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1、第1讲电磁感应现象楞次定律1知识梳理知识梳理一、电磁感应现象一、电磁感应现象1.磁通量磁通量(1)概念:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积S与B的乘积。(2)公式:=BS。(3)单位:1Wb=1Tm2。(4)公式的适用条件:a.匀强磁场;b.磁感线的方向与平面垂直,即BS。(5)物理意义:穿过面积S的磁感线条数磁感线条数。22.产生感应电流的条件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发生变化。(2)产生电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生感应电动势感应电动势,如果回路闭合则产生感应电流感应电流;如果回路不闭合,则只有感应电动势感应电动势,而无感应电流感
2、应电流。3二、楞次定律和右手定则二、楞次定律和右手定则41.如图所示,在条形磁铁外套有A、B两个大小不同的圆环,穿过A环的磁通量A与穿过B环的磁通量B相比较()A.ABB.AB,故答案为A。A52.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图所示连接。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,电流计指针才会偏转A6答案答案A开关闭合后,线圈A插入或拔出都会
3、引起穿过线圈B的磁通量发生变化,电流计指针会偏转,选项A正确;线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间,线圈B的磁通量会发生变化,电流计指针会偏转,选项B错误;开关闭合后,滑动变阻器的滑片P无论是匀速滑动还是加速滑动,都会导致线圈A的电流发生变化,线圈B的磁通量变化,电流计指针都会发生偏转,选项C、D错误。73.如图所示,一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中,环中的感应电流(自左向右看)()A.沿顺时针方向B.先沿顺时针方向后沿逆时针方向C.沿逆时针方向D.先沿逆时针方向后沿顺时针方向C8答案答案C条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中,环中向右的磁通量一直增加,根据楞次定律和安培定则
4、知,环中的感应电流(自左向右看)为逆时针方向,C对。94.某同学设计了一个电磁冲击钻,其原理示意图如图所示,若发现钻头M突然向右运动,则可能是()A.开关S由断开到闭合的瞬间B.开关S由闭合到断开的瞬间C.保持开关S闭合,变阻器滑片P加速向右滑动D.保持开关S闭合,变阻器滑片P匀速向右滑动A10答案答案A由楞次定律知开关由断开到闭合瞬间,结合安培定则和楞次定律分析可知,钻头与电磁铁相互排斥,A正确,同理可知B错误;变阻器滑片P向右无论加速还是匀速运动,电磁铁中电流都减弱,穿过M上线圈的磁通量减小,由楞次定律知M中产生顺时针方向的感应电流(从M左侧看),M向左运动,C、D错误。11深化拓展深化拓
5、展考点一考点一电磁感应现象是否发生的判断电磁感应现象是否发生的判断考点二考点二楞次定律楞次定律考点三考点三安培定则、左手定则、右手定则、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的比较及应用楞次定律的比较及应用12深化拓展深化拓展考点一电磁感应现象是否发生的判断考点一电磁感应现象是否发生的判断穿过回路的磁通量变化感应电动势产生感应电流。131-1(2012北京理综,19,6分)物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图,她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路,经
6、重复试验,线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是()D14A.线圈接在了直流电源上B.电源电压过高C.所选线圈的匝数过多D.所用套环的材料与老师的不同答案答案D闭合开关S,金属套环跳起,是因为S闭合瞬间,穿过套环的磁通量变化,环中产生感应电流。产生感应电流要具备两个条件:回路闭合和穿过回路的磁通量变化。只要连接电路正确,闭合S瞬间,就会造成穿过套环磁通量变化,感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化,所以是跳起,与电源的交直流性质、电压高低、线圈匝数多少均无关。该同学实验失败,可能是套环选用了非导电材料的缘故,故D选项正确。151-2某同学在“探究感应电流
7、产生的条件”的实验中,将直流电源、滑动变阻器、线圈A(有铁芯)、线圈B、灵敏电流计及开关按图连接成电路。在实验中,该同学发现开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏。由此可以判断,在保持开关闭合的状态下()B16A.当线圈A拔出时,灵敏电流计的指针向左偏B.当线圈A中的铁芯拔出时,灵敏电流计的指针向右偏C.当滑动变阻器的滑片匀速滑动时,灵敏电流计的指针不偏转D.当滑动变阻器的滑片向N端滑动时,灵敏电流计的指针向右偏答案答案B开关闭合的瞬间,穿过线圈B的磁通量增大,指针左偏。当线圈A拔出时或A中的铁芯拔出时,穿过线圈B的磁通量减小,故指针向右偏,A错误,B正确。当滑片匀速滑动时,线圈A中的电流变化
8、,在线圈B中也能产生感应电流,C错误。当滑片向N端滑动时,线圈A中的电流变大,穿过线圈B的磁通量增大,故指针向左偏,D错误。17考点二楞次定律考点二楞次定律1.楞次定律中楞次定律中“阻碍阻碍”的含义的含义谁阻碍谁是感应电流的磁场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,而不是阻碍磁场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;当磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同,即“增反减同”结果如何阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化,这种变化将继续进行,最终结果不受影响182.判断感应电流方向的判断感应电流方向的“四步法四步法”19
9、3.楞次定律的拓展楞次定律的拓展(1)阻碍原磁通量的变化“增反减同”。(2)阻碍(导体的)相对运动“来拒去留”。(3)磁通量增加,线圈面积“缩小”,磁通量减小,线圈面积“扩张”“增缩减扩”。202-1某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律。当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时,通过电流计的感应电流方向是()A.aGbB.先aGb,后bGaC.bGaD.先bGa,后aGbD21答案答案D确定原磁场的方向:条形磁铁在穿入线圈的过程中,磁场方向向下。明确回路中磁通量变化的情况:向下的磁通量增加。由楞次定律的“增反减同”可知:线圈中感应电流产生的磁场方向向上。应用安培定则可以判断感应电流的方向为逆
10、时针(俯视),即:电流方向为bGa。同理可以判断出条形磁铁穿出线圈过程中,向下的磁通量减小,线圈中将产生顺时针方向的感应电流(俯视),电流方向为aGb,故D正确。222-2(多选)如图所示,光滑固定的金属导轨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()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gD.磁铁的加速度小于gAD23答案答案AD解法一解法一设磁铁下端为N极,如图所示,根据楞次定律可判断出P、Q中感应电流的方向,根据左手定则可判断出P、Q所受安培力的方向,可见P、Q将互相靠拢。由于回路所受安培力的合力向下,由牛顿
11、第三定律可知,磁铁将受到向上的反作用力,从而加速度小于g。当下端为S极时,可得到同样的结果。解法二解法二根据楞次定律的另一种表述感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因,本题中“原因”是回路中磁通量的增加,归根结底是磁铁靠近回路,“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近,所以P、Q将互相靠拢,且磁铁的加速度小于g。24考点三安培定则、左手定则、右手定则、楞次定考点三安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的比较及应用律的比较及应用1.规律比较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
12、化楞次定律252.应用区别应用区别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。263-1(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在磁场的作用下向右运动,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BC27答案答案BCMN向右运动,说明MN受到向右的安培力,因为ab在MN处产生的磁场垂直纸面向里MN中的感应电流方向由MNL1中感应电流的磁场方向向上;若L2中磁场方向向上减弱PQ中电流为QP且减小PQ向右减速运动;若L2中磁场方向向下增强PQ中电流为PQ且增大PQ向左加速运动。283-2如图所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,当导线MN在导轨上向右加速滑动时,正对电磁铁A的圆形金属环B中()A.有感应电流,且B被A吸引B.无感应电流C.可能有,也可能没有感应电流D.有感应电流,且B被A排斥D答案答案DMN向右加速滑动,根据右手定则,MN中的电流方向从NM,且大小在逐渐变大,根据安培定则知,电磁铁A的左端为N极,且所产生磁场的磁感应强度逐渐增强,根据楞次定律知,B环中的感应电流产生的(内部)磁场方向向右,B被A排斥,故D正确。29
