2020年高考物理一轮复习课件:专题九 第1讲 电磁感应现象 楞次定律

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资源描述

1、专题九 电磁感应,第1讲 电磁感应现象 楞次定律,考点 1,磁通量,1. 定义:在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,与磁场方向_的面积 S 和 B 的乘积.2.公式:_.适用条件:(1)_磁场.(2)S 为_磁场的有效面积.,垂直,BS,匀强,垂直,标量,磁感线,垂直,零,零,3.磁通量是_(填“标量”或“矢量”).4.磁通量的意义(1)磁通量可以理解为穿过某一面积的_的条数.(2)同一线圈平面,当它跟磁场方向_时,磁通量最大;当它跟磁场方向平行时,磁通量为_;当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时,磁通量为_.,考点 2,电磁感应现象,1.电磁感应(1)定义:只要穿过闭合回路的_发

2、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)产生感应电流的条件:闭合回路中的_发生,变化.,磁通量,电磁感应现象,感应电流,表述 1:闭合电路的一部分导体在磁场内做_,运动.,磁通量,切割磁感线,发生变化,表述 2:穿过闭合电路的磁通量_.,(3)产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合,只要穿过线圈平面的_发生变化,线圈中就有感应电动势,产生.,磁通量,电能,(4)电磁感应中的能量转化发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为_.,2.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,磁感线条数,快慢,斜率,考点 3,楞次定律和

3、右手定则,1.楞次定律内容:感应电流的磁场总要阻碍_,的变化.,引起感应电流的磁通量,感应电流,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.,【基础自测】1.如图 9-1-1 所示,一个 U 形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒 ab,有一个磁感应强度为 B 的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为.在下列各过程中,一,定能在轨道回路里产生感应电流的是(,),A.ab 向右运动,同时使减小B.使磁感应强度 B 减小,角同时也减小,C.ab 向左运动,同时增大磁感应强度

4、B,图 9-1-1,D.ab 向右运动,同时增大磁感应强度 B 和角(090),解析:依题意,磁通量BScos ,对于 A 选项,棒向右运动,S 增大,同时减小,cos 增大,则一定增大,回路中一定有感应电流产生;对于 B 选项,B 减小,同时减小,cos 增大,可能不变,不一定产生感应电流;对于 C 选项,棒向左运动,S 减小,同时 B 增大,可能不变,也不一定产生感应电流;对于 D 选项,棒向右运动,S 增大,同时 B 增大,增大即 cos 减小,可能不变,也不一定产生感应电流.,答案:A,2.如图 9-1-2 所示,要使 Q 线圈产生图示方向的电流,可采,用的方法有(,),图 9-1-2

5、A.闭合电键 K 的瞬间B.闭合电键 K 后,把 R 的滑动头向右移C.闭合电键 K 后,把 P 中的铁芯从左边抽出D.闭合电键 K 后,把 Q 远离 P,解析:闭合电键 K 时,线圈中电流从无到有,铁芯中产生向右的磁场,穿过 Q 的磁通量增加,根据楞次定律,Q 中产生图示方向的电流,A 正确;R 的滑动头向右移时,P 中电流减小,穿过 Q 的磁通量减小,根据楞次定律,Q 中产生与图示相反方向的电流,B 错误;将铁芯抽出或 Q 远离 P 时,穿过 Q 的磁通量都减小.根据楞次定律,Q 中产生与图示相反方向的电流,C、D 错误.,答案:A,3.如图 9-1-3 所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向

6、放置在匀强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,以下各种说法中正,确的是(,),A.向左拉出和向右拉出时,环中的感应电流方向相反B.向左或向右拉出时,环中的感应电流方向都,是沿顺时针方向的,图 9-1-3,C.向左或向右拉出时,环中的感应电流方向都是沿逆时针方向的D.环在离开磁场之后,仍然有感应电流,解析:不管将金属圆环从哪边拉出磁场,穿过闭合圆环的磁通量都要减少,根据楞次定律可知,感应电流的磁场总要阻碍原磁通量的减少.感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,应用安培定则可以判断出感应电流的方向是顺时针方向的.B 正确,A、C 错误.另外在圆环离开磁场后,无磁通量穿过圆环,该种情况无感应电流,D 错误

7、.,答案:B,4.(多选)如图 9-1-4 所示,导体 AB、CD 可在水平轨道上自,),由滑动,当导体棒 AB 向左移动时(图 9-1-4A.AB 中感应电流的方向为 A 到 BB.AB 中感应电流的方向为 B 到 AC.CD 向左移动D.CD 向右移动,解析:由右手定则可判断 AB 中感应电流方向为 AB,CD中电流方向为 CD,由左手定则可判定 CD 受到向右的安培力作用而向右运动.,答案:AD,热点 1考向 1,磁通量的计算与电磁感应现象的判断磁通量的计算,【典题 1】如图 9-1-5 所示,一水平放置的 N 匝矩形线框面积为 S,匀强磁场的磁感应强度为 B,方向斜向上,与水平面成 3

8、0角,现若使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置,则此过程中磁通量的改,变量的大小是(,),图 9-1-5,答案:C,考向 2,电磁感应现象能否发生的判断,常见的产生感应电流的三种情况,【典题 2】下图中能产生感应电流的是(,),A,B,C,D,解析:根据产生感应电流的条件:A 中,电路没闭合,无感应电流;B 中,磁感应强度不变,面积增大,闭合电路的磁通量增大,有感应电流;C 中,穿过线圈的磁感线相互抵消,恒为零,无感应电流;D 中,磁通量不发生变化,无感应电流.答案:B,热点 2考向 1,楞次定律的应用楞次定律的基本应用,热点归纳应用楞次定律的基本步骤:,【典题 3】(2017 年新课

9、标卷)如图9-1-6 所示,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一“U”形金属导轨,导轨平面与磁场垂直.金属杆 PQ 置于导轨上并与导轨形成闭合回路 PQRS,一圆环形金属线框 T 位于回路围成的区域内,线框与导轨共面.现让金属杆 PQ 突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应,),电流的方向,下列说法正确的是(图 9-1-6,A.PQRS 中沿顺时针方向,T 中沿逆时针方向B.PQRS 中沿顺时针方向,T 中沿顺时针方向C.PQRS 中沿逆时针方向,T 中沿逆时针方向D.PQRS 中沿逆时针方向,T 中沿顺时针方向,解析:因为 PQ 突然向右运动,由右手定则可知,PQRS 中有沿逆时针方向的感

10、应电流,穿过 T 中的磁通量减小,由楞次定律可知,T 中有沿顺时针方向的感应电流,D 正确,A、B、C 错误.,答案:D,考向 2,对楞次定律“阻碍”的理解,热点归纳楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为:感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因,列表说明如下:,(续表),(续表),(续表),【典题 4】(多选,2018 年湖北七市联考)如图 9-1-7,一导体圆环保持水平,沿一个性质匀称的条形磁铁轴线落下,条形磁铁竖直固定,圆环中心始终位于磁铁轴线上.已知当圆环落至B、D 两位置时,刚好经过磁铁上下端截面,而 C 位置位于磁,铁正中.不计空气阻力,下列说法正确的有(,),A.圆环由 A 落至 B

11、 的过程中,环中感应电流从上至下看为顺时针B.圆环由 B 落至 C 的过程中,圆环磁通量在减少,C.圆环落至 C、D 之间时,圆环有收缩趋势,图 9-1-7,D.圆环由 A 落至 E 的过程中,任意时刻加速度都小于重力加速度 g,解析:圆环由 A 落至 B 的过程中,穿过圆环竖直向上的磁通量增大,根据楞次定律可得环中感应电流从上至下看为顺时针,A 正确;当磁铁在 BD 之间时,穿过圆环的磁场分为两部分,一部分是磁铁外部竖直向下的磁场,一部分是磁铁内部方向竖直向上的磁场(这部分是匀强磁场,恒定不变,即穿过圆环的磁感线条数恒定不变),即上下,磁铁外部磁场在 C点最弱,磁感线条数最少,故在 C 点穿

12、过线圈的磁通量最大,磁感线最密集,圆环由 B 落至 C 的过程中,磁通量增大,从 C,到 D 过程中,穿过线圈的磁通量减小,故圆环有收缩趋势,B错误,C 正确;在中点 C 处时磁感线都是竖直方向上的,水平方向上没有分量,不切割,没有感应电流,不受安培力作用,故加速度等于重力加速度,D 错误.,答案:AC,【迁移拓展】(2018 年合肥一模)如图 9-1-8 所示,条形磁铁用细线悬挂于 O 点,一金属圆环放置在 O 点正下方的水平绝缘桌面上.现将磁铁拉至左侧某一高度后由静止释放,磁铁在竖直面内摆动,在其第一次摆至右侧最高点的过程中,圆环始终静,止.则下列说法正确的是(,),A.磁铁始终受到圆环的

13、斥力作用,B.圆环中的感应电流方向保持不变,图 9-1-8,C.桌面对圆环始终有摩擦力作用D.磁铁在 O 点两侧最高点的重力势能不相等,解析:由楞次定律可知,磁铁靠近圆环时受到斥力作用,远离圆环时受到引力作用,A 错误;在一个周期之内,穿过圆环的磁通量先增大,后减小,再增大,最后又减小,穿过圆环磁场方向不变,磁通量变化趋势改变,感应电流方向发生改变,因此在一个周期内,感应电流方向改变 3 次,B 错误;磁铁经过最低点时,感应电流为 0,因此线圈不受磁铁的作用力,故桌面对圆环没有摩擦力作用,C 错误;磁铁的机械能转化成电能,因此在 O 点两侧最高点的重力势能不相等,D 正确.,答案:D,热点 3

14、,楞次定律和右手定则、左手定则、安培定则三定,则的综合应用热点归纳1.规律比较:,2.相互联系:,(1)应用楞次定律时,一般要用到安培定则.,(2)研究感应电流受到的安培力,一般先用右手定则确定电流方向,再用左手定则确定安培力的方向,有时也可以直接应用楞次定律的推论确定.,【典题 5】(多选)如图 9-1-9 所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒 PQ、MN,MN 的左边有一闭合电路,当 PQ 在外力的作用下运动时,MN 向右运动,则PQ所做,的运动可能是(,),A.向右加速运动B.向左加速运动C.向右减速运动,图 9-1-9,D.向左减速运动答案:BC,方法技巧:左、右手定则的

15、区分:,(1)右手定则与左手定则的区别:抓住“因果关系”才能无误,“因动而电”用右手;“因电而动”用左手.(2)左手定则和右手定则很容易混淆,为了便于区分,可把两个定则简单地总结为“通电受力用左手,运动生电用右手”.“力”的最后一笔“丿”方向向左,用左手;“电”的最后一笔“乚”方向向右,用右手.,【迁移拓展】(多选,2018 年新课标卷)如图 9-1-10,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路.将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处,于静止状态.下列说法正确的是(,),图 9-1-10,A.开关闭合后的瞬

16、间,小磁针的 N 极朝垂直纸面向里的方,向转动,B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的 N 极指向垂直纸,面向里的方向,C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的 N 极指向垂直纸,面向外的方向,D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的 N,极朝垂直纸面向外的方向转动,解析:开关闭合的瞬间,左侧的线圈中磁通量变化,产生感应电动势和感应电流,由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由南向北,由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向里,小磁针的 N 极朝垂直纸面向里的方向转动,A 正确; 开关闭合并保持一段时间后,左侧线圈中磁通量不变,线圈中感应电动势和感应电流为零,直导线中电流为零,小磁针恢复到原来状态,B、C 错误;开关闭合并保持一段时间再断开后的 瞬间,左侧的线圈中磁通量变化,产生感应电动势和感应电流,由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由北向南,由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向外,小磁针的 N 极朝垂直纸面向外的方向转动,D 正确.,答案:AD,

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