高考物理大一轮复习 第十章 电磁感应 基础课1 电磁感应现象 楞次定律课件 粤教版.ppt

高考导航 基础课1电磁感应现象楞次定律 知识点一 磁通量1 概念 在磁感应强度为b的匀强磁场中 与磁场方向 的面积s与b的乘积 2 公式 3 单位 1wb 4 公式的适用条件 1 匀强磁场 2 磁感线的方向与平面垂直 即b s 5 磁通量的意义磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数 垂直 bs 1t m2 知识点二 电磁感应现象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 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 那么只有 而无 2 特例 闭合电路的一部分导体在磁场内做 运动 发生变化 感应电流 发生变化 切割磁感线 感应电动势 感应电流 感应电动势 感应电流 知识点三 楞次定律 阻碍 磁通量 运动方 向 切割 思考判断 1 1831年 英国物理学家法拉第发现了 电磁感应现象 2 1834年 俄国物理学家楞次总结了确定感应电流方向的定律 楞次定律 3 闭合电路内只要有磁通量 就有感应电流产生 4 穿过线圈的磁通量和线圈的匝数有关 5 由楞次定律知 感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反 6 感应电流的磁场一定阻止引起感应电流的磁场的磁通量的变化 答案 1 2 3 4 5 6 电磁感应现象的判断 常见的产生感应电流的三种情况 1 磁通量的计算 如图1所示 正方形线圈abcd位于纸面内 边长为l 匝数为n 过ab中点和cd中点的连线oo 恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上 磁感应强度为b 则穿过线圈的磁通量为 图1 答案a 2 磁场变化 现将电池组 滑动变阻器 带铁芯的线圈a 线圈b 电流计及开关按如图2所示连接 下列说法中正确的是 图2 a 开关闭合后 线圈a插入或拔出线圈b都会引起电流计指针偏转b 线圈a插入线圈b中后 开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转c 开关闭合后 滑动变阻器的滑片p匀速滑动 会使电流计指针静止在中央零刻度d 开关闭合后 只有滑动变阻器的滑片p加速滑动 电流计指针才能偏转 解析开关闭合后 线圈a插入或拔出线圈b都会引起穿过线圈b的磁通量的变化 从而使电流计指针偏转 选项a正确 线圈a插入线圈b中后 开关闭合和断开的瞬间 线圈b的磁通量会发生变化 电流计指针会偏转 选项b错误 开关闭合后 滑动变阻器的滑片p无论匀速滑动还是加速滑动 都会导致线圈a的电流变化 使线圈b的磁通量变化 电流计指针都会发生偏转 选项c d错误 答案a 3 有效 面积变化 2016 上海浦东新区质检 如图所示 矩形线框在磁场内做的各种运动中 能够产生感应电流的是 解析根据产生感应电流的条件 闭合回路内磁通量发生变化才能产生感应电流 只有选项b正确 答案b 4 感应电流产生条件 2014 新课标全国卷 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 故有感应电流产生 选项d正确 答案d 电磁感应现象能否发生的判断流程 1 确定研究的闭合回路 2 弄清楚回路内的磁场分布 并确定其磁通量 方法技巧 楞次定律的理解及应用 1 楞次定律中 阻碍 的含义 2 应用楞次定律的两点注意 1 感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向并非总是相同或相反 而是 增反减同 2 由于运动而产生感应电流时 感应电流的效果是阻碍物体间的相对运动 而不是阻碍物体的运动 1 楞次定律的应用 某实验小组用如图3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 通过电流表的感应电流方向是 图3 a a g bb 先a g b 后b g ac b g ad 先b g a 后a g b 解析 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b g a 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a g b 答案d 2 右手定则的应用 如图4所示 在磁感应强度为b 方向垂直纸面向里的匀强磁场中 金属杆mn在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动 mn中产生的感应电动势为e1 若磁感应强度增为2b 其他条件不变 mn中产生的感应电动势变为e2 则通过电阻r的电流方向及e1与e2之比e1 e2分别为 图4 a c a 2 1b a c 2 1c a c 1 2d c a 1 2 答案c 3 楞次定律的逆应用 2017 长沙模拟 如图5所示 一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中 若要使圆环中产生如图中箭头所示方向的感应电流 下列方法可行的是 图5 a 仅使匀强磁场的磁感应强度均匀增大b 仅使圆环绕水平轴ab如图转动30 c 仅使圆环绕水平轴cd如图转动30 d 保持圆环水平并仅使其绕过圆心的竖直轴转动 解析原磁场的方向向上 圆环中顺时针 从上向下看 方向的感应电流的磁场方向向下 与原磁场的方向相反 所以穿过圆环的磁通量应增大 仅使匀强磁场的磁感应强度均匀增大 穿过圆环的磁通量增大 根据楞次定律可知 圆环产生顺时针 从上向下看 方向的感应电流 选项a正确 仅使圆环绕水平轴ab或cd按题图所示方向转动30 转动过程中穿过圆环的磁通量减小 根据楞次定律可知 圆环中产生逆时针 从上向下看 方向的感应电流 选项b c错误 保持圆环水平并仅使其绕过圆心的竖直轴转动 穿过圆环的磁通量保持不变 不能产生感应电流 选项d错误 答案a 判断感应电流方向的两种方法方法一用楞次定律判断 四步法 方法技巧 方法二用右手定则判断该方法适用于闭合电路的部分导体切割磁感线产生的感应电流 判断时注意掌心 拇指 四指的方向 1 掌心 磁感线垂直穿入 2 拇指 指向导体运动的方向 3 四指 指向感应电流的方向 楞次定律推论的应用 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引起感应电流的原因 列表说明如下 1 增反减同 如图6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 图6 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的磁感应强度也是增大的 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小的方向运动 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 2 来距去留 多选 如图7所示 闭合导体环水平固定 条形磁铁s极向下以初速度v0沿过导体环圆心的竖直轴线下落 穿过导体环的过程中 关于导体环中的感应电流及条形磁铁的加速度 下列说法正确的是 图7 a 从上向下看 导体环中的感应电流的方向先顺时针后逆时针b 从上向下看 导体环中的感应电流的方向先逆时针后顺时针c 条形磁铁的加速度一直小于重力加速度d 条形磁铁的加速度开始小于重力加速度 后大于重力加速度 解析当条形磁铁的中心恰好位于导体环所在的水平面时 条形磁铁内部向上的磁感线都穿过了导体环 而条形磁铁外部向下穿过导体环的磁通量最少 所以此时刻穿过导体环的磁通量最大 因此全过程导体环中磁通量方向向上 先增大后减小 从上向下看 感应电流方向先顺时针后逆时针 a正确 b错误 导体环中的感应电流产生的磁场始终阻碍条形磁铁运动 所以条形磁铁的加速度一直小于重力加速度 c正确 d错误 答案ac 3 增缩减扩 2017 湖南长郡中学月考 如图8所示 a为水平放置的橡胶圆盘 在其侧面均匀带有负电荷 在a正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环b 丝线未画出 使b的环面与圆盘a平行 其轴线与圆盘a的轴线重合 现使圆盘a由静止开始绕其轴线按图中箭头方向加速转动 则 图8 a 金属圆环b有扩张的趋势 丝线受到的拉力增大b 金属圆环b有收缩的趋势 丝线受到的拉力减小c 金属圆环b有扩张的趋势 丝线受到的拉力减小d 金属圆环b有收缩的趋势 丝线受到的拉力增大 解析带电圆盘加速转动时 形成顺时针方向 从上往下看 的电流 根据右手螺旋定则可知 在圆盘上方形成的磁场方向向下 由于加速转动 所以电流增大 磁场增强 穿过金属圆环b的磁通量增大 根据楞次定律可知 金属圆环b有缩小的趋势 且金属圆环b有向上的运动趋势 所以丝线受到的拉力减小 故选b 答案b 三个定则与一个定律 的综合应用1 三个定则与一个定律 的比较 2 三定则一定律的应用技巧 1 应用楞次定律时 一般要用到安培定则 2 研究感应电流受到的安培力时 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方向 有时也可以直接应用楞次定律的推论确定 图9 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 图10 a 向右匀速运动b 向右加速运动c 向左加速运动d 向左减速运动解析ab匀速运动时 ab中感应电流恒定 l1中磁通量不变 穿过l2的磁通量不变 l2中无感应电流产生 cd保持静止 a错误 ab向右加速运动时 l2中的磁通量向下增大 通过cd的电流方向向下 cd向右移动 b正确 同理可得c错误 d正确 答案bd 1 2016 海南单科 4 如图11 一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直面内 环的圆心与两导线距离相等 环的直径小于两导线间距 两导线中通有大小相等 方向向下的恒定电流 若 图11 a 金属环向上运动 则环上的感应电流方向为顺时针方向b 金属环向下运动 则环上的感应电流方向为顺时针方向c 金属环向左侧直导线靠近 则环上的感应电流方向为逆时针方向d 金属环向右侧直导线靠近 则环上的感应电流方向为逆时针方向 解析根据楞次定律 当金属圆环上 下移动时 穿过圆环的磁通量不发生变化 故没有感应电流产生 故选项a b错误 当金属圆环向左移动时 则穿过圆环的磁场垂直纸面向外并且增强 故根据楞次定律可以知道 产生的感应电流为顺时针 故选项c错误 当金属圆环向右移动时 则穿过圆环的磁场垂直纸面向里并且增强 故根据楞次定律可以知道 产生的感应电流为逆时针 故选项d正确 答案d 2 2016 江苏单科 6 多选 电吉他中电拾音器的基本结构如图12所示 磁体附近的金属弦被磁化 因此弦振动时 在线圈中产生感应电流 电流经电路放大后传送到音