高考核动力高考物理一轮复习 9.1电磁感应现象 楞次定律课件.ppt

第1单元电磁感应现象楞次定律 填一填 1 定义在磁感应强度为中 与磁场方向的面积s和b的乘积 2 公式 3 单位1wb 温馨提示 1 磁通量是标量 但有 2 磁通量的变化量 2 1 3 磁通量的大小与线圈的匝数无关 1 电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量时 电路中有产生的现象 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的运动 3 产生电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生 如果回路闭合则产生 如果回路不闭合 则只产生 而不产生 4 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 1 如图所示 半径为r的圆线圈共有n匝 其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场 磁场方向垂直线圈平面 若磁感应强度为b 则穿过线圈的磁通量为 a br2b br2c n br2d n br2 解析 只有虚线圈区域内存在磁场 故磁通量为 bs br2 b对 答案 b 2 关于感应电流 下列说法中正确的有 a 只要闭合电路内有磁通量 闭合电路中就有感应电流产生b 穿过螺线管的磁通量发生变化时 螺线管内部就一定有感应电流产生c 线框不闭合时 即使穿过线圈的磁通量发生变化 线圈中也不会有感应电流d 只要电路的一部分做切割磁感线运动 电路中就一定有感应电流 解析 只要穿过闭合电路的磁通量发生变化 电路中就产生感应电流 选项a错误 选项b d没有强调电路是否闭合 故错误 选项c正确 答案 c 3 如图所示 在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中 有一个矩形闭合线框abcd 线框平面与磁场垂直 在下列哪种情况中 可使线框中产生感应电流 a 线框沿纸面向右加速运动b 线框垂直纸面向外运动c 线框绕ad边转动d 线框绕过d点与纸面垂直的轴 沿纸面顺时针转动 解析 线框处于匀强磁场中 不论是沿纸面向右加速运动 还是垂直纸面向外运动 穿过线框的磁通量均不发生变化 故线框中无感应电流产生 选项a b均错误 线框绕ad边转动时 穿过它的磁通量发生改变 此时有感应电流产生 而绕过d点与纸面垂直的轴转动时 穿过它的磁通量不发生改变 此时无感应电流产生 故选项c正确 d错误 答案 c 4 在一通电直导线附近放置一个导线圆环 当长直导线中的电流减小时 下列图中导线圆环中会产生感应电流的是 甲长直导线穿过导线圆环中心乙导线圆环左右对称地平放在长直导线的两侧丙长直导线放在导线圆环旁边a 只有甲b 只有乙和丙c 只有丙d 只有甲和丙 解析 由安培定则判断可知 题中甲 乙两图中穿过导线圆环的磁通量始终为零 而题中丙图中穿过导线圆环的磁通量减小 故选项c正确 答案 c 考点一电磁感应现象的理解及判断 考点梳理 1 发生电磁感应现象的条件穿过电路的磁通量发生变化 2 磁通量变化的常见情况 典例应用 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 一定能在轨道回路中产生感应电流的是 a ab向右运动 同时使 减小b 磁感应强度b减小 角同时也减小c ab向左运动 同时增大磁感应强度bd ab向右运动 同时增大磁感应强度b和 角 0 0 90 解题指导 可按如下流程进行分析 课堂笔记 设此时回路面积为s 据题意 磁通量 bscos a选项中 s增大 减小 即cos 增大 则 增大 所以a对 b选项中 磁感应强度b减小 减小即cos 增大 则 可能不变 b错 c选项中 s减小 磁感应强度b增大 则 可能不变 c错 d选项中 s增大 磁感应强度b增大 增大 cos 减小 则 可能不变 d错 答案 a 如图所示 矩形闭合线圈abcd竖直放置 oo 是它的对称轴 通电直导线ab与oo 平行 且ab oo 所在平面与线圈平面垂直 如要在线圈中形成方向为abcda的感应电流 可行的做法是 a ab中电流i逐渐增大b ab中电流i先增大后减小c 导线ab正对oo 靠近线圈d 线圈绕oo 轴逆时针转动90 俯视 解析 由于通电直导线ab与oo 平行 且ab oo 所在平面与线圈平面垂直 ab中电流如何变化 或ab中电流i正对oo 靠近线圈或远离线圈 线圈中磁通量均为零 不能在线圈中产生感应电流 选项a b c错误 线圈绕oo 轴逆时针转动90 俯视 由楞次定律可知 在线圈中形成方向为abcda的感应电流 选项d正确 答案 d 考点二楞次定律的理解和应用 考点梳理 1 感应电流方向的判断方法方法一 右手定则 适用于部分导体切割磁感线 方法二 楞次定律楞次定律的应用步骤 程序法 可以用下面的方框图加以概括 2 楞次定律中 阻碍 的含义 典例应用 2014 海南单科 1 如图 在一水平 固定的闭合导体圆环上方 有一条形磁铁 n极朝上 s极朝下 由静止开始下落 磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触 关于圆环中感应电流的方向 从上向下看 下列说法正确的是 a 总是顺时针b 总是逆时针c 先顺时针后逆时针d 先逆时针后顺时针 解题指导 可按如下思维流程进行分析 课堂笔记 由楞次定律知 当磁铁向下靠近圆环时 圆环中产生向下的感应磁场 又结合安培定则可知圆环中产生顺时针方向 从上向下看 的感应电流 同理可判定 当磁铁向下远离圆环时 圆环中产生逆时针方向 从上向下看 的感应电流 故只有c正确 答案 c 总结提升 程序法解题的一般思路及注意事项在使用 程序法 处理问题时 需注意以下两点 根据题目类型制定一个严谨 简洁的解题程序 在分析和解决问题时 要严格按照解题程序进行 这样可以规范解题过程 减少失误 节约解题时间 如图所示 磁场垂直于纸面 磁感应强度在竖直方向均匀分布 水平方向非均匀分布 一铜制圆环用丝线悬挂于o点 将圆环拉至位置a后无初速释放 在圆环从a摆向b的过程中 a 感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针b 感应电流方向一直是逆时针c 安培力方向始终与速度方向相反d 安培力方向始终沿水平方向 解析 从磁场分布可看出 左侧向里的磁场从左向右越来越强 右侧向外的磁场从左向右越来越弱 所以 圆环从位置a运动到磁场分界线前 磁通量向里增大 由楞次定律知 感应电流的磁场与原磁场方向相反即向外 由安培定则知 感应电流沿逆时针方向 同理 跨越分界线过程中 磁通量由向里最大变为向外最大 感应电流沿顺时针方向 继续摆到b的过程中 磁通量向外减小 感应电流沿逆时针方向 a正确 由于圆环所在处的磁场上下对称 圆环等效水平部分所受安培力使圆环在竖直方向平衡 所以总的安培力沿水平方向 故d正确 答案 ad 考点三楞次定律的推广及灵活应用 考点梳理 当只强调感应电流产生的效果 而不涉及感应电流方向的判定时 灵活应用楞次定律和推广结论 可使解题更快捷简便 此类考题多以选择题形式出现 分析时要理清 因果关系 对楞次定律中 阻碍 的含义可推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因 具体概括如下 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 典例应用 如图所示 粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈 当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线ab正上方等高快速经过时 若线圈始终不动 则关于线圈受到的支持力fn及在水平方向运动趋势的正确判断是 a fn先小于mg后大于mg 运动趋势向左b fn先大于mg后小于mg 运动趋势向左c fn先小于mg后大于mg 运动趋势向右d fn先大于mg后小于mg 运动趋势向右 课堂笔记 解法1 当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线ab正上方等高快速经过时 线圈中向下的磁通量先增大后减小 由楞次定律可知 线圈中先产生逆时针方向的感应电流后产生顺时针方向的感应电流 线圈四条边所受安培力的合力先向右下 后向右上 因此fn先大于mg后小于mg 运动趋势向右 所以d正确 解法2 根据楞次定律的另一种表述 感应电流的效果总要反抗产生感应电流的原因 本题中的 原因 是ab回路中磁通量先增大后减小 归根结底是磁场靠近了回路 效果 是回路要采取措施阻碍磁通量先增大后减小 即 来拒去留 故必有向右运动的趋势 在竖直方向上 回路则应以先 向下躲 后 向上追 的方式阻碍磁通量先增大后减小 故fn先大于mg后小于mg 答案 d 2015 重庆高三质检 如下图所示 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自左向右滑动的过程中 线圈ab将 a 静止不动b 顺时针转动c 逆时针转动d 发生转动 但电源的极性不明 无法确定转动方向 解析 题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 电路的电流是增大的 两个电磁铁之间的磁场也是增大的 闭合导体线圈中的磁通量是增大的 线圈在原磁场中所受的磁场力肯定使线圈向磁通量减少的方向运动 显然只有顺时针方向的运动才能使线圈中的磁通量减小 答案 b 三定则一定律 的综合应用1 三定则 定律 应用区别 2 右手定则和左手定则的应用技巧 1 因动而电 即运动生电 用右手 记住 电 字的最后一笔 乚 向右甩 2 因电而动 即通电受力 用左手 记住 力 字的最后一笔 丿 向左撇 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 答案 bc 如图所示 在水平平行金属导轨之间存在一匀强磁场 导轨电阻不计 导轨上放两根导线ab和cd 导轨跟大线圈a相连 a内有一小闭合线圈b 磁感线垂直导轨所在的平面向上 俯视 小线圈b中能产生感应电流 且使得ab和cd之间的距离减小 下列叙述正确的是 a 导线ab加速向右运动 b中产生逆时针方向的电流 cd所受安培力水平向右b 导线ab匀速向左运动 b中产生顺时针方向的电流 cd所受安培力水平向左c 导线cd匀速向右运动 b中不产生感应电流 ab不受安培力d 导线cd加速向左运动 b中产生顺时针方向的电流 ab所受安培力水平向左 解析 在ab和cd只有一个运动且ab向右运动或cd向左运动时 ab和cd间的距离才会减小 导线ab向右运动时 由楞次定律 或右手定则 可知 回路abdca中感应电流的方向是逆时针的 即cd中的感应电流由d c 由左手定则可知 cd所受安培力水平向右 而ab和大线圈a构成的回路中的感应电流则是顺时针方向的 若ab加速运动 则感应电流穿过小线圈的向下磁通量增加 由楞次定律可知 小线圈b中的感应电流为逆时针方向 同理可得 当导线cd向左加速运动时 b中产生顺时针方向的感应电流 ab所受安培力水平向左 所以叙述正确的是a d 答案 ad 2014 山东理综 16 衔接题 如图 一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内 通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定 导体棒与轨道垂直且接触良好 在向右匀速通过m n两区的过程中 导体棒所受安培力分别用fm fn表示 不计轨道电阻 以下叙述正确的是 a fm向右b fn向左c fm逐渐增大d fn逐渐减小 答案 bcd 模拟题组 1 2015 哈尔滨市一模 直导线ab放在如图所示的水平导体框架上 构成一个闭合回路 长直导线cd和框架处在同一个平面内 且cd和ab平行 当cd中通有电流时 发现ab向左滑动 关于cd中的电流下列说法正确的是 a 电流肯定在增大 不论电流是什么方向b 电流肯定在减小 不论电流是什么方向c 电流大小恒定 方向由c到dd 电流大小恒定 方向由d到c 解析 ab向左滑动 说明通过回路的磁通量在减小 通过回路的磁感应强度在减弱 通过cd的电流在减小 与电流方向无关 答案 b 2 2015 河南郑州模拟 如图所示 圆环形导体线圈a平放在水平桌面上 在a的正上方固定一竖直螺线管b 二者轴线重合 螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路 若将滑动变阻器的滑片p向上滑动 下面说法中正确的是 a 穿过线圈a的磁通量变大b 线圈a有收缩的趋势c 线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流d 线圈a对水平桌面的压力fn将增大 解析 p向上滑动 回路电阻增大 电流减小 磁场减弱 穿过线圈a的磁通量变小 根据楞次定律 a环面积应增大 a b错 由于a环中磁通量减小 根据楞次定律知a环中感应电流应为俯视顺时针方向 c对 由于a环中磁通量减小 根据楞次定律 a环有阻碍磁通量减小的趋势 可知a环对水平桌面的压力fn减小 d错 答案 c 高考题组 3 2014 全国新课标卷 14 在法拉第时代 下列验证 由磁产生电 设想的实验中 能观察到感应电流的是 a 将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路 然后观察电流表的变化b 在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈 然后观察电流表的变化c 将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接 往线圈中插入条形磁铁后 再到相邻房间去观察电流表的变化d 绕在同一铁环上的两个线圈 分别接电源和电流表 在给线圈通电或断电的瞬间 观察电流表的变化 解析 产生感应电流的条件是 穿过闭合回路中的磁通量发生变化 引起磁通量变化的原因有 闭合回路中的磁场变化 在磁场不变的条件下 闭合回路中的有效面积变化 闭合回路的面积 磁场均变化 选项a b c中的闭合回路的面积及回路中的磁场均不变 故选项a b c均错误 在选项d中线圈通电或断电的瞬间改变了电流的大小 使另一个闭合回路中的磁场发生变化 故有感