高考物理 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律基礎(chǔ)知識自學(xué)課件.ppt

考點(diǎn)1電磁感應(yīng)現(xiàn)象 電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律 1 磁通量 bs 是指充滿磁感線且與磁感線垂直的有效面積 不一定是線圈面積 2 磁通量是否發(fā)生變化 是判定電磁感應(yīng)現(xiàn)象的惟一依據(jù) 而引起磁通量變化的途徑有多種 3 無論回路是否閉合 只要穿過回路平面的磁通量發(fā)生變化 線路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源 典例一 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 例1 法拉第通過精心設(shè)計的一系列試驗(yàn) 發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律 將歷史上認(rèn)為各自獨(dú)立的學(xué)科 電學(xué) 與 磁學(xué) 聯(lián)系起來 在下面幾個典型的實(shí)驗(yàn)設(shè)計思想中 所作的推論后來被實(shí)驗(yàn)否定的是 a 既然磁鐵可使近旁的鐵塊帶磁 靜電荷可使近旁的導(dǎo)體表面感應(yīng)出電荷 那么靜止導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流也可在近旁靜止的線圈中感應(yīng)出電流b 既然磁鐵可在近旁運(yùn)動的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動勢 那么穩(wěn)恒電流也可在近旁運(yùn)動的線圈中感應(yīng)出電流c 既然運(yùn)動的磁鐵可在近旁靜止的線圈中感應(yīng)出電流 那么靜止的磁鐵也可在近旁運(yùn)動的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動勢d 既然運(yùn)動的磁鐵可在近旁的導(dǎo)體中感應(yīng)出電動勢 那么運(yùn)動導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流也可在近旁的線圈中感應(yīng)出電流 解析 對a選項(xiàng) 靜止的導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流附近產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場 通過旁邊靜止的線圈不會產(chǎn)生感應(yīng)電流 a被否定 穩(wěn)恒電流周圍的穩(wěn)定磁場是非勻強(qiáng)磁場 運(yùn)動的線圈可能會產(chǎn)生感應(yīng)電流 b符合事實(shí) 靜止的磁鐵周圍存在穩(wěn)定的磁場 旁邊運(yùn)動的導(dǎo)體棒會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 c符合 運(yùn)動的導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流周圍產(chǎn)生運(yùn)動的磁場 即周圍磁場變化 在旁邊的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流 d符合 電路閉合 且穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化 是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 如圖所示 開始時矩形線框與勻強(qiáng)磁場的方向垂直 且一半在磁場內(nèi) 一半在磁場外 若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流 下列辦法中可行的是 a 將線框向左拉出磁場b 以ab邊為軸轉(zhuǎn)動 小于90 c 以ad邊為軸轉(zhuǎn)動 小于60 d 以bc邊為軸轉(zhuǎn)動 小于60 abc 考點(diǎn)2楞次定律 1 對楞次定律的理解 2 楞次定律的使用步驟 3 楞次定律的推廣對楞次定律中 阻礙 的含義可以推廣為感應(yīng)電流的效果總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因 1 阻礙原磁通量的變化 增反減同 2 阻礙相對運(yùn)動 來拒去留 例如 如圖所示 若條形磁鐵向閉合導(dǎo)線圈 前進(jìn) 則閉合導(dǎo)線圈 退卻 若條形磁鐵遠(yuǎn)離閉合導(dǎo)線圈 逃跑 則閉合導(dǎo)線圈 追趕 3 使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢 增縮減擴(kuò) 例如 如圖所示 當(dāng)導(dǎo)線b中的電流減小時 穿過閉合金屬圓環(huán)a的磁通量減小 這時a環(huán)有擴(kuò)張的趨勢 4 阻礙原電流的變化 自感現(xiàn)象 增反減同 4 應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟 1 確定原磁場的方向 2 明確回路中磁通量變化情況 3 應(yīng)用楞次定律的 增反減同 確立感應(yīng)電流磁場的方向 4 應(yīng)用安培定則 確立感應(yīng)電流的方向 1 若導(dǎo)體不動 回路中磁通量變化 應(yīng)該用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向而不能用右手定則 2 若是回路中一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電流 用右手定則判斷較為簡單 用楞次定律進(jìn)行判斷也可以 但較為麻煩 2 應(yīng)用區(qū)別關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系 因電而生磁 i b 安培定則 因動而生電 v b i 右手定則 因電而受力 i b f安 左手定則 1 比較 5 安培定則 左手定則 右手定則 楞次定律的比較 3 相互聯(lián)系 應(yīng)用楞次定律 必然要用到安培定則 感應(yīng)電流受到的安培力 有時可以先用右手定則確定電流方向 再用左手定則確定安培力的方向 有時可以直接應(yīng)用楞次定律的推論確定 解析 本題考查楞次定律 解題時應(yīng)分清磁場方向及磁通量的變化情況 還應(yīng)明確線圈的放置方法 考查學(xué)生的理解能力和推理能力 由楞次定律可知 在線圈從右側(cè)擺動到o點(diǎn)正下方的過程中 向上的磁通量在減小 故感應(yīng)電流的方向沿a d c b a 線框從o點(diǎn)正下方向左側(cè)擺動的過程 電流方向沿a d c b a 故選b 例2 如圖所示 在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b 方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中 有一質(zhì)量為m 阻值為r的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在o點(diǎn) 并可繞o點(diǎn)擺動 金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開始釋放 在擺動到左側(cè)最高點(diǎn)的過程中 細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面 且垂直紙面 則線框中感應(yīng)電流的方向是 a a b c d ab d c b a dc 先是d c b a d 后是a b c d ad 先是a b c d a 后是d c b a d 應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的一般步驟 確定研究對象 即明確要判斷的是哪個閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流 確定研究對象所處的磁場的方向及其分布情況 確定穿過閉合電路的磁通量的變化情況 根據(jù)楞次定律 判斷閉合電路中感應(yīng)電流的磁場方向 根據(jù)安培定則 即右手螺旋定則 判斷感應(yīng)電流的方向 b 典例二 感應(yīng)電流方向的判斷 電阻r 電容c與一線圈連成閉合回路 條形磁鐵靜止于線圈的正上方 n極朝下 如圖所示 現(xiàn)使磁鐵開始自由下落 在n極接近線圈上端的過程中 流過r的電流方向和電容器極板的帶電情況是 a 從a到b 上極板帶正電b 從a到b 下極板帶正電c 從b到a 上極板帶正電d 從b到a 上極板帶正電 d 例3 如圖所示 光滑固定導(dǎo)軌m n水平放置 兩根導(dǎo)體棒p q平行放于導(dǎo)軌上 形成一個閉合回路 當(dāng)一條形磁鐵從高處下落靠近回路時 a p q將互相靠攏b p q將互相遠(yuǎn)離c 磁鐵的加速度仍為gd 磁鐵的加速度小于g 楞次定律的推廣應(yīng)用 ad 典例三 解析 在磁鐵下落過程中 p q是相互靠攏 還是相互遠(yuǎn)離 取決于p q中的感應(yīng)電流所受到的磁鐵的作用力方向 而磁鐵的加速度是否大于g 則取決于閉合回路對磁鐵的作用力的方向 解法一 先判斷感應(yīng)電流方向 再判斷安培力方向 在磁鐵下落過程中 穿過閉合回路的磁通量向下 并且不斷增大 根據(jù)楞次定律可判知 回路中感應(yīng)電流的磁場應(yīng)向上 其中感應(yīng)電流沿逆時針方向 據(jù)左手定則可判知 磁鐵對p q棒的安培力方向如圖所示 故p q相互靠攏 將閉合電路的磁場等效成如圖所示條形磁鐵 s 由此可知 磁鐵下落時 閉合電路對磁鐵產(chǎn)生向上的排斥力 故磁鐵加速下落的加速度a g 可見本題正確選項(xiàng)為a d 解法二 應(yīng)用楞次定律的推廣含義判斷 磁鐵下落時 閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流 由楞次定律的推廣含義知 感應(yīng)電流的產(chǎn)生必然阻礙導(dǎo)致產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因 磁鐵下落 故而磁鐵下落時 必然受到向上的排斥力 磁鐵下落的加速度a g 故d選項(xiàng)正確 另一方面 磁鐵下落時 穿過閉合電路的磁通量增大 若p q兩導(dǎo)體棒相互遠(yuǎn)離 這會加劇磁通量的增大 這與楞次定律的含義 感應(yīng)電流阻礙磁通量的變化矛盾 故p q棒應(yīng)相互靠近 即a選項(xiàng)正確 1 解法一 有理有據(jù) 絲絲入扣 但較繁瑣 解法二直接從 阻礙 的效果著手分析 簡捷明快 入木三分 但分析難度大 2 感應(yīng)電流的產(chǎn)生 總是阻礙引起產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因 若感應(yīng)電流是由于閉合電路與磁場的相對運(yùn)動產(chǎn)生的 回路因產(chǎn)生感應(yīng)電流而受到的安培力必然阻礙這種相對運(yùn)動 3 感應(yīng)電流產(chǎn)生的過