《2015名师导学物理一轮课件 第九章 电磁感应9.1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015名师导学物理一轮课件 第九章 电磁感应9.1（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第 1节 电磁感应现象 感应电流的方向 一、磁通量 1 概念：穿过某一面积的 _ _ _ 2 磁通量的计算 (1) 公式： _ _ _ (2) 适用条件： _ _ _ 磁场； S 是垂直磁场并在磁场中的 _ _ _ 面积 (3) 单位：韦伯 ( ， 1 1_ _ _ 磁感线条数 匀强 有效 T二、电磁感应现象 1 产生感应电流的条件 穿过闭合电路的 _ _ _ 发生变化 2 磁通量发生变化的常见情况 (1) 闭合电路的部分导体做 _ _ _ 运动，即线圈面积 S 发生变化导致 变化 (2) 线圈在磁场中 _ _ _ 导致 变化 (3)_ _ _ 变化 ( 随时间、位置变化 ) 导致 变化 如
2、磁体对线圈发生相对运动 磁通量 切割磁感线 转动 磁感应强度 3 产生感应电动势的条件 (1) 无论电路是否闭合，只要穿过电路平面的 _ _ _ 发生变化，电路中就有 _ _ _ ，产生 _ _ _ 的那部分导体就相当于电源 (2) 电磁感应现象的实质就是产生 _ _ _ _ _ 如果电路闭合，就有感应电流如果电路不闭合，就只有感应电动势而无感应电流 磁通量 感应电动势 感应电动势 感应电动势 三、感应电流方向的判定 1 右手定则 伸开右手，让大拇指跟其余四指 _ _ _ ，并且都跟手掌在同一 _ _ _ ，让磁感线垂直穿过掌心，大拇指指向 _ _ _ 方向，其余四指所指的方向，就是 _ _
3、_ 的方向 2 楞次定律 (1) 内容：感应电流的磁场总是要 _ _ _ 引起_ _ _ 的磁通量的 _ _ _ 垂直 平面内 导体的运动 感应电流 阻碍 感应电流 变化 (2) 应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤： 确定研究对象，即明确要判断的是哪个闭合电路中产生的感应电流 确定研究对象所处的磁场的方向及其分布情况 确定穿过闭合电路的磁通量的变化情况 根据楞次定律，判断闭合电路中感应电流的磁场方向 根据安培定则 ( 即右手螺旋定则 ) 判断感应电流的方向 题型一：磁通量的变化及计算 例 1 如图所示，环形金属软弹簧套在条形磁铁的中心位置若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围
4、面积的磁通量将 ( ) A 增大 B 减小 C 不变 D 无法确定如何变化 【思路点拨】 熟悉条形磁铁的磁感线分布及理解磁通量与磁感线穿过线框平面的方向有正负之分是解题的关键 【解析】 穿过弹簧所围面积的磁通量应为合磁通量 ，磁铁内部由 S 极指向 N 极的磁通量不变，而其外部由 N 极指向 S 极的磁通量随面积的增大而增大，故合磁通量减小，选 B. 【 答案 】 B 【方法与知识感悟】 1. 对磁通量的理解 (1) B S 的含义： 适用于磁感应强度B 与面积 S 垂直的情况当 B 与 S 平面间的夹角为 时，则有 BS . 可理解为 BS ，即 等于 B 与 S 在垂直于 B 方向上投影面
5、积的乘积也可理解为 B S ，即 等于 B 在垂直于 S 方向上的分量与 S 的乘积如图 (1) 所示 ( 2) 面积 S 的含义： S 不一定是某个线圈的真正面积，而是线圈在磁场范围内的面积如图 (2) 所示， (3) 多匝线圈的磁通量：多匝线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关，因为不论线圈匝 数多少，穿过线圈的磁感线条数相同，而磁感线条数可表示磁通量的大小 (4) 合磁通量求法：若某个平面内有不同方向和强弱的磁场共同存在，当计算穿过这个面的磁通量时，先规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，平面内各个方向的磁通量的代数和等于这个平面内的合磁通量 2 磁通量的变化 磁通量可以用穿过某一面积
6、的磁感线 条数来形象地定性描述，也可以用公式 BS ( 为 B 与 进行定量的计算在分析磁通量是否发生变化时，两种描述是统一的，不能有矛盾的结果出现例如： (1) 线圈的面积发生变 化时磁通量是不一定发生变化的，如图，当线圈面积由 2时，磁通量并没有变化 (2) 当磁场范围一定时，线圈面积发生变化，磁通量也可能不变，如图所示，在空间有磁感线穿过线圈S ， S 外没有磁场 ，如增大 S ，则 不变 3 磁通量改变的方式： (1) 线圈跟磁体之间发生相对运动，这种改变方式是 S 不变而相当于 B 发生变化； (2) 线圈不动，线圈所围面积也不变，但穿过线圈面积的磁感应强度是时间的函数； (3) 线
7、 圈所围面积发生变化，线圈中的一部分导体做切割磁感线运动，其实质也是 B 不变而 S 增大或减小； (4) 线圈所围面积不变，磁感应强度也不变，但二者之间的夹角发生变化，如匀强磁场中转动的矩形线圈就是典型例子 题型二：感应电流的产生条件及方向判定 例 2 如图所示，一圆形金属 线圈放置在水平桌面上，匀强磁 场垂直桌面竖直向下，过线圈上 A 点做切线 、 与线圈在同 一平面上 在线圈以 为轴翻 转 180 的过程中，线圈中电流流向 ( ) A 始终由 A B C A B 始终由 A C B A C 先由 A C B A 再由 A B C A D 先由 A B C A 再由 A C B A 【解析
8、】 在线圈以 为轴翻转 0 90 的过程中，穿过线圈正面向里的磁通量逐渐减小，则感应电流产生的磁场垂直桌面向下，由楞次定律和安培定则可知感应电流方向为 A B C A ；线圈以 为轴翻转 90 180 过程中，穿过线圈反面向里的磁通量逐渐增加， 则感应电流产生的磁场垂直桌面向上，由楞次定律和安培定则可知感应电流方向仍然为A B C A ， A 正确 【 答案 】 A 【方法与知识感悟】 右手定则适用于部分导体切割磁感线运动时感应电流的方向判定，而楞次定律适用于一切电磁感应现象，是判断感应电流方向的基本方法，对于由于磁通量变化而引起的感应电流，运用楞次定律判断其方向更方便 题型三：楞次定律的拓展
9、应用 例 3 如图，一质量为 m 的条形 磁铁用细线悬挂在天花板上，细线 从一水平金属圆环中穿过现将环 从位置 释放，环经过磁铁到达位 置 . 设环经过磁铁上端和下端附 近 时细线的张力分别为 2，重力 加速度大小为 g ，则 ( ) A B 【思路点拨】 解题的切入点是分析金属圆环从位置 到位 置 过程中，穿过圆环的磁通量的变化情况，再运用楞次定律的 “ 阻碍 ” 来确定磁铁受力情况，从而确定细线中的张力大小与重力 关系 【解析】 当圆环经过磁铁上端时，磁通量增大，根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上推，根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力，因此有T 1 当圆环经过磁铁下端时，磁通量
10、减小，根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上吸，根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力，因此有T 2 所以只有 A 正确 【 答案 】 A 【方法与知识感悟】 1. 楞次定律中 “ 阻碍 ” 的含义 2 楞次定律的推广 对楞次定律中 “ 阻碍 ” 含义的推广：感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的 原因 (1) 阻碍原磁通量的变化 “ 增反减同 ” ； (2) 阻碍相对运动 “ 来拒去留 ” ； (3) 使线圈面积有扩大或缩小的趋势 “ 增缩减扩 ” ； (4) 阻碍原电流的变化 ( 自感现象 ) “ 增反减同 ” 3 相互联系 (1) 应用楞次定律，必然要用到安培定则； (2) 感应电流受
11、到的安培力，有时可以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，有时可以直接应用楞次定律的推论确定 题型四：楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综合应用 例 4 如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒 当 外力作用下运动时 磁场力的作用下向右 运动，则 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 D 向左减速运动 【思路点拨】 解题的关键是弄清 动的原因：动 L 2 中产生电流 L 1 中产生电流 安培力作用 【解析】 右运动，说明 到向右的安培力 左手定则的感应电流由 M N 安培定则 应 电 流 的 磁 场 方 向 向
12、上 楞次定律 安培定则电流为 Q P 且减小 右手定则向右减速运动；若 安培定则电流为 P Q 且增大 右手定则向左 加速运动 【 答案 】 方法与知识感悟】 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的比较及应用 1 规律比较 基本现象 应用的定则或 定律 运动电荷、电流产生磁场 安培定则 磁场对运动电荷、电流有作用力 左手定则 电磁感应 部分导体做切割磁感线运动 右手定则 闭合回路磁通量变化 楞次定律 2. 应用区别 关键是抓住因果关系： (1) 因电而生磁 ( I B ) 安培定则； (2) 因动而生电 ( v 、 B I 安 ) 右手定则； (3)因电而受力 ( I 、 B F 安 ) 左
13、手定则 1 如图所示，矩形线框与长直导线 在 同一平面内，当矩形线框从长直导线的左 侧运动到右侧的过程中，线框内感应电流 的 方向为 ( ) A 先顺时针，后逆时针 B 先逆时针，后顺时针 C 先顺时针，后逆时针，再顺时针 D 先逆时针，后顺时针，再逆时针 C 【解析】 直线电流的磁场是非匀强磁场，根据安培定则判断，在线框所在平面上，直线电流的右侧磁场垂直纸面向里，左侧垂直纸面向外，线框从左向右运动时，磁通量是从垂直纸面向外的增强到减弱 ( 线 框通过导线时 ) 当线框正通过直线电流的中间时，磁通量为 0. 继续向右运动时磁通量从垂直纸面向里的增强又到减弱，根据楞次定律和安培定则，感应电流的方向为先顺时针，后逆时针，再顺时针 2 ( 多选 ) 超导体的电阻为零，如果闭合的超导电路内有电流，这个电流不产生焦耳热，所以不会自行消失有一超导圆环固定于图示位置，此时圆环中没有
