1、合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案目录：第四章：电磁感应4.1 划时代的发现 .14.2 探究感应电流的产生条件24.3 楞次定律 54.4 法拉第电磁感应定律 .104.5 电磁感应现象的两类情况154.6 互感和自感 194.7 涡流 电磁阻尼和电磁驱动.23.第五章：交变电流5.1 交变电流 265.2 描述交变电流的物理量.305.3 电感和电容对交变电流的影响345.4 变压器385.5 电能的输送 .43第四章：电磁感应单元测试46第五章 交变电流单元测验50合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案0第四章 电磁感应4.1
2、划时代的发现学习目标1.知道奥斯特实验，了解电磁感应现象.2.了解电生磁和磁生电的发现过程.3.知道电磁感应和感应电流的定义.自主学习问题 1：什么是电流的磁效应？奥斯特在什么思想的启发下，发现了电流的磁效应的？问题 2：奥斯特发现了电流的磁效应，能说明他是一个“幸运儿”吗？是偶然还是必然？问题 3：1803 年奥斯特总结了一句话内容是什么？问题 4：法拉第在了奥斯特的电流磁效应的基础上，思考对称性原理，从而得出了什么样的结论？问题 5：其他很多科学家例如安培，科拉顿等物理学家也做过磁生电的试验，可他们都没有成功，他们问题出现在那里？问题 6：法拉第经过无数次试验，经历 10 年的时间，终于领
3、悟到了什么？问题 7：什么是电磁感应？什么是感应电流？问题 8：通过学习你从奥斯特、法拉第等科学家身上学到了什么？问题 9：通过查阅资料，了解法拉第的生平，详细写出法拉第一生中的伟大成就和伟大发现。合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案14.2 探究感应电流的产生条件学习目标1、知道什么是电磁感应现象。2、能根据实验事实归纳产生感应电流的条件。3、会运用产生感应电流的条件判断具体实例中有无感应电流。4、能说出电磁感应现象中的能量转化特点。 教学重点：通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。教学难点：感应电流的产生条件。自主学习1、 初中“闭合电路的部分导体切割磁感线”实验（1）初
4、中这个实验中导体棒是如何切割磁感线的？（2）这个实验，闭合电路中产生感应电流的条件是？2、预习课本 P5实验观察部分（1）电路中用了哪些器材？它们是怎么连接在一起的？（2）图 4.2-2 中的大线圈和图 4.2-3 中 B 线圈的接线柱可以调换顺序吗？合作探究探究：什么叫电磁感应现象？你知道电磁感应现象在生产和生活中有哪些应用？1.闭合电路的部分导体切割磁感线合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案2演示：导体左右平动，前后运动、上下运动。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表1中。如图4.2-5所示。2.还有哪些情况可以产生感应电流（1）磁体相对线圈运动。（2）模仿法拉第的实验。总结：
5、典例 1.图所示的情况中能产生感应电流的是( )A如图甲所示，导体 AB 顺着磁感线运动B如图乙所示，条形磁铁插入或拔出线圈时C如图丙所示，小螺线管 A 插入大螺线管 B 中不动，开关 S 一直接通时导体棒的运动 表针的摆动方向 导体棒的运动 表针的摆动方向向右平动 向后平动 向左平动 向上平动 向前平动 向下平动 结论：磁铁的运动 表针的摆动方向 磁铁的运动 表针的摆动方向N 极插入线圈 S 极插入线圈 N 极停在线圈中 S 极停在线圈中 N 极从线圈中抽出 S 极从线圈中抽出 结论：操作 现象开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关闭合时，滑动变阻器不动 开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片结论： 合
6、肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案3D如图丙所示，小螺线管 A 插入大螺线管 B 中不动，开关 S 一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时变式训练.下列情况中都是线框在磁场中切割磁感线运动，其中线框中有感应电流的是( )作业教材“问题与练习”1-7 题。8、如图 4-2-6，竖直放置的长直导线 ef 中通有恒定电流，有一矩形线框 abcd 与导线在同一平面内，在下列情况中线圈产生感应电流的是 （ ）A、导线中电流强度变大 B、线框向右平动C、线框向下平动 D、线框以 ab 边为轴转动E、线框以直导线 ef 为轴转动9、下列关于产生感应电流的说法中，正确的是 （ ） A、只要穿过线圈的磁通量
7、发生变化，线圈中就一定有感应电流产生B、只要闭合导线做切割磁感线的运动，导线中就一定有感应电流C、闭合电路的一部分导体，若不做切割磁感线运动，则闭合电路中就一定没有感应电流D、当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就一定有感应电流10、如图 4-2-7 所示，一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线在同一平面，且处于两直导线的中央，则线框中有感应电流的是（ ）A、两电流同向且不断增大 B、两电流同向且不断减小C、两电流反向且不断增大 D、两电流反向且不断减小11、如图 4-2-8 所示，导线 ab 和 cd 互相平行，则在下列情况中导线 cd 中无电流的是（ ）A、电键 S 闭合或断
8、开的瞬间 B、电键 S 是闭合的，但滑动触头向左滑C、电键 S 是闭合的，但滑动触头向右滑 D、电键 S 始终闭合，滑动触头不动12、如图 4-2-9 所示，范围很大的匀强磁场平行于 OXY 平面，线圈处在 OXY 平面中，要使线圈中产生感应电流，其运动方式可以是（ ）A、沿 OX 轴匀速平动 B、沿 OY 轴加速平动C、绕 OX 轴匀速转动 D、绕 OY 轴加速转动13、目前观察到的一切磁体都存在 N、S 两个极，而科学家却一直在寻找是否存在只有一个磁极的磁单极子。若确定存在磁单极子，设法让磁单极子 A 通过一超导材料制成的线圈如图 4-2-10 所示，则下列对于线圈中的感应电流的判断，正确
9、的是（ ）A、只有 A 进入线圈的过程有电流 B、只有 A 离开线圈的过程中有电流C、A 离开线圈后，电流保持不变 D、A 离开线圈后，电流消失合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案44.3 楞次定律学习目标 1.理解楞次定律的内容。2.能初步应用楞次定律判定感应电流方向。3.理解楞次定律与能量守恒定律是相符的。4.理解楞次定律中“阻碍”二字的含义。重点、难点：理解楞次定律，并能应用它判定感应电流方向自主学习1.复习磁通量：（1）定义： 叫做穿过这个面的磁通量，用 表示。（2）公式： （3）单位： （Wb） 1Wb=1Tm 2（4）磁通量是标量，但有正负之分：如：一个面积是 S 的面，垂
10、直匀强磁场 B 放置，则穿过该面的磁通量 =BS。如果该面转动 180则穿过该面的磁通量改变了 。（5）磁通量变化包括： ； ；。1. 楞次定律：合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案52. 右手定则：合作探究探究一：研究感应电流的方向问题 1、请你根据上表中所填写的内容分析感应电流的磁场方向与磁通量的变化及原磁场方向的关系？问题 2、请你仔细分析上表，用尽可能简洁的语言概括一下，究竟如何确定感应电流的方向？并说出你磁铁 N 极 磁铁 S 极磁铁在管上静止不动时磁铁在管中静止不动时插入 拔出 插入 拔出 N 在下 S 在下 N 在下 S 在下原来磁场的方向原来磁场的磁通量变化感应电流磁场
11、的方向原磁场与感应磁场方向的关系感应电流的方向（螺线管上）操 作方 法填 写内 容合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案6的概括中的关键词语。问题 3、你能从导体和磁体相对运动的角度来确定感应电流的方向吗？如果能，请用简洁的语言进行概括，并试着从能量的转化与守恒角度去解释你的结论？典例 1：教材例题 1.总结：应用楞次定律判断感应电流方向的步骤：典例 2：教材例题 2.变式训练：两同心金属圆环 A、B，内环 A 通以顺时针方向电流，现使其电流增大，则在大环 B 中产生的感应电流方向如何？若减小电流呢？作业：教材问题与练习 1、2、3、4、5。探究二、闭合回路中部分导体切割磁感线产生的感应
12、电流方向的判断方法？阅读教材 P12 页“思考与讨论”回答下列问题。问题 1：当闭合回路的部分导体切割磁感线也会引起磁通量的变化，从而使回路中产生感应电流，这种情况下回路中的电流的方向如何判断呢，可以用楞次定律判断电流的方向吗？问题 2：用楞次定律判断感应电流的过程很复杂，能否找到一种很简单的方法来判断闭合回路中部分导体切割磁感线产生的电流的方向呢？总结：合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案7探究三：对楞次定律中“阻碍”的理解？（从磁铁插入线圈、拔出线圈的实验来分析。）典例 3.如图 A、B 都是很轻的铝环，环 A 是闭合的，环 B 是断开的，用磁铁的任一极去接近 A 环，会产生什么现
13、象？把磁铁从 A 环移开，会产生什么现象？磁极移近或远离 B 环，又会发生什么现象？解释所发生的现象典例 4.如图所示,光滑固定导轨 M、N 水平放置,两根导体棒 P、Q 平行放置在导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )A.P、Q 将互相靠拢 B.P、Q 将互相远离C.磁铁的加速度仍为 g D.磁铁的加速度大于 g变式训练：如图所示，金属杆 ab、cd 可以在光滑导轨 PQ 和 RS 上滑动，匀强磁场方向垂直纸面向里，当ab、cd 分别以速度 v1、v 2 滑动时，发现回路感生电流方向为逆时针方向，则 v1 和 v2 的大小、方向可能是( )A.v1v 2,v1 向右
14、，v 2 向左 B.v1v 2,v1 和 v2 都向左C.v1=v2,v1 和 v2 都向右 D.v1=v2,v1 和 v2 都向左作业：1根据楞次定律知感应电流的磁场一定是 （ ）A.阻碍引起感应电流的磁通量 B.与引起感应电流的磁场反向C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D.与引起感应电流的磁场方向相同2如图 4.3-3 所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈 abcd.则 （ ）A.若线圈向右平动，其中感应电流方向是 a b c dB.若线圈竖直向下平动，无感应电流产生C.当线圈以 ab 边为轴转动时，其中感应电流方向是 a b c dD.当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是 a b c
15、 d合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案83如图 4.3-4 所示，一水平放置的矩形闭合线框 abcd，在细长磁铁的 N 极附近竖直下落，保持 bc 边在纸外， ad 边在纸内，如图中的位置经过位置到位置，位置和都很靠近，在这个过程中，线圈中感应电流 （ ）A.沿 abcd 流动 B.沿 dcba 流动C.由到是沿 abcd 流动，由到是沿 dcba 流动D.由到是沿 dcba 流动，由到是沿 abcd 流动4如图所示，两个相同的铝环套在一根光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环的过程中两环的运动情况是 （ ）A.同时向左运动，间距增大 B.同时向左运动，间距不变C.同时向左运动，间距变小
16、 D.同时向右运动，间距增大5如图所示，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里, a、 b、 c、 d 为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形.设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中 （ ）A.线圈中将产生 abcd 方向的感应电流 B.线圈中将产生 adcb方向的感应电流C.线圈中产生感应电流的方向先是 abcd，后是 adcb D.线圈中无感应电流产生6.如图 4.3-7 所示，有一固定的超导圆环，在其右端放一条形磁铁，此时圆环中无电流，当把磁铁向右方移走时，由于电磁感应，在超导圆环中产生了一定的电流.则以下判断中正确的是 （ ）A.
17、此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流继续维持B.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流很快消失C.此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流很快消失D.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流继续维持71931 年，英国物理学家狄拉克从理论上预言了存在着只有一个磁极的粒子磁单极子.如图所示，如果有一个磁单极子（单 N 极）从 a 点开始运动穿过线圈后从 b 点飞过.那么 （ ）A.线圈中感应电流的方向是沿 PMQ 方向B.线圈中感应电流的方向是沿 QMP 方向C.线圈中感应电流的方向先是沿 QMP 方向，然后是 PMQ 方向D.线圈中感应电流的方向先是沿 PMQ 方向，然后是 QM
18、P 方向8如图 4.3-9 所示，一平面线圈用细杆悬于 P 点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案9匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置和位置时，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向分别为 （ ）A.逆时针方向,逆时针方向 B.逆时针方向,顺时针方向C.顺时针方向,顺时针方向 D.顺时针方向,逆时针方向9如图 4.3-10 所示， ab 是一个可绕垂直于纸面的轴 O 转动的闭合矩形线框，当滑动变阻器的滑片 P 自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框 ab 将 （ ）A.保持静止不动 B.逆时针转动C.顺时针转动
19、 D.发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向4.4 法拉第电磁感应定律学习目标1知道什么叫感应电动势。2知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别 、 、3理解法拉第电磁感应定律的内容，并能够运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小。4能够运用 E Blv 或 E Blvsin 计算导体切割磁感线时的感应电动势。5.了解反电动势的概念,知道他的作用.学习重点：法拉第电磁感应定律的建立和理解学习难点：（1）.磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率三者的区别。（2）.理解 E=n/t 是普遍意义的公式，计算结果是感应电动势相对于 t 时间内的平均值，而 E=BLv 是特殊
20、情况下的计算公式，计算结果一般是感应电动势相对于速度 v 的瞬时值。自主学习合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案101、感应电动势：在电磁感应现象中，当_，必产生电动势，这种电动势叫做感应电动势。2、感应电动势与感应电流的关系：产生感应电动势的部分相当于 ，闭合导体回路中有感应电动势就有感应电流，若导体回路不闭合，则没有 ，但仍有 。3、法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小跟_成正比，这个规律就叫做法拉第电磁感应定律，其表达式为_。4、若闭合电路是一个 n 匝线圈，整个线圈中的感应电动势 。5、导线切割磁感线时的感应电动势(1)导线垂直于磁场运动，B、l、v 两两垂直时，E 。(
21、2)导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为 时，E 。6、反电动势(1)定义：(2)作用：(3)能量转化：合作探究探究一：感应电动势与感应电流的产生条件是否相同？探究二：对法拉第电磁感应定律的理解：（1）、磁通量 、磁通量的变化量 、磁通量的变化率 的关系？t（2）、n 匝线圈的感应电动势：（3）、磁通量的变化量 的求法：（4）、如何求解感应电流：典例 1一个 200 匝、面积为 20 cm2 的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成 30角，若磁感应强度在 0.05 s 内由 0.1 T 增加到 0.5 T，在此过程中磁通量变化了多少？磁通量的平均变化率是多少？线圈中感应电动势
22、的大小是多少伏？探究三：导线切割磁感线时的感应电动势（1）对公式 EBlvsin 的理解合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案11（2）若导体各部分切割磁感线速度不同，可取其平均速度来求，如图所示，导体棒绕 A 点以角速度 匀速转动时，产生感应电动势的大小为典例 2. 如图所示，平行金属导轨的间距为 d，一端跨接一阻值为 R 的电阻，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于导轨所在平面向里，一根长直金属棒与导轨成 60角放置，且接触良好，则当金属棒以垂直于棒的恒定速度 v 沿金属导轨滑行时，其他电阻不计，求电阻 R 中的电流？作业: 教材“问题与练习”1、2、3、5、6.探究四：公式 E n
23、 与 E Blvsin 的区别 t典例 3. (2012四川高考)半径为 a 右端开小口的导体圆环和长为 2a 的导体直杆，单位长度电阻均为 R0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为 B。杆在圆环上以速度 v 平行于直径 CD 向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心 O 开始，杆的位置由 确定，如图所示，则( )A0 时，杆产生的电动势为 2Bav B 时，杆产生的电动势为 Bav3 3C0 时，杆受的安培力大小为 D 时，杆受的安培力大小为2B2av 2R0 3 3B2av5 3R0探究五、电磁感应现象中的电路问题：1、解决电磁感应与电路
24、综合问题的基本方法：合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案122、电磁感应现象中通过闭合电路某截面的电荷量问题典例 4. 如图(a)所示，一个电阻值为 R，匝数为 n 的圆形金属线圈与阻值为 2R 的电阻 R1 连接成闭合回路。线圈的半径为 r1。在线圈中半径为 r2 的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度 B随时间 t 变化的关系图线如图 (b)所示，图线与横、纵轴的截距分别为 t0 和 B0。导线的电阻不计，求 0 至t1 时间内(1)通过电阻 R1 上的电流大小及方向？(2)通过电阻 R1 上的电量 q ？作业：夯实基础1、下列说法正确的是（ ）A.线圈中磁通量变
25、化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B.线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大C.线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D.线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大2、一个匝数为 100、面积为 10cm2 的线圈垂直磁场放置，在 0. 5s 内穿过它的磁场从 1T 增加到 9T。求线圈中的感应电动势。3穿过一个电阻为R=1 的单匝闭合线圈的磁通量始终每秒钟均匀的减少2Wb，则：A.线圈中的感应电动势每秒钟减少2V B.线圈中的感应电动势是2VC.线圈中的感应电流每秒钟减少2A D.线圈中的电流是2A4有一个n匝线圈面积为S，在 t时间内垂直线圈平面的磁
26、感应强度变化了 B，则这段时间内穿过n匝线圈的磁通量的变化量为 ，磁通量的变化率为 ，穿过一匝线圈的磁通量的变化量为 合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案13，磁通量的变化率为 。5如图所示，前后两次将磁铁插入闭合线圈的相同位置，第一次用时0.2S，第二次用时1S；则前后两次线圈中产生的感应电动势之比 6如图2所示，用外力将单匝矩形线框从匀强磁场的边缘匀速拉出设线框的面积为S，磁感强度为B，线框电阻为R，那么在拉出过程中，通过导线截面的电量是_能力提升1.法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小 （ ）A.跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比 B.跟穿过这一闭合电路的磁感
27、应强度成正比C.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比 D.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比2.将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处，不发生变化的物理量有 （ ）A.磁通量的变化率 B.感应电流的大小 C.消耗的机械功率 D.磁通量的变化量 E.流过导体横截面的电荷量3.恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流 （ ）A.线圈沿自身所在平面运动 B.沿磁场方向运动C.线圈绕任意一直径做匀速转动 D.线圈绕任意一直径做变速转动4.一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速运动，当线圈处于如图所示位置时，
28、此线圈 （ ）A.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最小B.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大C.磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大D.磁通量最小，磁通量变化率最小，感应电动势最小5一个 N 匝的圆线圈，放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，线圈平面跟磁感应强度方向成 30角，磁感应强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变.下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是 （ ）A.将线圈匝数增加一倍 B.将线圈面积增加一倍C.将线圈半径增加一倍 D.适当改变线圈的取向6如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒 ab 以水平初合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导
29、学案14速度 v0 抛出，设运动的整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将 （ ）A.越来越大 B.越来越小C.保持不变 D.无法确定7如图所示，C 是一只电容器，先用外力使金属杆 ab 贴着水平平行金属导轨在匀强磁场中沿垂直磁场方向运动，到有一定速度时突然撤销外力.不计摩擦，则 ab 以后的运动情况可能是( )A.减速运动到停止 B.来回往复运动C.匀速运动 D.加速运动8横截面积 S=0.2 m2、n=100 匝的圆形线圈 A 处在如图所示的磁场内，磁感应强度变化率为 0.02 T/s.开始时 S 未闭合，R1=4 ，R2=6，C=30 F，线圈内阻
30、不计，求：（1）闭合 S 后，通过 R2 的电流的大小；（2）闭合 S 后一段时间又断开，问 S 断开后通过 R2 的电荷量是多少?4.5 电磁感应现象的两类情况学习目标1知道什么是感生电场？2理解感生电动势与动生电动势的概念，知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。重点：感生电动势与动生电动势的概念。难点：对感生电动势与动生电动势实质的理解。自主学习：1、感生电场： 感生电动势 ： 感生电场对自由电荷的作用充当了 , 感生电场的方向由 判断，与所产生的 方向相同。 2 、动生电动势 ： 动生电动势中的“非静电力”：自由电荷（假设为正电荷）因随着导体棒运动而受到 ，从而产生了感应电动势，由此
31、可知此等效电源的非静电力与 有关。合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案15动生电动势中的功能关系:闭合电路中，导体棒做切割磁感线运动时，导体棒要克服 力做功，把其它形式的能转化为 。合作探究：探究一：对感应电场与感生电动势的理解。探究二：对动生电动势中电荷所受洛伦兹力的理解典例 1 .如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（ ）A磁场变化时，会在在空间中激发一种电场B使电荷定向移动形成电流的力是磁场力C使电荷定向移动形成电流的力是电场力D以上说法都不对典例 2.如图所示，导体 AB 在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，
32、因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（ ）A因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势B动生电动势的产生与洛仑兹力有关C动生电动势的产生与电场力有关D动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的典例 3.如图所示，两根相距为 L 的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆 ab、 cd 质量均为 m，电阻均为 R，若要使 cd 静止不动，则 ab 杆应向_运动，速度大小磁场变强合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案16为_，作用于 ab 杆上的外力大小为_典例 4. 如图所示，长为 L0.2 m、电阻为
33、 r0.3 、质量为 m0.1 kg 的金属棒 CD 垂直放在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也为 L，棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有R0.5 的电阻，量程为 0 3.0 A 的电流表串联在一条导轨上，量程为 01.0 V 的电压表接在电阻 R 的两端，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面现以向右恒定的外力 F 使金属棒右移，当金属棒以 v2 m/s 的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一电表未满偏问：(1)此时满偏的电表是什么表？说明理由(2)导轨处的磁感应强度多大？(3)拉动金属棒的外力 F 有多大？典例 5. 如图所示，将匀强磁场
34、中的线圈( 正方形，边长为 L)以不同的速度 v1 和 v2 匀速拉出磁场，线圈电阻为 R，那么两次拉出过程中，外力做功之比 W1W 2 _.外力做功功率之比P1P 2_。（提示：用能量守恒观点分析解答）典例 6. (福建高考)如图 6 所示，足够长的 U 型光滑金属导轨平面与水平面成 角(0 90)，其中 MN 与 PQ 平行且间距为 L，导轨平面与磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒 ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为 R，当流过 ab 棒某一横截面的电量为 q 时，棒的速度大小为 v，则金属棒 ab 在这一过程中( )A运
35、动的平均速度大小为 v12B下滑的位移大小为qRBL合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案17C产生的焦耳热为 qBLvD受到的最大安培力大小为 sin B2L2vR作业:1如图所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将（ ）A不变 B增加C减少 D以上情况都可能 2穿过一个电阻为 l 的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少 2 Wb，则（ ）A线圈中的感应电动势一定是每秒减少 2 V B线圈中的感应电动势一定是 2 VC线圈中的感应电流一定是每秒减少 2 AD线圈中的感应电流一定是 2 A3如图所示，面积为 0.2 m2的 1
36、00 匝线圈处在匀强磁场中，磁场方问垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为 B=（2+0.2 t）T，定值电阻 R1=6，线圈电阻 R2=4，求：（1）磁通量变化率，回路的感应电动势；（2） a、 b 两点间电压 Uab4如图所示，在物理实验中，常用“冲击式电流计”来测定通过某闭合电路的电荷量探测器线圈和冲击电流计串联后，又能测定磁场的磁感应强度已知线圈匝数为 n，面积为 S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为 R，把线圈放在被测匀强磁场中，开始时线圈与磁场方向垂直，现将线圈翻转 180，冲击式电流计测出通过线圈的电荷量为 q，由此可知，被测磁场的磁磁感应强度 B =_合肥世外高中部物
37、理学科 选修 3-2 导学案185如图所示，A、B 为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度两个相同的磁性小球，同时从 A、B 管上端的管口无初速释放，穿过 A 管的小球比穿过 B 管的小球先落到地面下面对于两管的描述中可能正确的是（ ）AA 管是用塑料制成的，B 管是用铜制成的BA 管是用铝制成的，B 管是用胶木制成的CA 管是用胶木制成的，B 管是用塑料制成的 A BDA 管是用胶木制成的，B 管是用铝制成的 6在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度 B 随时间 t 发生如图乙所示
38、变化时，下图中正确表示线圈中感应电动势E 变化的是( )4.6 互感和自感 学习目标1知道什么是互感现象和自感现象，理解自感电动势对电路中电流的影响。2知道互感现象、自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。3了解自感系数的意义和决定因素。4知道磁场具有能量。学习重点：知道什么是互感现象和自感现象，理解自感电动势对电路中电流的影响。学习难点：理解自感电动势对电路中电流的影响。自主学习（一）互感现象1、互感现象：两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的 时，它所产生的 会在另一个线圈中产生 的现象。2、互感电动势： 。合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案193、利用互感现象可以把 由一个线圈传递到
39、另一个线圈。变压器是利用 制成的。（二）自感现象1、定义：一个线圈中的 变化时，它所产生的变化的 在它本身激发出感应电动势的现象。2、自感电动势总要阻碍导体中 ，当导体中的电流在增大时，自感电动势与原电流方向 ，当导体中的电流在减小时，自感电动势与电流方向 。注意：“阻碍”不是“阻止”，电流还是在变化的。3、线圈的自感系数与线圈的 、 、 等因素有关。线圈越粗、越长、匝数越密，它的自感系数就越 。除此之外，线圈加入铁芯后，其自感系数就会 。4、自感系数的单位： ，有 1mH = H,1H = H。5、感电动势的大小：与线圈中的电流强度的变化率成正比，E = 。合作探究探究一、互感现象问题：在法
40、拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？探究二、自感现象问题：当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？实验 1演示通电自感现象。画出电路图（如图所示）， A1、 A2是规格完全一样的灯泡。闭合电键 S，调节变阻器 R，使 A1、 A2亮度相同，再调节 R1，使两灯正常发光，然后断开开关 S。重新闭合 S，观察到什么现象？现象：问题：为什么 A1比 A2亮得晚一些？试用所学知识（楞次定律）加以分析说明。实验 2演示断电自感。画出电路图（如图所示）接通电路，待灯泡 A 正常发光。然后断开电路，观察到什么现象？现象：问题：为
41、什么 A 灯不立刻熄灭？合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案20探究三、自感电动势问题 1：自感电动势的大小决定于哪些因素呢？请同学们阅读教材内容。然后用自己的语言加以概括，并回答有关问题。问题 2：自感系数的大小决定于哪些因素？总结：自感电动势对电流的影响:探究四、磁场的能量问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。典例 1.如图所示，电路甲、乙中，电阻 R 和自感线圈 L 的电阻值都很小，接通 S，使电路达到稳定，灯泡 D 发光。则 （ ）A在电路甲中，断开 S， D 将逐渐变暗B在电路甲中，断开 S， D 将先
42、变得更亮，然后渐渐变暗C在电路乙中，断开 S， D 将渐渐变暗D在电路乙中，断开 S， D 将变得更亮，然后渐渐变暗典例 2.如图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。电键 K 原来是合上的，在 K 断开后，分析：（1）若 R1 R2，灯泡的亮度怎样变化？（2）若 R1 R2，灯泡的亮度怎样变化？作业：夯实基础1、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，采用双线并绕的方法，如下图所示.其道理是（ ）A、 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合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案21C、
43、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2、如图所示电路，线圈 L 电阻不计，则 （ ）A、S 闭合瞬间，A 板带正电，B 板带负电 B、S 保持闭合，A 板带正电，B 板带负电C、S 断开瞬间，B 板带正电，A 板带负电 D、由于线圈电阻不计，电容被短路，上述三种情况电容器两板都不带电能力提升1下列关于自感现象的说法中，正确的是 （ ）A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B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C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D加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大2关于线圈的自感系数
44、，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合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案03如图所示， L 为一个自感系数大的自感线圈，开关闭合后，小灯能正常发光，那么闭合开关和断开开关的瞬间，能观察到的现象分别是 （ ）A小灯逐渐变亮，小灯立即熄灭 B小灯立即亮，小灯立即熄灭C小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭D小灯立即亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭4如图所示是一演示实验的电路图。图中 L 是一带铁芯的线圈， A 是一灯泡。起初，开关处于闭
45、合状态，电路是接通的。现将开关断开，则在开关断开的瞬间，通过灯泡 A 的电流方向是从_端经灯泡到_端.这个实验是用来演示_现象的。5如图所示的电路中，灯泡 A1、 A2的规格完全相同，自感线圈 L 的电阻可以忽略，下列说法中正确的是 （ ）A当接通电路时， A2先亮， A1后亮，最后 A2比 A1亮B当接通电路时， A1和 A2始终一样亮C当断开电路时， A1和 A2都过一会儿熄灭D当断开电路时， A2立即熄灭， A1过一会儿熄灭6如图所示电路中， A1、 A2是两只相同的电流表，电感线圈 L 的直流电阻与电阻 R 阻值相等.下面判断正确的是 （ ）A开关 S 接通的瞬间，电流表 A1的读数大
46、于 A2的读数B开关 S 接通的瞬间，电流表 A1的读数小于 A2的读数C开关 S 接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表 A1的读数大于 A2的读数D开关 S 接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表 A1数等于 A2的读数 7如图所示， L 是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计， D1和 D2是两个相同的灯泡，若将电键 S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开电键 S，则 （ ）A电键 S 闭合时，灯泡 D1、 2同时亮，然后 D1会变暗直到不亮， D2更亮B电键 S 闭合时，灯泡 D1很亮， D2逐渐变亮，最后一样亮合肥世外高中部物理学科 选修 3-2 导学案1C电键 S 断开时，灯泡 D2随之熄灭，而 D1会亮一下后才熄灭D电键 S 断开时，灯泡 D1随之熄灭，而 D2会更亮后一下才熄灭4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动学习目标1.知道涡流是如何产生的2知道涡流存在对我们的利与弊，以及如何利用和防止3知道电磁阻尼、电
