高考物理一轮复习 10.1 电磁感应现象 楞次定律同步课件.ppt
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1、第第1 1讲 电磁感磁感应现象象 楞次定律楞次定律2021/8/11 星期三1一、电磁感应现象一、电磁感应现象1产生感应电流的条件:产生感应电流的条件:穿过闭合电路的穿过闭合电路的 发生发生 变化变化磁通量磁通量2能量转化:能量转化:发生电磁感应现象时,机械能或其他形式发生电磁感应现象时,机械能或其他形式 的能转化为的能转化为 电能电能2021/8/11 星期三2二、楞次定律和右手定则二、楞次定律和右手定则1楞次定律楞次定律 (1)内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场 总要总要 引起感应电流的引起感应电流的 的变化的变化 (2)适用情况:
2、所有电磁感应现象适用情况:所有电磁感应现象阻碍阻碍磁通量磁通量2021/8/11 星期三32右手定则右手定则 (1)内容:伸开右手,使拇指跟其余四个手指内容:伸开右手,使拇指跟其余四个手指 ,并且都与手掌在同一个并且都与手掌在同一个 ,让磁感线从掌心进入,让磁感线从掌心进入,并使拇指指向并使拇指指向 的方向,这时的方向,这时 所指的方所指的方 向就是感应电流的方向向就是感应电流的方向 (2)适用情况:适用情况:产生感应电流产生感应电流 垂直垂直平面内平面内导线运动导线运动四指四指闭合电路部分导体切割磁感线时闭合电路部分导体切割磁感线时2021/8/11 星期三41.楞次定律中楞次定律中“阻碍阻
3、碍”的含义的含义谁谁阻碍阻碍谁谁感感应电应电流的磁流的磁场场阻碍引起感阻碍引起感应电应电流的磁流的磁场场(原磁原磁场场)的磁通量的的磁通量的变变化化阻碍什么阻碍什么阻碍的是磁通量的阻碍的是磁通量的变变化,而不是磁化,而不是磁场场本身本身如何阻碍如何阻碍当磁通量增加当磁通量增加时时,感,感应电应电流的磁流的磁场场方向与原磁方向与原磁场场的方向相反,阻的方向相反,阻碍其增加;当磁通量减少碍其增加;当磁通量减少时时,感,感应电应电流的磁流的磁场场方向与原磁方向与原磁场场的方的方向相同,阻碍其减少,即向相同,阻碍其减少,即“增反减同增反减同”结结果如何果如何阻碍并不是阻止,只是延阻碍并不是阻止,只是延
4、缓缓了磁通量的了磁通量的变变化快慢,化快慢,这这种种变变化将化将继继续进续进行,最行,最终结终结果不受影响果不受影响2021/8/11 星期三52楞次定律的推广含义的应用楞次定律的推广含义的应用(1)阻碍原磁通量的变化阻碍原磁通量的变化“增反减同增反减同”(2)阻碍阻碍(导体的导体的)相对运动相对运动“来拒去留来拒去留”(3)磁通量增加,线圈磁通量增加,线圈面积面积“缩小缩小”;磁通量减少,线圈面积;磁通量减少,线圈面积 “扩张扩张”(4)阻碍线圈自身电流的变化阻碍线圈自身电流的变化(自感现象自感现象)2021/8/11 星期三63楞次定律中的因果关系楞次定律中的因果关系 闭合回路中磁通量的变
5、化是产生感应电流的原因,而感闭合回路中磁通量的变化是产生感应电流的原因,而感 应电流的磁场的出现是感应电流存在的结果,简单地说,应电流的磁场的出现是感应电流存在的结果,简单地说,只有当穿过闭合回路中的磁通量发生变化时,才会有感只有当穿过闭合回路中的磁通量发生变化时,才会有感 应电流的磁场出现应电流的磁场出现2021/8/11 星期三7(1)磁通量的变化方式比较多,有一种常见的就是引起感应磁通量的变化方式比较多,有一种常见的就是引起感应 电流的磁场与导体发生相对运动那么,感应电流的磁电流的磁场与导体发生相对运动那么,感应电流的磁 场总是要阻碍磁体和闭合回路间的相对运动场总是要阻碍磁体和闭合回路间
6、的相对运动(2)楞次定律的实质是能量守恒定律在电磁感应现象中的体楞次定律的实质是能量守恒定律在电磁感应现象中的体 现电磁感应现象中总是伴随着能量的转化和守恒,感现电磁感应现象中总是伴随着能量的转化和守恒,感 应电流的磁场的阻碍过程使机械能转化为电能应电流的磁场的阻碍过程使机械能转化为电能2021/8/11 星期三8 如图如图911所示,所示,光滑固定的金属导轨光滑固定的金属导轨M、N水平水平放置,两根导体棒放置,两根导体棒P、Q平行放平行放置在导轨上,形成一个闭合回路,置在导轨上,形成一个闭合回路,一条形磁铁从高处下落接近回路时一条形磁铁从高处下落接近回路时()AP、Q将相互靠拢将相互靠拢BP
7、、Q将相互远离将相互远离C磁铁的加速度仍为磁铁的加速度仍为gD磁铁的加速度小于磁铁的加速度小于g2021/8/11 星期三9可以应用楞次定律确定可以应用楞次定律确定P、Q中的感应电流的方向,中的感应电流的方向,再根据左手定则确定感应电流受到的安培力来确定再根据左手定则确定感应电流受到的安培力来确定P、Q的运动方向,根据感应电流的磁场的的运动方向,根据感应电流的磁场的“阻碍阻碍”作用确定磁铁的加速度作用确定磁铁的加速度.还可以根据楞次定律的一还可以根据楞次定律的一些结论直接解答些结论直接解答.2021/8/11 星期三10 听课记录听课记录法一法一设磁铁设磁铁下端为下端为N极,如图所示,根据楞极
8、,如图所示,根据楞次定律可判断出次定律可判断出P、Q中的感应电中的感应电流方向,根据左手定则可判断流方向,根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向可见,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,由将互相靠拢由于回路所受安培力的合力向下,由牛顿第三定律,磁铁将受到向上的反作用力,从而加速牛顿第三定律,磁铁将受到向上的反作用力,从而加速度小于度小于g.当磁铁下端为当磁铁下端为S极时,根据类似的分析可得到相极时,根据类似的分析可得到相同的结果,所以,本题应选同的结果,所以,本题应选A、D.2021/8/11 星期三11答案答案AD 法二法二根据楞次定律的另一种表述根据楞次定
9、律的另一种表述感应电流的感应电流的效果,总要反抗产生感应电流的原因本题中效果,总要反抗产生感应电流的原因本题中“原因原因”是回路中磁通量的增加,归根结底是磁铁靠近回路,是回路中磁通量的增加,归根结底是磁铁靠近回路,“效果效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近所以,便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近所以,P、Q将互相靠近且磁铁的加速度小于将互相靠近且磁铁的加速度小于g,应选,应选A、D.2021/8/11 星期三12 名师归纳名师归纳发生电磁感应时,若要判断导体棒的发生电磁感应时,若要判断导体棒的运动趋势或回路面积的变化趋势,不一定要判断出感应运动趋势或回路面积的变化趋势,不一定要判断出感应电流的
10、方向,只需要根据楞次定律的推广含义直接判断,电流的方向,只需要根据楞次定律的推广含义直接判断,可使问题简化可使问题简化.2021/8/11 星期三131.利用右手定则判断闭合电路的一部分导体做切割磁感线利用右手定则判断闭合电路的一部分导体做切割磁感线 运动时产生的感应电流方向,有以下几种常见情况:运动时产生的感应电流方向,有以下几种常见情况:(1)导体平动切割磁感线;导体平动切割磁感线;(2)导体转动切割磁感线;导体转动切割磁感线;(3)导体不动,磁场运动,等效为磁场不动,导体反方向切导体不动,磁场运动,等效为磁场不动,导体反方向切割磁感线割磁感线2021/8/11 星期三142.应用楞次定律
11、判断感应电流方向的步骤应用楞次定律判断感应电流方向的步骤(1)确定原磁场的方向;确定原磁场的方向;(2)明确回路中磁通量的变化情况;明确回路中磁通量的变化情况;(3)应用楞次定律的应用楞次定律的“增反减同增反减同”,确定感应电流的磁场,确定感应电流的磁场 的方向;的方向;(4)应用安培定则,确定感应电流的方向应用安培定则,确定感应电流的方向2021/8/11 星期三153楞次定律和右手定则的关系楞次定律和右手定则的关系(1)从研究对象上说,楞次定律研究的是整个闭合回路,从研究对象上说,楞次定律研究的是整个闭合回路,右手定则研究的是闭合回路的一部分导体,即一段导右手定则研究的是闭合回路的一部分导
12、体,即一段导 体做切割磁感线的运动体做切割磁感线的运动(2)从适用范围上说,楞次定律可应用于因磁通量变化从适用范围上说,楞次定律可应用于因磁通量变化 引起感应电流的各种情况引起感应电流的各种情况(包括一部分导体切割磁感包括一部分导体切割磁感 线运动的情况线运动的情况),右手定则只适用于一段导体在磁场,右手定则只适用于一段导体在磁场 中做切割磁感线运动的情况因此,右手定则是楞次中做切割磁感线运动的情况因此,右手定则是楞次 定律的一种特殊情况定律的一种特殊情况2021/8/11 星期三16(1)若导体不动,回路中磁通量变化,应该用楞次定律判断若导体不动,回路中磁通量变化,应该用楞次定律判断 感应电
13、流的方向而不能用右手定则感应电流的方向而不能用右手定则(2)若是回路中的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电若是回路中的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电 流,用右手定则判断较为简单,用楞次定律进行判定也流,用右手定则判断较为简单,用楞次定律进行判定也 可以,但较为麻烦可以,但较为麻烦2021/8/11 星期三17 电阻电阻R、电容、电容C与与一线圈连成闭合回路,条形一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图极朝下,如图912所示所示现使磁铁开始自由下落,在现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流极接近线圈上端的过程中,流过过R的电流方
14、向和电容器极板的电流方向和电容器极板的带电情况是的带电情况是 ()2021/8/11 星期三18A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2021/8/11 星期三19磁铁下落,线圈中的磁通量发生变化,产生感应磁铁下落,线圈中的磁通量发生变化,产生感应电流电流.由楞次定律可确定感应电流的方向和电容器由楞次定律可确定感应电流的方向和电容器极板的带电情况极板的带电情况.2021/8/11 星期三20 解题指导解题指导在在N极接近线圈上端的过程中,通过线极接近线圈上端的过程中
15、,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电流方向向下,即线圈下端相当于电源正极,故过线圈的电流方向向下,即线圈下端相当于电源正极,故可知可知D项正确项正确答案答案D2021/8/11 星期三21 名师归纳名师归纳(1)应用楞次定律的关键是明确应用楞次定律的关键是明确 ,而回路中感应电流的磁场要,而回路中感应电流的磁场要 ,从而确定,从而确定 ,然后利用,然后利用 确定感应电确定感应电流的方向流的方向 (2)在应用楞次定律时还要在应用楞次定律时还要注意注意“阻碍阻碍”并非并非“”,不可不可理解为感应电流的磁场与原磁场的方
16、向理解为感应电流的磁场与原磁场的方向 ,事实上是它们,事实上是它们 ,应根据题目条件来确定,应根据题目条件来确定原磁场穿过原磁场穿过闭合回路的磁通量的变化情况闭合回路的磁通量的变化情况阻碍它的变化阻碍它的变化感应电流的磁场方向感应电流的磁场方向安培定则安培定则相反相反相反相反可能反向也可能同向可能反向也可能同向2021/8/11 星期三221如图如图913所示,所示,在磁感应强度大小为在磁感应强度大小为B、方向竖直、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为向上的匀强磁场中,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用用绝缘轻质细杆悬挂在绝缘轻质细杆悬挂在O点,并可绕点
17、,并可绕O点点摆动金属线框从右侧某一位置静止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,则线框中感同一平面,且垂直纸面,则线框中感应电流的方向是应电流的方向是()2021/8/11 星期三23AabcdaBdcbadC先是先是dcbad,后是,后是abcdaD先是先是 abcda,后是,后是dcbad2021/8/11 星期三24 解析:解析:线框从右侧开始由静止释放,穿过线框平面的磁线框从右侧开始由静止释放,穿过线框平面的磁通量逐渐减少,由楞次定律可得感应电
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