高考总复习电磁感应 楞次定律ppt课件

,(对应学生用书P164)一、电磁感应现象()1磁通量(1)概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的平面S和B的乘积(2)公式：BS.(3)单位：1Wb1_Tm2.,问题探究1BScos，当面积增大时一定增大吗？提示若在匀强磁场中，且磁感线垂直穿过线圈时，S越大越大，若在非匀强磁场，或磁场在线圈里面时面积增大反而会减小,2电磁感应现象(1)产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化(2)引起磁通量变化的常见情况闭合电路的部分导体做切割磁感线运动，导致变线圈在磁场中转动，导致变磁感应强度B变化，导致变(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磁通量发生变化，线路中就有感应电动势(4)电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合则产生感应电流；如果回路不闭合，则只有感应电动势，而无感应电流,(1)磁通量BS，S是指充满磁感线且与磁感线垂直的有效面积，不一定是线圈面积(2)磁通量是否发生变化，是判定电磁感应现象的唯一依据，而引起磁通量变化的途径有多种,二、楞次定律()1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阻碍引起感应电流的磁通量的变化(2)适用情况：所有电磁感应现象2右手定则(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向(2)适用情况：导体切割磁感线产生感应电流,问题探究2楞次定律中表述阻碍变化，既然阻碍了变化为什么还要变化？提示阻碍变化不是不变化，只是变化延缓，阻止变化才是不变化,(对应学生用书P164)要点一对磁通量的理解1.磁通量是标量，为什么有正负磁通量是标量，但有正负之分磁通量的正负不代表大小，只反映磁感线是怎么穿过某一平面的，若规定磁感线向里穿过某一平面的磁通量为正，则向外为负所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和，尤其在计算磁通量变化时更应注意,如图所示，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，现若使矩形线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(),答案C,要点二对楞次定律的理解和应用1.楞次定律中“阻碍”的含义,2.楞次定律的推广含义的应用(1)阻碍原磁通量的变化“增反减同”(2)阻碍(导体的)相对运动“来拒去留”(3)磁通量增加，线圈面积“缩小”；磁通量减少，线圈面积“扩张”(4)阻碍线圈自身电流的变化(自感现象)3楞次定律中的因果关系闭合回路中磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的出现是感应电流存在的结果，简单地说，只有当穿过闭合回路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现,(1)磁通量的变化方式比较多，有一种常见的就是引起感应电流的磁场与导体发生相对运动那么，感应电流的磁场总是要阻碍磁体和闭合回路间的相对运动(2)楞次定律的实质是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现电磁感应现象中总是伴随着能量的转化和守恒，感应电流的磁场的阻碍过程使机械能转化为电能,(2010上海高考)如图，金属环A用轻绳悬挂，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,(对应学生用书P165)题型一感应电流方向的判断(1)右手定则导体在磁场中做切割磁感线运动(2)楞次定律闭合电路中的磁通量发生变化运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为：“一原、二感、三电流”，即：明确原磁场；确定感应磁场；判定感应电流方向(3)相对运动三步法：明确研究对象和相对运动方向；用“阻碍相对运动”判断出感应磁场的方向；用安培定则判断出感应电流的方向,例1一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空()A由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势下端高B由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势上端高C沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势上端高D沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势思路诱导分析该题时应注意以下三点：(1)确定赤道上空地磁场分布情况；(2)飞机沿不同方向飞行时，金属杆切割磁感线的情况；(3)右手定则确定感应电动势的高低,尝试解答赤道上方的地磁场方向是由南指向北，根据右手定则，飞机由东向西飞行时，杆下端电势高，而飞机由西向东飞行时，杆上端电势高，故A、B对若飞机沿经线由南向北或由北向南水平飞行时，杆均不切割磁感线，杆中不会产生感应电动势，故C错、D正确答案ABD,利用右手定则判断时，应明确磁场方向、切割方向及感应电流方向与手掌的对应关系，且应分清左、右手,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()AabcdaBdcbadC先是dcbad，后是abcdaD先是abcda，后是dcbad,解析线框从右侧开始由静止释放，穿过线框平面的磁通量逐渐减少，由楞次定律可得感应电流的方向为dcbad；线框过竖直位置继续向左摆动过程中，穿过线框平面的磁通量逐渐增大，由楞次定律可得感应电流的方向仍为dcbad，故B正确答案B,题型二楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综合应用(1)规律比较,(2)应用区别关键是抓住因果关系：因电而生磁(IB)安培定则；因动而生电(v、BI安)右手定则；因电而受力(I、BF安)左手定则(3)相互联系应用楞次定律，必然要用到安培定则；感应电流受到的安培力，有时可以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，有时可以直接应用楞次定律的推论确定,例2如右图所示，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点思路诱导金属棒ab在磁场中切割磁感线产生感应电流，从而在左边线圈中产生磁场，这个磁场会通过铁芯穿过右边的线圈若磁场变化，则在右边线圈中产生感应电动势和感应电流,尝试解答当金属棒ab向右匀速运动而切割磁感线时，金属棒中产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流方向由ab.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，c点与d点等电势,当金属棒ab向右做加速运动时，由右手定则可推断ba，电流沿逆时针方向又由EBLv可知金属棒ab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中的感应电流的方向应沿逆时针，而在右线圈绕成的电路中，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做电源，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点综上所述，选项B、D正确答案BD,(1)正确使用右手定则和楞次定律，抓住两个电路之间的关系，准确地判定感应电流的方向，是解决问题的关键和基础(2)在本类型题目中，往往多次运用楞次定律，在分析问题时应注意导体棒的运动特点或穿过闭合回路的磁通量变化情况，防止在应用楞次定律时出现错误,如右图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，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,解析当PQ向右运动时，用右手定则可判定PQ中感应电流的方向是由QP，由安培定则可知穿过L1的磁场方向是自下而上的；若PQ向右加速运动，则穿过L1的磁通量增加，用楞次定律可以判断流过MN的感应电流是从NM的，用左手定则可判定MN受到向左的安培力，将向左运动，可见选项A不正确若PQ向右减速运动，流过MN的感应电流方向、感应电流所受的安培力的方向均将反向，MN向右运动，所以选项C是正确的，同理可判断B项是正确的，D项是错误的答案BC,(对应学生用书P166)易错点1：磁通量变化情况分析不全面造成错解如图所示，矩形闭合线圈放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁如图所示置于平板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度)当磁铁匀速向右通过线圈正下方时，线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向(从上向下看)是()A摩擦力方向一直向左B摩擦力方向先向左、后向右C感应电流的方向顺时针逆时针逆时针顺时针D感应电流的方向顺时针逆时针,易错分析对磁铁向右运动过程中穿过线框的磁通量变化的细节判断不够准确，不能够判断出N极和S极分别靠近和远离线框时通过的磁通量的变化情况正确解答穿过线圈的磁通量先向上增加，后减少，当线圈处在磁铁中间以后，磁通量先向下增加，后减少，所以感应电流的方向顺时针逆时针逆时针顺时针，故C正确，D错误；根据楞次定律可以判断：磁铁向右移动过程中，磁铁对线圈有向右的安培力作用，所以摩擦力方向向左，故A正确，B错误答案为AC.,(2011湖北武汉部分学校高三调研测试)如图所示，某同学用一个闭合线圈穿入蹄形磁铁由1位置经2位置到3位置，最后从下方S极拉出，则在这一过程中，线圈的感应电流的方向是()A沿abcd不变B沿dcba不变C先沿abcd，后沿dcbaD先沿dcba，后沿abcd,解析在蹄形磁铁的磁极部位磁感线多，而弯曲部位则少，在内部都是一样的，外部的磁通量先减小后增大，所以总磁通量变化是先增大后减小，在弯曲部位最大，由楞次定律判断知感应电流先沿dcba，后沿abcd，选项D正确答案D,易错点2：对楞次定律中“阻碍”的含义理解不到位如图甲所示，AB两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流iA随时间t的变化规律如图乙所示下列说法中正确的是()At1时刻，两环作用力最大Bt2和t3时刻，两环相互吸引Ct2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥Dt3和t4时刻，两环相互吸引,易错分析楞次定律应用不熟练；导线电流有一个为零时两线间没有力作用正确解答t1时刻B环中感应电流为零，故两环作用力为零，则A错误；t2时刻A环中电流在减小，则B环中产生与A环同向的电流使二者相互吸引，B正确；同理，t3时刻也应相互吸引，故C错误；t4时刻A中电流为零，两环无相互作用答案为B.,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.M、N可在木质圆柱上无摩擦移动M连接在如下图所示的电路中，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()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,解析由感应电流的磁场总要阻碍磁通量的变化可知：只要线圈中电流增强，即穿过N的磁通量增加，则N受排斥而向右，只要线圈中电流减弱，即穿过N的磁通量减少，则N受吸引而向左，故C选项正确答案C,(对应学生用书P167)1(2011韶关模拟)绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连，如下图所示线圈上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起则下列说法中正确的是()A若保持电键闭合，则铝环不断升高B若保持电键闭合，则铝环停留在某一高度C若保持电键闭合，则铝环跳起到某一高度后将回落D如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变,解析若保持电键闭合，磁通量不变，感应电流消失，所以铝环跳起到某一高度后将回落，A、B错，C对；正、负极对调，同样磁通量增加，由楞次定律知，铝环向上跳起，现象不变，D正确答案CD,2如右图所示，沿x轴、y轴有两根长直导线，互相绝缘x轴上的导线中通有x方向的电流，y轴上的导线中通有y方向的电流，两虚线是坐标轴所夹角的角平分线a、b、c、d是四个圆心在虚线上、与坐标原点等距的相同的圆形导线环当两直导线中的电流从相同大小，以相同的快慢均匀减小时，各导线环中的感应电流情况是()Aa中有逆时针方向的电流Bb中有顺时针方向的电流Cc中有逆时针方向的电流Dd中有顺时针方向的电流,解析先根据安培定则可以判断a、b、c、d圆环所在区域的合磁场、合磁通，a、d圆环内合磁通为零，b圆环内合磁通方向向里，c圆环内合磁通方向向外再根据楞次定律可以判断b