导学教程高考物理总复习 第九章 电磁感应 第一节 电磁感应现象 楞次定律课件 新人教版.ppt

第九章电磁感应 2017高考备考导航 第一节电磁感应现象楞次定律 主干回顾 切割磁感线 变化 阻碍 变化 手心 导线运动 感应电流 1 判断下列说法的正误 1 闭合电路内只要有磁通量 就有感应电流产生 2 穿过闭合电路的磁通量发生变化 电路中不一定有感应电流产生 3 线框不闭合时 即使穿过线框的磁通量发生变化 线框中也没有感应电流产生 自我检测 4 当导体切割磁感线时 一定产生感应电动势 5 由楞次定律知 感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反 6 回路不闭合 穿过回路的磁通量变化时 也会产生 阻碍 作用 7 感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化 2 2016 沈阳模拟 下列图中能产生感应电流的是答案b 3 如图9 1 1所示 当磁场的磁感应强度b增强时 内 外金属上的感应电流的方向应为图9 1 1 a 内环顺时针 外环逆时针b 内环逆时针 外环顺时针c 内 外环均为顺时针d 内 外环均为逆时针答案a 4 下列各图是验证楞次定律实验的示意图 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 其中与事实相符的是 解析a选项中 当磁铁向下运动时 闭合线圈中原磁场的方向 向下 穿过闭合线圈的磁通量的变化 增加 感应电流产生的磁场方向 向上 由安培定则判断感应电流的方向 与图中箭头方向相反 所以a错误 同理可判断 b d错误 c正确 答案c 考点一对电磁感应现象的理解1 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 考向1磁场变化引起的电磁感应现象 例1 现将电池组 滑动变阻器 带铁芯的线圈a 线圈b 电流表及开关如图9 1 2所示连接 下列说法中正确的是图9 1 2 a 开关闭合后 线圈a插入或拔出都会引起电流表指针偏转b 线圈a插入线圈b中后 开关闭合和断开的瞬间电流表指针均不会偏转c 开关闭合后 滑动变阻器的滑片p匀速滑动 会使电流表指针静止在中央零刻度d 开关闭合后 只有滑动变阻器的滑片p加速滑动 电流表指针才能偏转 解析 开关闭合后 线圈a插入或拔出都会引起穿过线圈b的磁通量发生变化 从而电流表指针偏转 选项a正确 线圈a插入线圈b中后 开关闭合和断开的瞬间 线圈b的磁通量会发生变化 电流表指针会偏转 选项b错误 开关闭合后 滑动变阻器的滑片p无论匀速滑动还是加速滑动 都会导致线圈a的电流发生变化 线圈b的磁通量变化 电流表指针都会发生偏转 选项c d错误 答案 a 考向2面积 夹角变化引起的电磁感应现象 例2 2016 大连模拟 如图9 1 3所示 一个u形金属导轨水平放置 其上放有一个金属导体棒ab 有一磁感应强度为b的匀强磁场斜向上穿过轨道平面 且与竖直方向的夹角为 在下列各过程中 一定能在轨道回路里产生感应电流的是 图9 1 3 a ab向右运动 同时使 减小b 使磁感应强度b减小 角同时也减小c ab向左运动 同时增大磁感应强度bd ab向右运动 同时增大磁感应强度b和 角 0 90 解析 设开始时回路面积为s 据题意 磁通量 bscos 对a s增大 减小 cos 增大 则 增大 选项a正确 对b b减小 减小 cos 增大 可能不变 选项b错 对c s减小 b增大 可能不变 选项c错 对d s增大 b增大 增大 cos 减小 可能不变 选项d错 答案 a 考点二楞次定律的理解及应用1 楞次定律中 阻碍 的含义 2 判断感应电流方向的两种方法方法一用楞次定律判断 方法二用右手定则判断该方法适用于切割磁感线产生的感应电流 判断时注意掌心 拇指 四指的方向 1 掌心 磁感线垂直穿入 2 拇指 指向导体运动的方向 3 四指 指向感应电流的方向 考向1电流变化产生感应电流方向的判断 例3 长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动 如图9 1 4甲所示 长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的交流电 i imsin t i t图象如图乙所示 规定沿长直导线方向向上的电流为正方向 关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向 下列说法正确的是 图9 1 4 a 由顺时针方向变为逆时针方向b 由逆时针方向变为顺时针方向c 由顺时针方向变为逆时针方向 再变为顺时针方向d 由逆时针方向变为顺时针方向 再变为逆时针方向 解析 将一个周期分为四个阶段 对全过程的分析列表如下 答案 d 考向2导体棒切割磁感线电流方向的判断 例4 如图9 1 5所示 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 垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过mn gh所在的平面 则 图9 1 5 a 若固定ab 使cd向右滑动 则abdc回路有电流 电流方向为a b d c ab 若ab cd以相同的速度一起向右滑动 则abdc回路有电流 电流方向为a c d b ac 若ab向左 cd向右同时运动 则abdc回路中的电流为零d 若ab cd都向右运动 且两杆速度vcd vab 则abdc回路有电流 电流方向为a c d b a 解析 由右手定则可判断出a项做法使回路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所围面积不变 磁通量不变 故不产生感应电流 故b项错 若ab向左 cd向右 则abdc回路中有顺时针方向的电流 故c项错 若ab cd都向右运动 且两杆速度vcd vab 则ab cd所围面积发生变化 磁通量也发生变化 由楞次定律可判断出 abdc回路中产生顺时针方向的电流 故d项正确 答案 d 考点三 三定则一定律 的综合应用1 三个定则一个定律 的比较 2 三个定则的因果关系三个定则容易相混 特别是左 右手易错用 抓住因果关系是关键 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 考向1 因电而动 类 例5 多选 2016 西安模拟 如图9 1 6所示的电路中 若放在水平光滑金属导轨上的ab棒突然向右移动 这可能发生在图9 1 6 a 闭合开关s的瞬间b 断开开关s的瞬间c 闭合开关s后 减小滑动变阻器r的阻值时d 闭合开关s后 增大滑动变阻器r的阻值时 解析 本题中线圈l1和l2绕在同一个铁芯上 因此穿过二者的磁通量始终相等 只要l1中的电流发生变化 穿过l2的磁通量就随之发生变化 l2中就有感应电流产生 ab棒就受安培力的作用发生移动 显然 对ab棒来说 因电而动 故可由左手定则确定其中的电流方向 由左手定则判定ab中的电流方向为a b 再由安培定则可判断出l2中的感应电流产生的磁场方向与l1产生的磁场方向相反 说明原磁场 l1产生的磁场磁通量是增加的 即l1中的电流在增大 故相应的情况应是闭合开关s的瞬间或闭合开关s后减小滑动变阻器r的阻值时 故选项a c两项正确 答案 ac 考向2 因动而电 与 因电而力 类 例6 多选 如图9 1 7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在外力作用下运动时 mn在磁场力作用下向右运动 则pq所做的运动可能是 图9 1 7a 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 答案 bc 规律总结应用左手定则和右手定则时应注意的两个问题 1 右手定则与左手定则的区别 抓住 因果关系 才能无误 因动而电 用右手 因电而动 用左手 2 使用中左手定则和右手定则很容易混淆 为了便于区分 可把两个定则简单地总结为 通电受力用左手 运动生电用右手 力 的最后一笔 丿 方向向左 用左手 电 的最后一笔 乚 方向向右 用右手 考点四利用 因果关系法 分析电磁感应现象 物理思想 1 方法概述因果关系分析法是指在解题过程中依据事物之间的前后相连 先行后续的因果关系去分析 推断事物的原因或结果的一种思维方法 2 利用因果关系分析法进行主观性推断的两种情形 1 据因推果 根据某种原因 预见它可能产生的结果 2 执果索因 根据某种结果 探究产生或导致这种结果的原因 3 电磁感应中常见因果关系的例析 1 阻碍原磁通量变化 增反减同 2 阻碍相对运动 来拒去留 3 使回路面积有扩大或缩小的趋势 增缩减扩 4 阻碍原电流的变化 增反减同 考向1 执果索因 类 例7 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 8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 8 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 审题探究 本题中感应电流的 效果 是使n靠近m 原因 是穿过n的磁通量减小 即m中的电流减小 解析 由楞次定律的推广含义可知 只要线圈中电流增强 即穿过n的磁通量增加 n就向右运动 只要线圈中电流减弱 即穿过n的磁通量减少 n就向左运动 故c选项正确 答案 c 规律总结应用楞次定律及其推论时 要注意 阻碍 的具体含义 1 从阻碍磁通量的变化理解为 当磁通量增大时 会阻碍磁通量增大 当磁通量减小时 会阻碍磁通量减小 2 从阻碍相对运动理解为 阻碍相对运动是 阻碍 的又一种体现 表现在 近斥远吸 来拒去留 3 从阻碍电流的变化 自感现象 理解为 阻碍电流的变化 增则反 减则同 考向2据因推果类 例8 多选 如图9 1 9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 图9 1 9a 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 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 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 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 所以 本题应选a d 解法二根据楞次定律的另一种表述 感应电流的效果 总要反抗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将互相靠近且磁铁的加速度小于g 应选a d 答案 ad 1 2014 课标 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 随堂巩固 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 解析将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路 因线圈中的磁通量没有变化 故不能观察到感应电流 选项a不符合题意 在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈 同时如果通电线圈通以恒定电流 产生不变的磁场 则在另一线圈中不会产生感应电流 选项b不符合题意 在线圈中插入条形磁铁后 再到相邻房间去观察电流表时磁通量已不再变化 因此也不能观察到感应电流选项c不符合题意 在同一铁环上的两个线圈 在给一个线圈通电或断电的瞬间 线圈产生的磁场变化 使穿过另一线圈的磁通量变化 因此能观察到感应电流 选项d符合题意 答案d 2 如图9 1 10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 图9 1 10a 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 3 2014 广东理综 如图9 1 11所示 上下开口 内壁光滑的铜管p和塑料管q竖直放置 小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放 并落至底部 则小磁块图9 1 11 a 在p和q中都做自由落体运动b 在两个下落过程中的机械能都守恒c 在p中的下落时间比在q中的长d 落至底部时在p中的速度比在q中的大 解析小磁块在铜管中下落时 由于电磁阻尼作用 不做自由落体运动 而在塑料管中不受阻力作用而做自由落体运动 因此在p中下落得慢 用时长 到达底端速度小 c项正确 a b d错误 答案c 4 2016 福州模拟