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文档简介
赢在微点高考复习顶层设计物理第十二章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律实验14:探究影响感应电流方向的因素第十二章电磁感应目标要求1.知道电磁感应现象产生的条件并会分析解决实际问题。2.会根据楞次定律判断感应电流的方向,会应用楞次定律的推论分析问题。3.能综合应用安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律解决实际问题。考点1电磁感应现象楞次定律考点2楞次定律的拓展应用内容索引温馨提示:点击标题链接相关内容考点3“三个定则,一个定律”的综合应用电磁感应现象楞次定律赢在微点物理大一轮考点1必|备|知|识1.磁通量。(1)磁通量。①定义:磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的
。②公式:Φ=
(B⊥S);单位:韦伯(Wb)。③矢标性:磁通量是
,但有正负。(2)磁通量的变化量:ΔΦ=Φ2-Φ1。乘积BS标量2.电磁感应现象。(1)电磁感应现象。当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中有
产生的现象。(2)产生感应电流的条件。①闭合导体回路;②
发生变化。感应电流磁通量3.楞次定律。(1)内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的
。(2)适用范围:一切电磁感应现象。4.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个平面内;让
从掌心进入,并使拇指指向
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:导线
产生感应电流。变化磁感线导线运动切割磁感线5.实验:探究影响感应电流方向的因素。(1)实验思路。如图所示,通过将条形磁铁插入或拔出线圈来改变穿过螺线管的磁通量,根据电流表指针的偏转方向判断感应电流的方向。(2)实验器材。电流表、条形磁铁、螺线管、电池、开关、导线、滑动变阻器等。(3)实验现象。相对运动情况
原磁场方向向下向下向上向上Φ的变化情况增加减少减少增加感应电流的磁场方向(线圈中)向上向下向上向下感应电流在线圈中的方向自下而上自上而下自下而上自上而下感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系相反相同相同相反(4)实验结论。当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反;当穿过线圈的磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同。考向1
磁通量
电磁感应现象
关|键|能|力
解析考向2
实验:探究影响感应电流方向的因素【典例2】
(2024·北京卷)用如图1所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图2所示,分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管,观察并标记感应电流的方向。关于本实验,下列说法正确的是
(多选,填选项字母)。
A.需要记录感应电流的大小B.通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向C.图2中甲和乙表明,感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关BC本实验探究影响感应电流方向的因素,故不需要记录感应电流的大小,A项错误;本实验通过电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向,B项正确;由题图2甲和乙知,条形磁体插入N极和S极时,电流方向不同,故感应电流的方向与条形磁体的插入端是N还是S有关,C项正确。解析考向3
感应电流方向的判断1.判断电磁感应现象能否发生的一般流程。2.感应电流方向判断的两种方法。方法一:用楞次定律判断。方法二:用右手定则判断。该方法适用于部分导体切割磁感线。判断时注意掌心、四指、拇指的方向:(1)掌心——磁感线穿入;(2)拇指——导体运动的方向;(3)四指——感应电流的方向。【典例3】
(2024·北京卷)如图所示,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上,下列说法正确的是(
)A.闭合开关瞬间,线圈M和线圈P相互吸引B.闭合开关,达到稳定后,电流表的示数为0C.断开开关瞬间,流过电流表的电流方向由a到bD.断开开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场方向向左闭合开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场与线圈M中电流的磁场方向相反,由楞次定律可知,二者相互排斥,A项错误;闭合开关,达到稳定后,通过线圈P的磁通量保持不变,则感应电流为零,电流表的示数为零,B项正确;断开开关瞬间,通过线圈P的磁场方向向右,磁通量减小,由楞次定律可知感应电流的磁场方向向右,因此流过电流表的感应电流方向由b到a,C、D两项错误。解析【典例4】
(2023·江苏卷)如图所示,圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,OC导体棒的O端位于圆心,棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动。O、A、C点电势分别为φO、φA、φC,则(
)A.φO>φC B.φC>φAC.φO=φA D.φO-φA=φA-φC导体棒OA段旋转切割磁感线,根据右手定则可知φO>φA;AC段不切割磁感线,属于等势体,则φA=φC,故φO>φA=φC,A项正确。解析楞次定律的拓展应用赢在微点物理大一轮考点2关|键|能|力楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为:感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因,列表说明如下。内容阻碍原磁通量变化——“增反减同”阻碍相对运动——“来拒去留”使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”阻碍原电流的变化——“增反减同”例证
磁铁靠近线圈,B感与B原方向相反
磁铁靠近,是斥力
磁铁远离,是引力
P、Q是光滑固定导轨,a、b是可动金属棒,磁铁下移,a、b靠近
合上S,B先亮【典例5】
(2020·全国卷Ⅲ)如图,水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈,右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态,电路接通的瞬间,可观察到(
)A.拨至M端或N端,圆环都向左运动B.拨至M端或N端,圆环都向右运动C.拨至M端时圆环向左运动,拨至N端时向右运动D.拨至M端时圆环向右运动,拨至N端时向左运动无论开关S拨至哪一端,当把电路接通一瞬间,左边线圈中的电流从无到有,电流在线圈轴线上的磁场从无到有,从而引起穿过圆环的磁通量突然增大,根据楞次定律(增反减同),右边圆环中产生了与左边线圈中方向相反的电流,异向电流相互排斥,所以无论哪种情况,圆环均向右运动,B项正确。解析【典例6】
(多选)如图所示,光滑固定的金属导轨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。已知重力加速度为g,则当一条形磁铁从高处下落接近回路时(
)A.P、Q将相互靠拢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方法一
设磁铁下端为N极,如图所示,根据楞次定律可判断出P、Q中的感应电流方向如图所示,根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向,可见,P、Q将互相靠拢。由于回路所受安培力的合力向下,由牛顿第三定律,磁铁将受到向上的反作用力,从而加速度小于g,当磁铁下端为S极时,根据类似的分析可得到相同的结果,A、D两项正确。解析方法二
根据楞次定律的另一表述——感应电流的效果,总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”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近,所以,P、Q将互相靠近且磁铁的加速度小于g,A、D两项正确。解析“三个定则,一个定律”的综合应用赢在微点物理大一轮考点3关|键|能|力安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的应用对比基本现象因果关系应用规律运动电荷、电流产生磁场因电生磁安培定则磁场对运动电荷、电流有作用力因电受力左手定则部分导体做切割磁感线运动因动生电右手定则闭合回路磁通量变化因磁生电楞次定律【典例7】
(2024·江苏卷)如图所示,在绝缘的水平面上,有闭合的两个线圈a、b,线圈a处在匀强磁场中,现将线圈a从磁场中匀速拉出,线圈a、b中产生的感应电流方向分别是(
)A.顺时针,顺时针 B.顺时针,逆时针C.逆时针,顺时针
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