《高考冲刺：电磁感应与电路、能量 - 副本.》.doc

高考冲刺： 【高考展望】 电磁感应的规律——楞次定律和法拉第电磁感应定律及其应用是中学物理的主干知识之一，是历年高考每年必考的内容。其中既有难度中等的选择题，也有难度较大、综合性较的方向判定及导体切割磁感线产生感应电动势的计算，自感现象及有关的图象问题，也常出现在考题中。另外，电磁感应的过程，实际上也是一个能量转化的过程。从能量角度分析电磁感应现象及其规律，是研究电磁感应问题的一种思路和方法，也是近几年高考命题考查的一个热点。【知识升华】 一、产生电磁感应现象的条件 无论什么原因，只要穿过回路的磁通量发生变化，就会发生电磁感应现象，其中由于回路自身电流的变化所导致的电磁感应现象叫做自感现象。  二、楞次定律 楞次定律是判定感应电流（或感应电动势）方向的一般规律，普遍适用于所有电磁感应现象。其内容为：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 在理解楞次定律时，应特别注意： （1）阻碍不是阻止，磁通量的变化是产生感应电流的必要条件，若这种变化被阻止，也就不可能产生感应电流了。 （2）感应电流的磁场阻碍的是原磁场磁通量的变化而不是阻碍的原磁场。具体地说，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。 另外，楞次定律也可以理解为：感应电流的效果总是要反抗（或阻碍）产生感应电流的原因。如： 阻碍原磁通量的变化，可理解为增反减同。 )阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”。 使线圈面积有扩大或缩小的趋势。 阻碍原电流的变化（自感现象），可理解为增反减同。 法拉第电磁感应定律 （1）对于法拉第电磁感应定律E=应从以下几个方面进行理解： ①它是定量描述电磁感应现象的普遍规律。不管是什么原因，用什么方式所产生的电磁感应现象，其感应电动势的大小均可由它进行计算。 ②一般说来，在中学阶段用它计算的是Δt时间内电路中所产生的平均感应电动势的大小，只有当磁通量的变化率为恒量时，用它计算的结果才等于电路中产生的瞬时感应电动势。 ③若回路与磁场垂直的面积S不变，电磁感应仅仅是由于B的变化引起的，那么上式也可以表述为：E=S，是磁感应强度的变化率，若磁场的强弱不变，电磁感应是由回路在垂直于磁场方向上的面积S的变化引起的，则E==B.在有些问题中，选用这两种表达方式解题会更简单。 ④若产生感应电动势的那部分导体是一个匝数为n的线圈，且穿过每匝线圈的磁通量的变化率又相同，那么线圈所产生的总的感应电动势E=n (相当于许多相同电源串联） （2）公式E=BLv使用时应注意： ①公式E=BLv是法拉第电磁感应定律的一种特殊形式，不具有普遍适用性，仅适用于计算一段导体因切割磁感线而产生的感应电动势，且在匀强磁场中B、v、L三者必须互相垂直. ②当v是切割运动的瞬时速度时，算出的是瞬时电动势；当v是切割运动的平均速度时，算出的是一段时间内的平均电动势. ③若切割磁感线的导体是弯曲的，L应理解为有效切割长度，即导体在垂直于速度方向上的投影长。 ④公式E=BLv一般适用于在匀强磁场中导体各部分切割速度相同的情况，对一段导体的转动切割，导体上各点的线速度不等，怎样求感应电动势呢？如图所示，一长为L的导体棒AC绕A点在纸面内以角速度ω匀速转动，转动区域内有垂直于纸面向里的电动势.AC转动切割时各点的速度不等，vA=0，vC=ωL，由A到C点速度按与半径成正比增加，取其平均切割速度ωL,得E=BLBL2ω。 四、电磁感应的综合问题 （1）在电磁感应过程中，切割磁感线的导体，既是电磁学的研究对象，又是力学研究对象.作为电磁学研究对象，与之相联系的有感应电动势、感应电流、路端电压、电流做功、电阻发热等问题，这就要涉及法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、焦耳定律等电磁学规律；作为力学研究对象，与之相联系的是受力、加速度、速度、动能及其变化等问题，这就要涉及牛顿第二定律、动能定理等力学规律所以，电磁感应的动态分析过程，就是综合利用力学规律和电磁学规律分析问题的过程。由于此类问题比较复杂，状态变化过程中变量较多，分析此类问题的关键是抓住状态变化过程中变量的变化特点和规律，从而确定状态变化过程中的临界点和最终状态，使问题得以顺利解决。 （2）电磁感应现象中涉及的能量转化问题多为机械能、电磁能和内能及其间的相互转化，电磁感应现象中产生的电能，最终一般转化为电路中电阻产生的内能。处理此类问题使用较多的是能的转化和守恒定律。 【典型例题】 类型该类问题的整体解法：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面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，下列各图中正确的是 思路点拨：根据楞次定律，可判断感应电流的方向。同时根据法拉第电磁感