高考物理大一轮复习 第九章 电磁感应 第1课时 电磁感应现象 楞次定律课件.ppt

考纲要求 第1课时电磁感应现象楞次定律 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 垂直 bs 1t m2 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 穿过闭合电路的磁通量 特例 闭合电路的一部分导体在磁场内做 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 则只有 而无 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 三 楞次定律1 楞次定律 感应电流的磁场总要 引起感应电流的磁通量的变化 2 右手定则 如图 伸开右手 使拇指与其余四个手指 并且都与手掌在同一平面内 让磁感线从掌心进入 并使拇指指向导体运动的方向 这时 方向就是感应电流的方向 阻碍 垂直 四指所指的 思考判断 1 磁通量是标量 但有正 负之分 2 穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关 3 穿过电路的磁通量变化 电路中就一定有感应电流 4 闭合电路内只要有磁通量 就有感应电流产生 5 导体切割磁感线时一定有感应电流产生 6 感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反 7 感应电流的磁场总要阻止引起感应电流的磁通量的变化 8 感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化 考点一电磁感应现象 b 要点突破 1 应用 bs求解问题时应注意两点 1 公式 bs中 s为垂直于磁场方向的面积 2 穿过某个面有方向相反的磁场 则不能直接用 bs求解 应考虑相反方向的磁通量抵消后所剩余的磁通量 2 判断电磁感应现象是否发生的一般流程 典例剖析 例1 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 例2 如图所示 在条形磁铁外套a b两个大小不同的圆环 穿过a环的磁通量 a与穿过b环的磁通量 b相比较 a a bb a b 故正确答案为a 答案a 针对训练 1 如图所示 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 答案a 2 2017 温州模拟 如图所示 匀强磁场的磁感应强度为b b的方向与水平面夹角为30 图中实线位置有一面积为s的矩形线圈处于磁场中 并绕着它的一条边从水平位置转到图中虚线位置 在此过程中磁通量的改变量大小为 答案c 考点二楞次定律 c 要点突破 1 右手定则 右手定则是楞次定律的一个推论 适用于导体棒切割磁感线产生感应电流的方向判断 2 楞次定律中 阻碍 的含义 3 感应电流的 效果 1 线圈 回路 中磁通量变化时 阻碍原磁通量的变化 增反减同 2 导体与磁体间有相对运动时 阻碍相对运动 来拒去留 3 当回路可以形变时 感应电流可使线圈面积有扩大或缩小的趋势 增缩减扩 4 自感现象中 感应电动势阻碍原电流的变化 增反减同 典例剖析 例1 如图所示 一个有界匀强磁场区域 磁场方向垂直纸面向外 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 则 a 导线框进入磁场时 感应电流方向为a b c d ab 导线框离开磁场时 感应电流方向为a d c b ac 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 解析导线框进入磁场时 cd边切割磁感线 由右手定则可知 电流方向沿a d c b a 由左手定则可知cd边受到的安培力方向向左 在导线框离开磁场时 ab边处于磁场中且在做切割磁感线运动 同样用右手定则和左手定则可以判断电流的方向为a b c d a 安培力的方向仍然向左 故选项d正确 答案d 例2 多选 如图所示 光滑固定导轨m n水平放置 两根导体棒p q平行放于导轨上 形成一个闭合回路 当一条形磁铁从高处下落接近回路时 a p q将互相靠拢b p q将互相远离c 磁铁的加速度仍为gd 磁铁的加速度小于g 解析根据楞次定律的 阻碍 的内涵 感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因 本题的 原因 是磁铁靠近回路 穿过回路的磁通量增加 效果 便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近 所以p q将互相靠近 且磁铁的加速度小于g 答案ad 方法总结 应用楞次定律判断感应电流的方法 针对训练 1 如图所示 一个金属圆盘安装在竖直的转动轴上 置于蹄形磁铁之间 两块铜片a o分别与金属圆盘的边缘和转动轴接触 若使金属圆盘按图示方向 俯视顺时针方向 转动起来 下列说法正确的是 a 电阻r中有q r p方向的感应电流b 电阻r中有p r q方向的感应电流c 穿过圆盘的磁通量始终没有变化 电阻r中无感应电流d 调换磁铁的n s极同时改变金属圆盘的转动方向 r中感应电流的方向也会发生改变 解析根据右手定则可判断出r中有p r q方向的电流 b正确 a c错误 d选项中流过r的感应电流方向不变 d错误 答案b 2 如图所示 一水平放置的矩形线圈abcd 在细长的磁铁的n极附近竖直下落 保持bc边在纸外 ad边在纸内 从图中的位置 经过位置 到位置 位置 和 都很靠近位置 在这个过程中 线圈中感应电流 a 沿abcd流动b 沿dcba流动c 由 到 是沿abcd流动 由 到 是沿dcba流动d 由 到 是沿dcba流动 由 到 是沿abcd流动 解析本题考查用楞次定律判断感应电流的方向 由条形磁铁的磁场可知 线圈在位置 时穿过闭合线圈的磁通量为零 线圈从位置 到位置 从下向上穿过线圈的磁通量在减小 线圈从位置 到位置 从上向下穿过线圈的磁通量在增大 根据楞次定律和安培定则可知感应电流的方向是abcd 选项a正确 答案a 3 多选 如图所示 两个闭合圆形线圈a b的圆心重合 放在同一个水平面内 线圈a中通以如图所示的交变电流 设t 0时电流沿逆时针方向 下列说法中 正确的是 a 0 t1内 线圈b有逆时针方向的电流 且有收缩的趋势b t1 t2内 线圈b有逆时针方向的电流 且有扩张的趋势c 在t1时刻 线圈b的电流大小和方向同时改变d 在t1时刻 线圈a b的作用力最小 解析0 t1内 线圈a的电流逆时针减小 通过线圈b的磁通量减少 根据楞次定律知 线圈b内有逆时针方向的电流 根据楞次定律的另一种表述 线圈b阻碍磁通量的减少 有收缩的趋势 故a选项正确 t1 t2内 线圈a的电流顺时针增大 通过线圈b的磁通量增大 根据楞次定律知 线圈b内有逆时针方向的电流 根据楞次定律的另一种表述 线圈b阻碍磁通量的增大 有扩张的趋势 故b选项正确 在t1时刻 线圈b中电流大小 方向都不变 故c选项错误 在t1时刻 线圈a中没有电流 线圈a b的作用力最小 故d选项正确 答案abd 1 如图所示 框架面积为s 框架平面与磁感应强度为b的匀强磁场方向垂直 则穿过平面的磁通量的情况是 答案b 2 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 当pq在外力的作用下运动时 mn在磁场的作用下向右运动 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 解析当pq向右运动时 用右手定则可判断出pq中感应电流的方向是q p 由安培定则可判断出穿过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 用楞次定律可判断出流过mn的感应电流方向是n m 用左手定则可判断出mn受到向左的安培力 将向左运动 可见选项a错误 若pq向右减速运动 流过mn的感应电流方向 mn所受的安培力的方向均反向 mn向右运动 所以选项c正确 同理可判断出选项b正确 d错误 答案bc 3 如图所示 线圈两端与电阻相连构成闭合回路 在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁 磁铁的s极朝下 在将磁铁的s极插入线圈的过程中 a 通过电阻的感应电流的方向由a到b 线圈与磁铁相互排斥b 通过电阻的感应电流的方向由b到a 线圈与磁铁相互排斥c 通过电阻的感应电流的方向由a到b 线圈与磁铁相互吸引d 通过电阻的感应电流的方向由b到a 线圈与磁铁相互吸引答案b 4 如图所示 在两根平行长直导线m n中 通以同方向同大小的电流 导线框abcd和两导线在同一平面内 线框沿着与两导线垂直的方向 自右向左在两导线间匀速运动 在移动过程中 线框中感应电流方向 a 先abcd 后dcbab 先dcba 后abcdc 始终是abcdd 始终是dcba 解析线框在两电流中线oo 的右侧时 穿过线框的合磁通量垂直纸面穿出 线框左移 磁通量变小 为阻碍这个方向的磁通量减小 感应电流的方向就是abcd 当线框跨越两电流中线oo 时 线框的合磁通量由穿出变为穿进 感应电流还是abcd 线框再左移 线框合磁通量穿入且增加 感应电流方向还是abcd 所以线框中感应电流方向始终是abcd 故选项c正确 答案c 5 2017 衢州模拟 如图所示 ab是一个可以绕垂直于纸面的轴o