专题十第1讲电磁感应现象楞次定律(教育精品).ppt

专题十电磁感应考点内容要求热点考向 1.电磁感应 现象1.近年来高考对本专题内容命题率较高的是感应电流的产生条件、方向，几乎 是年年考.2.电磁感应现象与磁场、电路、力学、能量、动量以及热学等知识联系的综合题以及感应电流(或感应电动势)的图象 问题也在近几年高考中交替出现.2.磁通量 3.法拉第电 磁感应定律考点内容要求热点考向4.楞次定律3.该部分知识与其他学科知识相互渗透也是命题的趋势，同时将该部分知识同生产、生活实际、高科技相结合，注重对学生分析能力、解决实际问题能力的 考查.4.试题题型全面，选择题、解答题都可呈现，且解答题难度较大，涉及知识点多，综合能力强，从而增加试题的区分度.5.自感、涡流续表第 1 讲 电磁感应现象楞次定律考点 1 电磁感应现象1电磁感应电磁感应感应电流磁通量(1)定义：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做_，产生的电流叫做_.(2)条件：闭合回路中的_发生变化2引起磁通量变化的常见情况(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)导致变化注意：磁通量的变化，应注意方向的变化，如某一面积为S 的回路原来的磁感应强度垂直纸面向里，后来磁感应强度的方向恰好与原来相反，则回路中磁通量的变化为 2BS，而不是零.物理量单位物理意义磁通量Wb表示某时刻或某位置，穿过某一面积的磁感线条数的多少磁通量的变化量Wb表示在某一过程中穿过某一面积磁通量变化的多少 Wb/s表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢3正确区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率(1)三者的区别.磁通量的变化率【跟踪训练】1(双选)关于感应电动势和感应电流，下列说法中正确的是()A只有当电路闭合，且穿过电路的磁通量发生变化时，电路中才有感应电动势B只有当电路闭合，且穿过电路的磁通量发生变化时，电路中才有感应电流C不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势D不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流解析：不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势，因此 A 选项错误，C 选项正确电路中要想有感应电流，则电路必须闭合，且穿过电路的磁通量要发生变化，所以 B 选项正确，D 选项错误答案：BC2如图 1011 所示，在通电直导线的正下方有矩形导)线框，导线框在下列运动中能产生感应电流的是(图 1011A导线框在水平方向向右匀速运动B导线框在水平方向向右加速运动C导线框以直导线为轴旋转D导线框向直导线靠近解析：通电直导线产生的磁场是距离导线越近的地方磁场越强，磁感线越密，导线框在水平方向向右匀速运动或者导线框在水平方向向右加速运动或者导线框以直导线为轴旋转，都没有改变导线框到通电直导线的距离，因此穿过导线框的磁通量没有发生变化，所以不能产生感应电流，A、B、C 选项错误导线框向直导线靠近，使穿过导线框的磁通量增加，因此导线框中产生感应电流，D 选项正确答案：D3下列说法正确的是()CA磁通量越大，磁通量的变化率越大B磁通量的变化量越大，磁通量的变化率越大C磁通量的变化率越大，磁通量的变化越快D磁通量越大，磁通量的变化量越大解析：磁通量的变化率是反映磁通量变化快慢的，与磁通量本身的大小以及磁通量变化量的大小没有直接关系，A、B选项错误磁通量的变化率越大，则磁通量变化得越快，C 选项正确磁通量大小与磁通量的变化量无关，D 选项错误考点 2 楞次定律和右手定则1楞次定律引起感应电流的磁通量(1)内容：感应电流的磁场总要阻碍_的变化注意：“阻碍”不是“阻止”，而只是延缓了原磁通量的变化，电路中的磁通量还是在变化的实质上，楞次定律中的“阻碍”二字，指的是“感应电流反抗着产生感应电流的那个原因”(2)表现形式有四种阻碍原磁通量的变化“增反减同”阻碍物体间的相对运动“来拒去留”阻碍闭合回路的面积变化“增缩减扩”阻碍原电流的变化(自感)“增反减同”(3)应用楞次定律的步骤明确原来的磁场方向判断穿过(闭合)电路的磁通量是增加还是减少根据楞次定律确定感应电流(感应电动势)的方向用安培定则(右手螺旋定则)来确定感应电流(感应电动势)的方向2右手定则：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，并使拇指指向导体运动方向，这时四指所指的方向就是_的方向.3正确区分楞次定律与右手定则的关系感应电流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判定，只是不少情况下，不如用右手定则判定来得方便简单反过来，用楞次定律能判定的，并不是用右手定则都能判断出来如闭合圆形导线中的磁场逐渐增强，用右手定则就难以判定感应电流的方向；相反，用楞次定律就很容易判定出来【跟踪训练】4如图 1012 所示，两个闭合圆形线圈 A、B 的圆心重合，放在同一水平面内，线圈 B 中通以图中所示的交变电流，设 t0 时刻电流沿逆时针方向(图中箭头所示)对于线圈 A，)在 t1t2 时间内，下列说法中正确的是(图 1012A有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势B有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势C有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势D有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势答案：D5如图 1013 所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻 R 和 r，导体棒 PQ 与三条导线接触良好匀强磁场的方向垂直纸面向里导体棒的电阻可忽略当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是()A流过 R 的电流由 d 到 c，流过r 的电流由 b 到 aB流过 R 的电流由 c 到 d，流过r 的电流由 b 到 aC流过 R 的电流由 d 到 c，流过 r 的电流由 a 到 bD流过 R 的电流由 c 到 d，流过 r 的电流由 a 到 b图 1013解析：根据右手定则，可判断 PQ 作为电源，Q 端电势高，在 PQcd 回路中，电流为逆时针方向，即流过 R 的电流为由 c到 d，在电阻 r 的回路中，电流为顺时针方向，即流过 r 的电流为由 b 到 a.当然也可以用楞次定律，通过回路的磁通量的变化判断电流方向答案：B热点楞次定律的综合应用【例题】如图 1014，均匀带正电的绝缘圆环 a 与金属圆环 b 同心共面放置，当 a 绕 O 点在其所在平面内旋转时，b 中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环 a()A顺时针加速旋转C逆时针加速旋转B顺时针减速旋转D逆时针减速旋转 图 1014解析：本题用逆向解题法设 A 选项正确，当带正电的绝缘圆环 a 顺时针加速旋转时，相当于顺时针方向电流，并且在增大，根据右手定则，其内(金属圆环 a 内)有垂直纸面向里的磁场，其外(金属圆环 b 处)有垂直纸面向外的磁场，并且磁场的磁感应强度在增大，金属圆环 b 包围的面积内的磁场的总磁感应强度垂直纸面向里(因为向里的比向外的磁通量多，向里的是全部，向外的是部分)而且增大，根据楞次定律，b 中产生的感应电流的磁场垂直纸面向外，磁场对电流的作用力向外，所以 b 中产生逆时针方向的感应电流，根据左手定则，磁场对电流的作用力向外，所以具有扩张趋势，所以 A 错误；同样的方法可判断 B 选项正确；而 C 选项，b 中产生顺时针方向的感应电流，但具有扩张趋势；而 D 选项，b 中产生逆时针方向的感应电流，但具有收缩趋势所以本题选 B.答案：B【触类旁通】1(2010 年广州调研)如图 1015 所示，在匀强磁场中的矩形金属轨道上，有等长的两根金属棒 ab 和 cd，它们以相同的速度匀速运动，则()A断开开关 S，ab 中有感应电流B闭合开关 S，ab 中有感应电流C无论断开还是闭合开关 S，ab中都有感应电流D无论断开还是闭合开关 S，ab 中都没有感应电流图 1015解析：金属棒 ab 和 cd，是在同一匀强磁场中，以相同的速度匀速运动，这就是说金属棒 ab 和 cd 两端的感应电动势大小相等，极性相同，因此断开电键 K 时，两感应电动势恰好抵消，金属棒 ab 和 cd 之间不能形成感应电流；而当电键 K 闭合时，两产生电动势的金属棒刚好并联，经右边环路可形成感应电流，故选 B.答案：B易错点磁通量和磁通量的变化率【例题】如图 1016 所示，长为 a、宽为 b 的矩形线圈，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中垂直于磁场的 OO轴以恒定的角速度旋转，设 t0 时刻，线圈平面与磁场方向平行，则)此时的磁通量和磁通量的变化率分别是(A0，0B0，BabC0，DBab，Bab图 1016错解分析：有同学误认为 t0 时刻，线圈平面与磁场方向平行，磁通量为零，对应的磁通量的变化率也为零，选 A.磁通量BS(S是线圈垂直磁场的面积)，磁通量的变化量21,两者的物理意义截然不同,不能理解为磁通量为零，磁通量的变化率也为零正确解析：实际上，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的OO轴转动时,产生交变电动势EEmaxcostBabcost.当t0 时，cost1，虽然磁通量0，但是电动势有最大值，选项为B.指点迷津：磁通量和磁通量的变化率是两个不同的概念，磁通量变化率是描述磁通量变化快慢的物理量.磁通量BS(S是线圈垂直磁场的面积)，磁通量的变化率t【纠错强化】1一个共有 10 匝的闭合矩形线圈，总电阻为 10、面积为 0.04 m2，置于水平面上若线框内的磁感应强度在 0.02 s 内，由垂直纸面向里，从 1.6 T 均匀减少到零，再反向均匀增加到2.4 T则在此时间内，线圈内导线中的感应电流大小为多少，从上向下俯视，线圈中电流的方向如何？解：根据法拉第电磁感应定律，得感应电动势由楞次定律，可知从上向下俯视，电流为顺时针方向