高三物理一輪-第9章第一節(jié)電磁感應現(xiàn)象-楞次定律

第一節(jié)電磁感應現(xiàn)象楞次定律

課堂互動講練經典題型探究知能優(yōu)化演練第一節(jié)電磁感應現(xiàn)象楞次定律基礎知識梳理基礎知識梳理一、磁通量1．概念：磁感應強度B與垂直于磁場面積S_______．2．計算(1)公式：Φ＝_______.(2)適用條件：①勻強磁場；②S是_______磁場中的有效面積．(3)單位：韋伯(Wb)，1Wb＝_______.3．意義：穿過某一面積的磁感線的_______．4．標矢性：磁通量是_______，但有正、負．乘積BS垂直1T·m2條數標量例1.試計算磁通量大小（邊長為a）圖中面積為s例1二、電磁感應1．電磁感應現(xiàn)象當穿過閉合電路的_______發(fā)生變化時，電路中有電流產生，這種現(xiàn)象稱為電磁感應現(xiàn)象．磁通量2．產生感應電動勢和感應電流的條件(1)產生感應電動勢的條件無論回路是否閉合，只要穿過線圈平面的磁通量發(fā)生_______，回路中就有感應電動勢．產生感應電動勢的那部分導體相當于_______．(2)產生感應電流的條件①電路閉合．②磁通量變化．變化電源例2跟蹤2.下圖中能產生感應電流的是（）三、感應電流方向的判斷1．右手定則：伸開右手，使拇指與其余四個手指______并且都與手掌在同一個平面內；讓磁感線從掌心垂直進入，并使拇指指向__________的方向，這時四指所指的方向就是__________的方向．如圖9－1－1所示．圖9－1－1垂直導線運動感應電流2．楞次定律內容：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要______引起感應電流的__________的變化．特別提示：右手定則一般用于判斷部分導體切割磁感線產生的感應電流方向，而楞次定律一般用于由于B變化或θ角變化而引起的感應電流的方向判斷．阻礙磁通量3．應用楞次定律判斷感應電流的方法楞次定律沒有直接告訴感應電流的方向，它說明的是感應電流的磁場與原磁場方向之間的關系，即穿過閉合回路的磁通量增大時，兩磁場方向相反；磁通量減小時，兩磁場方向相同．因此，根據楞次定律判斷感應電流的方向時，應按以下步驟進行：(1)明確閉合電路范圍內的原磁場的方向；(2)分析穿過閉合電路的磁通量的變化情況；(3)根據楞次定律，判定感應電流磁場的方向；(4)利用安培定則，判斷感應電流的方向．課堂互動講練一、楞次定律的理解及應用1．楞次定律中“阻礙”的含義某實驗小組用如圖所示的實驗裝置來驗證楞次定律．當條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時，通過電流計的感應電流方向是(

)A．a→G→b

B．先a→G→b，后b→G→aC．b→G→a

D．先b→G→a，后a→G→b例3特別提醒：運用楞次定律判定感應電流的方向可歸結為“一原、二感、三電流”，即①明確原磁場，(方向和變化)②確定感應電流磁場，③判定感應電流方向．即時應用如圖所示，在磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中，有一質量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質細桿懸掛在O點，并可繞O點擺動．金屬線框從右側某一位置由靜止開始釋放，在擺動到左側最高點的過程中，細桿和金屬框平面始終處于同一平面，且垂直紙面．則線框中感應電流的方向是(

)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：選B.由楞次定律可知，在線框從右側擺動到O點正下方的過程中，向上的磁通量在減小，故感應電流的方向沿d→c→b→a→d，線框從O點正下方向左側擺動的過程中，電流方向沿d→c→b→a→d，故選B.即時應用2.如圖所示，光滑固定的金屬導軌M、N水平放置，兩根導體棒P、Q平行放置在導軌上，形成一個閉合回路，一條形磁鐵從高處下落接近回路時(

)A．P、Q將相互靠攏B．P、Q將相互遠離C．磁鐵的加速度仍為gD．磁鐵的加速度大于g解析：選A.設磁鐵下端為N極，如圖所示，根據楞次定律可判斷出P、Q中的感應電流方向，根據左手定則可判斷P、Q所受安培力的方向．可見，PQ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，磁鐵將受到向上的反作用力，從而加速度小于g.當磁鐵下端為S極時，根據類似的分析可得到相同的結果．4．楞次定律的應用(1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”.(2)阻礙(導體的)相對運動——“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“擴張”——“增縮減擴”．(4)阻礙線圈自身電流的變化(自感現(xiàn)象)．即時應用3.一長直鐵芯上繞有一固定線圈M，鐵芯右端與一木質圓柱密接，木質圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N，N可在木質圓柱上無摩擦移動．M連接在如圖所示的電路中，其中R為滑動變阻器，E1和E2為直流電源，S為單刀雙擲開關．下列情況中，可觀測到N向左運動的是(

)A．S斷開，S向a閉合的瞬間B．S斷開，S向b閉合的瞬間C．S已向a閉合的情況下，將R的滑動頭向c端移動時D．S已向a閉合的情況下，將R的滑動頭向d端移動時【解析】由楞次定律及左手定則可知：只要線圈中電流增強，即穿過N的磁通量增加，則N受排斥而向右，只要線圈中電流減弱，即穿過N的磁通量減少，則N受吸引而向左．故C選項正確．【答案】

C即時應用4.如圖所示，在勻強磁場中放有平行銅導軌，它與大線圈M相連接，要使小導線圈N獲得順時針方向的感應電流，則放在導軌上的裸金屬棒ab的運動情況是(兩線圈共面放置)(

)A．向右勻速運動B．向左減速運動C．向右減速運動D．向右加速運動解析：選C.欲使N產生順時針方向的感應電流，感應電流的磁場垂直紙面向里，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??；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．因此對前者應使ab減速向右運動．對于后者，則應使ab加速向左運動．即時應用5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在外力的作用下運動時，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．向左加速運動C．向右勻速運動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，然后根據楞次定律和左手定則判斷．由右手定則PQ向右加速