高考物理复习课件 专题十(第1讲 电磁感应现象 楞次定律)

专题十电磁感应智浪教育--普惠英才文库考点内容要求1.电磁感应现象Ⅰ2.磁通量Ⅰ3.法拉第电磁感应定律Ⅱ4.楞次定律Ⅱ5.自感、涡流Ⅰ智浪教育--普惠英才文库智浪教育--普惠英才文库第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(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．磁通量智浪教育--普惠英才文库2．引起磁通量Φ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Φ变化．(2)回路中磁感应强度B随时间或位置变化导致Φ变化．(3)线圈在磁场中转动(B与S的夹角发生变化)导致Φ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.智浪教育--普惠英才文库物理量单位物理意义磁通量ΦWb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ΔΦWb表示在某一过程中穿过某一面积磁通量变化的多少ΔΦ磁通量的变化率ΔtWb/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.智浪教育--普惠英才文库ΔΦΔtΔΦΔtΔΦΔtΔΦΔtΔΦΔt关系，可以与运动学中的v、Δv、可能很小；当Φ很小时，可能不为零．(2)三者变化关系的比较：Φ、ΔΦ、的大小没有直接的ΔvΔt类比．①当Φ很大时，可能很大，当Φ＝0，②当Φ按正弦规律变化时，Φ最大则ΔΦΔt＝0；反之，当Φ＝0时最大.磁通量的变化率ΔΦΔt是Φ－t图象上某点切线的斜率．智浪教育--普惠英才文库(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．”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智浪教育--普惠英才文库(2)表现形式有四种．①阻碍原磁通量的变化——“增反减同”．②阻碍物体间的相对运动——“来拒去留”．③阻碍闭合回路的面积变化——“增缩减扩”．④阻碍原电流的变化(自感)——“增反减同”．(3)应用楞次定律的步骤．①明确原来的磁场方向．②判断穿过(闭合)电路的磁通量是增加还是减少．③根据楞次定律确定感应电流(感应电动势)的方向．④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．智浪教育--普惠英才文库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．智浪教育--普惠英才文库题组1对应考点11．(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智浪教育--普惠英才文库解析：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：BC智浪教育--普惠英才文库2．如图10－1－1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10－1－1A．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智浪教育--普惠英才文库解析：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：D智浪教育--普惠英才文库3．下列说法正确的是()A．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．答案：C智浪教育--普惠英才文库题组2对应考点24．如图10－1－2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t＝0时刻电流沿逆时针方向(图中箭头所示)．对于线圈A，在t1～t2时间内，下列说法中正确的是()A．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：D图10－1－2智浪教育--普惠英才文库5．如图10－1－3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()图10－1－3A．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智浪教育--普惠英才文库解析：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智浪教育--普惠英才文库热点楞次定律的综合应用【例题】如图10－1－4，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()图10－1－4A．顺时针加速旋转C．逆时针加速旋转B．顺时针减速旋转D．逆时针减速旋转智浪教育--普惠英才文库解析：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智浪教育--普惠英才文库1．(2010年广州调研)如图10－1－5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()图10－1－5A．断开电键K，ab中有感应电流B．闭合电键K，ab中有感应电流C．无论断开还是闭合电键K，ab中都有感应电流D．无论断开还是闭合电键K，ab中都没有感应电流智浪教育--普惠英才文库解析：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智浪教育--普惠英才文库易错点磁通量和磁通量的变化率【例题】如图10－1－6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ω旋转，设t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，则)图10－1－6此时的磁通量和磁通量的变化率分别是(A．0，0B．0，BabωD．Bab，BabωC．0，Babω2智浪教育--普惠英才文库错解分析：有同学误认为t＝0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Φ＝BS⊥(S⊥是线圈垂直磁场的面积)，磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1，两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E＝Emaxcosωt＝Babωcosωt.当t＝0时，cosωt＝1，虽然磁通量Φ＝0，但是电动势有最大值，根据法拉第电磁感应定律E＝ΔΦΔt，可知当电动势为最大值时，对应的磁通量的变化率也最大，即Emax＝ΔΦΔtmax＝Babω，正确选项为B.智浪教育--普惠英才文库ΔΦΔt可以是最大值，反之，Φ最大时，可以是0.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Φ＝BS⊥(S⊥是线圈垂直磁场的面积)，磁通量的变化率ΔΦΔt＝Φ2－Φ1Δt，Φ＝0时，ΔΦΔt智浪教育--普惠英才文库1．一个共有10匝的闭合矩形线圈，总电阻为10Ω、面积为0.04m2，置于水平面上．若线框内的磁感应强度在0.02s内，由垂直纸面向里，从1.6T均匀减少到零，再反向均匀增加到2.4T．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？智浪教育--普惠英才文库解：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．E＝nΔΦΔt＝nSΔBΔt＝nSB2－B1Δt＝10×0.04×(2.4＋1.6)0.02V＝80V根据闭合电路欧姆定律，得感应电流I＝ER＝80V10Ω＝8A智浪教育--普惠英才文库1．(双选，2011年山东卷)了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要．以下符合事实的是()A．焦耳发现了电流热效应的规律B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律C．楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动智浪教育--普惠英才文库解析：1840年英国科学家焦耳发现了电流热效应的规律；库仑总结出了点电荷间相互作用的规律；法拉第发现了电磁感应现象，拉开了研究电与磁关系的序幕；伽利略通过将斜面实验合理外推，间接证明了自由落体运动的规律．答案：AB智浪教育--普惠英才文库2．(双选，2011年上海卷)如图10－1－7，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速度释放，在圆环从a摆向b的过程中()A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B．感应电流方向一直是逆时针C．安培力方向始终与速度方向相反D