福建省高中物理第一轮总复习 第9章第1课时 电磁感应现象 磁通量 楞次定律课件鲁科版 新课标.ppt

电磁感应现象 磁通量 楞次定律 第九章 本章内容是高考的重点知识 其中电磁感应图像问题是多年来常考的类型 多以选择题为主 滑轨类问题因与力学 静电场 电路 磁场及能量等知识综合 能很好地考查综合分析能力 是电磁感应中的典型综合性问题 所以也是高考常考的类型 大多以分值较高的计算题出现 很多时候甚至是难度较大的压轴题 另外 感应电流的产生条件 楞次定律 法拉第电磁感应定律以及它们在实际中的应用 如日光灯原理 电磁阻尼 电磁流量计等 也经常在高考中出现 所以可以这么说 本章内容每一个知识点都很重要 在复习中要足够重视 1 复习方法对本章的复习 一要抓住两个定律 楞次定律 法拉第电磁感应定律 和等效电路 二要重视从能量角度分析问题 电磁感应的过程就是其他形式的能量转化为电能的过程 要深刻理解并熟练掌握安培定则 左手定则 右手定则的应用条件及其所判断物理量之间的因果关系 知道右手定则是楞次定律的特殊形式 理解e n和e blv也是一般和特殊的关系 要深刻理解e t i t t b t等图像的物理意义 要注意电磁感应在实际中的广泛应用 如日光灯原理 电磁阻尼 电磁驱动 电磁流量计等 2 重点难点突破方法楞次定律 法拉第电磁感应定律及与之有关的电磁感应的综合问题既是重点又是难点 要充分体会楞次定律中的 阻碍 作用 对电磁感应与电路的综合问题 要善于画等效电路图 明确电阻串 并联关系 知道哪里是电源 正负极在哪一端 对力 电综合问题的分析 研究方法与力学基本相同 只不过是受力分析中多了一个安培力而已 导体棒的最大速度的求解可从受力平衡入手 也可从能量守恒入手解决 电磁感应中总是伴随着能量的转化 要善于分析其中能量转化与守恒的关系 电磁感应 产生感应电流的条件 感应电流的方向 感应电动势的大小 综合问题 自感 本质 闭合电路的磁通量发生变化特殊情况 闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动 楞次定律 感应电流的磁场总要阻碍原磁通量的变化右手定则 适用于导体切割磁感线情况 产生感应电流的条件 感应电流的方向 感应电动势的大小 电路问题 画等效电路 注意 电源 部分力学问题 安培力 左手定则 受力分析能量问题 克服安培力做功过程中的能量转化图象问题 纵 横轴 图线斜率的物理意义 本质 电磁感应通电自感和断电自感 综合问题 自感 一 磁通量1 磁通量 穿过磁场中某个平面的磁感线的叫做穿过这一平面的磁通量 磁通量简称磁通 符号为 单位是 条数 韦伯 wb 2 磁通量的计算 1 公式 磁感线与平面垂直 2 如果磁感线与平面不垂直 上式中的s为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积 则 bssin 为b s之间的夹角 bs 3 磁通量的变化 2 1 4 磁通量是量 但有正负之分 若有两个方向相反的磁场穿过某一平面 设某一方向的磁通量为正 则另一方向的磁通量为负 它们的就为穿过这一平面的磁通量 标 代数和 二 电磁感应现象1 电磁感应现象 只要穿过闭合电路的发生变化 闭合电路中就有电流产生 这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象 2 产生感应电流的条件 穿过闭合电路的磁通量发生变化 磁通量 三 楞次定律1 楞次定律 感应电流总具有这样的方向 即感应电流的磁场总是引起感应电流的的变化 2 应用楞次定律判定感应电流方向的具体步骤为 1 明确原磁通量的方向 2 判断原磁通量的增减情况 3 确定感应电流的磁场的方向 4 利用安培定则反推感应电流的方向 阻碍 磁通量 3 右手定则 当闭合电路的部分导体切割磁感线时 产生的感应电流的方向用右手定则来进行判断比较方便 伸开右手 使大拇指跟其余四指垂直 并且都跟手掌在同一个平面内 让磁感线垂直穿过掌心 大拇指指向导体运动方向 那么伸直四指指向即为感应电流的方向 产生感应电流的条件如图10 1 1所示 下列情况下abcd中有感应电流产生的是 图10 1 1 a 将abcd向纸外平移b 将abcd向上平移c 将abcd以ab为轴转动60 d 将abcd以cd为轴转动60 当线框向纸外平移时 穿过线框的磁通量没有改变 没有感应电流产生 a错 向上平移时 穿过线框的磁通量不变 无感应电流产生 b错 以ab边为轴转动60 的过程中 线框面积在垂直磁场方向的投影没有发生改变 穿过线框的磁通量没有改变 也没有感应电流 c错 以cd边为轴转动60 的过程中 线框面积在垂直磁场方向的投影发生改变 根据 bs 可知穿过线框的磁通量改变 有感应电流产生 产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化 而磁通量的变化一般有三种情况 磁场强弱不变 回路面积改变 回路面积不变 磁场强弱改变 回路面积和磁场均不变 但二者的相对位置发生改变 变式训练1 线圈在长直导线电流的磁场中 做如图10 1 2所示的运动 甲向右平动 乙向下平动 丙绕轴转动 ad边向外 丁从纸面向纸外平动 戊向上平动 边bc上有个缺口 则线圈中有感应电流的是 图10 1 2 解析 导线产生的磁场在其周围分布是不均匀的 靠近导线的地方磁场强 离导线越远 磁场越弱 答案 乙丙丁 楞次定律的推广应用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10 1 3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 图10 1 3 下列情况中 可观测到n向左运动的是 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 a b两种情况中 无论开关向哪边闭合 都是线圈中的电流增大 产生的磁场增强 穿过金属环n的磁通量增大 n都要远离线圈 以阻碍磁通量的改变 c d两种情况中 当滑片向左移动时 电路中的电阻增大 电流减小 则穿过金属环n的磁通量减小 n将靠近线圈 c对 d选项正好相反 d错误 选c 抓住特殊状态 灵活运用楞次定律的推广应用 能使解题过程简化 楞次定律所揭示的电磁感应过程中有两个最基本的因果联系 一是感应电流的磁场与原磁场磁通量变化之间的阻碍与被阻碍的关系 二是感应电流与感应电流的磁场间的产生和被产生的关系 抓住 阻碍 和 产生 这两个因果关联点是应用楞次定律解决物理问题的关键 变式训练2 如图10 1 4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 图10 1 4 若线圈始终不动 则关于线圈受到的支持力n及在水平方向运动趋势的正确判断是 a n先小于mg后大于mg 运动趋势向左b n先大于mg后小于mg 运动趋势向左c n先小于mg后大于mg 运动趋势向右d n先大于mg后小于mg 运动趋势向右 解析 当条形磁铁从图示位置运动到线圈正上方的过程中 穿过线圈的磁通量必增大 根据楞次定律的推广应用 来拒 线圈有向右的运动趋势 对桌面的压力增大 条形磁铁从线圈正上方向右移动的过程中 穿过线圈的磁通量必减小 根据推广应用 去留 线圈还是有向右的运动趋势 对桌面的压力减小 故选d 安培定则 左手定则 右手定则和楞次定律的综合应用如图10 1 5所示装置中 cd杆原来静止 当ab杆做如下何种运动时 cd杆将向右移动 a 向右匀速运动b 向左匀速运动c 向右加速运动d 向右减速运动 图10 1 5 ab匀速运动时 ab中感应电流恒定 l1中磁通量不变 穿过l2的磁通量不变化 l2中无感应电流产生 cd保持静止 a b不正确 ab向右加速运动时 l2中的磁通量向下 增大 通过cd的电流方向向下 cd向右移动 c正确 同理可得d不正确 本题是从条件去推结果 即所谓的正向思维法 也可以使用逆向思维法 若要cd运动 则需要l2中有感应电流 若要l2中有感应电流 则需要l1中有变化电流 若要l1中有变化电流 则需要ab棒做变速运动 本题综合应用了右手定则 楞次定律 左手定则 要求明确各个定则定律的适用场合 因电而生磁 i b 用安培定则 因动而