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1、第九章 电磁感应,第1节 电磁感应现象 楞次定律,-4-,一、磁通量 1.定义 匀强磁场中,磁感应强度(B)与垂直 于磁场方向的面积(S)的乘积叫作穿过这个面积的磁通量,简称磁通,我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理解。 2.公式 =BS。在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,符号是Wb 。 3.公式适用条件 (1)匀强磁场。 (2)磁感线的方向与平面垂直,即BS。,-5-,二、电磁感应现象 1.电磁感应现象 当穿过闭合电路的磁通量发生变化 时,电路中有感应电流 产生的现象。 2.产生感应电流的条件 (1)条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化 。 (2)特例:闭合电路的一部分导体在磁
2、场内做切割磁感线 的运动。 3.电磁感应现象的实质 产生感应电动势 ,如果电路闭合,则有感应电流 ;如果电路不闭合,则只有感应电动势 而无感应电流。,-6-,三、感应电流方向的判定 1.楞次定律 (1)内容:感应电流的磁场总要阻碍 引起感应电流的磁通量 的变化。 (2)适用范围:一切电磁感应现象。 2.右手定则 (1)内容:如图,伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动 的方向,这时四指所指的方向就是感应电流 的方向。 (2)适用情况:导体切割磁感线 产生感应电流。,-7-,-8-,1.闭合线圈放在磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,
3、因磁场变化而发生电磁感应现象,则( ) A.穿过线圈的磁通量越大,产生的感应电动势越大 B.穿过线圈的磁通量变化量越大,产生的感应电动势越大 C.穿过线圈的磁通量变化率越大,产生的感应电动势越大 D.穿过线圈的磁感线条数越多,产生的感应电动势越大,答案,解析,-9-,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( ),答案,解析,-10-,3.(多选)如图所示,一接有电压表的矩形闭合线圈ABCD向右匀速穿过匀强磁场的过程中,下列说法正确的是( ) A.线圈中有感应电动
4、势,有感应电流 B.线圈中有感应电动势,无感应电流 C.AB边两端有电压,且电压表有示数 D.AB边两端有电压,但电压表无示数,答案,解析,-11-,4.(多选)在北半球,地磁场的水平分量由南向北,竖直分量竖直向下。北京平安大街上,如图,某人骑车从东往西行驶,则下列说法正确的是( ) A.自行车左车把的电势比右车把的电势高 B.自行车左车把的电势比右车把的电势低 C.图中辐条AB此时A端比B端的电势高 D.图中辐条AB此时A端比B端的电势低,答案,解析,-12-,5.为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G与线圈L连接,如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端;当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏转。
5、(1)将条形磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时,发现指针向左偏转。俯视线圈,其绕向为顺时针 (选填“顺时针”或“逆时针”)。 (2)当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时,指针向右偏转。俯视线圈,其绕向为逆时针 (选填“顺时针”或“逆时针”)。,-13-,解析:(1)将磁铁N极向下插入L时,根据楞次定律L的上方应为N极。由电流计指针向左偏转,可确定L中电流由b端流入,根据安培定则,俯视线圈,电流为逆时针,线圈绕向为顺时针。(2)将磁针远离L,由楞次定律,线圈L上方仍为N极,由于此时电流计指针向右偏转,可确定L中电流由a端流入。根据安培定则,俯视线圈,电流为逆时针,线圈绕向也为逆时针。,-14-,
6、考点一,考点二,例1,对点训练1,考点三,考点四,电磁感应现象的判断 1.判断电磁感应现象能否发生的一般流程,2.穿过闭合电路的磁通量发生变化,大致有以下几种情况 (1)磁感应强度B不变,线圈面积S发生变化。 (2)线圈面积S不变,磁感应强度B发生变化。 (3)磁感应强度B和回路面积S同时发生变化,此时可由=1-0计算并判断磁通量是否变化。 (4)线圈面积S不变,磁感应强度B也不变,但二者之间夹角发生变化。,-15-,考点一,考点二,例1,对点训练1,考点三,考点四,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
7、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,解题探究:产生感应电流的条件如何?,提示:回路闭合; 回路内磁通量发生变化。,答案,解析,-16-,考点一,考点二,例1,对点训练1,考点三,考点四,规律总结:正确判断磁通量的变化情况 (1)通过对穿过回路磁感线条数的分析和计算,可以确定磁通量是否变化。 (2)依据公式=BSsin (是B与S的夹角)确定磁通量与哪
8、些因素有关。,-17-,考点一,考点二,例1,对点训练1,考点三,考点四,(多选)(2015全国理综,19)1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示。实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后。下列说法正确的是( ) A.圆盘上产生了感应电动势 B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动 C.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化 D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动,答案,解析,-18-
9、,考点一,考点二,考点三,例2,对点训练2,考点四,楞次定律的理解及其应用 楞次定律中“阻碍”的含义,-19-,考点一,考点二,考点三,考点四,例2,对点训练2,如图,在一水平、固定的闭合导体圆环上方有一条形磁铁(N极朝上,S极朝下)由静止开始下落,磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触,关于圆环中感应电流的方向(从上向下看),下列说法正确的是( ) A.总是顺时针 B.总是逆时针 C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针,解题探究:磁铁在圆环上方时,下落穿过圆环的磁感线方向向上,下落过程中穿过圆环的磁通量如何变化? 磁铁在圆环下方时,穿过圆环的磁感线方向向上,下落过程中穿过圆环的磁通量如何变化?,
10、提示:变大。,提示:变小。,答案,解析,-20-,考点一,考点二,考点三,考点四,例2,对点训练2,方法归纳:1.判断感应电流的方法 (1)楞次定律 (2)安培定则 2.应用楞次定律判断感应电流的方法,-21-,考点一,考点二,考点三,考点四,例2,对点训练2,如图所示,两条互相平行的导线M、N中通过大小相等、方向相同的电流,导线框abcd和两导线在同一平面内,线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线间匀速移动,则在移动过程中线框中的感应电流的方向为( ) A.先顺时针后逆时针 B.先逆时针后顺时针 C.一直是逆时针 D.一直是顺时针,答案,解析,-22-,考点一,考点二,考点三,例3,对
11、点训练3,考点四,楞次定律推论的应用 1.线圈(回路)中磁通量变化时,阻碍原磁通量的变化增反减同; 2.导体与磁体间有相对运动时,阻碍相对运动来拒去留; 3.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; 4.自感现象中,感应电动势阻碍原电流的变化增反减同。,-23-,考点一,考点二,考点三,例3,对点训练3,考点四,(多选)如图所示,光滑固定导轨m、n水平放置,两根导体棒p、q平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时,若不考虑p、q之间的相互作用和空气阻力,则( ) A.p、q将互相靠拢 B.p、q将互相远离 C.磁铁的加速度仍为重力加速度g D
12、.磁铁的加速度小于重力加速度g,答案,解析,-24-,考点一,考点二,考点三,例3,对点训练3,考点四,解题探究:条形磁铁下落接近回路,穿过回路的磁通量是增加还是减少? 回路中有没有感应电流产生?磁铁对通电的导体棒p、q有没有磁场力的作用? 根据作用力与反作用力能否判断磁铁受到的磁场力的作用方向?,提示:增加。,提示:有,有作用。,提示:能,方向向上。,-25-,考点一,考点二,考点三,例3,对点训练3,考点四,方法归纳:本题也可以用“增缩减扩”法判定,但此法只适用于穿过回路的磁感线只有单方向的情况。若穿过回路的磁感线有两个相反的方向,则此法不一定成立,应根据实际情况灵活应用。,-26-,考点
13、一,考点二,考点三,例3,对点训练3,考点四,如图所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈。当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是( ) A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左 B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左 C.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向右 D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右,答案,解析,-27-,考点一,考点二,考点三,例4,对点训练4,考点四,“三定则,一定律”的综合应用 1.规律比较,2.相互联系 (1)应用楞次定律,一般要用到安培定则。 (2)研究感应
14、电流受到的安培力,一般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,有时也可以直接应用楞次定律的推论确定。,-28-,考点一,考点二,考点三,考点四,例4,对点训练4,(多选)如图所示,一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内,其下方(略靠前)固定一根与导线框平面平行的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流。释放导线框,它由实线位置下落到虚线位置未发生转动,在此过程中( ) A.导线框中感应电流的方向依次为ACBAABCAACBA B.导线框的磁通量为零时,感应电流却不为零 C.导线框所受安培力的合力方向依次为向上向下向上 D.导线框所受安培力的合力为零,做自由落体运动,答案,解析
15、,-29-,考点一,考点二,考点三,考点四,例4,对点训练4,规律总结:多定则应用的区别 多定则应用的关键是抓住因果关系: (1)因电而生磁(IB)安培定则; (2)因动而生电(v、BI)右手定则; (3)因电而受力(I、BF安)左手定则。,-30-,考点一,考点二,考点三,考点四,例4,对点训练4,(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,在垂直导轨方向上放着金属棒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
16、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,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,答案,解析,-31-,1,2,3,4,1.(多选)如图所示,矩形导体框在磁场内做的各种运动中,不能产生感应电流的是( ),5,答案,解析,-32-,1,2,3,4,2.(2015广东揭阳一中、潮州金山中学联考)电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图所示。现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( ) A.从a到b,上极板带正电 B.从a到b,下极板带正电 C.从b到a,上极板带正电 D.从b到a,下极板带正电,5,答案,解析,-33-,1,2,3,4,3.(多选)(2015云南部分名校统考)AOC是光滑的直角金属导轨,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,ab是一根金属直棒靠立在导轨
