原創(chuàng)2015年《南方新高考》物理 專題十 第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律配套課件

專題十電磁感應(yīng)考點(diǎn)內(nèi)容要求熱點(diǎn)1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象Ⅰ1.高考對(duì)本專題內(nèi)容考查較多的是感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、方向．2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象與磁場(chǎng)、電路、力學(xué)、能量、動(dòng)量以及熱學(xué)等知識(shí)聯(lián)系的綜合題以及感應(yīng)電流(或感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))的圖象問(wèn)題在近幾年高考中頻繁出現(xiàn)．3.該部分知識(shí)與其他學(xué)科知識(shí)相互滲透也是命題的趨勢(shì)，同時(shí)將該部分知識(shí)同生產(chǎn)、生活實(shí)際、高科技等相結(jié)合，注重考查學(xué)生分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力．4.試題題型全面，選擇題、解答題都可能出現(xiàn)，且解答題難度較大，涉及知識(shí)點(diǎn)多，考查綜合能力，從而增加試題的區(qū)分度.2.磁通量Ⅰ3.法拉第電磁感應(yīng)定律Ⅱ4.楞次定律Ⅱ5.自感、渦流Ⅰ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(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”．只要穿過(guò)閉合電路的磁通量（即:磁感線的條數(shù)）變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。判斷感應(yīng)電流的方向：原磁場(chǎng)的方向→磁通量變化情況判定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向判定感應(yīng)電流的方向。根據(jù)楞次定律（增反減同）根據(jù)右手螺旋定則8、感應(yīng)電荷量的求法：2、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問(wèn)題解題思路

求導(dǎo)體受力的大小和方向

再用力學(xué)知識(shí)求解。（注意：安培力做功即是導(dǎo)體中電流產(chǎn)生的總熱量W安=QP安=P電總）電磁感應(yīng)公式E=BLV（瞬時(shí)、時(shí)刻、位置的速度）求電學(xué)知識(shí)求I的大小

Em＝nBSω（線圈旋轉(zhuǎn)）

E用安培力（Ｆ＝ＢＩＬ）左手定則3、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電學(xué)問(wèn)題解題思路

E

I

再用電學(xué)知識(shí)求解。（注意：安培力做功即是導(dǎo)體中電流產(chǎn)生的總熱量W安=QP安=P電總）電磁感應(yīng)公式E=BLV（瞬時(shí)、時(shí)刻、位置的速度）求求Em＝nBSω（線圈旋轉(zhuǎn)）

畫等效電路特別是最穩(wěn)定狀態(tài)的確定，利用物體的平衡條件求最大速度之類的問(wèn)題。雙導(dǎo)體棒：利用動(dòng)量守恒和能量守恒（即：初態(tài)的機(jī)械能總和與末態(tài)的機(jī)械能總和之差等于產(chǎn)生的電能。Ｅ初＝Ｅ末+Ｑ電）

第1講一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象

1．磁通量：電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律

(1)定義：設(shè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)面積為S且與磁場(chǎng)方向垂直的平面，磁則感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S的________，叫做穿過(guò)這個(gè)平面的磁通量，簡(jiǎn)稱磁通．乘積磁感線條數(shù)BScosθ

(2)意義：穿過(guò)某一面積的____________的多少．

(3)定義式：Φ＝__________，式中Scosθ為面積S在垂直于磁場(chǎng)方向的平面上投影的大小，θ是S所在平面的法線方向與磁場(chǎng)方向的夾角．

(4)磁通量是標(biāo)量，有正負(fù)，其正負(fù)表示與規(guī)定的正方向是相同還是相反．若磁感線沿相反方向穿過(guò)同一平面，且正向磁感線條數(shù)為Φ1，反向磁感線條數(shù)為Φ2，則總磁通量Φ＝Φ1－Φ2. (5)單位：韋伯，符號(hào)是Wb.1Wb＝1T·m2.2．電磁感應(yīng)：電磁感應(yīng)感應(yīng)電流磁通量

(1)定義：只要穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就有電流產(chǎn)生，這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做________，產(chǎn)生的電流叫做__________. (2)條件：閉合回路中的__________發(fā)生變化．

3．引起磁通量Φ變化的常見(jiàn)情況：

(1)電路中部分導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng)或回路面積S變化導(dǎo)致Φ變化．

(2)回路中磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化導(dǎo)致Φ變化．

(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S的夾角發(fā)生變化導(dǎo)致Φ變化．【自我檢測(cè)】

1．(茂名2013屆一模)如圖10-1-1所示，繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動(dòng)變阻器和電鍵組成閉合回路，在鐵芯的右端套有一個(gè)表面絕緣的銅環(huán)A，下列各種情況中，銅環(huán)A中沒(méi)有感應(yīng)電流的是()圖10-1-1

A．線圈中通以恒定的電流

B．通電時(shí)，使變阻器的滑片P做勻速移動(dòng)

C．通電時(shí)，使變阻器的滑片P做加速移動(dòng)

D．將電鍵突然斷開的瞬間

答案：A二、楞次定律和右手定則1．楞次定律：感應(yīng)電流感應(yīng)電流

(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起____________的磁通量的變化．

(2)適用情況：所有電磁感應(yīng)現(xiàn)象．

2．右手定則：

(1)內(nèi)容：伸開右手，讓大拇指與四指垂直，并與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿過(guò)掌心，大拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向，其余四指所指方向即為______________的方向．

(2)適用情況：導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．3．楞次定律的另一種表述：感應(yīng)電流總是阻礙產(chǎn)生它的那個(gè)原因，表現(xiàn)形式有三種：(1)阻礙原磁通量的變化．(2)阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)．(3)阻礙原電流的變化(自感)．【自我檢測(cè)】

2．如圖10-1-2所示，同一平面內(nèi)的三條平行導(dǎo)線串有兩個(gè)電阻R和r，導(dǎo)體棒PQ與三條導(dǎo)線接觸良好．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里．導(dǎo)體棒的電阻可忽略．當(dāng)導(dǎo)體棒向左滑動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()圖10-1-2

A．流過(guò)R的電流由d到c，流過(guò)r的電流由b到a

B．流過(guò)R的電流由c到d，流過(guò)r的電流由b到a

C．流過(guò)R的電流由d到c，流過(guò)r的電流由a到b

D．流過(guò)R的電流由c到d，流過(guò)r的電流由a到b

答案：B》》》考點(diǎn)1磁通量的理解與計(jì)算⊙重點(diǎn)歸納

1．Φ＝B·S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方向上分量的乘積；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10-1-3所示．圖10-1-32．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(wú)關(guān)，因?yàn)椴徽摼€圈匝數(shù)多少，穿過(guò)線圈的磁感線條數(shù)相同，而磁感線條數(shù)表示磁通量的大?。?．合磁通量求法：

若某個(gè)平面內(nèi)有不同方向和強(qiáng)弱的磁場(chǎng)共同存在，當(dāng)計(jì)算穿過(guò)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．⊙典例剖析

例1：如圖

10-1-4所示，邊長(zhǎng)為100cm的正方形閉合線圈置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈ab、cd兩邊中點(diǎn)連線OO′的左右兩側(cè)分別存在方向相同、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小各為B1＝0.6T，B2＝0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若從上往下看，線圈逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)37°時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量改變了多少？線圈從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量改變了多少？圖10-1-4思維點(diǎn)撥：根據(jù)磁通量的定義，分別求出轉(zhuǎn)動(dòng)前后通過(guò)線圈abcd的磁通量，再求出磁通量的改變量．【觸類旁通】

1．(雙選)如圖10-1-5所示，A為通電線圈，電流方向如圖所示，B、C為與A在同一平面內(nèi)的兩同心圓，ΦB、ΦC

分別為)通過(guò)兩圓面的磁通量的大小，下述判斷中正確的是( A．穿過(guò)兩圓面的磁通量垂直紙面向外

B．穿過(guò)兩圓面的磁通量垂直紙面向里圖10-1-5C．ΦB>ΦCD．ΦB<ΦC答案：AC》》》考點(diǎn)2楞次定律感應(yīng)電流方向的判定⊙重點(diǎn)歸納

1．楞次定律：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．

(1)“阻礙”不是“阻止”，只是延緩了原磁通量的變化，電路中的磁通量還是在變化的．實(shí)質(zhì)上，楞次定律中的“阻礙”指的是“感應(yīng)電流反抗著產(chǎn)生感應(yīng)電流的那個(gè)原因”．(2)推廣：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(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”．物理規(guī)律楞次定律右手定則研究對(duì)象整個(gè)閉合回路閉合電路中切割磁感線運(yùn)動(dòng)的部分導(dǎo)體適用范圍適用于由磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況適用于一段導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，右手定則是楞次定律的特殊情況2．感應(yīng)電流方向的判斷：利用楞次定律或右手定則，它們的特點(diǎn)如下.3.楞次定律的使用步驟：(1)確定原磁場(chǎng)的方向；(2)判斷穿過(guò)(閉合)電路的磁通量的變化情況；(3)根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向；

(4)用安培定則來(lái)確定感應(yīng)電流(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))的方向．

4．利用右手定則判斷閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向，有以下幾種常見(jiàn)情況：(1)導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線；(2)導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線；(3)導(dǎo)體不動(dòng)，磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，等效為磁場(chǎng)不動(dòng)，導(dǎo)體反方向切割磁感線．⊙典例剖析 例2：如圖10-1-6所示，一個(gè)閉合的輕質(zhì)圓環(huán)穿在一根光滑的水平絕緣桿上，當(dāng)條形磁鐵的N極自右往左向圓環(huán)中插)圖10-1-6去時(shí)，圓環(huán)將如何運(yùn)動(dòng)( A．向左運(yùn)動(dòng)

B．向右運(yùn)動(dòng)

C．先向左，再向右

D．先向右，再向左

思維點(diǎn)撥：對(duì)電磁感應(yīng)中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，楞次定律的“阻礙”的本質(zhì)是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即“來(lái)拒去留”，由此可以大大簡(jiǎn)化問(wèn)題的分析過(guò)程．另外，圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng)的速度一定比磁鐵的運(yùn)動(dòng)速度小，雖有阻礙，但磁通量仍然在增加．解析：方法一根據(jù)楞次定律的最原始表述，原磁場(chǎng)穿過(guò)圓環(huán)的磁感線方向向左，磁鐵向左運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量增加，所以感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，根據(jù)右手螺旋定則，感應(yīng)電流的方向在圓環(huán)前半圈向下．此環(huán)形電流的磁場(chǎng)與條形磁鐵相互排斥，所以圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng)．方法二根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)中的楞次定律，原磁場(chǎng)與圓環(huán)之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)，結(jié)果相互間形成的是排斥力．所以當(dāng)原磁場(chǎng)相對(duì)圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，圓環(huán)在排斥力的作用下，必定要向左運(yùn)動(dòng)．

答案：A

備考策略：如果問(wèn)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(wèn)題的過(guò)程簡(jiǎn)化．如果問(wèn)題涉及到感應(yīng)電流的方向，若導(dǎo)體不動(dòng)，回路中磁通量變化，應(yīng)該用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向；若是回路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，用右手定則判斷較為簡(jiǎn)單．【觸類旁通】

2．(2013年汕頭期末)如圖10-1-7，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路．若)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)，下列表述正確的是( A．線圈a中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流

B．穿過(guò)線圈a的磁通量變小C．線圈a有擴(kuò)張的趨勢(shì)圖10-1-7D．線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN

將增大答案：D三個(gè)定則應(yīng)用對(duì)象使用方法安培定則電流與其產(chǎn)生的磁場(chǎng)右手握住導(dǎo)線或螺線管左手定則判斷安培力、洛倫茲力的方向左手四手指指向電流方向或正電荷運(yùn)動(dòng)的方向右手定則導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流右手拇指指向?qū)w切割磁感線的運(yùn)動(dòng)方向》》》考點(diǎn)3右手定則、左手定則和安培定則⊙重點(diǎn)歸納

1．三個(gè)定則的區(qū)別：2.相互聯(lián)系：(1)電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)電流的磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，也會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象．(2)感應(yīng)電流在原磁場(chǎng)中也要受安培力，這是確定感應(yīng)電流阻礙“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”的依據(jù)．(3)有些綜合問(wèn)題中，有時(shí)要同時(shí)應(yīng)用三個(gè)定則．⊙典例剖析 例3：(雙選)如圖10-1-8所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN.當(dāng)PQ在外力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN在磁場(chǎng)力作用下向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是()圖10-1-8A．向右加速運(yùn)動(dòng)B．向左加速運(yùn)動(dòng)C．向右減速運(yùn)動(dòng)D．向左減速運(yùn)動(dòng)

思維點(diǎn)撥：此題可用倒推法，即假設(shè)選項(xiàng)的條件，然后得出現(xiàn)象，看它是否與題中描述的現(xiàn)象相同，若相同，則正確，若不同，則不對(duì)．也可通過(guò)判斷L1

的感生磁場(chǎng)方向(向上)，進(jìn)而判斷要產(chǎn)生這樣的感生磁場(chǎng)，L2

的磁場(chǎng)應(yīng)如何變化(向上減小或向下增加，即增反減同)，由此可確定L2

中的電流方向和大小變化情況，進(jìn)而確定PQ的運(yùn)動(dòng)情況．

解析：由右手定則，若PQ向右加速運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)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(dòng)，故A錯(cuò)；若PQ向左加速運(yùn)動(dòng)，情況正好和A相反，故B對(duì)；若PQ向右減速運(yùn)動(dòng)，由右手定則，穿過(guò)L1

的磁通量向上且減小，由楞次定律和左手定則可判斷MN向右運(yùn)動(dòng)，故C對(duì)；若PQ向左減速運(yùn)動(dòng)，情況恰好和C相反，故D錯(cuò)．答案：BC備考策略：三個(gè)定則容易相混，特別是左、右手易錯(cuò)，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安)→右手定則；(3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則．【觸類旁通】

3．(雙選)如圖10-1-9所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置有平行銅導(dǎo)軌，它與大線圈M相連．要使小線圈N獲得順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，則放在導(dǎo)軌上的裸金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)情況是(兩線圈共面)(圖10-1-9

)A．向右勻速運(yùn)動(dòng)B．向左加速運(yùn)動(dòng)C．向右加速運(yùn)動(dòng)D．向右減速運(yùn)動(dòng)答案：BD》》》易錯(cuò)點(diǎn)忽略磁通量的正負(fù)號(hào)導(dǎo)致錯(cuò)誤

例4：如圖

10-1-10所示，通有恒定電流的導(dǎo)線與閉合金屬框abcd共面，第一次將金屬框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次將金屬框由位置Ⅰ繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置Ⅱ，設(shè)先后兩次通過(guò)金)圖10-1-10屬框的磁通量變化分別為ΔΦ1

和ΔΦ2，則( A．ΔΦ1＜ΔΦ2

B．ΔΦ1＞ΔΦ2

C．ΔΦ1＝ΔΦ2