【物理】2019届一轮复习人教版电磁感应基础知识归纳学案

【物理】2019届一轮复习人教版电磁感应基础知识归纳学案

高中物理电磁感应基础知识归纳 考点1、磁通量（Φ）‎ ‎（1）定义：穿过某一面积的磁感线的条数叫做穿过这一面积的磁通量。磁通量简称磁通。‎ ‎①若磁场方向与面积垂直，磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S，则穿过该平面的磁通量为Φ=BS ‎②若磁场方向与面积不垂直，则穿过该平面的磁通量等于磁感应强度与该平面在垂直于磁场方向上投影面积的乘积。‎ ‎③若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁感线条数为Φ1,反向磁感线条数为Φ2,则磁通量为Φ=Φ1-Φ2‎ ‎（2）磁通量的变化量的计算 ‎①ΔΦ=Φ2-Φ1；ΔΦ=BΔS；ΔΦ=SΔB ‎②开始和转过1800时平面都与磁场垂直，则磁通量的变化量ΔΦ=2BS（磁感应强度为B，平面的面积为S）‎ ‎（3）磁通量的变化率 ‎①磁通量的变化率：描述磁场中穿过某个面磁通量变化快慢的物理量。‎ ‎②大小计算：‎ ‎③在数值上等于单匝线圈产生的感应电动势的大小。‎ ‎④在Φ—t图象中，图象的斜率表示 ‎（4）引起某一回路磁通量变化的原因 ‎（1）磁感强度的变化（2）线圈面积的变化（部分导体做切割磁感线运动）‎ ‎（3）线圈平面的法线方向与磁场方向夹角的变化 考点2、感应电流的方向判断 ‎（1）判断的方法：‎ ‎①右手定则——部分导体做切割磁感线运动时产生的感应电流的方向 ‎②楞次定律 ‎（2）楞次定律的理解 运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为：“一原、二感、三电流”，即为：‎ ‎①明确原磁场：弄清原磁场的方向及磁通量的变化情况.‎ ‎②确定感应磁场：即根据楞次定律中的"阻碍"原则，结合原磁场磁通量变化情况，确定出感应电流产生的感应磁场的方向.‎ ‎③判定电流方向：即根据感应磁场的方向，运用安培定则判断出感应电流方向.‎ ‎（b）判断闭合电路（或电路中可动部分导体）相对运动类问题的分析策略 在电磁感应问题中，有一类综合性较强的分析判断类问题，主要讲的是磁场中的闭合电路在一定条件下产生了感应电流，而此电流又处于磁场中，受到安培力作用，从而使闭合电路或电路中可动部分的导体发生了运动.对其运动趋势的分析判断可有两种思路方法：‎ ‎①常规法：‎ 据原磁场（B原方向及ΔΦ情况）确定感应磁场（B感方向）判断感应电流（I感方向）导体受力及运动趋势. ‎ ‎②效果法 由楞次定律可知，感应电流的“效果”总是阻碍引起感应电流的“原因”，深刻理解“阻碍”的含义.据"阻碍"原则，可直接对运动趋势作出判断，更简捷、迅速.‎ a、 阻碍变化阻碍原磁通的变化 b 、阻碍变化阻碍（导体间的）相对运动，即“来时拒，去时留”‎ c、 阻碍变化阻碍原电流的变化，应用在解释自感现象的有关问题。‎ 考点3、电动势的计算 ‎（1）、用法拉第电磁感应定律计算 定律内容：感应电动势大小决定于磁通量的变化率的大小，与穿过这一电路磁通量的变化率成正比。‎ 感应电动势大小的计算式：‎ ① 线圈面积S不变，磁感应强度均匀变化：‎ ‎②磁感强度不变，线圈面积均匀变化：‎ ‎③B、S均不变，线圈绕过线圈平面内的某一轴转动时，计算式为：‎ ‎ ‎ ‎（2）导体切割磁感线时产生感应电动势大小的计算式：‎ 公式：‎ ‎①若导体变速切割磁感线，公式中的电动势是该时刻的瞬时感应电动势。‎ ② 若导体不是垂直切割磁感线运动，v与B有一夹角，如图1： ‎ ‎③若导体在磁场中绕着导体上的某一点转动时 ‎ 电磁感应与电路结合问题 一、等效法处理电磁感应与电路结合问题 解决电磁感应电路问题的关键就是借鉴或利用相似原型来启发理解和变换物理模型，即把电磁感应的问题等效转换成稳恒直流电路，把产生感应电动势的那部分导体等效为内电路.感应电动势的大小相当于电源电动势.其余部分相当于外电路，并画出等效电路图.此时，处理问题的方法与闭合电路求解基本一致，惟一要注意的是电磁感应现象中，有时导体两端有电压，但没有电流流过，这类似电源两端有电势差但没有接入电路时，电流为零.‎ 二、电磁感应中的动力学问题 这类问题覆盖面广，题型也多种多样；但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，基本思路是：‎ ‎ ‎ 三、电磁感应中的能量、动量问题 无论是使闭合回路的磁通量发生变化，还是使闭合回路的部分导体切割磁感线，都要消耗其它形式的能量，转化为回路中的电能。这个过程不仅体现了能量的转化，而且保持守恒，使我们进一步认识包含电和磁在内的能量的转化和守恒定律的普遍性。‎ 分析问题时，应当牢牢抓住能量守恒这一基本规律，分析清楚有哪些力做功，就可知道有哪些形式的能量参与了相互转化，如有摩擦力做功，必然有内能出现；重力做功，就可能有机械能参与转化；安培力做负功就将其它形式能转化为电能，做正功将电能转化为其它形式的能；然后利用能量守恒列出方程求解。‎ ‎（一）电磁感应中的“双杆问题” ‎ 电磁感应中“双杆问题”是学科内部综合的问题，涉及到电磁感应、安培力、牛顿运动定律和动量定理、动量守恒定律及能量守恒定律等。要求学生综合上述知识，认识题目所给的物理情景，找出物理量之间的关系，因此是较难的一类问题，也是近几年高考考察的热点。‎ ‎1、“双杆”向相反方向做匀速运动 当两杆分别向相反方向运动时，相当于两个电池正向串联。‎ ‎2.“双杆”同向运动，但一杆加速另一杆减速 当两杆分别沿相同方向运动时，相当于两个电池反向串联。‎ ‎3. “双杆”中两杆都做同方向上的加速运动。‎ ‎“双杆”中的一杆在外力作用下做加速运动，另一杆在安培力作用下做加速运动，最终两杆以同样加速度做匀加速直线运动。‎ ‎4．“双杆”在不等宽导轨上同向运动。‎ ‎“双杆”在不等宽导轨上同向运动时，两杆所受的安培力不等大反向，所以不能利用动量守恒定律解题。‎ 四、电量的计算Q=IΔt ‎1、安培力的冲量公式求电量：‎ 图9‎ 感应电流通过直导线时，直导线在磁场中要受到安培力的作用，当导线与磁场垂直时，安培力的大小为F=BLI。在时间△t内安培力的冲量 ‎2、由法拉第电磁感应定律求： ‎ ‎3、‎ 五、电磁感应中的图象问题 电磁感应现象中的图象问题通常分为两类：一类是由给出的电磁感应过程选出或画出正确的图象；二是由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应物理量。分析此类问题时要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势（电流）是否大小恒定，用愣次定律或右手定则判定感应电动势（电流）的方向，从而确定其正负.‎