高考物理一轮总复习专题《电磁感应现象楞次定律》.ppt

第1讲 电磁感应现象、楞次定律,【考纲解读】1.知道电磁感应现象产生的条件；2.理解磁通量及磁通量变化的含义，并能计算；3.掌握楞次定律和右手定则的应用，并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向,一、磁通量 1概念：磁感应强度B与面积S的_ 2公式：_. 适用条件：匀强磁场；S是_磁场中的有效面积 单位：韦伯(Wb)，1 Wb_. 3意义：穿过某一面积的磁感线的_ 4标矢性：磁通量是_，但有正、负,考点O 讲堂梳理自查,乘积,BS,垂直,1 Tm2,条数,标量,二、电磁感应 1电磁感应现象：当穿过闭合电路的_发生变化时，电路中有电流产生，这种现象称为电磁感应现象 2产生感应电流的条件 (1)条件：穿过闭合电路的磁通量_ (2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做_运动 3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_,磁通量,发生变化,切割磁感线,电能,三、感应电流方向的判断,阻碍,磁通量,运动方向,切割,2对电磁感应现象的考查假如有一宇航员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是( ) A直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无 B将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场 C将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场 D将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场 【答案】C,【解析】电磁感应现象产生的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生改变时，回路中有感应电流产生A中，即使有一个恒定的磁场，也不会有示数，A项错误；同理，将电流表与线圈组成回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，也不能判断出没有磁场，因为磁通量可能是恒定的，B项错误；电流表有示数则说明一定有磁场，C项正确；将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一个与磁场平行的平面内沿各个方向运动，也不会有示数，D项错误,1磁通量发生变化的三种常见情况 (1)磁场强弱不变，回路面积改变 (2)回路面积不变，磁场强弱改变 (3)回路面积和磁场强弱均不变，但二者的相对位置发生改变,考点1 电磁感应现象的判断,例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 【解析】ab向右运动，回路面积增大，减小，cos 增大，由BScos 知，增大，故A正确同理可判断B、C、D中不一定变化，不一定产生感应电流,练1 (多选)如图所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是( ) A圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动 B圆盘以某一水平直径为轴匀速转动 C圆盘在磁场中向右匀速平移 D匀强磁场均匀增加 【答案】BD,【解析】只有当圆盘中的磁通量发生变化时，圆盘中才产生感应电流，当圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动或圆盘在磁场中向右匀速平移时，圆盘中的磁通量不发生变化，不能产生感应电流，选项A、C错误；当圆盘以某一水平直径为轴匀速转动或匀强磁场均匀增加时，圆盘中的磁通量发生变化，圆盘中将产生感应电流，选项B、D正确,磁通量的变化量21有多种形式 1S，不变，B改变，这时BSsin . 2B，不变，S改变，这时SBsin . 3B，S不变，改变，这时BS(sin 2sin 1),1楞次定律中“阻碍”的含义,考点2 楞次定律的理解及应用,2判断感应电流方向的两种方法 方法一：用楞次定律判断,方法二：用右手定则判断该方法适用于切割磁感线产生的感应电流要注意掌心、大拇指、四指的方向： 掌心磁感线垂直穿过； 大拇指指向导体运动的方向； 四指指向感应电流的方向,例2 某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律，当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流表G的感应电流方向是( ) AaGb B先aGb，后bGa CbGa D先bGa，后aGb 思路剖析：条形磁铁进入线圈时磁通量如何变化？感应电流磁场方向如何？感应电流方向如何？条形磁铁离开线圈时磁通量如何变化？感应电流磁场方向如何？感应电流方向如何？,【答案】D 【解析】解答本题时可按以下顺序进行： (1)条形磁铁在穿入线圈的过程中，原磁场方向向下 (2)穿过线圈向下的磁通量增加 (3)由楞次定律可知，感应电流的磁场方向向上 (4)应用安培定则可判断：感应电流的方向为逆时针(俯视)，即由bGa. 同理可以判断：条形磁铁穿出线圈的过程中，向下的磁通量减小，感应电流产生的磁场方向向下，感应电流的方向为顺时针(俯视)，即由aGb.,练2 (2017届铜仁名校模拟)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，tt2时电流的方向为顺时针(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 【答案】C 【解析】在t1t2时间内，对于线圈A的顺时针方向电流增大，导致线圈B磁通量增大，感应电流的磁场与它相反，根据安培定则可知，线圈A在线圈B内部产生磁场方向垂直纸面向里，则线圈B内有逆时针方向的电流此时线圈B的电流方向与线圈A电流方向相反，由异向电流相互排斥，可知线圈间有相互排斥，所以线圈B有的扩张的趋势故选项A、B、D错误，C正确,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”,1规律比较,考点3 一定律、三定则的综合应用,2相互联系 (1)应用楞次定律，一般要用到安培定则 (2)研究感应电流受到的安培力，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力的方向，有时也可以直接应用楞次定律的推论确定,例3 (多选)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，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN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 思路剖析：(1)如何判断MN所处磁场的方向？由MN的运动方向，如何进一步判断MN中的电流方向？(2)如何判断线圈L1中的磁场方向和L2中磁场的方向及变化情况？ (3)如何判断PQ的运动情况？,【答案】BC,【解析】当金属棒向右匀速运动而切割磁感线时，金属棒产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流方向由ab.根据电流从电源(ab相当于电源)正极流出沿外电路回到电源负极的特点，可以判断b点电势高于a点又左线圈中的感应电动势恒定，则感应电流也恒定，所以穿过右线圈的磁通量保持不变，不产生感应电流，c和d等电势，A错误，B正确当ab向右做加速运动时，由右手定则可推断ba，电流沿逆时针方向又由EBLv可知ab导体两端的E不断增大，那么左边电路中的感应电流也不断增大，由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的，并且场强不断增强，所以右边电路的线圈中的向上的磁通量不断增加由楞次定律可判断右边电路的感应电流方向应沿逆时针，而在右线圈组成的电路中，感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上把这个线圈看作电源，由于电流是从c沿内电路(即右线圈)流向d，所以d点电势高于c点，C错误，D正确,左、右手定则巧区分 1右手定则与左手定则的区别：抓住“因果关系”才能无误，“因动而电”用右手；“因电而动”用左手 2使用中左手定则和右手定则很容易混淆，为了便于区分，可把两个定则简单地总结为“通电受力用左手，运动生电用右手”“力”的最后一笔“丿”方向向左，用左手；“电”的最后一笔“乚”方向向右，用右手,【答案】B,模拟精选 组合专练,热点题组二 应用楞次定律判断感应电流的方向 3(2017年青岛测试)多年来物理学家一直设想用实验证实自然界中存在“磁单极子”磁单极子是指只有S极或只有N极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场