高考物理二輪專題突破 楞次定律課件 魯科版 .ppt

1 感應(yīng)電流方向的判定 1 楞次定律 內(nèi)容 感應(yīng)電流的磁場總要引起感應(yīng)電流的磁通量的 運用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的步驟 a 明確穿過閉合電路的 b 明確穿過閉合電路的磁通量是還是 c 根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場的 變化 阻礙 磁場方向 增加 減少 方向 d 利用安培定則判定 2 右手定則 伸開右手 使拇指與其余四指 使拇指與并攏的四指垂直 讓磁感線垂直穿入手心 使拇指指向的方向 其余四指所指的方向就是的方向 2 自感現(xiàn)象及自感電動勢 1 定義 由導(dǎo)體自身的變化所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象 感應(yīng)電流的方向 感應(yīng)電流 電流 同一平面內(nèi) 2 說明 自感現(xiàn)象總是自身電流的變化 自感現(xiàn)象的阻礙作用 只是延緩了過程的進行 但不能過程的進行 3 自感電動勢和自感系數(shù) 自感電動勢 由導(dǎo)體所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 自感系數(shù) 自感系數(shù)的大小由的因素決定 阻礙 阻止 自身電流變化 線圈本身 線圈越 單位長度的匝數(shù)越 截面積越 自感系數(shù)越大 若線圈中加有鐵芯 自感系數(shù)就更大 長 密 大 考點一如何正確理解 應(yīng)用楞次定律1 楞次定律中 阻礙 一詞的含義 技巧提示 阻礙 不等于 阻止 當由于原磁通量增加引起感應(yīng)電流時 感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反 其作用僅僅是使原磁通量的增加變慢了 但磁通量仍在增加 當由于原磁通量的減少引起感應(yīng)電流時 感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同 其作用僅僅是使原磁通量的減少變慢了 但磁通量仍在減少 阻礙 也不意味 相反 2 楞次定律的另外兩種表述 1 楞次定律還可表述為 當磁體間因相對運動產(chǎn)生感應(yīng)電流時 感應(yīng)電流的磁場總是阻礙磁體間的相對運動 2 楞次定律還可表述為 感應(yīng)電流的效果總與引起感應(yīng)電流的原因相對抗 3 楞次定律的推廣含義的應(yīng)用 1 阻礙原磁通量的變化 增反減同 2 阻礙 導(dǎo)體的 相對運動 來拒去留 3 阻礙線圈自身電流的變化 自感現(xiàn)象 4 應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方法由此圖可以看出 閉合回路的磁通量變化和該電路的磁場方向 感應(yīng)電流方向這3個因素是相互關(guān)聯(lián)的 應(yīng)用楞次定律時一定要依照以上思維程序進行 案例1 2009 浙江理綜 如圖所示 在磁感應(yīng)強度大小為b 方向豎直向上的勻強磁場中 有一質(zhì)量為m 阻值為r的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細桿懸掛在o點 并可繞o點擺動 金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開始釋放 在擺動到左側(cè)最高點的過程中 細桿和金屬線框平面始終處于同一平面 且垂直紙面 則線框中感應(yīng)電流的方向是 a a b c d ab d c b a dc 先是d c b a d 后是a b c d ad 先是a b c d a 后是d c b a d 解析 由楞次定律 一開始磁通量減小 后來磁通量增大 由 增反減同 可知電流方向是d c b a d 答案 b 即時鞏固1 如圖 金屬棒ab置于水平放置的u形光滑導(dǎo)軌上 在ef右側(cè)存在有界勻強磁場b 磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下 在ef左側(cè)的無磁場區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)l 圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi) 當金屬棒ab在水平恒力f作用下從磁場左邊界ef處由靜止開始向右運動后 圓環(huán)l有 填 收縮 或 擴張 趨勢 圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流 填 變大 變小 或 不變 解析 由于金屬棒ab在恒力f的作用下向右運動 則abcd回路中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流 則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于紙面向外的磁場 隨著金屬棒向右加速運動 圓環(huán)的磁通量將增大 依據(jù)楞次定律可知 圓環(huán)將有收縮的趨勢以阻礙圓環(huán)的磁通量增大 又由于金屬棒向右運動的加速度減小 單位時間內(nèi)磁通量的變化率減小 所以在圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不斷減小 答案 收縮變小 考點二楞次定律 右手定則 左手定則 安培定則的綜合應(yīng)用1 規(guī)律比較 2 應(yīng)用區(qū)別關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系 因電而生磁 i b 安培定則 因動而生電 v b i安 右手定則 因電而受力 i b f安 左手定則 案例2 如圖所示 導(dǎo)線框abcd與通電直導(dǎo)線在同一平面內(nèi) 直導(dǎo)線通有恒定電流并通過ad和bc的中點 在線框向右運動的瞬間 a 線框中有感應(yīng)電流 且沿順時針方向b 線框中有感應(yīng)電流 且沿逆時針方向c 線框中有感應(yīng)電流 但方向難以判斷d 由于穿過線框的磁通量為零 線框中沒有感應(yīng)電流 解析 本題可以用以下兩種方法求解 借此區(qū)分右手定則和楞次定律 解法1 首先 由安培定則判斷通電直導(dǎo)線周圍的磁場方向 如圖所示 由對稱性可知合磁通量 0 其次 當導(dǎo)線框向右運動時 穿過線框的磁通量增大 方向垂直紙面向里 由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場方向垂直紙面向外 最后 由安培定則判知感應(yīng)電流沿逆時針方向 故b選項正確 解法2 ab導(dǎo)線向右做切割磁感線運動時 由右手定則判斷感應(yīng)電流由a b 同理可判斷cd導(dǎo)線中的感應(yīng)電流方向由c d ad bc兩邊不做切割磁感線運動 所以整個線框中的感應(yīng)電流沿逆時針方向 答案 b 技巧提示 導(dǎo)體運動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流是磁通量發(fā)生變化引起感應(yīng)電流的特例 所以判定感應(yīng)電流方向的右手定則也是楞次定律的特例 用右手定則能判定的 一定也能用楞次定律來判定 只是不少情況下 不如用右手定則判定來得方便簡單 即時鞏固2 如圖所示為地磁場磁感線的示意圖 在北半球地磁場的豎直分量向下 飛機在我國上空勻速巡航 機翼保持水平 飛行高度不變 由于地磁場的作用 金屬機翼上有電勢差 設(shè)飛行員左方機翼末端處的電勢為 1 右方機翼末端處的電勢為 2 a 若飛機從西往東飛 2比 1高b 若飛機從東往西飛 2比 1高c 若飛機從南往北飛 1比 2高d 若飛機從北往南飛 2比 1高 解析 對a選項 磁場豎直分量向下 手心向上 拇指指向飛機飛行方向 四指指向左翼末端 故 1 2 a錯 同理 飛機從東往西飛 仍是 1 2 b錯 從南往北 從北往南飛 都是 1 2 故c正確 d錯 答案 c 案例3 如圖所示 水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒pq mn 當pq在外力作用下運動時 mn在磁場力的作用下向右運動 則pq所做的運動可能是 a 向右加速運動b 向左勻速運動c 向右減速運動d 向左減速運動 解析 分析該類問題 首先要明確pq運動是引起mn運動的原因 然后根據(jù)楞次定律和左手定則判斷 由右手定則pq向右加速運動 穿過l1的磁通量向上且增加 由楞次定律和左手定則可判斷mn向左運動 故a錯 若pq向左勻速運動 由右手定則 穿過l1的磁通量不變 l1中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流 則mn靜止 故b錯 若pq向右減速運動 由右手定則 穿過l1的磁通量向上且減小 由楞次定律和左手定則可判知mn向右運動 故c對 若pq向左減速運動 情況恰好和c相反 故d錯 答案 c 誤區(qū)警示 解決此類問題往往多次運用楞次定律 并注意要想在下一級中有感應(yīng)電流 導(dǎo)體棒一定做變速運動 或穿過閉合回路的磁通量非均勻變化 這樣才可以產(chǎn)生變化的感應(yīng)電流 這一變化的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場是變化的 會在其他回路中再次產(chǎn)生感應(yīng)電流 即時鞏固3 2011屆 煙臺測試 如圖所示 在勻強磁場中放有平行銅導(dǎo)軌 它與大線圈m相連 要使小導(dǎo)線圈n獲得順時針方向的感應(yīng)電流 則放在導(dǎo)軌上的裸金屬棒ab的運動情況是 兩線圈共面放置 a 向右勻速運動b 向左加速運動c 向左勻速運動d 向右加速運動 解析 欲使n產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流 則感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)為垂直紙面向里 由楞次定律可知有兩種情況 一是m中有順時針方向逐漸減小的電流 使其在n中的磁場方向向里 且磁通量在減小 二是m中有逆時針方向逐漸增大的電流 使其在n中的磁場方向向外 且磁通量在增大 因此 對于前者 應(yīng)使ab減速向右運動 對于后者 則應(yīng)使ab加速向左運動 故應(yīng)選b 答案 b 考點三自感現(xiàn)象及互感現(xiàn)象1 通電自感和斷電自感的比較 2 互感兩個線圈之間未經(jīng)導(dǎo)線連接 但當一個線圈中的電流變化時 它所產(chǎn)生的變化的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 這種現(xiàn)象稱為互感 互感過程中產(chǎn)生的電動勢稱為互感電動勢 互感現(xiàn)象是變壓器的工作基礎(chǔ) 在電子電路中 互感現(xiàn)象會影響電路的正常工作 應(yīng)設(shè)法減小電路間的互感 案例4 2010 江蘇高考 如圖所示的電路中 電源的電動勢為e 內(nèi)阻為r 電感l(wèi)的電阻不計 電阻r的阻值大于燈泡d的阻值 在t 0時刻閉合開關(guān)s 經(jīng)過一段時間后 在t t1時刻斷開s 下列表示a b兩點間電壓uab隨時間t變化的圖象中 正確的是 解析 s閉合時 由于自感l(wèi)有感抗 經(jīng)過一段時間電流穩(wěn)定時l電阻不計 可見電路的外阻是從大變小的過程 由u外 可知u外也是從大變小的過程 所以a c錯 t1時刻斷開s 由于自感在l r d構(gòu)成的回路中電流從b向a中間流過d 所以t1時刻uab反向 b正確 答案 b 即時鞏固4 如圖所示 多匝線圈和電池的內(nèi)阻均為零 兩個電阻的阻值均為r 開關(guān)s原來是斷開的 電路中的電流為i0 現(xiàn)將s閉合 于是線圈中產(chǎn)生自感電動勢 此自感電動勢 a 有阻礙電流的作用 最后電流由i0減小為零b 有阻礙電流的作用 最后總電流小于