高考物理一轮复习 9.1 电磁感应课件.ppt

第九章电磁感应 第1节电磁感应现象楞次定律 4 一 磁通量1 定义匀强磁场中 磁感应强度 b 与垂直于磁场方向的面积 s 的乘积叫作穿过这个面积的磁通量 简称磁通 我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理解 2 公式 bs 在国际单位制中 磁通量的单位是韦伯 符号是wb 3 公式适用条件 1 匀强磁场 2 磁感线的方向与平面垂直 即b s 5 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发生变化时 电路中有感应电流产生的现象 2 产生感应电流的条件 1 条件 穿过闭合电路的磁通量发生变化 2 特例 闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动 3 电磁感应现象的实质产生感应电动势 如果电路闭合 则有感应电流 如果电路不闭合 则只有感应电动势而无感应电流 6 三 感应电流方向的判定1 楞次定律 1 内容 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 2 适用范围 一切电磁感应现象 2 右手定则 1 内容 如图 伸开右手 使拇指与其余四个手指垂直 并且都与手掌在同一个平面内 让磁感线从掌心进入 并使拇指指向导线运动的方向 这时四指所指的方向就是感应电流的方向 2 适用情况 导体切割磁感线产生感应电流 7 8 1 闭合线圈放在磁场中 磁场方向垂直于线圈平面 因磁场变化而发生电磁感应现象 则 a 穿过线圈的磁通量越大 产生的感应电动势越大b 穿过线圈的磁通量变化量越大 产生的感应电动势越大c 穿过线圈的磁通量变化率越大 产生的感应电动势越大d 穿过线圈的磁感线条数越多 产生的感应电动势越大 答案 解析 9 2 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 解析 10 3 多选 如图所示 一接有电压表的矩形闭合线圈abcd向右匀速穿过匀强磁场的过程中 下列说法正确的是 a 线圈中有感应电动势 有感应电流b 线圈中有感应电动势 无感应电流c ab边两端有电压 且电压表有示数d ab边两端有电压 但电压表无示数 答案 解析 11 4 多选 在北半球 地磁场的水平分量由南向北 竖直分量竖直向下 北京平安大街上 如图 某人骑车从东往西行驶 则下列说法正确的是 a 自行车左车把的电势比右车把的电势高b 自行车左车把的电势比右车把的电势低c 图中辐条ab此时a端比b端的电势高d 图中辐条ab此时a端比b端的电势低 答案 解析 12 5 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 将条形磁铁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 其绕向为顺时针 选填 顺时针 或 逆时针 2 当条形磁铁从图中虚线位置向右远离l时 指针向右偏转 俯视线圈 其绕向为逆时针 选填 顺时针 或 逆时针 13 解析 1 将磁铁n极向下插入l时 根据楞次定律l的上方应为n极 由电流计指针向左偏转 可确定l中电流由b端流入 根据安培定则 俯视线圈 电流为逆时针 线圈绕向为顺时针 2 将磁针远离l 由楞次定律 线圈l上方仍为n极 由于此时电流计指针向右偏转 可确定l中电流由a端流入 根据安培定则 俯视线圈 电流为逆时针 线圈绕向也为逆时针 14 考点一 考点二 例1 对点训练1 考点三 考点四 电磁感应现象的判断1 判断电磁感应现象能否发生的一般流程 2 穿过闭合电路的磁通量发生变化 大致有以下几种情况 1 磁感应强度b不变 线圈面积s发生变化 2 线圈面积s不变 磁感应强度b发生变化 3 磁感应强度b和回路面积s同时发生变化 此时可由 1 0计算并判断磁通量是否变化 4 线圈面积s不变 磁感应强度b也不变 但二者之间夹角发生变化 15 考点一 考点二 例1 对点训练1 考点三 考点四 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 解题探究 产生感应电流的条件如何 提示 回路闭合 回路内磁通量发生变化 答案 解析 16 考点一 考点二 例1 对点训练1 考点三 考点四 规律总结 正确判断磁通量的变化情况 1 通过对穿过回路磁感线条数的分析和计算 可以确定磁通量是否变化 2 依据公式 bssin 是b与s的夹角 确定磁通量与哪些因素有关 17 考点一 考点二 例1 对点训练1 考点三 考点四 多选 2015全国理综 19 1824年 法国科学家阿拉果完成了著名的 圆盘实验 实验中将一铜圆盘水平放置 在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针 如图所示 实验中发现 当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时 磁针也随着一起转动起来 但略有滞后 下列说法正确的是 a 圆盘上产生了感应电动势b 圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动c 在圆盘转动的过程中 磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化d 圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流 此电流产生的磁场导致磁针转动 答案 解析 18 考点一 考点二 考点三 例2 对点训练2 考点四 楞次定律的理解及其应用楞次定律中 阻碍 的含义 19 考点一 考点二 考点三 考点四 例2 对点训练2 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 解题探究 磁铁在圆环上方时 下落穿过圆环的磁感线方向向上 下落过程中穿过圆环的磁通量如何变化 磁铁在圆环下方时 穿过圆环的磁感线方向向上 下落过程中穿过圆环的磁通量如何变化 提示 变大 提示 变小 答案 解析 20 考点一 考点二 考点三 考点四 例2 对点训练2 方法归纳 1 判断感应电流的方法 1 楞次定律 2 安培定则2 应用楞次定律判断感应电流的方法 21 考点一 考点二 考点三 考点四 例2 对点训练2 如图所示 两条互相平行的导线m n中通过大小相等 方向相同的电流 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移动 则在移动过程中线框中的感应电流的方向为 a 先顺时针后逆时针b 先逆时针后顺时针c 一直是逆时针d 一直是顺时针 答案 解析 22 考点一 考点二 考点三 例3 对点训练3 考点四 楞次定律推论的应用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 23 考点一 考点二 考点三 例3 对点训练3 考点四 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 若不考虑p q之间的相互作用和空气阻力 则 a p q将互相靠拢b p q将互相远离c 磁铁的加速度仍为重力加速度gd 磁铁的加速度小于重力加速度g 答案 解析 24 考点一 考点二 考点三 例3 对点训练3 考点四 解题探究 条形磁铁下落接近回路 穿过回路的磁通量是增加还是减少 回路中有没有感应电流产生 磁铁对通电的导体棒p q有没有磁场力的作用 根据作用力与反作用力能否判断磁铁受到的磁场力的作用方向 提示 增加 提示 有 有作用 提示 能 方向向上 25 考点一 考点二 考点三 例3 对点训练3 考点四 方法归纳 本题也可以用 增缩减扩 法判定 但此法只适用于穿过回路的磁感线只有单方向的情况 若穿过回路的磁感线有两个相反的方向 则此法不一定成立 应根据实际情况灵活应用 26 考点一 考点二 考点三 例3 对点训练3 考点四 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 答案 解析 27 考点一 考点二 考点三 例4 对点训练4 考点四 三定则 一定律 的综合应用1 规律比较 2 相互联系 1 应用楞次定律 一般要用到安培定则 2 研究感应电流受到的安培力 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的方向 有时也可以直接应用楞次定律的推论确定 28 考点一 考点二 考点三 考点四 例4 对点训练4 多选 如图所示 一个闭合三角形导线框abc位于竖直平面内 其下方 略靠前 固定一根与导线框平面平行的水平直导线 导线中通以图示方向的恒定电流 释放导线框 它由实线位置下落到虚线位置未发生转动 在此过程中 a 导线框中感应电流的方向依次为acba abca acbab 导线框的磁通量为零时 感应电流却不为零c 导线框所受安培力的合力方向依次为向上 向下 向上d 导线框所受安培力的合力为零 做自由落体运动 答案 解析 29 考点一 考点二 考点三 考点四 例4 对点训练4 规律总结 多定则应用的区别多定则应用的关键是抓住因果关系 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 30 考点一 考点二 考点三 考点四 例4 对点训练4 多选 如图所示 两个线圈套在同一个铁芯上 线圈的绕向在图中已经标出 左线圈连着平行导轨m和n 导轨电阻不计 在垂直导轨方向上放着金属棒ab 金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中 下列说法中正确的是 a 当金属棒ab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ab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ab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ab向右加速运动时 b点电势高于a点 d点电势高于c点 答案 解析 31 1 2 3 4 1 多选 如图所示 矩形导体框在磁场内做的各种运动中 不能产生感应电流的是 5 答案 解析 32 1 2 3 4 2 2015 广东揭阳一中 潮州金山中学联考 电阻r 电容c与一线圈连成闭合回路 条形磁铁静止于线圈的正上方 n极朝下 如图所示 现使磁铁开始自由下落 在n极接近线圈上端的过程中 流过r的电流方向和电容器极板的带电情况是 a 从a到b 上极板带正电b 从a到b 下极板带正电c 从b到a 上极板带正电d 从b到a 下极板带正电 5 答案 解析 33 1 2 3 4 3 多选 2015 云南部分名校统考 aoc是光滑的直角金属导轨 ao沿竖直方向 oc沿水平方向 ab是一根金属直棒靠立在导轨上 开始时b离o点很近 如图所示 它从静止开始在重力作用下运动 运动过程中a端始终在ao上 b端始终在oc上 直到ab完全落在oc上 整个装置放在一匀强磁场中 磁场方向垂直纸面向里 则ab棒在运动过程中 a 感应电流方向始终是b ab 感应电流方向先是b a 后变为a bc 所受磁场力方向垂直于ab向上d 所受磁场力方向先垂直于ab向下 后垂直于ab向上 5 答案 解析 34 1 2 3 4 4 多选 两根相互平行的金属导轨水平放置于右图所示的匀强磁场中 在导轨上接触良好的导体棒ab和cd可以自由滑动 当ab