高三物理一轮复习 第九章 电磁感应 26 电磁感应现象 楞次定律课件.ppt

基础自主梳理 基础自主梳理 基础自主梳理 基础自主梳理 要点研析突破 要点一 要点研析突破 要点研析突破 例1 2016 广州学业水平测试 如图所示 磁感应强度b 0 5t的匀强磁场中有一面积为s 0 02m2的矩形线圈abcd 垂直于磁场方向放置 现使线圈以ab边为轴转过180 则此过程中穿过线圈abcd的磁通量变化量为 a 0b 0 01wbc 0 02wbd 0 04wb开始时 穿过线圈的磁通量为多少 转过180 后穿过线圈的磁通量为多少 应该怎样计算磁通量的变化 答案试解 c 解析 开始时 磁感线从线圈的左侧穿过 规定此时穿过线圈的磁通量为正值 即 1 bs 0 01wb 线圈转过180 后 磁感线从线圈的另一侧穿过 此时穿过线圈的磁通量为负值 即 2 bs 0 01wb 故 2 1 2bs 0 02wb c项正确 感悟提升 磁通量的正负不代表大小 但规定了磁通量的正负值以后就给分析和计算带来了很大的方便 要善于运用这种方法来解决问题 要点研析突破 1 如图所示 直导线ab通有电流i 矩形线圈abcd由图中实线位置运动到虚线所示位置的过程中 若第一次是平移 第二次是翻转180 设前后两次通过线圈平面磁通量的变化为 1和 2 下列说法正确的是 a 1 2b 1 2c 1 2d 无法比较 答案试解 b解析 设矩形线圈abcd在图中实线位置时的磁通量为 1 运动到虚线所示位置时的磁通量为 2 则第一次平移时磁通量的变化为 1 1 2 第二次翻转180 时磁通量的变化为 2 1 2 显然有 1 2 要点研析突破 2 如图所示 空间存在垂直于纸面的均匀磁场 在半径为a的圆形区域内部及外部 磁场方向相反 磁感应强度的大小均为b 一半径为b 电阻为r的圆形导线环放置在纸面内 其圆心与圆形区域的中心重合 当内 外磁场同时由b均匀地减小到零时 穿过线圈平面的磁通量的变化量为 解析 设垂直于纸面向外穿过线圈平面的磁通量为正 由题意知 1 b b2 a2 2 b a2 因而有 2 1 b b2 2a2 答案 b b2 2a2 要点研析突破 要点二 要点研析突破 例2物理课上 老师做了一个奇妙的 跳环实验 如图 她把一个带铁芯的线圈l 开关s和电源用导线连接起来后 将一金属套环置于线圈l上 且使铁芯穿过套环 闭合开关s的瞬间 套环立刻跳起 某同学另找来器材再探究此实验 他连接好电路 经重复实验 线圈上的套环均未动 对比老师演示的实验 下列四个选项中 导致套环未动的原因可能是 a 线圈接在了直流电源上b 电源电压过高c 所选线圈的匝数过多d 所用套环的材料与老师的不同 老师做这个实验的时候套环是什么材料的 为什么套环会往上跳 哪些原因会导致环内磁通量的变化 要点研析突破 要点研析突破 3 2016 扬州市阶段教学质检 mn gh为光滑的水平平行金属导轨 ab cd为跨在导轨上的两根金属杆 匀强磁场垂直穿过mn gh所在的平面 如图所示 则 a 若固定ab 使cd向右滑动 则abdc回路有电流 电流方向由a到b到d到cb 若ab cd以相同的速度一起向右滑动 则abdc回路有电流 电流方向由c到d到b到ac 若ab向左 cd向右同时运动 则abdc回路电流为零d 若ab cd都向右运动 且两棒速度vcd vab 则abdc回路有电流 电流方向由c到d到b到a 解析 若固定ab 使cd向右滑动 由右手定则知应产生顺时针方向的电流 故a项错 若ab cd同向运动且速度大小相同 ab cd所围的面积不变 磁通量不变 则不产生感应电流 故b项错 若ab向左 cd向右同时运动 则abdc中有顺时针方向的电流 故c项错 若ab cd均向右运动 且vcd vab 则ab cd所围的面积增大 磁通量也增大 则产生由c到d到b到a的电流 故d项正确 答案 d 要点研析突破 要点研析突破 要点三 要点研析突破 要点研析突破 例3 多选 如图所示 光滑固定的金属导轨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思维导引 楞交定律通常有几种含义 本题可以用哪些 磁铁的磁极没有指明 是否影响到判断结果 若磁铁远离 结果又将如何 要点研析突破 答案 ad解析 解法一 设磁铁下端为n极 如图所示 根据楞次定律可判断出p q中感应电流的方向 根据左手定则可判断出p q所受安培力的方向 可见p q将互相靠拢 由于回路所受安培力的合力向下 由牛顿第三定律可知 磁铁将受到向上的反作用力 从而加速度小于g 当下端为s极时 可得到同样的结果 解法二 根据楞次定律的另一种表述 感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因 本题中 原因 是回路中磁通量的增加 归根结底是磁铁靠近回路 效果 便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近 所以p q将互相靠拢 且磁铁的加速度小于g 磁铁相对线圈运动时 线圈中的磁通量发生变化 产生感应电流 由楞次定律判断感应电流的方向 可以按步骤用 程序法 判定 也可用结论 来拒去留 直接判断 要点研析突破 5 2016 长沙雅礼中学期中统考 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 下列表述正确的是 a 线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流b 穿过线圈a的磁通量变大c 线圈a有收缩的趋势d 线圈a对水平桌面的压力fn将增大 解析 若将滑动变阻器的滑片p向上滑动 螺线管b中电流减小 根据楞次定律 线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流 选项a正确 穿过线圈a的磁通量变小 线圈a有扩张的趋势 a上端将成为s极 相互吸引 故线圈a对水平桌面的压力fn将减小 选项b c d三项错误 答案 a 要点研析突破 6 多选 2016 黄冈市元月调研 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点与d点等电势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 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a b 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 当ab向右做加速运动时 由右手定则可推断 a b 电流沿逆时针方向 又由e blv可知ab金属棒两端的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 从下向上看 并且磁感应强度不断增强 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 从下向上看 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 把这个线圈看做电源 由于电流是从d沿外电路 即电阻r 流向c 所以d点电势高于c点 答案 bd 速效提升训练 速效提升训练 2 多选 绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上 铁芯上套着一个较轻的铝环 线圈与电源 开关相连 如图所示 下面说法正确的是 a 闭合开关的瞬间 铝环可以跳起b 断开开关瞬间 铝环也可以跳起c 铝环跳起的高度只与线圈的匣数有关 与铝环的重量和线圈中电流的大小均无关d 如果从上往下看线圈中的电流是顺时针方向 那么 闭合开关的瞬间 铝环中的感应电流就是逆时针方向 解析 根据楞次定律 闭合开关的瞬间 穿过线圈的磁通量增大 铝环可以跳起 断开开关瞬间磁通量减少 铝环不能跳起 选项a正确 b错误 铝环跳起的高度与其受力有关 匝数多少 铝环重量及电流大小 都会影响其受力大小 故选项c错误 如果从上往下看线圈中的电流是顺时针方向 那么闭合开关的瞬间 穿过铝环的磁通量增大 则根据楞次定律 铝环中的感应电流就是逆时针方向 选项d正确 答案 ad 速效提升训练 3 如图所示 竖直放置的条形磁铁中央 有一闭合金属弹性圆环 条形磁铁中心线与弹性环轴线重合 现将弹性圆环均匀向外扩大 下列说法中正确的是 a 穿过弹性圆环的磁通量增大b 从上往下看 弹性圆环中有顺时针方向的感应电流c 弹性圆环中无感应电流d 弹性圆环受到的安培力方向沿半径向外解析 竖直向下穿过条形磁铁的磁感线与磁铁外部的磁感线形成闭合曲线 注意面内一条磁感线穿入与穿出是抵消的 故磁通量减小 选项a错 再根据楞次定律和左手定则可判断 本题答案为b 答案 b 速效提升训练 4 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 若要在线圈中产生abcda方向的感应电流 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 ab正对oo 逐渐靠近线圈d 线圈绕oo 轴逆时针转动90 俯视 解析 选项a b c的做法 电流产生的磁场穿过线圈的磁通量始终为零 所以不会产生感应电流 d项中线圈绕oo 轴逆时针转动90 俯视 线圈中会产生abcda方向的感应电流 选项d正确 答案 d 速效提升训练 5 多选 2016 哈师大附中二模 如图所示 线框abcd在无限大的匀强磁场中匀速平动时 关于线框有