高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第九章 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律

1、高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第九章 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律課件第1頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化。知識(shí)梳理2.磁通量發(fā)生變化的常見情況(1)閉合電路的部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng),即線圈面積S發(fā)生變化導(dǎo)致變化。(2)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致變化。(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化(隨時(shí)間、位置變化)導(dǎo)致變化。第2頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四3.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件(1)無(wú)論電路是否閉合,只要穿過(guò)線圈平面磁通量發(fā)生變化,線路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于電源。(2)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)

2、質(zhì)就是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果電路閉合,就有感應(yīng)電流。如果電路不閉合,就只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而無(wú)感應(yīng)電流。第3頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四二、感應(yīng)電流方向的判定1.右手定則(1)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),讓磁感線從掌心進(jìn)入,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)適用范圍:適用于閉合電路部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況。2.楞次定律(1)內(nèi)容:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。第4頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四(2)運(yùn)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的步驟a.明確穿

3、過(guò)閉合電路的原磁場(chǎng)方向。b.明確穿過(guò)閉合電路的原磁通量是如何變化的。c.根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向。d.利用安培定則判定感應(yīng)電流的方向。注意(1)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向用右手定則較簡(jiǎn)便。(2)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流只能用楞次定律判斷。第5頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四1.(1)在磁場(chǎng)中線圈面積越大,則穿過(guò)線圈的磁通量越大。()(2)穿過(guò)線圈的磁通量越大,磁通量的變化也越大。()(3)某時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為零,則這時(shí)磁通量的變化率也一定為零。()(4)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是與原磁場(chǎng)方向相反。()(5)磁通量是矢量,其正負(fù)表示方向。()(6)只要回路磁通

4、量發(fā)生變化,一定會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)第6頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四2.(多選)如圖所示,一個(gè)金屬薄圓盤水平放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,下列做法中能使圓盤中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.圓盤繞過(guò)圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)B.圓盤以某一水平直徑為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)C.圓盤在磁場(chǎng)中向右勻速平移D.勻強(qiáng)磁場(chǎng)均勻增加答案BD若圓盤繞豎直中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則每條半徑切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)使圓心與邊緣存在電勢(shì)差,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,A錯(cuò)。若圓盤以某一水平直徑為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)或勻強(qiáng)磁場(chǎng)均勻增加,則穿過(guò)圓盤平面磁通量變化,產(chǎn)生環(huán)形感應(yīng)電流,B、D均正確。若圓盤在磁場(chǎng)

5、中向右勻速平移,則穿過(guò)圓盤平面磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,C錯(cuò)。第7頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四3.如圖所示,a、b是平行的金屬導(dǎo)軌,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面,c、d是分別串有電壓表和電流表的金屬棒,它們與導(dǎo)軌接觸良好,當(dāng)c、d以相同的速度向右運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.兩表均無(wú)讀數(shù)B.兩表均有讀數(shù)C.電流表有讀數(shù),電壓表無(wú)讀數(shù)D.電流表無(wú)讀數(shù),電壓表有讀數(shù)答案A當(dāng)c、d以相同的速度向右運(yùn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)回路的磁通量沒變,故無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生,所以電流表和電壓表中的電流為零。第8頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四第9頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20

6、日，23點(diǎn)24分，星期四4.如圖,銅質(zhì)金屬環(huán)從條形磁鐵的正上方由靜止開始下落,在下落過(guò)程中,下列判斷中正確的是()A.金屬環(huán)在下落過(guò)程中的機(jī)械能守恒B.金屬環(huán)在下落過(guò)程中動(dòng)能的增加量小于其重力勢(shì)能的減少量C.金屬環(huán)的機(jī)械能先減小后增大D.磁鐵對(duì)桌面的壓力始終大于其自身的重力第10頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四屬環(huán)下落到磁鐵中央位置時(shí),金屬環(huán)中的磁通量不變,其中無(wú)感應(yīng)電流,和磁鐵間無(wú)作用力,磁鐵所受重力等于桌面對(duì)它的支持力,由牛頓第三定律,磁鐵對(duì)桌面的壓力等于桌面對(duì)磁鐵的支持力,等于磁鐵的重力,D錯(cuò)誤。答案B金屬環(huán)在下落過(guò)程中,磁通量發(fā)生變化,閉合金屬環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流

7、,金屬環(huán)受到磁場(chǎng)力的作用,機(jī)械能不守恒,A錯(cuò)。由能量守恒,金屬環(huán)重力勢(shì)能的減少量等于其動(dòng)能的增加量和在金屬環(huán)中產(chǎn)生的電能之和,B對(duì)。金屬環(huán)下落的過(guò)程中,機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?機(jī)械能減少,C錯(cuò)誤。當(dāng)金第11頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四1.楞次定律中“阻礙”的含義重難一對(duì)楞次定律的理解和應(yīng)用重難突破第12頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四 2.楞次定律的使用步驟第13頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四典例1MN、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,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)MN、GH所在的平面,如圖所示,

8、則()A.若固定ab,使cd向右滑動(dòng),則abdc回路有電流,電流方向由a到b到d到cB.若ab、cd以相同的速度一起向右滑動(dòng),則abdc回路有電流,電流方向由c到d到b到aC.若ab向左、cd向右同時(shí)運(yùn)動(dòng),則abdc回路電流為零D.若ab、cd都向右運(yùn)動(dòng),且兩棒速度vcdvab,則abdc回路有電流,電流方向由c到d到b到a第14頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四解析若固定ab,使cd向右滑動(dòng),由右手定則知應(yīng)產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流,故A錯(cuò)。若ab、cd同向運(yùn)動(dòng)且速度大小相同,ab、cd所圍的面積不變,磁通量不變,則不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B錯(cuò)。若ab向左、cd向右同時(shí)運(yùn)動(dòng),則a

9、bdc中有順時(shí)針方向的電流,故C錯(cuò)。若ab、cd均向右運(yùn)動(dòng),且vcdvab,則ab、cd所圍的面積增大,磁通量也增大,則產(chǎn)生由c到d到b到a的電流,故D正確。答案D第15頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四1-1如圖所示,矩形閉合線圈abcd豎直放置,OO是它的對(duì)稱軸,通電直導(dǎo)線AB與OO平行,且AB、OO所在平面與線圈平面垂直。若要在線圈中產(chǎn)生abcda方向的感應(yīng)電流,可行的做法是()A.AB中電流I逐漸增大B.AB中電流I先增大后減小C.AB正對(duì)OO,逐漸靠近線圈D.線圈繞OO軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90(俯視)第16頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四答案

10、D解析選項(xiàng)A、B、C的做法,電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過(guò)線圈的磁通量始終為零,所以不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流;D項(xiàng)中線圈繞OO軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90(俯視),線圈中會(huì)產(chǎn)生abcda方向的感應(yīng)電流,選項(xiàng)D正確。第17頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四1.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重難二楞次定律、右手定則、左手定則、安培定則的區(qū)別與聯(lián)系第18頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四關(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

11、生電(v、BI安)右手定則;(3)因電而受力(I、BF安)左手定則。3.相互聯(lián)系(1)應(yīng)用楞次定律,必然要用到安培定則;(2)對(duì)于感應(yīng)電流受到的安培力,有時(shí)可以先用右手定則確定電流方向,再用左手定則確定安培力的方向,有時(shí)可以直接應(yīng)用楞次定律的推論確定。2.應(yīng)用區(qū)別第19頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四典例2(多選)如圖所示,兩個(gè)線圈套在同一個(gè)鐵芯上,線圈的繞向如圖。左線圈連著平行導(dǎo)軌M和N,導(dǎo)軌電阻不計(jì),在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab,金屬棒處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,下列說(shuō)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

12、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)等電勢(shì)C.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),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點(diǎn)第20頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四解析當(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(guò)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

13、知ab金屬棒兩端的E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(從第21頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四下向上看),并且磁感應(yīng)強(qiáng)度不斷增強(qiáng),所以右邊電路的線圈中的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)電流方向應(yīng)沿逆時(shí)針(從下向上看),而在右線圈組成的電路中,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,由于電流是從d沿外電路(即電阻R)流向c,所以d點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)。答案BD第22頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四2-1(多選)如圖所示,水平放置的兩條光滑導(dǎo)

14、軌上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN,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)第23頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四答案BC解析當(dāng)PQ向右運(yùn)動(dòng)時(shí),用右手定則可判斷出PQ中感應(yīng)電流的方向是由QP,而此時(shí)MN向右運(yùn)動(dòng),由安培定則可判斷出穿過(guò)L1的磁場(chǎng)方向是自下而上的;若PQ向右加速運(yùn)動(dòng),則穿過(guò)L1的磁通量增加,用楞次定律可判斷出流過(guò)MN的感應(yīng)電流從NM,用左手定則可判斷出MN受到向左的安培力,將向左運(yùn)動(dòng),可見選項(xiàng)A錯(cuò)誤。若PQ向右減速運(yùn)動(dòng),流過(guò)MN的感應(yīng)電流方向、感應(yīng)電

15、流所受的安培力的方向均將反向,MN向右運(yùn)動(dòng),所以選項(xiàng)C正確。同理可判斷出選項(xiàng)B正確,D錯(cuò)誤。第24頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四2-2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()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極第25頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四答案C解析金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)時(shí),所受安培力方向向左,以“阻礙”其運(yùn)動(dòng),A、B錯(cuò)誤。金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv,回路

16、中的感應(yīng)電流I=,金屬棒ab所受安培力F=BIl=,C正確。根據(jù)右手定則可知,流過(guò)金屬棒ab的感應(yīng)電流的方向是從b流向a,所以流過(guò)螺線管的電流方向是從A端到達(dá)B端,根據(jù)安培定則可知,螺線管的A端為S極,D錯(cuò)誤。第26頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四巧用楞次定律的推論速解電磁感應(yīng)問(wèn)題楞次定律描述的是感應(yīng)電流與磁通量變化之間的關(guān)系,常用于判斷感應(yīng)電流的方向或其所受安培力的方向,一般有以下四種呈現(xiàn)方式:(1)阻礙原磁通量的變化,即“增反減同”。(2)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng),即“來(lái)拒去留”。(3)使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì),即“增縮減擴(kuò)”。(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象),即“增反

17、減同”。思想方法第27頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四典例(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g第28頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四解析解法一設(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,磁鐵將受到向上的反作

18、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。答案AD第29頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四應(yīng)用楞次定律及其推論時(shí),要注意“阻礙”的具體含義(1)從阻礙磁通量的變化理解為:當(dāng)磁通量增大時(shí),會(huì)阻礙磁通量增大,當(dāng)磁通量減小時(shí),會(huì)阻礙磁通量減小。(2)從阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)理解為:阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)是“阻礙”的又一種體現(xiàn),表現(xiàn)在“近斥遠(yuǎn)吸,來(lái)拒去留”。(3)從阻礙電流的變化(自感現(xiàn)象)理解為:阻礙電流的變化,增則反,減則同。第30頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)24分，星期四針對(duì)訓(xùn)練如圖,粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈。當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過(guò)時(shí),若線圈始終不動(dòng),則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的正確判斷是()A