离线圈时,两者相吸。
二、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。
三、右手定则
1.内容。
伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
2.适用范围。
适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。
预|习|自|检
1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。
(1)感应电流的磁场总与原磁场方向相反。 (×)
(2)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量。 (×)
(3)凡可以用右手定则判断感应电流方向的,均能用楞次定律判断。 (√)
(4)右手定则即右手螺旋定则。 (×)
2.根据楞次定律可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同向
解析 根据楞次定律,感应电流的磁场阻碍的是引起它的磁通量的变化,而不是引起它的磁通量,故A项错误,C项正确;感应电流的磁场方向与原磁通量的变化有关,可能与引起感应电流的磁场反向也可能同向,故B、D两项错误。
答案 C
探究一 楞次定律
1.因果关系:楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系,磁通量发生变化是原因,产生感应电流是结果,原因产生结果,结果反过来影响原因。
2.楞次定律的另一种等价表述:感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因。
3.对“阻碍”的理解。
问题
结论
谁阻碍谁
是感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化
为何阻碍
(原)磁场的磁通量发生了变化
阻碍什么
阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身
如何阻碍