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文檔簡介
考點(diǎn)點(diǎn)擊1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象、磁通量、法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律Ⅱ2.導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動勢、右手定則Ⅱ3.自感現(xiàn)象Ⅰ4.日光燈Ⅰ考點(diǎn)點(diǎn)擊說明:1.導(dǎo)體切割磁感線時(shí)感應(yīng)電動勢的計(jì)算,只限
于L垂直于B、v的情況.2.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里,不要求判斷內(nèi)電路中各
點(diǎn)電勢的高低.考情播報(bào)1.感應(yīng)電流的產(chǎn)生及方向的判斷.2.法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用,以選擇題和計(jì)
算題為主,常結(jié)合電路、力學(xué)、能量轉(zhuǎn)化與守
恒等知識.3.公式E=Blv的應(yīng)用,平動切割、轉(zhuǎn)動切割、單
桿切割和雙桿切割,常與力、電綜合考查.4.對電磁感應(yīng)圖象問題的考查主要以選擇題為
主,是??贾R點(diǎn).1.本章知識點(diǎn)較多,且本章內(nèi)容經(jīng)常與力、電結(jié)合,所
以復(fù)習(xí)本章時(shí),要深刻理解基本概念和基本規(guī)律,領(lǐng)
會前后知識間的聯(lián)系.2.對本章的復(fù)習(xí),一要抓住兩個(gè)定律(楞次定律、法拉
第電磁感應(yīng)定律)和等效電路;二要重視理論聯(lián)系實(shí)
際,重視從能量角度分析問題,電磁感應(yīng)的過程就是
其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的過程.另外還應(yīng)注意以
下問題:(1)要深刻理解并熟練掌握安培定則、左手定則、右手定則
的應(yīng)用條件及其與所判斷物理量之間的因果關(guān)系.(2)要深刻理解E-t、I-t、Φ-t、B-t等圖象的物理意義.(3)要注意電磁感應(yīng)在實(shí)際中的廣泛應(yīng)用,如磁懸浮原理、
電磁阻尼、電磁驅(qū)動、電磁流量計(jì)等.一、磁通量1.概念:在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,與磁場方向
面積S和B的乘積.2.公式:Φ=
.3.單位:1Wb=
.4.物理意義:指垂直穿過某一面積的磁感線的條數(shù).垂直的平面BS1T·m2磁通量是標(biāo)量,但有正負(fù),其正負(fù)既不表示方向也不表示大小,僅表示磁感線是從正面穿過還是從反面穿過,若從正面穿過為正,則從反面穿過為負(fù).求磁通量變化時(shí),應(yīng)將符號代入.二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過閉合電路的
發(fā)生變化.磁通量2.引起磁通量變化的常見情況(1)閉合電路的部分導(dǎo)體做
運(yùn)動,導(dǎo)致Φ變;(2)線圈在磁場中轉(zhuǎn)動,導(dǎo)致Φ變;(3)
變化,導(dǎo)致Φ變.3.產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件:無論回路是否閉合,只要穿過線
圈平面的
發(fā)生變化,線路中就有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生.切割磁感線線圈面積或磁場強(qiáng)弱磁通量電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,只有電路閉合時(shí)才產(chǎn)生感應(yīng)電流.三、感應(yīng)電流方向的判定1.Φ=BS的含義:Φ=BS只適用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S垂
直的情況.當(dāng)S與垂直于B的平面間的夾角為θ時(shí),則有
Φ=BScosθ.可理解為Φ=B(Scosθ),即Φ等于B與S在垂直
于B方向上投影的乘積.也可理解為Φ=(Bcosθ)S,即Φ
等于B在垂直于S方向上的分量與S的乘積.如圖12-1-
1甲所示.2.面積S的含義:S不一定是某個(gè)線圈的真正面積,而是線
圈在磁場范圍內(nèi)的面積.如圖12-1-1乙所示,S應(yīng)為
線圈面積的一半.3.多匝線圈的磁通量:多匝線圈內(nèi)磁通量的大小與線圈匝
數(shù)無關(guān),因?yàn)椴徽摼€圈匝數(shù)多少,穿過線圈的磁感線條
數(shù)相同,而穿過線圈磁感線條數(shù)可表示磁通量的大?。?.合磁通量的求法若某個(gè)平面內(nèi)有不同方向的磁場共同存在,計(jì)算穿過這
個(gè)面的磁通量時(shí),先規(guī)定某個(gè)方向的磁通量為正,反方
向的磁通量為負(fù),平面內(nèi)各個(gè)方向的磁通量的代數(shù)和等
于這個(gè)平面內(nèi)的合磁通量.1.關(guān)于磁通量,下列說法正確的是 (
)A.磁通量不僅有大小而且有方向,是矢量
B.在勻強(qiáng)磁場中,a線圈面積比b線圈面積大,則
穿過a線圈的磁通量一定比穿過b線圈的大
C.磁通量大磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定大
D.把某線圈放在磁場中的M、N兩點(diǎn),若放在M處
的磁通量比放在N處的大,則M處的磁感應(yīng)強(qiáng)度
一定比N處的大解析:磁通量只有大小,沒有方向,是標(biāo)量,故A錯(cuò).由Φ=BScosθ知,Φ的大小與B、S、θ三個(gè)量有關(guān),故B、D錯(cuò),C正確.答案:C1.楞次定律中“阻礙”的含義誰阻礙誰感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(原磁場)的磁通量的變化阻礙什么阻礙的是磁通量的變化,而不是阻礙磁通量本身如何阻礙當(dāng)磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相反;當(dāng)磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相同,即“增反減同”阻礙效果阻礙并不是阻止,只是延緩了磁通量的變化,這種變化將繼續(xù)進(jìn)行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”;(3)使線圈平面有擴(kuò)大或縮小的趨勢——“增縮減擴(kuò)”;(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)——“增反減同”.
如果考查的問題不涉及感應(yīng)電流的方向,則用楞次定律的推廣含義進(jìn)行研究可以使分析問題的過程簡化.2.如圖12-1-2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(gè)閉合回
路,當(dāng)一條形磁鐵從高處
下落接近回路時(shí)(
)A.p、q將互相靠攏B.p、q將互相遠(yuǎn)離C.p、q保持靜止D.因磁鐵的極性未知,故無法判斷p、q運(yùn)動方向解析:條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí),穿過閉合回路的磁通量將增加,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場將阻礙這一磁通量的增加,具體表現(xiàn)應(yīng)為:使回路面積減小以延緩磁通量的增加,故A正確.答案:A1.應(yīng)用現(xiàn)象基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律運(yùn)動電荷、電流產(chǎn)生磁場安培定則磁場對運(yùn)動電荷、電流有作用力左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動右手定則閉合回路磁通量變化楞次定律2.應(yīng)用區(qū)別關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系:(1)因電而生磁(I→B)→安培定則;(2)因動而生電(v、B→I)→右手定則;(3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則.判斷感應(yīng)電流方向的右手定則是楞次定律的特例,在導(dǎo)體切割磁感線的情況下,用右手定則比楞次定律方便.3.如圖12-1-3所示水平放置的兩條光滑軌道上
有可自由移動的金屬棒PQ、MN,當(dāng)PQ在外力作用下運(yùn)動時(shí),MN在磁場力的作用下向右運(yùn)動,則PQ所做的運(yùn)動可能是
(
)A.向右加速運(yùn)動B.向左加速運(yùn)動C.向右減速運(yùn)動D.向左減速運(yùn)動解析:分析該類問題,首先要明確PQ運(yùn)動是引起MN運(yùn)動的原因,然后根據(jù)楞次定律和左手定則判斷.由右手定則,PQ向右加速運(yùn)動,穿過L1的磁通量向上且增加,由楞次定律和左手定則可判斷MN向左運(yùn)動,故A錯(cuò).若PQ向左加速運(yùn)動,情況正好和選項(xiàng)A相反,故B對.若PQ向右減速運(yùn)動,由右手定則,穿過L1的磁通量向上且減小,由楞次定律和左手定則可判知MN向右運(yùn)動,故C對.若PQ向左減速運(yùn)動,情況恰好和選項(xiàng)C相反,故D錯(cuò).答案:BC如圖12-1-4所示,矩形線圈面積為S,放在勻強(qiáng)磁場中,開始處于水平位置a,磁場與線圈平面夾角為θ,在線圈繞其一邊順時(shí)針轉(zhuǎn)過90°到達(dá)豎直位置b的過程中,線圈中的磁通量改變了多少?[思路點(diǎn)撥]
求解該題時(shí)應(yīng)注意:(1)線圈在水平位置(a)時(shí)的磁通量Φ1及線圈在豎直位置(b)時(shí)的磁通量Φ2;(2)磁感線從線圈不同側(cè)面穿過時(shí),磁通量的正負(fù)不同.[課堂筆記]
在a位置時(shí),Φ1=BSsinθ在b位置時(shí)Φ2=-BScosθ所以ΔΦ=|Φ2-Φ1|=BS(cosθ+sinθ).[答案]
BS(cosθ+sinθ)求解磁通量時(shí),由于B與線圈平面有一定夾角,即不垂直時(shí)可以將B進(jìn)行正交分解,求出垂直于線圈平面方向的磁場,也可以將線圈的面積向垂直于B方向上投影.(2009·浙江高考)如圖10-1-3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(chǎn)→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[思路點(diǎn)撥]分析該題的流程圖如下:[課堂筆記]線框從右側(cè)開始由靜止釋放,穿過線框平面的磁通量逐漸減少,由楞次定律可得感應(yīng)電流的方向?yàn)閐→c→b→a→d;線框過豎直位置繼續(xù)向左擺動過程中,穿過線框平面的磁通量逐漸增大,由楞次定律可得感應(yīng)電流的方向仍為d→c→b→a→d,故B選項(xiàng)正確.[答案]
B利用楞次定律確定感應(yīng)電流方向,應(yīng)抓?。簝蓚€(gè)方向(原磁場方向、感應(yīng)電流磁場方向)、一個(gè)變化(磁通量增加或減少)、兩個(gè)定律(楞次定律和安培定則).
一航天飛機(jī)下有一細(xì)金屬桿,桿指向地心.若僅考慮地磁場的影響,則當(dāng)航天飛機(jī)位于赤道上空(
)A.由東向西水平飛行時(shí),金屬桿中感應(yīng)電動勢下端高
B.由西向東水平飛行時(shí),金屬桿中感應(yīng)電動勢下端高
C.沿經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線由南向北水平飛行時(shí),金屬
桿中感應(yīng)電動勢上端高
D.沿經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線由北向南水平飛行時(shí),金屬
桿中一定沒有感應(yīng)電動勢[思路點(diǎn)撥]
分析該題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn):(1)確定赤道上空地磁場分布情況;(2)飛機(jī)沿不同方向飛行時(shí),金屬桿切割磁感線的情況;(3)右手定則確定感應(yīng)電動勢的高低.[課堂筆記]
赤道上方的地磁場方向是由南指向北,根據(jù)右手定則,飛機(jī)由東向西飛行時(shí),桿下端電勢高,而飛機(jī)由西向東飛行時(shí),桿上端電勢高,故A對、B對.若飛機(jī)沿經(jīng)線由南向北或由北向南水平飛行時(shí),桿均不切割磁感線,桿中不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,故C錯(cuò)、D正確.[答案]
ABD利用右手定則判斷時(shí),應(yīng)明確磁場方向、切割方向及感應(yīng)電流方向與手掌的對應(yīng)關(guān)系,且應(yīng)分清左、右手.如圖12-1-6所示,兩個(gè)線圈套在同一個(gè)鐵芯上,線圈的繞向在圖中已經(jīng)標(biāo)出.左線圈連著平行導(dǎo)軌M和N,導(dǎo)軌電阻不計(jì),在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab,金屬棒處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中,下列說法中正確的是(
)A.當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動時(shí),a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn),c點(diǎn)電勢
高于d點(diǎn)B.當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動時(shí),b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn),c點(diǎn)與d
點(diǎn)為等電勢C.當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動時(shí),b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn),c點(diǎn)電勢
高于d點(diǎn)D.當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動時(shí),b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn),d點(diǎn)電
勢高于c點(diǎn)[思路點(diǎn)撥]
解答本題首先要明確磁場的方向,再假設(shè)能形成閉合電路,然后用右手定則判斷感應(yīng)電流的電流方向,從而判斷電勢的高低端.[解題樣板]當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動切割磁感線時(shí),金屬棒產(chǎn)生恒定感應(yīng)電動勢,由右手定則判斷電流方向?yàn)閍→b.根據(jù)電流從電源(ab相當(dāng)于電源)正極流出沿外電路回到電源負(fù)極的特點(diǎn),可以判斷b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn).又左線圈中的感應(yīng)電動勢恒定,則感應(yīng)電流也恒定,所以穿過右線圈的磁通量保持不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,c點(diǎn)與d點(diǎn)等電勢,故A錯(cuò)誤,B正確.當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動時(shí),由右手定則可推斷φb>φa,電流沿逆時(shí)針方向,又由E=Blv可知ab導(dǎo)體兩端的E不斷增大,那么左邊電路中的感應(yīng)電流也不斷增大,由安培定則可判斷它在鐵芯中的磁感線是沿逆時(shí)針方向的,并且磁感應(yīng)強(qiáng)度不斷增強(qiáng),所以右邊電路的線圈中向上的磁通量不斷增加.由楞次定律可判斷右邊電路的感應(yīng)電流應(yīng)沿逆時(shí)針方向,而在右邊電路中,感應(yīng)電動勢僅產(chǎn)生于繞在鐵芯上的那部分線圈上,把這個(gè)線圈看成電源,由于電流是從c沿內(nèi)電路(即右線圈)流向d,所以d點(diǎn)電勢高于c點(diǎn),故C錯(cuò)誤,D正確.[答案]
BD產(chǎn)生電動勢的那部分導(dǎo)體,相當(dāng)于電源,且在電源內(nèi)部電流應(yīng)由負(fù)極(低電勢)流向正極(高電勢).1.(2009·廣東理基)發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線周圍存在磁場的科學(xué)家是
(
)A.洛倫茲B.庫侖
C.法拉第
D.奧斯特解析:洛倫茲發(fā)現(xiàn)運(yùn)動電荷在磁場中受磁場力(洛倫茲力),庫侖總結(jié)出了庫侖定律,法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,奧斯特發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)體周圍存在磁場.答案:D2.如圖12-1-7所示為地磁場磁感
線的示意圖.在北半球地磁場的豎直分量向下.飛機(jī)在我國上空
勻速巡航,機(jī)翼保持水平,飛機(jī)
高度不變.由于地磁場的作用,金屬機(jī)翼上有電勢差.設(shè)
飛行員左方機(jī)翼末端處的電勢為φ1,右方機(jī)翼末端處的電
勢為φ2,則 (
)A.若飛機(jī)從西往東飛,φ1比φ2高B.若飛機(jī)從東往西飛,φ2比φ1高C.若飛機(jī)從南往北飛,φ1比φ2高D.若飛機(jī)從北往南飛,φ2比φ1高解析:對A選項(xiàng):磁場豎直分量向下,手心向上,拇指指向飛機(jī)飛行方向,四指指向左翼末端,故φ1>φ2,A正確.同理,飛機(jī)從東往西飛,仍是φ1>φ2,B錯(cuò).從南往北、從北往南飛,都是φ1>φ2,故C選項(xiàng)正確,D選項(xiàng)錯(cuò)誤.答案:AC3.現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、零
刻度在中央的電流計(jì)及開關(guān)按如圖12-1-8所示連
接.在開關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中的情況下,某同學(xué)
發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑動變阻器的滑動端P向左加速滑動時(shí),電流
計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn).由此可以推斷 (
)A.線圈A向上移動或滑動變阻器的滑動端P向右加速滑動,
都能引起電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)B.線圈A中鐵芯向上拔出或斷開開關(guān),都能引起電流計(jì)指
針向右偏轉(zhuǎn)C.滑動變阻器的滑動端P勻速向左或勻速向右滑動,都能
使電流計(jì)指針靜止在中央D.因?yàn)榫€圈A、線圈B的繞線方向未知,故無法判斷電流
計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的方向解析:由于變阻器滑動頭P向左加速滑動時(shí),可使B中磁通量減少而產(chǎn)生的電流為I0,當(dāng)P向右加速滑動時(shí)B中磁通量增加而產(chǎn)生的電流為I1,I1與I0方向相反,所以指針應(yīng)向左偏,而線圈A向上移動,可使B中磁通量減少,引起B(yǎng)中感應(yīng)電流與I0同向,指針向右偏,故A錯(cuò);A中鐵芯向上拔出或斷開開關(guān),激發(fā)的B中感應(yīng)電流與I0同向,電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)B正確;C項(xiàng)中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,指針應(yīng)偏轉(zhuǎn),故C錯(cuò);因?yàn)闊o需明確感應(yīng)電流的具體方向,故D錯(cuò).答案:B4.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12-1-9所示.
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