高考物理大一轮复习 9.1电磁感应现象楞次定律课件 新人教版.ppt

第九章电磁感应 高三物理一轮复习 考点一电磁感应现象的判断 考点二楞次定律的理解及应用 考点三 三定则 一定律 的理解及应用 考点 第九章电磁感应 高三物理一轮复习 第1节电磁感应现象楞次定律 1 对磁通量及其变化的理解 如右图所示 通有恒定电流的导线mn与闭合金属框共面 第一次将金属框由 平移到 第二次将金属框绕cd边翻转到 设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为 1和 2 则 a 1 2b 1 2c 1 2d 不能判断 导体mn周围的磁场并非匀强磁场 靠近mn处的磁场强些 磁感线密一些 远离mn处的磁感线疏一些 当线框在 位置时 穿过平面的磁通量为 当线框平移到 位置时 磁通量为 则磁通量的变化量为 1 当线框翻转至 位置时 磁感线相当于从 反面 穿过平面 则磁通量为 则磁通量的变化量是 2 所以 1 2 解析 答案 图片显 隐 基础自测 c 2 感应电流产生条件的理解 2014 高考新课标全国 卷 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 产生感应电流的条件为 闭合回路内磁通量发生变化 a项中 线圈绕在磁铁上 磁通量未变 不会产生感应电流 a错误 同理b错误 c项中 往线圈中插入条形磁铁的瞬间 线圈中磁通量发生变化 此时线圈中将产生感应电流 但插入后磁通量不再变化 无感应电流 故到相邻房间观察时无示数 c错误 d项中 在线圈通电或断电的瞬间 磁通量发生变化 产生感应电流 d正确 基础自测 解析 答案 d 3 楞次定律的理解及应用 2015 苏北联考 如下图所示 一条形磁铁从左向右匀速穿过线圈 当磁铁经过a b两位置时 线圈中 a 感应电流方向相同 感应电流所受作用力的方向相同b 感应电流方向相反 感应电流所受作用力的方向相反c 感应电流方向相反 感应电流所受作用力的方向相同d 感应电流方向相同 感应电流所受作用力的方向相反 当磁铁经过a位置时 线圈中磁通量增大 由楞次定律可知 线圈中感应电流从左向右看为顺时针方向 当磁铁经过b位置时 线圈中磁通量减小 由楞次定律可知 线圈中感应电流从左向右看为逆时针方向 感应电流所受作用力的方向相同 选项a b d错误 c正确 基础自测 解析 答案 图片显 隐 c 4 右手定则的应用 多选 如图所示 某人在自行车道上从东往西沿直线以速度v骑行 该处地磁场的水平分量大小为b1 方向由南向北 竖直分量大小为b2 方向竖直向下 自行车车把为直把 金属材质 两把手间距为l 只考虑自行车在地磁场中的电磁感应 下列结论正确的是 a 图示位置中辐条a点电势比b点电势低b 图示位置中辐条a点电势比b点电势高c 自行车左车把的电势比右车把的电势高b2lvd 自行车在十字路口左拐改为南北骑向 则自行车车把两端电动势要降低 自行车车把切割磁感线 由右手定则知 自行车左车把的电势比右车把的电势高b2lv 辐条旋转切割磁感线 由右手定则知 图示位置中辐条a点电势比b点电势低 自行车在十字路口左拐改为南北骑向 地磁场竖直分量始终垂直于自行车车把 则其两端电动势不变 综上可知 a c正确 b d错误 基础自测 解析 答案 图片显 隐 ac 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 教材梳理 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 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 教材梳理 磁通量 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 如右图所示 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 教材梳理 垂直 导线运动 感应电流 阻碍 磁通量 1 判断电磁感应现象是否发生的一般流程 考点一电磁感应现象的判断 考点阐释 2 穿过闭合电路的磁通量发生变化 大致有以下几种情况 1 磁感应强度b不变 线圈面积s发生变化 例如 闭合电路的一部分导体切割磁感线时 2 线圈面积s不变 磁感应强度b发生变化 例如 线圈与磁体之间发生相对运动时或者磁场是由通电螺线管产生 而螺线管中的电流变化时 3 磁感应强度b和回路面积s同时发生变化 此时可由 1 0 计算并判断磁通量是否变化 4 线圈面积s不变 磁感应强度b也不变 但二者之间夹角发生变化 例如 线圈在磁场中转动时 考点阐释 考点一电磁感应现象的判断 1 下图中能产生感应电流的是 a图线圈没闭合 没有感应电流 b图磁通量增大 有感应电流 c图的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 也无电流 d图中回路磁通量恒定 无感应电流 应选b 题组设计 解析 答案 考点一电磁感应现象的判断 b 2 如图所示 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 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 本题中引起磁通量变化都有两个方面 面积的变化和夹角改变 向右运动的同时 减小都会使磁通量变大 所以a项正确 题组设计 解析 答案 图片显 隐 考点一电磁感应现象的判断 a 1 楞次定律中 阻碍 的含义 考点二楞次定律的理解及应用 考点阐释 2 楞次定律的使用步骤 考点阐释 考点二楞次定律的理解及应用 题组一磁场变化引起感应电流方向的判断1 为判断线圈绕向 可将灵敏电流计g与线圈l连接 如下图所示 已知线圈由a端开始绕至b端 当电流从电流计g左端流入时 指针向左偏转 1 将磁铁n极向下从线圈上方竖直插入l时 发现指针向左偏转 俯视线圈 其绕向为 填 顺时针 或 逆时针 2 当条形磁铁从图中虚线位置向右远离l时 指针向右偏转 俯视线圈 其绕向为 填 顺时针 或 逆时针 1 顺时针 2 逆时针 1 将磁铁n极向下插入l时 根据楞次定律l的上方应为n极 由电流计指针向左偏转 可确定l中电流由b端流入 根据安培定则 俯视线圈 电流为逆时针 线圈绕向为顺时针 2 将磁针远离l 由楞次定律 线圈l上方仍为n极 由于此时电流计指针向右偏转 可确定l中电流由a端流入 根据安培定则 俯视线圈 电流为逆时针 线圈绕向也为逆时针 题组设计 解析 答案 图片显 隐 考点二楞次定律的理解及应用 题组二线圈变化引起感应电流方向的判断2 如右图所示 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 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 同理 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 b正确 题组设计 解析 答案 图片显 隐 考点二楞次定律的理解及应用 b 题组三导体棒切割磁感线电流方向的判断3 如图所示 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 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 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 题组设计 解析 答案 图片显 隐 考点二楞次定律的理解及应用 d 判断感应电流方向的方法电磁感应现象中 判断感应电流方向的方法有两种 一是利用楞次定律 二是使用右手定则 右手定则是楞次定律的特例 本质上是一致的 但二者的使用情景有别 1 楞次定律可应用于磁通量变化引起感应电流的各种情况 包括一部分导体切割磁感线运动的情况 2 右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况 规律总结 考点二楞次定律的理解及应用 1 三个定则一个定律 的比较 考点三 三定则 一定律 的理解及应用 考点阐释 2 三个定则和一个定律的因果关系 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 4 因磁而生电 b i安 楞次定律 考点阐释 考点三 三定则 一定律 的理解及应用 1 多选 如图所示 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的左边有一如图所示的闭合电路 当pq在一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 题组设计 解析 答案 图片显 隐 bc 考点三 三定则 一定律 的理解及应用 2 多选 如图所示 两个线圈套在同一个铁芯上 线圈的绕向在图中已经标出 左线圈连着平行导轨m和n 导轨电阻不计 在导轨垂直方向上放着金属棒ab 金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中 下列说法中正确的是 a 当金属棒ab向右匀速运动时 a点电势高于b点 c点电势高于d点b 当金属棒ab向右匀速运动时 b点电势高于a点 c点与d点等电势c 当金属棒ab向右加速运动时 b点电势高于a点 c点电势高于d点d 当金属棒ab向右加速运动时 b点电势高于a点 d点电势高于c点 当金属棒向右匀速运动而切割磁感线时 金属棒产生恒定感应电动势 由右手定则判断电流方向由a b 根据电流从电源 ab相当于电源 正极流出沿外电路回到电源负极的特点 可以判断b点电势高于a点 又左线圈中的感应电动势恒定 则感应电流也恒定 所以穿过右线圈的磁通量保持不变 不产生感应电流 当ab向右做加速运动时 由右手定则可推断 b a 电流沿逆时针方向 又由e blv可知ab导体两端的e不断增大 那么左边电路中的感应电流也不断增大 由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的 并且场强不断增强 所以右边电路的线圈中的向上的磁通量不断增加 由楞次定律可判断右边电路的感应电流方向应沿逆时针 而在右线圈组成的电路中 感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上 把这个线圈看作电源 由于电流是从c沿内电路 即右线圈 流向d 所以d点电势高于c点 题组设计 解析 答案 图片显 隐 bd 考点三 三定则 一定律 的理解及应用 应用左手定则和右手定则的注意事项 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 规律总结 考点三 三定则 一定律 的理解及应用 本节学习重在感应电流方向的判断及对 阻碍 的理解 应加强对以下两点的掌握及体会 1 四步法 巧判感应电流方向 名师 微点拨 2 三点 理解 阻碍 的精髓 1 阻碍 的不是磁通量 而是磁通量的变化 2 阻碍 不是阻止 感应电流磁场无法阻止原磁通量的变化 3 阻碍 不是相反 感应电流磁场方向与原磁场方向不一定相反 阻碍法 巧判电流方向及导体的运动 方法概述 对楞次定律中 阻碍 的含义可推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因 具体概括如下 1 当回路的磁通量发生变化时 感应电流的效果就阻碍原磁通量的变化 即 增反减同 2 当出现引起磁通量变化的相对运动时 感应电流的效果就阻碍 导体间的 相对运动 即 来拒去留 3 当回路可以形变时 感应电流可以使线圈面积有扩大或缩小的趋势 即 增