【优化方案】浙江省高考物理总复习 第9章第一节 电磁感应现象 楞次定律课件 大纲人教版.ppt

第一节电磁感应现象楞次定律 课堂互动讲练 经典题型探究 知能优化演练 第一节电磁感应现象楞次定律 基础知识梳理 基础知识梳理 一 磁通量1 概念 磁感应强度b与面积s的 2 计算 1 公式 2 适用条件 匀强磁场 s是 磁场中的有效面积 3 单位 韦伯 wb 1wb 3 意义 穿过某一面积的磁感线的 4 标矢性 磁通量是 但有正 负 乘积 bs 垂直 1t m2 条数 标量 二 电磁感应1 电磁感应现象当穿过闭合电路的 发生变化时 电路中有电流产生 这种现象称为电磁感应现象 磁通量 2 产生感应电动势和感应电流的条件 1 产生感应电动势的条件无论回路是否闭合 只要穿过线圈平面的磁通量发生 回路中就有感应电动势 产生感应电动势的那部分导体相当于 2 产生感应电流的条件 电路闭合 磁通量变化 变化 电源 三 感应电流方向的判断1 右手定则 伸开右手 使拇指与其余四个手指 并且都与手掌在同一个平面内 让磁感线从掌心垂直进入 并使拇指指向 的方向 这时四指所指的方向就是 的方向 如图9 1 1所示 图9 1 1 垂直 导线运动 感应电流 2 楞次定律内容 感应电流具有这样的方向 即感应电流的磁场总要 引起感应电流的 的变化 特别提示 右手定则一般用于判断部分导体切割磁感线产生的感应电流方向 而楞次定律一般用于由于b变化或 角变化而引起的感应电流的方向判断 阻碍 磁通量 课堂互动讲练 一 楞次定律的理解及应用1 楞次定律中 阻碍 的含义 2 楞次定律的应用 1 阻碍原磁通量的变化 增反减同 2 阻碍 导体的 相对运动 来拒去留 3 磁通量增加 线圈面积 缩小 磁通量减小 线圈面积 扩张 增缩减扩 4 阻碍线圈自身电流的变化 自感现象 3 应用楞次定律判断感应电流的方法楞次定律没有直接告诉感应电流的方向 它说明的是感应电流的磁场与原磁场方向之间的关系 即穿过闭合回路的磁通量增大时 两磁场方向相反 磁通量减小时 两磁场方向相同 因此 根据楞次定律判断感应电流的方向时 应按以下步骤进行 1 明确闭合电路范围内的原磁场的方向 2 分析穿过闭合电路的磁通量的变化情况 3 根据楞次定律 判定感应电流磁场的方向 4 利用安培定则 判断感应电流的方向 特别提醒 运用楞次定律判定感应电流的方向可归结为 一原 二感 三电流 即 明确原磁场 确定感应电流磁场 判定感应电流方向 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 2009年高考浙江卷 如图9 1 2所示 在磁感应强度大小为b 方向竖直向上的匀强磁场中 有一质量为m 阻值为r的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在o点 并可绕o点摆动 金属线框从右侧某一位置由静止开始释放 在摆动到左侧最高点的过程中 细杆和金属框平面始终处于同一平面 且垂直纸面 则线框中感应电流的方向是 a a b c d ab d c b a dc 先是d c b a d 后是a b c d ad 先是a b c d a 后是d c b a d解析 选b 由楞次定律可知 在线框从右侧摆动到o点正下方的过程中 向上的磁通量在减小 故感应电流的方向沿d c b a d 线框从o点正下方向左侧摆动的过程中 电流方向沿d c b a d 故选b 图9 1 2 二 楞次定律 右手定则 左手定则 安培定则的综合应用1 规律比较 2 应用区别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安 右手定则 3 因电而受力 i b f安 左手定则 3 相互联系 1 应用楞次定律 必然要用到安培定则 2 感应电流受到的安培力 有时可以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 有时可以直接应用楞次定律的推论确定 特别提醒 在本类型题目中 往往多次运用楞次定律 在分析问题时应注意导体棒的运动特点或穿过闭合回路的磁通量变化情况 防止在应用楞次定律时出现错误 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 如图9 1 3所示 光滑固定的金属导轨m n水平放置 两根导体棒p q平行放置在导轨上 形成一个闭合回路 一条形磁铁从高处下落接近回路时 a p q将相互靠拢b p q将相互远离c 磁铁的加速度仍为gd 磁铁的加速度小于g 图9 1 3 解析 选ad 设磁铁下端为n极 如图所示 根据楞次定律可判断出p q中的感应电流方向 根据左手定则可判断p q所受安培力的方向 可见 pq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 磁铁将受到向上的反作用力 从而加速度小于g 当磁铁下端为s极时 根据类似的分析可得到相同的结果 经典题型探究 某实验小组用如图9 1 4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 通过电流计的感应电流方向是 a a g bb 先a g b 后b g ac b g ad 先b g a 后a g b 图9 1 4 解析 1 确定原磁场的方向 条形磁铁在穿入线圈的过程中 磁场方向向下 2 明确回路中磁通量变化的情况 向下的磁通量增加 3 由楞次定律的 增反减同 可知 线圈中感应电流产生的磁场方向向上 4 应用安培定则可以判断感应电流的方向为逆时针 俯视 即 从b g a 同理可以判断出条形磁铁穿出线圈过程中 向下的磁通量减小 由楞次定律可得 线圈中将产生顺时针的感应电流 俯视 电流从a g b 答案 d 规律总结 利用楞次定律确定感应电流方向时 首先要弄清原磁场的方向 磁通量如何变化 再确定感应电流的磁场 然后利用安培定则确定感应电流方向 变式训练1如图9 1 5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 图9 1 5 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 在t1 t2时间内 通入线圈a中的电流是正向增大的 即逆时针方向增大的 其内部会产生增大的向外的磁场 穿过b的磁通量增大 由楞次定律可判定线圈b中会产生顺时针方向的感应电流 线圈b中电流为顺时针方向 与a的电流方向相反 有排斥作用 故线圈b将有扩张的趋势 2009年高考海南卷 一长直铁芯上绕有一固定线圈m 铁芯右端与一木质圆柱密接 木质圆柱上套有一闭合金属环n n可在木质圆柱上无摩擦移动 m连接在如图9 1 6所示的电路中 其中r为滑动变阻器 e1和e2为直流电源 s为单刀双掷开关 下列情况中 可观测到n向左运动的是 图9 1 6 a 在s断开的情况下 s向a闭合的瞬间b 在s断开的情况下 s向b闭合的瞬间c 在s已向a闭合的情况下 将r的滑动头向c端移动时d 在s已向a闭合的情况下 将r的滑动头向d端移动时 解析 由楞次定律及左手定则可知 只要线圈中电流增强 即穿过n的磁通量增加 则n受排斥而向右 只要线圈中电流减弱 即穿过n的磁通量减少 则n受吸引而向左 故c选项正确 答案 c 变式训练2 2011年广东江门调研 如图9 1 7所示是某电磁冲击钻的原理图 若突然发现钻头m向右运动 则可能是 a 电键s闭合瞬间b 电键s由闭合到断开的瞬间c 电键s已经是闭合的 变阻器滑片p向左迅速滑动d 电键s已经是闭合的 变阻器滑片p向右迅速滑动 图9 1 7 解析 选ac 当电键突然闭合时 左线圈上有了电流 产生磁场 而对于右线圈来说 磁通量增加 由楞次定律可知 为了阻碍磁通量的增加 钻头m向右运动远离左边线圈 故a项正确 当电键由闭合到断开瞬间 穿过右线圈的磁通量要减少 为了阻碍磁通量的减少 钻头m要向左运动靠近左边线圈 故b项错误 电键闭合时 当变阻器滑片p突然向左滑动时 回路的电阻减小 回路电流增大 产生的磁场增强 穿过右线圈的磁通量增大 为了阻碍磁通量的增加 钻头m向右运动远离左边线圈 故c项正确 当变阻器滑片p突然向右滑动时 回路的电阻增大 回路电流减小 产生的磁场减弱 穿过右线圈的磁通量减少 为了阻碍磁通量的减少 钻头m向左运动靠近左边线圈 故d项错误 2011年杭州二中检测 如图9 1 8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在磁场力的作用下向右运动 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 图9 1 8 解析 分析该类问题 首先要明确pq运动是引起mn运动的原因 然后根据楞次定律和左手定则判断 由右手定则pq向右加速运动 穿过l1的磁通量向上且增加 由楞次定律和左手定则可判断mn向左运动 故a错 若pq向左加速运动 情况正好和a相反 故b对 若pq向右减速运动 由右手定则 穿过l1的磁通量向上且减小 由楞次定律和左手定则可判断mn向右运动 故c对 若pq向左减速运动 情况恰好和c相反 故d错 答案 bc 变式训练3如图9 1 9所示 在匀强磁场中放有平行铜导轨 它与大线圈m相连接 要使小导线圈n获得顺时针方向的感应电流 则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是 两线圈共面放置