高考物理一轮复习 第九章 电磁感应 第1讲电磁感应现象 楞次定律课件 教科版选修32.ppt

第1讲电磁感应现象楞次定律 2013届高考一轮物理复习课件选修3 2 教科版 电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量 时 电路中有 产生的现象 产生感应电流的条件表述1 闭合电路的一部分导体在磁场内做 运动 表述2 穿过闭合电路的磁通量 产生电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生 如果回路闭合则产生 如果回路不闭合 则只有 而无 电磁感应现象 感应电流的产生条件 考纲要求 1 2 3 发生变化 感应电流 切割磁感线 发生变化 感应电动势 感应电流 感应电动势 感应电流 考纲要求 楞次定律 1 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 2 适用条件 所有 现象 楞次定律 考纲要求 1 图9 1 1 右手定则 如图9 1 1所示 1 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 并使拇指指向导线 这时四指所指的方向就是 的方向 2 适用情况 导体 产生感应电流 2 阻碍 磁通量 电磁感应 其余四个手指 磁感线 运动的方向 感应电流 切割磁感线 1 安培定则 左手定则 右手定则和楞次定律的适用范围 2 判断感应电流方向的 三步法 3 右手定则掌心 磁感线垂直穿入 拇指 指向导体运动的方向 四指 指向感应电流的方向 下图中能产生感应电流的是 1 解析根据产生感应电流的条件 a中 电路没闭合 无感应电流 b中 面积增大 闭合电路的磁通量增大 有感应电流 c中 穿过线圈的磁感线相互抵消 恒为零 无感应电流 d中 磁通量不发生变化 无感应电流 答案b 如图9 1 2所示 小圆圈表示处于匀强磁场中的闭合电路一部分导线的横截面 速度v在纸面内 关于感应电流的有无及方向的判断正确的是 2 图9 1 2 a 甲图中有感应电流 方向向里b 乙图中有感应电流 方向向外c 丙图中无感应电流d 丁图中a b c d四位置上均无感应电流 解析甲图中导线切割磁感线 根据右手定则 可知电流方向向里 a正确 乙 丙图中导线不切割磁感线 无电流 b错误 c正确 丁图中导线在b d位置切割磁感线 有感应电流 在a c位置速度方向与磁感线方向平行 不切割磁感线 无感应电流 d错误 答案ac 2009 浙江理综 如图9 1 3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静止开始释放 在摆动到左侧最高点的过程中 细杆和金属线框平面始终处于同一平面 且垂直 图9 1 3 3 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 解析线框从右侧摆到最低点的过程中 穿过线框的磁通量减小 由楞次定律可判断感应电流的方向为d c b a d 从最低点到左侧最高点的过程中 穿过线框的磁通量增大 由楞次定律可判断感应电流的方向为d c b a d 所以选b 答案b 某班同学在探究感应电流产生的条件时 做了如下实验 探究 如图9 1 4甲所示 先将水平导轨 导体棒ab放置在磁场中 并与电流表组成一闭合回路 然后进行如下操作 ab与磁场保持相对静止 让导轨与ab一起平行于磁感线运动 让ab做切割磁感线运动 图9 1 4 4 探究 如图9 1 4乙所示 将螺线管与电流表组成闭合回路 然后进行如下操作 把条形磁铁放在螺线管内不动 把条形磁铁插入螺线管 把条形磁铁拔出螺线管 探究 如图9 1 4丙所示 螺线管a 滑动变阻器 电源 开关组成一个回路 a放在螺线管b内 b与电流表组成一个闭合回路 然后进行如下操作 闭合和断开开关瞬间 闭合开关 a中电流稳定后 闭合开关 a中电流稳定后 再改变滑动变阻器的阻值 可以观察到 请在 1 2 3 中填写探究中的序号 1 在探究 中 闭合回路会产生感应电流 2 在探究 中 闭合回路会产生感应电流 3 在探究 中 闭合回路会产生感应电流 4 从以上探究中可以得到的结论是 当 时 闭合回路中就会产生感应电流 解析 1 只有当ab做切割磁感线运动时 闭合回路才会产生感应电流 2 当螺线管中的磁通量发生改变时 闭合回路会产生感应电流 3 闭合和断开开关瞬间或者改变滑动变阻器的阻值 都会使闭合回路的电流发生变化 因而螺线管中的磁通量发生改变 产生感应电流 4 闭合回路的磁通量发生改变 答案 1 2 3 4 闭合回路的磁通量发生改变 2010 上海卷 如图9 1 5 金属环a用轻线悬挂 与长直螺线管共轴 并位于其左侧 若变阻器滑片p向左移动 则金属环a将向 填 左 或 右 运动 并有 填 收缩 或 扩张 趋势 图9 1 5 5 解析本题考查楞次定律的理解及应用 滑片p向左移动时 电阻减小 电流增大 穿过金属环a的磁通量增加 根据楞次定律 金属环将向左运动 并有收缩趋势 答案左收缩 考点一电磁感应现象是否发生的判断 如图9 1 6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 有一个磁感应强度为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 典例1 图9 1 6 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 解析设此时回路面积为s 据题意 磁通量 bscos 对a s增大 减小 cos 增大 则 增大 a正确 对b b减小 减小 cos 增大 可能不变 b错 对c s减小 b增大 可能不变 c错 对d s增大 b增大 增大 cos 减小 可能不变 d错 故只有a正确 答案a 如图9 1 7所示 光滑导电圆环轨道竖直固定在匀强磁场中 磁场方向与轨道所在平面垂直 导体棒ab的两端可始终不离开轨道无摩擦地滑动 当ab由图示位置释放 直到滑到右侧虚线位置的过程中 关于ab棒中的感应电流情况 正确的是 变式1 图9 1 7 a 先有从a到b的电流 后有从b到a的电流b 先有从b到a的电流 后有从a到b的电流c 始终有从b到a的电流d 始终没有电流产生 解析ab与被其分割开的每个圆环构成的回路 在ab棒运动过程中 磁通量都保持不变 无感应电流产生 答案d 楞次定律中 阻碍 的含义 考点二楞次定律的理解及应用 下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 典例2 解析根据楞次定律可确定感应电流的方向 对c选项 当磁铁向下运动时 1 闭合线圈原磁场的方向 向上 2 穿过闭合线圈的磁通量的变化 增加 3 感应电流产生的磁场方向 向下 4 利用安培定则判断感应电流的方向 与图中箭头方向相同 线圈的上端为s极 磁铁与线圈相互排斥 综合以上分析知 选项c d正确 答案cd 感应电流方向的判断方法方法一楞次定律的使用步骤 方法二右手定则 适用于部分导体切割磁感线 抓住因果关系 据因索果 1 因电而生磁 i b 安培定则 2 因动而生电 v b i感 右手定则 3 因电而受力 i b f安 左手定则 4 因变而生电 变 i感 楞次定律 考点三 三定则一规律 应用区别 如图9 1 9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 mn的左边有一闭合电路 当pq在外力的作用下运动时 mn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 典例3 图9 1 9 答案bc 如图9 1 10所示 金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时 铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引 变式3 图9 1 10 a 向右做匀速运动b 向左做减速运动c 向右做减速运动d 向右做加速运动解析当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流 线圈中的磁通量恒定不变 无感应电流出现 a错 当导体棒向左减速运动时 由右手定则可判定回路中出现从b a的感应电流且减小 由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱 由楞次定律知c中出现顺时针感应电流 从右向左看 且被螺线管吸引 b对 同理可判定c对 d错 答案bc 6 逆反思维法 判定感应电流引起的运动效果逆反思维法是指从事物正向发展的目标 规律的相反方向出发 运用对立的 颠倒的思维方式去思考问题的一种方法 而电磁感应现象中因果相对的关系恰好反映了自然界的这种对立统一规律 对楞次定律中 阻碍 的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因 阻碍原磁通量的变化 增反减同 阻碍相对运动 来拒去留 使线圈面积有扩大或缩小的趋势 增缩减扩 阻碍原电流的变化 自感现象 增反减同 如图9 1 11所示 光滑固定导轨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 当一条形磁铁从高处下落接近回路时 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gd 磁铁的加速度小于g 图9 1 11 典例 解析解法一根据楞次定律的另一表述 感应电流的效果总是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