（广西专用）高考物理一轮复习 12.1电磁感应现象 楞次定律课件 新人教版.ppt

第1讲电磁感应现象楞次定律 考点1磁通量 1 定义 闭合导体回路的与垂直穿过它的的乘积2 公式 3 单位 符号 4 磁通量是 填 标量 或 矢量 面积 磁感应强度 bs 韦伯 wb 标量 1 公式 bs的适用条件 1 匀强磁场 2 s为垂直磁场的有效面积 2 磁通量的物理意义 1 磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数 2 同一平面 当它跟磁场方向垂直时 磁通量最大 当它跟磁场方向平行时 磁通量为零 当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时 磁通量为零 3 磁通量 号的意义若规定磁感线沿某一方向穿过某平面的磁通量为正值 则磁感线反向穿过该平面的磁通量为负值 2012 广州模拟 如图所示 ab是水平面上一个圆的直径 在过ab的竖直面内有一根通电直导线ef 且ef平行于ab 当ef竖直向上平移时 穿过圆面积的磁通量将 a 逐渐变大b 逐渐减小c 始终为零d 不为零 但始终保持不变 解析 选c 穿过圆面积的磁通量是由通电直导线ef产生的 因为通电直导线位于圆的正上方 所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过的条数相等 即磁通量为零 而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化 故c正确 1 电磁感应现象不论用什么方法 只要穿过闭合电路的磁通量 闭合电路中就有产生的现象 2 产生感应电流的条件 1 条件 穿过闭合电路的磁通量 2 特例 闭合电路的一部分导体在磁场内做运动 考点2电磁感应现象 发生变化 感应电流 发生变化 切割磁感线 1 产生电磁感应现象的实质穿过电路的磁通量发生变化 电路中就会产生感应电动势 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 2 磁通量发生变化的三种常见情况 1 磁场强弱不变 回路面积改变 2 回路面积不变 磁场强弱改变 3 回路面积和磁场强弱均不变 但二者的相对位置发生改变 2012 烟台模拟 在如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈 与滑动变阻器 电池构成闭合电路 a b c为三个闭合金属圆环 假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内 则当滑动变阻器的滑片左 右滑动时 能产生感应电流的金属圆环是 a a b两个环b b c两个环c a c两个环d a b c三个环 解析 选a 滑动变阻器的滑片左 右滑动 引起圆环a b中磁通量变化 而圆环c由于对称性其磁通量始终为零 故a b两环中产生感应电流 而c环中不产生感应电流 故a正确 1 楞次定律 1 内容 感应电流的磁场总要引起感应电流的 的变化 2 适用范围 一切电磁感应现象 考点3楞次定律右手定则 阻碍 磁通量 2 右手定则内容 伸开右手 使拇指与垂直 并且都与手掌在同一平面内 让从掌心进入 并使拇指指向 的方向 这时四指所指的方向就是的方向 其余四个手指 磁感线 导线运动 感应电流 1 楞次定律中 阻碍 的理解 2 楞次定律的推广推广表述 感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因 其具体方式为 1 阻碍原磁通量的变化 增反减同 2 阻碍相对运动 来拒去留 3 使线圈面积有扩大或缩小的趋势 增缩减扩 4 阻碍原电流的变化 自感现象 增反减同 如图是验证楞次定律实验的示意图 竖直放置的线圈固定不动 将磁铁从线圈上方插入或拔出 线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流 各图中分别标出了磁铁的极性 磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况 其中表示正确的是 解析 选c d 先根据楞次定律 来拒去留 判断线圈的n极和s极 a中线圈上端为n极 b中线圈上端为n极 c中线圈上端为s极 d中线圈上端为s极 再根据安培定则确定感应电流的方向 a b错误 c d正确 程序法 在楞次定律中的应用 例证1 2012 福州模拟 某实验小组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过固定的线圈时 通过电流表的感应电流方向是 a a g bb 先a g b 后b g ac b g ad 先b g a 后a g b 解题指南 解答本题时应从以下三点重点把握 1 要明确条形磁铁穿过线圈时 原磁场的方向以及穿过线圈的磁通量的变化情况 2 根据楞次定律确定感应电流产生的磁场的方向及其变化情况 3 运用安培定则判断感应电流的方向 自主解答 选d 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 总结提升 程序法解题的一般思路 1 应用 程序法 解题的注意事项 程序法 是分析 解决物理问题的一种常见方法 用该方法可以使解题过程规范化 简单化 在使用 程序法 处理问题时 需注意以下两点 根据题目类型制定一个严谨 简洁的解题程序 在分析和解决问题时 要严格按照解题程序进行 这样可以规范解题过程 减少失误 节约解题时间 2 应用楞次定律解题的一般程序为 变式训练 2012 柳州模拟 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 解析 选a 根据已知条件及电流图象可知 线圈a中在t1 t2时间内有均匀增加的逆时针方向的电流 穿过线圈b的向外的磁通量增加 由楞次定律可知 线圈b中有顺时针方向的电流 而根据右手螺旋定则可判断线圈b处的磁场方向垂直纸面向里 故线圈b受到沿半径方向背离圆心的安培力 有扩张的趋势 因此选项a正确 其他选项均错 变式备选 如图所示 金属杆ab cd可以在光滑导轨pq和rs上滑动 匀强磁场方向垂直纸面向里 当ab cd分别以速度v1 v2滑动时 发现回路感应电流方向为逆时针方向 则v1和v2的大小 方向可能是 a v1 v2 v1向右 v2向左b v1 v2 v1和v2都向左c v1 v2 v1和v2都向右d v1 v2 v1和v2都向左 解析 选b 因回路abdc中产生逆时针方向的感应电流 由安培定则可知感应电流的磁场方向垂直纸面向外 根据楞次定律知穿过闭合回路向里的磁通量在增加 即闭合回路的面积应增大 故选项a c d错误 b正确 楞次定律 右手定则 左手定则 安培定则的综合应用 例证2 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 解题指南 解答本题应注意以下三点 1 导线mn切割磁感线运动时 应用右手定则来判断感应电流的方向 2 结合导线mn的运动情况判断电磁铁a的磁场变化及通过金属环b的磁通量的变化情况 3 利用楞次定律判断金属环b中电流方向及磁场方向 从而确定b的受力情况 规范解答 选d 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 互动探究 1 在 例证2 中导线mn在导轨上向右加速滑动时 m n两点中哪点电势较高 2 在 例证2 中 如果b被a吸引 则导线mn在导轨上应沿水平方向做什么运动 解析 1 导线mn在导轨上向右加速滑动时 由右手定则可以判断m点电势高于n点电势 2 如果b被a吸引 根据楞次定律可知 电磁铁a的磁场减弱 流过电磁铁a的电流减小 则导线mn在导轨上应做减速运动 即导线mn向右做减速运动或向左做减速运动 答案 1 m 2 向右或向左做减速运动 总结提升 三个定则与一个定律 的规范应用1 一般解题步骤 1 分析题干条件 找出闭合电路或切割磁感线的导体棒 2 结合题中的已知条件和待求量的关系选择恰当的规律 3 正确地利用所选择的规律进行分析和判断 2 应注意的事项 1 三个定则与一个定律 的比较 2 应用区别 关键是抓住因果关系 因电而生磁 i b 安培定则 因动而生电 v b i 右手定则 因电而受力 i b f安 左手定则 例证 唱卡拉ok用的话筒内有传感器 其中有一种是动圈式的 它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈 线圈处于永磁体的磁场中 当声波使膜片前后振动时 就将声音信号转变为电信号 下列说法正确的是 a 该传感器是根据电流的磁效应工作的b 该传感器是根据电磁感应原理工作的c 膜片振动时 穿过金属线圈的磁通量不变d 膜片振动时 金属线圈中不会产生感应电动势 规范解答 选b 动圈式话筒的工作原理是 人发出声音使膜片带动线圈振动 从而使穿过线圈的磁通量发生变化 将声音信号转化为电信号 因此该传感器是根据电磁感应原理工作的 故选项b正确 1 2012 泰安模拟 一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中 下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是 a 圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动b 圆盘以某一水平直径为轴匀速转动c 圆盘在磁场中向右匀速平移d 匀强磁场均匀增加 解析 选b d 圆盘绕过圆心的竖直轴转动和在磁场中匀速平移 都不会使其磁通量发生变化 故不会有电磁感应现象 a c错误 圆盘绕水平轴转动或磁场均匀增加 都会使圆盘中的磁通量发生变化 故有感应电流产生 b d正确 2 如图所示 能产生感应电流的是 解析 选b a图中线圈没闭合 无感应电流 b图中磁通量增大 有感应电流 c图中导线在圆环的正上方 不论电流如何变化 穿过线圈的磁感线相互抵消 磁通量恒为零 也无感应电流 d图中的磁通量恒定 无感应电流 故选b 3 如图所示 在纸面内放有一个条形磁铁和一个圆形线圈 位于磁铁正中央 下列情况中能使线圈中产生感应电流的是 a 将磁铁在纸面内向上平移b 将磁铁在纸面内向右平移c 将磁铁绕垂直纸面的轴转动d 将磁铁的n极转向纸外 s极转向纸内 解析 选d 磁铁在线圈所处位置产生的磁感线与线圈平面平行 穿过线圈的磁通量为零 将磁铁在纸面内向上平移 向右平移和将磁铁绕垂直纸面的轴转动 穿过线圈的磁通量始终都是零 没有发生变化 所以不会产生感应电流 将磁铁的n极转向纸外 s极转向纸内时 穿过线圈的磁通量由零开始逐渐变大 磁通量发生了变化 所以有感应电流产生 故d正确 4 2012 青岛模拟 如图所示 在条形磁铁从图示位置绕o1o2轴转动90 的过程中 放在导轨右端附近的金属棒ab将 a 向左运动b 向右运动c 静止不动d 因不知道条形磁铁的哪一端为n极 也不知道条形磁铁是顺时针转动还是逆时针转动 故无法判断 解析 选b 在条形磁铁从图示位置绕o1o2轴转动90 的过程中 闭合回路的磁通量增大 故根据楞次定律 ab的运动要阻碍磁通量的增大 所以ab将向右运动 b正确 5 2012 杭州模拟 如图所示 a b是两根互相平行的 固定的长直通电导线 二者电流大小和方向都相同 一个矩形闭合金属线圈与a b在同一平面内 并且ab边保持与通电导线平行 线圈从图中的位置1匀速向左移动 经过位置2 最后到位置3 其中位置2恰在a b的正中间 则下面的说法中正确的是 a 在位