高三物理一輪-第9章第一節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象-楞次定律

第一節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律

課堂互動(dòng)講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練第一節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理一、磁通量1．概念：磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場(chǎng)面積S_______．2．計(jì)算(1)公式：Φ＝_______.(2)適用條件：①勻強(qiáng)磁場(chǎng)；②S是_______磁場(chǎng)中的有效面積．(3)單位：韋伯(Wb)，1Wb＝_______.3．意義：穿過(guò)某一面積的磁感線的_______．4．標(biāo)矢性：磁通量是_______，但有正、負(fù)．乘積BS垂直1T·m2條數(shù)標(biāo)量例1.試計(jì)算磁通量大?。ㄟ呴L(zhǎng)為a）圖中面積為s例1二、電磁感應(yīng)1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)穿過(guò)閉合電路的_______發(fā)生變化時(shí)，電路中有電流產(chǎn)生，這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象．磁通量2．產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的條件(1)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件無(wú)論回路是否閉合，只要穿過(guò)線圈平面的磁通量發(fā)生_______，回路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于_______．(2)產(chǎn)生感應(yīng)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(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）三、感應(yīng)電流方向的判斷1．右手定則：伸開右手，使拇指與其余四個(gè)手指______并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心垂直進(jìn)入，并使拇指指向__________的方向，這時(shí)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(dǎo)線運(yùn)動(dòng)感應(yīng)電流2．楞次定律內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要______引起感應(yīng)電流的__________的變化．特別提示：右手定則一般用于判斷部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)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(yīng)電流的方向判斷．阻礙磁通量3．應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方法楞次定律沒(méi)有直接告訴感應(yīng)電流的方向，它說(shuō)明的是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向之間的關(guān)系，即穿過(guò)閉合回路的磁通量增大時(shí)，兩磁場(chǎng)方向相反；磁通量減小時(shí)，兩磁場(chǎng)方向相同．因此，根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向時(shí)，應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：(1)明確閉合電路范圍內(nèi)的原磁場(chǎng)的方向；(2)分析穿過(guò)閉合電路的磁通量的變化情況；(3)根據(jù)楞次定律，判定感應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向；(4)利用安培定則，判斷感應(yīng)電流的方向．課堂互動(dòng)講練一、楞次定律的理解及應(yīng)用1．楞次定律中“阻礙”的含義某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的實(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→aC．b→G→a

D．先b→G→a，后a→G→b例3特別提醒：運(yùn)用楞次定律判定感應(yīng)電流的方向可歸結(jié)為“一原、二感、三電流”，即①明確原磁場(chǎng)，(方向和變化)②確定感應(yīng)電流磁場(chǎng)，③判定感應(yīng)電流方向．即時(shí)應(yīng)用如圖所示，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)擺動(dòng)．金屬線框從右側(cè)某一位置由靜止開始釋放，在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過(guò)程中，細(xì)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(yīng)電流的方向是(

)A．a(chǎn)→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(cè)擺動(dòng)到O點(diǎn)正下方的過(guò)程中，向上的磁通量在減小，故感應(yīng)電流的方向沿d→c→b→a→d，線框從O點(diǎn)正下方向左側(cè)擺動(dòng)的過(guò)程中，電流方向沿d→c→b→a→d，故選B.即時(shí)應(yīng)用2.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平行放置在導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路，一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)(

)A．P、Q將相互靠攏B．P、Q將相互遠(yuǎn)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(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中的感應(yīng)電流方向，根據(jù)左手定則可判斷P、Q所受安培力的方向．可見(jiàn)，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(dāng)磁鐵下端為S極時(shí)，根據(jù)類似的分析可得到相同的結(jié)果．4．楞次定律的應(yīng)用(1)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(lái)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)”．(4)阻礙線圈自身電流的變化(自感現(xiàn)象)．即時(shí)應(yīng)用3.一長(zhǎng)直鐵芯上繞有一固定線圈M，鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接，木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N，N可在木質(zhì)圓柱上無(wú)摩擦移動(dòng)．M連接在如圖所示的電路中，其中R為滑動(dòng)變阻器，E1和E2為直流電源，S為單刀雙擲開關(guān)．下列情況中，可觀測(cè)到N向左運(yùn)動(dòng)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(dòng)頭向c端移動(dòng)時(shí)D．S已向a閉合的情況下，將R的滑動(dòng)頭向d端移動(dòng)時(shí)【解析】由楞次定律及左手定則可知：只要線圈中電流增強(qiáng)，即穿過(guò)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(guò)N的磁通量減少，則N受吸引而向左．故C選項(xiàng)正確．【答案】

C即時(shí)應(yīng)用4.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放有平行銅導(dǎo)軌，它與大線圈M相連接，要使小導(dǎo)線圈N獲得順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，則放在導(dǎo)軌上的裸金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)情況是(兩線圈共面放置)(

)A．向右勻速運(yùn)動(dòng)B．向左減速運(yùn)動(dòng)C．向右減速運(yùn)動(dòng)D．向右加速運(yùn)動(dòng)解析：選C.欲使N產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)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(shí)針?lè)较蛑饾u減小的電流，使其在N中的磁場(chǎng)方向向里，且磁通量在減?。欢荕中有逆時(shí)針?lè)较蛑饾u增大的電流，使其在N中的磁場(chǎng)方向向外，且磁通量在增大．因此對(duì)前者應(yīng)使ab減速向右運(yùn)動(dòng)．對(duì)于后者，則應(yīng)使ab加速向左運(yùn)動(dòng)．即時(shí)應(yīng)用5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，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN在磁場(chǎng)力的作用下向右運(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．向右勻速運(yùn)動(dòng)D．向左減速運(yùn)動(dòng)【解析】分析該類問(wèn)題，首先要明確PQ運(yùn)動(dòng)是引起MN運(yùn)動(dòng)的原因，然后根據(jù)楞次定律和左手定則判斷．由右手定則PQ向右加速