（浙江選考）2020版高考物理一輪復(fù)習 第21講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律課件.ppt

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第21講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律 一磁通量 二電磁感應(yīng)現(xiàn)象 三右手定則 楞次定律 教材研讀 突破一對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和判斷 突破二楞次定律的理解與應(yīng)用 突破三 三定則一定律 的綜合應(yīng)用 重難突破 突破四楞次定律的推論 一 磁通量 教材研讀 1 概念 在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中 與磁場方向 垂直的面積S與B的乘積 2 公式 BS 適用條件 勻強磁場 磁感線垂直于平面 3 磁通量的意義 1 磁通量可以理解為穿過某一面積的磁感線的條數(shù) 2 同一線圈平面 當它跟磁場方向垂直時 磁通量 最大 當它跟磁場方向平行時 磁通量為 零 當正向穿過線圈平面的磁感線條數(shù)和反向穿過的一樣多時 磁通量為 零 二 電磁感應(yīng)現(xiàn)象1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 當穿過閉合電路的磁通量 發(fā)生變化時 電路中有 電流產(chǎn)生 這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng) 2 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 穿過閉合電路的 磁通量發(fā)生變化 只要使穿過閉合電路的 磁通量發(fā)生變化 即 0 閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生 三 右手定則 楞次定律 1 右手定則 伸開右手 讓 大拇指跟其余四指垂直 并且都跟手掌在 同一平面內(nèi) 讓磁感線從掌心進入 大拇指指向?qū)w 運動的方向 其余四指所指的方向就是 感應(yīng)電流的方向 2 楞次定律 感應(yīng)電流具有這樣的方向 即感應(yīng)電流的磁場總要 阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 1 判斷下列說法的正誤 1 磁通量是標量 但有正 負之分 2 穿過電路的磁通量變化 電路中就一定有感應(yīng)電流 3 導體切割磁感線時一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生 4 感應(yīng)電流的磁場一定與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反 5 感應(yīng)電流的磁場一定阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 2 如圖所示 矩形線框在磁場內(nèi)做的各種運動中 能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 B 3 多選 如圖所示 光滑固定導軌M N水平放置 兩根導體棒P Q平行放于導軌上 形成一個閉合回路 當一條形磁鐵從高處下落接近回路時 AD A P Q將互相靠攏B P Q將互相遠離C 磁鐵的加速度仍為gD 磁鐵的加速度小于g 突破一對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和判斷 重難突破 1 磁通量發(fā)生變化的三種常見情況 1 磁場強弱不變 回路面積改變 2 回路面積不變 磁場強弱改變 3 回路面積和磁場強弱均不變 但二者的相對位置發(fā)生改變 2 判斷感應(yīng)電流的流程 1 確定研究的回路 2 弄清楚回路內(nèi)的磁場分布 并確定該回路的磁通量 3 3 常見的產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況 典例1如圖所示 a b c三個閉合線圈放在同一平面內(nèi) 當線圈a中有電流I通過時 穿過它們的磁通量分別為 a b c 下列說法中正確的是 B A a b cC a c b 解析當a中有電流通過時 穿過a b c三個閉合線圈的向里的磁感線條數(shù)一樣多 向外的磁感線的條數(shù)c最多 其次是b a中沒有向外的磁感線 因此 根據(jù)合磁通量的計算 應(yīng)該是 a b c 1 1如圖所示 兩個單匝線圈a b的半徑分別為r和2r 圓形勻強磁場B的邊緣恰好與a線圈重合 則穿過a b兩線圈的磁通量之比為 A A 1 1B 1 2C 1 4D 4 1 解析由題圖可知 穿過a b兩個線圈的磁通量均為 B r2 因此磁通量之比為1 1 A項正確 典例2現(xiàn)將電池組 滑動變阻器 帶鐵芯的線圈A 線圈B 電流計及開關(guān)按如圖所示連接 下列說法中正確的是 A A 開關(guān)閉合后 線圈A插入或拔出都會引起電流計指針偏轉(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指針均不會偏轉(zhuǎn)C 開關(guān)閉合后 滑動變阻器的滑片P勻速滑動 會使電流計指針靜止在中央零刻線處D 開關(guān)閉合后 只有滑動變阻器的滑片P加速滑動 電流計指針才能偏轉(zhuǎn) 解析開關(guān)閉合后 A的插拔會引起B(yǎng)中磁通量變化 B中有感應(yīng)電流產(chǎn)生 A正確 同理 開關(guān)閉合與斷開瞬間B中有感應(yīng)電流產(chǎn)生 B錯誤 開關(guān)閉合后 只要滑片移動 A中電流變化 B中有感應(yīng)電流產(chǎn)生 C D錯 2 1如圖所示 一個U形金屬導軌水平放置 其上放有一個金屬導體棒ab 有一個磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場斜向上穿過軌道平面 且與豎直方向的夾角為 0 90 在下列各過程中 一定能在軌道回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 A A ab向右運動 同時使 減小B 使磁感應(yīng)強度B減小 同時 也減小C ab向左運動 同時增大磁感應(yīng)強度BD ab向右運動 同時增大磁感應(yīng)強度B和 解析設(shè)此時回路面積為S 由題意得磁通量 BScos 對A項有 S增大 減小 cos 增大 則 增大 回路中能產(chǎn)生感應(yīng)電流 A正確 對B項有 B減小 減小 cos 增大 則 可能不變 B錯誤 對C項有 S減小 B增大 則 可能不變 C錯誤 對D項有 S增大 B增大 增大 cos 減小 則 可能不變 D錯誤 2 2如圖所示的條形磁鐵的上方放置一矩形線框 線框平面水平且與條形磁鐵平行 則線框在由N端勻速平移到S端的過程中 線框中的感應(yīng)電流的情況是 B A 線框中始終無感應(yīng)電流B 線框中始終有感應(yīng)電流C 線框中開始有感應(yīng)電流 當線框運動到磁鐵中部上方時無感應(yīng)電流 以后又有了感應(yīng)電流D 開始無感應(yīng)電流 當運動到磁鐵中部上方時有感應(yīng)電流 后來又沒有感應(yīng)電流 解析條形磁鐵中部磁性較弱 兩極磁性最強 線圈從左向右移動過程中 線圈中磁通量先減小后反方向增大 因此線圈中始終有感應(yīng)電流 故選B 1 楞次定律中 阻礙 一詞的含義 突破二楞次定律的理解與應(yīng)用 2 應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的一般步驟 1 明確所研究的閉合電路 判斷原磁場的方向 2 判斷閉合電路內(nèi)原磁場的磁通量的變化情況 3 由楞次定律判斷感應(yīng)電流的磁場方向 4 由安培定則判斷感應(yīng)電流的方向 以上步驟可概括為四句話 明確增減和方向 增反減同切莫忘 安培定則來判斷 四指環(huán)繞是流向 典例3如圖所示為安檢門原理圖 左邊門框中有一通電線圈 右邊門框中有一接收線圈 工作過程中某段時間通電線圈中存在順時針方向均勻增大的電流 則 D A 無金屬片通過時 接收線圈中的感應(yīng)電流方向為順時針B 無金屬片通過時 接收線圈中的感應(yīng)電流增大C 有金屬片通過時 接收線圈中的感應(yīng)電流方向為順時針D 有金屬片通過時 接收線圈中的感應(yīng)電流大小發(fā)生變化 解析當左側(cè)線圈中通有不斷增大的順時針方向的電流時 穿過右側(cè)線圈的磁通量向右 且增大 根據(jù)楞次定律 右側(cè)線圈中產(chǎn)生逆時針方向的電流 即使有金屬片通過 接收線圈中的感應(yīng)電流方向仍然為逆時針 故A C錯誤 通電線圈中存在順時針方向均勻增大的電流 則通電線圈中的磁通量均勻增大 所以穿過右側(cè)線圈中的磁通量均勻增大 則磁通量的變化率是定值 由法拉第電磁感應(yīng)定律可知 接收線圈中的感應(yīng)電流不變 故B錯誤 有金屬片通過時 則穿過金屬片中的磁通量發(fā)生變化 金屬片中也會產(chǎn)生感應(yīng)電流 感應(yīng)電流的方向與接收線圈中的感應(yīng)電流的方向相同 所以也會將該空間中的磁場的變化削弱一些 引起接收線圈中的感應(yīng)電流大小發(fā)生變化 故D正確 3 1如圖所示 一個有彈性的金屬圓環(huán)被一根橡皮繩吊于通電直導線的正下方 直導線與圓環(huán)在同一豎直面內(nèi) 當通電直導線中電流增大時 金屬圓環(huán)的面積S和橡皮繩的長度l將 D A S增大 l變長B S減小 l變短C S增大 l變短D S減小 l變長 解析當通電直導線中電流增大時 穿過金屬圓環(huán)的磁通量增大 金屬圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流 根據(jù)楞次定律可知 感應(yīng)電流要阻礙磁通量的增大 一是用縮小面積的方式進行阻礙 二是用遠離通電直導線的方式進行阻礙 故D正確 突破三 三定則一定律 的綜合應(yīng)用 1 三個定則一個定律 的比較 2 三個定則的因果關(guān)系三個定則容易相混 特別是左 右手易錯用 抓住因果關(guān)系是關(guān)鍵 1 因電而生磁 I B 安培定則 2 因動而生電 v B I 右手定則 3 因電而受力 I B F安 左手定則 典例4如圖所示 金屬棒ab 金屬導軌和螺線管組成閉合回路 金屬棒ab在勻強磁場B中沿導軌向右運動 則 C A ab棒不受安培力作用B ab棒所受安培力的方向向右C ab棒向右運動的速度越大 所受安培力越大D 螺線管產(chǎn)生的磁場 A端為N極 解析ab棒在勻強磁場中向右運動切割磁感線 根據(jù)右手定則判斷知感應(yīng)電流方向由b a 再根據(jù)左手定則判斷知ab棒所受安培力方向水平向左 故A B錯誤 ab棒的速度越大 感應(yīng)電流越大 所受安培力就越大 C正確 根據(jù)安培定則可判定螺線管的B端為N極 A端為S極 D錯誤 方法規(guī)律左 右手定則巧區(qū)分 1 區(qū)分左手定則和右手定則的根本是抓住 因果關(guān)系 因電而動 用左手 因動而電 用右手 2 使用中左手定則和右手定則很容易混淆 為了便于記憶 可把兩個定則簡單地總結(jié)為通電受力 力 的最后一筆 丿 向左 用左手 運動生電 電 的最后一筆 乚 向右 用右手 4 1 多選 如圖所示 金屬導軌上的導體棒ab在勻強磁場中沿導軌做下列哪種運動時 銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引 BC A 向右做勻速運動B 向左做減速運動C 向右做減速運動D 向右做加速運動 解析當導體棒向右勻速運動時產(chǎn)生恒定的電流 線圈中的磁通量恒定 無感應(yīng)電流出現(xiàn) A錯 當導體棒向左做減速運動時 由右手定則可判定回路中出現(xiàn)了b a的感應(yīng)電流且減小 由安培定則知螺線管中感應(yīng)電流的磁場向左在減弱 由楞次定律知c中出現(xiàn)順時針方向的感應(yīng)電流 從右向左看 且被螺線管吸引 B對 同理可判定C對 D錯 4 2如圖所示 直線邊界ab上方有無限大的勻強磁場 磁場方向垂直紙面向里 一矩形金屬線框底邊與磁場邊界平行 從距離磁場邊界高度為h處由靜止釋放 則下列說法正確的是 C A 整個下落過程中 穿過線框的磁通量一直在減小B 線框穿出磁場的過程中 線框中會產(chǎn)生逆時針方向的電流C 線框穿出磁場的過程中 線框受到的安培力可能一直減小D 線框穿出磁場的過程中 線框的速度可能先增大后減小 解析金屬線框在磁場中未穿出時 穿過線框的磁通量不變 線框穿出磁場時 穿過線框的磁通量逐漸減小 選項A錯誤 線框穿出磁場的過程中 線框內(nèi)磁通量減小 由楞次定律可知 線框中會產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流 選項B錯誤 線框穿出磁場的過程中 線框所受安培力若大于重力 則線框做減速運動 受到的安培力減小 選項C正確 線框穿出磁場的過程中 線框所受安培力若小于重力 則線框做加速運動 速度增大 產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大 所受安培力增大 當安培力增大到等于重力時 做勻速運動 不會出現(xiàn)速度先增大后減小的情況 選項D錯誤 突破四楞次定律的推論電磁感應(yīng)現(xiàn)象中因果相對的關(guān)系恰好反映了自然界的這種對立統(tǒng)一規(guī)律 對楞次定律中 阻礙 的含義可以推廣為感應(yīng)電流的 效果 總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因 可由以下四種方式呈現(xiàn) 1 阻礙原磁通量的變化 即 增反減同 2 阻礙相對運動 即 來拒去留 3 使線圈面積有擴大或縮小的趨勢 即 增縮減擴 4 阻礙原電流的變化 自感現(xiàn)象 即 增反減同 典例5如圖 圓形導體線圈a平放在水平桌面上 在a的正上方固定一豎直螺線管b 二者軸線重合 螺線管與電源和滑動變阻器連接成電路 若將滑動變阻器的滑片P向上滑動 下列表述不正確的是 D A 線圈a中將產(chǎn)生俯視順時針方向的感應(yīng)電流B 穿過線圈a的磁通量變小C 線圈a有擴張的趨勢D 線圈a對水平桌面的壓力將增大 解析本題考查楞次定律的應(yīng)用 滑片P上滑 滑動變阻器接入電路的電阻增大 電路中電流減小 螺線管產(chǎn)生的磁場減小 穿過線圈a的磁通量變小 由楞次定律 增反減同 阻礙磁通量變化 阻礙相對運動 可知D錯誤 所以選D 5 1如圖所示 在水平面內(nèi)有一固定的U形裸金屬框架 框架上靜止放置一根粗糙的金屬桿ab 整個裝置放在豎直方向的勻強磁場中 下列說法中正確的是 C A 只有當磁場方向向上且增強 ab桿才可能向左移動B 只有當磁場方向向下且減弱 ab桿才可能向右移動C 無論磁場方向如何 只要磁場減弱 ab桿就可能向右移動D 當磁場變化時 ab桿中一定有電流產(chǎn)生 且一定會移動 解析由楞次定律可知 當閉合回路的磁通量增大時 金屬桿將向左移動 阻礙磁通量的增加 當閉合回路的磁通量減小時 金屬桿將向右運動 以便阻礙磁通量的減小 與磁場方向無關(guān) 故選C 解析條形磁鐵向右運動的過程中 線圈中的磁通量先增加后減小 為阻礙磁通量的變化 線圈先有向下的運動趨勢 后有向上的運動趨勢 故FN先大于mg 后小于mg A項正確 B項錯誤 條形磁鐵相對線圈一直向右運動 為阻礙相對運動 線圈有向右運動的趨勢 故摩擦力Ff一直向左 C項錯誤 線圈中的磁通量先增加后減小 據(jù)楞次定律可知 感應(yīng)電流的方向 俯視 先逆時針后順時針 D項錯誤