高考物理一轮复习 专题九 电磁感应 第1讲 电磁感应现象 楞次定律课件.ppt

专题九 电磁感应 第1讲 电磁感应现象楞次定律 考点1 磁通量 垂直 1 定义 在磁感应强度为b的匀强磁场中 与磁场方向 的面积s和b的乘积 bs 2 公式 适用条件 1 磁场 匀强 2 s为 磁场的有效面积 垂直 标量 3 磁通量是 填 标量 或 矢量 4 磁通量的意义 磁感线 垂直 零 零 1 磁通量可以理解为穿过某一面积的 的条数 2 同一线圈平面 当它跟磁场方向 时 磁通量最大 当它跟磁场方向平行时 磁通量为 当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时 磁通量为 考点2 电磁感应现象 1 电磁感应 磁通量 电磁感应现象 感应电流 1 定义 只要穿过闭合回路的 发生变化 闭合回路中就有电流产生 这种利用磁场产生电流的现象叫做 产生的电流叫做 2 产生感应电流的条件 闭合回路中的 发生 变化 磁通量 切割磁感线 发生变化 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 3 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 发生变化 线圈中就有感应电动势产生 4 电磁感应中的能量转化 磁通量 电能 发生电磁感应现象时 机械能或其他形式的能转化为 2 正确区分磁通量 磁通量的变化量和磁通量的变化率 1 三者的区别 磁感线条数 快慢 斜率 考点3 楞次定律和右手定则 1 楞次定律内容 感应电流的磁场总要阻碍 的变化 引起感应电流的磁通量 感应电流 2 右手定则 伸开右手 让拇指跟其余四指垂直 并且都跟手掌在一个平面内 让磁感线垂直从手心进入 并使拇指指向导体运动方向 这时四指所指的方向就是 的方向 基础自测 1 如图9 1 1所示 正方形线圈abcd位于纸面内 边长为l 匝数为n 过ab中点和cd中点的连线oo 恰好位于垂直于纸面向里的匀强磁场的右边界上 磁感应强度为b 则穿过线圈 的磁通量为 图9 1 1 a bl22 b nbl22 c bl2 d nbl2 答案 a 2 如图9 1 2所示 一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中 若要使圆环中产生如箭头所示方向的瞬时感应电流 下列方法可行的是 a 使匀强磁场均匀增大b 使圆环绕如图水平轴ab转动30 c 使圆环绕如图水平轴cd转动30 d 保持圆环水平并使其绕过圆心的 图9 1 2 竖直轴转动答案 a 3 2016年上海卷 磁铁在线圈中心上方开始运动时 线圈 中产生如图9 1 3所示方向的感应电流 则磁铁 图9 1 3 b 向下运动d 向右运动 a 向上运动c 向左运动答案 b 4 2016年海南卷 如图9 1 4所示 一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内 环的圆心与两导线距离相等 环的直径小于两导线间距 两导线中通有大小相等 方向向 下的恒定电流 若 a 金属环向上运动 则环上的感应电流方向为顺时针方向b 金属环向下运动 则环上的感应电流方向为顺时针方向c 金属环向左侧直导线靠近 则环上的感应电流方向为逆时针方向d 金属环向右侧直导线靠近 则环上的感应电 图9 1 4 流方向为逆时针方向答案 d 热点1考向1 磁通量的计算与电磁感应现象的判断磁通量的计算 典题1 如图9 1 5所示 一水平放置的n匝矩形线框面积为s 匀强磁场的磁感应强度为b 方向斜向上 与水平面成30 角 现若使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位 置 则此过程中磁通量的改变量的大小是 图9 1 5 解析 是标量 但有正 负之分 在计算 2 1时必须注意 2 1的正负 要注意磁感线从线框的哪一面穿过 此题中在开始位置磁感线从线框的下面穿进 在末位置磁感线从线框的另一面穿进 若取转到末位置时穿过线框方向为正方 答案 c 考向2 电磁感应现象能否发生的判断 判断流程 1 确定研究的闭合电路 2 弄清楚回路内的磁场分布 并确定该回路的磁通量 典题2 下图中能产生感应电流的是 ac bd 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 磁感应强度不变 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 热点2考向1 楞次定律的应用楞次定律的基本应用 热点归纳 应用楞次定律的基本步骤 典题3 2017年新课标 卷 如图9 1 6所示 在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一 u 形金属导轨 导轨平面与磁场垂直 金属杆pq置于导轨上并与导轨形成闭合回路pqrs 一圆环形金属线框t位于回路围成的区域内 线框与导轨共面 现让金属杆pq突然向右运动 在运动开始的瞬间 关于感应 电流的方向 下列说法正确的是 图9 1 6 a pqrs中沿顺时针方向 t中沿逆时针方向b pqrs中沿顺时针方向 t中沿顺时针方向c pqrs中沿逆时针方向 t中沿逆时针方向d pqrs中沿逆时针方向 t中沿顺时针方向 解析 因为pq突然向右运动 由右手定则可知 pqrs中有沿逆时针方向的感应电流 穿过t中的磁通量减小 由楞次定律可知 t中有沿顺时针方向的感应电流 d正确 a b c错误 答案 d 考向2 对楞次定律 阻碍 的理解 热点归纳 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 可由以下四种方式呈现 1 阻碍原磁通量的变化 即 增反减同 2 阻碍相对运动 即 来拒去留 3 使线圈面积有扩大或缩小的趋势 即 增缩减扩 4 阻碍原电流的变化 自感现象 即 增反减同 典题4 2017年上海高三质检 如图9 1 7所示 在同一水平面内有两根光滑平行金属导轨mn和pq 在两导轨之间竖直放置通电螺线管 ab和cd是放在导轨上的两根金属棒 它们分别放在螺线管的左右两侧 保持开关闭合 最初两金属棒处于静止状态 当滑动变阻器的滑动触头向左滑动时 两根金属棒与导轨构成的回路中的感应电流方向 俯视图 及ab cd两棒 的运动情况是 a 感应电流为顺时针方向 两棒相互靠近b 感应电流为顺时针方向 两棒相互远离c 感应电流为逆时针方向 两棒相互靠近 d 感应电流为逆时针方向 两棒相互远离 图9 1 7 解析 当变阻器滑片向左滑动时 电路的电流变大 线圈的磁场增加 根据安培定则由电流方向可确定线圈的磁场方向垂直于导轨向下 由于线圈处于两棒中间 所以穿过两棒所围成的磁通量变大 由楞次定律可得 线框abdc产生逆时针方向的感应电流 最后根据左手定则可确定安培力的方向 ab棒处于垂直向上的磁场 且电流方向为a b 则安培力方向向左 cd棒处于垂直向上的磁场 且电流方向为d c 则安培力方向向右 两棒相互远离 故选项d正确 答案 d 迁移拓展 如图9 1 8所示 均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置 当a绕o点在其所在平面内旋转时 b中产生顺时针方向的感应电流 且具有收缩趋势 由此 可知 圆环a 图9 1 8 a 顺时针加速旋转c 逆时针加速旋转 b 顺时针减速旋转d 逆时针减速旋转 解析 据楞次定律的推论 增反减同 b环中产生顺时针方向的感应电流 说明a中原电流可能顺时针减少 也可能逆时针增加 但b环有收缩的趋势 说明a环中的电流应与b环中的电流同向 同向电流相互吸引 才能使b环收缩 故a环中的电流只能是顺时针减少 因此带正电的a环只能顺时针减速旋转 b正确 答案 b 热点3 楞次定律和右手定则 左手定则 安培定则三定 则的综合应用 热点归纳 1 规律比较 2 相互联系 1 应用楞次定律时 一般要用到安培定则 2 研究感应电流受到的安培力 一般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 有时也可以直接应用楞次定律的推论确定 典题5 多选 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 图9 1 9 b 向左加速运动d 向左减速运动