楞次定律和自感現(xiàn)象復(fù)習(xí)

第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律磁通量Ⅰ(考綱要求)

【思維驅(qū)動(dòng)】

如圖9-1-1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(guò)A環(huán)的磁通量

ΦA(chǔ)與穿過(guò)B環(huán)的磁通量ΦB相比較(

)．

A．ΦA(chǔ)>ΦB B．ΦA(chǔ)<ΦB C．ΦA(chǔ)＝ΦB D．不能確定圖9-1-1

解析磁通量Φ＝Φ內(nèi)－Φ外．對(duì)A、B兩環(huán)，Φ內(nèi)相同；而對(duì)于Φ外，B的大于A的，所以ΦA(chǔ)>ΦB.故正確答案為A.答案A【知識(shí)存盤】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：Φ＝

.3．單位：1Wb＝

.4．公式的適用條件： ①勻強(qiáng)磁場(chǎng)；②磁感線的方向與平面垂直，即B⊥S.垂直

BS

1T·m2

【知識(shí)存盤】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)．發(fā)生變化

感應(yīng)電流

發(fā)生變化

切割磁感線

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)

.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

【知識(shí)存盤】楞次定律三定則一定律適用范圍基本現(xiàn)象安培定則電流的磁效應(yīng)運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng)左手定則磁場(chǎng)力磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流的作用右手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)楞次定律閉合回路的磁通量變化考點(diǎn)一電磁感應(yīng)現(xiàn)象是否發(fā)生的判斷【典例1】

如圖9-1-4所示，一通電螺線管b放在 閉合金屬線圈a內(nèi)，螺線管的中心軸線恰和 線圈的一條直徑MN重合．要使線圈a中產(chǎn) 生感應(yīng)電流，可采用的方法有 (

)．

A．使通電螺線管中的電流發(fā)生變化

B．使螺線管繞垂直于線圈平面且過(guò)線圈圓心的軸轉(zhuǎn)動(dòng)

C．使線圈a以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng)

D．使線圈繞垂直于MN的直徑轉(zhuǎn)動(dòng)圖9-1-4

解析題中圖示位置無(wú)論螺線管中的電流怎樣發(fā)生變化，均無(wú)磁感線穿過(guò)線圈平面，磁通量始終為零，故無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．若螺線管繞垂直于線圈平面且過(guò)線圈圓心的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量始終為零，故無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．若線圈a以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量始終為零，故無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．若線圈繞垂直于MN的直徑轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量會(huì)發(fā)生變化，故有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)D正確．答案D【變式跟蹤1】

如圖9-1-5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(kāi)的瞬間圖9-1-5

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

考點(diǎn)二楞次定律的理解及應(yīng)用楞次定律中“阻礙”的含義【典例2】

某實(shí)驗(yàn)小組用如圖9-1-6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(chǎn)→G→b

B．先a→G→b，后b→G→a C．b→G→a D．先b→G→a，后a→G→b圖9-1-6解析①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．②明確回路中磁通量的變化情況：線圈中向下的磁通量增加．③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．④應(yīng)用右手定則可以判斷感應(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【變式跟蹤2】

如圖9-1-7所示，通電 螺線管左側(cè)和內(nèi)部分別靜止吊一 導(dǎo)體環(huán)a和b，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑 動(dòng)觸頭c向左滑動(dòng)時(shí) (

)．

A．a(chǎn)向左擺，b向右擺 B．a(chǎn)向右擺，b向左擺

C．a(chǎn)向左擺，b不動(dòng) D．a(chǎn)向右擺，b不動(dòng)圖9-1-7答案C

解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭c向左滑動(dòng)時(shí)，電路中的電流變大，螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)逐漸增強(qiáng)，穿過(guò)a的磁通量變大，根據(jù)楞次定律可知，a向左擺動(dòng)；b處于螺線管內(nèi)部，其周圍的磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向水平向左，圓環(huán)中雖然也產(chǎn)生感應(yīng)電流，但根據(jù)左手定則可判斷出，安培力與b在同一個(gè)平面內(nèi)，產(chǎn)生的效果是使圓環(huán)面積縮小，并不使其擺動(dòng)，所以C項(xiàng)正確．答案C

借題發(fā)揮1．應(yīng)用“程序法”解題的注意事項(xiàng) “程序法”是分析、解決物理問(wèn)題的一種常見(jiàn)方法，在使用“程序法”處理問(wèn)題時(shí)，需注意以下兩點(diǎn)：(1)根據(jù)題目類型制定一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)、簡(jiǎn)潔的解題程序；(2)在分析和解決問(wèn)題時(shí)，要嚴(yán)格按照解題程序進(jìn)行，這樣可以規(guī)范解題過(guò)程、減少失誤、節(jié)約解題時(shí)間．2．判斷感應(yīng)電流方向的“四步法”【變式跟蹤3】

如圖9-1-9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(wú)感應(yīng)電流

C．可能有，也可能沒(méi)有感應(yīng)電流

D．有感應(yīng)電流，且B被A排斥圖9-1-9

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N→M，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，且磁場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增強(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．答案D

借題發(fā)揮“三個(gè)定則與一個(gè)定律”的規(guī)范應(yīng)用1．一般解題步驟

(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．2．應(yīng)用區(qū)別

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．閱卷教師叮嚀易失分點(diǎn)1．不能正確確定所研究的回路．2．對(duì)楞次定律中的“阻礙”理解不透．3．不能靈活選用楞次定律推廣的規(guī)律．4．分不清感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)的關(guān)系．應(yīng)對(duì)策略 對(duì)楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應(yīng)電流的效果總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因：(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”.

審題流程2．如圖9-1-13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)均勻增加圖9-1-13答案BD解析只有當(dāng)圓盤中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，圓盤中才產(chǎn)生感應(yīng)電流，當(dāng)圓盤繞過(guò)圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)或圓盤在磁場(chǎng)中向右勻速平移時(shí)，圓盤中的磁通量不發(fā)生變化，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，A、C錯(cuò)誤；當(dāng)圓盤以某一水平直徑為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)或勻強(qiáng)磁場(chǎng)均勻增加時(shí)，圓盤中的磁通量發(fā)生變化，圓盤中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，B、D正確．答案BD4．如圖9-1-15所示，一根條形磁鐵從 左向右靠近閉合金屬環(huán)的過(guò)程中，環(huán)中的感應(yīng)電流(自左向右看) (

)．

A．沿順時(shí)針?lè)较?/p>

B．先沿順時(shí)針?lè)较蚝笱啬鏁r(shí)針?lè)较?/p>

C．沿逆時(shí)針?lè)较?/p>

D．先沿逆時(shí)針?lè)较蚝笱仨槙r(shí)針?lè)较驁D9-1-15

解析條形磁鐵從左向右靠近閉合金屬環(huán)的過(guò)程中，向右的磁通量一直增加，根據(jù)楞次定律，環(huán)中的感應(yīng)電流(自左向右看)為逆時(shí)針?lè)较颍珻對(duì)．答案

C5．如圖9-1-16所示，一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細(xì)線懸掛在天花板上，細(xì)線從一水平金屬圓環(huán)中穿過(guò)．現(xiàn)將環(huán)從位置Ⅰ釋放，環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵到達(dá)位置Ⅱ.設(shè)環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵上端和下端附近時(shí)細(xì)線的張力分別為T1和T2，重力加速度大小為g，則(

)．

A．T1>mg，T2>