高三物理一輪復(fù)習(xí)第9章第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律課件

1、一、磁通量一、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。知識(shí)梳理知識(shí)梳理2.公式:=BS。適用條件:勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感線垂直于平面。3.辨析(1)磁通量是標(biāo)量,但有正、負(fù)之分()(2)穿過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)()二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象:當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí),電路中有電流產(chǎn)生,這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)。2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。只要使穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,即0,閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。3.辨析(1)穿過電路的磁通量變化,電路中就一定有感應(yīng)電流()(2)閉合電路內(nèi)只

2、要有磁通量,就有感應(yīng)電流產(chǎn)生()(3)導(dǎo)體切割磁感線時(shí)一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生()三、右手定則、楞次定律三、右手定則、楞次定律1.右手定則:伸開右手,讓大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面內(nèi),讓磁感線垂直穿入手心,大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向,其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。2.楞次定律: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。3.辨析(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)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化()1.如圖所示,在條形磁鐵外套有A、B兩個(gè)大小不同的

3、圓環(huán),穿過A環(huán)的磁通量A與穿過B環(huán)的磁通量B相比較()A.ABB.AB,故正確答案為A。2.如圖所示,一個(gè)矩形框從勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上方自由落下,進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,然后再從磁場(chǎng)中穿出。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的寬度L大于線框的高度h,下列說法正確的是()A.線框只在進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)的過程中,才有感應(yīng)電流產(chǎn)生B.線框從進(jìn)入到穿出磁場(chǎng)的整個(gè)過程中,都有感應(yīng)電流產(chǎn)生C.線框在進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)的過程中,都是機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能D.整個(gè)線框都在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能2.答案AC產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,線框全部在磁場(chǎng)中時(shí),磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。線框進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)的過程中磁通

4、量發(fā)生變化,產(chǎn)生了感應(yīng)電流,故選項(xiàng)A正確。在產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程中線框消耗了機(jī)械能,故選項(xiàng)C正確。3.如圖所示,線框abcd在無限大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速平動(dòng)時(shí),關(guān)于線框有關(guān)情況的說法中正確的是()A.無感應(yīng)電流,ad端無電動(dòng)勢(shì),電壓表無示數(shù)B.無感應(yīng)電流,ad端有電動(dòng)勢(shì),電壓表無示數(shù)C.有感應(yīng)電流,ad端無電動(dòng)勢(shì),電壓表無示數(shù)D.如果線框放在光滑水平面上,則水平方向不需外力作用3.答案BD線框勻速平動(dòng)時(shí),穿過回路的磁通量無變化,所以不產(chǎn)生感應(yīng)電流,電壓表指針不偏轉(zhuǎn),即無示數(shù),但ad、bc切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),B對(duì)。沒有電流,不受安培力,維持線框勻速運(yùn)動(dòng),水平方向不需要任何外力,D對(duì)。4.如圖所示,“

5、U”形金屬框架固定在水平面上,金屬桿ab與框架間無摩擦。整個(gè)裝置處于豎直方向的磁場(chǎng)中。若因磁場(chǎng)的變化,使桿ab向右運(yùn)動(dòng),則磁感應(yīng)強(qiáng)度()A.方向向下并減小B.方向向下并增大C.方向向上并增大D.方向向上并減小4.答案AD由于磁場(chǎng)的變化使桿ab向右運(yùn)動(dòng),則回路面積增大;由楞次定律可知,金屬桿的運(yùn)動(dòng)阻礙通過回路的磁通量變化,由=BS可判斷,S增大說明磁感應(yīng)強(qiáng)度B正在減小,而與方向無關(guān)。 重難一磁通量及磁通量變化量重難一磁通量及磁通量變化量1.磁通量表示穿過某一面積磁感線的條數(shù),對(duì)于勻強(qiáng)磁場(chǎng)可以用=BS求解,其中S是垂直于磁場(chǎng)方向的面積,若平面與磁場(chǎng)不垂直,夾角為,則=BSsin。穿過線圈的磁通量與

6、線圈匝數(shù)無關(guān)。2.磁通量是標(biāo)量,但有正負(fù),若規(guī)定磁感線從某一方向穿過S為正,則從反方向穿過為負(fù)。3.磁通量變化量=末-初。重難突破重難突破典例典例1如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,B的方向與水平面夾角為30,圖中實(shí)線位置有一面積為S的矩形線圈處于磁場(chǎng)中,并繞著它的一條邊從水平位置轉(zhuǎn)到圖中虛線位置,在此過程中磁通量的改變量大小為()A.BSB.BSC.BSD.2BS312312解析磁通量雖是標(biāo)量,但有正負(fù),如規(guī)定從圖中b面穿過a面磁通量為正,則在位置時(shí)磁通量1=BSsin30=BS,在位置時(shí)磁通量2=-BScos30=-BS,那么線圈從位置轉(zhuǎn)到位置過程磁通量的變化量=2-1=-BS,所以選C

7、。答案C1232312A.B.C.BL2D.NBL2答案A解析=BS,而S是指磁場(chǎng)穿過的有效面積,題中為S=,所以=BS=BL2,A對(duì)。22BL22NBL22L121-1如圖所示,正方形線圈abcd位于紙面內(nèi),邊長為L,匝數(shù)為N,過ab中點(diǎn)和cd中點(diǎn)的連線OO恰好位于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的右邊界上,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則穿過線圈的磁通量為()1-2如圖所示,框架面積為S,框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直,則穿過平面的磁通量的情況是()A.如圖所示位置時(shí)等于零B.若使框架繞OO轉(zhuǎn)過60角,磁通量為BSC.若從初始位置轉(zhuǎn)過90角,磁通量為BSD.若從初始位置轉(zhuǎn)過180角,磁通量變化為零12

8、答案B解析在題圖所示的位置時(shí),磁感線與線框平面垂直,=BS,當(dāng)線OO軸轉(zhuǎn)過60時(shí),=BS=BScos60=BS。轉(zhuǎn)過90時(shí),磁感線與線框平面平行,=0。線框轉(zhuǎn)過180時(shí),磁感線仍然垂直穿過線框,只不過穿過方向改變了,因而=2BS。綜上所述,B正確。12 重難二楞次定律的理解與應(yīng)用重難二楞次定律的理解與應(yīng)用1.楞次定律中“阻礙”一詞的含義誰“阻礙”誰感應(yīng)電流的磁通量阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)(原磁場(chǎng))的磁通量的變化“阻礙”什么阻礙的是磁通量的變化,而不是阻礙磁通量本身如何“阻礙”當(dāng)磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反;當(dāng)磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同,即“增反減同”結(jié)果

9、如何阻礙并不是阻止,只是延緩了磁通量的變化進(jìn)程,這種變化將繼續(xù)進(jìn)行,最終結(jié)果不受影響2.應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的一般步驟(1)明確所研究的閉合電路,判斷原磁場(chǎng)的方向;(2)判斷閉合電路內(nèi)原磁場(chǎng)的磁通量的變化情況;(3)由楞次定律判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向;(4)由安培定則判斷感應(yīng)電流的方向。以上步驟可概括為四句話:“明確增減和方向,增反減同切莫忘,安培定則來判斷,四指環(huán)繞是流向?！钡淅淅? 如圖所示,一水平放置的矩形線圈abcd,在細(xì)長的磁鐵的N極附近豎直下落,保持bc邊在紙外,ad邊在紙內(nèi),從圖中的位置經(jīng)過位置到位置,位置和都很靠近位置。在這個(gè)過程中,線圈中感應(yīng)電流()A.沿abcd流動(dòng)

10、B.沿dcba流動(dòng)C.由到是沿abcd流動(dòng),由到是沿dcba流動(dòng)D.由到是沿dcba流動(dòng),由到是沿abcd流動(dòng)解析本題考查用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向。關(guān)鍵要清楚矩形線圈由位置到位置和由位置到位置兩過程中,穿過線圈的磁感線方向相反。由條形磁鐵的磁場(chǎng)可知,線圈在位置時(shí)穿過閉合線圈的磁通量為零,線圈從位置到位置,從下向上穿過線圈的磁通量在減小,線圈從位置到位置,從上向下穿過線圈的磁通量在增加,根據(jù)楞次定律和安培定則可知感應(yīng)電流的方向是abcd。答案A2-1如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(xì)桿懸掛在O點(diǎn),并可繞O點(diǎn)擺

11、動(dòng)。金屬線框從右側(cè)某一位置靜止釋放,在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過程中,細(xì)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.abcdaB.dcbadC.先是dcbad,后是abcdaD.先是abcda,后是dcbad答案B解析線框從右側(cè)由靜止釋放,穿過線框平面的磁通量逐漸減少,由楞次定律和安培定則可得感應(yīng)電流的方向?yàn)閐cbad;過O點(diǎn)線框繼續(xù)向左擺動(dòng)的過程中,穿過線框平面的磁通量逐漸增加,由楞次定律和安培定則可得感應(yīng)電流的方向仍為dcbad,故B選項(xiàng)正確。2-2圖中MN、GH為平行導(dǎo)軌,AB、CD為跨在導(dǎo)軌上的兩根橫桿,導(dǎo)軌和橫桿均為導(dǎo)體。有勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在的平面,方

12、向如圖。用I表示回路中的電流。則()A.當(dāng)AB不動(dòng)而CD向右滑動(dòng)時(shí),I0且沿順時(shí)針方向B.當(dāng)AB向左、CD向右滑動(dòng)且速度大小相等時(shí),I=0C.當(dāng)AB、CD都向右滑動(dòng)且速度大小相等時(shí),I=0D.當(dāng)AB、CD都向右滑動(dòng),且AB速度大于CD時(shí),I0且沿逆時(shí)針方向答案C解析當(dāng)AB不動(dòng)而CD向右滑動(dòng)時(shí),I0,電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,A錯(cuò);當(dāng)AB向左、CD向右滑動(dòng)且速度大小相等時(shí),兩桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相互疊加,故I0,B錯(cuò);當(dāng)AB和CD都向右滑動(dòng)且速度大小相等時(shí),兩桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相互抵消,故I=0,C正確;當(dāng)AB和CD都向右滑動(dòng),且AB速度大于CD時(shí),I0,方向?yàn)轫槙r(shí)針方向,D錯(cuò)誤。重難三安培定則、左手

13、定則、右手定則、楞次定律的綜合應(yīng)用重難三安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的綜合應(yīng)用.基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng)安培定則磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流的作用力左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)右手定則閉合回路磁通量變化楞次定律典例典例3如圖所示,兩個(gè)線圈套在同一個(gè)鐵芯上,線圈的繞向在圖中已經(jīng)表示出來。左線圈連著平行導(dǎo)軌M和N,導(dǎo)軌電阻不計(jì),在垂直導(dǎo)軌方向上放著金屬棒ab,金屬棒處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,下列說法中正確的是()A.當(dāng)金屬棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn),c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)B.當(dāng)金屬棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn),c點(diǎn)與d點(diǎn)電勢(shì)相等C.當(dāng)金屬棒向右加速運(yùn)

14、動(dòng)時(shí),b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn),c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)D.當(dāng)金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn),d點(diǎn)電勢(shì)高于c解析當(dāng)金屬棒向右勻速運(yùn)動(dòng)而切割磁感線時(shí),金屬棒產(chǎn)生恒定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),由右手定則判斷電流方向由ab。根據(jù)電流從電源(ab相當(dāng)于電源)正極流出沿外電路回到電源負(fù)極的特點(diǎn),可以判斷b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)。又左線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定,則感應(yīng)電流也恒定,所以穿過右線圈的磁通量保持不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流。當(dāng)ab向右做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),由右手定則可推斷ba,電流沿逆時(shí)針方向。又由E=BLv可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不斷增大,那么左邊電路中的感應(yīng)電流也不斷增大,由安培定則可判斷它在鐵芯中的磁感線方向是沿逆時(shí)針方向的,并且磁感應(yīng)強(qiáng)度不斷增強(qiáng)

15、,所以右邊電路的線圈中向上的磁通量不斷增加。由楞次定律可判斷右邊電路的感應(yīng)電流應(yīng)沿逆時(shí)針方向,而在右邊電路中,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)僅產(chǎn)生在繞在鐵芯上的那部分線圈上,把這個(gè)線圈看做電源,可知d點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)。答案BD3-1如圖所示,AOC是光滑的直角金屬導(dǎo)軌,AO沿豎直方向,OC沿水平方向,ab是一根金屬直棒,如圖立在導(dǎo)軌上,它從靜止開始在重力作用下運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中b端始終在OC上,a端始終在AO上,直到ab完全落到OC上,整個(gè)裝置放在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,則ab棒在運(yùn)動(dòng)過程中()A.感應(yīng)電流方向始終是baB.感應(yīng)電流方向先是ba,后變?yōu)閍bC.所受安培力方向與ab垂直如圖中箭頭所指方向D.

16、所受安培力方向與ab垂直,開始斜向左下方,后來變?yōu)樾毕蛴疑戏酱鸢窧D解析本題用楞次定律判斷方便,磁通量變化分兩個(gè)階段,先變大后變小(棒與OA成45角時(shí)最大),用楞次定律可判斷感應(yīng)電流先ba后ab,安培力用左手定則可知先垂直棒向左下方,后垂直棒向右上方,B、D對(duì)。3-2如圖所示,導(dǎo)軌間的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,當(dāng)導(dǎo)線MN在導(dǎo)軌上向右加速滑動(dòng)時(shí),正對(duì)電磁鐵A的圓形金屬環(huán)B中()A.有感應(yīng)電流,且B被A吸引B.無感應(yīng)電流C.可能有,也可能沒有感應(yīng)電流D.有感應(yīng)電流,且B被A排斥答案D解析MN向右加速滑動(dòng),根據(jù)右手定則,MN中的電流方向從NM,且大小在逐漸變大,根據(jù)安培定則知,電磁鐵A的左端為N極,B

17、處磁場(chǎng)逐漸增強(qiáng),根據(jù)楞次定律知,B環(huán)中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的內(nèi)部磁場(chǎng)方向向右,B被A排斥,故D正確。利用利用“阻礙阻礙”解決有關(guān)感應(yīng)電流的問題解決有關(guān)感應(yīng)電流的問題簡單地說,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)“阻礙”的是“原磁通量的變化”,而不是阻礙原磁場(chǎng)。詳細(xì)地說,當(dāng)原磁場(chǎng)磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的方向相反以阻礙增加;原磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的方向相同以阻礙減少。另外還要理解“阻礙”并不是阻止,原來的磁通量如果增加,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)只能阻礙它的增加,而不能阻止它的增加,即原來的磁通量還是要增加的。楞次定律也可以理解為感應(yīng)電流的效果總是要反抗(或阻礙)產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因。具體情況有:思想

18、方法思想方法1.阻礙原磁通量的變化或原磁場(chǎng)的變化;2.阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng),可理解為“來拒去留”;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)。典例典例1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,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P向右滑動(dòng)過程中,線圈ab將()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.磁鐵的加速度小于g解析當(dāng)P向右滑動(dòng)時(shí),電路總電阻減小,電路中的電流是增大的,兩磁鐵間的磁場(chǎng)增強(qiáng),穿過閉合導(dǎo)體線圈的磁通量增大,線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流,受到安培力而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),根據(jù)楞次定律,轉(zhuǎn)動(dòng)后應(yīng)使穿過線圈的磁通量減小,故應(yīng)沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。故應(yīng)選B。答案B典例典例2如圖所示,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)()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解析根據(jù)楞次定律的“阻礙”的內(nèi)涵,感應(yīng)電流的效果總是要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因,本題的“原因”是磁鐵靠近回路,穿過回路的磁通量增加,“效果”便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近,所以P、Q將互相靠近,且磁鐵的加速度小于g。答案AD針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練1如圖所示,質(zhì)量為m的銅質(zhì)小閉合線圈靜置于粗糙水平桌面上。當(dāng)一個(gè)豎直放置的條形磁鐵貼近線圈,沿線圈中線由左至右從線