高考物理復(fù)習(xí) 第十二章 電磁感應(yīng) 第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律課件

1、第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律知識(shí)梳理知識(shí)梳理一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.磁通量磁通量(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:1 Wb=1Tm2。(4)公式的適用條件:a.勻強(qiáng)磁場(chǎng);b.磁感線的方向與平面垂直,即BS。(5)物理意義:穿過面積S的磁感線條數(shù)磁感線條數(shù)。2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件(1)條件:穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化發(fā)生變化。(2)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)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),如果回路閉合則產(chǎn)生感應(yīng)電流感應(yīng)電流 ;如果回路不閉合,則只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),而無感應(yīng)電流感

2、應(yīng)電流。 二、楞次定律和右手定則二、楞次定律和右手定則1.如圖所示,在條形磁鐵外套有A、B兩個(gè)大小不同的圓環(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.AB B.AB,故答案為A。A2.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)及開關(guān)如圖所示連接。下列說法中正確的是()A.開關(guān)閉合后,線圈A插入或拔出都會(huì)引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)B.線圈A插入線圈B中后,開關(guān)閉合和斷開的瞬間電流計(jì)指針均不會(huì)偏轉(zhuǎn)C.開關(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)指針才會(huì)偏轉(zhuǎn)A答案答案 A開關(guān)閉合后,線圈A插入或拔出都會(huì)引

3、起穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化,電流計(jì)指針會(huì)偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)A正確;線圈A插入線圈B中后,開關(guān)閉合和斷開的瞬間,線圈B的磁通量會(huì)發(fā)生變化,電流計(jì)指針會(huì)偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;開關(guān)閉合后,滑動(dòng)變阻器的滑片P無論是勻速滑動(dòng)還是加速滑動(dòng),都會(huì)導(dǎo)致線圈A的電流發(fā)生變化,線圈B的磁通量變化,電流計(jì)指針都會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。3.如圖所示,一根條形磁鐵從左向右靠近閉合金屬環(huán)的過程中,環(huán)中的感應(yīng)電流(自左向右看)()A.沿順時(shí)針方向B.先沿順時(shí)針方向后沿逆時(shí)針方向C.沿逆時(shí)針方向D.先沿逆時(shí)針方向后沿順時(shí)針方向C答案答案 C條形磁鐵從左向右靠近閉合金屬環(huán)的過程中,環(huán)中向右的磁通量一直增加,根據(jù)楞次定律和安培定則知,

4、環(huán)中的感應(yīng)電流(自左向右看)為逆時(shí)針方向,C對(duì)。4.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)電磁沖擊鉆,其原理示意圖如圖所示,若發(fā)現(xiàn)鉆頭M突然向右運(yùn)動(dòng),則可能是()A.開關(guān)S由斷開到閉合的瞬間B.開關(guān)S由閉合到斷開的瞬間C.保持開關(guān)S閉合,變阻器滑片P加速向右滑動(dòng)D.保持開關(guān)S閉合,變阻器滑片P勻速向右滑動(dòng)A答案答案 A由楞次定律知開關(guān)由斷開到閉合瞬間,結(jié)合安培定則和楞次定律分析可知,鉆頭與電磁鐵相互排斥,A正確,同理可知B錯(cuò)誤;變阻器滑片P向右無論加速還是勻速運(yùn)動(dòng),電磁鐵中電流都減弱,穿過M上線圈的磁通量減小,由楞次定律知M中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流(從M左側(cè)看),M向左運(yùn)動(dòng),C、D錯(cuò)誤。深化拓展深化拓展考點(diǎn)一考點(diǎn)

5、一電磁感應(yīng)現(xiàn)象是否發(fā)生的判斷電磁感應(yīng)現(xiàn)象是否發(fā)生的判斷考點(diǎn)二考點(diǎn)二楞次定律楞次定律考點(diǎn)三考點(diǎn)三安培定則、左手定則、右手定則、安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的比較及應(yīng)用楞次定律的比較及應(yīng)用深化拓展深化拓展考點(diǎn)一電磁感應(yīng)現(xiàn)象是否發(fā)生的判斷考點(diǎn)一電磁感應(yīng)現(xiàn)象是否發(fā)生的判斷穿過回路的磁通量變化感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。1-1 (2012北京理綜,19,6分)物理課上,老師做了一個(gè)奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”。如圖,她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后,將一金屬套環(huán)置于線圈L上,且使鐵芯穿過套環(huán)。閉合開關(guān)S的瞬間,套環(huán)立刻跳起。某同學(xué)另找來器材再探究此實(shí)驗(yàn)。他連接好電路,經(jīng)重復(fù)試驗(yàn),線圈上的

6、套環(huán)均未動(dòng)。對(duì)比老師演示的實(shí)驗(yàn),下列四個(gè)選項(xiàng)中,導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng)的原因可能是()DA.線圈接在了直流電源上B.電源電壓過高C.所選線圈的匝數(shù)過多D.所用套環(huán)的材料與老師的不同答案答案 D閉合開關(guān)S,金屬套環(huán)跳起,是因?yàn)镾閉合瞬間,穿過套環(huán)的磁通量變化,環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流。產(chǎn)生感應(yīng)電流要具備兩個(gè)條件:回路閉合和穿過回路的磁通量變化。只要連接電路正確,閉合S瞬間,就會(huì)造成穿過套環(huán)磁通量變化,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通量的變化,所以是跳起,與電源的交直流性質(zhì)、電壓高低、線圈匝數(shù)多少均無關(guān)。該同學(xué)實(shí)驗(yàn)失敗,可能是套環(huán)選用了非導(dǎo)電材料的緣故,故D選項(xiàng)正確。1-2某同學(xué)在“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”的實(shí)驗(yàn)中,將

7、直流電源、滑動(dòng)變阻器、線圈A(有鐵芯)、線圈B、靈敏電流計(jì)及開關(guān)按圖連接成電路。在實(shí)驗(yàn)中,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)開關(guān)閉合的瞬間,靈敏電流計(jì)的指針向左偏。由此可以判斷,在保持開關(guān)閉合的狀態(tài)下()BA.當(dāng)線圈A拔出時(shí),靈敏電流計(jì)的指針向左偏B.當(dāng)線圈A中的鐵芯拔出時(shí),靈敏電流計(jì)的指針向右偏C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片勻速滑動(dòng)時(shí),靈敏電流計(jì)的指針不偏轉(zhuǎn)D.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向N端滑動(dòng)時(shí),靈敏電流計(jì)的指針向右偏答案答案 B開關(guān)閉合的瞬間,穿過線圈B的磁通量增大,指針左偏。當(dāng)線圈A拔出時(shí)或A中的鐵芯拔出時(shí),穿過線圈B的磁通量減小,故指針向右偏,A錯(cuò)誤,B正確。當(dāng)滑片勻速滑動(dòng)時(shí),線圈A中的電流變化,在線圈B中也能產(chǎn)生感應(yīng)電

8、流,C錯(cuò)誤。當(dāng)滑片向N端滑動(dòng)時(shí),線圈A中的電流變大,穿過線圈B的磁通量增大,故指針向左偏,D錯(cuò)誤。考點(diǎn)二楞次定律考點(diǎn)二楞次定律1.楞次定律中楞次定律中“阻礙阻礙”的含義的含義誰阻礙誰是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)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,而不是阻礙磁場(chǎng)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)的方向相反;當(dāng)磁通量減小時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的方向相同,即“增反減同”結(jié)果如何阻礙并不是阻止,只是延緩了磁通量的變化,這種變化將繼續(xù)進(jìn)行,最終結(jié)果不受影響2.判斷感應(yīng)電流方向的判斷感應(yīng)電流方向的“四步法四步法” 3.楞次定律的拓展楞次定律的拓展(1

9、)阻礙原磁通量的變化“增反減同”。(2)阻礙(導(dǎo)體的)相對(duì)運(yùn)動(dòng)“來拒去留”。(3)磁通量增加,線圈面積“縮小”,磁通量減小,線圈面積“擴(kuò)張”“增縮減擴(kuò)”。 2-1 某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證楞次定律。當(dāng)條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時(shí),通過電流計(jì)的感應(yīng)電流方向是 ( )A.aGbB.先aGb,后bGaC.bGaD.先bGa,后aGbD答案答案 D確定原磁場(chǎng)的方向:條形磁鐵在穿入線圈的過程中,磁場(chǎng)方向向下。明確回路中磁通量變化的情況: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:電流方向?yàn)閎Ga

10、。同理可以判斷出條形磁鐵穿出線圈過程中,向下的磁通量減小,線圈中將產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流(俯視),電流方向?yàn)閍Gb,故D正確。2-2(多選)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)() 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gAD答案答案AD解法一解法一 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,可見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

11、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。考點(diǎn)三安培定則、左手定則、右手定則、楞次定考點(diǎn)三安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的比較及應(yīng)用律的比較及應(yīng)用1.規(guī)律比較規(guī)律比較基本現(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、電流有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2.應(yīng)用區(qū)別應(yīng)用

12、區(qū)別關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系:(1)因電而生磁(IB)安培定則;(2)因動(dòng)而生電(v、BI)右手定則;(3)因電而受力(I、BF安)左手定則。 3-1 (多選)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()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)BC答案答案 BC MN向右運(yùn)動(dòng),說明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)。22LL中磁場(chǎng)方向向上減弱中磁場(chǎng)方向向下增強(qiáng)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