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1、第1课时电磁感应现象楞次定律 考点一对磁感应强度的理解 电磁感应现象的判断1 产生感应电流的条件 1 闭合回路 2 磁通量发生变化 2 磁通量发生变化的三种常见情况 1 磁场强弱不变 回路面积改变 2 回路面积不变 磁场强弱改变 3 回路面积和磁场强弱均不变 但二者的相对位置发生改变 例1 2016 长春模拟 如图所示 将一圆形导线环水平放置 在圆环所在空间加上一水平向右的匀强磁场 mn pq为圆环上两条互相垂直的直径 mn为水平方向 pq为竖直方向 则下列选项中能使圆环中产生感应电流的是 A 让圆环以过圆心且垂直于圆环平面的轴顺时针转动B 让圆环在水平内向右平动C 让圆环以mn为轴转动D 让
2、圆环以pq为轴转动 解析 根据产生感应电流的条件可知 只需要使穿过闭合回路的磁通量发生变化 就能在回路中产生感应电流 圆环在匀强磁场中运动 磁感应强度B为定值 根据 B S知 只要回路中相对磁场的正对面积改变量 S 0 则磁通量一定改变 回路中一定有感应电流产生 当圆环以过圆心且垂直于圆环平面的轴顺时针转动时 圆环相对磁场的正对面积始终为零 因此 S 0 因而无感应电流产生 A错误 当圆环水平向右平动时 同样 S 0 因而无感应电流产生 B错误 当圆环以mn为轴转动时 圆环相对磁场的正对面积改变量 S仍为零 回路中仍无感应电流 C错误 当圆环以pq为轴转动时 圆环相对磁场的正对面积发生了改变
3、回路中产生了感应电流 D正确 答案 D 方法总结 1 2014 课标全国 卷 在法拉第时代 下列验证 由磁产生电 设想的实验中 能观察到感应电流的是 A 将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路 然后观察电流表的变化B 在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈 然后观察电流表的变化C 将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接 往线圈中插入条形磁铁后 再到相邻房间去观察电流表的变化D 绕在同一铁环上的两个线圈 分别接电源和电流表 在给线圈通电或断电的瞬间 观察电流表的变化 解析 产生感应电流的条件是 穿过闭合回路中的磁通量发生变化 引起磁通量变化的原因有 闭合回路中的磁场变化 在磁场不变的条件
4、下 闭合回路中的有效面积变化 闭合回路的面积 磁场均变化 选项A B C中的闭合回路的面积及回路中的磁场均不变 故选项A B C均错误 在选项D中线圈通电或断电的瞬间改变了电流的大小 使另一个闭合回路中的磁场发生变化 故有感应电流产生 选项D正确 答案 D 考点二楞次定律的理解及应用 1 楞次定律中 阻碍 的含义 1 谁阻碍谁 感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁场 原磁场 的磁通量变化 2 阻碍什么 阻碍的是磁通量变化 而不是阻碍磁通量本身 3 如何阻碍 当磁通量增加时 感应电流的磁场方向与原磁场方向相反 磁通量减少时 感应电流的磁场方向与原磁场方向相同 即 增反减同 4 阻碍效果 阻碍并不
5、是阻止 只是延缓了磁通量的变化 这种变化将继续进行 2 楞次定律与能量守恒定律楞次定律在本质上就是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现 发生电磁感应现象时 感应电流所受安培力会阻碍产生感应电流的原因 因此必须有外力克服安培力做功 而克服安培力做功的过程就是将其他形式的能量转化成电能的过程 3 应用楞次定律判断感应电流方向的分析步骤 1 明确研究对象 确定研究的是哪一个闭合回路 2 分析原因 分析该回路中原磁通量的变化情况 3 增反减同 根据感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化判定感应电流磁场的方向 4 方向判定 根据安培定则由感应电流磁场方向判定感应电流方向 例2 2016 太原模拟 如图所示
6、在一固定水平放置的闭合导体圆环上方 有一条形磁铁 从离地面高h处 由静止开始下落 最后落在水平地面上 磁铁下落过程中始终保持竖直方向 并从圆环中心穿过圆环 而不与圆环接触 若不计空气阻力 重力加速度为g 下列说法中正确的是 规律总结 由楞次定律推导得出的几个特殊推论 线圈 回路 中磁通量变化时 阻碍原磁通量的变化 增反减同 导体与磁体间有相对运动时 阻碍相对运动 来拒去留 当回路可以形变时 感应电流可使线圈面积有扩大或缩小的趋势 增缩减扩 自感现象中 感应电动势阻碍原电流的变化 增反减同 2 2016 黄冈模拟 如图所示 圆环形导体线圈a平放在水平桌面上 在a的正上方固定一竖直螺线管b 二者轴
7、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 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 穿过线圈a的
8、磁通量变大 B错误 根据楞次定律可知 线圈a将阻碍磁通量的增大 因此根据 增缩减扩 原则 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 答案 D 三个定则 一个定律 的综合应用 方法技巧思维提升 典例 多选 如图所示 两个线圈套在同一个铁芯上 线圈的绕向在图中已经标出 左线圈连着平行导轨M和N 导轨电阻不计 在导轨垂直方向上放着金属棒ab 金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中 下列说法中正确的是 A 当金属棒ab向右匀速运动时 a点电势高于b点 c点电势高于d点B 当金属棒ab向右匀速运动时 b点电势高于a点 c点与d点等电势C 当金属棒ab向右加速运动时 b点电势高于a点
9、 c点电势高于d点D 当金属棒ab向右加速运动时 b点电势高于a点 d点电势高于c点 思路导引解答本题首先要明确磁场的方向 再假设能形成闭合电路 然后用右手定则判断感应电流的电流方向 从而判断电势的高低端 解析 当金属棒向右匀速运动而切割磁感线时 金属棒产生恒定感应电动势 由右手定则判断电流方向由a b 根据电流从电源 ab相当于电源 正极流出沿外电路回到电源负极的特点 可以判断b点电势高于a点 又左线圈中的感应电动势恒定 则感应电流也恒定 所以穿过右线圈的磁通量保持不变 不产生感应电流 当ab向右做加速运动时 由右手定则可推断 b a 电流沿逆时针方向 又由E BLv可知ab导体两端的E不断增大 那么左边电路中的感应电流也不断增大 由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的 并且场强不断增强 所以右边电路的线圈中的向上的磁通量不断增加 由楞次定律可判断右边电路的感应电流方向应沿逆时针 而在右线圈组成的电路中 感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上 把这个线圈看作电源 由于电流是从c沿内电路 即右线圈 流向d 所以d点电势高于c点 答案 BD
