2014年新课标高考总复习人教物理选修3-2电磁感应.9-1.ppt

第九章 电磁感应,一、电磁感应现象 1产生感应电流的条件 穿过闭合电路的 发生变化 2能量转化 发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为 3电磁感应现象的实质 变化的磁场产生了电场，在静电力的作用下导体中的自由电荷定向移动的结果，如果回路闭合则产生感应电流；如果回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流,第1单元 电磁感应现象 楞次定律,磁通量,电能,二、楞次定律和右手定则 1楞次定律 (1)内容：感应电流产生的磁场总要 引起感应电流的 的变化 (2)适用情况：所有电磁感应现象 2右手定则 (1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指 ，并且都与手掌在同一个 ；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向 的方向，这时 所指的方向就是感应电流的方向,磁通量,垂直,平面内,导线运动,四指,阻碍,(2)适用情况：闭合电路部分导体切割磁感线时产生感应电流 (3)磁通量：磁感应强度B与面积S的乘积，公式为 ，S是指充满磁感线且与磁感线垂直的有效面积 温馨提示 磁通量是否发生变化，是判定电磁感应现象的惟一依据，而引起磁通量变化的途径有多种,BS,1如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为，在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是( ),Aab向右运动，同时使减小 B使磁感应强度B减小，角同时也减小 Cab向左运动，同时增大磁感应强度B Dab向右运动，同时增大磁感应强度B和角(090),答案：A,2如图所示，绝缘水平面上有两个离得很近的导体环a、b.将条形磁铁沿它们的正中向下移动(不到达该平面)，a、b将如何移动( ) Aa、b将相互远离 Ba、b将相互靠近 Ca、b将不动 D无法判断,解析：根据BS，磁铁向下移动过程中B增大，所以穿过每个环中的磁通量都有增大的趋势，由于S不可改变，为阻碍磁通量增大，导体环应该尽量远离磁铁，所以a、b将相互远离 答案：A,3如图所示，一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，环中的感应电流(自左向右看)( ) A沿顺时针方向 B先沿顺时针方向后沿逆时针方向 C沿逆时针方向 D先沿逆时针方向后沿顺时针方向,解析：条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，向右的磁通量一直增加，根据楞次定律，环中的感应电流(自左向右看)为逆时针方向，C对 答案：C,4如图所示，某人在自行车道上从东往西沿直线以速度v骑行，该处地磁场的水平分量大小为B1，方向由南向北，竖直分量大小为B2，方向竖直向下；自行车车把为直把、金属材质，两把手间距为L，只考虑自行车在地磁场中的电磁感应，下列结论正确的是( ) A图示位置中辐条A点电势比B点电势低 B图示位置中辐条A点电势比B点电势高 C自行车左车把的电势比右车把的电势高B2Lv D自行车在十字路口左拐改为南北骑向，则自行车车把两端电动势要降低,解析：自行车车把切割磁感线，由右手定则知，自行车左车把的电势比右车把的电势高B2Lv；辐条旋转切割磁感线，由右手定则知，图示位置中辐条A点电势比B点电势低；自行车在十字路口左拐改为南北骑向，地磁场竖直分量始终垂直于自行车车把，则其两端电动势不变故A、C两项正确 答案：AC,要点一 对电磁感应现象的理解及判断 1磁通量变化的常见情况,2.感应电流能否产生的判断,例1 某班同学在探究感应电流产生的条件时，做了如下实验： 探究：如图甲所示，先将水平导轨、导体棒ab放置在磁场中，并与电流表组成一闭合回路然后进行如下操作：ab与磁场保持相对静止；让导轨与ab一起平行于磁感线运动；让ab做切割磁感线运动,探究：如图乙所示，将螺线管与电流表组成闭合回路然后进行如下操作：把条形磁铁放在螺线管内不动；把条形磁铁插入螺线管；把条形磁铁拔出螺线管 探究：如图丙所示，螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路；A放在螺线管B内，B与电流表组成一个闭合回路然后进行如下操作：闭合和断开开关瞬间；闭合开关，A中电流稳定后；闭合开关，A中电流稳定后，再改变滑动变阻器的阻值 可以观察到：(请在下面横线上填写探究中的序号) (1)在探究中，_闭合回路会产生感应电流； (2)在探究中，_闭合回路会产生感应电流； (3)在探究中，_闭合回路会产生感应电流； (4)从以上探究中可以得到的结论是：当_时，闭合回路中就会产生感应电流,思路点拨 解此题关键是判断回路中磁通量是否变化 自主解答 (1)只有当ab做切割磁感线运动时，闭合回路才会产生感应电流；(2)当螺线管中的磁通量发生改变时，闭合回路会产生感应电流；(3)闭合和断开开关瞬间或者改变滑动变阻器的阻值，都会使闭合回路的电流发生变化，因而螺线管中的磁通量发生改变，产生感应电流；(4)闭合回路的磁通量发生改变 答案 (1) (2) (3) (4)闭合回路的磁通量发生改变,1下图中能产生感应电流的是( ) 解析：根据产生感应电流的条件：A中，电路没闭合，无感应电流；B中，磁感应强度不变，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C中，穿过线圈的磁感线相互抵消，恒为零，无感应电流；D中，磁通量不发生变化，无感应电流 答案：B,要点二 楞次定律的理解及应用 1楞次定律中“阻碍”的含义,2楞次定律的推广 对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因： (1)阻碍原磁通量的变化“增反减同”； (2)阻碍相对运动“来拒去留”； (3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”； (4)阻碍原电流的变化(自感现象)“增反减同”,3楞次定律的使用步骤,例2 如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的变化电流，t0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示)在t1t2时间内，对于线圈B，下列说法中正确的是( ),A线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势 B线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势 C线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势 D线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势 思路点拨 解答本题时可按以下思路分析：,自主解答 在t1t2时间内，通入线圈A中的电流是正向增大的，即逆时针方向增大的，其内部会产生增大的向外的磁场，穿过B的磁通量增大，由楞次定律可判定线圈B中会产生顺时针方向的感应电流线圈B中电流为顺时针方向，与A中的电流方向相反，有排斥作用，故线圈B将有扩张的趋势 答案 A,2如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直于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,解析：由楞次定律可判断，导线框进入磁场时，感应电流方向为adcba；导线框离开磁场时，感应电流方向为abcda，故A、B错误；根据楞次定律的推广，感应电流总是阻碍导体和磁场间的相对运动，故进入和离开磁场时导线框受到的安培力方向均是水平向左，故C错、D正确 答案：D,要点三 右手定则、左手定则和安培定则的区别和应用 1三个定则的区别,2.相互联系 (1)电流可以产生磁场，当电流的磁场发生变化时，也会发生电磁感应现象 (2)感应电流在原磁场中也要受安培力，这是确定感应电流阻碍“相对运动”的依据 (3)有些综合问题中，有时要同时应用三个定则 3一般解题步骤 (1)分析题干条件，找出闭合电路或切割磁感线的导体棒 (2)结合题中的已知条件和待求量的关系选择恰当的规律 (3)正确地利用所选择的规律进行分析和判断,例3 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在外力的作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，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,思路点拨 解此题的关键是判断MN向右运动的原因及条件 规范解答 当PQ向右运动时，用右手定则可判定PQ中感应电流的方向是由QP，由安培定则可知穿过L1的磁场方向是自下而上的；若PQ向右加速运动，则穿过L1的磁通量增加，用楞次定律可以判断流过MN的感应电流是从NM的，用左手定则可判定MN受到向左的安培力，将向左运动，可见选项A不正确；若PQ向右减速运动，流过MN的感应电流方向、感应电流所受的安培力的方向均将反向，MN向右运动，所以选项C是正确的；同理可判断B项是正确的，D项是错误的 答案 BC,3(2013年杭州一模)如图所示，一根长导线弯成如图abcd的形状，在导线框中通以直流电，在框的正中间用绝缘的橡皮筋悬挂一个金属环P，环与导线框处于同一竖直平面内，当电流I增大时，下列说法中正确的是( ),A金属环P中产生顺时针方向的电流 B橡皮筋的长度增大 C橡