2012《金榜夺冠》物理一轮第十章第一单元第1课时.ppt

高考总复习物理 第一单元 电磁感应基本规律 第1课时 电磁感应现象 楞次定律 选修32 第十章 电磁感应 高考总复习物理 高考总复习物理 基础回顾 考点一磁通量 1磁通量：用来形象、直观地描述穿过某一面积_ 的分布及其变化的物理量 2定义式：_. 式中B为匀强磁场的磁感应强度，S为所研究的平面面积， 为匀强磁场磁感线方向与平面S的法线方向的夹角 答案：1磁感线 2BScos 高考总复习物理 3磁通量的大小又可以形象、直观地表示为磁场中穿过某 一平面的_的多少 4磁通量是_，但是有正负，其正、负由cos 决定 5磁通量的单位是_，1 Wb_. 答案：3磁感线 4标量 5韦伯(Wb) 1 Tm2 高考总复习物理 要点深化 1磁通量的计算 正像用电场线可以形象地表示电场一样，用磁感线可以形象 地表示磁场为了形象地定量表示磁场中某一点磁感应强度B的 大小，还引入了磁通量的概念我们把通过某一面积的磁感线的 条数，叫做穿过这个面积的磁通量.并且规定，穿过垂直于磁场 方向单位面积上磁感线的条数等于该处的磁感应强度可以得到 磁通量的计算公式： BSBSsin 高考总复习物理 式中为平面与磁感应强度方向的夹角，S为平面的面积， S为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积引入磁通量后， 可得到磁感应强度的另一表述：B 这表明，磁感应强度在数值上等于垂直于磁场方向上单位面 积的磁通量，又称磁通密度，并用Wb/m2作单位 高考总复习物理 2磁通量变化的计算 高考总复习物理 值得注意的是：磁通量虽然是标量， 但有些问题应考虑它的正负例如，当一个平面内既存在穿 入又存在穿出磁感线时，应当加以规定一个方向为正向，即为 正值，另一个方向为负值这样计算该面的磁通量时，应是两个 磁通量的代数和上图(a)所示的两个面积S1和S2上的磁通量是1 2，因为磁感线是闭合曲线，在面积S2中正负相抵消多于面积 S1.上图(b)所示一个线圈在匀强磁场中翻转180时，若设初始位 置时的磁通量为，则翻转后的磁通量为，这个过程中磁 通量的变化量(一般都取绝对值)将是 212， 而不是0. 高考总复习物理 3地磁场穿过地球表面的磁通量等于零 地磁场穿过地球表面的磁通量等于零因为地磁场从地球南 极穿出的磁通量与从地球北极穿入的磁通量的绝对值相等，若取 穿出为正，则穿入为负这样，地磁场穿过地球表面的磁通量( 即代数和)为零由此得到的结论是：同一磁体产生的磁场穿过 闭合曲面的磁通量为零 高考总复习物理 基础回顾 考点二电磁感应现象 1定义：当只要使穿过_电路的_发生变 化时，电路中就有电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫 做电磁感应现象 2产生感应电流的条件：只要使穿过_电路的 _发生变化即0，闭合电路中就有_产生 答案：1闭合 磁通量 2闭合 磁通量 感应电流 高考总复习物理 3引起磁通量变化的常见情况：闭合回路的部分导线 做_运动，导致变线圈在磁场中_，导 致变_变化，导致变 4产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿 过回路的_，回路中就有感应电动势产生感应电 动势的那部分导体相当于_ 答案：3切割磁感线 匀速转动 磁感应强度 4磁通量发生变化 一个电源 高考总复习物理 要点深化 1电磁感应现象的实质 电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果电路不闭 合，只要在该电路的区域内有磁通量的变化，则该电路就产 生了感应电动势如果该电路是闭合的，就可以再产生感应 电流故电路闭合与否都无碍于感应电动势的产生，无碍于 电磁感应现象的普遍存在 高考总复习物理 2磁通量变化有三种情形 (1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化，则 t0BS. (2)有效面积S不变，磁感应强度B发生变化，则 t0SB. (3)磁感应强度B变化，有效面积S发生变化，则 高考总复习物理 基础回顾 考点三感应电流与感应电动势方向的判断 1右手定则：用右手定则来判定感应电流(感应电动势)的 方向时，应使右手的手掌平伸，大拇指与_并在同一平面 内，让磁感线垂直穿入(或斜穿入)掌心，令大拇指指向_ 方向，则其余四指的指向就是感应电流(感应电动势)的方向 2楞次定律：感应电流具有这样的方向，就是感应电流 产生的磁场，总要_引起感应电流的磁通量的变化 答案：1其余四个手指垂直 导体运动 2阻碍 高考总复习物理 3判断感应电流方向的思路 运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为： _.即： 确定原磁场方向； 判定原磁场如何变化(增大还是减小)； 利用楞次定律确定感应电流的磁场方向(增反减同)； 根据安培定则判定感应电流的方向 答案：3“来拒去留”、“增反减同” 高考总复习物理 要点深化 1几个定则的运用要注意的问题 为了帮助记忆电与磁之间的一些规律，提出了安培定则 、左手定则、右手定则和楞次定律，对初学者来说，这几个 定则或定律极易混淆现列表如下，以帮助大家掌握. 上述三个基本物理现象的识别是我们正确应用这些定则 或定律的前提实际问题往往是复杂的，有时两种电流(通入 电流和感 应电流)同时存在，两种力(外力和安培力)同时存在，这 三个现象同时出现，它们之间又互相制约解题时必须从分 析现象之间的因果关系出发，先确定属于什么现象，然后再 决定该用哪个定则或定律去判断 高考总复习物理 基本现象因果关系 应用的定 则或定律 电流的磁效应 电流I是“因”， 磁场B是“果 ” 安培定则 磁场对电 流的作用 B和I是“因”， 力F是“果” 左手定则 电磁 感 应 一段导体作切 割磁感线运 动 B和v是“因”， 电动势 E是“ 果” 右手定则 闭合回路的磁 通量发生变 化 磁通量变化是 “因”，电动 势E是“果” 楞次定律 高考总复习物理 2楞次定律与能量守恒 楞次定律实质上是能的转化与守恒定律在电磁感应中 的体现定律强调的是感应电流的方向总是使自己的磁场 阻碍原来磁场的变化定律关键词是“阻碍”“变化” 我们可以将定律的含义扩展为：“感应电流的效果总 要反抗产生感应电流的原因”具体地说，可以是反抗原 磁通量的变化；可以是反抗导体和磁场的相对运动；也可 以是反抗原电流的变化(如自感现象) 高考总复习物理 3运用楞次定律解题的方法 (1)常规法：据原磁场(B原方向及情况)楞次定律,确 定感应磁场(B感方向)安培定则,判断感应电流(I感方向)左手 定则,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 高考总复习物理 高考总复习物理 应用楞次定律判断感应电流方向的常规方法：据原磁场 (B原方向及情况)楞次定律,确定感应磁场(B感方向)安培定 则,判断感应电流(I感方向) 题型一应用楞次定律判断感应电流方向的常规法 高考总复习物理 一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水 平位置，释放后让它在如右图所示的匀强磁场中运动，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 ，顺着磁场的方向看去，线圈中的感应电流的方向分别为( ) 位置 位置 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 高考总复习物理 解析：线圈第一次经过位置时，穿过线圈的磁场方向向 右，磁通量增加，由楞次定律，线圈中感应电流的磁场方 向向左，根据安培定则，顺着磁场看去，感应电流的方向 为逆时针方向当线圈第一次通过位置时，穿过线圈的 磁通量减小，可判断出感应电流为顺时针方向，故选项B 正确 答案：B 高考总复习物理 题型训练 1.1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言存在着只有一个 磁极的粒子磁单极子如右图所示，用超导材料制成的大 线圈放在空中某位置，若有一个磁单极子(设为N型磁单极子)在 远处靠近并穿过该超导线圈以下判断正确的是( ) AN型磁单极子远离后线圈中仍有电流存在 BN型磁单极子远离后线圈中没有电流存在 C沿N型磁单极子运动方向看过去线圈中有逆时针电流 D沿N型磁单极子运动方向看过去线圈中先有逆时针电流 ，后有顺时针电流 高考总复习物理 解析：因N型磁单极子穿过超导大线圈的磁通量发生变化， 线圈中产生电流，大线圈是超导体，产生的电流可永久存 在，A正确；N型磁单极子靠近至超导大线圈时，穿过线圈 的磁场方向向右，磁通量增加，由楞次定律，线圈中感应 电流的磁场方向向左，根据安培定则，沿N型磁单极子运动 方向看过去线圈中有逆时针电流；当N型磁单极子从超导大 线圈穿过并远离时，穿过线圈的磁场方向向左，磁通量减 少，由楞次定律，线圈中感应电流的磁场方向向左，根据 安培定则，沿N型磁单极子运动方向看过去线圈中仍有逆时 针电流，C正确 答案：AC 高考总复习物理 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”由此可得楞次定律的推论：(1)阻碍原磁通量 的变化，即“增反减同”；(2)阻碍(导体)的相对运动，即“来拒 去留”；(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势，即“大小小大”； (4)阻碍原电流的变化(自感) 题型二应用楞次定律分析问题的效果法 高考总复习物理 如右图所示，ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动 的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑行 时，线框ab将( ) A保持静止不动 B顺时针转动 C逆时针转动 D发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向 高考总复习物理 解析：图中的两个通电的电磁铁之间的磁场方向总是水平 的，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动的过程中，电路 的电流是减小的，两个电磁铁之间的磁场也是减小的，闭 合导体线圈中的磁通量是减小的，线圈在原磁场中所受的 磁场力肯定使线圈向磁通量增大的方向运动，显然只有顺 时针方向的运动才能使线圈中的磁通量增大 答案：B 高考总复习物理 题型训练 2.如右图所示，与直导线ab共面的轻质闭合金属圆环竖直 放置，两点彼此绝缘，环心位于ab的上方当ab中通有电流且 强度不断增大的过程中，关于圆环运动的情况以下叙述正确的 是( ) A向下平动 B向上平动 C转动：上半部向纸内，下半部向纸外 D转动：下半部向纸内，上半部向纸外 高考总复习物理 解析：由于环中感应电流所受安培力的方向既跟直流电流 产生的磁场方向垂直，又跟环中感应电流方向垂直，环各 部分所受的安培力的合力应在竖直平面上，环只可能在竖 直平面内运动，故转动不可能如向上平动，使净面积增 加，净磁通量增加，故向上平动不可能如向下平动，使 净面积减小，净磁通减少，满足“效果阻碍原因”显然不 论直导线中电流方向如何，只要电流强度增大，最终环的 机械运动都一样，即向下平动反之则向上平动 答案：A 高考总复习物理 解决此类问题的关键是抓住因果关系： (1)因动而生电(v、BI)右手定则 (2)因电而生磁(IB)安培定则 (3)因磁而生电(I)楞次定律 (4)因电而受力(I、BF安)左手定则 题型三 右手定则、安培定则、楞次定律、左手 定则的综合使用 高考总复习物理 如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移 动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁 场力作用下向右运动则PQ所做的运动可能是( ) A向右加速运动 B向左加速运动 C向右减速运动 D向左减速运动 高考总复习物理 解析：设PQ向右运动，用右手定则和安培定则判定可知穿 过L1的磁感线方向向上若PQ向右加速运动，则穿过L1的 磁通量增加，用楞次定律判定可知通过MN的感应电流方 向是NM，对MN用左手定则判定可知MN向左运动，可 见A选项不正确若PQ向右减速运动，则穿过穿过L1的磁 通量减小，用楞次定律判定可知通过MN的感应电流方向 是MN，对MN用左手定则判定可知MN向右运动，可见 C正确同理设PQ向左运动，用上述方法可判定B正确， 而D错误 答案：BC 高考总复习物理 题型训练 3如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸 面向外，一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1(左)匀速运 动到位置2(右)，则( ) A导线框进入磁场时， 感应电流方向为abcda B导线框离开磁场时， 感应电流方向为adcba C导线框离开磁场时， 受到的安培力方向水平向右 D导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左 高考总复习物理 解析：导线框进入磁场，由楞次定律或右手定则确定感应 电流方向为顺时针，出磁场时电流方向为逆时针，离开磁 场时，安培力合力方向水平向左，进入磁场时，安培力合 力方向也水平向左，阻碍线框进出磁场 答案：D 高考总复习物理 高考总复习物理 警示 没有真正弄清磁通量的变化 如右图所示，短形线框abcd与磁场方向垂直，且一 半在匀强磁场内，另一半在磁场外，若要使线框中产生感应 电流，下列方法中不可行的是( ) A以ad边为轴转动 B以中心线OO为轴转动 C以ab边为轴转动(小于60) D以cd边为轴转动(小于60) 高考总复习物理 错解：若使线框中产生感应电流，则穿过线圈的磁通量必须 发生变化，而磁通量BS(S是线框在垂直于磁感应强度方向 上的投影面积)该题是匀强磁场，磁感应强度B不变当线 框以ad边为轴或以中心线OO为轴转动时，投影面积S变化， 所以磁通量发生变化，有感应电流，选项AB是可行的，当 线框以ab为轴或以cd边为轴转动(小于60)时，投影面积S在减 小，因而磁通量也在减小，有感应电流，选项CD也是可行 的，即四个选项都是可行的 高考总复习物理 分析纠错：磁通量是穿过某一面积的磁感线的条数，而穿过 垂直于磁感应强度方向上的单位面积的磁感线条数，等于磁 感应强度B.所以公式BS中的