2016-2017高中物理 第四章 电磁感应章末整合提升 选修3-2.doc

第四章 电磁感应 突破一　安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律的综合在研究电磁感应现象时，经常用到右手螺旋定则、左手定则、右手定则及楞次定律等规律。要想灵活运用“三定则一定律”，就必须明确这些规律的区别与联系。 “三定则一定律”应用于不同的现象 基本现象 应用的定则或定律 运动电荷、电流产生的磁场 右手螺旋定则 磁场对运动电荷、电流的作用力 左手定则 电磁感应 导线切割磁感线 右手定则 闭合回路磁通量变化 楞次定律 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　例1 如图1甲所示，等离子气流由左方连续以速度v0射入M和N两极间的匀强磁场中，ab直导线与M、N相连接，线圈A与直导线cd连接，线圈A内有如图乙所示变化的磁场，且规定向左为磁场的磁感应强度B的正方向，则下列叙述正确的是(　　) 图1 A．0～1 s内ab、cd导线互相排斥 B．1 s～2 s内ab、cd导线互相吸引 C．2 s～3 s内ab、cd导线互相吸引 D．3 s～4 s内ab、cd导线互相排斥 解析　根据左手定则，可判定等离子气流中的正离子向上极板M偏转，负离子向下极板N偏转，所以ab中电流方向是由a向b的。在0～2 s内，线圈A内磁场方向向左，磁感应强度增大，由楞次定律可知感应电流方向是由c向d的，根据ab、cd内电流的流向关系，可知两导线相互吸引，A错、B正确；在2 s～4 s内，线圈A内磁场方向向左，磁感应强度减小，由楞次定律可知感应电流的方向是由d向c的，根据电流的流向关系可知两导线相互排斥，C错误、D正确。 答案　BD 题后反思　在电流的磁效应中由安培定则可确定磁场的方向；在电磁感应中由右手定则或楞次定律可确定感应电流的方向；左手定则适用于带电粒子在磁场中运动受到的洛伦兹力和通电导线在磁场中受到的安培力的方向判定。 跟踪训练1 如图2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，长直导线中的电流方向向上，则线框中感应电流的方向与所受安培力情况是(　　) 图2 A．0～T时间内线框中感应电流的方向为顺时针方向 B．0～T时间内线框中感应电流的方向为先顺时针方向后逆时针方向 C．0～T时间内线框所受安培力的合力向左 D．0～时间内线框所受安培力的合力向右，～T时间内线框所受安培力的合力向左 解析　0～时间内，电流i在减小，闭合金属线框内的磁通量必然在减小，由楞次定律可以判断出线框中感应电流的方向为顺时针方向，而且0～时间内线框所受安培力的合力应向左；同理，可以判断在～T时间内，电流i在反向增大，闭合金属线框内的磁通量必然增大，由楞次定律可以判断出线框中感应电流的方向也为顺时针方向，而且～T时间内线框所受安培力的合力应向右。故A正确，B、C、D错误。 答案　A突破二　电磁感应的图象问题1．对于图象问题，搞清物理量之间的函数关系、变化范围、初始条件、斜率的物理意义等，往往是解题的关键。 2．解决图象问题的一般步骤 (1)明确图象的种类，即是B－t图象还是Φ－t图象，或者是E－t图象、I－t图象，F－t图象等。 (2)分析电磁感应的具体过程。 (3)确定感应电动势(或感应电流)的大小和方向，有下列两种情况 若回路面积不变，磁感应强度变化时，用楞次定律确定感应电流的方向，用E＝n确定感应电动势大小的变化。 若磁场不变，导体杆切割磁感线，用右手定则判断感应电流的方向，用E＝Blv确定感应电动势大小的变化。 (4)涉及受力问题，可由安培力公式F＝BIL和牛顿运动定律等规律写出有关函数关系式。 (5)画图象或判断图象。特别注意分析斜率的变化、截距等。 例2 如图3甲所示，矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，若规定顺时针方向为感应电流的正方向，下列各图中正确的是(　　) 图3 解析　0～1 s内，磁感应强度B均匀增大，由法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势E＝恒定，电流i＝恒定；由楞次定律可知，电流方向为逆时针方向，即负方向，在i－t图象上，是一段平行于t轴的直线，且方向为负，可见，A、C不正确；在1～2 s内B、D中电流情况相同，在2～3 s内，负向的磁感应强度均匀增大，由法拉第电磁感应定律知，产生的感应电动势E＝恒定，电流i＝恒定，由楞次定律知，电流方向为顺时针方向，即正方向，在i－t图象上，是一段平行于t轴的直线，且方向为正，只有D符合，选D。 答案　D 题后反思　对电磁感应图象问题的求解，应注意以下几个方面： (1)明确图象所描述的物理意义； (2)必须明确各种“＋”“－”的含义； (3)必须明确斜率的含义； (4)必须建立图象和电磁感应过程之间的对应关系； (5)注意