（課標(biāo)通用版）2020版高考物理總復(fù)習(xí)第十章01第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律課件.pptx

第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律,一電磁感應(yīng)現(xiàn)象,二感應(yīng)電流方向的判斷,基礎(chǔ)過(guò)關(guān),考點(diǎn)一磁通量電磁感應(yīng)現(xiàn)象,考點(diǎn)二對(duì)楞次定律的理解及應(yīng)用,考點(diǎn)三“一定律、三定則”的綜合應(yīng)用,考點(diǎn)突破,基礎(chǔ)過(guò)關(guān),一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.磁通量(1)概念:在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,與磁場(chǎng)方向垂直的面積S與B的乘積。(2)公式:=BS。(3)單位:韋伯(韋),符號(hào)Wb。(4)標(biāo)矢性:磁通量是標(biāo)量,但有正、負(fù)。,2.電磁感應(yīng)(1)概念:當(dāng)穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí),電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的現(xiàn)象。(2)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件a.電路閉合;b.磁通量變化。(3)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì):電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),如果電路閉合則有感應(yīng)電流產(chǎn)生。,(5)物理意義:磁通量可以理解為穿過(guò)某一面積的磁感線的條數(shù)。,二、感應(yīng)電流方向的判斷1.楞次定律(1)內(nèi)容:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。(2)適用范圍:一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象。,(4)能量轉(zhuǎn)化:發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí),機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。,2.右手定則(1)內(nèi)容:伸開(kāi)右手,使拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi);讓磁感線從掌心進(jìn)入,并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向,這時(shí)四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。(2)適用情況:導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流。,1.判斷下列說(shuō)法對(duì)錯(cuò)。(1)閉合電路內(nèi)只要有磁通量,就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。()(2)穿過(guò)線圈的磁通量和線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)。()(3)線框不閉合時(shí),即使穿過(guò)線框的磁通量發(fā)生變化,線框中也沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。(),(4)當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線時(shí),一定產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。()(5)由楞次定律知,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反。()(6)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的磁通量的變化。(),2.在法拉第時(shí)代,下列驗(yàn)證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實(shí)驗(yàn)中,能觀察到感應(yīng)電流的是(D)A.將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路,然后觀察電流表的變化B.在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈,然后觀察電流表的變化C.將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接,往線圈中插入條形磁鐵后,再到相鄰房間去觀察電流表的變化,D.繞在同一鐵環(huán)上的兩個(gè)線圈,分別接電源和電流表,在給線圈通電或斷電的瞬間,觀察電流表的變化,3.如圖所示,ab是一個(gè)可以繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩形導(dǎo)體線圈,在滑動(dòng)變阻器R的滑片P向右滑動(dòng)的過(guò)程中,線圈ab將(B)A.靜止不動(dòng)B.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),C.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D.發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),但因電源的極性不明,無(wú)法確定轉(zhuǎn)動(dòng)方向,考點(diǎn)一磁通量電磁感應(yīng)現(xiàn)象,考點(diǎn)突破,1.磁通量、磁通量的變化量和磁通量的變化率的區(qū)別,續(xù)表,2.常見(jiàn)的產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況,3.判斷電路中能否產(chǎn)生感應(yīng)電流的一般流程,1.(多選)(2018課標(biāo),19,6分)如圖,兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上,其中一線圈通過(guò)開(kāi)關(guān)與電源連接,另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方,開(kāi)關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是(),A.開(kāi)關(guān)閉合后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)B.開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后,小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向C.開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后,小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D.開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開(kāi)后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng),答案AD解析本題考查電流的磁效應(yīng)、楞次定律等知識(shí)。當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合瞬間,右側(cè)線圈中電流突然增大,鐵芯上向右的磁場(chǎng)增強(qiáng),由楞次定律可知左側(cè)線圈中正面感應(yīng)電流向上,則遠(yuǎn)處直導(dǎo)線上電流向左,由安培定則可知小磁針處直導(dǎo)線上電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,A項(xiàng)正確。開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后,磁場(chǎng)不再變化,左側(cè)線圈中沒(méi)有感應(yīng)電流,小磁針N、S極回到原始方向,故B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤。開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的瞬間,右側(cè)線圈中電流減小,左側(cè)線圈正面感應(yīng)電流向下,遠(yuǎn)處直導(dǎo)線上電流向右,由安培定則知,小磁針處直導(dǎo)線上電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,故D項(xiàng)正確。,2.現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開(kāi)關(guān)按如圖所示連接。下列說(shuō)法中正確的是(),A.開(kāi)關(guān)閉合后,線圈A插入或拔出線圈B都會(huì)引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)B.線圈A插入線圈B中后,開(kāi)關(guān)閉合和斷開(kāi)的瞬間電流計(jì)指針均不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.開(kāi)關(guān)閉合后,滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng),會(huì)使電流計(jì)指針靜止在中央零刻度D.開(kāi)關(guān)閉合后,只有滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng),電流計(jì)指針才能發(fā)生偏轉(zhuǎn),答案A解析開(kāi)關(guān)閉合后,線圈A插入或拔出線圈B都會(huì)引起穿過(guò)線圈B的磁通量的變化,從而使電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)A正確;線圈A插入線圈B中后,開(kāi)關(guān)閉合和斷開(kāi)的瞬間,穿過(guò)線圈B的磁通量會(huì)發(fā)生變化,電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;開(kāi)關(guān)閉合后,滑動(dòng)變阻器的滑片P無(wú)論勻速滑動(dòng)還是加速滑動(dòng),都會(huì)導(dǎo)致線圈A中的電流發(fā)生變化,使穿過(guò)線圈B的磁通量發(fā)生變化,電流計(jì)指針都會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。,考點(diǎn)二對(duì)楞次定律的理解及應(yīng)用,1.楞次定律中“阻礙”的含義,2.感應(yīng)電流方向判斷的兩種方法(1)方法一:用楞次定律判斷,(2)方法二:用右手定則判斷該方法適用于部分導(dǎo)體切割磁感線。判斷時(shí)注意掌心、四指、拇指的方向:掌心磁感線垂直穿入;拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向;四指指向感應(yīng)電流的方向。,例1(2017課標(biāo),15,6分)如圖,在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直。金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS,一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi),線框與導(dǎo)軌共面。現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始的瞬間,關(guān)于感應(yīng)電流的方向,下列說(shuō)法正確的是(D),A.PQRS中沿順時(shí)針?lè)较?T中沿逆時(shí)針?lè)较駼.PQRS中沿順時(shí)針?lè)较?T中沿順時(shí)針?lè)较駽.PQRS中沿逆時(shí)針?lè)较?T中沿逆時(shí)針?lè)较駾.PQRS中沿逆時(shí)針?lè)较?T中沿順時(shí)針?lè)较?解析金屬桿PQ向右運(yùn)動(dòng),穿過(guò)PQRS的磁通量增加,由楞次定律可知,PQRS中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?。這時(shí)因?yàn)镻QRS中感應(yīng)電流的作用,穿過(guò)T的磁通量減小,依據(jù)楞次定律可知,T中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流。故只有D項(xiàng)正確。,考向1“增反減同”現(xiàn)象1.(2016海南單科)如圖,一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長(zhǎng)直導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi),環(huán)的圓心與兩導(dǎo)線距離相等,環(huán)的直徑小于兩導(dǎo)線間距。兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向向下的恒定電流。若(D)A.金屬環(huán)向上運(yùn)動(dòng),則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较駼.金屬環(huán)向下運(yùn)動(dòng),則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?C.金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较駾.金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?解析當(dāng)金屬環(huán)上下移動(dòng)時(shí),穿過(guò)環(huán)的磁通量不發(fā)生變化,根據(jù)楞次定律可知,沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;當(dāng)金屬環(huán)向左移動(dòng)時(shí),穿過(guò)環(huán)的磁通量垂直紙面向外且增大,根據(jù)楞次定律可知,產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;當(dāng)金屬環(huán)向右移動(dòng)時(shí),穿過(guò)環(huán)的磁通量垂直紙面向里且增大,根據(jù)楞次定律可知,產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,故選項(xiàng)D正確。,考向2“來(lái)拒去留”現(xiàn)象2.很多相同的絕緣銅圓環(huán)沿豎直方向疊放,形成一很長(zhǎng)的豎直圓筒。一條形磁鐵沿圓筒的中心軸豎直放置,其下端與圓筒上端開(kāi)口平齊。讓條形磁鐵從靜止開(kāi)始下落。條形磁鐵在圓筒中的運(yùn)動(dòng)速率(C)A.均勻增大B.先增大,后減小C.逐漸增大,趨于不變D.先增大,再減小,最后不變,解析對(duì)磁鐵受力分析可知,磁鐵重力不變,磁場(chǎng)力隨速率的增大而增大,當(dāng)重力等于磁場(chǎng)力時(shí),磁鐵勻速下落,所以選C。,考向3“增縮減擴(kuò)”現(xiàn)象3.(多選)(2019山東臨沂質(zhì)檢)如圖所示,光滑固定的金屬導(dǎo)軌M、N水平放置,兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放于導(dǎo)軌上,形成一個(gè)閉合回路,當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)(AD)A.P、Q將互相靠攏B.P、Q將互相遠(yuǎn)離,C.磁鐵的加速度仍為gD.磁鐵的加速度小于g,解析解法一磁鐵下端為N極,如圖所示,根據(jù)楞次定律和安培定則可判斷出P、Q中感應(yīng)電流的方向,根據(jù)左手定則可判斷出P、Q所受安培力的方向,可知P、Q將互相靠攏。由于回路所受安培力的合力向下,由牛頓第三定律可知,磁鐵將受到向上的反作用力,從而加速度小于g。當(dāng)下端為S極時(shí),可得到同樣的結(jié)果。,解法二根據(jù)楞次定律的另一種表述感應(yīng)電流的效果總是要阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因,本題中“原因”是回路中磁通量的增加,歸根結(jié)底是磁鐵靠近回路,“效果”便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近,所以P、Q將互相靠攏,且磁鐵的加速度小于g。,考向4右手定則的應(yīng)用4.如圖所示,MN、GH為光滑的水平平行金屬導(dǎo)軌,ab、cd為跨在導(dǎo)軌上的兩根金屬桿,垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)MN、GH所在的平面,則(),A.若固定ab,使cd向右滑動(dòng),則abdc回路有電流,電流方向?yàn)閍bdcaB.若ab、cd以相同的速度一起向右滑動(dòng),則abdc回路有電流,電流方向?yàn)閍cdbaC.若ab向左、cd向右同時(shí)運(yùn)動(dòng),且兩桿速度大小相等,則abdc回路中的電流為零D.若ab、cd都向右運(yùn)動(dòng),且兩桿速度vcdvab,則abdc回路有電流,電流方向?yàn)閍cdba,答案D解析由右手定則可判斷出固定ab,使cd向右滑動(dòng),則abdc回路產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?故A項(xiàng)錯(cuò)誤;若ab、cd同向運(yùn)動(dòng)且速度大小相同,ab、cd所圍面積不變,磁通量不變,故不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;若ab向左,cd向右同時(shí)運(yùn)動(dòng),則abdc回路中有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?故C項(xiàng)錯(cuò)誤;若ab、cd都向右運(yùn)動(dòng),且兩桿速度vcdvab,則ab、cd所圍面積發(fā)生變化,磁通量也發(fā)生變化,由楞次定律及安培定則可判斷出,abdc回路中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?故D項(xiàng)正確。,名師點(diǎn)撥,考點(diǎn)三“一定律、三定則”的綜合應(yīng)用,1.安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律應(yīng)用的比較,2.右手定則與左手定則的區(qū)別“因電而動(dòng)”用左手定則,“因動(dòng)而電”用右手定則。3.安培定則與楞次定律的區(qū)別“因電生磁”用安培定則,“因磁生電”用楞次定律(或右手定則)。,1.(多選)如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放有平行金屬導(dǎo)軌,它與大線圈M相連接,要使小導(dǎo)線圈N獲得順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,則放在金屬導(dǎo)軌上的金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)情況是(兩線圈共面放置)(BC)A.向右勻速運(yùn)動(dòng)B.向左加速運(yùn)動(dòng)C.向右減速運(yùn)動(dòng)D.向右加速運(yùn)動(dòng),解析若線圈N中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,由楞次定律可知有兩種情況:一是大線圈M中有沿順時(shí)針?lè)较蛑饾u減小的電流,使其在小線圈N中的磁場(chǎng)方向向里,且磁通量在減小;二是大線圈M中有逆時(shí)針?lè)较蛑饾u增大的電流,使其在小線圈N中的磁場(chǎng)方向向外,且磁通量在增大。因此對(duì)前者應(yīng)使ab向右減速運(yùn)動(dòng);對(duì)于后者,則應(yīng)使ab向左加速運(yùn)動(dòng)。,2.如圖所示,金屬棒ab、金屬導(dǎo)軌和螺線管組成閉合回路,金屬棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng),則(C)A.ab棒不受安培力作用B.ab棒所受安培力的方向向右C.ab棒向右運(yùn)動(dòng)的速度越大,所受安培力越大,D.螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng),A端為N極,解析ab棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線,根據(jù)右手定則判斷知感應(yīng)電流方向由ba,再根據(jù)左手定則判斷知ab棒所受安培力方向水平向左,故A、B錯(cuò)誤;ab棒的速度越大,感應(yīng)電流越大,所受安培力就越大,C正確;根據(jù)安培定則可判定螺線管的B端為N極,A端為S極,D錯(cuò)誤。,3.(多選)(2019重慶質(zhì)檢)如圖所示,水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN,MN的左邊有一閉合電路,當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),MN在磁場(chǎng)的作用下向右運(yùn)動(dòng),則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是(BC),A.向右加速運(yùn)動(dòng)B.向左加速運(yùn)動(dòng)C.向右減速運(yùn)動(dòng)D.向左減速運(yùn)動(dòng),解析MN向右運(yùn)動(dòng),說(shuō)明MN受到向右的安培力,因?yàn)閍b在MN處產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直紙面向里MN中的感應(yīng)電流方向由MNL1中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上;若L2中磁場(chǎng)方向向上減弱PQ中電流為QP且減小PQ向右減速運(yùn)動(dòng);若L2中磁場(chǎng)方向向下增強(qiáng)PQ中電流為PQ且增大PQ向左加速運(yùn)動(dòng)。,楞次定律的綜合應(yīng)用,熱點(diǎn)題型探究,例2如圖所示的裝置中,cd桿原來(lái)靜止,當(dāng)ab桿做如下哪種運(yùn)動(dòng)時(shí),cd桿將向右移動(dòng)(D)A.向右勻速運(yùn)動(dòng)B.向右減速運(yùn)動(dòng)C.向左加速運(yùn)動(dòng)D.向左減速運(yùn)動(dòng),解析ab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),ab中感應(yīng)電流恒定,L1中磁通量不變,穿過(guò)L2的磁通量不變,L2中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生,cd保持靜止,A錯(cuò)誤;ab向右減速運(yùn)動(dòng)時(shí),L1中的磁通量向上減小,由楞次定律知L2中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下,故通過(guò)cd的電流方向向上,cd向左移動(dòng),B錯(cuò)誤;同理得C錯(cuò)誤,D正確。,1.置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的金屬圓盤(pán)中央和邊緣各引出一根導(dǎo)線,與套在鐵芯上部的線圈A相連。套在鐵芯下部的線圈B引出兩根導(dǎo)線接在兩根水平導(dǎo)軌上,如圖所示。導(dǎo)軌上有一根金屬棒ab處在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。下列說(shuō)法正確的是(C),A.圓盤(pán)順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ab棒將向右運(yùn)動(dòng)B.圓盤(pán)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ab棒將向右運(yùn)動(dòng)C.圓盤(pán)順時(shí)針減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ab棒將向右運(yùn)動(dòng)D.圓盤(pán)逆時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ab棒將向左運(yùn)動(dòng),解析圓盤(pán)順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由右手定則知,感應(yīng)電流從圓心流向邊緣,且逐漸增大,再由安培定則可知線圈A中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下且磁場(chǎng)增強(qiáng);由楞次定律知,線圈B中的感應(yīng)磁場(chǎng)方向向上,由安培定則知ab棒中感應(yīng)電流方向?yàn)閍b;由左手定則知,ab棒所受的安培力方向向左,將向左運(yùn)動(dòng)