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1、,第九章 电磁感应,第1讲 电磁感应现象 楞次定律,大一轮复习讲义,NEIRONGSUOYIN,内容索引,过好双基关,研透命题点,随堂测试,回扣基础知识 训练基础题目,细研考纲和真题 分析突破命题点,随堂检测 检测课堂学习效果,课时作业,限时训练 练规范 练速度,过好双基关,一、磁通量,1.概念:在磁感应强度为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.适用条件: (1)匀强磁场. (2)S为垂直磁场的 . 4.磁通量是 (填“标量”或“矢量”).,垂直,BS,有效面积,标量,5.物理意义: 相当于穿过某一面积的 的条数.如图1所示,矩形abcd、abba、abcd的
2、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 . (2)通过矩形abcd的磁通量为 . (3)通过矩形abba的磁通量为 . 6.磁通量变化量:21.,图1,磁感线,BS1cos ,BS3,BS3,0,二、电磁感应现象,1.定义:当穿过闭合导体回路的 发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应. 2.条件:穿过闭合电路的磁通量 . 例如:闭合电路的一部分导体在磁场内做 的运动. 3.实质 产生 ,如果电路闭合,则有感应电流.如果电路不闭合,则只有 而无感应电流.,磁通量,发生变化,切割磁感线
3、,感应电动势,感应电动势,自测1 (多选)下列说法正确的是 A.闭合电路内只要有磁通量,就有感应电流产生 B.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 C.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 D.当导体切割磁感线时,一定产生感应电动势,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 引起感应电流的 的变化. (2)适用范围:一切电磁感应现象. 2.右手定则,阻碍,(1)内容:如图2,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平面内:让 从掌心进入,并使拇指指向 的方向,这时四指所指的方向就是 的方向. (2)适
4、用情况:导线 产生感应电流.,磁通量,图2,磁感线,导线运动,感应电流,切割磁感线,自测2 如图3所示,一圆形金属线圈放置在水平桌面上,匀强磁场垂直桌面向下,过线圈上A点作切线OO,OO与线圈在同一平面上.在线圈以OO为轴翻转180的过程中,线圈中电流方向 A.始终为ABCA B.始终为ACBA C.先为ACBA,再为ABCA D.先为ABCA,再为ACBA,图3,解析 在线圈以OO为轴翻转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,由右手螺旋定则可知感应电流方向为ABCA;线圈以OO为轴由90翻转到180的过程中,穿过线圈反面向里的磁通量逐渐增加,则感应
5、电流产生的磁场垂直桌面向上,由右手螺旋定则可知感应电流方向仍然为ABCA,A正确.,研透命题点,例1 (2017江苏单科1)如图4所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为,命题点一 对磁通量的理解,图4,A.11 B.12 C.14 D.41,变式1 如图5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,此时穿过线圈的磁通量为,若线圈绕OO轴逆时针(从下向上看)转过60的过程中,磁通量的变化量为,则和的大小是,图5,常见的产
6、生感应电流的三种情况,命题点二 电磁感应现象的理解和判断,例2 现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图6所示连接.下列说法中正确的是,A.开关闭合后,线圈A插入或拔出都会引起电流 计指针偏转 B.线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间, 电流计指针均不会偏转 C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度 D.开关闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才能偏转,图6,解析 开关闭合后,线圈A插入或拔出,都将造成线圈B处磁场的变化,因此线圈B处的磁通量发生变化,产生感应电流,故A正确; 线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的
7、瞬间均能引起线圈B中磁通量的变化而产生感应电流,故B错误; 开关闭合后,只要移动滑片P,线圈B中磁通量就变化,从而产生感应电流,故C、D错误.,变式2 (2018阜宁中学调研)如图7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,一定能在轨道回路中产生感应电流的是 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),图7,解析 设此时回路面积为S,据题意,磁通量BScos ,对A选项,S增
8、大,减小,cos 增大,则增大,A正确. 对B选项,B减小,减小,cos 增大,可能不变,B错误. 对C选项,S减小,B增大,可能不变,C错误. 对D选项,S增大,B增大,增大,cos 减小,可能不变,D错误. 故只有A正确.,1.用楞次定律判断 (1)楞次定律中“阻碍”的含义:,命题点三 感应电流方向的判断,(2)应用楞次定律的思路:,2.用右手定则判断 该方法只适用于切割磁感线产生的感应电流,注意三个要点: (1)掌心磁感线穿入; (2)拇指指向导体运动的方向; (3)四指指向感应电流的方向.,例3 (2018盐城中学质检)如图8,有界匀强磁场中水平放置相互平行的金属导轨,导轨电阻不计,导
9、轨上金属杆ab与导轨接触良好,磁感线垂直导轨平面向上(俯视图),导轨与处于磁场外的大线圈M相接,欲使置于M内的小闭合线圈N产生顺时针方向感应电流,下列做法可行的是 A.ab匀速向右运动 B.ab加速向右运动 C.ab加速向左运动 D.ab匀速向左运动,图8,变式3 (2018东台创新学校月考)如图9所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向外.一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右),则 A.导线框进入磁场时,感应电流方向为abcda B.导线框离开磁场时,感应电流方向为adcba C.导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向右 D.导线框进入磁场时,受到的安
10、培力方向水平向左,图9,解析 导线框进入磁场时,向外的磁通量增大,根据楞次定律可知感应电流方向为adcba,故A错误. 导线框离开磁场时,向外的磁通量减小,感应电流方向为abcda,故B错误. 导线框离开磁场时,由左手定则可知,受到的安培力方向水平向左,故C错误. 导线框进入磁场时,由左手定则可知,受到的安培力方向水平向左,故D正确.,命题点四 楞次定律推论的灵活应用,楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为:感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因,列表说明如下:,例4 (2018常州市一模)如图10所示,铁芯上绕有线圈A和B,线圈A与直流电源、开关S连接,线圈B与理想发光二极管D相连,衔铁E连接
11、弹簧K控制触头C的通、断.忽略A的自感,下列说法正确的是 A.闭合S,D闪亮一下 B.闭合S,C将会过一小段时间后接通 C.断开S,D不会闪亮 D.断开S,C将会过一小段时间后断开,图10,解析 闭合S瞬间,穿过线圈B的磁通量增加,根据楞次定律“增反减同”,结合右手螺旋定则可知,线圈B所在回路的电流沿逆时针方向,而由于二极管顺时针方向导电,则D不会闪亮一下,线圈A中磁场立刻吸引街铁E,导致触头C即时接通,故A、B错误; 断开S瞬间,穿过线圈B的磁通量要减小,根据楞次定律“增反减同”,结合右手螺旋定则可知,线圈B所在回路的电流沿顺时针方向,则二极管处于导通状态,则D会闪亮,同时对线圈A有影响,阻
12、碍其磁通量减小,那么C将会过一小段时间后断开,故C错误,D正确.,变式4 (2018海安中学月考)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的.电磁驱动原理如图11所示,当固定线圈上突然通过直流电流时,线圈端点的金属环被弹射出去.现在在固定线圈左侧同一位置,先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环,电阻率铜铝.则合上开关S的瞬间 A.电池正负极调换后,金属环不能向左弹射 B.从左侧看环中感应电流沿顺时针方向 C.若将铜环放置在线圈右方,环将向左运动 D.铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力,图11,解析 线圈中电流为右侧流入,磁场方向为向左,在闭合开关的过程中,磁场变强,
13、则由楞次定律可知,从左侧看环中感应电流沿顺时针方向,故B正确; 电池正负极调换后,金属环受力向左,故仍将向左弹出,故A错误; 若环放在线圈右方,根据“来拒去留”可得,环将向右运动,故C错误; 由于铜环的电阻较小,故铜环中感应电流较大,故铜环受到的安培力要大于铝环受到的安培力,故D错误.,命题点五 三定则一定律的应用,安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的应用对比:,例5 (多选)(2018苏锡常镇二模)如图12,一根足够长的直导线水平放置,通以向右的恒定电流,在其正上方O点用细丝线悬挂一铜制圆环.将圆环从a点无初速度释放,圆环在直导线所处的竖直平面内运动,经过最低点b和最右侧c后返回,则 A
14、.从a到c的过程中圆环中的感应电流方向先顺时针后逆时针 B.运动过程中圆环受到的安培力方向与速度方向相反 C.圆环从b到c的时间大于从c到b的时间 D.圆环从b到c产生的热量大于从c到b产生的热量,图12,变式5 (多选)(2018南通中学期中)如图13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.线框中感应电流方向依次为ACBAABCAACBA B.线框的磁通量为零时,感应电流却不为零 C.线框所受安培力的合力方向依次是为向上向下向上 D.线框所
15、受安培力的合力为零,做自由落体运动,图13,解析 根据安培定则,通电直导线的磁场在导线上方方向向外,在导线下方方向向里;离导线近的地方磁感应强度大,离导线远的地方磁感应强度小.线框从上向下靠近导线的过程,向外的磁感应强度增加,根据楞次定律,线框中产生顺时针方向的电流;穿越导线时,上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加,先是向外的磁通量减小,之后变成向里的磁通量增大,根据楞次定律,线框中产生逆时针方向的电流.向里的磁通量变成最大后,继续向下运动,向里的磁通量又逐渐减小,这时线框中的电流又变成了顺时针方向,故A正确; 根据A中的分析可知,当线框中的磁通量为零时,线框中有逆时针方向的感应电流,故B正确; 根据楞次定律可知,线框受到的安培力的方向始终向上,故C、D错误.,随堂测试,1.(2017徐州市考前模拟)下列各图所描述的物理情境中,没有感应电流的是,1,2,3,4,解析 开关S闭合稳定后,穿过线圈N的磁通量保持不变,线圈N不产生感应电流,故A符合题意; 磁铁向铝环A靠近,穿过铝环A的磁通量在增大,铝环A中产生感应电流,故B不符合题意; 金属框从A向B运动,穿过金属框的磁通量时刻在变化,金属框中产生感应电流,故C不符合题意; 铜盘在磁场中按题图所示方向转动,铜盘的一部分切割磁感线,电阻R中产生感应电流