高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章電磁感應(yīng)第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律課件.ppt

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第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律,知識(shí)梳理 一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象 1.磁通量 (1)概念:在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,與磁場(chǎng)方向垂直的面積S與B 的乘積。 (2)公式:Φ=① BS 。 (3)單位:1 Wb=② 1 T·m2 。 (4)公式的適用條件:a.勻強(qiáng)磁場(chǎng);b.磁感線的方向與平面垂直,即B⊥S。,(5)物理意義:穿過面積S的③ 磁感線條數(shù) 。,2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 (1)條件:穿過閉合電路的磁通量④ 發(fā)生變化 。 (2)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生⑤ 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ,如果回路閉合則產(chǎn)生⑥ 感應(yīng)電流 ;如果回路不閉合,則只有⑦ 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ,而無⑧ 感應(yīng)電流 。,,二、楞次定律和右手定則,1.如圖所示,在條形磁鐵外套有A、B兩個(gè)大小不同的圓環(huán),穿過A環(huán)的磁 通量ΦA(chǔ)與穿過B環(huán)的磁通量ΦB相比較 ( ) A.ΦA(chǔ)ΦB B.ΦA(chǔ)ΦB C.ΦA(chǔ)=ΦB D.不能確定,答案 A 磁通量Φ=Φ內(nèi)-Φ外,對(duì)A、B兩環(huán),Φ內(nèi)相同;而對(duì)于Φ外,B的大于A 的,所以ΦA(chǔ)ΦB,故答案為A。,A,2.現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開關(guān) 如圖所示連接。下列說法中正確的是 ( ),A.開關(guān)閉合后,線圈A插入或拔出都會(huì)引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) B.線圈A插入線圈B中后,開關(guān)閉合和斷開的瞬間電流計(jì)指針均不會(huì)偏轉(zhuǎn) C.開關(guān)閉合后,滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng),會(huì)使電流計(jì)指針靜止在中央零刻度 D.開關(guān)閉合后,只有滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng),電流計(jì)指針才會(huì)偏轉(zhuǎn),A,答案 A 開關(guān)閉合后,線圈A插入或拔出都會(huì)引起穿過線圈B的磁通量 發(fā)生變化,電流計(jì)指針會(huì)偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)A正確;線圈A插入線圈B中后,開關(guān)閉 合和斷開的瞬間,線圈B的磁通量會(huì)發(fā)生變化,電流計(jì)指針會(huì)偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)B 錯(cuò)誤;開關(guān)閉合后,滑動(dòng)變阻器的滑片P無論是勻速滑動(dòng)還是加速滑動(dòng), 都會(huì)導(dǎo)致線圈A的電流發(fā)生變化,線圈B的磁通量變化,電流計(jì)指針都會(huì) 發(fā)生偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。,3.如圖所示,一根條形磁鐵從左向右靠近閉合金屬環(huán)的過程中,環(huán)中的感 應(yīng)電流(自左向右看) ( ) A.沿順時(shí)針方向 B.先沿順時(shí)針方向后沿逆時(shí)針方向 C.沿逆時(shí)針方向 D.先沿逆時(shí)針方向后沿順時(shí)針方向,C,答案 C 條形磁鐵從左向右靠近閉合金屬環(huán)的過程中,環(huán)中向右的磁 通量一直增加,根據(jù)楞次定律和安培定則知,環(huán)中的感應(yīng)電流(自左向右 看)為逆時(shí)針方向,C對(duì)。,4.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)電磁沖擊鉆,其原理示意圖如圖所示,若發(fā)現(xiàn)鉆頭M 突然向右運(yùn)動(dòng),則可能是 ( ) A.開關(guān)S由斷開到閉合的瞬間 B.開關(guān)S由閉合到斷開的瞬間 C.保持開關(guān)S閉合,變阻器滑片P加速向右滑動(dòng) D.保持開關(guān)S閉合,變阻器滑片P勻速向右滑動(dòng),A,答案 A 由楞次定律知開關(guān)由斷開到閉合瞬間,結(jié)合安培定則和楞次 定律分析可知,鉆頭與電磁鐵相互排斥,A正確,同理可知B錯(cuò)誤;變阻器 滑片P向右無論加速還是勻速運(yùn)動(dòng),電磁鐵中電流都減弱,穿過M上線圈 的磁通量減小,由楞次定律知M中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流(從M左側(cè) 看),M向左運(yùn)動(dòng),C、D錯(cuò)誤。,深化拓展,考點(diǎn)一 電磁感應(yīng)現(xiàn)象是否發(fā)生的判斷,考點(diǎn)二 楞次定律,考點(diǎn)三 安培定則、左手定則、右手定則、 楞次定律的比較及應(yīng)用,深化拓展 考點(diǎn)一 電磁感應(yīng)現(xiàn)象是否發(fā)生的判斷 穿過回路的磁通量變化 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 產(chǎn)生感應(yīng)電流。,,1-1 (2012北京理綜,19,6分)物理課上,老師做了一個(gè)奇妙的“跳環(huán)實(shí) 驗(yàn)”。如圖,她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來 后,將一金屬套環(huán)置于線圈L上,且使鐵芯穿過套環(huán)。閉合開關(guān)S的瞬間, 套環(huán)立刻跳起。 某同學(xué)另找來器材再探究此實(shí)驗(yàn)。他連接好電路,經(jīng)重復(fù)試驗(yàn),線圈上 的套環(huán)均未動(dòng)。對(duì)比老師演示的實(shí)驗(yàn),下列四個(gè)選項(xiàng)中,導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng) 的原因可能是 ( ),D,A.線圈接在了直流電源上 B.電源電壓過高 C.所選線圈的匝數(shù)過多 D.所用套環(huán)的材料與老師的不同,答案 D 閉合開關(guān)S,金屬套環(huán)跳起,是因?yàn)镾閉合瞬間,穿過套環(huán)的磁 通量變化,環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流。產(chǎn)生感應(yīng)電流要具備兩個(gè)條件:回路閉 合和穿過回路的磁通量變化。只要連接電路正確,閉合S瞬間,就會(huì)造成 穿過套環(huán)磁通量變化,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通量的變化,所以 是跳起,與電源的交直流性質(zhì)、電壓高低、線圈匝數(shù)多少均無關(guān)。該同 學(xué)實(shí)驗(yàn)失敗,可能是套環(huán)選用了非導(dǎo)電材料的緣故,故D選項(xiàng)正確。,1-2 某同學(xué)在“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”的實(shí)驗(yàn)中,將直流電源、 滑動(dòng)變阻器、線圈A(有鐵芯)、線圈B、靈敏電流計(jì)及開關(guān)按圖連接成 電路。在實(shí)驗(yàn)中,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)開關(guān)閉合的瞬間,靈敏電流計(jì)的指針向左 偏。由此可以判斷,在保持開關(guān)閉合的狀態(tài)下 ( ),B,A.當(dāng)線圈A拔出時(shí),靈敏電流計(jì)的指針向左偏 B.當(dāng)線圈A中的鐵芯拔出時(shí),靈敏電流計(jì)的指針向右偏 C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片勻速滑動(dòng)時(shí),靈敏電流計(jì)的指針不偏轉(zhuǎn) D.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向N端滑動(dòng)時(shí),靈敏電流計(jì)的指針向右偏,答案 B 開關(guān)閉合的瞬間,穿過線圈B的磁通量增大,指針左偏。當(dāng)線 圈A拔出時(shí)或A中的鐵芯拔出時(shí),穿過線圈B的磁通量減小,故指針向右 偏,A錯(cuò)誤,B正確。當(dāng)滑片勻速滑動(dòng)時(shí),線圈A中的電流變化,在線圈B中 也能產(chǎn)生感應(yīng)電流,C錯(cuò)誤。當(dāng)滑片向N端滑動(dòng)時(shí),線圈A中的電流變大, 穿過線圈B的磁通量增大,故指針向左偏,D錯(cuò)誤。,考點(diǎn)二 楞次定律 1.楞次定律中“阻礙”的含義,2.判斷感應(yīng)電流方向的“四步法”,3.楞次定律的拓展 (1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”。 (2)阻礙(導(dǎo)體的)相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來拒去留”。 (3)磁通量增加,線圈面積“縮小”,磁通量減小,線圈面積“擴(kuò)張”—— “增縮減擴(kuò)”。,2-1 某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證楞次定律。當(dāng)條形磁 鐵自上而下穿過固定的線圈時(shí),通過電流計(jì)的感應(yīng)電流方向是 ( ) A.a→G→b B.先a→G→b,后b→G→a C.b→G→a D.先b→G→a,后a→G→b,D,答案 D ①確定原磁場(chǎng)的方向:條形磁鐵在穿入線圈的過程中,磁場(chǎng)方 向向下。 ②明確回路中磁通量變化的情況:向下的磁通量增加。 ③由楞次定律的“增反減同”可知:線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向 上。 ④應(yīng)用安培定則可以判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針(俯視),即:電流方向 為b→G→a。 同理可以判斷出條形磁鐵穿出線圈過程中,向下的磁通量減小,線圈中 將產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流(俯視),電流方向?yàn)閍→G→b,故D正確。,2-2 (多選)如圖所示,光滑固定的金屬導(dǎo)軌M、N 水平放置,兩根導(dǎo)體棒 P、Q平行放于導(dǎo)軌上,形成一個(gè)閉合回路,當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接 近回路時(shí) ( ) A.P、Q 將互相靠攏 B.P、Q 將互相遠(yuǎn)離 C.磁鐵的加速度仍為g D.磁鐵的加速度小于g,AD,答案 AD 解法一 設(shè)磁鐵下端為N極,如圖所示,根據(jù)楞次定律可判 斷出P、Q 中感應(yīng)電流的方向,根據(jù)左手定則可判斷出P、Q 所受安培 力的方向,可見P、Q 將互相靠攏。由于回路所受安培力的合力向下,由 牛頓第三定律可知,磁鐵將受到向上的反作用力,從而加速度小于g。當(dāng) 下端為S極時(shí),可得到同樣的結(jié)果。,解法二 根據(jù)楞次定律的另一種表述——感應(yīng)電流的效果總是要阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因,本題中“原因”是回路中磁通量的增加,歸根結(jié)底是磁鐵靠近回路,“效果”便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近,所以P、Q 將互相靠攏,且磁鐵的加速度小于g。,考點(diǎn)三 安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的比較及應(yīng)用 1.規(guī)律比較,2.應(yīng)用區(qū)別 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)→右手定則; (3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則。,3-1 (多選)如圖所示,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,MN的左邊有一閉合電路,當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),MN 在磁場(chǎng)的作用下向右運(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),BC,答案 BC MN向右運(yùn)動(dòng),說明MN受到向右的安培力,因?yàn)閍b在MN處產(chǎn) 生的磁場(chǎng)垂直紙面向里 MN中的感應(yīng)電流方向由M→N L1中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上 ;若L2中磁場(chǎng)方向向上減弱 PQ中電流 為Q→P且減小 PQ向右減速運(yùn)動(dòng);若L2中磁場(chǎng)方向向下增強(qiáng) PQ中電流為P→Q且增大 PQ向左加速運(yùn)動(dòng)。,3-2 如圖所示,導(dǎo)軌間的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,當(dāng)導(dǎo)線MN在導(dǎo)軌 上向右加速滑動(dòng)時(shí),正對(duì)電磁鐵A的圓形金屬環(huán)B中 ( ) A.有感應(yīng)電流,且B被A吸引 B.無感應(yīng)電流 C.可能有,也可能沒有感應(yīng)電流 D.有感應(yīng)電流,且B被A排斥,D,答案 D MN向右加速滑動(dòng),根據(jù)右手定則,MN中的電流方向從N→M, 且大小在逐漸變大,根據(jù)安培定則知,電磁鐵A的左端為N極,且所產(chǎn)生磁 場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸增強(qiáng),根據(jù)楞次定律知,B環(huán)中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的 (內(nèi)部)磁場(chǎng)方向向右,B被A排斥,故D正確。,