《2020版高考物理总复习 第十章 第1节 电磁感应现象 楞次定律课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版高考物理总复习 第十章 第1节 电磁感应现象 楞次定律课件（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十章 电磁感应,高考导航(教师备用),1.考查方式:电磁感应的考查在全国卷中出现的频率很大,考查形式包括选择题和计算题.主要考查内容是感应电流的产生、方向判断和感应电动势的计算;综合考查包括电磁感应与图像、电路、动量和能量的综合问题等,抓住楞次定律和法拉第电磁感应定律,运用动力学观点、动量观点和能量观点解决问题. 2.命题趋势:近几年高考题有利用杆+导轨模型、线圈穿越有界磁场、导体旋转切割磁感线等等外,还涉及磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术这些的实际应用问题.,第1节 电磁感应现象 楞次定律,基础过关,考点研析,素养提升,基础过关 紧扣教材自主落实,基础知识,一、磁通量 1.概念:在磁感应强度
2、为B的匀强磁场中,与磁场方向 的面积S与B的乘积. 2.公式:= . 3.单位:1 Wb= . 4.磁通量是 (选填“矢量”或“标量”),但磁通量有正、负之分.,垂直,BS,1 Tm2,标量,5.物理意义:相当于穿过某一面积的 的条数.如图所示,矩形 abcd,abba,abcd的面积分别为S1,S2,S3,匀强磁场的磁感应强度B与平面abcd垂直,则 (1)通过矩形abcd的磁通量为 或 .,磁感线,(2)通过矩形abcd的磁通量为 . (3)通过矩形abba的磁通量为 .,BS1cos ,BS3,BS3,0,二、电磁感应现象 1.电磁感应现象 当穿过闭合电路的磁通量 时,电路中有 产生的现
3、象.,发生变化,感应电流,2.产生感应电流的两种情况 (1)穿过闭合电路的磁通量 . (2)闭合电路的一部分导体在磁场内做切割 运动. 3.产生电磁感应现象的实质 实质是产生 ,如果回路闭合则产生 ;如果回路不闭合,则只有 ,而无 .,发生变化,磁感线,感应电动势,感应电流,感应电动势,感应电流,4.如图所示,能产生感应电流的是 .,B,磁感应强度,磁场的有效面积,磁通量,线圈的面积,磁感应强度,磁通量,三、楞次定律 如图所示,矩形线圈abcd匀速通过一较宽的磁场区域. (1)用楞次定律判断:线圈进入磁场时的感应电流方向为 方向,离开磁场时的感应电流方向为 方向. (2)用右手定则判断:线圈经
4、过左边界时,ab边的电流方向为由 指向 ;离开右边界时,ab边的电流方向为由 指向 .,逆时针,顺时针,b,a,a,b,(1)穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中不一定有感应电流产生.( ),过关巧练,1.思考判断,(2)线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没有感应电流产生.( ) (3)当导体切割磁感线时,一定产生感应电动势.( ) (4)楞次定律和右手定则都可以判断感应电流的方向,二者没有什么区别. ( ) (5)感应电流的磁场一定阻止引起感应电流的磁场的磁通量的变化.( ),2.人教版选修3-2P14T6改编(多选)如图所示,一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环,横杆可绕中心
5、点自由转动,老师拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,同学们看到的现象及现象分析正确的是( ) A.磁铁插向左环,横杆发生转动 B.磁铁插向右环,横杆发生转动 C.磁铁插向左环,左环中不产生感应电动势和感应电流 D.磁铁插向右环,右环中产生感应电动势和感应电流,BD,解析:左环不闭合,不会产生感应电流,无相互作用.横杆不转动,故A错误;右环闭合,会产生感应电流,有相互作用,横杆转动,故B正确;插向左环,只产生感应电动势,无感应电流,故C错误;插向闭合的右环,既产生感应电动势又产生感应电流,故D正确.,3.如图所示,是用导线做成的圆形回路与一直导线构成的几种位置组合,下列组合中,
6、切断直导线中的电流时,穿过闭合回路中磁通量变化的是(图中直导线与圆形线圈在同一平面内,O点为线圈的圆心,图中直导线与圆形线圈平面垂直,并与其中心轴重合)( ) A. B. C. D.,B,解析:通电直导线周围空间的磁场是非匀强磁场,磁感线是在垂直于导线的平面内以导线为中心的同心圆,离导线越远,磁感应强度越弱,所以中磁通量、中磁通量一直为零,中既有向里的磁通量,也有向外的磁通量,但直导线中有电流时,总磁通量不为零,切断直导线中电流时,磁通量变为零.中线圈有向外的磁通量,切断直导线中电流时,磁通量变为零.故B正确.,考点研析 核心探究重难突破,考点一 电磁感应现象的判断,1.引起磁通量变化的常见情
7、况 (1)电路中部分导线做切割磁感线运动或回路面积S变化导致变化. (2)回路中磁感应强度B随时间或位置发生变化导致变化. (3)线圈在磁场中转动(B与S的夹角发生变化)或B,S都变化后,其乘积BS发生变化,导致变化.,2.常见的产生感应电流的三种情况,特别提醒 判断电磁感应现象是否发生的一般步骤,【典例1】 如图所示,矩形闭合线圈abcd竖直放置,OO是它的对称轴,通电直导线AB与OO平行,且AB,OO所在平面与线圈平面垂直.若要在线圈中产生感应电流,可行的做法是( ) A.AB中电流I逐渐增大 B.AB中电流I先增大后减小 C.AB正对OO,逐渐靠近线圈 D.线圈绕OO轴逆时针转动90(俯
8、视),D,解析:AB,OO所在平面与线圈平面垂直.根据安培定则,通电导线AB产生的磁场穿过线圈的磁通量为零,电流变化,AB正对OO,逐渐靠近线圈,穿过线圈的磁通量始终为零,均不产生感应电流,故A,B,C错误;线圈绕OO轴逆时针转动90(俯视),穿过线圈的磁通量增加,产生感应电流,故D正确.,D,考点二 楞次定律的理解与应用,1.楞次定律中“阻碍”的含义,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)的磁通量的变化,阻碍什么,阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身,如何阻碍,当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反;当磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同
9、,即“增反减同”,阻碍效果,阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化,这种变化将继续进行,2.楞次定律的推广应用 楞次定律中“阻碍”的主要表现形式: (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)线圈面积变化趋势“增缩减扩”; (4)阻碍原电流的变化“增反减同”.,【典例2】 (2018绵阳市一诊)大小不等的两导电圆环P,Q均固定于水平桌面,Q环位于P环内.在两环间的范围内存在方向竖直向下、大小随时间均匀增强的匀强磁场B,则( ) A.Q环内有顺时针方向的感应电流 B.Q环内有逆时针方向的感应电流 C.P环内有顺时针方向的感应电流 D.P环内有逆时针方向的感应电
10、流,D,解析:对回路中没有感应电流，要看回路中磁通量是否变化，从题中可知，P环回路范围内磁场增强，故磁通量增加，根据楞次定律可知P环中有逆时针的感应电流，故C错误，D正确；在Q环回路范围内，无磁场，始终磁场量为零，即磁通量无变化，故Q环中无电流，故A，B错误.,方法技巧,用楞次定律判断(“四步法”),题组训练,1.“增反减同,增缩减扩”的应用(2018湖南长郡中学月考)如图所示,A为水平放置的橡胶圆盘,在其侧面均匀带有负电荷,在A正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B(丝线未画出),使B的环面与圆盘A平行,其轴线与圆盘A的轴线重合.现使圆盘A由静止开始绕其轴线按图中箭头方向加速转动,则( ) A.
11、金属圆环B有扩张的趋势,丝线受到的拉力增大 B.金属圆环B有收缩的趋势,丝线受到的拉力减小 C.金属圆环B有扩张的趋势,丝线受到的拉力减小 D.金属圆环B有收缩的趋势,丝线受到的拉力增大,B,解析:带电圆盘加速转动时,形成顺时针方向(从上往下看)的电流,根据右手螺旋定则可知,在圆盘上方形成的磁场方向向下,由于加速转动,所以电流增大,磁场增强,穿过金属圆环B的磁通量增大,根据楞次定律可知,金属圆环B有缩小的趋势,且金属圆环B有向上的运动趋势,所以丝线受到的拉力减小,故选项B正确.,2.“增反减同,来拒去留”的应用如图,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平铝质圆环中穿过.现将环从
12、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T1和T2,重力加速度大小为g,则( ) A.T1mg,T2mg B.T1mg,T2mg,A,解析:磁铁和铝环之间的作用效果,都是阻碍铝环回路中磁通量的变化.在铝环下落过程中,位置通过铝环的磁通量变化情况分别是增大、减小.由楞次定律可判断出位置时磁铁对铝环有阻碍作用,位置时磁铁对铝环也有阻碍作用.即阻碍铝环的靠近和远离,再由牛顿第三定律得,始终T1,T2均大于mg,故A正确.,考点三 三定则一定律的综合应用,1.“三个定则、一个定律”的应用对比,2.三定则一定律的应用技巧 (1)应用楞次定律时,一般要用到安培定则. (2
13、)研究感应电流受到的安培力时,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方向,有时也可以直接应用楞次定律的推论确定.,【典例3】(多选)如图所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向如图.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,金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中,下列说法中正确的是( ) A.棒向右匀速运动时,a点电势高于b点,c点电势高于d点 B.棒向右匀速运动时,b点电势高于a点,c点与d点等电势 C.棒向右加速运动时,b点电势高于a点,c点电势高于d点 D.棒向右加速运动时,b点电势高于a点,d点电势高于c点,BD,解析:当金属棒向右匀速运动时,
14、产生恒定感应电动势,由右手定则判断电流由ab,b点电势高于a点,c,d端不产生感应电动势,c点与d点等电势,故A错误,B正确.当金属棒向右加速运动时,b点电势仍高于a点,感应电流增大,穿过右边线圈的磁通量增大,所以右线圈中也产生感应电流,由楞次定律可判断电流从d流出,在外电路d点电势高于c点,故C错误,D正确.,方法总结,电磁感应电路中任意两点电势高低的判断 在比较电磁感应电路中任意两点电势高低时,一定要明确是“电源”还是“外电路”的两点,对于电源,其电流方向从电源负极流向正极,“正电荷”移向哪点,哪点电势高.,题组训练,1.(多选)如图所示,在匀强磁场中,放有一与线圈D相连接的平行导轨,要使
15、放在线圈D中的线圈A(A,D两线圈同心共面)各处受到沿半径方向指向圆心的力,金属棒MN的运动情况可能是( ) A.匀速向右 B.加速向左 C.加速向右 D.减速向左,BC,解析:若金属棒MN匀速向右运动,则线圈D与MN组成回路中的电流恒定,故穿过线圈A的磁通量不变,线圈A不受安培力作用,选项A错误;若金属棒MN加速向左运动,则线圈D与MN组成回路中的电流不断增强,故穿过线圈A的磁通量不断增强,根据楞次定律,为阻碍磁通量的增强,线圈A有收缩的趋势,受到沿半径方向指向圆心的安培力,选项B正确:同理可得,当金属棒MN加速向右运动时,线圈A有收缩的趋势,受到沿半径方向指向圆心的安培力,选项C正确;当金属棒MN减速向左运动时,线圈A有扩张的趋势,受到沿半径方向背离圆心的安培力,选项D错误.,2.(多选)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PQ,MN,MN的左边有一闭合电路,当PQ在外力的作用下运动时,MN向右运动,则PQ所做的运动可能是( ) 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,BC,解析:MN向右运动,说明MN受到向右的力,因为通电导线ab在MN处产生垂直纸面向里的磁场,那么MN在周围不变化的磁场中只能受到向右的安培力,通过左手定则判断可知MN中有感应电流,方向由MN,由安培定则得出
