2013年人教版高中物理一輪復(fù)習(xí)課件：9.1電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律

第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律考點(diǎn)1磁通量1.定義：閉合導(dǎo)體回路的_____與垂直穿過(guò)它的____________的乘積2.公式：Φ=___3.單位：_____,符號(hào):____4.磁通量是_____(填“標(biāo)量”或“矢量”)面積BS韋伯Wb標(biāo)量磁感應(yīng)強(qiáng)度1.公式Φ=BS的兩個(gè)適用條件(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng).(2)S為垂直磁場(chǎng)的有效面積.2.磁通量的物理意義(1)磁通量可以理解為穿過(guò)某一面積的磁感線的條數(shù).(2)同一平面，當(dāng)它跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，磁通量最大；當(dāng)它跟磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁通量為零；當(dāng)正向穿過(guò)線圈平面的磁感線條數(shù)和反向穿過(guò)的一樣多時(shí)，磁通量為零.

3.磁通量“+”、“-”號(hào)的意義若規(guī)定磁感線沿某一方向穿過(guò)某平面的磁通量為正值，則磁感線反向穿過(guò)該平面的磁通量為負(fù)值.如圖所示，ab是水平面上一個(gè)圓的直徑，在過(guò)ab的豎直面內(nèi)有一根通電直導(dǎo)線ef，且ef平行于ab，當(dāng)ef豎直向上平移時(shí)，穿過(guò)圓面積的磁通量將()A.逐漸變大B.逐漸減小C.始終為零D.不為零，但始終保持不變【解析】選C.穿過(guò)圓面積的磁通量是由通電直導(dǎo)線ef產(chǎn)生的，因?yàn)橥娭睂?dǎo)線位于圓的正上方，所以向下穿過(guò)圓面積的磁感線條數(shù)與向上穿過(guò)的條數(shù)相等，即磁通量為零，而且豎直方向的平移也不會(huì)影響磁通量的變化.故C正確.考點(diǎn)2電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)穿過(guò)閉合電路的磁通量_________時(shí),電路中有_________產(chǎn)生的現(xiàn)象2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件(1)條件:穿過(guò)閉合電路的磁通量_________.(2)特例:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)做___________運(yùn)動(dòng).發(fā)生變化感應(yīng)電流發(fā)生變化切割磁感線1.產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化,電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).如果電路閉合,則有感應(yīng)電流;如果電路不閉合,則只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而無(wú)感應(yīng)電流.2.磁通量發(fā)生變化的三種常見(jiàn)情況(1)磁場(chǎng)強(qiáng)弱不變，回路面積改變.(2)回路面積不變，磁場(chǎng)強(qiáng)弱改變.(3)回路面積和磁場(chǎng)強(qiáng)弱均不變，但二者的相對(duì)位置發(fā)生改變.在如圖所示的閉合鐵芯上繞有一組線圈，與滑動(dòng)變阻器、電池構(gòu)成閉合電路，a、b、c為三個(gè)閉合金屬圓環(huán)，假定線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)全部集中在鐵芯內(nèi)，則當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片左、右滑動(dòng)時(shí)，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的金屬圓環(huán)是()A.a、b兩個(gè)環(huán)B.b、c兩個(gè)環(huán)C.a、c兩個(gè)環(huán)D.a、b、c三個(gè)環(huán)【解析】選A.滑動(dòng)變阻器的滑片左、右滑動(dòng)，引起圓環(huán)a、b中磁通量變化，而圓環(huán)c由于對(duì)稱性其磁通量始終為零，故a、b兩環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，而c環(huán)中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A正確.考點(diǎn)3楞次定律右手定則1.楞次定律(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要_____引起感應(yīng)電流的_______的變化.(2)適用范圍：一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象.阻礙磁通量2.右手定則(1)內(nèi)容：伸開(kāi)右手,使拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓_______從掌心進(jìn)入,并使拇指指向__________的方向,這時(shí)四指所指的方向就是_________的方向.(2)適用情況：導(dǎo)體___________產(chǎn)生感應(yīng)電流.磁感線感應(yīng)電流切割磁感線導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)1.楞次定律中“阻礙”的理解誰(shuí)在“阻礙”“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)”在阻礙

“阻礙”什么阻礙的是“引起感應(yīng)電流的磁通量的變化”，不是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量

如何“阻礙”磁通量增加時(shí)，阻礙其增加，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反；磁通量減少時(shí)，阻礙其減少，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向一致，即“增反減同”是否“阻止”“阻礙”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，最終結(jié)果不受影響

2.楞次定律的四種表述推廣表述：感應(yīng)電流的效果總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因.其具體方式為：(1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”.(2)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來(lái)拒去留”.(3)使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)——“增縮減擴(kuò)”.(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)——“增反減同”.(2012·鎮(zhèn)江模擬)如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中放一電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌跟固定的大導(dǎo)體矩形環(huán)M相連接，導(dǎo)軌上放一根金屬導(dǎo)體棒ab并與導(dǎo)軌緊密接觸，磁感線垂直于導(dǎo)軌所在平面.若導(dǎo)體棒勻速向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，則在此過(guò)程中M所包圍的固定閉合小矩形導(dǎo)體環(huán)N中電流表內(nèi)()A.有自下而上的恒定電流B.產(chǎn)生自上而下的恒定電流C.電流方向周期性變化D.沒(méi)有感應(yīng)電流【解析】選D.導(dǎo)體棒勻速向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，M中產(chǎn)生穩(wěn)定的電流，則通過(guò)N中的磁通量保持不變，故N中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)D正確.“程序法”在楞次定律中的應(yīng)用【例證1】(2012·福州模擬)某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證楞次定律，當(dāng)條形磁鐵自上而下穿過(guò)固定的線圈時(shí)，通過(guò)電流表的感應(yīng)電流方向是()A.a→G→bB.先a→G→b，后b→G→aC.b→G→aD.先b→G→a，后a→G→b【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)從以下三點(diǎn)重點(diǎn)把握：(1)要明確條形磁鐵穿過(guò)線圈時(shí)，原磁場(chǎng)的方向以及穿過(guò)線圈的磁通量的變化情況.(2)根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向及其變化情況.(3)運(yùn)用安培定則判斷感應(yīng)電流的方向.【自主解答】選D.(1)條形磁鐵在穿入線圈的過(guò)程中，原磁場(chǎng)方向向下.(2)穿過(guò)線圈向下的磁通量增加.(3)由楞次定律可知：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上.(4)應(yīng)用安培定則可判斷：感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針(俯視)，即由b→G→a.同理可以判斷：條形磁鐵穿出線圈的過(guò)程中，向下的磁通量減小，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針(俯視)，即由a→G→b.【總結(jié)提升】程序法解題的一般思路及注意事項(xiàng)(1)應(yīng)用“程序法”的兩點(diǎn)注意“程序法”是分析、解決物理問(wèn)題的一種常見(jiàn)方法，用該方法可以使解題過(guò)程規(guī)范化、簡(jiǎn)單化.在使用“程序法”處理問(wèn)題時(shí)，需注意以下兩點(diǎn)：①根據(jù)題目類型制定一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)、簡(jiǎn)潔的解題程序.②在分析和解決問(wèn)題時(shí)，要嚴(yán)格按照解題程序進(jìn)行，這樣可以規(guī)范解題過(guò)程、減少失誤、節(jié)約解題時(shí)間.(2)應(yīng)用楞次定律解題的一般程序?yàn)?【變式訓(xùn)練】?jī)蓚€(gè)大小不同的絕緣金屬圓環(huán)a、b如圖所示疊放在一起，小圓環(huán)b有一半面積在大圓環(huán)a中，當(dāng)大圓環(huán)a通上順時(shí)針?lè)较螂娏鞯乃查g，小圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向是()A.順時(shí)針?lè)较駼.逆時(shí)針?lè)较駽.左半圓順時(shí)針，右半圓逆時(shí)針D.無(wú)感應(yīng)電流【解析】選B.(1)當(dāng)大圓環(huán)a中電流為順時(shí)針時(shí)，圓環(huán)a內(nèi)部的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，而環(huán)外的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，但環(huán)里磁場(chǎng)比環(huán)外磁場(chǎng)要強(qiáng)，圓環(huán)b的凈磁通量是垂直紙面向里且增強(qiáng)的；(2)由楞次定律可知圓環(huán)b中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向應(yīng)垂直紙面向外；(3)再由安培定則得出圓環(huán)b中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，B正確.【變式備選】(2012·連云港模擬)如圖所示，當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B增強(qiáng)時(shí)，內(nèi)、外金屬環(huán)上的感應(yīng)電流的方向應(yīng)為()A.內(nèi)環(huán)順時(shí)針,外環(huán)逆時(shí)針B.內(nèi)環(huán)逆時(shí)針,外環(huán)順時(shí)針C.內(nèi)、外環(huán)均為順時(shí)針D.內(nèi)、外環(huán)均為逆時(shí)針【解析】選A.磁場(chǎng)增強(qiáng),則穿過(guò)回路的磁通量增大,故感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向外,由安培定則知電流對(duì)整個(gè)電路而言應(yīng)沿逆時(shí)針?lè)较?若分開(kāi)討論,則外環(huán)逆時(shí)針,內(nèi)環(huán)順時(shí)針,A正確.楞次定律、右手定則、左手定則、安培定則的綜合應(yīng)用

【例證2】如圖所示，導(dǎo)軌間的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，當(dāng)導(dǎo)線MN在導(dǎo)軌上向右加速滑動(dòng)時(shí)，正對(duì)電磁鐵A的圓形金屬環(huán)B中

()A.有感應(yīng)電流，且B被A吸引B.無(wú)感應(yīng)電流C.可能有，也可能沒(méi)有感應(yīng)電流D.有感應(yīng)電流，且B被A排斥【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)導(dǎo)線MN切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)用右手定則來(lái)判斷感應(yīng)電流的方向；(2)結(jié)合導(dǎo)線MN的運(yùn)動(dòng)情況判斷電磁鐵A的磁場(chǎng)變化及通過(guò)金屬環(huán)B的磁通量的變化情況；(3)利用楞次定律判斷金屬環(huán)B中電流方向及磁場(chǎng)方向，從而確定B的受力情況.【規(guī)范解答】選D.MN向右加速滑動(dòng)，根據(jù)右手定則，MN中的電流方向從N→M，且大小在逐漸變大，根據(jù)安培定則知，電磁鐵A的左端為N極，且磁場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律知，B環(huán)中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的內(nèi)部磁場(chǎng)方向向右，B被A排斥.故D正確.【互動(dòng)探究】(1)在【例證2】中導(dǎo)線MN在導(dǎo)軌上向右加速滑動(dòng)時(shí)，M、N兩點(diǎn)中哪點(diǎn)電勢(shì)較高？(2)在【例證2】中，如果B被A吸引，則導(dǎo)線MN在導(dǎo)軌上應(yīng)沿水平方向做什么運(yùn)動(dòng)？【解析】(1)導(dǎo)線MN在導(dǎo)軌上向右加速滑動(dòng)時(shí)，由右手定則可以判斷M點(diǎn)電勢(shì)高于N點(diǎn)電勢(shì).(2)如果B被A吸引，根據(jù)楞次定律可知，電磁鐵A的磁場(chǎng)減弱，流過(guò)電磁鐵A的電流減小，則導(dǎo)線MN在導(dǎo)軌上應(yīng)做減速運(yùn)動(dòng)，即導(dǎo)線MN向右做減速運(yùn)動(dòng)或向左做減速運(yùn)動(dòng).答案：(1)M(2)向右或向左做減速運(yùn)動(dòng)【總結(jié)提升】三個(gè)定則與一個(gè)定律1.比較基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律

運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng)安培定則

磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)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(dòng)右手定則閉合回路磁通量變化楞次定律

2.一般解題步驟(1)分析題干條件，找出閉合電路或切割磁感線的導(dǎo)體棒.(2)結(jié)合題中的已知條件和待求量的關(guān)系選擇恰當(dāng)?shù)囊?guī)律.(3)正確地利用所選擇的規(guī)律進(jìn)行分析和判斷.3.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(dòng)而生電(v、B→I)→右手定則.(3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則.【例證】唱卡拉OK用的話筒內(nèi)有傳感器，其中有一種是動(dòng)圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個(gè)輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場(chǎng)中，當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí)，就將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，下列說(shuō)法正確的是()考查內(nèi)容電磁感應(yīng)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用

A.該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的B.該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的C.膜片振動(dòng)時(shí)，穿過(guò)金屬線圈的磁通量不變D.膜片振動(dòng)時(shí)，金屬線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)【規(guī)范解答】選B.動(dòng)圈式話筒的工作原理是：人發(fā)出聲音使膜片帶動(dòng)線圈振動(dòng)，從而使穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，因此該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，故選項(xiàng)B正確.1.(多選)(2012·泰安模擬)一個(gè)金屬薄圓盤水平放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,下列做法中能使圓盤中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.圓盤繞過(guò)圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)B.圓盤以某一水平直徑為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)C.圓盤在磁場(chǎng)中向右勻速平移D.勻強(qiáng)磁場(chǎng)均勻增加【解析】選B、D.圓盤繞過(guò)圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)和在磁場(chǎng)中勻速平移,都不會(huì)使其磁通量發(fā)生變化,故不會(huì)有電磁感應(yīng)現(xiàn)象,A、C錯(cuò)誤;圓盤繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)或磁場(chǎng)均勻增加,都會(huì)使圓盤中的磁通量發(fā)生變化,故有感應(yīng)電流產(chǎn)生,B、D正確.2.如圖所示，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()【解析】選B.A圖中線圈沒(méi)閉合，無(wú)感應(yīng)電流；B圖中磁通量增大，有感應(yīng)電流；C圖中導(dǎo)線在圓環(huán)的正上方，不論電流如何變化，穿過(guò)線圈的磁感線相互抵消，磁通量恒為零，也無(wú)感應(yīng)電流；D圖中的磁通量恒定，無(wú)感應(yīng)電流.故選B.3.(多選)(2012·淮安模擬)如圖所示，“U”形金屬框架固定在水平面上，金屬桿ab與框架間無(wú)摩擦，整個(gè)裝置處于豎直方向的磁場(chǎng)中.若因磁場(chǎng)的變化，使桿ab向右運(yùn)動(dòng)，則磁感應(yīng)強(qiáng)度()A.方向向下并減小B.方向向下并增大C.方向向上并增大D.方向向上并減小【解析】選A、D.因磁場(chǎng)變化,發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象