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1、第27讲 电磁感应现象 楞次定律,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,电磁感应现象 1.磁通量 (1)定义: 与垂直于磁感应强度的 的乘积,叫穿过这个面的磁通量,简称磁通。用字母 表示。 (2)大小:在匀强磁场中,当BS时,= ;当BS时,磁通量为 。不垂直时,取S在与B垂直方向上的投影。 (3)单位: ,符号: 。,磁感应强度B,面积S,BS,0,韦伯,Wb,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,特别提醒: 磁通量是标量,却有正、负之分。若规定磁感线从线圈平面的a面穿入为正,则从它的反面b面穿入用负表示,磁通量概念是学习电磁感应的基础。 由=BS,可以得到
2、。通过某一平面的磁通 量的大小,可以用穿过这一平面的磁感线条数的多少来形象表示。因此,磁感应强度的另一种定义叫磁通量密度或磁通密度,其单位可表示为Wb/m2。 当穿过某个面有方向相反的磁场,则不能直接用=BS。应考虑相反方向的磁通量抵消以后所剩余的磁通量。,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2.磁通量的变化量:=2-1 开始和转过180时平面都与磁场垂直,穿过平面的磁通量是不同的,一正一负,=-2BS,而不是零。 3.产生感应电流的条件: 只要穿过闭合电路的 发生变化,即0,闭合电路中就有感应电流产生。 4.产生电磁感应现象的实质: 电磁感应现象的实质是产生 ,如果回路闭合
3、,则产生 ;如果回路不闭合,则只有 ,而无 。,磁通量,感应电动势,感应电流,感应电动势,感应电流,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.我国的嫦娥二号探月卫星在发射1 533 s后进入近地点高度为200 km的地月转移轨道。假设卫星中有一边长为50 cm的正方形导线框,由于卫星的调姿由水平方向转至竖直方向,此处地磁场磁感应强度B=410-5 T,方向如图所示,该过程中磁通量的改变量的大小是 Wb。,1.410-5,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2.如图所示,正方形线圈abcd位于纸面内,边长为l,匝数为N,过ab中点和cd中点的连线OO恰好位于垂直
4、纸面向里的匀强磁场的右边界上,磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为( ),A,解析:本题是单一方向的匀强磁场,正方形线圈中有磁感线穿过的部分,且与磁感线垂直的面积才是有效面积,本题的正确答案是A。,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.如图所示,矩形线框在磁场内做的各种运动中,能够产生感应电流的是( ),B,解析:A中线框的磁通量没有变化,因此没有感应电流,但有感应电动势,也可以理解为左右两边切割磁感线产生的感应电动势相反。B中线框转动,线框中磁通量变化,这就是发电机模型,有感应电流。C、D中线圈平面和B平行,没有磁通量,更没有磁通量的变化,即没有感应电流产生。,基础夯实精
5、准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2.如图所示,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 D.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和角(090),A,解析:设此时回路面积为S,据题意,磁通量=BScos ,对A,S增大,减小,cos 增大,则增大,A正确。对B,B减小,减小,cos 增大,可能不变,B错误。对C,S减小,B增大,可能不变,C错
6、误。对D,S增大,B增大,增大,cos 减小,可能不变,D错误。故只有A正确。,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.用=BS计算磁通量要注意,公式=BS适用条件匀强磁场,面积S为线圈垂直磁感线平面的有效投影面积。 2.电磁感应现象能否发生的判断流程 (1)确定研究的闭合回路。 (2)明确回路内的磁场分布,并确定该回路的磁通量。,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,感应电流方向的判断 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 (1)使用方法:让磁感线穿入 ,大拇指指向
7、 的方向,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。,阻碍,磁通量,磁通量,右手手心,导体运动,感应电流,部分导体,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.如图所示,水平桌面上放有一个闭合铝环,在铝环轴线上方有一个条形磁铁。当条形磁铁沿轴线竖直向上迅速移动时,下列判断正确的是( ) A.铝环有收缩趋势,对桌面压力减小 B.铝环有扩张趋势,对桌面压力减小 C.铝环有收缩趋势,对桌面压力增大 D.铝环有扩张趋势,对桌面压力增大,答案,解析,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2.如图所示,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定
8、一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列表述正确的是 ( ) A.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流 B.穿过线圈a的磁通量变小 C.线圈a有扩张的趋势 D.线圈a对水平桌面的压力FN将增大,D,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,解析:通过螺线管b的电流如图所示,根据右手螺旋定则判断出螺线管b所产生的磁场方向竖直向下,滑动变阻器的滑片P向下滑动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路电流增大,所产生的磁场的磁感应强度增强,根据楞次定律可知,线圈a中所产生的感应电流的磁场方向竖直向上,再由右手螺旋定则可得
9、线圈a中的电流方向为俯视逆时针方向,A错误;由于螺线管b中的电流增大,所产生的磁感应强度增强,线圈a中的磁通量应变大,B错误;根据楞次定律可知,线圈a将阻碍磁通量的增大,因此线圈a有缩小的趋势,线圈a对水平桌面的压力将增大,C错误,D正确。,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.如图所示,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( ) A.PQRS中感应电流
10、沿顺时针方向,T中感应电流沿逆时针方向 B.PQRS中感应电流沿顺时针方向,T中感应电流沿顺时针方向 C.PQRS中感应电流沿逆时针方向,T中感应电流沿逆时针方向 D.PQRS中感应电流沿逆时针方向,T中感应电流沿顺时针方向,答案,解析,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2.(多选)两根互相平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中,在导轨上导体棒AB和CD可以自由滑动。当AB在外力F作用下向右运动时,下列说法正确的是( ) A.CD内有电流通过,方向是DC B.CD向左运动 C.磁场对CD作用力向左 D.磁场对AB作用力向左,答案,解析,基础夯实精准归纳,题组突破强化提
11、升,核心剖析归纳提升,1.应用楞次定律判断流程,2.应用楞次定律处理电磁感应问题的常用方法 (1)常规法:根据原磁场方向及磁通量变化情况,应用楞次定律确定感应电流产生的磁场方向,利用安培定则判断出感应电流方向,利用左手定则判断导体受力和运动趋势。 (2)效果法:由楞次定律可知,感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因,根据“阻碍”的原则,直接对运动趋势做出判断。 (3)口诀法:即“增反减同,来拒去留,增缩减扩”。,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,3.楞次定律中“阻碍”的含义,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,探究电磁感应的产生条件 1.实验目的 探究电磁感应的产生条件。
12、 2.实验原理 穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中就有感应电流产生。 3.实验器材 蹄形磁铁、导线棒、导线若干、灵敏电流表、大线圈、小线圈、滑动变阻器、开关、直流电源。,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,4.实验电路与步骤 (1)探究导体棒在磁场中运动是否产生电流,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,(2)探究磁铁在线圈中运动是否产生电流,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,(3)模仿法拉第的实验,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,1.(实验原理)下图为探究电磁感应产生条件的实验电路之一,图中还有、两条导线没有接好,为了能顺利完成这个实验,导线应接在 (选填“a”或“b”)
13、,再接好导线。在实验中发现,开关闭合瞬间,电流计指针向右偏,现保持开关闭合,滑动变阻器滑片P迅速向右滑动时,电流计指针应向 (选填“左”或“右”)偏。,答案 a 左 解析 电流计与线圈B相连,线圈A与电源构成回路,故导线应与a相连;滑片P向右滑动,电流变小,与闭合瞬间电流计偏转方向相反。,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,2.(实验操作)下图是研究电磁感应现象实验所需的器材,用实线将带有铁芯的小线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成回路,将小量程电流表和大螺线圈B连接成回路。并列举出实验中改变回路的磁通量,使回路产生感应电流的三种方式: (1) ; (2) ; (3) 。,答案 实物连接见解析
14、图; (1)将小线圈A插入大线圈B中;开关闭合(或断开)瞬间; (2)闭合开关,将小线圈A插入大线圈B(或从大线圈B中取出); (3)闭合开关,将小线圈A插入大线圈B中后移动滑动变阻器的滑片。,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,解析 小线圈A、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路;大线圈B与电流表组成一个闭合回路,如图所示。小线圈A放在大线圈B内,当小线圈A中的电流发生变化时,大线圈B处的磁场也发生变化,进而使穿过大线圈B的磁通量发生变化,大线圈B与电流表组成的闭合回路中就产生了感应电流,所以采取的方式只要能够改变A中的电流就可以了。,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,3.(实验探究)某同学
15、用如图所示的实验装置探究电磁感应的产生条件,发现将条形磁铁快速插入(或拔出)线圈时,甲图中的电流表发生明显偏转,乙图中的小灯泡始终不发光(检查电路没有发现问题),试分析小灯泡不发光的原因: 。,答案 通过灯泡的电流太小,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,探究感应电流方向的规律 1.实验目的 探究感应电流方向的规律。 2.实验原理 感应电流的磁场方向阻碍原磁场磁通量的变化。 3.实验器材 条形磁铁、灵敏电流表、线圈、干电池、定值电阻、开关、导线若干。,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,4.实验步骤 (1)确定线圈导线绕向,仔细观察实验用线圈导线的绕向,用白线把绕向标识好,如图1所示。 (2)
16、用干电池确定电流表的指针偏转方向与电流方向的关系,电路图如图2所示。,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,(3)探究影响感应电流方向的因素。 如图所示连接电路,并将磁铁向线圈插入或从线圈中拔出,分析感应电流的方向与哪些因素有关。,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,5.实验现象记录表格,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,1.(实验原理)如图所示,在图甲中,G为指针在中央的灵敏电流表连接在直流电路中时的偏转情况。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验,则图乙中的条形磁铁的运动方向是 ,图丙中电流计的指针从中央向 偏转,图丁中的条形磁铁上端为 极。,答案 向下 右 N 解析 题图乙中流过电流计的电流方向是自左向右,说明穿过线圈的磁通量是向上增大,故条形磁铁的运动方向向下;图丙中穿过线圈的磁通量是向下增大,可知流过电流计的电流方向是自右向左,电流计向右偏转;图丁中流过电流计的电流方向
