高考物理一轮专题 楞次定律突破课件 鲁科.ppt

2021/8/11 星期三11感应电流方向的判定(1)楞次定律内容：感应电流的磁场总要引起感应电流的磁通量的 运用楞次定律判定感应电流方向的步骤：a明确穿过闭合电路的；b明确穿过闭合电路的磁通量是 还是 ；c 根 据 楞 次 定 律 确 定 感 应 电 流 的 磁 场 的 ；变化变化阻碍阻碍 磁场方向磁场方向 增加增加 减少减少 方向方向 2021/8/11 星期三2d利用安培定则判定(2)右手定则：伸开右手，使拇指与其余四指 ，使拇指与并拢的四指垂直；让 磁 感 线 垂 直 穿 入 手 心，使 拇 指 指 向 的方向，其余四指所指的方向就是 的方向2自感现象及自感电动势(1)定义：由导体自身的 变化所产生的电磁感应现象感应电流的方向感应电流的方向 感应电流感应电流电流电流同一平面内同一平面内 2021/8/11 星期三3(2)说明自感现象总是 自身电流的变化自感现象的阻碍作用，只是延缓了过程的进行，但不能 过程的进行(3)自感电动势和自感系数自感电动势：由导体 所产生的感应电动势自感系数：自感系数的大小由 的因素决定，阻碍阻碍阻止阻止自身电流变化自身电流变化线圈本身线圈本身2021/8/11 星期三4线圈越 ，单位长度的匝数越 ，截面积越 ，自感系数越大，若线圈中加有铁芯，自感系数就更大 长长密密大大2021/8/11 星期三5考点一如何正确理解、应用楞次定律考点一如何正确理解、应用楞次定律1楞次定律中楞次定律中“阻碍阻碍”一词的含义一词的含义谁阻碍谁是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，而不是磁通量本身2021/8/11 星期三6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，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2021/8/11 星期三7【技巧提示】“阻碍”不等于“阻止”当由于原磁通量增加引起感应电流时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，其作用仅仅是使原磁通量的增加变慢了，但磁通量仍在增加；当由于原磁通量的减少引起感应电流时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，其作用仅仅是使原磁通量的减少变慢了，但磁通量仍在减少“阻碍”也不意味“相反”2021/8/11 星期三82楞次定律的另外两种表述(1)楞次定律还可表述为：当磁体间因相对运动产生感应电流时，感应电流的磁场总是阻碍磁体间的相对运动(2)楞次定律还可表述为：感应电流的效果总与引起感应电流的原因相对抗3楞次定律的推广含义的应用(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)阻碍线圈自身电流的变化(自感现象)2021/8/11 星期三94应用楞次定律判断感应电流的方法由此图可以看出，闭合回路的磁通量变化和该电路的磁场方向、感应电流方向这3个因素是相互关联的，应用楞次定律时一定要依照以上思维程序进行2021/8/11 星期三10【案例1】(2009浙江理综)如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面则线框中感应电流的方向是()2021/8/11 星期三11AabcdaBdcbadC先是dcbad，后是abcdaD先是abcda，后是dcbad【解析】由楞次定律，一开始磁通量减小，后来磁通量增大，由“增反减同”可知电流方向是dcbad.【答案】B2021/8/11 星期三12【即时巩固1】如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有_(填“收缩”或“扩张”)趋势，圆环内产生的感应电流_(填“变大”“变小”或“不变”)2021/8/11 星期三13【解析】由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动，则abcd回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于纸面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，圆环的磁通量将增大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量增大；又由于金属棒向右运动的加速度减小，单位时间内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小【答案】收缩变小2021/8/11 星期三14考点二楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综合应用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2021/8/11 星期三152.应用区别关键是抓住因果关系：因电而生磁(IB)安培定则；因动而生电(v、BI安)右手定则；因电而受力(I、BF安)左手定则2021/8/11 星期三16【案例2】如图所示，导线框abcd与通电直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点在线框向右运动的瞬间()A线框中有感应电流，且沿顺时针方向B线框中有感应电流，且沿逆时针方向C线框中有感应电流，但方向难以判断D由于穿过线框的磁通量为零，线框中没有感应电流2021/8/11 星期三17【解析】本题可以用以下两种方法求解，借此区分右手定则和楞次定律解法1：首先，由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向(如图所示)，由对称性可知合磁通量0；其次，当导线框向右运动时，穿过线框的磁通量增大(方向垂直纸面向里)，由楞次定律可知感应电流的磁场方向垂直纸面向外；最后，由安培定则判知感应电流沿逆时针方向故B选项正确2021/8/11 星期三18解法2：ab导线向右做切割磁感线运动时，由右手定则判断感应电流由ab，同理可判断cd导线中的感应电流方向由cd，ad、bc两边不做切割磁感线运动，所以整个线框中的感应电流沿逆时针方向【答案】B2021/8/11 星期三19【技巧提示】导体运动切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例，所以判定感应电流方向的右手定则也是楞次定律的特例用右手定则能判定的，一定也能用楞次定律来判定只是不少情况下，不如用右手定则判定来得方便简单2021/8/11 星期三20【即时巩固2】如图所示为地磁场磁感线的示意图在北半球地磁场的竖直分量向下飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差设飞行员左方机翼末端处的电势为1，右方机翼末端处的电势为2()A若飞机从西往东飞，2比1高B若飞机从东往西飞，2比1高C若飞机从南往北飞，1比2高D若飞机从北往南飞，2比1高2021/8/11 星期三21【解析】对A选项，磁场竖直分量向下，手心向上，拇指指向飞机飞行方向，四指指向左翼末端，故12，A错同理，飞机从东往西飞，仍是12，B错从南往北、从北往南飞，都是12，故C正确，D错【答案】C2021/8/11 星期三22【案例3】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，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是()A向右加速运动B向左匀速运动C向右减速运动 D向左减速运动2021/8/11 星期三23【解析】分析该类问题，首先要明确PQ运动是引起MN运动的原因，然后根据楞次定律和左手定则判断由右手定则PQ向右加速运动，穿过L1的磁通量向上且增加，由楞次定律和左手定则可判断MN向左运动，故A错若PQ向左匀速运动，由右手定则，穿过L1的磁通量不变，L1中不会产生感应电流，则MN静止，故B错2021/8/11 星期三24若PQ向右减速运动，由右手定则，穿过L1的磁通量向上且减小，由楞次定律和左手定则可判知MN向右运动，故C对若PQ向左减速运动，情况恰好和C相反，故D错【答案】C【误区警示】解决此类问题往往多次运用楞次定律，并注意要想在下一级中有感应电流，导体棒一定做变速运动，或穿过闭合回路的磁通量非均匀变化，这样才可以产生变化的感应电流，这一变化的感应电流产生的磁场是变化的，会在其他回路中再次产生感应电流2021/8/11 星期三25【即时巩固3】(2011届烟台测试)如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连，要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)()A向右匀速运动B向左加速运动C向左匀速运动 D向右加速运动2021/8/11 星期三26【解析】欲使N产生顺时针方向的感应电流，则感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里，由楞次定律可知有两种情况：一是M中有顺时针方向逐渐减小的电流，使其在N中的磁场方向向里，且磁通量在减小；二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流，使其在N中的磁场方向向外，且磁通量在增大因此，对于前者，应使ab减速向右运动；对于后者，则应使ab加速向左运动故应选B.【答案】B2021/8/11 星期三27考点三自感现象及互感现象1通电自感和断电自感的比较通电自感断电自感电路图器材要求A1、A2同规格，RRL，L较大L很大(有铁芯)，RLRA现象在S闭合瞬间，A2灯立即亮起来，A1灯逐渐变亮，最终一样亮在开关S断开时，灯A突然闪亮一下后再渐渐熄灭(当抽掉铁芯后，重做实验，断开开关S时，会看到灯A马上熄灭)2021/8/11 星期三28通电自感断电自感原因由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过A1灯的电流比流过A2灯的电流增加得慢断开开关S时，流过线圈L的电流减小，产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间；在S断开后，通过L的电流反向通过电灯A，且由于RLRA，使得流过A灯的电流在开关断开瞬间突然增大，从而使A灯的发光功率突然变大能量转化情况电能转化为磁场能磁场能转化为电能2021/8/11 星期三292互感两个线圈之间未经导线连接，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象称为互感互感过程中产生的电动势称为互感电动势互感现象是变压器的工作基础在电子电路中，互感现象会影响电路的正常工作，应设法减小电路间的互感2021/8/11 星期三30【案例4】(2010江苏高考)如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值在t0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在tt1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是()2021/8/11 星期三31【解析】S闭合时，由于自感L有感抗，经过一段时间电流稳定时L电阻不计可见电路 的 外 阻 是 从 大 变 小 的 过 程 由 U外 可知U外也是从大变小的过程，所以A、C错t1时刻断开S，由于自感在L、R、D构成的回路中电流从B向A中间流过D，所以t1时刻UAB反向，B正确【答案】B2021/8/11 星期三32【即时巩固4】如图所示，多匝线圈和电池的内阻均为零，两个电阻的阻值均为R，开关S原来是断开的，电路中的电流为I0.现将S闭合，于是线圈中产生自感电动势，此自感电动势()A有阻碍电流的作用，最后电流由I0减小为零B有阻碍电流的作用，最后总电流小于I0C有阻碍电流增大的作用，因而电流保持I0不变D有阻碍电流增大的作用，但电流还是要增大到2I02021/8/11 星期三33【解析】自感线圈对变化的电流起阻碍作用，它的作用不同于电阻电阻是对电流(不管是否变化)起阻碍作用，自感则是对变化的电流起阻碍作用，使电流的变化缓慢，但不能阻止原电流的变化所以，闭合S后自感线圈中出现的自感电动势阻碍了电流的增加，但最终不能阻止这种变化，最终电流增为 2I0.【答案】D2021/8/11 星期三342021/8/11 星期三35