2020年高考物理一轮复习专题九第1讲电磁感应现象楞次定律课件.ppt

专题九 电磁感应,第1讲 电磁感应现象 楞次定律,考点 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 _的面积 S 和 B 的乘积. 2.公式：_. 适用条件：(1)_磁场. (2)S 为_磁场的有效面积.,垂直,BS,匀强,垂直,标量,磁感线,垂直,零,零,3.磁通量是_(填“标量”或“矢量”). 4.磁通量的意义 (1)磁通量可以理解为穿过某一面积的_的条数. (2)同一线圈平面，当它跟磁场方向_时，磁通量最 大；当它跟磁场方向平行时，磁通量为_；当正向穿过线 圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时，磁通量为_.,考点 2,电磁感应现象,1.电磁感应 (1)定义：只要穿过闭合回路的_发生变化，闭 合回路中就有电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做 _，产生的电流叫做_. (2)产生感应电流的条件：闭合回路中的_发生,变化.,磁通量,电磁感应现象,感应电流,表述 1：闭合电路的一部分导体在磁场内做_,运动.,磁通量,切割磁感线,发生变化,表述 2：穿过闭合电路的磁通量_.,(3)产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过 线圈平面的_发生变化，线圈中就有感应电动势,产生.,磁通量,电能,(4)电磁感应中的能量转化 发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为_.,2.正确区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率,(1)三者的区别,磁感线条数,快慢,斜率,考点 3,楞次定律和右手定则,1.楞次定律 内容：感应电流的磁场总要阻碍_,的变化.,引起感应电流的磁通量,感应电流,2.右手定则：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都 跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，并使拇指指 向导体运动方向，这时四指所指的方向就是_的 方向.,【基础自测】 1.如图 9-1-1 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，有一个磁感应强度为 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,图 9-1-1,D.ab 向右运动，同时增大磁感应强度 B 和角(0°90°),解析：依题意，磁通量BScos ，对于 A 选项，棒向右 运动，S 增大，同时减小，cos 增大，则一定增大，回路中 一定有感应电流产生；对于 B 选项，B 减小，同时减小，cos 增大，可能不变，不一定产生感应电流；对于 C 选项，棒向 左运动，S 减小，同时 B 增大，可能不变，也不一定产生感应 电流；对于 D 选项，棒向右运动，S 增大，同时 B 增大，增大 即 cos 减小，可能不变，也不一定产生感应电流.,答案：A,2.如图 9-1-2 所示，要使 Q 线圈产生图示方向的电流，可采,用的方法有(,),图 9-1-2 A.闭合电键 K 的瞬间 B.闭合电键 K 后，把 R 的滑动头向右移 C.闭合电键 K 后，把 P 中的铁芯从左边抽出 D.闭合电键 K 后，把 Q 远离 P,解析：闭合电键 K 时，线圈中电流从无到有，铁芯中产生 向右的磁场，穿过 Q 的磁通量增加，根据楞次定律，Q 中产生 图示方向的电流，A 正确；R 的滑动头向右移时，P 中电流减 小，穿过 Q 的磁通量减小，根据楞次定律，Q 中产生与图示相 反方向的电流，B 错误；将铁芯抽出或 Q 远离 P 时，穿过 Q 的 磁通量都减小.根据楞次定律，Q 中产生与图示相反方向的电流， C、D 错误.,答案：A,3.如图 9-1-3 所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在 匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，以下各种说法中正,确的是(,),A.向左拉出和向右拉出时，环中的感应电流方 向相反 B.向左或向右拉出时，环中的感应电流方向都,是沿顺时针方向的,图 9-1-3,C.向左或向右拉出时，环中的感应电流方向都是沿逆时针 方向的 D.环在离开磁场之后，仍然有感应电流,解析：不管将金属圆环从哪边拉出磁场，穿过闭合圆环的 磁通量都要减少，根据楞次定律可知，感应电流的磁场总要阻 碍原磁通量的减少.感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，应 用安培定则可以判断出感应电流的方向是顺时针方向的.B 正 确，A、C 错误.另外在圆环离开磁场后，无磁通量穿过圆环， 该种情况无感应电流，D 错误.,答案：B,4.(多选)如图 9-1-4 所示，导体 AB、CD 可在水平轨道上自,),由滑动，当导体棒 AB 向左移动时( 图 9-1-4 A.AB 中感应电流的方向为 A 到 B B.AB 中感应电流的方向为 B 到 A C.CD 向左移动 D.CD 向右移动,解析：由右手定则可判断 AB 中感应电流方向为 AB，CD 中电流方向为 CD，由左手定则可判定 CD 受到向右的安培力 作用而向右运动.,答案：AD,热点 1 考向 1,磁通量的计算与电磁感应现象的判断 磁通量的计算,【典题 1】如图 9-1-5 所示，一水平放置的 N 匝矩形线框面 积为 S，匀强磁场的磁感应强度为 B，方向斜向上， 与水平面成 30°角，现若使矩形框以左边的一条边 为轴转到竖直的虚线位置，则此过程中磁通量的改,变量的大小是(,),图 9-1-5,答案：C,考向 2,电磁感应现象能否发生的判断,常见的产生感应电流的三种情况,【典题 2】下图中能产生感应电流的是(,),A,B,C,D,解析：根据产生感应电流的条件：A 中，电路没闭合，无 感应电流；B 中，磁感应强度不变，面积增大，闭合电路的磁 通量增大，有感应电流；C 中，穿过线圈的磁感线相互抵消， 恒为零，无感应电流；D 中，磁通量不发生变化，无感应 电流. 答案：B,热点 2 考向 1,楞次定律的应用 楞次定律的基本应用,热点归纳 应用楞次定律的基本步骤：,【典题 3】(2017 年新课标卷)如图9-1-6 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( 图 9-1-6,A.PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿逆时针方向 B.PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿顺时针方向 C.PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿逆时针方向 D.PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿顺时针方向,解析：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，D 正确，A、B、 C 错误.,答案：D,考向 2,对楞次定律“阻碍”的理解,热点归纳 楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：感应电流的效果 总是阻碍引起感应电流的原因，列表说明如下：,(续表),(续表),(续表),【典题 4】(多选，2018 年湖北七市联考)如图 9-1-7，一导 体圆环保持水平，沿一个性质匀称的条形磁铁轴线落下，条形 磁铁竖直固定，圆环中心始终位于磁铁轴线上.已知当圆环落至 B、D 两位置时，刚好经过磁铁上下端截面，而 C 位置位于磁,铁正中.不计空气阻力，下列说法正确的有(,),A.圆环由 A 落至 B 的过程中，环中感应电流从上 至下看为顺时针 B.圆环由 B 落至 C 的过程中，圆环磁通量在减少,C.圆环落至 C、D 之间时，圆环有收缩趋势,图 9-1-7,D.圆环由 A 落至 E 的过程中，任意时刻加速度都小于重力 加速度 g,解析：圆环由 A 落至 B 的过程中，穿过圆环竖直向上的磁 通量增大，根据楞次定律可得环中感应电流从上至下看为顺时 针，A 正确；当磁铁在 BD 之间时，穿过圆环的磁场分为两部 分，一部分是磁铁外部竖直向下的磁场，一部分是磁铁内部方 向竖直向上的磁场(这部分是匀强磁场，恒定不变，即穿过圆环 的磁感线条数恒定不变)，即上下，磁铁外部磁场在 C 点最弱，磁感线条数最少，故在 C 点穿过线圈的磁通量最大， 磁感线最密集，圆环由 B 落至 C 的过程中，磁通量增大，从 C,到 D 过程中，穿过线圈的磁通量减小，故圆环有收缩趋势，B 错误，C 正确；在中点 C 处时磁感线都是竖直方向上的，水平 方向上没有分量，不切割，没有感应电流，不受安培力作用， 故加速度等于重力加速度，D 错误.,答案：AC,【迁移拓展】(2018 年合肥一模)如图 9-1-8 所示，条形磁铁 用细线悬挂于 O 点，一金属圆环放置在 O 点正下方的水平绝缘 桌面上.现将磁铁拉至左侧某一高度后由静止释放，磁铁在竖直 面内摆动，在其第一次摆至右侧最高点的过程中，圆环始终静,止.则下列说法正确的是(,),A.磁铁始终受到圆环的斥力作用,B.圆环中的感应电流方向保持不变,图 9-1-8,C.桌面对圆环始终有摩擦力作用 D.磁铁在 O 点两侧最高点的重力势能不相等,解析：由楞次定律可知，磁铁靠近圆环时受到斥力作用， 远离圆环时受到引力作用，A 错误；在一个周期之内，穿过圆 环的磁通量先增大，后减小，再增大，最后又减小，穿过圆环 磁场方向不变，磁通量变化趋势改变，感应电流方向发生改变， 因此在一个周期内，感应电流方向改变 3 次，B 错误；磁铁经 过最低点时，感应电流为 0，因此线圈不受磁铁的作用力，故 桌面对圆环没有摩擦力作用，C 错误；磁铁的机械能转化成电 能，因此在 O 点两侧最高点的重力势能不相等，D 正确.,答案：D,热点 3,楞次定律和右手定则、左手定则、安培定则三定,则的综合应用 热点归纳 1.规律比较：,2.相互联系：,(1)应用楞次定律时，一般要用到安培定则.,(2)研究感应电流受到的安培力，一般先用右手定则确定电 流方向，再用左手定则确定安培力的方向，有时也可以直接应 用楞次定律的推论确定.,【典题 5】(多选)如图 9-1-9 所示，水平放置的两条光滑轨 道上有可自由移动的金属棒 PQ、MN，MN 的左边有一闭合电 路，当 PQ 在外力的作用下运动时，MN 向右运动，则PQ所做,的运动可能是(,),A.向右加速运动 B.向左加速运动 C.向右减速运动,图 9-1-9,D.向左减速运动 答案：BC,方法技巧：左、右手定则的区分：,(1)右手定则与左手定则的区别：抓住“因果关系”才能无 误，“因动而电”用右手；“因电而动”用左手. (2)左手定则和右手定则很容易混淆，为了便于区分，可把 两个定则简单地总结为“通电受力用左手，运动生电用右 手”.“力”的最后一笔“丿”方向向左，用左手；“电”的最 后一笔“乚”方向向右，用右手.,【迁移拓展】(多选，2018 年新课标卷)如图 9-1-10，两 个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接， 另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成 回路.将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处,于静止状态.下列说法正确的是(,),图 9-1-10,A.开关闭合后的瞬间，小磁针的 N 极朝垂直纸面向里的方,向转动,B.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的 N 极指向垂直纸,面向里的方向,C.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的 N 极指向垂直纸,面向外的方向,D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的 N,极朝垂直纸面向外的方向转动,解析：开关闭合的瞬间，左侧的线圈中磁通量变化，产生 感应电动势和感应电流，由楞次定律可判断出直导线中电流方 向为由南向北，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直 纸面向里，小磁针的 N 极朝垂直纸面向里的方向转动，A 正确； 开关闭合并保持一段时间后，左侧线圈中磁通量不变，线圈中 感应电动势和感应电流为零，直导线中电流为零，小磁针恢复 到原来状态，B、C 错误；开关闭合并保持一段时间再断开后的 瞬间，左侧的线圈中磁通量变化，产生感应电动势和感应电流， 由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由北向南，由安培定 则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向外，小磁针的 N 极 朝垂直纸面向外的方向转动，D 正确.,答案：AD,