高考物理一輪復(fù)習(xí) 第9章 第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律課件.ppt

第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律 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 的面積s與b的乘積 2 公式 3 單位 1wb 4 公式的適用條件 勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感線的方向與平面垂直 即b s 磁通量 考綱要求 垂直 bs 1t m2 1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 當(dāng)穿過(guò)閉合電路的磁通量 時(shí) 電路中有 產(chǎn)生的現(xiàn)象 2 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 1 條件 穿過(guò)閉合電路的磁通量 2 特例 閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)做 運(yùn)動(dòng) 3 產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生 如果回路閉合則產(chǎn)生 如果回路不閉合 則只有 而無(wú) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 考綱要求 發(fā)生變化 感應(yīng)電流 發(fā)生變化 切割磁感線 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 感應(yīng)電流 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 感應(yīng)電流 判斷正誤 正確的劃 錯(cuò)誤的劃 1 磁通量是標(biāo)量 但有正 負(fù)之分 2 磁通量與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān) 3 閉合電路內(nèi)只要有磁通量 就有感應(yīng)電流產(chǎn)生 4 電路的磁通量變化 電路中就一定有感應(yīng)電流 答案 1 2 3 4 楞次定律 考綱要求 判斷正誤 正確的劃 錯(cuò)誤的劃 1 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 2 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 3 穿過(guò)不閉合回路的磁通量變化時(shí) 也會(huì)產(chǎn)生 阻礙 作用 4 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 答案 1 2 3 4 1 單選 如圖9 1 1所示 ab是水平面上一個(gè)圓的直徑 在過(guò)ab的豎直面內(nèi)有一根通電直導(dǎo)線ef 且ef平行于ab 當(dāng)ef豎直向上平移時(shí) 穿過(guò)圓面積的磁通量將 a 逐漸變大b 逐漸減小c 始終為零d 不為零 但始終保持不變 基礎(chǔ)自測(cè) 圖9 1 1 解析穿過(guò)圓面積的磁通量是由通電直導(dǎo)線ef產(chǎn)生的 因?yàn)橥娭睂?dǎo)線位于圓的正上方 所以向下穿過(guò)圓面積的磁感線條數(shù)與向上穿過(guò)該面積的條數(shù)相等 即磁通量為零 而且豎直方向的平移也不會(huì)影響磁通量的變化 故c正確 答案c 2 單選 2013 寧波市期末 如圖所示 矩形線框在磁場(chǎng)內(nèi)做的各種運(yùn)動(dòng)中 能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 解析根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 閉合回路內(nèi)磁通量發(fā)生變化才能產(chǎn)生感應(yīng)電流 只有選項(xiàng)b正確 答案b 3 單選 如圖9 1 2所示 繞在鐵芯上的線圈與電源 滑動(dòng)變阻器和電鍵組成閉合回路 在鐵芯的右端套有一個(gè)表面絕緣的銅環(huán)a 下列各種情況中銅環(huán)a中沒(méi)有感應(yīng)電流的是 a 線圈中通以恒定的電流b 通電時(shí) 使滑動(dòng)變阻器的滑片p勻速移動(dòng)c 通電時(shí) 使滑動(dòng)變阻器的滑片p加速移動(dòng)d 將電鍵突然斷開的瞬間 圖9 1 2 解析當(dāng)線圈中通恒定電流時(shí) 產(chǎn)生的磁場(chǎng)為穩(wěn)恒磁場(chǎng) 通過(guò)銅環(huán)a的磁通量不發(fā)生變化 不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 答案a 4 單選 如圖9 1 3所示 接有理想電壓表的三角形導(dǎo)線框abc 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向右運(yùn)動(dòng) 問(wèn) 框中有無(wú)感應(yīng)電流 a b兩點(diǎn)間有無(wú)電勢(shì)差 電壓表有無(wú)讀數(shù) 示數(shù)不為零稱有讀數(shù) a 無(wú) 無(wú) 無(wú)b 無(wú) 有 有c 無(wú) 有 無(wú)d 有 有 有 圖9 1 3 解析應(yīng)注意到產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流的條件 同時(shí)還應(yīng)了解電壓表的工作原理 由于穿過(guò)三角形導(dǎo)線框的磁通量不變 所以框中沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生 由于ab邊和bc邊均做切割磁感線的運(yùn)動(dòng) 所以均將產(chǎn)生b端為正極的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) a b兩點(diǎn)間有電勢(shì)差 由于沒(méi)有電流流過(guò)電壓表 所以其表頭指針將不發(fā)生偏轉(zhuǎn) 即電壓表無(wú)讀數(shù) 示數(shù)為零 綜上所述 應(yīng)選c 答案c 5 單選 某實(shí)驗(yàn)小組用如圖9 1 4所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證楞次定律 當(dāng)條形磁鐵自上而下穿過(guò)固定的線圈時(shí) 通過(guò)電流計(jì)的感應(yīng)電流方向是 a a g bb 先a g b 后b g ac b g ad 先b g a 后a g b 圖9 1 4 解析 確定原磁場(chǎng)的方向 條形磁鐵在穿入線圈的過(guò)程中 磁場(chǎng)方向向下 明確回路中磁通量的變化情況 線圈中向下的磁通量增加 由楞次定律的 增反減同 可知 線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上 應(yīng)用安培定則可以判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針 俯視 即 b g a 同理可以判斷 條形磁鐵穿出線圈的過(guò)程中 向下的磁通量減小 由楞次定律可得線圈中將產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 俯視 電流從a g b 答案d 1 判斷電磁感應(yīng)現(xiàn)象是否發(fā)生的一般流程 熱點(diǎn)一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷 2 磁通量發(fā)生變化的三種常見情況 1 磁場(chǎng)強(qiáng)弱不變 回路面積改變 2 回路面積不變 磁場(chǎng)強(qiáng)弱改變 3 回路面積和磁場(chǎng)強(qiáng)弱均不變 但二者的相對(duì)位置發(fā)生改變 典例1 如圖9 1 5所示 通有恒定電流的導(dǎo)線mn與閉合金屬框共面 第一次將金屬框由 平移到 第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到 設(shè)先后兩次通過(guò)金屬框的磁通量變化量大小分別為 1和 2 則 圖9 1 5 a 1 2 兩次運(yùn)動(dòng)中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn)b 1 2 兩次運(yùn)動(dòng)中線框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn)c 1 2 兩次運(yùn)動(dòng)中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn)d 1 2 兩次運(yùn)動(dòng)中線框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn) 解析設(shè)金屬框在位置 的磁通量為 金屬框在位置 的磁通量為 由題可知 1 2 所以金屬框的磁通量變化量大小 1 2 由安培定則知兩次磁通量均向里減小 所以由楞次定律知兩次運(yùn)動(dòng)中線框中均出現(xiàn)沿adcba方向的電流 c對(duì) 答案c 反思總結(jié)加深對(duì)磁通量概念的理解 走出誤區(qū) 1 磁通量是一個(gè)雙向標(biāo)量 考慮通過(guò)某個(gè)面內(nèi)的磁通量時(shí) 應(yīng)取磁通量的代數(shù)和 2 利用 bs求磁通量時(shí) s應(yīng)為某平面在垂直于磁感線方向上的投影面積 跟蹤短訓(xùn) 1 如圖9 1 6所示 一個(gè)u形金屬導(dǎo)軌水平放置 其上放有一個(gè)金屬導(dǎo)體棒ab 有一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)斜向上穿過(guò)軌道平面 且與豎直方向的夾角為 在下列各過(guò)程中 一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 圖9 1 6 a ab向右運(yùn)動(dòng) 同時(shí)使 減小b 使磁感應(yīng)強(qiáng)度b減小 角同時(shí)也減小c ab向左運(yùn)動(dòng) 同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度bd ab向右運(yùn)動(dòng) 同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度b和 角 0 90 解析設(shè)此時(shí)回路面積為s 據(jù)題意 磁通量 bscos 對(duì)a s增大 減小 cos 增大 則 增大 a正確 對(duì)b b減小 減小 cos 增大 可能不變 b錯(cuò)誤 對(duì)c s減小 b增大 可能不變 c錯(cuò)誤 對(duì)d s增大 b增大 增大 cos 減小 可能不變 d錯(cuò)誤 故只有a正確 答案a 1 判斷感應(yīng)電流方向的 四步法 熱點(diǎn)二楞次定律的理解及應(yīng)用 2 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 1 掌心 磁感線垂直穿入 2 拇指 指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向 3 四指 指向感應(yīng)電流的方向 典例2 下列各圖是驗(yàn)證楞次定律實(shí)驗(yàn)的示意圖 豎直放置的線圈固定不動(dòng) 將磁鐵從線圈上方插入或拔出 線圈和電流表構(gòu)成的閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 各圖中分別標(biāo)出了磁鐵的極性 磁鐵相對(duì)線圈的運(yùn)動(dòng)方向以及線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向等情況 其中正確的是 審題指導(dǎo) 解析根據(jù)楞次定律可確定感應(yīng)電流的方向 以c選項(xiàng)為例 當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí) 1 閉合線圈原磁場(chǎng)的方向 向上 2 穿過(guò)閉合線圈的磁通量的變化 增加 3 感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向 向下 4 利用安培定則判斷感應(yīng)電流的方向 與圖中箭頭方向相同 線圈的上端為s極 磁鐵與線圈相互排斥 運(yùn)用以上分析方法可知 c d正確 答案cd 跟蹤短訓(xùn) 2 如圖9 1 7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 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)速度v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 圖9 1 7 楞次定律中 阻礙 的主要表現(xiàn)形式 1 阻礙原磁通量的變化 增反減同 2 阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng) 來(lái)拒去留 3 使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì) 增縮減擴(kuò) 4 阻礙原電流的變化 自感現(xiàn)象 增反減同 熱點(diǎn)三楞次定律的推廣應(yīng)用 典例3 如圖9 1 8所示 光滑固定導(dǎo)軌m n水平放置 兩根導(dǎo)體棒p q平行放置在導(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) 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 磁鐵的加速度大于g 圖9 1 8 解析方法一根據(jù)楞次定律的另一表述 感應(yīng)電流的效果總是要反抗產(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 應(yīng)選a 方法二設(shè)磁鐵下端為n極 如圖所示 根據(jù)楞次定律可判斷出p q中的感應(yīng)電流方向 根據(jù)左手定則可判斷p q所受安培力的方向 可見 p q將相互靠攏 由于回路所受安培力的合力向下 由牛頓第三定律知 磁鐵將受到向上的反作用力 從而加速度小于g 當(dāng)磁鐵下端為s極時(shí) 根據(jù)類似的分析可得到相同的結(jié)論 所以 本題應(yīng)選a 答案a反思總結(jié)根據(jù)楞次定律的一些結(jié)論直接解答此題 比直接利用楞次定律 安培定則判斷要簡(jiǎn)單明了 跟蹤短訓(xùn) 3 如圖9 1 9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 當(dāng)滑動(dòng)變阻器r的滑片p自左向右滑動(dòng)過(guò)程中 線圈ab將 a 靜止不動(dòng)b 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)c 順時(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)的方向 圖9 1 9 解析當(dāng)p向右滑動(dòng)時(shí) 電路中電阻減小 電流增大 穿過(guò)線圈ab的磁通量增大 根據(jù)楞次定律判斷 線圈ab將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 答案c 4 如圖9 1 10所示 a為水平放置的膠木圓盤 在其側(cè)面均勻分布著負(fù)電荷 在a的正上方用絕緣絲線懸掛一個(gè)金屬圓環(huán)b 使b的環(huán)面水平且與圓盤面平行 其軸線與膠木盤a的軸線oo 重合 現(xiàn)使膠木盤a由靜止開始繞其軸線oo 按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動(dòng) 則 圖9 1 10 a 金屬環(huán)b的面積有擴(kuò)大的趨勢(shì) 絲線受到的拉力增大b 金屬環(huán)b的面積有縮小的趨勢(shì) 絲線受到的拉力減小c 金屬環(huán)b的面積有擴(kuò)大的趨勢(shì) 絲線受到的拉力減小d 金屬環(huán)b的面積有縮小的趨勢(shì) 絲線受到的拉力增大解析使膠木盤a由靜止開始繞其軸線oo 按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動(dòng) 金屬環(huán)b內(nèi)磁通量增大 根據(jù)楞次定律 金屬環(huán)b的面積有縮小的趨勢(shì) 絲線受到的拉力減小 選項(xiàng)b正確 答案b 1 應(yīng)用現(xiàn)象及規(guī)律比較 思想方法15 三個(gè)定則 一個(gè)定律 的綜合應(yīng)用技巧 2 應(yīng)用技巧多定則應(yīng)用的關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系 1 因電而生磁 i b 安培定則 2 因動(dòng)而生電 v b i 右手定則 3 因電而受力 i b f安 左手定則 3 一般解題步驟 1 分析題干條件 找出閉合電路或切割磁感線的導(dǎo)體棒 2 結(jié)合題中的已知條件和待求量的關(guān)系選擇恰當(dāng)?shù)囊?guī)律 3 正確地利用所選擇的規(guī)律進(jìn)行分析和判斷 典例 如圖9 1 11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向右運(yùn)動(dòng) 則pq所做的運(yùn)動(dòng)可能是 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) 圖9 1 11 即學(xué)即練如圖9 1 12所示 金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌做下列哪種運(yùn)動(dòng)時(shí) 銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引 a 向右做勻速運(yùn)動(dòng)b 向左做減速運(yùn)動(dòng)c 向右做減速運(yùn)動(dòng)d 向右做加速運(yùn)動(dòng) 圖9 1 12 解析當(dāng)導(dǎo)體棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生恒定的電流 線圈中的磁通量恒定不變 無(wú)感應(yīng)電流出現(xiàn) a錯(cuò) 當(dāng)導(dǎo)體棒向左減速運(yùn)動(dòng)時(shí) 由右手定則可判定回路中出現(xiàn)從b a的感應(yīng)電流且減小 由安培定則知螺線管中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向左在減弱 由楞次定律知c中出現(xiàn)順時(shí)針感應(yīng)電流 從右向左看 且被螺線管吸引 b對(duì) 同理可判定c對(duì) d錯(cuò) 答案bc 附 對(duì)應(yīng)高考題組1 2011 海南高考 自然界的電 熱和磁等現(xiàn)象都是相互聯(lián)系的 很多物理學(xué)家為尋找它們之間的聯(lián)系做出了貢獻(xiàn) 下列說(shuō)法正確的是 a 奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng) 揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系b 歐姆發(fā)現(xiàn)了歐姆定律 說(shuō)明了熱現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間存在聯(lián)系 c 法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象 揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系d 焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng) 定量給出了電能和熱能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系解析奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流的磁效應(yīng)表明了電能生磁 a正確 歐姆定律描述了電流與電阻 電壓或電動(dòng)勢(shì)之間的關(guān)系 焦耳定律才揭示了熱現(xiàn)象與電現(xiàn)象間的聯(lián)系 b錯(cuò)誤 d正確 法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象表明了磁能生電 c正確 答案acd 2 2011 上海單科 13 如圖 均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置 當(dāng)a繞o點(diǎn)在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí) b中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 且具有收縮趨勢(shì) 由此可知 圓環(huán)a a 順時(shí)針加速旋轉(zhuǎn)b 順時(shí)針減速旋轉(zhuǎn)c 逆時(shí)針加速旋轉(zhuǎn)d 逆時(shí)針減速旋轉(zhuǎn) 解析由楞次定律 欲使b中產(chǎn)生順時(shí)針電流 則a環(huán)內(nèi)磁場(chǎng)應(yīng)向里減弱或向外增強(qiáng) a環(huán)的旋轉(zhuǎn)情況應(yīng)該是順時(shí)針減速或逆時(shí)針加速 由于b環(huán)又有收縮趨勢(shì) 說(shuō)明a環(huán)外部磁場(chǎng)向外 內(nèi)部向里 故選b 答案b 3 2011 上海單科 20 如圖 磁場(chǎng)垂直于紙面 磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向均勻分布 水平方向非均勻分布 一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于o點(diǎn) 將圓環(huán)拉至位置a后無(wú)初速釋放 在圓環(huán)從a擺向b的過(guò)程中 a 感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針再逆時(shí)針b 感應(yīng)電流方向一直是逆時(shí)針c 安培力方向始終與速度方向相反d 安培力方向始終沿水平方向 解析圓環(huán)從位置a運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)分界線前 磁通量向里增大 感應(yīng)電流為逆時(shí)針 跨越分界線過(guò)程中 磁通量由向里最大變?yōu)橄蛲庾畲?感應(yīng)電流為順時(shí)針 再擺到b的過(guò)程中 磁通量向外減小 感應(yīng)電流為逆時(shí)針 所以選項(xiàng)a正確 由于圓環(huán)所在處的磁場(chǎng) 上下對(duì)稱 所受安培力豎直方向平衡 因此總的安培力沿水平方向 故d正確 答案ad 4 20