优化探究高考物理一轮复习 10.1电磁感应现象 楞次定律课件.ppt

第十章电磁感应 明考情 高效备考 想一想 如图所示 在光滑轴支持的轻杆两端分别固定同种材料的甲 乙两环 甲环是闭合导体环 乙环的下端有一小缺口 1 当用条形磁铁靠近甲环时 会出现什么现象 为什么 2 当用同一块条形磁铁靠近乙环时 会出现什么现象 为什么 第1单元电磁感应现象楞次定律 基础探究 电磁感应现象 提示 1 轻杆绕轴转动 因为磁铁靠近时 甲环内有感应电流 电流受力而使杆转动 2 轻杆不绕轴转动 因为乙环不闭合 无感应电流产生 填一填 1 电磁感应现象 当穿过闭合导体回路的磁通量发生时 闭合导体回路中有产生 这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应 2 产生感应电流的条件 表述1 闭合回路的一部分导体在磁场内做的运动 表述2 穿过闭合回路的磁通量 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 变化 感应电流 切割磁感线 发生变化 电能 特别提醒 当回路不闭合时 没有感应电流 但有感应电动势 只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象 且产生感应电动势的那部分导体或线圈相当于电源 想一想 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入固定的线圈时 通过电流计的感应电流方向是怎样的 提示 磁铁磁感线的方向是从上到下 磁铁穿过的过程中 磁通量向下先增加后减少 由楞次定律判断知 磁通量向下增加时 感应电流的磁场阻碍增加 方向向上 根据安培定则知感应电流的方向为a g b 磁通量向下减少时 感应电流的磁场方向应该向下 感应电流方向为b g a 楞次定律和右手定则 填一填 基础自测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可知 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 2 2013年8月 我国自主生产的j 15舰载战机在 辽宁号 航母上试飞 由于地磁场的存在 飞机在一定高度水平飞行时 其机翼就会切割磁感线 机翼的两端之间会有一定的电势差 则从飞行员的角度看 机翼左端的电势比右端的电势 a 低b 高c 相等d 以上情况都有可能解析 北半球的地磁场的竖直分量向下 由右手定则可判定飞机无论向哪个方向飞行 由飞行员的角度看均为左侧机翼电势较高 答案 b 3 某学生做 探究感应电流的产生条件 的实验 将电流计 线圈a和b 电池 开关用导线连接成如图所示的实验电路 以下说法中正确的是 a 开关闭合立即观察电流计指针偏转而开关断开立即观察电流计指针不偏转b 开关闭合立即观察电流计指针不偏转而开关断开立即观察电流计指针偏转c 开关闭合与断开立即观察电流计指针都不偏转d 开关闭合与断开立即观察电流计指针都偏转解析 线圈a中的电流产生的磁场穿过线圈b 开关闭合和断开时 a中的电流发生变化 穿过线圈b的磁通量发生变化 线圈b产生感应电流 电流计指针发生偏转 故选项a b c错 d对 答案 d 4 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 a a b将相互远离b a b将相互靠近c a 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 互动探究 1 引起回路磁通量变化的因素有哪些 2 只要穿过线圈的磁通量变化就一定有感应电流产生吗 核心突破 1 磁通量变化的常见情况 电磁感应现象的判断 2 判断电磁感应现象是否发生的一般流程 典例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 a ab向右运动 同时 角减小b 使磁感应强度b减小 同时 角也减小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和夹角 0 90 思路探究 1 怎样判定磁通量 是否变化 2 产生感应电流的条件是什么 自主解答 设此时回路的面积为s 由题意得磁通量 bscos 对选项a s增大 减小 cos 增大 则 增大 故选项a正确 对选项b 减小 cos 增大 又b减小 故 可能不变 选项b错误 对选项c s减小 b增大 可能不变 故选项c错误 对选项d s增大 b增大 增大 cos 减小 可能不变 故选项d错误 答案 a 1 如图所示 闭合圆导线圈放置在匀强磁场中 线圈平面与磁场平行 其中ac bd分别是平行 垂直于磁场方向的两条直径 当线圈做如下运动时 能产生感应电流的是 a 使线圈在纸面内平动b 使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动c 使线圈以ac为轴转动d 使线圈以bd为轴转动解析 使线圈在纸面内平动 沿垂直纸面方向向纸外平动或以ac为轴转动 线圈中的磁通量始终为零 不变化 无感应电流产生 以bd为轴转动时 线圈中的磁通量不断变化 能产生感应电流 所以d选项正确 答案 d 互动探究 1 楞次定律中涉及两个磁场 如何区分它们 2 楞次定律中有个关键词语 阻碍 是谁在 阻碍 阻碍 什么 如何 阻碍 阻碍 是否就是 阻止 呢 楞次定律的理解及应用 核心突破 1 楞次定律中 阻碍 的含义 2 应用楞次定律判断感应电流方向的步骤 典例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 t 0时电流方向为顺时针 如图中箭头所示 在t1 t2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t1 t2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 2012年上海卷改编 为判断线圈绕向 可将灵敏电流计g与线圈l连接 如图所示 已知线圈由a端开始绕至b端 当电流从电流计g左端流入时 指针向左偏转 1 将磁铁n极向下从线圈上方竖直插入l时 发现指针向左偏转 俯视线圈 其绕向为 填 顺时针 或 逆时针 线圈对水平地面的压力 填 增大 减小 或 不变 2 当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离l时 指针向右偏转 俯视线圈 其绕向为 填 顺时针 或 逆时针 线圈有向 填 向左 或 向右 运动的趋势 解析 1 由题可知在螺线管内电流从b流向a 而根据楞次定律 增反减同 螺线管中产生的磁场与原磁场方向相反 向上 再根据右手螺旋定则可知电流方向为逆时针方向 俯视线圈 因此从a向b看导线绕向为顺时针方向 由楞次定律的 阻碍 作用可知 磁铁受向上的阻力 由牛顿第三定律可知 线圈对水平面的压力变大 2 由题可知在螺线管内电流从a流向b 而根据楞次定律 增反减同 螺线管中产生的磁场与原磁场方向相同 向上 再根据右手螺旋定则可知感应电流方向与 1 相同 而电流的流向与 1 相反 因此绕向一定与 1 相反为逆时针方向 俯视线圈 有 阻碍 作用可知 当线圈磁通量减小时 线圈有向右运动趋势 答案 1 顺时针增大 2 逆时针向右 互动探究 1 应用楞次定律和右手定则判断感应电流方向时有什么区别 2 左手定则和右手定则用途是什么 如何区分 核心突破 1 三个定则与一个定律 的适用情况 三定则 一定律 的综合应用 2 三个定则的因果关系三个定则容易相混 特别是左 右手易错用 抓住因果关系是关键 1 因电而生磁 i b 安培定则 2 因动而生电 v b i 右手定则 3 因电而受力 i b f安 左手定则 典例3 2014年池州检测 如图所示 两个线圈套在同一个铁芯上 线圈的绕向如图 左线圈连着平行导轨m和n 导轨电阻不计 在导轨垂直方向上放着金属棒ab 金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中 下列说法中正确的是 a 当金属棒向右匀速运动时 a点电势高于b点 c点电势高于d点b 当金属棒向右匀速运动时 b点电势高于a点 c点电势低于d点c 当金属棒向右加速运动时 b点电势高于a点 c点电势高于d点d 当金属棒向右加速运动时 b点电势高于a点 d点电势高于c点 自主解答 1 金属棒匀速向右运动切割磁感线时 产生恒定感应电动势 由右手定则判断电流方向由a b b点电势高于a点 c d端不产生感应电动势 c点与d点等势 故a b错 2 金属棒向右加速运动时 b点电势仍高于a点 感应电流增大 穿过右边线圈的磁通量增大 所以右线圈中也产生感应电流 由楞次定律可判断电流从d点流出 在外电路d点电势高于c点 故c错 d正确 答案 d 3 如图所示 导轨间的磁场方向垂直于纸面向里 当导线mn在导轨上向右加速滑动时 正对电磁铁a的圆形金属环b中 a 有感应电流 且b被a吸引b 无感应电流c 可能有 也可能没有感应电流d 有感应电流 且b被a排斥解析 mn向右加速滑动 根据右手定则 mn中的电流方向从n m 且大小在逐渐变大 根据安培定则知 电磁铁a的左端为n极 且磁场强度逐渐增强 根据楞次定律知 b环中的感应电流产生的内部磁场方向向右 b被a排斥 故d正确 答案 d 逆向思维法在电磁感应中的应用 方法概述 逆向思维法是指从事物正向发展的目标 规律的相反方向出发 运用对立的 颠倒的思维方式去思考问题的一种方法 而电磁感应现象中因果相对的关系恰好反映了自然界的这种对立统一规律 问题类型 1 运动形式的可逆性 如将匀减速运动看作反向的匀加速运动 2 运用 执果索因 进行逆向思考 如通过感应电流产生的效果来推导产生的原因 感应电流的方向等 解题思路 1 分析确定研究问题的类型是否能用逆向思维法解决 2 确定逆向思维问题的类型 3 通过转换研究对象或执果索因等逆向思维的方法