高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題九 第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律課件 新人教版.ppt

專題九電磁感應(yīng) 第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律 一 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 1 磁通量 乘積 磁感線條數(shù) BScos 1 定義 在勻強磁場中 磁感應(yīng)強度B與垂直于磁場方向的面積S的 叫做穿過這個平面的磁通量 簡稱磁通 2 意義 穿過某一面積的 的多少 3 定義式 式中Scos 為面積S在垂直于磁場方向的平面上投影的大小 是S所在平面的法線方 向與磁場方向的夾角 4 磁通量是 有正負 其正負表示與規(guī)定的正方向是相同還是相反 若磁感線沿相反方向穿過同一平面 且正向磁感線條數(shù)為 1 反向磁感線條數(shù)為 2 則總磁通量 1 2 5 單位 韋伯 符號是Wb 1Wb 1T m2 2 電磁感應(yīng) 感應(yīng)電流 磁通量 1 定義 只要穿過閉合回路的 發(fā)生變化 閉合回路中就有電流產(chǎn)生 這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做 產(chǎn)生的電流叫做 2 條件 閉合回路中的 發(fā)生變化 標量 磁通量 電磁感應(yīng) 基礎(chǔ)檢測 1 2014年新課標卷 在法拉第時代 下列驗證 由磁產(chǎn) 生電 設(shè)想的實驗中 能觀察到感應(yīng)電流的是 A 將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路 然后觀察電流表的變化B 在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈 然后觀察電流表的變化C 將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接 往線圈中插入條形磁鐵后 再到相鄰房間去觀察電流表的變化D 繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈 分別接電源和電流表 在給線圈通電或斷電的瞬間 觀察電流表的變化答案 D 二 楞次定律和右手定則 1 楞次定律 感應(yīng)電流 垂直 掌心 1 內(nèi)容 感應(yīng)電流具有這樣的方向 即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起 的磁通量的變化 2 適用情況 所有電磁感應(yīng)現(xiàn)象 2 右手定則 導(dǎo)線運動 感應(yīng)電流 1 內(nèi)容 伸開右手 讓大拇指與四指 并與手掌在同一平面內(nèi) 讓磁感線垂直穿過 大拇指指向 的方向 其余四指所指方向即為 的方向 2 適用情況 導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 基礎(chǔ)檢測 2 2015年四川自貢一診 如圖9 1 1甲所示 長直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi) 長直導(dǎo)線中的電流i隨時間t的變 T時間內(nèi) 線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力情況是 圖9 1 1 A 感應(yīng)電流方向為順時針 線框受安培力的合力方向向左B 感應(yīng)電流方向為順時針 線框受安培力的合力方向向右C 感應(yīng)電流方向為逆時針 線框受安培力的合力方向向右D 感應(yīng)電流方向為逆時針 線框受安培力的合力方向向左答案 B 考點1 對磁通量的理解與計算 重點歸納1 BS只適用于磁感應(yīng)強度B與面積S垂直的情況 2 多匝線圈內(nèi)磁通量的大小與線圈匝數(shù)無關(guān) 3 總磁通量求法先規(guī)定某個方向的磁通量為正 反方向的磁通量為負 然后求該平面內(nèi)各個方向的磁通量的代數(shù)和 考點練透 1 2015年內(nèi)蒙古包頭期中 如圖9 1 2所示 通電螺線管水平固定 OO 為其軸線 a b c三點在該軸線上 在這三點處各放一個完全相同的小圓環(huán) 且各圓環(huán)平面垂直于OO 軸 則關(guān)于這三點的磁感應(yīng)強度Ba Bb Bc的大小關(guān)系及穿過三個小圓環(huán)的 磁通量 a b c的大小關(guān)系 下列判斷正確的是 圖9 1 2 A Ba Bb Bc a b cB Ba Bb Bc aBb Bc a b cD Ba Bb Bc a b c 答案 C 解析 靠近螺線管的地方磁場強 由圖知 a b c三點的磁感應(yīng)強度Ba Bb Bc的大小關(guān)系為Ba Bb Bc 三個小圓環(huán)的面積相同 根據(jù)磁通量的定義可知 a b c 所以ABD錯誤 C正確 2 多選 如圖9 1 3所示 A為通電線圈 電流方向如圖所示 B C為與A在同一平面內(nèi)的兩同心圓 B C分別為通過兩圓面的磁通量的大小 下述判斷中正 確的是 A 穿過兩圓面的磁通量垂直紙面向外B 穿過兩圓面的磁通量垂直紙面向里 圖9 1 3 C B CD B C答案 AC 考點2 楞次定律 感應(yīng)電流方向的判定 重點歸納1 楞次定律中 阻礙 的含義 阻礙原磁通量的變化 增反減同 阻礙相對運動 來拒去留 使線圈面積有擴大或縮小的趨勢 增縮減擴 阻礙原電流的變化 自感現(xiàn)象 增反減同 2 感應(yīng)電流方向的判斷 利用楞次定律或右手定則 它們 的特點如下 3 楞次定律的使用步驟 1 確定原磁場的方向及磁通量的變化情況 2 根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場的方向 3 用安培定則來確定感應(yīng)電流 感應(yīng)電動勢 的方向 典例剖析例1 如圖9 1 4所示 一個閉合的輕質(zhì)圓環(huán)穿在一根光滑的水平絕緣桿上 當(dāng)條形磁鐵的N極自右往左向圓環(huán)中插去時 圓環(huán)將如何運動 圖9 1 4 A 向左運動C 先向左 再向右 B 向右運動D 先向右 再向左 思維點撥 對電磁感應(yīng)中的相對運動問題 楞次定律的 阻礙 的本質(zhì)是阻礙相對運動 即 來拒去留 由此可以大大簡化問題的分析過程 另外 圓環(huán)向左運動的速度一定比磁鐵的運動速度小 雖有阻礙 但磁通量仍然在增加 解析 方法一 根據(jù)楞次定律的最原始表述 原磁場穿過 圓環(huán)的磁感線方向向左 磁鐵向左運動 穿過圓環(huán)的磁通量增加 所以感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反 根據(jù)右手螺旋定則 感應(yīng)電流的方向在圓環(huán)前半圈向下 此環(huán)形電流的磁場與條形磁鐵相互排斥 所以圓環(huán)向左運動 方法二 根據(jù)相對運動中的楞次定律 原磁場與圓環(huán)之間 有相對運動時 感應(yīng)電流的磁場要阻礙這種相對運動 結(jié)果相互間形成的是排斥力 所以當(dāng)原磁場相對圓環(huán)向左運動時 圓環(huán)在排斥力的作用下 必定要向左運動 答案 A備考策略 如果問題不涉及感應(yīng)電流的方向 則用楞次定律的推廣含義進行研究 可以使分析問題的過程簡化 如果問題涉及感應(yīng)電流的方向 若導(dǎo)體不動 回路中磁通量變化 應(yīng)該用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向 若是回路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動產(chǎn)生感應(yīng)電流 用右手定則判斷較為簡單 考點練透 3 多選 2014年山東卷 如圖9 1 5所示 一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內(nèi) 通有恒定電流的長直絕緣導(dǎo)線垂直并緊靠軌道固定 導(dǎo)體棒與軌道垂直且接觸良好 在向右勻速通過M N兩區(qū)域的過程中 導(dǎo)體棒所受安培力分別用FM FN表 示 不計軌道電阻 以下敘述正確的是 圖9 1 5 B FN向左D FN逐漸減小 A FM向右C FM逐漸增大答案 BCD 4 多選 2014年海南卷改編 如圖9 1 6所示 在一水平固定的閉合導(dǎo)體圓環(huán)上方 有一條形磁鐵 N極朝上 S極朝下 由靜止開始下落 磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸 關(guān)于圓環(huán) 中感應(yīng)電流的方向 從上向下看 下列說法正確的是 A 圓環(huán)先后有收縮 擴張的趨勢B 圓環(huán)先后有擴張 收縮的趨勢C 先順時針后逆時針D 先逆時針后順時針圖9 1 6 解析 由條形磁鐵的磁場分布可知 磁鐵下落的過程 閉合圓環(huán)中的磁通量始終向上 并且先增加后減少 由楞次定律可判斷出 圓環(huán)先后有收縮 擴張的趨勢 A正確 從上向下看時 閉合圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向先順時針后逆時針 C正確 答案 AC 考點3 右手定則 左手定則和安培定則 重點歸納1 三個定則的區(qū)別 2 相互聯(lián)系 1 電流可以產(chǎn)生磁場 當(dāng)電流的磁場發(fā)生變化時 也會 發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象 2 感應(yīng)電流在原磁場中也要受安培力 這是確定感應(yīng)電流 阻礙 相對運動 的依據(jù) 3 有些綜合問題中 有時要同時應(yīng)用三個定則 典例剖析例2 多選 如圖9 1 7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(dāng)PQ在外力作用下運動時 MN在磁場力作用下向右運動 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 向右減速運動 D 向左減速運動 圖9 1 7 思維點撥 此題可用倒推法 即假設(shè)選項的條件 然后得出現(xiàn)象 看它是否與題中描述的現(xiàn)象相同 若相同 則正確 若不同 則不對 也可通過判斷L1的感生磁場方向 向上 進而判斷要產(chǎn)生這樣的感生磁場 L2的磁場應(yīng)如何變化 向上減小或向下增加 即增反減同 由此可確定L2中的電流方向和大小變化情況 進而確定PQ的運動情況 解析 由右手定則 若PQ向右加速運動 穿過L1的磁通量向上且增加 由楞次定律和左手定則可判斷MN向左運動 故A錯誤 若PQ向左加速運動 情況正好和A相反 故B正確 若PQ向右減速運動 由右手定則 穿過L1的磁通量向上且減小 由楞次定律和左手定則可判斷MN向右運動 故C正確 若PQ向左減速運動 情況恰好和C相反 故D錯誤 答案 BC 備考策略 三個定則容易相混 特別是左 右手易錯 關(guān) 鍵是抓住因果關(guān)系 1 因電而生磁 I B 安培定則 2 因動而生電 v B I安 右手定則 3 因電而受力 I B F安 左手定則 考點練透 5 2014年大綱卷 很多相同的絕緣銅圓環(huán)沿豎直方向疊放 形成一很長的豎直圓筒 一條形磁鐵沿圓筒的中心軸豎直放置 其下端與圓筒上端開口平齊 讓條形磁鐵從靜止開始下落 條形 磁鐵在圓筒中的運動速率 A 均勻增大B 先增大 后減小C 逐漸增大 趨于不變D 先增大 再減小 最后不變答案 C 6 如圖9 1 8所示 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)過時 若線圈始終不動 則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在 水平方向運動趨勢的判斷正確的是 A FN先小于mg后大于mg 運動趨勢向左B FN先大于mg后小于mg 運動趨勢向左 圖9 1 8 C FN先小于mg后大于mg 運動趨勢向右D FN先大于mg后小于mg 運動趨勢向右答案 D 易錯點 忽略磁通量的正負號導(dǎo)致錯誤 例3 如圖9 1 9所示 通有恒定電流的導(dǎo)線與閉合金屬框abcd共面 第一次將金屬框由位置 平移到位置 第二次將金屬框由位置 繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置 設(shè)先后兩次通過金屬框的磁通量 圖9 1 9 變化分別為 1和 2 則 A 1 2B 1 2C 1 2D 1 2 答案 A 正解分析 設(shè)線框在位置 時的磁通量分別為 1 2 直線電流產(chǎn)生的磁場在 處比在 處要強 1 2 將線框從位置 平移到位置 磁感線是從線框的同一面穿過的 所以 1 2 1 1 2 將線框從位置 繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置 磁感線分別從線框的正反兩面穿過 所以 2 2 1 1 2 故選A 指點迷津 磁通量 BScos 公式中 是線圈所在平面的法線與磁感線方向的夾角 若 90 時 為正 若 90 時 為負 所以磁通量 有正負之分 磁通量的正負符號既不表示大小關(guān)系 也不表示方向 只為處理問題方便而使用 解題時易忽略磁通量的正負而導(dǎo)致錯誤 觸類旁通 如圖9 1 10所示 兩個金屬圓環(huán)同心放置 條形磁體穿過圓心且與兩環(huán)平面垂直 通過兩圓環(huán)的磁通量 a b的關(guān)系 為 圖9 1 10 A a bB a bC a bD 不能確定 答案 A 解析 在磁鐵內(nèi)部 向上穿過兩環(huán)的磁通量相同 取之為 上 由條形磁體的磁場特點 向下穿過b環(huán)的磁通量 b下大于向下穿過a環(huán)的磁通量 a下 則總磁通量 a 上 a下 b 上 b下 則 a b