高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 27 电磁感应现象 楞次定律课件.ppt

第27讲电磁感应现象楞次定律,-3-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,电磁感应现象1.磁通量(1)定义:与垂直于磁感应强度的的乘积,叫穿过这个面的磁通量,简称磁通。用字母表示。(2)大小:在匀强磁场中,当bs时,=;当bs时,磁通量为。不垂直时,取s在与b垂直方向上的投影。(3)单位:,符号:。,磁感应强度b,面积s,bs,0,韦伯,wb,-4-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,特别提醒:磁通量是标量,却有正、负之分。若规定磁感线从线圈平面的a面穿入为正,则从它的反面b面穿入用负表示,磁通量概念是学习电磁感应的基础。由=bs,可以得到。通过某一平面的磁通量的大小,可以用穿过这一平面的磁感线条数的多少来形象表示。因此,磁感应强度的另一种定义叫磁通量密度或磁通密度,其单位可表示为wb/m2。当穿过某个面有方向相反的磁场,则不能直接用=bs。应考虑相反方向的磁通量抵消以后所剩余的磁通量。,-5-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2.磁通量的变化量:=2-1开始和转过180时平面都与磁场垂直,穿过平面的磁通量是不同的,一正一负,=-2bs,而不是零。3.产生感应电流的条件:只要穿过闭合电路的发生变化,即0,闭合电路中就有感应电流产生。4.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。,磁通量,感应电动势,感应电流,感应电动势,感应电流,-6-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.我国的嫦娥二号探月卫星在发射1533s后进入近地点高度为200km的地月转移轨道。假设卫星中有一边长为50cm的正方形导线框,由于卫星的调姿由水平方向转至竖直方向,此处地磁场磁感应强度b=410-5t,方向如图所示,该过程中磁通量的改变量的大小是wb。,1.410-5,-7-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2.如图所示,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(),a,解析:本题是单一方向的匀强磁场,正方形线圈中有磁感线穿过的部分,且与磁感线垂直的面积才是有效面积,本题的正确答案是a。,-8-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.如图所示,矩形线框在磁场内做的各种运动中,能够产生感应电流的是(),b,解析:a中线框的磁通量没有变化,因此没有感应电流,但有感应电动势,也可以理解为左右两边切割磁感线产生的感应电动势相反。b中线框转动,线框中磁通量变化,这就是发电机模型,有感应电流。c、d中线圈平面和b平行,没有磁通量,更没有磁通量的变化,即没有感应电流产生。,-9-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,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(090),a,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错误。对c,s减小,b增大,可能不变,c错误。对d,s增大,b增大,增大,cos减小,可能不变,d错误。故只有a正确。,-10-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.用=bs计算磁通量要注意,公式=bs适用条件匀强磁场,面积s为线圈垂直磁感线平面的有效投影面积。2.电磁感应现象能否发生的判断流程(1)确定研究的闭合回路。(2)明确回路内的磁场分布,并确定该回路的磁通量。,-11-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,感应电流方向的判断1.楞次定律(1)内容:感应电流的磁场总要引起感应电流的的变化。(2)适用范围:适用于一切回路变化的情况。2.右手定则(1)使用方法:让磁感线穿入,大拇指指向的方向,其余四指指向的方向。(2)适用范围:适用于切割磁感线的情况。,阻碍,磁通量,磁通量,右手手心,导体运动,感应电流,部分导体,-12-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.如图所示,水平桌面上放有一个闭合铝环,在铝环轴线上方有一个条形磁铁。当条形磁铁沿轴线竖直向上迅速移动时,下列判断正确的是()a.铝环有收缩趋势,对桌面压力减小b.铝环有扩张趋势,对桌面压力减小c.铝环有收缩趋势,对桌面压力增大d.铝环有扩张趋势,对桌面压力增大,答案,解析,-13-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2.如图所示,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片p向下滑动,下列表述正确的是()a.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流b.穿过线圈a的磁通量变小c.线圈a有扩张的趋势d.线圈a对水平桌面的压力fn将增大,d,-14-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,解析:通过螺线管b的电流如图所示,根据右手螺旋定则判断出螺线管b所产生的磁场方向竖直向下,滑动变阻器的滑片p向下滑动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路电流增大,所产生的磁场的磁感应强度增强,根据楞次定律可知,线圈a中所产生的感应电流的磁场方向竖直向上,再由右手螺旋定则可得线圈a中的电流方向为俯视逆时针方向,a错误;由于螺线管b中的电流增大,所产生的磁感应强度增强,线圈a中的磁通量应变大,b错误;根据楞次定律可知,线圈a将阻碍磁通量的增大,因此线圈a有缩小的趋势,线圈a对水平桌面的压力将增大,c错误,d正确。,-15-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.如图所示,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()a.pqrs中感应电流沿顺时针方向,t中感应电流沿逆时针方向b.pqrs中感应电流沿顺时针方向,t中感应电流沿顺时针方向c.pqrs中感应电流沿逆时针方向,t中感应电流沿逆时针方向d.pqrs中感应电流沿逆时针方向,t中感应电流沿顺时针方向,答案,解析,-16-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2.(多选)两根互相平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中,在导轨上导体棒ab和cd可以自由滑动。当ab在外力f作用下向右运动时,下列说法正确的是()a.cd内有电流通过,方向是dcb.cd向左运动c.磁场对cd作用力向左d.磁场对ab作用力向左,答案,解析,-17-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.应用楞次定律判断流程,2.应用楞次定律处理电磁感应问题的常用方法(1)常规法:根据原磁场方向及磁通量变化情况,应用楞次定律确定感应电流产生的磁场方向,利用安培定则判断出感应电流方向,利用左手定则判断导体受力和运动趋势。(2)效果法:由楞次定律可知,感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因,根据“阻碍”的原则,直接对运动趋势做出判断。(3)口诀法:即“增反减同,来拒去留,增缩减扩”。,-18-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,3.楞次定律中“阻碍”的含义,-19-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,探究电磁感应的产生条件1.实验目的探究电磁感应的产生条件。2.实验原理穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中就有感应电流产生。3.实验器材蹄形磁铁、导线棒、导线若干、灵敏电流表、大线圈、小线圈、滑动变阻器、开关、直流电源。,-20-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,4.实验电路与步骤(1)探究导体棒在磁场中运动是否产生电流,-21-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,(2)探究磁铁在线圈中运动是否产生电流,-22-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,(3)模仿法拉第的实验,-23-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,1.(实验原理)下图为探究电磁感应产生条件的实验电路之一,图中还有、两条导线没有接好,为了能顺利完成这个实验,导线应接在(选填“a”或“b”),再接好导线。在实验中发现,开关闭合瞬间,电流计指针向右偏,现保持开关闭合,滑动变阻器滑片p迅速向右滑动时,电流计指针应向(选填“左”或“右”)偏。,答案a左解析电流计与线圈b相连,线圈a与电源构成回路,故导线应与a相连;滑片p向右滑动,电流变小,与闭合瞬间电流计偏转方向相反。,-24-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,2.(实验操作)下图是研究电磁感应现象实验所需的器材,用实线将带有铁芯的小线圈a、电源、滑动变阻器和开关连接成回路,将小量程电流表和大螺线圈b连接成回路。并列举出实验中改变回路的磁通量,使回路产生感应电流的三种方式:(1);(2);(3)。,答案实物连接见解析图;(1)将小线圈a插入大线圈b中;开关闭合(或断开)瞬间;(2)闭合开关,将小线圈a插入大线圈b(或从大线圈b中取出);(3)闭合开关,将小线圈a插入大线圈b中后移动滑动变阻器的滑片。,-25-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,解析小线圈a、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路;大线圈b与电流表组成一个闭合回路,如图所示。小线圈a放在大线圈b内,当小线圈a中的电流发生变化时,大线圈b处的磁场也发生变化,进而使穿过大线圈b的磁通量发生变化,大线圈b与电流表组成的闭合回路中就产生了感应电流,所以采取的方式只要能够改变a中的电流就可以了。,-26-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,3.(实验探究)某同学用如图所示的实验装置探究电磁感应的产生条件,发现将条形磁铁快速插入(或拔出)线圈时,甲图中的电流表发生明显偏转,乙图中的小灯泡始终不发光(检查电路没有发现问题),试分析小灯泡不发光的原因:。,答案通过灯泡的电流太小,-27-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,探究感应电流方向的规律1.实验目的探究感应电流方向的规律。2.实验原理感应电流的磁场方向阻碍原磁场磁通量的变化。3.实验器材条形磁铁、灵敏电流表、线圈、干电池、定值电阻、开关、导线若干。,-28-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,4.实验步骤(1)确定线圈导线绕向,仔细观察实验用线圈导线的绕向,用白线把绕向标识好,如图1所示。(2)用干电池确定电流表的指针偏转方向与电流方向的关系,电路图如图2所示。,-29-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,(3)探究影响感应电流方向的因素。如图所示连接电路,并将磁铁向线圈插入或从线圈中拔出,分析感应电流的方向与哪些因素有关。,-30-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,5.实验现象记录表格,-31-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,1.(实验原理)如图所示,在图甲中,g为指针在中央的灵敏电流表连接在直流电路中时的偏转情况。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验,则图乙中的条形磁铁的运动方向是,图丙中电流计的指针从中央向偏转,图丁中的条形磁铁上端为极。,答案向下右n解析题图乙中流过电流计的电流方向是自左向右,说明穿过线圈的磁通量是向上增大,故条形磁铁的运动方向向下;图丙中穿过线圈的磁通量是向下增大,可知流过电流计的电流方向是自右向左,电流计向右偏