高中物理第一章电磁感应第七节自感现象及其应用预习导学案粤教版选修
粤教版 高中物理课本目录(全部),包含必修和所有选修
必修一第一章运动的描述第一节认识运动第二节时间位移第三节记录物体的运动信息第四节物体运动的速度第五节速度变化的快慢加速度第六节用图象描述直线运动本章复习与测试第二章探究匀变速直线运动规律第一节探究自由落体运动第二节自由落体运动规律第三节从自由落体到匀变速直线运. 第四节匀变速直线运动与汽车行驶. 本章复习与测试第三章研究物体间的相互作用第一节探究形变与弹力的关系第二节研究摩擦力第三节力的等效和替换第四节力的合成与分解第五节共点力的平衡条件第六节作用力与反作用力本章复习与测试第四章力与运动第一节伽利略的理想实验与牛顿第. 第二节影响加速度的因素第三节探究物体运动与受力的关系第四节牛顿第二定律第五节牛顿第二定律的应用第六节超重和失重第七节力学单位本章复习与测试必修二第一章抛体运动第01节什么是抛体运动第02节运动的合成与分解第03节竖直方向的抛体运动第04节平抛物体的运动第05节斜抛物体的运动本章复习与检测第二章圆周运动第01节匀速圆周运动第02节向心力第03节离心现象及其应用本章复习与检测第三章万有引力定律及其应用第01节万有引力定律第02节万有引力定律的应用第03节飞向太空本章复习与检测第四章机械能和能源第01节功第02节动能势能第03节探究外力做功与物体动能变. 第04节机械能守恒定律第05节验证机械能守恒定律第06节能量能量转化与守恒定律第07节功率第08节能源的开发与利用本章复习与检测第五章经典力学与物理学的革命第01节经典力学的成就与局限性第02节经典时空观与相对论时空观第03节量子化现象第04节物理学—人类文明进步的阶. 本章复习与检测选修1-1第一章电与磁第一节有趣的静电现象第二节点电荷间的相互作用第三节认识磁场第四节认识电场第五节奥斯特实验的启示第六节洛伦兹力初探第二章电磁感应与电磁场第一节电磁感应现象的发现第二节电磁感应定律的建立第三节电磁感应现象的应用第四节麦克斯韦电磁场理论第三章电磁技术与社会发展第一节电磁技术的发展第二节电机的发明对能源利用的作用第三节传感器及其应用第四节电磁波的技术应用第五节科学、技术与社会的协调第四章家用电器与日常生活第一节我们身边的家用电器第二节常见家用电器的原理第三节家用电器的选择第四节家用电器的基本原件第五节家用电器故障与安全用电选修1-2第一章认识内能第一节物体的组成第二节分子热运动第三节分子之间的相互作用内能第四节能量守恒能源利用第五节热力学第一定律第二章热的利用第一节如何利用热量做功第二节热机第三节热传导的方向性第四节无序熵第五节热力学第二定律第六节家用制冷设备第三章核能及其利用第一节放射性第二节放射性的应用与辐射防护第三节核能第四节裂变和聚变第五节核能的开发与利用第四章能源与社会发展第一节能源概述第二节第一次工业革命第三节第二次工业革命第四节核能时代第五节能源与环境选修2-1第一章直流电与多用电表第一节电源与环境第二节串联电路与并联电路第三节闭合电路欧姆定律的实验探究第四节解开多用电表“多用”的奥秘第五节多用电表的使用第六节电场与电容器第二章磁场与磁偏转第一节磁场的描述第二节实验探究安培力第三节磁电式仪表第四节磁场红的电子束第三章电磁感应与交变电流第一节认识电磁感应现象第二节探究影响电磁感应电动势大小的因素第三节交变电流第四节变压器第五节远距离输电与电能损失第六节三相交变电流第四章电磁波与通信技术第一节电磁波与信息时代第二节光与电磁波谱第三节电视与广播第四节移动通信与移动电话第五章现代信息技术第一节传感器与自动化第二节微电子技术与集成电路第三节模拟信号、数字信号与信息时代第四节家用电脑与网络技术选修2-2第一章刚体的平衡第一节研究平动和转动第二节研究共电力作用下刚体的平衡条件第三节刚体共点力平衡条件的应用第四节力矩第五节探究有固定转动轴物体的平衡条件第六节刚体的一般平衡条件第七节探究影响平衡稳定的因素第二章机械传动第一节转速的变换第二节平动和转动的转换第三节液压传动的原理和应用第四节从杠杆到机器人第三章物体的形变第一节弹性和范性第二节直杆的形变第三节常见的承重结构第四章热与热机第一节热机的基本原理第二节四冲程内燃机第三节提高内燃机的效率第四节气轮机喷气发动机第五节制冷的基本原理第六节家用电冰箱和空调机第七节热机与环境第八节热机的发展选修2-3第一章光的折射全反射与光纤技术第一节光的折射定律第二节测定材料的折射率第三节光的全反射及光纤技术第二章透镜成像规律与光学仪器第一节透镜焦距的测定第二节透镜成像规律探究（一）第三节透镜成像规律探究（二）第四节照相机第五节望远镜和显微镜第三章光的波动性与常用新型电光源第一节光的干涉及其应用第二节光的衍射与光的偏振第三节激光及其应用第四节常见新型电光源第四章原子、原子核与放射技术第一节原子和原子核的结构第二节原子核的裂变第三节射线及其应用第四节放射性同位素第五节核反应与核技术选修3-1第一章电场第01节认识电场第02节探究静电力第03节电场强度第04节电势和电势差第05节电场强度与电势差的关系第06节示波器的奥秘第07节了解电容器第08节静电与新技术本章复习与测试第二章电路第01节探究决定导线电阻的因素第02节对电阻的进一步研究第03节研究闭合电路第04节认识多用电表第05节电功率第06节走进门电路第07节了解集成电路本章复习与测试第三章磁场第01节我们周围的磁象第02节认识磁场第03节探究安培力第04节安培力的应用第05节研究洛伦兹力第06节洛伦兹力与现代技术本章复习与测试本册复习与测试,选修3－2第一章电磁感应第01节电磁感应现象第02节研究产生感应电流的条件第03节探究感应电流的方向第04节法拉弟电磁感应定律第05节法拉弟电磁感应定律应用(一) 第06节法拉弟电磁感应定律应用(二) 第07节自感现象及其应用第08节涡流现象及其应用本章复习与检测第二章交变电流第01节认识变交电流第02节交变电流的描述第03节表征交变电流的物理量第04节电感器对交变电流的作用第05节电容器对交变电流的作用第06节变压器第07节远距离输电本章复习与检测第三章传感器第01节认识传感器第02节探究传感器的原理第03节传感器的应用第04节用传感器制作自控装置第05节用传感器测磁感应强度本章复习与检测选修3－3第一章分子动理论第01节物体是由大量分子组成的第02节测量分子的大小第03节分子的热运动第04节分子间的相互作用力第05节物体的内能第06节气体分子运动的统计规律本章复习与检测第二章固体、液体和气体第01节晶体的宏观特征第02节晶体的微观结构第03节固体新材料第04节液体的性质液晶第05节液体的表面张力第06节气体状态量第07节气体实验定律(Ⅰ)第08节气体实验定律(Ⅱ)第09节饱和蒸汽空气的湿度本章复习与检测第三章热力学基础第01节内能功热量第02节热力学第一定律第03节能量守恒定律第04节热力学第二定律第05节能源与可持续发展第06节研究性学习能源的开发利. 本章复习与测试选修3－4第一章机械振动第01节初识简谐运动第02节简谐运动的力和能量特征第03节简谐运动的公式描述第04节探究单摆的振动周期第05节用单摆测定重力加速度第06节受迫振动共振本章复习与检测第二章机械波第01节机械波的产生和传播第02节机械波的图象描述第03节惠更斯原理及其应用第04节波的干涉与衍射第05节多普勒效应本章复习与检测第三章电磁振荡与电磁波第01节电磁振荡第02节电磁场与电磁波第03节电磁波的发射、传播和接收第04节电磁波谱第05节电磁波的应用本章复习与检测第四章光第01节光的折射定律第02节测定介质的折射率第03节认识光的全反射现象第04节光的干涉第05节用双缝干涉实验测定光的波. 第06节光的衍射和偏振第07节激光本章复习与检测第五章相对论第01节狭义相对论的基本原理第02节时空相对性第03节质能方程与相对论速度合成. 第04节广义相对论第05节宇宙学简介本章复习与检测选修3－5第一章碰撞与动量守恒第01节物体的碰撞第02节动量动量守恒定律第03节动量守恒定律在碰撞中的应. 第04节反冲运动第05节自然界中的守恒定律本章复习与检测第二章波粒二象性第01节光电效应第02节光子第03节康普顿效应及其解释第04节光的波粒二象性第05节德布罗意波本章复习与检测第三章原子结构之谜第01节敲开原子的大门第02节原子的结构第03节氢原子光谱第04节原子的能级结构本章复习与检测第四章原子核第01节走进原子核第02节核衰变与核反应方程第03节放射性同位素第04节核力与结合能第05节裂变和聚变第06节核能利用第07节小粒子与大宇宙本章复习与检测必修1第一章运动的描述第二章探究匀变速直线运动规律第三章研究物体间的相互作用第四章力与运动必修2第一章抛体运动第二章圆周运动第三章万有引力定律及其应用第四章机械能和能源第五章经典力学与物理学的革命选修1-1第一章电与磁第二章电磁感应与电磁场第三章电磁技术与社会发展第四章家用电器与日常生活选修1-2第一章认识内能第二章热的利用第三章核能及其利用第四章能源与社会发展选修2-1第一章直流电与多用电表第二章磁场与磁偏转第三章电磁感应与交变电流第四章电磁波与通信技术第五章现代信息技术选修2-2第一章刚体的平衡第二章机械传动第三章物体的形变第四章热与热机选修2-3第一章光的折射全反射与光纤技术第二章透镜成像规律与光学仪器第三章光的波动性与常用新型电光源第四章原子、原子核与放射技术选修3-1第一章电场第二章电路第三章磁场选修3-2第一章电磁感应第二章交变电流第三章传感器选修3-3第一章分子动理论第二章固体、液体和气体第三章热力学基础选修3-4第一章机械振动第二章机械波第三章电磁振荡与电磁波第四章光第五章相对论选修3-5第一章碰撞与动量守恒第二章波粒二象性第三章原子结构之谜第四章原子核。
高中物理：电磁感应总复习教案粤教版选修Word版
电磁感应单元复习：（一）、电磁感应现象1、利用磁场产生电流的现象称为电磁感应现象，所产生的电动势称为感应电动势，所产生的电流称为感应电流。
2、产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。
3、初中物理中的另一种说法：闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，也可以概括为上面讲的条件。
4、电磁感应现象的实质是产生感应电动势，电路闭合才有感应电流，若电路不闭合，虽没有电流，但感应电动势可依然存在。
5．产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
（二）、楞次定律1、感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，该规律叫做楞次定律。
2、应用楞次定律判断感应电流的方向，首先要明确原磁场的方向；其次要明确穿过闭合电路的磁通量是增加的还是减少的；然后根据楞次定律确定感应电流的磁场方向；最后利用安培定则来确定感应电流的方向。
3、从导体和磁场的相对运动来看，感应电流总要阻碍它们之间的相对运动，因此楞次定律是能量守恒定律的必然结果。
4、判断导体切割磁感线所产生的感应电流的方向时，右手定则与楞次定律是等效的，而右手定则比楞次定律更方便，但前者只适宜于导体切割磁感线的情况，而后者是普遍适用的规律。
（三）求感应电动势的大小有两种方法：即法拉第电磁感应定律E= △Φ /△t ；切割法：E=BLv1、应用法拉第电磁感应定律E=△Φ /△t ，应注意以下几点：（1）要严格区分磁通量Φ磁通量的变化量△Φ，磁通量的变化率△Φ/△t ；（2）如是由磁场变化引起时，则用S△B来计算；如有回路面积变化引起时，则用B△S来计算。
（3）由E=△Φ/△t算出的通常是时间△t内的平均感应电动势，一般并不等于初态与末态电动势的平均值。
（4）当线圈有n匝时，E = n△Φ/△t 。
2、用公式E = BLv求电动势时，应注意以下几点：（1）此公式一般用于匀强磁场(或导体所在位置的各点的B相同)，导体各部分切割磁感线速度相同的情况，（2）若导体各部分切割磁感线的速度不同，可取其平均速度，求电动势。
高中第一章第一节电磁感应现象导学案粤教选修
第一节电磁感应现象班级姓名学号评价【自主学习】一、学习目标1. 能记住电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。
2．会知道电磁感应现象、感应电流的定义二、重点难点1．电磁感应现象2．感应电流三、问题导学1．奥斯特发现电流磁效应的实验是怎样的？2．科学家安培、科拉顿等也做过磁生电的试验而没有成功，问题出现在那里？3．是谁经过无数次试验，历经10年最终发现了磁生电？4．什么是电磁感应现象？什么是感应电流？四、自主学习（阅读课本P1-4页，《金版学案》P1考点1）1．完成《金版学案》P1预习篇五、要点透析见《金版学案》P1考点1【预习自测】1．电为人类带来了很大的方便，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2．下列现象中，属于电磁感应现象的是 ( )A．小磁针在通电导线附近发生偏转B．通电线圈在磁场中转动C．因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流D ．磁铁吸引小磁针第一节 电磁感应现象 【巩固拓展】 1．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，不正确的说法是( ) A ．库仑发现了电流的磁效应 B ．爱因斯坦创立了相对论 C ．法拉第发现了电磁感应现象 D ．牛顿提出了万有引力定律奠定了天体力学的基础 2．下列现象属于电磁感应现象的是( ) A ．莱顿瓶放电使缝衣针磁化 B ．载流导线使小磁针发生偏转 C ．指南针总是大致指向南北方向 D ．放在磁铁附近的导体环在靠近磁铁过程中产生了电流 3．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？ 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？第一节 电磁感应现象班级 姓名 学号 评价【课堂检测】一、科拉顿错失磁生电１．课本图1-1-1，科拉顿的实验室怎样的？他错失磁生电的原因你认为是什么？二、法拉第发现磁生电2．什么是电磁感应现象？什么是感应电流？3．法拉第归纳了那些情况能产生电磁感应现象？● 【互动研讨】1． 奥斯特发现了电流的 现象2． 发现了电磁感应现象3．电磁感应现象中的电流叫第一节 电磁感应现象班级 姓名 学号 评价● 【当堂训练】1．(2020·海南高考改编)自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献．下列说法错误的是()A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B．欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系C．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系D．焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能之间的转换关系2．(双选)许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史实的是( ) A．牛顿发现并提出了万有引力定律B．库仑通过扭秤实验，测出了万有引力常量C．法拉第经过多年的实验探索终于发现了电磁感应现象D．卡文迪许提出了真空中两个静止点电荷间的相互作用规律3．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．变化的磁场使闭合回路产生感应电流C．插入通电螺线管中的软铁棒被磁化D．电流周围产生磁场学习心得：高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高中物理 第一章 第六、七节 自感现象及其应用 涡流现象及其应用学案 粤教版选修
高中物理第一章第六、七节自感现象及其应用涡流现象及其应用学案粤教版选修【金版学案】xx-xx学年高中物理第一章第六、七节自感现象及其应用涡流现象及其应用学案粤教版选修3-21、知道什么是自感现象和自感电动势，知道自感系数及影响自感系数的因素、2、知道日光灯的基本原理和结构、3、知道涡流是如何产生的，知道如何利用和防止、1、自感现象：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象、2、自感电动势：自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势、3、自感电流：自感电动势在闭合回路中产生电流，这种电流叫做自感电流、4、自感系数：描述通电线圈自身特性的物理量叫做自感系数，简称自感或电感、5、日光灯的组成：日光灯主要由灯管、镇流器和启动器组成、例如图所示的电路，可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻，线圈两端并联一个电压表，用来测量自感线圈两端的直流电压，在实验完毕后，将电路拆开时应( )A、先断开开关S1B、先断开开关S2C、先拆去电流表D、先拆去电阻R解析：若先断开开关S1或先拆去电流表或先拆去电阻R，由于L的自感作用都会使L和电压表组成回路，原先L中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电表损坏，所以实验完毕应先断开开关S2、答案：B一、单项选择题1、一个线圈的电流在均匀增大，则这个线圈的(D)A、自感系数也将均匀增大B、自感电动势也将均匀增大C、磁通量的变化率也将均匀增大D、自感系数、自感电动势都不变解析：自感系数是线圈本身特征的物理量，不随电流而变；电流均匀变化，则磁通量的变化率和自感电动势均不变、故D选项正确、2、关于自感电动势的方向，正确的说法是(D)A、它总是同原电流方向相同B、它总是同原电流方向相反C、当原电流增大时，它与原电流方向相同D、当原电流减小时，它与原电流方向相同解析：自感电动势总是阻碍原电流的变化、故D选项正确、3、如右图所示，开关S闭合且达到稳定时，小灯泡能正常发光、则当闭合S和断开S的瞬间能观察到的现象分别是(A)A、小灯泡慢慢亮；小灯泡立即熄灭B、小灯泡立即亮；小灯泡立即熄灭C、小灯泡慢慢亮；小灯泡比原来更亮一下再慢慢熄灭D、小灯泡立即亮；小灯泡比原来更亮一下再慢慢熄灭解析：合上开关S，由于自感L产生自感电动势阻碍A的电流增大，所以A慢慢变亮；断开S瞬间L也产生自感电动势，但由于没有形成闭合回路，所以没有电流，即灯泡立即熄灭、4、在日光灯的连接线路中，关于启动器的作用，以下说法正确的是(C)A、日光灯启动时，为灯管提供瞬时高压B、日光灯正常工作时，起降压限流的作用C、起到一个自动开关的作用，实际上可用一个弹片开关代替(按下接通，放手断开)D、以上说法均不正确解析：启动器的作用是利用动触片和静触片的接通与断开起一个自动开关的作用，启动的关键就在于断开的瞬间，镇流器产生的感应电动势与交流电压一起加在灯丝上，由此获得瞬间高压使得灯管变成通路并开始发光、二、多项选择题5、如右图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是(CD)A、铁B、木C、铜D、铝解析：小球的材料若是铁，则磁铁会吸引小球，小球会加速运动，排除A；若小球是铜或铝制成的，靠近磁铁时，小球会产生涡电流，动能转化为电能再转化为内能，小球做减速运动，所以C、D对、6、如右图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B、不考虑空气阻力，则下列说法正确的是(BD)A、A、B两点在同一水平线B、A点高于B点C、A点低于B点D、铜环摆动过程中有部分机械能转化为热能解析：在铜环进、出磁场时，穿过铜环的磁通量发生变化，故在环中产生感应电流，有热量产生，在运动过程中铜环的机械能转化为热能，机械能减少、7、在如右图所示的电路中，S1和S2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻值与R相等、在电键S接通和断开时，灯泡S1和S2亮暗的顺序是(AC)A、接通时，S1先达到最亮B、接通时，S2先达到最亮C、断开时，S1后熄灭D、断开时，S2后熄灭解析：从等效的观点看，在S接通时，相当于L表现为很大的电阻，故S1先达到最亮，选项A正确、同理，选项C也正确、8、如右图电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻都很小、接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则(AD)A、在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗B、在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C、在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗D、在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗解析：本题考查同学们对断电时产生的自感电动势的阻碍作用的理解、在电路断开时，电感线圈的自感电动势阻碍原电流的减小，此时电感线圈在电路中相当于一个电源，表现为两个方面：一是自感电动势所对应的电流方向与原电流方向一致；二是在断电瞬间，自感电动势所对应的电流大小与原电流的大小相等，以后以此电流开始缓慢减小到零、甲图中，电灯A与电感线圈L在同一个支路中，流过的电流相同；断开电键S时，线圈L中的自感电动势要维持原电流不变，所以，电键断开的瞬间，电灯A的电流不变，以后电流渐渐变小、因此电灯渐渐变暗、乙图中，电灯A所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈的电阻很小)，断开电键S时，电感线圈的自感电动势要阻碍电流的变小，此瞬间电感线圈中的电流不变，电感线圈相当于一个电源给灯A供电、因此，反向流过A的电流瞬间要变大，然后渐渐变小，所以电灯要先亮一下，然后渐渐变暗、故D选项正确、9、日光灯镇流器的作用是(BC)A、启动时限制灯管中电流B、启动时产生瞬间高压，点燃灯管C、工作时降压限流，使灯管在较低电压下工作D、工作时维持灯管两端有高于电源的电压，使灯管正常工作解析：镇流器的作用：日光灯点燃时，利用自感现象产生瞬时高压；日光灯正常发光时，利用自感现象，对灯管起到降压限流作用、三、非选择题(按题目要求作答、解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位、)10、在如图所示的日光灯工作电路中、(1)开关合上前，启动器的静触片和动触片是__________(填“接通的”或“断开的”)；(2)开关刚合上时，220 V电压加在________上，使________泡发出红光；(3)日光灯起辉瞬间，灯管两端电压________(填“大于”“等于”或“小于”)220 V；(4)日光灯正常发光时，启动器的静触片和动触片________(填“接通”或“断开”)、答案：(1)断开的(2)启动器氖(3)大于(4)断开11、如右图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为0、电键原来是合上的，在K断开后，分析：(1)若R1>R2，灯泡的亮度如何变化？(2)若R1<R2，灯泡的亮度又如何变化？解析：(1)因R1>R2，即I1<I2，所以小灯泡在K断开后先突然变到某一较暗状态，再逐渐变暗到最后熄灭、(2)因R1<R2，即I1>I2，小灯泡在K 断开后电流从原来的向右突然变为向左(方向相反)，然后再逐渐变小，最后为零，所以灯泡在K断开后先变得比原来更亮，再逐渐变暗到熄灭、答案：(1)先突然变到某一较暗状态，再逐渐变暗到最后熄灭、(2)所以灯泡在K断开后先变得比原来更亮，再逐渐变暗到熄灭、12、我们用来煮食物的炉子有各种各样的款式，它们的工作原理各不相同，有以天然气、液化石油气等作燃料的，例如天然气炉，还有直接以电热方式加热的，例如电饭锅、下面介绍的是以电磁感应原理生热的电磁炉，如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图，炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是随电流不断变化的，这个变化的磁场又会使放在电磁炉上面的铁质(或钢铁)锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些内能便能起到加热物体的作用从而煮熟食物、电磁炉的特点是：效率比一般的炉子都高，炉面无明火，无烟无废气，火力强劲，安全可靠、因为电磁炉是由电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用、对于锅的选择，方法很简单，只要是锅底能被磁铁吸住的就能用、适用于电磁炉的烹饪器具有不锈钢锅、不锈钢壶、平底铁锅；不适用的有陶瓷锅、圆底铁锅、耐热玻璃锅、铝锅、铜锅等、(1)在电磁炉加热食物的过程中涉及的物理原理有(回答三个即可)：①_______________________________________________________ _________________；②_______________________________________________________ _________________；③_______________________________________________________ _________________、(2)电磁炉所用的锅不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅的原因是________________________；电磁炉所用的锅不能用铝锅、铜锅的原因是_________________________________________________________ _________________________________________________________ ______________________________、(3)在锅和电磁炉中间放置一纸板，电磁炉还能起到加热作用吗？为什么？答案：(1)①电流的磁效应(或电生磁) ②电磁感应现象(或磁生电) ③电流的热效应(或焦耳定律)(2)瓷和玻璃不能产生电磁感应现象铝、铜的导磁性太差，效率低(3)能起到加热作用，因为线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应起到加热作用、。
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必修一*第一章运动的描述第一节认识运动参考系质点第二节时间位移时间与时刻路程与位移第三节记录物体的运动信息打点计时器数字计时器第四节物体运动的速度平均速度瞬时速度第五节速度变化的快慢加速度第六节用图象描述直线运动匀速直线运动的位移图像匀速直线运动的速度图像匀变速直线运动的速度图像本章复习与测试*第二章探究匀变速直线运动规律第一节探究自由落体运动落体运动的思考记录自由落体运动轨迹第二节自由落体运动规律猜想与验证自由落体运动规律第三节从自由落体到匀变速直线运匀变速直线运动规律两个有用的推论第四节匀变速直线运动与汽车行驶本章复习与测试*第三章研究物体间的相互作用第一节探究形变与弹力的关系认识形变弹性与弹性限度探究弹力力的图示第二节研究摩擦力滑动摩擦力研究静摩擦力第三节力的等效和替代共点力力的等效力的替代寻找等效力第四节力的合成与分解力的平行四边形定则合力的计算分力的计算第五节共点力的平衡条件第六节作用力与反作用力探究作用力与反作用力的关系牛顿第三定律本章复习与测试*第四章力与运动第一节伽利略的理想实验与牛顿第一定律伽利略的理想实验牛顿第一定律第二节影响加速度的因素加速度与物体所受合力的关系加速度与物体质量的关系第三节探究物体运动与受力的关系加速度与力的定量关系加速度与质量的定量关系实验数据的图像表示第四节牛顿第二定律数字化实验的过程及结果分析牛顿第二定律及其数学表示第五节牛顿第二定律的应用第六节超重和失重超重和失重超重和失重的解释完全失重现象第七节力学单位单位制的意义国际单位制中的力学单位本章复习与测试必修二*第一章抛体运动第一节什么是抛体运动抛体运动的速度方向抛体做直线或曲线运动的条件第二节运动的合成与分解分运动与合运动运动的独立性运动的合成与分解第三节竖直方向的抛体运动竖直下抛运动竖直上抛运动第四节平抛物体的运动平抛运动的分解平抛运动的规律第五节斜抛物体的运动斜抛运动的分解斜抛运动的规律射程与射高弹道曲线本章复习与检测*第二章圆周运动第一节匀速圆周运动认识圆周运动如何描述匀速圆周运动的快慢第二节向心力感受向心力向心加速度生活中的向心力第三节离心现象及其应用离心现象离心现象的运用本章复习与检测*第三章万有引力定律及其应用第一节万有引力定律天体究竟做怎样的运动苹果落地的思考：万有引力定律的发现第二节万有引力定律的应用计算天体的质量理论的威力：预测未知天体理想与现实：人造卫星和宇宙速度第三节飞向太空飞向太空的桥梁——火箭梦想成真——遨游太空探索宇宙奥秘的先锋——空间探测器本章复习与检测*第四章机械能和能源第一节功怎样才算做了功如何计算功功有正、负之分吗？第二节动能势能动能重力势能弹性势能第三节探究外力做功与物体动能变第四节机械能守恒定律动能与势能之间的相互转化机械能守恒定律的理论推导第五节验证机械能守恒定律第六节能量能量转化与守恒定律各种各样的能量能量之间的转化能量守恒定律能量转化和转移的方向性第七节功率如何描述物体做工的快慢怎么计算功率功率与能量第八节能源的开发与利用能源及其分类能源危机与环境污染未来的能源本章复习与检测*第五章经典力学与物理学的革命第一节经典力学的成就与局限性经典力学的发展历程经典力学的伟大成就经典力学的极限性和适用范围第二节经典时空观与相对论时空观经典时空观相对论时空观第三节量子化现象黑体辐射：能量子假说的提出光子说：对光电效应的解释光的波粒二象性：光的本性揭示原子光谱：原子能量的不连续第四节物理学——人类文明进步的阶物理学与自然科学——人类文明进步的基石物理学与现代技术——人类文明进步的推动力本章复习与检测选修3-1*第一章电场第一节认识电场起点方式的实验探究电荷守恒定律第二节探究静电力点电荷库仑定律第三节电场强度电场电场的描述怎样“看见”电场第四节电势和电势差电势差电势等势面第五节电场强度与电势差的关系探究场强与电势差的关系电场线与等势面的关系第六节示波器的奥秘带电离子的加速带电离子的偏转示波器探秘第七节了解电容器识别电容器电容器的充放电电容器的电容决定电容的因素第八节静电与新技术锁住黑烟防止静电危害本章复习与测试*第二章电路第一节探究决定导线电阻的因素电阻定律的实验探究电阻率第二节对电阻的进一步研究导体的伏安特性电阻的串联电阻的并联第三节研究闭合电路电动势闭合电路的欧姆定律路端电压跟负载的关系测量电源的电动势和内阻第四节认识多用电表多用电表的原理学会使用多用电表第五节电功率电功和电功率焦耳定律和热功率闭合电路中的功率第六节走进门电路与门电路或门电路非门电路门电路的实验探究第七节了解集成电路集成电路概述集成电路的分类集成电路的前景本章复习与测试*第三章磁场第一节我们周围的磁象无处不在的磁场地磁场磁性材料第二节认识磁场磁场初探磁场有方向吗图示磁场安培分子电流假说第三节探究安培力安培力的方向安培力的大小磁通量第四节安培力的应用直流电动机磁电式电表第五节研究洛伦兹力洛伦兹力的方向洛伦兹力的大小第六节洛伦兹力与现代技术带电粒子在磁场中的运动质谱仪回旋加速器本章复习与测试本册复习与测试,选修3-2*第一章电磁感应第一节电磁感应现象第二节研究产生感应电流的条件第三节探究感应电流的方向感应电流的方向楞次定律右手定则第四节法拉弟电磁感应定律影响感应电动势大小的因素法拉第电磁感应定律感应电动势的另一种表述第五节法拉弟电磁感应定律的应用（一）法拉第电机电磁感应中的电路第六节法拉弟电磁感应定律的应用（二）电磁流量计电磁感应中的能量第七节自感现象及其应用自感现象自感系数日光灯第八节涡流现象及其应用涡流现象电磁灶与涡流加热涡流制动与涡流探测本章复习与检测*第二章交变电流第一节认识变交电流观察交变电流的图象交变电流的产生第二节交变电流的描述用函数表达式描述交变电流用图象描述交变电流第三节表征交变电流的物理量交变电流的周期和频率交变电流的峰值和有效值第四节电感器对交变电流的作用认识电感器电感器对交变电流的阻碍作用低频扼流圈和高频扼流圈第五节电容器对交变电流的作用电容器仅让交变电流通过电容器对交变电流的阻碍作用隔直电容器和高频旁路电容器第六节变压器认识变压器探究变压器的电压与匝数的关系理想变压器原副线圈中的电流第七节远距离输电从发电站到用户的输电线路为什么要用高压输电直流输电本章复习与检测*第三章传感器第一节认识传感器什么是传感器传感器的分类第二节探究传感器的原理温度传感器的原理光电传感器原理第三节传感器的应用生活中的传感器农业生产中的传感器工业生场中的传感器飞向太空的传感器第四节用传感器制作自控装置第五节用传感器测磁感应强度本章复习与检测选修3-3*第一章分子动理论第一节物体是由大量分子组成的分子的大小阿伏伽德罗常数第二节测量分子的大小实验原理实验器材实验与收集数据分析与论证第三节分子的热运动扩散现象布朗运动第四节分子间的相互作用力第五节物体的内能分子的动能温度分子势能物体的内能第六节气体分子运动的统计规律分子沿各个方向运动的机会相等分子速率按一定的规律分布本章复习与检测*第二章固体、液体和气体第一节晶体的宏观特征单晶体多晶体非晶体第二节晶体的微观结构第三节固体新材料新材料的基本特征新材料的未来第四节液体的性质液晶液体分子的排列液体分子的热运动液晶长丝状液晶螺旋状液晶第五节液体的表面张力液体的表面现象液体的表面张力及其微观解释第六节气体状态量体积温度压强第七节气体实验定律(Ⅰ)玻意耳定律第八节气体实验定律(Ⅱ)查理定律盖.吕萨克定律对气体实验定律的微观解释第九节饱和蒸汽空气的湿度饱和蒸汽饱和气压空气的湿度本章复习与检测*第三章热力学基础第一节内能功热量改变物体内能的两种方式第二节热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律运用举例第三节能量守恒定律能量守恒定律第一类永动机是不可能造成的第四节热力学第二定律热传导的方向性机械能和内能转化过程的方向性热力学第二定律热力学第二定律的微观实质熵第五节能源与可持续发展能源与环境温室效应酸雨能量降退与节约能源第六节研究性学习能源的开发利用与环境保护本章复习与测试选修3-4*第一章机械振动第一节初识简谐运动弹簧振子描述简谐运动的物理量第二节简谐运动的力和能量特征简谐运动的力的特征简谐运动的能量的特征第三节简谐运动的公式描述第四节探究单摆的振动周期单摆振动周期的实验探究第五节用单摆测定重力加速度第六节受迫振动共振受迫振动共振共振的利用和防止本章复习与检测*第二章机械波第一节机械波的产生和传播认识机械波机械波的产生机械波的传播纵波与横波第二节机械波的图象描述波的图象描述波的特征的物理量第三节惠更斯原理及其应用惠更斯原理波的反射波的折射第四节波的干涉与衍射波的干涉波的衍射第五节多普勒效应认识多普勒效应多普勒效应的成因多普勒效应的运用本章复习与检测*第三章电磁振荡与电磁波第一节电磁振荡电磁振荡电路的演变与构成电磁振荡过程中电场能和磁场能的转化电磁振荡的周期和频率第二节电磁场与电磁波麦克斯韦电磁场理论的基础思想电磁波的产生及其特点电磁场的物质性麦克斯韦电磁场理论的意义第三节电磁波的发射、传播和接收模仿赫兹实验电磁波的发射电磁波的传播无线电波的接收第四节电磁波谱光是电磁波电磁波谱第五节电磁波的应用无线电广播与电视移动通信电磁波与科技、经济、社会发展的关系本章复习与检测*第四章光第一节光的折射定律光的折射规律的实验探究折射角与光速的关系折射率第二节测定介质的折射率测量折射率第三节认识光的全反射现象光的全反射光导纤维的结构与应用第四节光的干涉双缝干涉现象光产生干涉的条件第五节用双缝干涉实验测定光的波长第六节光的衍射和偏振光的衍射光的偏振第七节激光激光激光的特性激光的应用全息照相用激光观察全息照片本章复习与检测*第五章相对论第一节狭义相对论的基本原理狭义相对论的诞生狭义相对论的基本原理“同时”的相对性第二节时空相对性时间间隔的相对性空间距离的相对性相对论的时空观第三节质能方程与相对论速度合成相对论质量质能方程相对论的速度合成定理第四节广义相对论广义相对论基本原理广义相对论的主要结论第五节宇宙学简介人类对宇宙演化的认识宇宙学的新进展本章复习与检测选修3-5*第一章碰撞与动量守恒第一节物体的碰撞历史上对碰撞问题的研究生活中的各种碰撞现象弹性碰撞和非弹性碰撞第二节动量动量守恒定律动量及其改变一维碰撞中的动量守恒定律第三节动量守恒定律在碰撞中的应. 第四节反冲运动第五节自然界中的守恒定律守恒与不变守恒与对称本章复习与检测*第二章波粒二象性第一节光电效应光电效应与光电流光电流的变化极限频率遏止电压电磁理论解释的困难第二节光子能量量子假说光子假说光电效应方程对光电效应的解释第三节康普顿效应及其解释第四节光的波粒二象性光的波粒二象性的本质概率波第五节德布罗意波德布罗意波假说电子衍射电子云不确定关系本章复习与检测*第三章原子结构之谜第一节敲开原子的大门探索阴极射线电子的发现第二节原子的结构α粒子散射实验原子的核式结构的提出第三节氢原子光谱巴耳末系氢原子光谱的其他线系原子光谱第四节原子的能级结构能及结构猜想氢原子的能级本章复习与检测*第四章原子核第一节走进原子核放射性的发现原子核的组成第二节核衰变与核反应方程原子核的衰变核反应方程半衰期第三节放射性同位素同位素放射性同位素的应用放射性的危害及防护第四节核力与结合能核力及其性质重核与轻核结合能第五节裂变和聚变核裂变链式反应受控热核反应第六节核能利用反应堆核电站核能利用第七节小粒子与大宇宙从小粒子到大宇宙——空间跨度从粒子寿命到宇宙年龄——时间跨度本章复习与检测。
高中物理 第一章 电磁感应 电磁感应现象 产生感应电流的条件学案 粤教版选修
高中物理第一章电磁感应电磁感应现象产生感应电流的条件学案粤教版选修1、能理解什么是电磁感应现象、2、能记住产生感应电流的条件、3、会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验、4、能说出磁通量变化的含义、5、会利用电磁感应产生的条件解决实际问题、1、磁通量的计算公式Φ＝BS的适用条件：(1)匀强磁场，(2)磁感线与平面垂直、若在匀强磁场B中，磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁场方向上的投影面积、2、磁通量是标量，但有正、负之分、一般来说，如果磁感线从线圈的正面穿入，线圈的磁通量就为“＋”，磁感线从线圈的反面穿入，线圈的磁通量就为“－”、3、由Φ＝BS可知，磁通量的变化有三种情况：(1)磁感应强度B不变，有效面积S变化；(2)磁感应强度B变化，有效面积S不变；(3)磁感应强度B和有效面积S同时变化、一、电磁感应现象1、1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，揭示出通电导线周围有磁场，表明了电能生磁、2、1831年英国物理学家法拉第发现了由磁生电的现象，叫电磁感应现象，由电磁感应现象产生的电流叫感应电流、3、法拉第把可以产生电磁感应的情况概括为五类：(1)变化着的电流；(2)变化着的磁场；(3)运动的恒定电流；(4)运动的磁铁；(5)在磁场中运动的导体、二、产生感应电流的条件1、只要使穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生、2、引起磁通量变化的原因可能是闭合电路中或闭合电路一部分的磁感应强度发生变化，或者是闭合电路在磁场中的面积发生变化，也可能是闭合电路与磁场的夹角发生变化、一、磁通量及其变化[问题设计]如图1所示，框架的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B、试求：(1)框架平面与磁感应强度B垂直时，穿过框架平面的磁通量为多少？(2)若框架绕OO′转过60，则穿过框架平面的磁通量为多少？(3)若从图示位置转过90，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？图1(4)若从图示位置转过180，则穿过框架平面的磁通量变化量为多少？答案(1)BS (2)BS (3)－BS (4)－2BS[要点提炼]1、磁通量的计算(1)公式：Φ＝BS、(2)适用条件：①匀强磁场，②磁场方向和平面垂直、(3)B与S不垂直时：Φ＝BS⊥，S⊥为平面在垂直磁场方向上的投影面积，在应用时可将S投影到与B 垂直的方向上，如图2所示，Φ＝BSsin_θ、图2(4)磁通量与平面的匝数无关、2、磁通量的变化量ΔΦ(1)当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝BΔS、(2)当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔBS、(3)当B和S同时变化时，ΔΦ＝Φ2－Φ1，但此时ΔΦ≠ΔBΔS、特别提醒计算穿过某面的磁通量变化量时，要注意前、后磁通量的正、负值，如原磁通量Φ1＝BS，当平面转过180后，磁通量Φ2＝－BS，磁通量的变化量ΔΦ＝－2BS、二、产生感应电流的条件[问题设计]1、实验1：如图3所示，导体AB做切割磁感线运动时，线路中有电流产生，而导体AB顺着磁感线运动时，线路中无电流产生、(填“有”或“无”)图3图42、实验2：如图4所示，条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中有电流产生，但条形磁铁在线圈中静止不动时，线圈中无电流产生、(填“有”或“无”)3、实验3：如图5所示，将小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关S接通或断开时，电流表中有电流通过；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中有电流通过；而开关一直闭合，滑动变阻器不动时，电流表中无电流产生(填“有”或“无”)、图54、上述三个实验产生感应电流的情况不同，但其中肯定有某种共同的原因，完成下表并总结产生感应电流的条件、实验1闭合电路中磁感应强度B不变，闭合电路的面积S①变化共同原因：⑥闭合电路中⑦磁通量发生变化实验2闭合电路中磁感应强度B②变化，闭合电路的面积S③不变实验3闭合电路中磁感应强度B④变化，闭合电路的面积S⑤不变总结实验1是通过导体相对磁场运动改变磁通量；实验2是磁体即磁场运动改变磁通量；实验3通过改变电流从而改变磁场强弱，进而改变磁通量，所以可以将产生感应电流的条件描述为“只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流”、[要点提炼]1、产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化、2、特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动、在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时，应该注意：(1)导体是否将磁感线“割断”，如果没有“割断”就不能说切割、如图6所示，甲、乙两图中，导线是真“切割”，而图丙中，导体没有切割磁感线、图6(2)是否仅是闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动，如图丁、如果由切割不容易判断，则要回归到磁通量是否变化上去、[延伸思考] 电路不闭合时，磁通量发生变化是否能产生电磁感应现象？答案当电路不闭合时，没有感应电流，但有感应电动势，只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象、一、磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算例1 如图7所示的线框，面积为S，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向与线框平面成θ角，当线框转过90到如图7所示的虚线位置时，试求：图7(1)初、末位置穿过线框的磁通量的大小Φ1和Φ2；(2)磁通量的变化量ΔΦ、解析(1)解法一：在初始位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S⊥＝Ssin θ，所以Φ1＝BSsin θ、在末位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S⊥′＝Scos θ、由于磁感线从反面穿入，所以Φ2＝－BScos θ、解法二：如图所示，把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S 进行分解，得B上＝Bsin θ，B左＝Bcos θ所以Φ1＝B上S＝BSsin θ，Φ2＝－B左S＝－BScos θ、(2)开始时B与线框平面成θ角，穿过线框的磁通量Φ1＝BSsin θ；当线框平面按顺时针方向转动时，穿过线框的磁通量减少，当转动θ时，穿过线框的磁通量减少为零，继续转动至90时，磁感线从另一面穿过，磁通量变为“负”值，Φ2＝－BScos θ、所以，此过程中磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BScos θ－BS sin θ＝－BS(cos θ＋sin θ)、答案(1)BSsin θ－BScos θ(2)－BS(cos θ＋sin θ)二、产生感应电流的分析判断及实验探究例2 (双选)如图8所示，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直、导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd，图8与导轨接触良好、这两条金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2，且井字形回路中有感应电流通过，则可能 ( )A、v1＞v2B、v1＜v2C、v1＝v2D、无法确定解析只要金属棒ab、cd的运动速度不相等，穿过井字形回路的磁通量就发生变化，闭合回路中就会产生感应电流、故选项A、B正确、答案AB针对训练(单选)在一长直导线中通以如图9所示的恒定电流，某一闭合导线环(环面与导线垂直，长直导线通过环的中心套在长直导线上)套在长直导线上，当发生以下变化时，导线环中可能产生感应电流的是()图9A、保持电流不变，使导线环上下移动B、保持导线环不变，使长直导线中的电流增大或减小C、保持电流不变，使导线在竖直平面内顺时针(或逆时针)转动D、保持电流不变，环在与导线垂直的水平面内左右水平移动答案C解析产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生改变，在题图所示位置导线环中没有磁通量，A、B、D没有使穿过导线环的磁通量发生改变，所以都错，本题选C、例3 在研究电磁感应现象的实验中所用器材如图10所示、它们是①电流表；②直流电源；③带铁芯的线圈A；④线圈B；⑤开关；⑥滑动变阻器(用来控制电流以改变磁场强弱)、试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)、图10答案连接电路如图所示1、(对电磁感应现象的认识)(单选)下列现象中，属于电磁感应现象的是()A、小磁针在通电导线附近发生偏转B、通电线圈在磁场中转动C、因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流D、磁铁吸引小磁针答案C解析电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针在通电导线附近发生偏转和通电线圈在磁场中转动以及磁铁吸引小磁针，反映了磁场力的性质，所以A、B、D不是电磁感应现象，C是电磁感应现象、2、(对磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解)(单选)如图11所示一矩形线框，从abcd位置移到a′b′c′d′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量情况，下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动)( )图11A、一直增加B、一直减少C、先增加后减少D、先增加，再减少直到零，然后再增加，然后再减少答案D解析离导线越近，磁场越强，当线框从左向右靠近导线的过程中，穿过线框的磁通量增大；当线框跨在导线上向右运动时，磁通量减小；当导线在线框正中央时，磁通量为零；从该位置向右，磁通量又增大；当线框离开导线向右运动的过程中，磁通量又减小、故A、B、C错误，D正确，故选D、3、(产生感应电流的分析判断)(单选)如图12所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列方法中不可行的是( )图12A、将线框向左拉出磁场B、以ab边为轴转动(小于90)C、以ad边为轴转动(小于60)D、以bc边为轴转动(小于60)答案D解析将线框向左拉出磁场的过程中，线框的bc部分切割磁感线，或者说穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流、当线框以ab边为轴转动(小于90)时，线框的cd边的右半段在做切割磁感线运动，或者说穿过线框的磁通量在发生变化，所以线框中将产生感应电流、当线框以ad边为轴转动(小于60)时，穿过线框的磁通量在减小，所以在这个过程中线框内会产生感应电流、如果转过的角度超过60(60～300)，bc边将进入无磁场区，那么线框中将不产生感应电流、当线框以bc边为轴转动时，如果转动的角度小于60，则穿过线框的磁通量始终保持不变(其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积)、4、(产生感应电流的分析判断)(单选)如图13所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是()图13A、线圈中通以恒定的电流B、通电时，使滑动变阻器的滑片P做匀速移动C、通电时，使滑动变阻器的滑片P做加速移动D、将电键突然断开的瞬间答案A解析只要通电时滑动变阻器的滑片P移动，电路中电流就会发生变化，变化的电流产生变化的磁场，铜环A中磁通量发生变化，有感应电流；同样，将电键断开瞬间，电路中电流从有到无，仍会在铜环A中产生感应电流、题组一对磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算1、(单选)关于磁通量，下列叙述正确的是 ( )A、在匀强磁场中，穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积B、在匀强磁场中，a线圈的面积比b线圈的大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的磁通量大C、把一个线圈放在M、N两处，若放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大，则M处的磁感应强度一定比N处大D、同一线圈放在磁感应强度大处，穿过线圈的磁通量不一定大答案D解析磁通量等于磁感应强度与垂直磁场方向上的投影面积的乘积，A错误；线圈面积大，但投影面积不一定大，B错误；磁通量大，磁感应强度不一定大，C错误、D正确、2、(单选)关于磁通量的概念，以下说法中正确的是 ( )A、磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量越大B、磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量越大C、穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零D、磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的答案C解析根据磁通量的定义，Φ＝BSsin θ，因此A、B选项错误；穿过线圈的磁通量为零时，磁感应强度不一定为零；磁通量发生变化，可能是面积变化引起的，也可能是磁场变化引起的，D错、3、(单选)如图1所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面，若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为( )图1A、πBR2B、πBr2C、nπBR2D、nπBr2答案B解析由磁通量的定义式知Φ＝BS＝πBr2；磁通量与平面的匝数无关、故B正确、题组二产生感应电流的分析判断4、(单选)关于电磁感应现象，下列说法中正确的是()A、闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生B、闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流C、穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流D、只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定有感应电流产生答案C解析产生感应电流的条件：(1)闭合电路；(2)磁通量Φ发生变化，两个条件缺一不可、5、(单选)下图中能产生感应电流的是()答案B解析根据产生感应电流的条件判断，A中，电路没闭合，无感应电流；B中，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C中，穿过线圈的磁感线相互抵消，Φ恒为零，无感应电流；D中，磁通量不发生变化，无感应电流、6、(双选)下列情况中都是线框在磁场中做切割磁感线运动，其中线框中有感应电流的是()答案BC解析A中虽然导体“切割”了磁感线，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感应电流、B中线框的一部分导体“切割”了磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框中有感应电流、C中虽然与A近似，但由于是非匀强磁场，运动过程中，穿过线框的磁感线条数增加，线框中有感应电流、D中线框尽管是部分切割，但磁感线条数不变，无感应电流，故选B、C、7、(单选)如图2所示，一有限范围的匀强磁场宽度为d，若将一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域，已知d＞L，则导线框从开始进入到完全离开磁场的过程中无感应电流的时间等于()图2A、B、C、D、答案C解析只有导线框完全在磁场里面运动时，导线框中才无感应电流、8、(单选)如图3所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，初始位置线框与磁感线平行，则在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是()图3A、线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B、线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C、线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D、线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动答案C解析四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，按A、B、D三种情况线框运动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持为零不变，线框中不产生感应电流、C中线框转动后，穿过线框的磁通量不断发生变化，所以产生感应电流，C项正确、9、(单选)为观察电磁感应现象，某学生将电流表、螺线管A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图4所示的实验电路、当接通和断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是( )图4A、开关位置接错B、电流表的正、负极接反C、线圈B的3、4接头接反D、蓄电池的正、负极接反答案A解析本题考查了感应电流产生的条件、因感应电流产生的条件是闭合电路中的磁通量发生变化，由电路图可知，把开关接在B与电流表之间，因与1、2接头相连的电路在接通和断开开关时，电流不改变，所以不可能有感应电流，电流表也不可能偏转，开关应接在A与电源之间、10、(双选)如图5所示，导线ab和cd互相平行，则下列四种情况中，关于导线cd中是否产生感应电流的说法，正确的是( )图5A、开关S闭合瞬间产生感应电流B、开关S断开瞬间不产生感应电流C、开关S闭合，滑动触头左、右滑动时产生感应电流D、开关S闭合，滑动触头不动时产生感应电流答案AC解析开关S闭合或断开的瞬间；开关S闭合，滑动触头向左滑的过程；开关S闭合，滑动触头向右滑的过程都会使通过导线ab段的电流发生变化，使穿过cd回路的磁通量发生变化，从而在cd导线中产生感应电流、因此本题的正确选项应为A、C、11、如图6所示，线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈Ⅱ与电流计相连，线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，在下列情况下，电流计中是否有示数？图6(1)开关闭合瞬间；(2)开关闭合稳定后；(3)开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器滑动端；(4)开关断开瞬间、答案(1)有(2)无(3)有(4)有解析本题主要考查闭合电路中，电流变化导致磁场变化从而产生感应电流的情况、(1)开关闭合时线圈Ⅰ中电流从无到有，电流的磁场也从无到有，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从无到有，线圈Ⅱ中产生感应电流，电流计有示数、(2)开关闭合稳定后，线圈Ⅰ中电流稳定不变，电流的磁场不变，此时线圈Ⅱ中虽有磁通量但磁通量稳定不变，线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计无示数、(3)开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器滑动端，电阻变化，线圈Ⅰ中的电流变化，电流形成的磁场也发生变化，穿过线圈Ⅱ的磁通量也发生变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计有示数、(4)开关断开瞬间，线圈Ⅰ中电流从有到无，电流的磁场也从有到无，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计有示数、12、如图7所示，固定于水平面上的金属架MDEN处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动、t ＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形、为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B 与t的关系式、图7答案B＝解析要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化在t＝0时刻，穿过线圈平面的磁通量Φ1＝B0S＝B0l2设t时刻的磁感应强度为B，此时磁通量为Φ2＝Bl(l＋vt)由Φ1＝Φ2得B＝、。
新课标粤教版3-2选修三1.7《自感现象及其应用》WORD教案1
§1.7 自感现象及其应用【教材分析】自感现象是一种特殊的电磁感应现象，教材通过实验探究，使学生明白自感现象的规律都符合电磁感应现象的一般规律，导体本身的电流变化，引起磁通量变化，这是产生自感现象的原因；而根据楞次定律，自感电动势的作用是阻碍电流变化。
然后教材通过讨论与交流，利用类比，电磁感应产生的感应电动势与磁通量的变化率成正比，那么自感电动势于什么有关？能启迪学生思考，然后通过实验探究，要让学生自己动手，并把实验现象观察结果填写在表格中，从而引出自感系数。
日光灯是常用的设备，课本先介绍了日光灯的结构和发光特点，然后通过“观察与思考”栏目，让学生搞清楚日光灯的工作原理，并总结镇流器所起的作用。
并在书末简单提出了电子镇流器及新型灯具，引导学生进一步收集资料、自行探究。
【教学目标】1.知识与技能（1）知道什么是自感现象和自感电动势。
（2）知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量。
（3）知道影响自感系数的因素。
（4）知道日光灯的基本原理和结构。
2.过程与方法（1）观察自感现象，认识实验在物理学研究中的作用。
（2）通过自感电动势大小的探究，加深对控制变量法的认识。
（3）经过日光灯工作原理的探究过程，尝试用科学探究方法研究物理问题。
3.情感态度与价值观（1）通过自感现象与决定自感电动势大小的因素的探究活动，培养学生参与科学探究活动的热情和实事求是的科学态度。
（2）了解自感现象的实际应用，体会物理学对经济、社会发展的推动作用。
【教学重、难点】1. 教学重点：由现象入手，分析产生现象的原因，找出基本规律，将所学的知识、规律应用到实际问题中。
2. 教学难点：分析自感现象产生的原因及日光灯原理。
【教具】启动器、镇流器、自感现象演示仪【教学过程】一、引入新课1.引入（1）发生电磁感应现象、产生感应电动势的条件是什么？怎样得到这种条件？（2）如果通过线圈本身的电流有变化，使它里面的磁通量改变，能不能产生电动势？▲学生猜想二、新课教学2.演示实验：（1）用图1电路作演示实验．L 1和L2是规格相同的两个灯泡.合上开关，调节R1，使L1和L2亮度相同，再调节R2，使L1和L2正常发光逐渐变亮，然后打开.再合上开关的瞬间，问同学们看到了什么?（实验要反复几次）●实验现象：L1逐渐变亮，且最后亮度与L2相同。
高中物理 第一章 电磁感应 第六节 自感现象及其应用 第七节 涡流现象及其应用 粤教版选修3-2
4．单位：亨利，简称为亨，符号为பைடு நூலகம்H.常用的有毫亨 (mH)和微亨(μH)．
1 mH＝10－3 H，1 μH＝10－3 mH.
解析：自感电动势总是阻碍原电流的变化，故 D 选 项正确．
答案：D
知识点二 日光灯
提炼知识 1．日光灯的组成：镇流器、灯管、启动器． 2．日光灯的发光：灯管中气体导电，发出紫外线， 照射管壁的荧光粉，然后才发出可见光．灯管中气体要 导电，需要较高的瞬时电压，这个瞬时电压需要镇流器 和启动器的配合完成．
(2)涡流的防止． ①原理：缩小导体的外周长，增大材料的电阻． ②事例：电机和变压器的铁芯用薄片叠压而成． ③目的：减少发热损失，提高机械效率．
判断正误
(1)涡流是整块导体发生的电磁感应现象，不遵循法 拉第电磁感应定律．(×)
(2)金属探测器利用了涡流现象．(√)
小试身手
3.如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分 别放一小铁锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时 间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的 是( )
提示：(1)开关断开后，感应电动势使线圈 L 中电流
IL 减小得更慢些．
(2)开关断开后，感应电流将沿线圈 L 向右流动，经 灯泡 A 后流到线圈的左端，即线圈 L 和灯泡 A 构成闭合 电路，回路中电流沿逆时针方向．
1．对自感电动势的理解． (1)自感电动势产生的原因． 通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量 发生变化，因而在原线圈中产生感应电动势． (2)自感电动势的作用． 阻碍原电流的变化，而不是阻止，电流仍在变化， 只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变 化的作用．
2020高中物理 第1章 电磁感应 第节 自感现象及其应用学案 粤教版
第六节自感现象及其应用［学习目标］ 1.理解自感现象，把握自感现象的特点，能正确分析两类自感现象．（重点)2。
知道日光灯的结构和工作原理．（重点)3.断电自感灯泡闪亮原因的分析判断．（难点)一、自感现象及自感系数1．自感现象：当线圈中的电流发生变化时，线圈本身产生感应电动势,阻碍原来电流变化的现象．2．通电自感和断电自感电路现象自感电动势的作用通电自感接通电源的瞬间，灯泡A1较慢的亮起来阻碍电流的增加断电自感断开开关的瞬间，灯泡A逐渐变暗阻碍电流的减小在自感现象中产生的感应电动势．4．自感系数(1）定义：描述通电线圈自身特性的物理量，又称自感或电感．（2)物理意义:表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量．（3)大小的决定因素:与线圈的大小、形状、匝数以及有无铁芯等因素有关．(4)单位：国际单位是亨利，简称亨,符号是H，常用的还有毫亨(mH）和微亨（μH），1 H＝103 mH＝106μH.二、日光灯1．主要组成灯管、镇流器和启动器．2．灯管（1）工作原理：管中气体导电时发出紫外线，荧光粉受其照射时发出可见光．可见光的颜色由荧光粉的种类决定．（2)气体导电的特点：灯管两端的电压达到一定值时，气体才能导电；而要在灯管中维持一定大小的电流,所需的电压却很低．3．镇流器的作用日光灯启动时，提供高压；日光灯启动后，降压限流．4．启动器启动器的作用:通断电路．1．思考判断（正确的打“√”,错误的打“×”）（1）自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象．(√）(2)线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反．(×)(3）线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关．（√）（4)日光灯正常发光后，启动器就不起什么作用了．（√）（5）镇流器只起升压作用．(×）2．（多选）如图所示,带铁芯的自感线圈的电阻与电阻R的阻值相同，A1和A2是两个完全相同的电流表，则下列说法中正确的是（)A．闭合S瞬间，电流表A1示数小于A2示数B．闭合S瞬间，电流表A1示数等于A2示数C．断开S瞬间,电流表A1示数大于A2示数D．断开S瞬间，电流表A1示数等于A2示数AD [闭合S瞬间，由于自感线圈L的阻碍，使得I1<I2，电流表A1示数小于A2示数，A对，B错;断开S瞬间，自感线圈L与R形成闭合回路，因此电流表A1示数等于A2示数，C错，D对．] 3．（多选)下列关于日光灯的说法正确的是（)A．启动器触片接通时，镇流器产生瞬时高压B．工作时，镇流器降压、限流，保证日光灯管正常发光C．工作时,镇流器使日光灯管的电压稳定在220 VD．正常工作和不工作时，双金属片的状态相同BD ［启动器接通后再断开时，镇流器产生瞬时高压，而不是接通时产生高压，故A错误;日光灯正常工作时，因交流电通过镇流器产生自感电动势,起降压、限流作用，故B正确;保证日光灯管正常工作，此时有电流通过日光灯管,灯管两端电压小于220 V，故C错误；启动器在启动时，相当于自动开关的作用，启动后双金属片恢复原状，故D正确．]自感现象的理解1．对自感现象的理解：自感现象是一种电磁感应现象，遵从法拉第电磁感应定律和楞次定律．2．对自感电动势的理解（1)产生原因:通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化,因而在原线圈上产生感应电动势．（2）自感电动势的方向：当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反;当原电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同（增反减同）．(3）自感电动势的作用:阻碍原电流的变化，而不是阻止，电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用．3．对电感线圈阻碍作用的理解(1)两种阻碍作用产生的原因不同：线圈对稳定电流的阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻决定的,对稳定电流阻碍作用的产生原因是金属对定向运动电子的阻碍作用,具体可用金属导电理论理解．线圈对变化电流的阻碍作用是由线圈的自感现象引起的，当通过线圈中的电流变化时，穿过线圈的磁通量发生变化，产生自感电动势，根据楞次定律知，当线圈中的电流增加时,线圈中的自感电动势与原电流方向相反，阻碍电流的增加（图甲)．当线圈中的电流减小时,线圈中的自感电动势与原电流方向相同，阻碍电流的减小（图乙)．甲乙（2)两种阻碍作用产生的效果不同：在通电线圈中，电流稳定值为错误!，由此可知线圈的稳定态电阻决定了电流的稳定值．L越大，电流由零增大到稳定值I0的时间越长．也就是说，线圈对变化电流的阻碍作用越大，电流变化的越慢．总之，稳定态电阻决定了电流所能达到的稳定值，对变化电流的阻碍作用决定了要达到稳定值所需的时间．【例1】关于线圈中自感电动势大小的说法中正确的是（）A．电感一定时，电流变化越大，自感电动势越大B．电感一定时,电流变化越快，自感电动势越大C．通过线圈的电流为零的瞬间，自感电动势为零D．通过线圈的电流为最大值的瞬间,自感电动势最大B [由自感电动势E＝L错误!得L一定时，E与错误!成正比，即电感一定时，电流变化越快,自感电动势越大,故A错误,B正确；通过线圈的电流为零的瞬间，电流变化率不一定为零,自感电动势不一定为零，通过线圈的电流为最大值的瞬间，电流变化率可能为零，自感电动势也可能为零，故C、D均错误．](1)电流变化时，电感线圈产生自感电动势，对电流的变化有阻碍作用．(2）电流稳定时,电感线圈不产生自感电动势，相当于一段导体,阻值即为直流电阻．训练角度1：自感电动势的方向判定1．如图所示的电路中，电源电动势为E，线圈L的电阻不计．以下判断正确的是（)A．闭合S，稳定后，电容器两端电压为EB．闭合S,稳定后，电容器的a极带正电C．断开S的瞬间,电容器的a极板将带正电D．断开S的瞬间，电容器的a极板将带负电C ［闭合S，稳定后，线圈L相当于导线,则电容器被短路，则其电压为零，故A错误；电容器的电压为零，a极板不带电，故B 错误；断开S的瞬间，线圈L中电流减小，产生自感电动势，相当于电源，给电容器充电，根据线圈的电流方向不变，则电容器的a 极板将带正电,故C正确,D错误．]训练角度2:自感电动势的大小分析2．关于自感现象，正确的说法是( ）A．感应电流一定和原来的电流方向相反B．对于同一线圈，当电流变化越大时,线圈产生的自感电动势也越大C．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈的自感系数也越大D．对于同一线圈,当电流变化越快时,线圈中的自感电动势也越大D ［当电流增加时，自感电动势的方向与原来的电流反向,当电流减小时与原来的电流同向,故选项A错误；自感电动势的大小,与电流变化快慢有关,与电流变化大小无关，故选项B错误；自感系数只取决于线圈的本身因素，与电流变化情况无关，故选项C错误；结合选项B的错误原因可知，选项D正确．]通电自感与断电自感问题在处理通断电自感灯泡亮度变化问题时，不能一味套用结论，如通电时逐渐变亮，断电时逐渐变暗，或闪亮一下逐渐变暗，要具体问题具体分析，关键要搞清楚电路连接情况．通电自感断电自感电路图器材要求A1、A2同规格,R＝R L,L较大L很大(有铁芯）,R L≪R A现象在S闭合瞬间，A2灯立即亮起来，A1灯逐渐变亮，最终一样亮在开关S断开时，灯A突然闪亮一下后再渐渐熄灭(当抽掉铁芯后，重做实验，断开开关S时，会看到灯A马上熄灭）原因由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大,使流过A1灯的电流比流过A2灯的电流增加得慢断开开关S时，流过线圈L的电流减小，使线圈产生自感电动势，阻碍电流的减小，使电流继续存在一段时间；在S断开后，通过L的电流反向通过电灯A，且由于R L≪R A，使得流过A灯的电流在开关断开瞬间突然增大，从而使A灯的发光功率突然变大能量电能转化为磁场能磁场能转化为电能转化情况【例2】(多选)图中两个电路是研究自感现象的电路,对实验结果的描述正确的是( ）A．接通开关时，灯A2立即就亮，A1稍晚一会儿亮B．接通开关时，灯A1立即就亮，A2稍晚一会儿亮C．断开开关时,灯A 1立即熄灭，A2稍晚一会儿熄灭D．断开开关时，灯A2立即熄灭,A1稍晚一会儿熄灭思路点拨：①与线圈L串联的灯泡与线圈中电流一定相等．②与线圈L并联的灯泡的电流与线圈中电流可以不同．AC ［接通开关时,A2立即就亮，A1与线圈串联，由于自感电动势的作用，电流逐渐变大，所以A1稍晚一会儿亮，A正确；断开开关时,A1立即熄灭，A2由于和线圈构成回路，回路中电流逐渐减小，所以稍晚一会儿熄灭，C正确．]通、断电自感现象的判断技巧（1）通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加，且与电流方向相反，使电流相对缓慢地增加．(2)断电时线圈产生的自感电动势与原电流方向相同，在与线圈串联的回路中，线圈相当于电源,它提供的电流逐渐变小．（3）电流稳定时，若线圈有电阻时就相当于一个定值电阻，若不计线圈的电阻时就相当于一根导线．训练角度1：通电自感现象分析3．如图所示，电路中自感线圈电阻很小，可以忽略不计．R的阻值和L的自感系数都很大，A、B为两个完全相同的灯泡，当S 闭合时，下列说法正确的是（)A．A比B先亮，然后A灭B．B比A先亮，然后A灯逐渐变亮C．A、B一起亮，然后A灭D．A、B一起亮,然后B灭B [S闭合时，由于与A灯串联的线圈L的自感系数很大，故在线圈上产生很大的自感电动势，阻碍电流的增大,所以B比A先亮，由于L的直流电阻很小,所以稳定后A灯的电流变大，A灯逐渐变亮,故A、C、D错误，B正确．]训练角度2:断电自感现象分析4．如图所示，a、b、c为三个相同的灯泡，额定电压稍大于电源的电动势，电源内阻可以忽略．L是一个本身电阻可忽略的电感线圈．开关S闭合．现突然断开,已知在这一过程中灯泡都不会烧坏，则下列关于c灯泡的说法中正确的是（）A．亮度保持不变B．将闪亮一下,而后逐渐熄灭C．将闪亮一下,而后逐渐恢复原来的亮度D．将变暗一下,而后逐渐恢复原来的亮度C ［当开关合上，稳定后,灯泡a短路，不亮，b、c两灯的电压为电源电压，通过L的电流，为E电压下灯泡工作电流的2倍．开关S断开后，a、b灯串联后与c灯并联接到电路中，由于自感电动势的作用，断电瞬间，通过L的电流成为通过c的电流，即原电流的2倍，c灯闪亮,但是稳定后c两端的电压仍是E，所以最终恢复原亮度，故A、B、D错误，C正确．］训练角度3：自感现象中的图象问题5。
高中物理 第一章 电磁感应 电磁感应规律的应用学案 粤教版选修32
学案6 电磁感应规律的应用[学习目标定位] 1.知道法拉第电机的原理.2.掌握转动切割产生感应电动势的计算.3.掌握电磁感应现象中电路问题的分析方法和解题基本思路.4.理解电磁感应中的能量转化，并会应用能量观点分析电磁感应问题．1．感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判断，其中后者仅适用于导体切割磁感线的情况．2．感应电动势的大小可以用公式E ＝n ΔΦΔt 或E ＝BLv 进行计算，其中前者一般用来计算平均电动势，后者一般计算瞬时电动势．3．闭合电路中电源电动势E 、内电压U 内、外电压(路端电压)U 外三者之间的关系为E ＝U 内＋U 外，其中电源电动势E 的大小等于电源未接入电路时两极间的电势差．4．做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量被转化，功是能量转化的量度．几种常见的功能关系(1)合外力所做的功等于物体动能的变化． (2)重力做的功等于重力势能的变化． (3)弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化．(4)除了重力和系统内弹力之外的其他力做的功等于机械能的变化． (5)电场力做的功等于电势能的变化． (6)安培力做的功等于电能的变化． 5．电流通过导体时产生的热量 焦耳定律：Q ＝I2Rt.一、法拉第电机法拉第圆盘可看作是由无数根长度等于半径的紫铜辐条组成，当圆盘转动时，辐条切割磁感线产生电动势．当电路闭合时产生电流，在电源内部电流方向从电源负极流向正极． 二、电磁感应中的能量转化电磁感应现象中产生的电能是通过克服安培力做功转化而来的，而这些电能又通过电流做功而转化为其他形式的能．因此，电磁感应现象符合能量守恒定律.一、法拉第电机 [问题设计]1．参考课本法拉第圆盘发电机的构造图，简单说明法拉第圆盘发电机产生电流的原因．答案法拉第电机的圆盘是由无数根辐条组成的，每根辐条做切割磁感线运动，产生感应电动势，电路闭合时产生感应电流．2．法拉第圆盘发电机的工作原理可以等效为一根导体棒在磁场中转动，如图1所示：当将导体棒和电阻组成闭合电路时，电路的哪部分相当于电源？电源的正极和负极在电路的哪个位置？电源内部电流方向如何？图1答案ab导体棒相当于电源，a是电源正极，b是电源负极，电源内部电流由负极流向正极．[要点提炼]1．导体棒绕一端为轴转动切割磁感线：由v＝ωr可知各点线速度随半径按线性规律变化，切割速度用中点的线速度替代，即v＝l2ω或v＝vA＋vB2.感应电动势E＝12Bl2ω.2．电磁感应中的电路问题处理思路：(1)明确哪部分导体或电路产生感应电动势，该导体或电路就是电源，其他部分是外电路．(2)用法拉第电磁感应定律确定感应电动势的大小，用楞次定律确定感应电动势的方向．(3)画等效电路图．分清内外电路，画出等效电路图是解决此类问题的关键．(4)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率、电热等公式联立求解．二、电磁感应中的能量转化[问题设计]如图2所示，ab在拉力F的作用下以速度v匀速向右运动，已知导体棒ab的长度为L，磁感应强度为B，电路中的总电阻为R.ab中的电流是多少？ab所受的安培力为多大？当导体棒匀速向右运动s距离时，拉力F做功和棒克服安培力做功分别是多少？图2答案电路的感应电动势E＝BLv电流I＝ER＝BLvR所以ab棒所受安培力F安＝BIL＝B2L2v R由于导体棒做匀速运动，所以F＝F安＝B2L2v R拉力做功WF＝Fs＝B2L2vsR导体棒克服安培力做功W安＝F安s＝B2L2vsR[要点提炼]1．电磁感应现象中产生的电能是克服安培力做功转化而来的，克服安培力做多少功，就产生多少电能，电磁感应过程遵循能量守恒定律．2．求解电磁感应现象中能量守恒问题的一般思路(1)分析回路，分清电源和外电路．(2)分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能量发生了转化．如：①有摩擦力做功，必有内能产生；②有重力做功，重力势能必然发生变化；③克服安培力做功，必然有其他形式的能转化为电能，并且克服安培力做多少功，就产生多少电能；(3)列有关能量的关系式．3．焦耳热的计算技巧(1)感应电路中电流恒定时，焦耳热Q＝I2Rt.(2)感应电路中电流变化时，可用以下方法分析：①利用动能定理先求克服安培力做的功，而产生的焦耳热等于克服安培力做的功，即Q＝W 安．②利用能量守恒，即感应电流产生的焦耳热等于其他形式能量的减少量，即Q＝ΔE其他．一、转动切割产生感应电动势的计算例1 长为L 的金属棒ab 以a 点为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω做匀速转动，如图3所示，磁感应强度为B.求：图3(1)ab 棒各点速率的平均值． (2)ab 两端的电势差．(3)经时间Δt 金属棒ab 所扫过面积中磁通量为多少？此过程中平均感应电动势多大？ 解析 (1)ab 棒各点速率的平均值v ＝va ＋vb 2＝0＋ωL 2＝12ωL(2)ab 两端的电势差：E ＝BL v ＝12BL2ω(3)经时间Δt 金属棒ab 所扫过的扇形面积为ΔS ，则： ΔS ＝12L2θ＝12L2ωΔt ，ΔΦ＝BΔS ＝12BL2ωΔt.由法拉第电磁感应定律得： E ＝ΔΦΔt ＝12BL2ωΔt Δt ＝12BL2ω.答案 (1)12ωL (2)12BL2ω (3)12BL2ωΔt 12BL2ω二、电磁感应中的电路问题例2 (单选)用相同导线绕制的边长为L 或2L 的四个闭合导线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图4所示．在每个线框进入磁场的过程中，M 、N 两点间的电压分别为Ua 、Ub 、Uc 和Ud.下列判断正确的是( )图4A ．Ua<Ub<Uc<UdB ．Ua<Ub<Ud<UcC ．Ua ＝Ub<Uc ＝UdD ．Ub<Ua<Ud<Uc解析 Ua ＝34BLv ，Ub ＝56BLv ，Uc ＝34·B·2Lv ＝32BLv ，Ud ＝46B·2L·v ＝43BLv ，故选B.答案 B例3 如图5所示，有一范围足够大的匀强磁场，磁感应强度B ＝0.2 T ，磁场方向垂直纸面向里．在磁场中有一半径r ＝0.4 m 的金属圆环，磁场与圆环面垂直，圆环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0＝2 Ω.一金属棒MN 与圆环接触良好，棒与圆环的电阻均忽略不计．图5(1)若棒以v0＝5 m/s 的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径的瞬时MN 中的电动势和流过灯L1的电流；(2)撤去金属棒MN ，若此时磁场随时间均匀变化，磁感应强度的变化率为ΔB Δt ＝4π T/s ，求回路中的电动势和灯L1的电功率． 解析 (1)等效电路如图所示． MN 中的电动势E1＝B·2r·v0＝0.8 V MN 中的电流I ＝E1R0/2＝0.8 A流过灯L1的电流I1＝I2＝0.4 A(2)等效电路如图所示 回路中的电动势E2＝ΔBΔt ·πr2＝0.64 V 回路中的电流I′＝E22R0＝0.16 A 灯L1的电功率P1＝I′2R0＝5.12×10－2 W 答案 (1)0.8 V 0.4 A (2)0.64 V 5.12×10－2W三、电磁感应中的能量问题例4 如图6所示，足够长的光滑金属框竖直放置，框宽L ＝0.5 m ，框的电阻不计，匀强磁场的磁感应强度B ＝1 T ．方向与框面垂直，金属棒MN 的质量为100 g ，有效电阻为1 Ω，现将MN 无初速的释放并与框保持接触良好地竖直下落，从释放到达到最大速度的过程中通过棒某一截面的电荷量为2 C ，求此过程回路中产生的电能为多少？(空气阻力不计，g ＝10 m/s2)图6解析 金属棒下落过程做加速度逐渐减小的加速运动，加速度减小到零时速度达到最大，根据平衡条件得 mg ＝B2L2vmR① 在下落过程中，金属棒减小的重力势能转化为它的动能和电能E ，由能量守恒定律得mgh ＝12mv2m ＋E ② 通过金属棒某一横截面的电荷量为q ＝BhLR由①②③解得：E ＝mgh －12mv2m ＝mgRq BL －m3g2R22B4L4＝0.1×10×1×21×0.5－0.13×102×122×1×0.54 J ＝3.2 J答案 3.2 J1．(转动切割产生感应电动势的计算)(单选)如图7所示，导体棒AB 的长为2R ，绕O 点以角速度ω匀速转动，OB 长为R ，且O 、B 、A 三点在一条直线上，有一磁感应强度为B 的匀强磁场充满转动平面且与转动平面垂直，那么AB 两端的电势差为 ( )图7A.12BωR2 B ．2BωR2 C ．4BωR2D ．6BωR2答案 C解析 A 点线速度vA ＝ω·3R ，B 点线速度vB ＝ωR ，AB 棒切割磁感线的平均速度v ＝vA ＋vB2＝2ωR ，由E ＝Blv 得，AB 两端的电势差为E ＝B·2R·v ＝4BωR2，C 正确． 2．(电磁感应中的电路问题)(单选)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，如图所示，则在移出过程中线框一边a 、b 两点间的电势差绝对值最大的是( )答案 B解析 本题在磁场中的线框与速度垂直的边等效为切割磁感线产生感应电动势的电源．四个选项中的感应电动势大小均相等，回路电阻也相等，因此电路中的电流相等，B 中a 、b 两点间电势差为路端电压，为电动势的34，而其他选项则为电动势的14.故B 正确．3.(电磁感应中的能量问题)(双选)如图8所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R ，导轨自身的电阻可忽略不计．斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上．质量为m 、电阻可以忽略不计的金属棒ab ，在沿着斜面且与棒垂直的恒力F 作用下沿导轨匀速上滑，且上升的高度为h ，在这一过程中 ( )图8A．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零B．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和C．恒力F与安培力的合力所做的功等于零D．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热答案AD解析金属棒匀速上滑的过程中，对金属棒受力分析可知，有三个力对金属棒做功，恒力F 做正功，重力做负功，安培力阻碍相对运动，沿斜面向下，做负功．匀速运动时，所受合力为零，故合力做功为零，A正确；克服安培力做多少功就有多少其他形式的能转化为电路中的电能，电能又等于R上产生的焦耳热，故外力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热，D正确．题组一转动切割产生感应电动势的计算1．(单选)一直升机停在南半球的地磁极上空．该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B.直升机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动，螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图1所示，如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则()图1A．E＝πfl2B，且a点电势低于b点电势B．E＝2πfl2B，且a点电势低于b点电势C．E＝πfl2B，且a点电势高于b点电势D．E＝2πfl2B，且a点电势高于b点电势答案 A解析解这道题要考虑两个问题：一是感应电动势大小，E＝Blv＝Blω×l2＝Bl×2πf×l2＝πfl2B；二是感应电动势的方向，由右手定则可以判断出感应电动势的方向是由a→b，因此a点电势低．2．(单选)如图2所示，导体棒ab长为4L，匀强磁场的磁感应强度为B，导体绕过O点垂直纸面的轴以角速度ω匀速转动，aO＝L.则a端和b端的电势差Uab的大小等于()图2A．2BL2ωB ．4BL2ωC ．6BL2ωD ．8BL2ω 答案 B解析 UOa ＝12BL2ω，Uob ＝12B(3L)2ω，所以UAb ＝UOb －UOa ＝4BL2ω，B 正确．3．(单选)如图3所示，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化．为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率ΔBΔt的大小应为( )图3 A.4ωB0πB.2ωB0πC.ωB0πD.ωB02π答案 C解析 当线框绕过圆心O 的转动轴以角速度ω匀速转动时，由于面积的变化产生感应电动势，从而产生感应电流．设半圆的半径为r ，导线框的电阻为R ，即I1＝E1R ＝ΔΦ1Rt ＝B0ΔSRt ＝12πr2B0R πω＝B0r2ω2R .当线框不动，磁感应强度变化时，I2＝E2R ＝ΔΦ2RΔt ＝ΔBS RΔt ＝ΔBπr22RΔt ，因I1＝I2，可得ΔB Δt ＝ωB0π，C 选项正确．题组二 电磁感应中的能量问题4．(双选)如图4所示，位于一水平面内的两根平行的光滑金属导轨，处在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在的平面，导轨的一端与一电阻相连；具有一定质量的金属杆ab 放在导轨上并与导轨垂直．现用一平行于导轨的恒力F 拉杆ab ，使它由静止开始向右运动．杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计．用E 表示回路中的感应电动势，i 表示回路中的感应电流，在i 随时间增大的过程中，电阻消耗的功率等于 ( )图4A ．F 的功率B ．安培力的功率的绝对值C ．F 与安培力的合力的功率D ．iE 答案 BD5．(单选)如图5所示，边长为L 的正方形导线框质量为m ，由距磁场H 高处自由下落，其下边ab 进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边dc 刚刚穿出磁场时，速度减为ab 边刚进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L ，则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为( )图5A ．2mgLB ．2mgL ＋mgHC ．2mgL ＋34mgHD ．2mgL ＋14mgH答案 C解析 设线框刚进入磁场时的速度为v1，刚穿出磁场时的速度v2＝v12①线框自开始进入磁场到完全穿出磁场共下落高度为2L.由题意得12mv21＝mgH ②12mv21＋mg·2L ＝12mv22＋Q ③ 由①②③得Q ＝2mgL ＋34mgH.C 选项正确．6．(单选)如图6所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd ，ab 边长大于bc 边长，置于垂直纸面向里、边界为MN 的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab 边平行于MN 进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面积的电荷量为q1；第二次bc 边平行于MN 进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则 ( )图6A ．Q1＞Q2，q1＝q2B ．Q1＞Q2，q1＞q2C ．Q1＝Q2，q1＝q2D ．Q1＝Q2，q1＞q2答案 A解析 根据功能关系知，线框上产生的热量等于克服安培力做的功，即Q1＝W1＝F1lbc ＝B2l2a bv R lbc ＝B2Sv Rlab 同理Q2＝B2Sv Rlbc ，又lab ＞lbc ，故Q1＞Q2； 因q ＝I t ＝E R t ＝ΔΦR， 故q1＝q2.因此A 正确．7．(单选)水平放置的光滑导轨上放置一根长为L 、质量为m 的导体棒ab ，ab 处在磁感应强度大小为B 、方向如图7所示的匀强磁场中，导轨的一端接一阻值为R 的电阻，导轨及导体棒电阻不计．现使ab 在水平恒力F 作用下由静止沿垂直于磁场的方向运动，当通过位移为x 时，ab 达到最大速度vm.此时撤去外力，最后ab 静止在导轨上．在ab 运动的整个过程中，下列说法正确的是( )图7A ．撤去外力后，ab 做匀减速运动B ．合力对ab 做的功为FxC ．R 上释放的热量为Fx ＋12mv2m D ．R 上释放的热量为Fx答案 D解析 撤去外力后，导体棒水平方向只受安培力作用，而F 安＝B2L2v R，F 安随v 的变化而变化，故棒做加速度变化的变速运动，A 错；对整个过程由动能定理得W 合＝ΔEk ＝0，B 错；由能量守恒定律知，外力做的功等于整个回路产生的电能，电能又转化为R 上释放的热量，即Q ＝Fx ，C 错，D 正确．8．(单选)如图8所示，矩形线圈长为L ，宽为h ，电阻为R ，质量为m ，线圈在空气中竖直下落一段距离后(空气阻力不计)，进入一宽度也为h 、磁感应强度为B 的匀强磁场中．线圈进入磁场时的动能为Ek1，线圈刚穿出磁场时的动能为Ek2，从线圈刚进入磁场到线圈刚穿出磁场的过程中产生的热量为Q ，线圈克服安培力做的功为W1，重力做的功为W2，则以下关系中正确的是 ( )图8A ．Q ＝Ek1－Ek2B ．Q ＝W2－W1C ．Q ＝W1D ．W2＝Ek2－Ek1答案 C解析 线圈进入磁场和离开磁场的过程中，产生的感应电流受到安培力的作用，线圈克服安培力所做的功等于产生的热量，故选项C 正确．根据功能的转化关系得，线圈减少的机械能等于产生的热量，即Q ＝W2＋Ek1－Ek2，故选项A 、B 错误．根据动能定理得W2－W1＝Ek2－Ek1，故选项D 错误．题组三 电磁感应中的电路问题9．(单选)如图9所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L 和2L 的两只闭合正方形线框a 和b ，以相同的速度从磁感应强度为B 的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，不考虑线框的重力，若闭合线框的电流分别为Ia 、Ib ，则Ia ∶Ib 为 ( )图9A ．1∶4B ．1∶2C ．1∶1D ．不能确定答案 C解析 产生的电动势为E ＝Blv ，由闭合电路欧姆定律得I ＝Blv R，又Lb ＝2La ，由电阻定律知Rb ＝2Ra ，故Ia ∶Ib ＝1∶1.10．(单选)如图10所示，两个相同导线制成的开口圆环，大环半径为小环半径的2倍，现用电阻不计的导线将两环连接在一起，若将大环放入一均匀变化的磁场中，小环处在磁场外，a 、b 两点间电压为U1，若将小环放入这个磁场中，大环在磁场外，a 、b 两点间电压为U2，则 ( )图10A.U1U2＝1 B.U1U2＝2 C.U1U2＝4 D.U1U2＝14 答案 B解析 根据题意设小环的电阻为R ，则大环的电阻为2R ，小环的面积为S ，则大环的面积为4S ，且ΔB Δt＝k ，当大环放入一均匀变化的磁场中时，大环相当于电源，小环相当于外电路，所以E1＝4kS ，U1＝E1R ＋2R R ＝43kS ；当小环放入磁场中时，同理可得U2＝E2R ＋2R2R ＝23kS ，故U1U2＝2.选项B 正确． 11．(单选)如图11所示，竖直平面内有一金属圆环，半径为a ，总电阻为R ，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面，环的最高点A 用铰链连接长度为2a 、电阻为R 2的导体棒AB ，AB 由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为v ，则这时AB 两端的电压大小为( )图11 A.Bav 3 B.Bav 6 C.2Bav 3D ．Bav 答案 A解析 摆到竖直位置时，AB 切割磁感线的瞬时感应电动势E′＝B·2a·(12v)＝Bav.由闭合电路欧姆定律有UAB ＝E′R 2＋R 4·R 4＝13Bav ，故选A. 12．如图12所示，半径为R 且左端开口的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中，磁感应强度为B ，方向垂直于纸面向里．一根长度略大于导轨直径的导体棒MN 以恒定速率v 在圆导轨上从左端滑到右端，电路中的定值电阻为r ，其余电阻不计．导体棒与圆形导轨接触良好．求：图12(1)在滑动过程中通过电阻r 的电流的平均值；(2)MN 从左端到右端的整个过程中，通过r 的电荷量；(3)当MN 通过圆形导轨中心时，通过r 的电流是多少？答案 (1)πBRv 2r (2)πBR2r (3)2BRv r解析 (1)计算平均电流，应该用法拉第电磁感应定律先求出平均感应电动势．整个过程磁通量的变化为ΔΦ＝BS ＝BπR2，所用的时间Δt ＝2R v ，代入公式E ＝ΔΦΔt ＝πBRv 2，平均电流为I ＝E r ＝πBRv 2r. (2)电荷量的计算应该用平均电流，q ＝I Δt ＝BπR2r. (3)当MN 通过圆形导轨中心时，切割磁感线的有效长度最大，l ＝2R ，根据导体切割磁感线产生的电动势公式E ＝Blv ，得E ＝B·2Rv ，此时通过r 的电流为I ＝E r ＝2BRv r. 13.把总电阻为2R 的均匀电阻丝焊接成一半径为a 的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中，如图13所示，一长度为2a 、电阻等于R 、粗细均匀的金属棒MN 放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当金属棒以恒定速度v 向右移动经过环心O 时，求：图13(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN ；(2)圆环消耗的热功率和在圆环及金属棒上消耗的总热功率． 答案 (1)4Bav 3R N→M 23Bav (2)8Bav 29R 8Bav 23R解析 (1)金属棒MN 切割磁感线产生的感应电动势为E ＝Blv ＝2Bav. 外电路的总电阻为R 外＝R·R R ＋R ＝12R金属棒上电流的大小为I ＝ER 外＋R ＝2Bav12R ＋R ＝4Bav 3R ，电流方向从N 到M金属棒两端的电压为电源的路端电压UMN ＝IR 外＝23Bav.(2)圆环消耗的热功率为外电路的总功率P 外＝I2R 外＝8Bav 29R圆环和金属棒上消耗的总热功率为电路的总功率P 总＝IE ＝8Bav 23R .。
高中物理 第一章 电磁感应章末复习(三)导学案粤教版选修
高中物理第一章电磁感应章末复习（三）导学案粤教版选修（三）班级姓名学号 l【复习目标】1、理解法拉第电磁感应定律2、能应用法拉第电磁感应定律分析动力学问题3、能应用法拉第电磁感应定律分析能量问题4、能应用法拉第电磁感应定律分析自感现象l【知识梳理】见章末复习（一）l【能力提升】一、电磁感应中的动力学问题解决这类问题的关键在于通过运动状态的分析来寻找过程中的临界状态，如速度、加速度取最大值或最小值的条件等、1、做好受力情况、运动情况的动态分析：导体运动产生感应电动势―→感应电流―→通电导体受安培力―→合外力变化―→加速度变化―→速度变化―→感应电动势变化、周而复始循环，最终加速度等于零，导体达到稳定运动状态、2、利用好导体达到稳定状态时的平衡方程，往往是解答该类问题的突破口、【例题1】(双选)如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面向下，磁感应强度大小为B、将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动、导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g、下列选项正确的是 ( )A、P＝2mgvsin θB、P＝3mgvsin θC、当导体棒速度达到时加速度大小为sin θD、在导体棒速度达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功二、电磁感应中的能量问题1、用能量观点解决电磁感应问题的基本思路首先做好受力分析和运动分析，明确哪些力做功，是做正功还是负功，再明确有哪些形式的能量参与转化，如何转化(如滑动摩擦力做功，必然有内能出现；重力做功，可能有机械能参与转化；安培力做负功的过程中有其他形式能转化为电能，安培力做正功的过程中有电能转化为其他形式的能)、2、电能求解方法主要有三种(1)利用克服安培力做功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功、(2)利用能量守恒求解：其他形式的能的减少量等于产生的电能、(3)利用电路特征来求解、【例题2】如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l＝0、5 m，左端接有阻值R＝0、3 Ω的电阻、一质量m＝0、1 kg、电阻r＝0、1 Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝0、4 T、金属棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a＝2 m/s2的加速度做匀加速运动，当金属棒的位移x＝9 m时撤去外力，金属棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前、后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1、导轨足够长且电阻不计，金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触、求：(1)金属棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；(3)外力做的功WF、三、自感现象当通过导体线圈中的电流变化时，其产生的磁场也随之发生变化、由法拉第电磁感应定律可知，导体自身会产生阻碍自身电流变化的自感电动势、【例题3】(单选)如图所示的电路中，P、Q为两相同的灯泡，L的电阻不计，则下列说法正确的是()A、S断开瞬间，P立即熄灭，Q过一会儿才熄灭B、S接通瞬间，P、Q同时达到正常发光C、S断开瞬间，通过P的电流从右向左D、S断开瞬间，通过Q的电流与原来方向相反l【强化巩固】1、(单选)一个刚性矩形铜制线圈从高处自由下落，进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域继续下落，如图所示，则( )A、若线圈进入磁场过程是匀速运动，则离开磁场过程也是匀速运动B、若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过程也是加速运动C、若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程也是减速运动D、若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程是加速运动2、(双选)在如图所示的电路中，带铁芯的、电阻较小的线圈L与灯A并联，当合上开关S后灯A正常发光、则下列说法中正确的是()A、当断开S时，灯A立即熄灭B、当断开S时，灯A可能突然闪亮然后熄灭C、用阻值与灯A相同的线圈取代L接入电路，当断开S时，灯A逐渐熄灭D、用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，当断开S时，灯A突然闪亮然后熄灭3、(双选)如图所示电路，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可忽略不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用、金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度h的过程中，以下说法正确的是( )A、作用在金属棒上各力的合力做功为零B、重力做的功等于系统产生的电能C、金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热D、金属棒克服恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热4、(双选)如图所示，竖直放置的两根足够长平行金属导轨相距L，导轨间接有一阻值为R的电阻，质量为m，电阻为r的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触，且无摩擦，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，现将金属棒由静止释放，金属棒下落高度为h时开始做匀速运动，在此过程中 ( )A、导体棒的最大速度为B、通过电阻的电荷量为C、导体棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量D、重力和安培力对导体棒做功的代数和等于导体棒动能的增加量5、如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行光滑金属导轨PQ、MN，其电阻不计，间距d＝0、5 m，P、M之间接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度B0＝0、2 T的匀强磁场中，两金属棒L1、L2平行地搁在导轨上，其电阻均为r＝0、1 Ω，质量分别为M1＝0、3 kg和M2＝0、5 kg、固定棒L1，使L2在水平恒力F＝0、8 N的作用下，由静止开始运动、试求：(1)当电压表读数为U＝0、2 V时，棒L2的加速度为多大？(2)棒L2能达到的最大速度vm、。
高中物理 第一章 电磁感应(一)第一、二、三节 导学案粤教版选修
高中物理第一章电磁感应（一）第一、二、三节导学案粤教版选修1、2、3节）l【复习目标】1、理解产生感应电流的条件2、正确理解楞次定律的内容及其本质、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、l【知识梳理】l【能力提升】楞次定律1、楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化、2、楞次定律中“阻碍”的含义：(1)谁起阻碍作用感应电流的磁场(2)阻碍什么阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身、(3)如何阻碍当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，“阻碍”不是感应电流的磁场与原磁场的方向相反，而是“增反减同”、(4)阻碍效果阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少，只是延缓了原磁场的磁通量的变化、3、从相对运动的角度看，感应电流的效果是阻碍相对运动(来拒去留)、应用楞次定律判断感应电流方向的步骤：(1)明确研究对象是哪一个闭合电路、(2)明确原磁场的方向、(3)判断闭合回路内原磁场的磁通量是增加还是减少、(4)由楞次定律判断感应电流的磁场方向、(5)由安培定则判断感应电流的方向、【例题1】(对楞次定律的理解)关于楞次定律，下列说法中正确的是( )A、感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强B、感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱C、感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化D、感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化【例题2】(楞次定律的应用)(双选)如图所示，有一通电直导线L和闭合导体框abcd处于同一平面内，当通电导线L运动时，以下说法正确的是 ( )A、当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为abcdaB、当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为adcbaC、当导线L向右平移时(未到达ad)，导体框abcd中感应电流的方向为abcdaD、当导线L向右平移时(未到达ad)，导体框abcd中感应电流的方向为adcba【例题3】(右手定则的应用)如图所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时()A、圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生B、整个环中有顺时针方向的电流C、整个环中有逆时针方向的电流D、环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流l【强化巩固】1、下列现象中，属于电磁感应现象的是()A、小磁针在通电导线附近发生偏转B、通电线圈在磁场中转动C、因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流D、磁铁吸引小磁针2、如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列方法中不可行的是()A、将线框向左拉出磁场B、以ab边为轴转动(小于90)C、以ad边为轴转动(小于60)D、以bc边为轴转动(小于60)3、根据楞次定律可知，感应电流的磁场一定是 ( )A、与引起感应电流的磁场反向B、阻止引起感应电流的磁通量变化C、阻碍引起感应电流的磁通量变化D、使电路磁通量为零4、如图所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，以下各种说法中正确的是( )A、向左和向右拉出时，环中感应电流方向相反B、向左和向右拉出时，环中感应电流方向都是沿顺时针方向C、向左和向右拉出时，环中感应电流方向都是沿逆时针方向D、当圆环全部处在磁场中运动时，也有感应电流产生5、(双选)如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′，都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中、现在将垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是 ( )A、感应电流方向是N→MB、感应电流方向是M→NC、安培力水平向左D、安培力6、如图所示，光滑固定金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放在导轨上，形成闭合回路、当一条形磁铁从上方向下迅速接近回路时，可动的两导体棒P、Q将 ( )A、保持不动B、相互远离C、相互靠近D、无法判断7、(双选)如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连接，要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的金属棒ab的运动情况(两线圈共面放置)是 ( )A、向右匀速运动B、向左加速运动C、向右减速运动D、向右加速运动8、如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示、在0～时间内，直导线中电流向上，则在～T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力方向是 ( )A、感应电流方向为顺时针，线框所受安培力的合力方向向左B、感应电流方向为逆时针，线框所受安培力的合力方向向右C、感应电流方向为顺时针，线框所受安培力的合力方向向右D、感应电流方向为逆时针，线框所受安培力的合力方向向左9、关于感应电流，以下说法中正确的是 ( )A、感应电流的方向总是与原电流的方向相反B、感应电流的方向总是与原电流的方向相同C、感应电流的磁场总要阻碍闭合电路内原磁场的磁通量的变化D、感应电流的磁场总是与原线圈内的磁场方向相反10、如图所示，导线框abcd与通电直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点，当线框向右运动的瞬间，则()A、线框中有感应电流，且按顺时针方向B、线框中有感应电流，且按逆时针方向C、线框中有感应电流，但方向难以判断D、由于穿过线框的磁通量为零，所以线框中没有感应电流11、（双选)如图，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直、导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd，与导轨接触良好、这两条金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2，且井字形回路中有感应电流通过，则可能 ( )A、v1＞v2B、v1＜v2C、v1＝v2D、无法确定。
高中物理 第一章 电磁感应 自感现象及其应用学案 粤教版选修32
高中物理第一章电磁感应自感现象及其应用学案粤教版选修32[学习目标定位] 1.观察实验，了解自感现象，并能够通过电磁感应规律分析通电自感与断电自感.2.了解影响自感电动势大小的因素和自感系数的决定因素.3.了解日光灯的发光原理．1．电磁感应现象：穿过回路的磁通量发生变化时，回路中产生感应电动势的现象．电磁感应现象中产生的电流叫感应电流．2．通电导线周围存在磁场，当导线中电流增大时，导线周围各处的磁场都增强，当导线中电流减小时，导线周围各处的磁场都减弱．3．楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化．一、自感现象1．自感现象：由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象．2．自感电动势：自感现象中产生的感应电动势．3．自感系数：简称自感或电感，跟线圈的形状、长短、匝数等因素有关，此外，有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯的大得多，单位是亨利，符号H.1 mH＝10－3 H,1μH＝10－3 mH.二、日光灯1．主要组成：灯管、镇流器、启动器．2．灯管：管中气体在导电时主要发出紫外线，管壁上的荧光粉受其照射时发出可见光．3．镇流器：一个带铁芯的线圈．当启动日光灯时，镇流器产生瞬时的高电压；当日光灯正常发光时，镇流器对灯管起降压限流作用．一、自感现象[问题设计]1．通电自感：如图1所示，开关S闭合的时候两个灯泡的发光情况有什么不同？图1答案灯泡A2立即正常发光，灯泡A1逐渐亮起来．2．断电自感：如图2所示，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关．图2(1)开关断开前后，流过灯泡的电流方向有何关系？(2)在开关断开过程中，有时灯泡闪亮一下再熄灭，有时灯泡只会缓慢变暗直至熄灭，请分析上述两种现象的原因是什么？答案(1)S闭合时，灯泡A中电流向左，S断开瞬间，灯泡A中电流方向向右，所以开关S 断开前后，流过灯泡的电流方向相反．(2)在开关断开后灯泡又闪亮一下的原因是灯泡断电后自感线圈中产生的感应电流比原线圈中的电流大．要想使灯泡闪亮一下再熄灭，就必须使自感线圈的电阻小于与之并联的灯泡．而当线圈电阻大于灯泡电阻时，灯泡只会延迟一段时间再熄灭．[要点提炼]自感现象是指当通过线圈的电流发生变化时，在线圈中引起的电磁感应现象．1．当线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；2．当线圈中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同；3．自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化，但不能阻止线圈中电流的变化，只是延缓了过程的进行．4．断电自感中，若断开开关瞬间，通过灯泡的电流瞬间比断开开关前大，灯泡会闪亮一下；若断开开关后，通过灯泡的电流比断开开关前小，灯泡不会闪亮一下，而是逐渐变暗．(填“会闪亮”或“不会闪亮”)二、日光灯[问题设计]1．自感现象可分为断电自感和通电自感，在使日光灯管启动的过程中，应用了哪种自感现象？答案断电自感2．仔细阅读教材，你认为启动器在日光灯电路中的作用是什么？答案启动器在日光灯电路中相当于一个自动开关．3．镇流器在日光灯的启动及正常工作时各起什么作用？答案当启动日光灯时，由于启动器的两个触片的分离，镇流器中的电流急剧减小，会产生很高的自感电动势，这个自感电动势与电源电压加在一起，形成一个瞬时高电压，加在灯管两端，使灯管中的气体放电，日光灯被点亮．日光灯管发光后，电阻小，要求电流小，且日光灯管是用交流电源(大小与方向都随时间变化的电流)供电，此时镇流器产生自感电动势，阻碍电流的变化，从而在灯管正常发光时起到降压限流的作用，保证日光灯管的正常工作．[要点提炼]1．启动器在日光灯电路中的作用为自动开关．2．镇流器的作用：当启动日光灯时，镇流器利用自感现象产生瞬时的高电压；当日光灯正常发光时，镇流器又利用自感现象，对灯管起到降压限流作用．一、自感现象的分析例1(单选)如图3所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB 是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2阻值约等于R1的两倍，则()图3A．闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些B．闭合开关S时，LA、LB均慢慢亮起来，且LA更亮一些C．断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭D．断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭解析由于灯泡LA与线圈L串联，灯泡LB与电阻R2串联，当S闭合的瞬间，通过线圈的电流突然增大，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以LB先亮；由于LA所在的支路电阻阻值偏小，故稳定时电流大，即LA更亮一些，A、B错误；当S断开的瞬间，线圈产生自感电动势，两灯组成的串联电路中，电流从线圈中电流开始减小，即从IA减小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭，C错误、D正确．答案 D思路点拨(1)分析自感电流的大小时，应注意“L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计”这一关键语句；(2)电路接通瞬间，自感线圈相当于断路；(3)电路断开瞬间，回路中电流从L中原来的电流开始减小．二、自感现象的图象问题例2(单选)如图4所示的电路中，S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是2 A，流过灯泡的电流是1 A，现将S突然断开，S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流i随时间t变化关系的图象是()图4解析开关S断开前，通过灯泡D的电流是稳定的，其值为1 A．开关S断开瞬间，自感线圈的支路由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相同的感应电动势，使线圈中的电流从原来的2 A逐渐减小，方向不变，且同灯泡D构成回路，通过灯泡D的电流和线圈L中的电流相同，也应该是从2 A逐渐减小到零，但是方向与原来通过灯泡D的电流方向相反，D 对．答案 D三、对日光灯的工作原理的理解例3(单选)如图5所示是日光灯的结构示意图，若按图示的电路连接，关于日光灯发光的情况，下列叙述中正确的是()图5A．S1接通，S2、S3断开，日光灯就能正常发光B．S1、S2接通，S3断开，日光灯就能正常发光C．S3断开，接通S1、S2后，再断开S2，日光灯就能正常发光D．当日光灯正常发光后，再接通S3，日光灯仍能正常发光解析当S1接通，S2、S3断开时，电源电压220 V直接加在灯管两端，达不到灯管启动的高压值，日光灯不能发光，选项A错误．当S1、S2接通，S3断开时，灯丝两端被短路，电压为零，不能使气体电离导电，日光灯不能发光，选项B错误．当日光灯正常发光后，再接通S3，则镇流器被短路，灯管两端电压过高，会损坏灯管，选项D错误只有当S1、S2接通，灯丝被预热，发出电子，再断开S2，镇流器中产生很大的自感电动势，和原电压一起加在灯管两端，使气体电离，日光灯正常发光，选项C正确．答案 C1．(对自感现象的理解)(单选)关于自感现象，下列说法正确的是()A．感应电流一定和原来的电流方向相反B．对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈产生的自感电动势也越大C．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈的自感系数也越大D．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势也越大答案 D解析当电流增大时，感应电流的方向与原来的电流相反，当电流减小时，感应电流的方向与原来的电流相同，故选项A错误；自感电动势的大小与电流变化快慢有关，与电流变化大小无关，故选项B错误，D正确；自感系数只取决于线圈本身的因素，与电流变化情况无关．故选项C错误．2．(自感现象的图象问题)(单选)在如图6所示的电路中，S是闭合的，此时流过线圈L的电流为i1，流过灯泡A的电流为i2，且i1＞i2，在t1时刻将S断开，那么流过灯泡A的电流随时间变化的图象是图中的()图6答案 D解析在0～t1时间内流过灯泡的电流为i2，且方向为从左向右，当断开S时，i2立即消失，但由于自感作用，i1并不立刻消失，而是产生自感电动势，与灯泡构成回路缓慢消失，此时流过灯泡的电流从i1开始逐渐减小，方向为从右向左，故D正确．故选D.3．(对日光灯工作原理的理解)(单选)如图所示，S为启动器，L为镇流器，其中日光灯的接线图正确的是()解析根据日光灯的工作原理，要想使日光灯发光，灯丝需要预热发出电子，灯管两端应有瞬时高压，这两个条件缺一不可．当启动器动、静触片分离后，选项B中灯管和电源断开，选项B错误；选项C中镇流器与灯管断开，无法将瞬时高压加在灯管两端，选项C错误；选项D中灯丝左、右端分别被短接，无法预热放出电子，不能使灯管内气体导电，选项D 错误．答案 A题组一自感现象的分析1．(单选)关于线圈的自感系数，下面说法正确的是()A．线圈的自感系数越大，自感电动势就一定越大B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零C．线圈中电流变化越快，自感系数越大D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定答案 D解析自感系数是由线圈的大小、形状、圈数、有无铁芯等因素决定的，故B、C错，D对；自感电动势不仅与自感系数有关，还与电流变化快慢有关，故A错．2．(单选)如图1所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡A正常发光，当断开开关S的瞬间会有()图1A．灯A立即熄灭B．灯A慢慢熄灭C．灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D．灯A突然闪亮一下再突然熄灭答案 A解析当开关S断开时，由于通过自感线圈的电流从有变到零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈L与灯A串联，在S断开瞬间，不能形成闭合回路，因此灯A在开关断开瞬间，立即熄灭．3．(单选)某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图2所示的电路．检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是()图2A．电源的内阻较大B．小灯泡电阻偏大C．线圈电阻偏大D．线圈的自感系数较大答案 C解析从实物连接图中可以看出，线圈L与小灯泡并联，断开开关S时，小灯泡A中原来的电流立即消失，线圈L与小灯泡组成闭合回路，由于自感，线圈中的电流逐渐变小，使小灯泡中的电流变为反向且与线圈中电流相同，小灯泡未闪亮说明断开S前，流过线圈的电流与小灯泡的电流相同或较小，原因可能是线圈电阻偏大，故选项C正确．4．(单选)如图3所示，两个电阻阻值均为R，电感线圈L的电阻及电池内阻均可忽略不计，S原来断开，电路中电流I0＝E2R，现将S闭合，于是电路中产生了自感电动势，此自感电动势的作用是()图3A．使电路的电流减小，最后由I0减小到零B．有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0C．有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为2I0答案 D解析S闭合，电路中电阻减小，电流增大，线圈产生的自感电动势的作用是阻碍原电流的增大，A错；阻碍电流增大，不是不让电流增大，而是让电流增大的速度变慢，B、C错；最后达到稳定时，电路中电流为I＝ER＝2I0，故D正确．5．(双选)如图4所示的电路中，线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，A、B是两个相同的灯泡，下列说法中正确的是()图4A．S闭合后，A、B同时发光且亮度不变B．S闭合后，A立即发光，然后又逐渐熄灭C．S断开的瞬间，A、B同时熄灭D．S断开的瞬间，A再次发光，然后又逐渐熄灭答案BD解析线圈对变化的电流有阻碍作用，开关接通时，A、B串联，同时发光，但电流稳定后线圈的直流电阻忽略不计，使A被短路，所以A错误，B正确；开关断开时，线圈产生自感电动势，与A构成回路，A再次发光，然后又逐渐熄灭，所以C错误，D正确．6．(双选)如图5所示甲、乙电路，电阻R和自感线圈L的电阻都很小，且小于灯泡电阻．接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则()图5A．在电路甲中，断开S，A将逐渐变暗B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C．在电路乙中，断开S，A将逐渐变暗D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗答案AD解析题图甲中，A与电感线圈L在同一个支路中，流过的电流相同，断开开关S时，线圈L中的自感电动势要维持原电流不变，所以开关断开的瞬间，A的电流不变，以后电流渐渐变小．因此，A渐渐变暗．题图乙中，A所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈的电阻相对很小)，断开开关S时，电感线圈的自感电动势要阻碍电流的变小，此瞬间电感线圈中的电流不变，电感线圈相当于一个电源给A供电．因此，反向流过A的电流瞬间要变大，然后渐渐变小，所以A将先闪亮一下，然后渐渐变暗．7．(单选)在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采取了双线绕法，如图6所示，其道理是()图6A．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的自感电动势相互抵消B．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消C．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的磁通量互相抵消D．当电路中的电流变化时，电流的变化量相互抵消答案 C解析能否有感应电动势，关键在于穿过回路的磁通量是否变化．由于导线是双线绕法，使穿过回路的磁通量等于零，无论通过的电流变化与否，磁通量均为零不变，所以不存在感应电动势和感应电流．题组二自感现象的图象问题8．(单选)在如图7所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后，调节R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I.然后，断开S.若t′时刻再闭合S，则在t′前后的一小段时间内，能正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图象是()答案 B解析与滑动变阻器R串联的L2，没有自感，直接变亮，电流变化图象如A中图线，C、D错误．与带铁芯的电感线圈串联的L1，由于自感，电流逐渐变大，A错误，B正确．9．(单选)如图8所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R 的阻值大于灯泡D的阻值，在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S，下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是()图8答案 B解析在t＝0时刻闭合开关S，由于电感线圈L产生自感电动势，阻碍电流通过，电源输出电流较小，路端电压较高，经过一段时间电路稳定后，电源输出电流较大，路端电压较低．在t＝t1时刻断开S，电感线圈L产生自感电动势，与灯泡构成闭合回路，灯泡D中有反向电流通过，所以表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中正确的是B.10.如图9所示，电源的电动势为E＝10 V，内阻不计，L与R的电阻值均为5 Ω，两灯泡的电阻值均为RS＝10 Ω.图9(1)求断开S的瞬间，灯泡L1两端的电压；(2)定性画出断开S前后一段时间内通过L1的电流随时间的变化规律．答案(1)10 V(2)见解析图解析(1)电路稳定工作时，由于a、b两点的电势相等，导线ab上无电流通过．因此通过L的电流为IL＝E2R＝1010A＝1 A流过L1的电流为IS＝E2RS＝1020A＝0.5 A断开S的瞬间，由于线圈要想维持IL不变，而与L1组成闭合回路，因此通过L1的最大电流为1 A.所以此时L1两端的电压为U＝IL·RS＝10 V(正常工作时为5 V)．(2)断开S前，流过L1的电流为0.5 A不变，而断开S的瞬间，通过L1的电流突变为1 A，且方向也与原电流方向相反，然后渐渐减小到零，所以它的图象如图所示(t0为断开S的时刻)．注：从t0开始，电流持续的时间实际上一般是很短的．题组三对日光灯工作原理的理解11．(双选)在日光灯电路中接有启动器、镇流器和日光灯管，下列说法中正确的是() A．日光灯点燃后，镇流器、启动器都不起作用B．镇流器在点燃灯管时产生瞬时高压，点燃后起降压限流作用C．日光灯点亮后，启动器不再起作用，可以将启动器去掉D．日光灯点亮后，使镇流器短路，日光灯仍能正常发光，并能降低对电能的消耗答案BC解析日光灯工作时都要经过预热、启动和正常工作三个不同的阶段，它们的工作电流通路如图所示．在启动阶段镇流器与启动器配合产生瞬时高压．工作时，电流由镇流器经灯管，不再流过启动器，故日光灯启动后启动器不再工作，可以去掉，而镇流器还要起降压限流作用，不能去掉，故选B、C.12．在如图10所示的日光灯工作原理电路图中：(1)开关合上前，启动器的静触片和动触片是________(填“接通的”或“断开的”)；图10(2)开关刚合上时，220 V电压加在________上，使________发出辉光；(3)日光灯启动瞬间，灯管两端电压________220 V(填“大于”、“等于”或“小于”)；(4)日光灯正常发光时，启动器的静触片和动触片________(填“接通”或“断开”)，镇流器起着__________作用，保证日光灯正常工作；答案(1)断开的(2)启动器氖气放电(3)大于(4)断开降压限流解析日光灯按原理图接好电路后，当开关闭合，电源把电压加到启动器两极，使氖气放电而发出辉光．辉光产生的热量使U形动触片膨胀伸长，跟静触片接触而把电路接通，于是镇流器的线圈和灯管的灯丝中就有电流通过．电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两个触片分离，电路自动断开，在电路突然断开的瞬间，由于镇流器中的电流急剧减小，会产生很高的自感电动势，其方向与原来电压方向相同，于是日光灯管成为电流的通路开始发光．日光灯使用的是交变电流，电流的大小和方向都在不断地变化，在日光灯正常发光时，由于交变电流通过镇流器的线圈，线圈中就会产生自感电动势，它总是阻碍电流变化，这时镇流器就起着降压限流的作用，保证日光灯的正常工作．11。
高中物理第一章电磁感应第一节电磁感应现象预习导学案粤教版选修3-2
第一节电磁感应现象【思维激活】1.1820年奥斯特发现电流磁效应.这个发现受到科学界关注，促进了科学开展，1821年美国?哲学年鉴?主编约请戴维撰写一篇文章，评述奥斯特发现电流磁效应以来电磁学实验理论开展概况.戴维把这一工作交给了法拉第，法拉第在收集资料过程中，对电磁现象研究产生了极大热情，并开场转向电磁学研究，他细细地分析了电流磁效应等现象，认为既然电流能产生磁，磁能否产生电呢？1822年他在日记中写下了自己思想：“磁能转化成电〞.他在这方面进展了系统研究.起初，他试图用强磁铁靠近闭合导线或用强电流使另一闭合导线中产生电流，做了大量实验，都失败了.经过历时十年失败、再试验，直到1831年8月29日才取得成功.法拉第〔1791-1867〕你知道磁是怎样生电吗？提示：穿过闭合回路磁通量发生变化是磁生电根本.【自主整理】磁体作用力，提醒了电现象与磁现象之间联系？2.应用电流磁效应使人们创造了电磁铁、电磁铁应用非常广泛，电磁铁在科学技术中有应用实例有电磁继电器、电磁炉、电磁打点计时器、变压器等。
3.著名哲学家康德提出了哲学思想是：各种自然现象之间相互影响与相互制约。
4.“磁有电〞是一种在变化电流过程中才出现效应，法拉第把引起电流原因概括为五类，它们都与变化与运动相联系，这就是变化着电流、变化磁场，运动稳恒电流，运动磁体，在磁场中运动身体，把这些现象定名为电磁感应现象，产生电流称为感应电流。
机械能变为电能，使现代社会用到廉价电能。
【高手笔记】磁通量〔1〕磁通量计算式Φ=BS理解：公式中B应是匀强磁场磁感应强度，S是磁场方向垂直面积，因此可以理解为Φ=BS⊥，如果平面与磁场方向不垂直，应把面积S投影到磁场垂直方向上，求出投影面积S⊥，代入到Φ=BS⊥中计算。
〔2〕磁通量意义可以用磁感线形象地说明，磁通量所表示就是穿过磁场中某个面磁感线条数。
〔3〕当有相反方向磁场〔磁感应强度分别为B与B′〕穿过同一个平面，〔与磁场方向垂直面积S〕时，按照磁感应强度定义，B 与B′矢量大小为|B-B′|，穿过平面S磁通量为|B-B′|S=|BS-B′S|=|Φ-Φ′|，磁通量意义可以用磁感线条数形象地说明，所以穿过平面S磁通量|Φ-Φ′|可以理解为向相反方向穿过平面S磁感线相抵消之后剩余磁感线条数。
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第七节自感现象及其应用【思维激活】1.在接通或断开电动机电路时，在开关处会产生火花放电，你知道为什么吗？提示：电动机电路是含有线圈的电路，在通电瞬间或断电瞬间，线圈中就会有电流的巨大变化，从无到有或从有到无，在也会产生电磁感应现象，产生感应电动势，由于变化较快，感应电动势会比较大，加在开关的动片与静片之间，就会形成火花放电。
这是自感现象。
]2.在日常生活中，若发现或怀疑家用煤气泄漏，选用了打电话报警的方式求助，你认为这种方法正确吗？提示：不正确，打电话时会产生火花引起火灾，酿成更大的事故。
【自主整理】1.互感现象：绕在同一铁芯的两个线圈，当其中一个线圈上的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象就叫互感。
2.自感现象：当一个线圈中的电流发生变化时，它所产生的变化磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也会在它本身激发出感应电动势。
这种由于导体本身的电流发生变化而使自身产生电磁感应的现象叫做自感。
3.自感电动势：由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势。
4自感系数：自感系数L简称自感或电感，它跟线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等因素有关，线圈的横截面积越大、线圈绕制得越密、匝数越多，它的自感系数就越大，另外有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大.单位：________，符号是H.常用的还有_____（mH）和_____（μH），换算关系是：1 H=____mH=____μH.。
5.磁场的能量：线圈中有电流，就有磁场，________就储存在磁场中。
【高手笔记】1.自感现象是否符合楞次定律？剖析：自感现象是一种特殊的电磁感应现象，其规律符合楞次定律，即感应电动势阻碍磁通量的变化。
只不过由于自感现象中磁通量的变化是由于电路中电流的变化引起的。
所以，自感电动势直接表现为阻碍原电源的变化。
这里要着重强调阻碍的含义：“阻碍”不是“相反”：原电流增加时“反抗”；原电流减小时“反抗”；原电流减小时“补偿”。
“阻碍”不是“阻止”：自感现象虽然延缓了电流变化进程，但最终电流还是要变化到稳定时应有的值。
2.对断电自感应如何分析？剖析：对图1-7-1所示电路，普遍存在这样的错误认识：断开开关S，流过L的电流迅速减小，线圈L中产生一个很大的自感电动势，自感电动势在线圈中产生一个比原来的电流还要大的感应电流，从而使灯泡闪亮一下，其实，出现明显闪烁现象的根本原因是I L>I A，而I L和I A是电路处于稳定状态时两支路的电流。
电路稳定时，线圈L也只相当于一个电阻。
因此，线圈的直流电阻R L<<R A才是实验现象中出现明显闪烁的根本条件。
图1-7-1由于原来流过线圈的电流I L大于流过灯泡A的电流I A，断开开关S后，最初的一小段时间（t1-t0）内流过灯泡A的电充大于I A，故灯泡会闪烁。
图1-7-1是L中电流的变化情况。
t0时刻断开开关S，t0时刻后的电流也是灯泡中的电流。
【名师解惑】1.自感现象（1）实验电路图1-7-2为通电自感实验，图1-7-3为断电自感实验。
图1-7-2 图1-7-3（2）实验现象在图1-7-2中，闭合开关S，灯泡A2立刻正常发光，而跟线圈L串联的灯泡A1却是逐渐亮起来。
在图1-7-3中，断开开关S，灯泡A并非立即熄灭，而是过一会才逐渐熄灭。
（3）实验分析①现象分析：上述两种实验电路中有一个共同点，那就是闭合开关或断开开关时，流过线圈的电流都发生变化。
概念：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。
②本质分析：由法拉第电磁感应定律知道，穿过线路的磁通量发生变化时，线路中就产生感应电动势。
在自感现象中，由于流过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化而产生自感电动势。
注意：在图1-7-2中，通过时产生的自感电动势阻碍线圈的电流增加，故A1逐渐亮起来；在图1-7-3中断电时产生的电动势阻碍线圈的电流减小，当S断开后，灯泡A和线圈L 组成了新的闭合电路，自感电动势所提供的电流方向和线圈中原来的电流方向相同，但流过A的电流方向却和原来相反。
小结：自感电动势的作用：总是阻碍导体中原电流变化，即总是起着推迟电流变化的作用。
自感电动势的方向：自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，当原来电流增大时，自感电动势与原来电流方向相反；当原来电流在减小时，自感电动势与原来电流方向相同。
③从能量角度分析在断电实验中，S断开前后，线圈L中有电流，则线圈中有磁场能。
S断开后，线圈所储有的磁场能通过灯泡释放出来，流过线圈的电流在原来大小的基础上逐渐减小，由于I L<I A，故灯泡会更亮一下再慢慢熄灭。
2.自感电动势与自感系数（1）自感电动势在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。
其作用是阻碍导体本身电流的变化。
表达式：tI L E ∆∆= E 即自感电动势与电流的变化率成正比，其中L 为自感系数。
（2）自感电动势的方向自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，当原来电流增大时，自感电动势与原来电流方向相反；当原来电流在减小时，自感电动势与原来电流方向相同。
（3）自感系数L①自感系简科称自感或电感，不同的线圈，在电流变化相同的条件下，产生的自感电动势不同，电学中用自感系数来表示线圈的这种特性。
②线圈的长度越长，线圈的面积越大，单位长度上匝数越多，线圈的自感系数越大，线圈中有铁芯比无铁芯时自感系数大。
③单位：亨利，符号H ，1H=103mH=106μH④物理意义：表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量。
数值上等于通过线圈的电流在1s 内改变1A 时产生的自感电动势的大小。
3.在断电自感中，灯泡更亮一下的条件是什么？在如图1-7-4所示的电路中，当开关S 断开后，灯泡A 是否会更亮一下？更亮一下的条件是什么？图1-7-4该天关闭合时，电源路端电压为U ，线圈的电阻为R L ，灯泡的电阻为R A ，则通过线圈的电流为L L R U I =，通过灯泡的电流为LA R U I =。
当开关断开后，线圈中灯泡组成的回路中的电流从I L 开始减弱。
若R A >R L ，有I A <I L ，在断开开关的瞬间，通过灯泡的电流会瞬时增大，灯泡会更亮一下，若R A ≤R L ，有I A ≥I L ，断开开关后，通过灯泡的电流减小，灯泡不会更亮一下。
4.线圈对变化电流的阻碍作用与对稳定电流的阻碍作用有何不同（1）两种阻碍作用产生的原因不同线圈对稳定电流的阻碍作用，是由绕制线圈的导线的电阻决定的，对稳定电流阻碍作用的产生原因，是金属对定向运动电子的阻碍作用，具体可用金属导电理论理解。
线圈对变化电流的阻碍作用，是由绕圈的自感现象引起的，当通过线圈中的电流变化时，穿过线圈的磁通量发生变化，产生自感电动势，根据楞次定律知，当线圈中的电流增加时，线圈中的自感电动势与电流方向相反，阻碍电流的增加，如图1-7-5甲所示，当线圈中的电流减小时，线圈中的自感电动势与电流方向相同，阻碍电流减小（图1-7-5乙）图1-7-5（2）两种阻碍作用产生的效果不同在通电线圈中，电流稳定值为E /R L ，由此可知线圈的稳态电阻决定了电流的稳定值。
由图丙知，L 越大，电流由零增大到稳定值I 0的时间越长。
也就是说，线圈对变化电流的阻碍作用越大。
电流变化的越慢，总之，稳态电阻决定了电流所能达到的稳定值，对变化电流的阻碍作用决定了要达到稳定值所需的时间。
【讲练互动】例 1.在制作精密电阻时，为消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采用如图1-7-6所示的双线绕法，其道理是（ ）图1-7-6A.当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电动势相互抵消B.当电路中的电流变化时，两股导线产生的感应电流相互抵消C.当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消D.以上说法都不对解析：产生感应电动势的最根本原因是因为有磁通量ΔΦ，有了ΔΦ，才有感应电动势E ，有了E 才能产生感应电流I ，从这个因果关系不难发现C 项是正确的，对于D ，电流的变化量是抵消不了的，输入电流与输出电流变化量是一样的。
答案：Ｃ【变式训练】1.关于线圈的自感系数，下面说法正确的是（ ）A.线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大B.线圈中电流等于零时，自感系数也等于零C.线圈中电流变化越快，自感系数越大D.线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定解析：自感系数是线圈本身的固有属性，只决定于线圈长短、粗细、匝数、有无铁芯等自身因素，而与电流变化快慢等外部因素无关。
自感电动势的大小与线圈系数及电流变化率有关，而自感系数与线圈形状、长短、匝数、有无铁芯有关。
线圈越长，横截面积越大，单位长度上的匝数越多，系数越大，另外，有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯时线圈的自感系数要大得多。
线圈的自感系数与线圈的形状、长短，匝数及有无铁芯有关，与线圈中的电流无关，B 、C 错，D 对；由E 自=L tI ∆∆知，自感系数越大，自感电动势不一定越大，A 错。
答案：D例2.如图1-7-7所示，线圈L 的电阻可忽略，开关S 处于闭合状态，当将开关断开的瞬间，以下说法正确的是（ ）图1-7-7A.A立即熄灭B.A逐渐熄灭C.A先闪一下再逐渐熄灭D.难以判断解析：对自感现象要搞清通电自感和断电自感两种情况，这是自感现象分析的基本问题，如图1-7-6所示，原来电路闭合处于稳定状态，L与A并联，其电流分别为I A、I L，方向都是从左到右的。
在断开S的瞬间，A中原来的从左到右的电流I A立即消失。
但是A与L组成一闭合回路，由于线圈L的自感作用，在回路中产生了一自感电动势，给回路提供电源，使其中的I L不会立即消失，而是在回路中逐渐减弱维持短暂的时间，这个时间内灯A中有从右到左的电流通过。
这时通过A的电流从I L开始减弱，如果R L<R A（R L为线圈L的直流电阻），原来的电流I A<I L，则在灯熄灭之前要闪一下；如果R L≥R A，原来的电流I A≥I L，则灯是逐渐熄灭不是闪亮一下，本题线圈L的电阻可忽略，故R L<R A，正确答案应选C。
答案：C【变式训练二】1.如图1-7-８所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法正确的是（）图1-7-８A.合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮B.合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮C.断开开关S切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会儿才熄灭D.断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿熄灭解析：本题考查了对通电自感和断电自感现象的理解，以及纯电感线圈在电流稳定时相当于一根短路导线，通电瞬间，L中有自感电动势产生，与L在同一支路的灯A1要逐渐变亮，而A2和电源构成回路则立即变亮；稳定后，A1与A2并联，两灯一样亮，断开开关瞬间，L 中有自感电动势，相当于电源，与A1、A2构成回路，所以两灯都过一会儿才熄灭。