考物理-复习方案-第1讲电磁感应现象楞次定律.pdf
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1、磁 通 量 (1)定义:在磁感应强度为B 的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积S和 B 的乘积。 (2)公式: BS。 (3)单位:韦伯 (韦),符号: Wb。 (4)磁通量是标量(填“标量”或“矢量”)。 1对磁通量的理解 (1)磁通量是标量,其正、负值仅表示磁感线是正向还是反向穿过线圈平面。 (2)多匝线圈的磁通量:多匝线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关。 (3)合磁通量求法:若某个平面内有不同方向和强弱的磁场共同存在,当计算穿过这个 面的磁通量时, 先规定某个方向的磁通量为正,反方向的磁通量为负,平面内各个方向的磁 通量的代数和等于这个平面内的合磁通量。 2关于公式BS的理解 (1)适用条件
2、:匀强磁场;磁感线与平面垂直。 (2)若面积 S与磁感应强度B 的夹角为 ,则 BSsin 。 图 9 11 其中 Ssin 为面积 S在垂直于磁感线方向的投影,称之为“有效面积”。 图 9 12 (3)面积 S的含义: S不一定是某个线圈的真正面积,而是线圈在磁场范围内的面积。如 图 912 所示, S应为线圈面积的一半。 3磁通量变化的计算 (1)磁感应强度B 不变,有效面积S变化时,则 21B S。 (2)磁感应强度B 变化,磁感线穿过的有效面积S 不变时,则穿过回路中的磁通量的变 化量 21 B S。 1. 用均匀导线做成的正方形线圈abcd 放在纸面内, 其一半放在有理想边界且垂直于
3、纸 面向里的匀强磁场中,如图913 所示,关于穿过线圈的磁通量的说法正确的是() 图 9 13 A若线圈以OO为轴转动,则穿过线圈的磁通量时刻在变化 B若线圈以OO为轴转动,则线圈转动90 后磁通量有一段时间为零,直至ab 边再 次进入磁场 C若线圈以ab 为轴转动,因线圈在垂直于磁场方向的投影面积一直在变化,故穿过 线圈的磁通量一直在变化 D若线圈以ab 为轴转动,开始转动的一段时间内磁通量不变,直至其cd 边进入磁场 磁通量才开始变化 解析: 选 AD若线圈以OO为轴转动,线圈在垂直于磁场方向的投影面积是一直在 变化的, 因此穿过线圈的磁通量一直在变化,选项 A 正确, B 错误; 若线圈
4、以ab 为轴转动, 从图示位置转动60 角的过程中,虽然线圈进入磁场部分的面积变大,但在线圈处于磁场中 的部分垂直于磁场方向的投影面积一直不变,所以这段过程中穿过线圈的磁通量不变,一旦 cd 边进入磁场,整个线圈在垂直于磁场方向的投影面积随时变化,因此穿过线圈的磁通量 发生变化,选项C 错误, D 正确。 电磁感应现象 1电磁感应现象 当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有感应电流产生的现象。 2产生感应电流的条件 (1)存在闭合回路。 (2)磁通量发生变化。 1电磁感应现象的实质 电磁感应现象的实质是产生了感应电动势,如果回路闭合则产生感应电流;如果回路不 闭合,则只有感应电动势,而无感
5、应电流。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 2能量转化 发生电磁感应现象时,是机械能或其它形式的能转化为电能。 2如图 914 所示,将一个矩形小线圈放在一个大匀强磁场中,线圈平面平行于磁 感线,则线圈中有感应电流产生的是() 图 9 14 A当矩形线圈做平行于磁感线的平动 B当矩形线圈做垂直于磁感线的平行移动 C当矩形线圈绕AB 边做转动时 D当矩形线圈绕BC 边做转动时 解析: 选 C当线圈平行于或垂直于磁感线运动时,穿过的磁通量始终为零,不变化, 无感应电流产生,故A、B 不对;当线圈绕AB 边转动时,穿过的磁通量变化,故有感应电 流产生, C 正确;当线圈绕BC 边转动时,穿过线圈
6、的磁通量始终为零不变化,故无感应电 流, D 错。 楞次定律右手定则 1楞次定律 (1)内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 (2)适用范围:一切电磁感应现象。 2右手定则 (1)内容:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让 磁感线从掌心进入, 并使拇指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。 (2)适用情况:导体切割磁感线产生感应电流。 楞次定律的理解及应用 (1)楞次定律中“阻碍”的含义: (2)楞次定律的推广: 对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原 因。 阻碍原磁通量的变化 “增反减同”
7、; 阻碍相对运动 “来拒去留”; 使线圈面积有扩大或缩小的趋势 “增缩减扩”; 阻碍原电流的变化(自感现象 ) “增反减同”。 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的应用现象对比: 基本现象应用的定则或定律 运动电荷、电流产生磁场安培定则 磁场对运动电荷、电流有作用力左手定则 电磁 感应 部分导体做切割磁感线运动右手定则 闭合回路磁通量变化楞次定律 3如图 915 是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从 线圈上方插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流。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,其中表 示
8、正确的是 () 图 9 15 解析: 选 CD根据楞次定律可确定感应电流的方向:对C 选项,当磁铁向下运动时: (1)闭合线圈原磁场的方向 向上; (2)穿过闭合线圈的磁通量的变化 增加; (3)感应电 流产生的磁场方向 向下; (4)利用安培定则判断感应电流的方向 与图中箭头方向相 同。故 C 项正确。同理分析可知D 项正确。 感应电流方向的判定 命题分析 本考点为高考热点,主要考查楞次定律或右手定则的理解,主要以选择题 形式呈现。 例 1如图 916 所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R 和 r,导体棒 PQ 与三条导线接触良好;匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略。当导
9、体棒 向左滑动时,下列说法正确的是() 图 9 16 A流过 R 的电流为由d 到 c,流过 r 的电流为由b 到 a B流过 R 的电流为由c 到 d,流过 r 的电流为由b 到 a C流过 R 的电流为由d 到 c,流过 r 的电流为由a 到 b D流过 R 的电流为由c 到 d,流过 r 的电流为由a 到 b 解析 法一: 用右手定则直接判定 依据右手定则可判断出导体棒PQ 中的电流由P 到 Q,Q 处电势最高,P 处电势最低, 由 P 到 Q 电势依次升高。外电路中的电流方向总是从高电势流向低电势处,因此流过R 的 电流为由c 到 d,流过 r 的电流为由b 到 a,选项 B 正确。
10、法二: 用楞次定律判定 当 PQ 向左滑动时,穿过回路PQcd 的磁通量是向里增加,由楞次定律可知感应电流的 磁场方向向外,再由安培定则可知,回路中电流为逆时针方向,通过R 的电流由c 到 d; 当 PQ 向左滑动时,穿过回路aMQb 的磁通量是向里减小,由楞次定律可知,感应电流 的磁场方向向里,再由安培定则知,回路中的感应电流为顺时针方向,流过r 的电流为由b 到 a。综上所述,选项B 正确。 答案 B 1.楞次定律的应用步骤 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电路,右手定则研究的是闭合电路的 一部分导体,即一段导体做切割磁感线运动。 (2)从适用范围
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- 物理 复习 方案 电磁感应 现象 楞次定律
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