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(qiáng)磁場(chǎng)中 磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場(chǎng)方向的面積S的 叫做穿過(guò)這個(gè)平面的磁通量 簡(jiǎn)稱磁通 2 意義 穿過(guò)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(chǎng)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(chǎng)方向的夾角 4 磁通量是 有正負(fù) 其正負(fù)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(guò)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(hào)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(guò)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(chǎng)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(biāo)量 磁通量 電磁感應(yīng) 基礎(chǔ)檢測(cè) 1 2014年新課標(biāo)卷 在法拉第時(shí)代 下列驗(yàn)證 由磁產(chǎn) 生電 設(shè)想的實(shí)驗(yàn)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(gè)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(chǎng)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(yùn)動(dòng) 感應(yīng)電流 1 內(nèi)容 伸開(kāi)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(guò) 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(dòng)勢(shì) 基礎(chǔ)檢測(cè) 2 2015年四川自貢一診 如圖9 1 1甲所示 長(zhǎng)直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi) 長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流i隨時(shí)間t的變 T時(shí)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?yàn)轫槙r(shí)針 線框受安培力的合力方向向左B 感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針 線框受安培力的合力方向向右C 感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針 線框受安培力的合力方向向右D 感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針 線框受安培力的合力方向向左答案 B 考點(diǎn)1 對(duì)磁通量的理解與計(jì)算 重點(diǎn)歸納1 BS只適用于磁感應(yīng)強(qiáng)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(wú)關(guān) 3 總磁通量求法先規(guī)定某個(gè)方向的磁通量為正 反方向的磁通量為負(fù) 然后求該平面內(nèi)各個(gè)方向的磁通量的代數(shù)和 考點(diǎn)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(diǎn)在該軸線上 在這三點(diǎn)處各放一個(gè)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(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Ba Bb Bc的大小關(guān)系及穿過(guò)三個(gè)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(chǎng)強(qiáng) 由圖知 a b c三點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Ba Bb Bc的大小關(guān)系為Ba Bb Bc 三個(gè)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(cuò)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(guò)兩圓面的磁通量的大小 下述判斷中正 確的是 A 穿過(guò)兩圓面的磁通量垂直紙面向外B 穿過(guò)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(diǎn)2 楞次定律 感應(yīng)電流方向的判定 重點(diǎn)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(duì)運(yùn)動(dòng) 來(lái)拒去留 使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì) 增縮減擴(kuò) 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(diǎn)如下 3 楞次定律的使用步驟 1 確定原磁場(chǎng)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(chǎng)的方向 3 用安培定則來(lái)確定感應(yīng)電流 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 的方向 典例剖析例1 如圖9 1 4所示 一個(gè)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(shí) 圓環(huán)將如何運(yùn)動(dòng) 圖9 1 4 A 向左運(yùn)動(dòng)C 先向左 再向右 B 向右運(yùn)動(dòng)D 先向右 再向左 思維點(diǎn)撥 對(duì)電磁感應(yīng)中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 楞次定律的 阻礙 的本質(zhì)是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng) 即 來(lái)拒去留 由此可以大大簡(jiǎn)化問(wèn)題的分析過(guò)程 另外 圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng)的速度一定比磁鐵的運(yùn)動(dòng)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(chǎng)穿過(guò) 圓環(huán)的磁感線方向向左 磁鐵向左運(yùn)動(dòng) 穿過(guò)圓環(huán)的磁通量增加 所以感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)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(chǎng)與條形磁鐵相互排斥 所以圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng) 方法二 根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)中的楞次定律 原磁場(chǎng)與圓環(huán)之間 有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí) 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙這種相對(duì)運(yùn)動(dòng) 結(jié)果相互間形成的是排斥力 所以當(dāng)原磁場(chǎng)相對(duì)圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng)時(shí) 圓環(huán)在排斥力的作用下 必定要向左運(yùn)動(dòng) 答案 A備考策略 如果問(wèn)題不涉及感應(yīng)電流的方向 則用楞次定律的推廣含義進(jìn)行研究 可以使分析問(wèn)題的過(guò)程簡(jiǎn)化 如果問(wèn)題涉及感應(yīng)電流的方向 若導(dǎo)體不動(dòng) 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(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流 用右手定則判斷較為簡(jiǎn)單 考點(diǎn)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(zhǎng)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(guò)M N兩區(qū)域的過(guò)程中 導(dǎo)體棒所受安培力分別用FM FN表 示 不計(jì)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(kāi)始下落 磁鐵從圓環(huán)中穿過(guò)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(shuō)法正確的是 A 圓環(huán)先后有收縮 擴(kuò)張的趨勢(shì)B 圓環(huán)先后有擴(kuò)張 收縮的趨勢(shì)C 先順時(shí)針后逆時(shí)針D 先逆時(shí)針后順時(shí)針圖9 1 6 解析 由條形磁鐵的磁場(chǎng)分布可知 磁鐵下落的過(guò)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(kuò)張的趨勢(shì) A正確 從上向下看時(shí) 閉合圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向先順時(shí)針后逆時(shí)針 C正確 答案 AC 考點(diǎn)3 右手定則 左手定則和安培定則 重點(diǎn)歸納1 三個(gè)定則的區(qū)別 2 相互聯(lián)系 1 電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng) 當(dāng)電流的磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí) 也會(huì) 發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象 2 感應(yīng)電流在原磁場(chǎng)中也要受安培力 這是確定感應(yīng)電流 阻礙 相對(duì)運(yùn)動(dòng) 的依據(jù) 3 有些綜合問(wèn)題中 有時(shí)要同時(shí)應(yīng)用三個(gè)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(dòng)的金屬棒PQ MN 當(dāng)PQ在外力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí) MN在磁場(chǎng)力作用下向右運(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) 圖9 1 7 思維點(diǎn)撥 此題可用倒推法 即假設(shè)選項(xiàng)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(duì) 也可通過(guò)判斷L1的感生磁場(chǎng)方向 向上 進(jìn)而判斷要產(chǎn)生這樣的感生磁場(chǎng) L2的磁場(chǎng)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(jìn)而確定PQ的運(yùn)動(dòng)情況 解析 由右手定則 若PQ向右加速運(yùn)動(dòng) 穿過(guò)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(yùn)動(dòng) 故A錯(cuò)誤 若PQ向左加速運(yùn)動(dòng) 情況正好和A相反 故B正確 若PQ向右減速運(yùn)動(dòng) 由右手定則 穿過(guò)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(yùn)動(dòng) 故C正確 若PQ向左減速運(yùn)動(dòng) 情況恰好和C相反 故D錯(cuò)誤 答案 BC 備考策略 三個(gè)定則容易相混 特別是左 右手易錯(cuò) 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安 右手定則 3 因電而受力 I B F安 左手定則 考點(diǎn)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(zhǎng)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(kāi)口平齊 讓條形磁鐵從靜止開(kāi)始下落 條形 磁鐵在圓筒中的運(yùn)動(dòng)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(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)的判斷正確的是 A FN先小于mg后大于mg 運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左B FN先大于mg后小于mg 運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左 圖9 1 8 C FN先小于mg后大于mg 運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右D FN先大于mg后小于mg 運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右答案 D 易錯(cuò)點(diǎn) 忽略磁通量的正負(fù)號(hào)導(dǎo)致錯(cuò)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(guò)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(shí)的磁通量分別為 1 2 直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在 處比在 處要強(qiáng) 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(guò)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(guò) 所以 2 2 1 1 2 故選A 指點(diǎn)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(shí) 為正 若 90 時(shí) 為負(fù) 所以磁通量 有正負(fù)之分 磁通量的正負(fù)符號(hào)既不表示大小關(guān)系 也不表示方向 只為處理問(wèn)題方便而使用 解題時(shí)易忽略磁通量的正負(fù)而導(dǎo)致錯(cuò)誤 觸類(lèi)旁通 如圖9 1 10所示 兩個(gè)金屬圓環(huán)同心放置 條形磁體穿過(guò)圓心且與兩環(huán)平面垂直 通過(guò)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(guò)兩環(huán)的磁通量相同 取之為 上 由條形磁體的磁場(chǎng)特點(diǎn) 向下穿過(guò)b環(huán)的磁通量 b下大于向下穿過(guò)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