楞次定律电磁感应现象新课标新人教版高中物理选修32.ppt

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1、主题主题内容内容要求要求说明说明电磁电磁感应感应电磁感应现象电磁感应现象磁通量磁通量法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律楞次定律楞次定律自感、涡流自感、涡流 本章的重点是感应电动势大小计算和感应电流方向的判断。在复习中本章的重点是感应电动势大小计算和感应电流方向的判断。在复习中,应深刻应深刻理解法拉第电磁感应定律、楞次定律的内涵及外延，注意训练和掌握综合性题目理解法拉第电磁感应定律、楞次定律的内涵及外延，注意训练和掌握综合性题目的分析思路和方法，还要侧重与实际生活、生产科技相结合的实际应用问题，全的分析思路和方法，还要侧重与实际生活、生产科技相结合的实际应用问题，全面提高学生分析解决综合性问题

2、和实际应用问题的能力。面提高学生分析解决综合性问题和实际应用问题的能力。本章内容属高中物理的重点内容，从近几年的高考可以看出，对本章知识的考本章内容属高中物理的重点内容，从近几年的高考可以看出，对本章知识的考查有所加强，每年的高考题都有，主要是：查有所加强，每年的高考题都有，主要是：1.感应电流的产生和感应电流方向的判断，出题以选择题为主。感应电流的产生和感应电流方向的判断，出题以选择题为主。2.导体切割磁感线产生感应电动势的计算。此类问题常结合力学、电学知识，导体切割磁感线产生感应电动势的计算。此类问题常结合力学、电学知识，解决与电量、电热相关的问题。解决与电量、电热相关的问题。3.法拉第电

3、磁感应定律的应用是高考热点，常以综合性大题出现。并结合电路、法拉第电磁感应定律的应用是高考热点，常以综合性大题出现。并结合电路、力学、能量转化与守恒等知识。力学、能量转化与守恒等知识。4.对电磁感应图象问题的考查主要以选择题为主，是常考知识点。对电磁感应图象问题的考查主要以选择题为主，是常考知识点。要点一要点一 楞次定律楞次定律图图10-1-7图图10-1-8 3.楞次定律的推广楞次定律的推广 对楞次定律中对楞次定律中“阻碍阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因：的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因：(1)阻碍原磁通量的变化阻碍原磁通量的变化“增反减

4、同增反减同”；(2)阻碍相对运动阻碍相对运动“来拒去留来拒去留”；例如，如图例如，如图10-1-7所示，若条形磁铁向闭合导线圈所示，若条形磁铁向闭合导线圈“前进前进”，则闭合导线，则闭合导线圈圈“退却退却”；若条形磁铁远离闭合导线圈；若条形磁铁远离闭合导线圈“逃跑逃跑”，则闭合导线圈，则闭合导线圈“追赶追赶”。(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势使线圈面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩增缩减扩”；例如，如图例如，如图10-1-8所示，当导线所示，当导线B中的电流减小时，穿过闭合金属圆环中的电流减小时，穿过闭合金属圆环A的磁的磁通量减小，这时通量减小，这时A环有扩张的趋势。环有扩张的趋势。(4)阻碍

5、原电流的变化阻碍原电流的变化(自感现象自感现象)“增反减同增反减同”。2.楞次定律的使用步骤楞次定律的使用步骤 1.对楞次定律的理解对楞次定律的理解谁在阻碍谁在阻碍“感应电流的磁场感应电流的磁场”在阻碍在阻碍阻碍什么阻碍什么阻碍的是阻碍的是“引起感应电流的磁场的磁通量的变化引起感应电流的磁场的磁通量的变化”，不是阻碍引起感应电流的磁通量，不是阻碍引起感应电流的磁通量如何阻碍如何阻碍磁通量增加时，阻碍其增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；磁通量减少时，阻碍其减少，感应磁通量增加时，阻碍其增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；磁通量减少时，阻碍其减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向一致，

6、可简单记为电流的磁场方向与原磁场方向一致，可简单记为“增反减同增反减同”是否阻止是否阻止“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”，只是延缓了磁通量的变化，但这种变化仍继续进行，最终结果不受影响，只是延缓了磁通量的变化，但这种变化仍继续进行，最终结果不受影响.2.应用区别应用区别 关键是抓住因果关系：关键是抓住因果关系：(1)因电而生磁因电而生磁(IB)安培定则；安培定则；(2)因动而生电因动而生电(v、BI)右手定则；右手定则；(3)因电而受力因电而受力(I、BF安安)左手定则。左手定则。要点二要点二 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应用安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应用名师

7、支招：名师支招：判断感应电流方向的右手定则是楞次定律的特例，在导体切割磁感线运动的判断感应电流方向的右手定则是楞次定律的特例，在导体切割磁感线运动的情况下，用右手定则比用楞次定律更方便。情况下，用右手定则比用楞次定律更方便。基本现象基本现象应用的定则或定律应用的定则或定律运动电荷、电流产生磁场运动电荷、电流产生磁场安培定则安培定则磁场对运动电荷、电流有作用力磁场对运动电荷、电流有作用力左手定则左手定则电磁电磁感应感应部分导体做切割磁感线运动部分导体做切割磁感线运动右手定则右手定则闭合回路磁通量变化闭合回路磁通量变化楞次定律楞次定律1.应用现象应用现象【例例1】(单项选择单项选择)法拉第通过精心

8、设计的一系列试验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各法拉第通过精心设计的一系列试验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学科自独立的学科“电学电学”与与“磁学磁学”联系起来。在下面几个典型的实验设计思想中，所作的联系起来。在下面几个典型的实验设计思想中，所作的推论推论后来被实验否定的是后来被实验否定的是()A.既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线 上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流 B.既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出

9、电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中 感应出电流感应出电流 C.既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的 导体中感应出电动势导体中感应出电动势 D.既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可在近既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可在近 旁的线圈中感应出电流旁的线圈中感应出电流热点一热点一 感应电流的产生条件感应电流的产生条件 【名师支招名

10、师支招】电路闭合，且穿过闭合电路的磁通量发生变化，是产生感应电流电路闭合，且穿过闭合电路的磁通量发生变化，是产生感应电流的条件。的条件。【解析解析】对对A选项，静止的导线上的稳恒电流附近产生稳定的磁场，通过旁选项，静止的导线上的稳恒电流附近产生稳定的磁场，通过旁边静止的线圈不会产生感应电流，边静止的线圈不会产生感应电流，A被否定；稳恒电流周围的稳定磁场是非匀强被否定；稳恒电流周围的稳定磁场是非匀强磁场，运动的线圈可能会产生感应电流，磁场，运动的线圈可能会产生感应电流，B符合事实；静止的磁铁周围存在稳定符合事实；静止的磁铁周围存在稳定的磁场，旁边运动的导体棒会产生感应电动势，的磁场，旁边运动的导

11、体棒会产生感应电动势，C符合；运动的导线上的稳恒电符合；运动的导线上的稳恒电流周围产生运动的磁场，即周围磁场变化，在旁边的线圈中产生感应电流，流周围产生运动的磁场，即周围磁场变化，在旁边的线圈中产生感应电流，D符符合。合。A 1(双项选择双项选择)如图如图10-1-9所示，开始时矩形线所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外。若要使线框中产生感应电流，一半在磁场外。若要使线框中产生感应电流，下列办法中可行的是下列办法中可行的是()A.将线框向上平移将线框向上平移B.以以ab边为轴转动边为轴转动(小于小于90)C.以以ad边为

12、轴转动边为轴转动(小于小于60)D.以以bc边为轴转动边为轴转动(小于小于60)B C图图10-1-9【例例2】20092009年高考浙江理综卷年高考浙江理综卷如图如图10-1-10所示，在磁感应强度大小为所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为匀强磁场中，有一质量为m、阻值为、阻值为R的闭合矩形金属线框的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在用绝缘轻质细杆悬挂在O点，点，并可绕并可绕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，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

13、终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是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()A.abcda B.dcbad C.先是先是dcbad，后是，后是abcda D.先是先是abcda，后是，后是dcbad热点二热点二 感应电流方向的判断感应电流方向的判断楞次定律的应用楞次定律的应用 【名师支招名师支招】(1)楞次定律是判断感应电流方向的基本方法。楞次定律是判断感应电流方向的基本方法。(2)应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤：应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤：确定研究对象确定研究对象,即明确要判断的是哪个闭合电路中产生的感应电流。即明确要判

14、断的是哪个闭合电路中产生的感应电流。确定研究对象所处的磁场的方向及其分布情况。确定研究对象所处的磁场的方向及其分布情况。确定穿过闭合电路的磁通量的变化情况。确定穿过闭合电路的磁通量的变化情况。根据楞次定律，判断闭合电路中感应电流的磁场方向。根据楞次定律，判断闭合电路中感应电流的磁场方向。根据安培定则根据安培定则(即右手螺旋定则即右手螺旋定则)判断感应电流的方向。判断感应电流的方向。【解析解析】本题考查楞次定律，解题时应分清磁场方向及磁通量的变本题考查楞次定律，解题时应分清磁场方向及磁通量的变化情况，还应明确线圈的放置方法，考查学生的理解能力和推理能力。化情况，还应明确线圈的放置方法，考查学生的

15、理解能力和推理能力。由楞次定律可知，在线圈从右侧摆动到由楞次定律可知，在线圈从右侧摆动到O点正下方的过程中，向上的磁点正下方的过程中，向上的磁通量在减小，故感应电流的方向沿通量在减小，故感应电流的方向沿adcba，线框从，线框从O点正下方向左侧摆动的过程，点正下方向左侧摆动的过程，电流方向沿电流方向沿adcba，故选，故选B。B图图10-1-10 2(单项选择单项选择)如图如图10-1-11所示，同一平面内的三条平行所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻导线串有两个电阻R和和r,导体棒导体棒PQ与三条导线接触良与三条导线接触良好，匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻好，匀强磁场的方向垂

16、直纸面向里。导体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是可忽略。当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是()A.流过流过R的电流为由的电流为由d到到c，流过，流过r的电流为由的电流为由b到到aB.流过流过R的电流为由的电流为由c到到d，流过，流过r的电流为由的电流为由b到到aC.流过流过R的电流为由的电流为由d到到c，流过，流过r的电流为由的电流为由a到到bD.流过流过R的电流为由的电流为由c到到d，流过，流过r的电流为由的电流为由a到到bB图图10-1-11【例例3】如图如图10-1-12所示，光滑固定导轨所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒水平放置，两根导体棒p、q平行放于

17、导轨上，形成一个闭合回路，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靠近回路时当一条形磁铁从高处下落靠近回路时()A.p、q将互相靠拢将互相靠拢 B.p、q将互相远离将互相远离 C.磁铁的加速度仍为磁铁的加速度仍为g D.磁铁的加速度小于磁铁的加速度小于g 【名师支招名师支招】(1)解法一，有理有据，丝丝入扣，但较繁琐；解法二直接从解法一，有理有据，丝丝入扣，但较繁琐；解法二直接从“阻碍阻碍”的效果着手分析，的效果着手分析，简捷明快，入木三分，但分析难度大。简捷明快，入木三分，但分析难度大。(2)感应电流的产生，总是阻碍引起产生感应电流的原因，若感应电流是由于闭合电路与磁场的相对

18、感应电流的产生，总是阻碍引起产生感应电流的原因，若感应电流是由于闭合电路与磁场的相对运动产生的，回路因产生感应电流而受到的安培力必然阻碍这种相对运动。运动产生的，回路因产生感应电流而受到的安培力必然阻碍这种相对运动。(3)感应电流产生的过程，同时也是其他形式的能转化为电能的过程，在电磁感应现象中，能量是守感应电流产生的过程，同时也是其他形式的能转化为电能的过程，在电磁感应现象中，能量是守恒的。恒的。【解析解析】在磁铁下落过程中，在磁铁下落过程中，p、q是相互靠拢，还是相互远离，是相互靠拢，还是相互远离，取决于取决于p、q中的感应电流所受到的磁铁的作用力方向，而磁铁的加中的感应电流所受到的磁铁的

19、作用力方向，而磁铁的加速度是否大于速度是否大于g，则取决于闭合回路对磁铁的作用力的方向。，则取决于闭合回路对磁铁的作用力的方向。解法一：先判断感应电流方向，再判断安培力方向。在磁铁下解法一：先判断感应电流方向，再判断安培力方向。在磁铁下落过程中，穿过闭合回路的磁通量向下，并且不断增大，根据楞次落过程中，穿过闭合回路的磁通量向下，并且不断增大，根据楞次定律可判知，回路中感应电流的磁场应向上，其中感应电流沿逆时定律可判知，回路中感应电流的磁场应向上，其中感应电流沿逆时针方向。据左手定则可判知，磁铁对针方向。据左手定则可判知，磁铁对p、q棒的安培力方向如图棒的安培力方向如图10-1-13所示，故所示

20、，故p、q相互靠拢。相互靠拢。将闭合电路的磁场等效成如图将闭合电路的磁场等效成如图10-1-14所示条形磁铁所示条形磁铁S，由此，由此可知，磁铁下落时，闭合电路对磁铁产生向上的排斥力，故磁铁加速下落的加速度可知，磁铁下落时，闭合电路对磁铁产生向上的排斥力，故磁铁加速下落的加速度ag。可见本题正确选项为可见本题正确选项为A、D。解法二：应用楞次定律的推广含义判断。解法二：应用楞次定律的推广含义判断。磁铁下落时，闭合电路中产生感应电流，由楞次定律的推广含义知，感应电流的产生必然阻碍导致产生感应电流的原磁铁下落时，闭合电路中产生感应电流，由楞次定律的推广含义知，感应电流的产生必然阻碍导致产生感应电流

21、的原因因磁铁下落，故而磁铁下落时，必然受到向上的排斥力。磁铁下落的加速度磁铁下落，故而磁铁下落时，必然受到向上的排斥力。磁铁下落的加速度ag，故，故D选项正确；另一方面，磁铁下选项正确；另一方面，磁铁下落时，穿过闭合电路的磁通量增大，若落时，穿过闭合电路的磁通量增大，若p、q两导体棒相互远离，这会加剧磁通量的增大，这与楞次定律的含义两导体棒相互远离，这会加剧磁通量的增大，这与楞次定律的含义感应电感应电流阻碍磁通量的变化矛盾，故流阻碍磁通量的变化矛盾，故p、q棒应相互靠近，即棒应相互靠近，即A选项正确。选项正确。图图10-1-13图图10-1-14图图10-1-12热点三热点三 楞次定律的推广含

22、义楞次定律的推广含义A D 3(双项选择双项选择)如图如图10-1-15所示，所示，A、B为大小、形状均相为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度。两个相同的磁性小球，同时从在相同高度。两个相同的磁性小球，同时从A、B管上管上端的管口无初速释放，穿过端的管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过管的小球比穿过B管的小管的小球先落到地面。下面对于两管的描述中，可能正确的球先落到地面。下面对于两管的描述中，可能正确的是是()A.A管是用塑料制成的，管是用塑料制成的，B管是用铜管制成的管是用铜管制成的B.A管是用铝制成的，管是用铝制成的，B管是用胶木制成的管是用胶木制成的C.A管是用胶木制成的，管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的管是用塑料制成的D.A管是用胶木制成的，管是用胶木制成的，B管是用铝制成的管是用铝制成的A D图图10-1-15