高考物理二轮复习专项突破讲义法拉第电磁感应定律与楞次定律的综合.docVIP

法拉第电磁感应定律与楞次定律的综合 一、教案目标： 1、加深和强化对于法拉第电磁感应定律及楞次定律的理解。 2、重点掌握电磁感应与力学电学相结合类问题的解题方法。 3、重点掌握左手定则、右手定则及楞次定律的综合应用问题。 高考地位：法拉第电磁感应定律的应用及楞次定律的应用问题是高考的重点和难点，法拉第电磁感应定律的应用问题融合了力学电学的相关知识，涉及物体的受力分析、物理过程分析、牛顿运动定律、动量与能量以及闭合电路欧姆定律等内容，从出题形式上灵活多变，既可以通过选择题的形式考查对于定律内容的理解，也可以大型计算题的形式突出考查定律的应用，常以压轴题的形式出现，突出对于学生综合能力的考查. 二、重、难点解析： 1. 楞次定律 （1）内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 （2）说明：楞次定律含有两层意义。 ①因果关系。闭合导体回路中磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的出现是感应电流存在的结果，简要地说，只有当闭合导体回路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现。 ②符合能量守恒定律。感应电流的磁场对闭合导体回路中磁通量的变化起着阻碍作用，这种作用正是能量守恒这一普遍定律在电磁感应现象中的体现。 （3）注意：明确各个物理量之间的关系。当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合回路中会产生感应电流，而感应电流与其他电流一样，也会产生磁场，即感应电流的磁场，这样回路中就存在两个磁场——原来的磁场（产生感应电流的磁场）和感应电流的磁场。 （4）明确“阻碍”的含义：感应电流的磁场对原来磁场的磁通量的变化有阻碍作用、但不是“阻止”原磁通量的变化。感应电流的磁场是阻止不了原磁通量的变化的. 感应电流的磁场对原磁通量的变化的“阻碍”作用表现在：当原磁场的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，反抗磁通量的增加；而当原磁场的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。这里的“阻碍”不仅有“反抗”的含义，同时又有“补偿”的含义，即磁通量增加时反抗磁通量的增加，磁通量减少时又补偿磁通量的减少。 楞次定律也可以理解为： ①阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化。 ②阻碍相对运动，可理解为“来斥去吸”。 ③使线圈面积有扩大或缩小的趋势。 ④阻碍原电流的变化（自感现象）。 2. 应用楞次定律解题的一般步骤： （1）明确产生感应电流的闭合电路所围面积上的原磁场的方向，对于磁体的磁场，可以根据磁体的磁感线分布来确定，对于电流产生的磁场，则要用安培定则来确定。 （2）明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少，根据已知的磁感线分布和题目所描述的情况来确定. （3）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向，这一步骤才是直接运用了楞次定律。当磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场反向；当磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场同向. （4）得出感应电流的磁场方向后，就可以根据安培定则确定感应电流的方向。 问题1、楞次定律的综合应用问题： 例1. 如图所示，当条形磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是（ ） A. 向右摆动 B. 向左摆动 C. 静止 D. 不能确定 解析： 解法一： 微元分析法：画出线圈所在处条形磁铁的磁场分布示意图，由楞次定律判断出环中感应电流方向，如图（b）所示，将环等效为多段微小直线电流元，取上、下小段电流研究，由左手定则判断出它们的受力情况如图（b），由此可知，整个铜环受的合力向右，且环有向内收缩的趋势。正确答案为A。 解法二： 效应分析法：磁铁向右运动，使铜环中的磁通量增加而产生感应电流，由楞次定律可知，铜环为了阻碍原磁通量增加，必向磁感线较疏的右方运动，即往躲开磁通量增加的方向运动。故A正确。 解法三： 等效法：磁铁向右运动，使铜环产生感应电流后可等效为一条形磁铁，如图（c）所示，则两磁铁有排斥作用。故A正确。 解法四： 阻碍相对运动法：磁铁向右运动时，由楞次定律的另一种表述可知，铜环产生的感应电流总是阻碍导体间的相对运动，对磁铁跟铜环之间有排斥作用，故A正确。 变式1、如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，当滑线变阻器R的滑片自左向右滑行时，线框ab的运动情况是（ ）。 A. 保持静止不动 B. 逆时针转动 C. 顺时针转动 D. 发生转动，但电源极性不明，无法确定转动的方向 答案：C 变式2、如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是 A. FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左 B. FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左 C. FN先小于mg后大于mg,运