2020高考物理人教通用版新一线学案课件:第10章 第1讲 电磁感应现象 楞次定律 .ppt
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1、电磁感应,第 十 章,考 试 说 明,第1讲 电磁感应现象 楞次定律,知识梳理自测,1定义 匀强磁场中,磁感应强度(B)与_于磁场方向的面积(S)的乘积叫作穿过这个面积的磁通量,简称磁通,我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理解。,知识点1,磁通量,垂直,2公式 _。在国际单位制中,磁通量的单位是_,符号是_。 3公式适用条件 (1)匀强磁场。 (2)磁感线的方向与平面垂直,即BS。,BS,韦伯,Wb,思考:如图所示,矩形abcd、abba,abcd的面积分别为S1、S2、S3,匀强磁场的磁感应强度B与平面abcd垂直,则: (1)通过矩形abcd的磁通量为_或_。 (2)通过矩形
2、abcd的磁通量为_。 (3)通过矩形abba的磁通量为_。,BS1cos,BS3,BS3,0,1电磁感应现象 当穿过闭合电路的磁通量_时,电路中有_产生的现象。 2产生感应电流的条件 (1)条件:穿过闭合电路的磁通量_。 (2)特例:闭合电路的一部分导体在磁场内做_的运动。 3电磁感应现象的实质 产生_,如果电路闭合,则有_;如果电路不闭合,则只有_而无感应电流。,知识点2,电磁感应现象,发生变化,感应电流,发生变化,切割磁感线,感应电动势,感应电流,感应电动势,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 (
3、1)使用方法。 让磁感线穿入_手手心。 使大拇指指向_的方向。 则其余四指指向_的方向。 (2)适用范围:适用于_切割磁感线的情况。,知识点3,感应电流方向的判定,阻碍,磁通量,磁通量,右,导体运动,感应电流,部分导体,答案 (1)0 (2)无 (3)使线圈左右平动;以OO为轴转动。,思维诊断: (1)磁通量与线圈的匝数无关。 ( ) (2)闭合电路内只要有磁通量,就有感应电流产生。 ( ) (3)感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。 ( ) (4)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。 ( ), ,D,解析 产生感应电流的条件是闭合回路内磁通量发生变化。线圈绕在
4、磁铁上,磁通量未变,不会产生感应电流,A错误;通电线圈中若为恒定电流,则产生恒定的磁场,连有电流表的闭合线圈内磁通量不变,不会产生感应电流,B错误;往线圈中插入条形磁铁的瞬间,线圈中磁通量发生变化,此时线圈中将产生感应电流,但插入后磁通量不再变化,无感应电流,故到相邻房间观察时无示数,C错误;在线圈通电或断电的瞬间,磁通量发生变化,产生感应电流,D正确。,2(2018上海合格考模拟)如图所示为两同心圆环,当有一匀强磁场垂直穿过A环面时(A环面外无磁场),A环面磁通量为1,此时B环面磁通量为2。若将原匀强磁场撤去,改为一条形磁体,垂直穿过A环面时A环面的磁通量为3,B环面的磁通量为4,有关磁通量
5、的大小,下列说法正确的是 ( ) A12 C34 D34,C,解析 当有一匀强磁场垂直穿过A环面时,穿过两个环面的磁感线条数相等,故磁通量相等,A、B错误;若将原匀强磁场撤去,改为一条形磁体,根据磁感线的分布情况可知,磁体内部的磁感线条数等于磁体外部磁感线的总条数,而磁体外部磁感线分布在无限大的空间,所以穿过环面的磁体外部的磁感线将磁体内部的磁感线抵消一部分,A的面积小,抵消较少,则磁通量较大,所以34,C正确,D错误。,3自1932年磁单极子概念被狄拉克提出以来,不管是理论物理学家还是实验物理学家都一直在努力寻找,但迄今仍然没能找到它们存在的确凿证据。近年来,一些凝聚态物理学家找到了磁单极子
6、存在的有力证据,并通过磁单极子的集体激发行为解释了一些新颖的物理现象,这使得磁单极子艰难的探索之路出现了一丝曙光。如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的闭合超导线圈,则从上向下看,这个线圈中将出现 ( ) A先是逆时针方向,然后是顺时针方向的感应电流 B先是顺时针方向,然后是逆时针方向的感应电流 C逆时针方向的持续流动的感应电流 D顺时针方向的持续流动的感应电流,C,解析 N极磁单极子穿过超导线圈的过程中,当磁单极子靠近线圈时,穿过线圈的磁通量增加,且磁场方向从上向下,所以由楞次定律可知感应电流方向为逆时针;当磁单极子远离线圈时,穿过线圈的磁通量减小,且磁场方向从下向上,所以由楞次定
7、律可知感应电流方向为逆时针,因此线圈中产生的感应电流方向不变,由于超导线圈中没有电阻,因此感应电流将长期维持下去,故A、B、D错误,C正确。,核心考点突破,1磁通量的计算 (1)公式BS。 此式的适用条件是:匀强磁场,磁感线与平面垂直。如图所示。,考点一,电磁感应现象的判断,(2)在匀强磁场B中,若磁感线与平面不垂直,公式BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积;公式BScos中的Scos即为面积S在垂直于磁感线方向的投影,我们称之为“有效面积”。 (3)磁通量有正负之分,其正负是这样规定的:任何一个面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿入为正磁通量,则磁感线从反面穿入时磁通量为负值。
8、 若磁感线沿相反的方向穿过同一平面,且正向磁感线条数为1,反向磁感线条数为2,则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和),即12。,(4)如图所示,若闭合电路abcd和ABCD所在平面均与匀强磁场B垂直,面积分别为S1和S2,且S1S2,但磁场区域恰好只有ABCD那么大,穿过S1和S2的磁通量是相同的,因此,BS中的S应是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积。 (5)磁通量与线圈的匝数无关,也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响。同理,磁通量的变化量21也不受线圈匝数的影响。所以,直接用公式求、时,不必去考虑线圈匝数n。,2磁通量的变化21,其数值等于初、末态穿过某个平面磁通量的差值
9、。分析磁通量变化的方法有: 方法一:据磁通量的定义BS(S为回路在垂直于磁场的平面内的投影面积)。 一般存在以下几种情形: (1)投影面积不变,磁感应强度变化,即BS。 (2)磁感应强度不变,投影面积发生变化,即BS。其中投影面积的变化又有两种形式:a.处在磁场的闭合回路面积发生变化,引起磁通量变化;b.闭合回路面积不变,但与磁场方向的夹角发生变化,从而引起投影面积变化。,(3)磁感应强度和投影面积均发生变化。这种情况较少见,此时不能简单地认为BS。 方法二:根据磁通量的物理意义,通过分析穿过回路的磁感线条数的变化来定性分析磁通量的变化。,(2018广东模拟)法拉第在研究电磁感应现象时,将两个
10、线圈绕在同一个铁环上,简化电路如图所示,下列关于法拉第研究过程的说法正确的是 ( ) A闭合开关S的瞬间,右侧线圈中不产生感应电流 B闭合开关S以后,右侧线圈中产生稳定的感应电流 C断开开关S的瞬间,右侧线圈中产生感应电流 D断开开关S的瞬间,右侧线圈中不产生感应电流 解析 S闭合的瞬间,右侧线圈中磁通量发生变化,产生感应电流,故A错误;闭合开关以后,右侧线圈中磁通量不发生变化,不产生感应电流,故B错误;当开关S断开的瞬间,右侧线圈中磁通量发生变化,产生感应电流,故C正确,D错误。,例 1,C,(2018山西清徐中学模拟)在匀强磁场中,有两条平行金属导轨a、b,磁场方向垂直a、b所在的平面向下
11、,c、d为串接有电流表、电压表的两金属棒,如图所示,两棒以相同的水平速度向右匀速运动,则以下结论正确的是 ( ) A电压表有读数,电流表没有读数 B电压表有读数,电流表也有读数 C电压表无读数,电流表有读数 D电压表无读数,电流表也无读数,类题演练 1 ,D,解析 当两棒以相同的水平速度向右匀速运动时,回路的磁通量不变,没有感应电流产生,电流表没有读数。电压表是由电流表改装而成的,核心的部件是电流表,没有电流,指针不偏转,电压表也没有读数。A、B、C错误,故D正确。,1感应电流方向判断的两种方法 方法一 用楞次定律判断 方法二 用右手定则判断 该方法适用于部分导体切割磁感线。判断时注意掌心、四
12、指、拇指的方向。,考点二,感应电流方向的判断,2楞次定律和右手定则的关系 (1)从研究对象上说,楞次定律研究的是整个闭合回路,右手定则研究的是闭合电路中的一部分导体,即一段导体做切割磁感线运动的情况。 (2)从适用范围上说,楞次定律适用于磁通量变化引起感应电流的各种情况(包括一部分导体做切割磁感线运动的情况),右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况。因此,右手定则是楞次定律的一种特殊情况。一般来说,若导体不动,回路中磁通量变化,应该用楞次定律判断感应电流方向而不能用右手定则;若是回路中一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流,用右手定则判断较为简单,用楞次定律进行判断也可以,但较
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