2011高三物理一轮复习 12.1电磁感应现象楞次定律精品课件.ppt
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1、内容内容要要求求说明说明电磁感应现象磁电磁感应现象磁通量法拉第电通量法拉第电磁感应定律楞磁感应定律楞次定律次定律 导体切割磁感导体切割磁感线时感应电动线时感应电动势的计算,只势的计算,只限于导线限于导线L垂直垂直于于B、v的情况的情况 在电磁感应现在电磁感应现象里,不要求象里,不要求判断内电路中判断内电路中各点电势的高各点电势的高低低.导体切割磁感线时导体切割磁感线时的感应电动的感应电动势右手定则势右手定则自感现象自感现象日光灯日光灯 本单元综合性试题涉及的知识点很多,本单元综合性试题涉及的知识点很多,如力学、电学、磁场以及能量知识等,如力学、电学、磁场以及能量知识等,是高中阶段最复杂的应用题
2、之一,因此,是高中阶段最复杂的应用题之一,因此,应深刻理解各知识的内涵与外延,注意应深刻理解各知识的内涵与外延,注意训练和掌握综合性试题的分析思路和方训练和掌握综合性试题的分析思路和方法,注意培养综合运用这些知识分析、法,注意培养综合运用这些知识分析、解决实际问题的能力,复习本单元时,解决实际问题的能力,复习本单元时,应注意做好以下三点:应注意做好以下三点: 1要抓住两个定律要抓住两个定律(法拉第电磁感应定律及楞次法拉第电磁感应定律及楞次定律定律)和等效电路对楞决定律要加深理解其本质和等效电路对楞决定律要加深理解其本质含义,对于它的应用可根据题目的情境灵活选取含义,对于它的应用可根据题目的情境
3、灵活选取判断方法;对感应电流大小的计算,则用法拉第判断方法;对感应电流大小的计算,则用法拉第电磁感应定律结合闭合电路欧姆定律进行电磁感应定律结合闭合电路欧姆定律进行 2要重视电磁感应现象中的综合应用性试题它要重视电磁感应现象中的综合应用性试题它往往涉及到力和运动、动量守恒、能量守恒、电往往涉及到力和运动、动量守恒、能量守恒、电路分析、安培力等许多力学和电学知识在电场、路分析、安培力等许多力学和电学知识在电场、磁场、电路、能量等各方面区分度高主要的类磁场、电路、能量等各方面区分度高主要的类型有滑轨类问题、线圈穿越有界磁场的问题、电型有滑轨类问题、线圈穿越有界磁场的问题、电磁感应图象的问题等其中要
4、注意安培力可能是磁感应图象的问题等其中要注意安培力可能是变力,且克服安培力做功使其他形成的能转化为变力,且克服安培力做功使其他形成的能转化为电能,安培力做了多少功,电路中就产生多少电电能,安培力做了多少功,电路中就产生多少电能能 3要重视理论联系实际本章知识在实际中有广要重视理论联系实际本章知识在实际中有广泛的应用,如日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻泛的应用,如日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术的应用等,这些在复习时也要引起尼、超导技术的应用等,这些在复习时也要引起重视重视 第第1课时电磁感应现象课时电磁感应现象 楞次定律楞次定律 一、磁通量一、磁通量 1定义:垂直于匀强磁场的面积定义:
5、垂直于匀强磁场的面积S与磁与磁感应强度感应强度B的乘积叫做穿过这个面的磁的乘积叫做穿过这个面的磁通量通量 2公式:公式:_,此式的适用条件,此式的适用条件是匀强磁场,且线圈与磁场垂直是匀强磁场,且线圈与磁场垂直BS 3单位:单位: _(Wb),1Wb1 Tm2. 4磁通量是标量,但有正负磁通量磁通量是标量,但有正负磁通量的正负不代表大小只表示磁感线是怎样的正负不代表大小只表示磁感线是怎样穿过平面的即若以向里穿过某面的磁穿过平面的即若以向里穿过某面的磁通量为正,则向外穿过这个面的磁通量通量为正,则向外穿过这个面的磁通量为负为负 5磁通量的物理意义是穿过某一面积磁通量的物理意义是穿过某一面积的磁感
6、线条数的磁感线条数韦伯韦伯 二、电磁感应现象二、电磁感应现象 1电磁感应现象:利用磁场产生电磁感应现象:利用磁场产生_的现象称为电磁感应现象电磁感应现象的实质的现象称为电磁感应现象电磁感应现象的实质是产生感应电动势是产生感应电动势 2产生感应电流的条件是产生感应电流的条件是_电流电流 穿过闭合穿过闭合电路的磁通量发生变化电路的磁通量发生变化 三、楞次定律三、楞次定律 1楞次定律:感应电流具有这样的方楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要向,即感应电流的磁场总要_引起感引起感应电流的磁通量的变化应电流的磁通量的变化 2右手定则:伸开右手,使大拇指跟右手定则:伸开右手,使大拇指跟其
7、余四个手指垂直,并且都跟手掌在一其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把右手放入磁场中,让磁感个平面内,把右手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,大拇指指向导体运动线垂直穿入手心,大拇指指向导体运动方向,那么其余四指所指的方向就是方向,那么其余四指所指的方向就是_的方向的方向阻碍阻碍感应电流感应电流 一、如何理解磁通量一、如何理解磁通量 1要注意磁通量是由穿过某面磁感线要注意磁通量是由穿过某面磁感线的条数决定,与面积的大小无关课本的条数决定,与面积的大小无关课本上把磁通量定义为:上把磁通量定义为:“穿过某一面积的穿过某一面积的磁感线条数,叫做穿过这个面积的磁通磁感线条数,叫做穿过这个面积的
8、磁通量量”从定义中可以看出,穿过某一面从定义中可以看出,穿过某一面积的磁通量是由穿过该面的磁感线条数积的磁通量是由穿过该面的磁感线条数多少决定,多少决定, 与面积的大小无关与面积的大小无关 2要注意磁通量是双向标量磁通量是标量,但要注意磁通量是双向标量磁通量是标量,但是有正负,磁通量的正负不代表大小只表示磁感是有正负,磁通量的正负不代表大小只表示磁感线是怎样穿过平面的即若以向里穿过某面的磁线是怎样穿过平面的即若以向里穿过某面的磁通量为正,则向外穿过这个面的磁通量为负通量为正,则向外穿过这个面的磁通量为负 3要注意磁通量公式的应用条件教材中介绍公要注意磁通量公式的应用条件教材中介绍公式式BS可以
9、计算磁通量的大小,在具体操作时可以计算磁通量的大小,在具体操作时必须注意:必须注意: (1)磁场必须是匀强磁场;磁场必须是匀强磁场; (2)磁感线与线圈平面垂直,不垂直须取投影面磁感线与线圈平面垂直,不垂直须取投影面积积 4要注意合磁通量是穿过的净磁感线条数若穿要注意合磁通量是穿过的净磁感线条数若穿过某一面积的磁感线既有穿出,又有穿进的磁通过某一面积的磁感线既有穿出,又有穿进的磁通量,则穿过该面的合磁通量为净磁感线的条数量,则穿过该面的合磁通量为净磁感线的条数 二、如何理解楞次定律的含义二、如何理解楞次定律的含义 1阻碍对象是什么:感应电流阻碍的对象是原磁阻碍对象是什么:感应电流阻碍的对象是原
10、磁通量的变化,而不是阻碍原磁场通量的变化,而不是阻碍原磁场 2阻碍的地方是哪里的:阻碍的地方是研究回路阻碍的地方是哪里的:阻碍的地方是研究回路内磁通量的变化,内磁通量的变化, 而不是回路外面的磁通量变而不是回路外面的磁通量变化化 3怎样阻碍:具体地讲,当原磁通量增加时,感怎样阻碍:具体地讲,当原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流磁场方向与原磁场方向相量减少时,感应电流磁场方向与原磁场方向相同同 4如何理解阻碍如何理解阻碍 (1)“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”,感应电流的磁场在电,感应电流的磁场在电路中引起的磁
11、通量的变化一定小于原磁场在电路路中引起的磁通量的变化一定小于原磁场在电路中引起的磁通量的变化,不能改变磁通量变化的中引起的磁通量的变化,不能改变磁通量变化的趋势,仅起到一种时间上的延缓作用其实,出趋势,仅起到一种时间上的延缓作用其实,出现现“阻碍阻碍”效果时,回路内原磁场形成的磁通量效果时,回路内原磁场形成的磁通量肯定还要变化,感应电流的磁场只是延缓这种变肯定还要变化,感应电流的磁场只是延缓这种变化,使之不能发生突变,因此化,使之不能发生突变,因此“阻碍阻碍”也可理解也可理解为为“延缓延缓” (2)“阻碍阻碍”也不是也不是“相反相反”,当电路中的磁通量,当电路中的磁通量增加时,感应电流的磁场与
12、原磁场方向相反,减增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反,减小时,感应电流的磁场与原磁场方向相同小时,感应电流的磁场与原磁场方向相同 三、如何分析磁通量的变化三、如何分析磁通量的变化 1根据磁通量的定义根据磁通量的定义BSn,(Sn为有为有效面积效面积),一般存在以下几种情况:,一般存在以下几种情况: (1)Sn不变,磁感应强度发生变化,即不变,磁感应强度发生变化,即BSn (2)磁感应强度不变,磁感应强度不变,Sn发生变化,发生变化,SnB.其中其中Sn发生变化的情况又分为两发生变化的情况又分为两种形式:处在磁场中的闭合回路面积种形式:处在磁场中的闭合回路面积发生变化,引起磁通量发生变化;闭
13、发生变化,引起磁通量发生变化;闭合回路面积不变,但与磁场的夹角发生合回路面积不变,但与磁场的夹角发生变化,从而引起投影面积发生变化变化,从而引起投影面积发生变化 (3)磁感应强度和投影面积均发生变化这种情况磁感应强度和投影面积均发生变化这种情况较少见,此时应采用公式较少见,此时应采用公式21进行分进行分析析 2根据磁通量的物理意义,通过分析穿过闭合回根据磁通量的物理意义,通过分析穿过闭合回路磁感线的条线的变化来定性地进行分析路磁感线的条线的变化来定性地进行分析 四、楞次定律与右手定则的区别和联系四、楞次定律与右手定则的区别和联系 右手定则适用于一段直导线在磁场中切割磁感线右手定则适用于一段直导
14、线在磁场中切割磁感线运动的情况,具体应用时一般要求导线上各点磁运动的情况,具体应用时一般要求导线上各点磁感应强度相同和速度相同楞次定律适用一般的感应强度相同和速度相同楞次定律适用一般的电磁感应现象,对象是一闭合回路,无论是部分电磁感应现象,对象是一闭合回路,无论是部分导体切割磁感线运动引起的通过回路磁通量变化,导体切割磁感线运动引起的通过回路磁通量变化,还是磁感应强度或面积的变化引起回路的磁通量还是磁感应强度或面积的变化引起回路的磁通量就化,就化, 都可以用楞次定律判定回路中感应电动势的方向,都可以用楞次定律判定回路中感应电动势的方向,楞次定律是判定感应电动势方向的普遍适用的规楞次定律是判定感
15、应电动势方向的普遍适用的规律,右手定则是楞次定律的特例,它只适用于导律,右手定则是楞次定律的特例,它只适用于导线切割磁感线运动,因此,楞次定律应是复习的线切割磁感线运动,因此,楞次定律应是复习的重点重点 一、感应电流方向的判断一、感应电流方向的判断 电阻电阻R、电容器、电容器C与一线圈与一线圈 连成闭合回路,条形磁铁连成闭合回路,条形磁铁 静止于线圈的正上方,静止于线圈的正上方,N 极朝下,如右图所示,现使磁铁开始下落,在极朝下,如右图所示,现使磁铁开始下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和的电流方向和电容器极板的带电情况是电容器极板的带电情况是()
16、A从从a到到b,上极板带正电,上极板带正电 B从从a到到b,下极板带正电,下极板带正电 C从从b到到a,上极板带正电,上极板带正电 D从从b到到a,下极板带正电,下极板带正电 【解析解析】在在N极接近线圈上端的过程极接近线圈上端的过程中,通过线圈的磁感线方向向下,磁通中,通过线圈的磁感线方向向下,磁通量增大,由楞次定律可判定流过线圈的量增大,由楞次定律可判定流过线圈的电流方向向下,外电路电流由电流方向向下,外电路电流由b流向流向a,同时线圈作为电源,下端应为正极,则同时线圈作为电源,下端应为正极,则电容器下极板电势高,带正电电容器下极板电势高,带正电 【答案答案】D 1.如右图所示,一水平放置
17、的圆形通电线圈如右图所示,一水平放置的圆形通电线圈1固定,固定,另一较小的圆形线圈另一较小的圆形线圈2从从1的正上方下落,在下落的正上方下落,在下落过程中两线圈平面始终保持平行共轴,则线圈过程中两线圈平面始终保持平行共轴,则线圈2从从正上方下落至正上方下落至1的正下方过程中,从上往下看,线的正下方过程中,从上往下看,线圈圈2的感应电流为的感应电流为() A无感应电流无感应电流 B有顺时针方向的感应电流有顺时针方向的感应电流 C先是顺时针方向,后是逆时针方向的感应电先是顺时针方向,后是逆时针方向的感应电流流 D先是逆时针方向,后是顺时针方向的感应电先是逆时针方向,后是顺时针方向的感应电流流 【解
18、析解析】方法一方法一线圈线圈1中环形电流的磁场方向中环形电流的磁场方向由安培定则可知向上,线圈由安培定则可知向上,线圈2从正上方下落到与线从正上方下落到与线圈圈1共面的过程中穿过线圈共面的过程中穿过线圈2的磁通量增加,感应的磁通量增加,感应电流形成的磁场要阻碍磁通量的增加,故感应电电流形成的磁场要阻碍磁通量的增加,故感应电流形成的磁场方向与线圈流形成的磁场方向与线圈1的磁场方向相反,再根的磁场方向相反,再根据安培定则判断可知,线圈据安培定则判断可知,线圈2中电流方向为顺时中电流方向为顺时针针 在线圈在线圈2从与从与1共面落到正下方的过程中,穿过线共面落到正下方的过程中,穿过线圈圈2的磁通量减少
19、,感应电流形成的磁场要阻碍磁的磁通量减少,感应电流形成的磁场要阻碍磁通量的减少,故感应电流形成的磁场与线圈通量的减少,故感应电流形成的磁场与线圈1的磁的磁场方向相同,再根据安培定则判断可知,线圈场方向相同,再根据安培定则判断可知,线圈2中中电流方向为逆时针所以答案选电流方向为逆时针所以答案选C. 方法二方法二由楞次定律可知,感应电流在原磁场中由楞次定律可知,感应电流在原磁场中所受到的作用力阻碍它们的相对运动,则在靠近所受到的作用力阻碍它们的相对运动,则在靠近过程中应是斥力,反向电流相斥,故过程中应是斥力,反向电流相斥,故2中电流为顺中电流为顺时针,在远离过程中应是引力,同向电流相吸,时针,在远
20、离过程中应是引力,同向电流相吸,故故2中电流为逆时针,应选中电流为逆时针,应选C. 【答案答案】C 二、楞次定律的拓展应用二、楞次定律的拓展应用 在条形磁铁的中央位置的正上方水平固在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环如右图所示,以下判断中定一铜质圆环如右图所示,以下判断中正确的是正确的是() A释放圆环,环下落时环的机械能守恒释放圆环,环下落时环的机械能守恒 B释放圆环,环下落时磁铁对桌面的压力比磁释放圆环,环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁的重力大铁的重力大 C给磁铁水平向右的初速度,磁铁滑出时做减给磁铁水平向右的初速度,磁铁滑出时做减速运动速运动 D给磁铁水平向右的初速度,圆环产生向
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