高考物理一轮复习-第十章-电磁感应-27-电磁感应现象-楞次定律.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,考点一,实验,(14),第,27,讲电磁感应现象楞次定律,-,3,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,电磁感应现象,1,.,磁通量,(1),定义,:,与垂直于磁感应强度的,的乘积,叫穿过这个面的磁通量,简称磁通。用字母,表示。,(2),大小,:,在匀强磁场中,当,B,S,时,=,;,当,B,S,时,磁通量为,。不垂直时,取,S,在与,B,垂直方向上的投影。,(3),单位,:,符号,:,。,磁感应强度,B,面积,S,BS,0,韦伯,Wb,-,4,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,特别提醒,:,磁通量是标量,却有正、负之分。若规定磁感线从线圈平面的,a,面穿入为正,则从它的反面,b,面穿入用负表示,磁通量概念是学习电磁感应的基础。,由,=BS,可以得到,。通过某一平面的磁通,量的大小,可以用穿过这一平面的磁感线条数的多少来形象表示。因此,磁感应强度的另一种定义叫磁通量密度或磁通密度,其单位可表示为,Wb,/m,2,。,当穿过某个面有方向相反的磁场,则不能直接用,=B,S,。应考虑相反方向的磁通量抵消以后所剩余的磁通量。,-,5,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2,.,磁通量的变化量,:,=,2,-,1,开始和转过,180,时平面都与磁场垂直,穿过平面的磁通量是不同的,一正一负,=-,2,B,S,而不是零。,3,.,产生感应电流的条件,:,只要穿过闭合电路的,发生变化,即,0,闭合电路中就有感应电流产生。,4,.,产生电磁感应现象的实质,:,电磁感应现象的实质是产生,如果回路闭合,则产生,;,如果回路不闭合,则只有,而无,。,磁通量,感应电动势,感应电流,感应电动势,感应电流,-,6,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1,.,我国的嫦娥二号探月卫星在发射,1 533 s,后进入近地点高度为,200 km,的地月转移轨道。假设卫星中有一边长为,50 cm,的正方形导线框,由于卫星的调姿由水平方向转至竖直方向,此处地磁场磁感应强度,B=,4,10,-,5,T,方向如图所示,该过程中磁通量的改变量的大小是,Wb,。,1,.,4,10,-,5,-,7,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2,.,如图所示,正方形线圈,abcd,位于纸面内,边长为,l,匝数为,N,过,ab,中点和,cd,中点的连线,OO,恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上,磁感应强度为,B,则穿过线圈的磁通量为,(,),A,解析,:,本题是单一方向的匀强磁场,正方形线圈中有磁感线穿过的部分,且与磁感线垂直的面积才是有效面积,本题的正确答案是,A,。,-,8,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1,.,如图所示,矩形线框在磁场内做的各种运动中,能够产生感应电流的是,(,),B,解析,:,A,中线框的磁通量没有变化,因此没有感应电流,但有感应电动势,也可以理解为左右两边切割磁感线产生的感应电动势相反。,B,中线框转动,线框中磁通量变化,这就是发电机模型,有感应电流。,C,、,D,中线圈平面和,B,平行,没有磁通量,更没有磁通量的变化,即没有感应电流产生。,-,9,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2,.,如图所示,一个,U,形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒,ab,有一磁感应强度为,B,的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为,。在下列各过程中,一定能在轨道回路里产生感应电流的是,(,),A.,ab,向右运动,同时使,减小,B.,使磁感应强度,B,减小,角同时也减小,C.,ab,向左运动,同时增大磁感应强度,B,D.,ab,向右运动,同时增大磁感应强度,B,和,角,(0,90,),A,解析,:,设此时回路面积为,S,据题意,磁通量,=,BS,cos,对,A,S,增大,减小,cos,增大,则,增大,A,正确。对,B,B,减小,减小,cos,增大,可能不变,B,错误。对,C,S,减小,B,增大,可能不变,C,错误。对,D,S,增大,B,增大,增大,cos,减小,可能不变,D,错误。故只有,A,正确。,-,10,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1,.,用,=BS,计算磁通量要注意,公式,=BS,适用条件匀强磁场,面积,S,为线圈垂直磁感线平面的有效投影面积。,2,.,电磁感应现象能否发生的判断流程,(1),确定研究的闭合回路。,(2),明确回路内的磁场分布,并确定该回路的磁通量,。,-,11,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,感应电流方向的判断,1,.,楞次定律,(1),内容,:,感应电流的磁场总要,引起感应电流的,的变化。,(2),适用范围,:,适用于一切回路,变化的情况。,2,.,右手定则,(1),使用方法,:,让磁感线穿入,大拇指指向,的方向,其余四指指向,的方向。,(2),适用范围,:,适用于,切割磁感线的情况。,阻碍,磁通量,磁通量,右手手心,导体运动,感应电流,部分导体,-,12,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1,.,如图所示,水平桌面上放有一个闭合铝环,在铝环轴线上方有一个条形磁铁。当条形磁铁沿轴线竖直向上迅速移动时,下列判断正确的是,(,),A.,铝环有收缩趋势,对桌面压力减小,B.,铝环有扩张趋势,对桌面压力减小,C.,铝环有收缩趋势,对桌面压力增大,D.,铝环有扩张趋势,对桌面压力增大,答案,解析,解析,关闭,当条形磁铁沿轴线竖直向上迅速移动时,穿过铝环的磁通量在减小,根据楞次定律可得,铝环产生的感应电流的磁场会阻碍磁通量的减小,故铝环一方面有让其面积变大的趋势,也可以说铝环有扩张的趋势,;,另一方面铝环有使其磁场变大的趋势,即靠近条形磁铁的趋势,故铝环对桌面的压力会变小,B,正确,;,也可以换一个角度考虑这个问题,:,当条形磁铁沿轴线竖直向上迅速移动时,把铝环看成一匝螺线管,则在铝环的上面会产生与条形磁铁下端相反的磁极,二者相互吸引,故铝环对桌面的压力变小。,答案,解析,关闭,B,-,13,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2,.,如图所示,圆环形导体线圈,a,平放在水平桌面上,在,a,的正上方固定一竖直螺线管,b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片,P,向下滑动,下列表述正确的是,(,),A.,线圈,a,中将产生俯视顺时针方向的感应电流,B.,穿过线圈,a,的磁通量变小,C.,线圈,a,有扩张的趋势,D.,线圈,a,对水平桌面的压力,F,N,将增大,D,-,14,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,解析,:,通过螺线管,b,的电流如图所示,根据右手螺旋定则判断出螺线管,b,所产生的磁场方向竖直向下,滑动变阻器的滑片,P,向下滑动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路电流增大,所产生的磁场的磁感应强度增强,根据楞次定律可知,线圈,a,中所产生的感应电流的磁场方向竖直向上,再由右手螺旋定则可得线圈,a,中的电流方向为俯视逆时针方向,A,错误,;,由于螺线管,b,中的电流增大,所产生的磁感应强度增强,线圈,a,中的磁通量应变大,B,错误,;,根据楞次定律可知,线圈,a,将阻碍磁通量的增大,因此线圈,a,有缩小的趋势,线圈,a,对水平桌面的压力将增大,C,错误,D,正确。,-,15,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1,.,如图所示,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一,U,形金属导轨,导轨平面与磁场垂直。金属杆,PQ,置于导轨上并与导轨形成闭合回路,PQRS,一圆环形金属线框,T,位于回路围成的区域内,线框与导轨共面。现让金属杆,PQ,突然向右运动,在运动开始的瞬间,关,于感应电流的方向,下列说法正确的是,(,),A.,PQRS,中感应电流沿顺时针方向,T,中感应电流沿逆时针方向,B.,PQRS,中感应电流沿顺时针方向,T,中感应电流沿顺时针方向,C.,PQRS,中感应电流沿逆时针方向,T,中感应电流沿逆时针方向,D.,PQRS,中感应电流沿逆时针方向,T,中感应电流沿顺时针方向,答案,解析,解析,关闭,因为,PQ,突然向右运动,由右手定则可知,PQRS,中有沿逆时针方向的感应电流,穿过,T,中的磁通量减小,由楞次定律可知,T,中有沿顺时针方向的感应电流,故只有,D,选项正确。,答案,解析,关闭,D,-,16,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2,.,(,多选,),两根互相平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中,在导轨上导体棒,AB,和,CD,可以自由滑动。当,AB,在外力,F,作用下向右运动时,下列说法正确的是,(,),A.,CD,内有电流通过,方向是,D,C,B.,CD,向左运动,C.,磁场对,CD,作用力向左,D.,磁场对,AB,作用力向左,答案,解析,解析,关闭,为了判断,CD,内电流方向,首先判断,AB,内的电流方向,因为,AB,在外力,F,作用下向右做切割磁感线运动,根据右手定则判断可知电流的方向是,B,A,AB,起着电源作用,电流从,A,端流出,回路的电流方向是,B,A,D,C,B,所以选项,A,正确,由右手定则可知,D,也正确。,答案,解析,关闭,AD,-,17,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1,.,应用楞次定律判断流程,2,.,应用楞次定律处理电磁感应问题的常用方法,(1),常规法,:,根据原磁场方向及磁通量变化情况,应用楞次定律确定感应电流产生的磁场方向,利用安培定则判断出感应电流方向,利用左手定则判断导体受力和运动趋势。,(2),效果法,:,由楞次定律可知,感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因,根据,“,阻碍,”,的原则,直接对运动趋势做出判断。,(3),口诀法,:,即,“,增反减同,来拒去留,增缩减扩,”,。,-,18,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,3,.,楞次定律中,“,阻碍,”,的含义,-,19,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,探究电磁感应的产生条件,1,.,实验目的,探究电磁感应的产生条件。,2,.,实验原理,穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中就有感应电流产生。,3,.,实验器材,蹄形磁铁、导线棒、导线若干、灵敏电流表、大线圈、小线圈、滑动变阻器、开关、直流电源。,-,20,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,4,.,实验电路与步骤,(1),探究导体棒在磁场中运动是否产生电流,-,21,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,(2),探究磁铁在线圈中运动是否产生电流,-,22,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,(3),模仿法拉第的实验,-,23,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,1,.,(,实验原理,),下图为探究电磁感应产生条件的实验电路之一,图中还有,、,两条导线没有接好,为了能顺利完成这个实验,导线,应接在,(,选填,“,a,”,或,“,b,”),再接好导线,。在实验中发现,开关闭合瞬间,电流计指针向右偏,现保持开关闭合,滑动变阻器滑片,P,迅速向右滑动时,电流计指针应向,(,选填,“,左,”,或,“,右,”),偏。,答案,a,左,解析,电流计与线圈,B,相连,线圈,A,与电源构成回路,故导线,应与,a,相连,;,滑片,P,向右滑动,电流变小,与闭合瞬间电流计偏转方向相反。,-,24,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,2,.,(,实验操作,),下图是研究电磁感应现象实验所需的器材,用实线将带有铁芯的小线圈,A,、电源、滑动变阻器和开关连接成回路,将小量程电流表和大螺线圈,B,连接成回路,。并列举出实验中改变回路,的磁通量,使回路,产生感应电流的三种方式,:,(1),;,(2),;,(3),。,答案,实物连接见解析图,;,(1),将小线圈,A,插入大线圈,B,中,;,开关闭合,(,或断开,),瞬间,;,(2),闭合开关,将小线圈,A,插入大线圈,B,(,或从大线圈,B,中取出,);,(3),闭合开关,将小线圈,A,插入大线圈,B,中后移动滑动变阻器的滑片。,-,25,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,解析,小线圈,A,、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路,;,大线圈,B,与电流表组成一个闭合回路,如图所示。小线圈,A,放在大线圈,B,内,当小线圈,A,中的电流发生变化时,大线圈,B,处的磁场也发生变化,进而使穿过大线圈,B,的磁通量发生变化,大线圈,B,与电流表组成的闭合回路中就产生了感应电流,所以采取的方式只要能够改变,A,中的电流就可以了。,-,26,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,3,.,(,实验探究,),某同学用如图所示的实验装置探究电磁感应的产生条件,发现将条形磁铁快速插入,(,或拔出,),线圈时,甲图中的电流表发生明显偏转,乙图中的小灯泡始终不发光,(,检查电路没有发现问题,),试分析小灯泡不发光的原因,:,。,答案,通过灯泡的电流太小,-,27,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,探究感应电流方向的规律,1,.,实验目的,探究感应电流方向的规律。,2,.,实验原理,感应电流的磁场方向阻碍原磁场磁通量的变化。,3,.,实验器材,条形磁铁、灵敏电流表、线圈、干电池、定值电阻、开关、导线若干。,-,28,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,4,.,实验步骤,(1),确定线圈导线绕向,仔细观察实验用线圈导线的绕向,用白线把绕向标识好,如图,1,所示。,(2),用干电池确定电流表的指针偏转方向与电流方向的关系,电路图如图,2,所示。,-,29,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,(3),探究影响感应电流方向的因素。,如图所示连接电路,并将磁铁向线圈插入或从线圈中拔出,分析感应电流的方向与哪些因素有关。,-,30,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,5,.,实验现象记录表格,-,31,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,1,.,(,实验原理,),如图所示,在图甲中,G,为指针在中央的灵敏电流表连接在直流电路中时的偏转情况。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验,则图乙中的条形磁铁的运动方向是,图丙中电流计的指针从中央向,偏转,图丁中的条形磁铁上端为,极。,答案,向下,右,N,解析,题图乙中流过电流计的电流方向是自左向右,说明穿过线圈的磁通量是向上增大,故条形磁铁的运动方向向下,;,图丙中穿过线圈的磁通量是向下增大,可知流过电流计的电流方向是自右向左,电流计向右偏转,;,图丁中流过电流计的电流方向是自右向左,说明穿过线圈的磁通量是向上减小,条形磁铁上端为,N,极。,-,32,-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,2,.,(,实验操作,)(,多选,),下列各图是验证楞次定律实验的示意图,各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中与事实相符的是,(,),CD,解析,:,A,图中磁铁向下运动,穿过线圈的磁通量在向下增加,由楞次定律知感应电流的磁场阻碍原磁场的增加,方向向上,再由安培定则可以判断,A,中感应电流的方向与图中相反,所以,A,错,同理得,B,错,C,、,D,正确。,