电磁感应现象楞次定律.ppt

主题题内容要求说说明 电电磁 感应应 电电磁感应现应现 象 磁通量 法拉第电电磁感应应定律 楞次定律 自感、涡涡流 本章的重点是感应电动势大小计算和感应电流方向的判断。在复习中,应深刻 理解法拉第电磁感应定律、楞次定律的内涵及外延，注意训练和掌握综合性题目 的分析思路和方法，还要侧重与实际生活、生产科技相结合的实际应用问题，全 面提高学生分析解决综合性问题和实际应用问题的能力。 本章内容属高中物理的重点内容，从近几年的高考可以看出，对本章知识的考 查有所加强，每年的高考题都有，主要是： 1.感应电流的产生和感应电流方向的判断，出题以选择题为主。 2.导体切割磁感线产生感应电动势的计算。此类问题常结合力学、电学知识， 解决与电量、电热相关的问题。 3.法拉第电磁感应定律的应用是高考热点，常以综合性大题出现。并结合电路 、力学、能量转化与守恒等知识。 4.对电磁感应图象问题的考查主要以选择题为主，是常考知识点。 1.对楞次定律的理解 谁在阻碍“感应电流的磁场”在阻碍阻碍什么阻碍的是“引起感应电流的磁场的磁通量的变化”，不是阻 碍引起感应电流的磁通量如何阻碍磁通量增加时，阻碍其增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反； 磁通量减少时，阻碍其减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向一致，可简单记为“增反减同”是否阻止“阻 碍”不是“阻止”，只是延缓了磁通量的变化，但这种变化仍继续进行，最终结果不受影响. 要点一 楞次定律 图9-1-1 图9-1-2 3.楞次定律的推广 对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因： (1)阻碍原磁通量的变化“增反减同”； (2)阻碍相对运动“来拒去留”； 例如，如图9-1-1所示，若条形磁铁向闭合导线圈“前进”，则闭合导线 圈“退却”；若条形磁铁远离闭合导线圈“逃跑”，则闭合导线圈“追赶”。 (3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”； 例如，如图9-1-2所示，当导线B中的电流减小时，穿过闭合金属圆环A的磁 通量减小，这时A环有扩张的趋势。 (4)阻碍原电流的变化(自感现象)“增反减同”。 2.楞次定律的使用步骤 2.应用区别 关键是抓住因果关系： (1)因电而生磁(IB)安培定则； (2)因动而生电(v、BI)右手定则； (3)因电而受力(I、BF安)左手定则。 要点二 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应用 名师支招： 判断感应电流方向的右手定则是楞次定律的特例，在导体切割磁感线运动的 情况下，用右手定则比用楞次定律更方便。 基本现现象应应用的定则则或定律 运动电动电 荷、电电流产产生磁场场安培定则则 磁场对场对 运动电动电 荷、电电流有作用力左手定则则 电电磁 感应应 部分导导体做切割磁感线线运动动右手定则则 闭闭合回路磁通量变变化楞次定律 1.应用现象 【例1】法拉第通过精心设计的一系列试验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学 科“电学”与“磁学”联系起来。在下面几个典型的实验设计思想中，所作的推论后来被实验 否定的是( ) A.既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线 上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流 B.既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中 感应出电流 C.既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的 导体中感应出电动势 D.既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可在近 旁的线圈中感应出电流 热点一 感应电流的产生条件 【名师支招】电路闭合，且穿过闭合电路的磁通量发生变化，是产生感应电流 的条件。 【解析】对A选项，静止的导线上的稳恒电流附近产生稳定的磁场，通过旁 边静止的线圈不会产生感应电流，A被否定；稳恒电流周围的稳定磁场是非匀强 磁场，运动的线圈可能会产生感应电流，B符合事实；静止的磁铁周围存在稳定 的磁场，旁边运动的导体棒会产生感应电动势，C符合；运动的导线上的稳恒电 流周围产生运动的磁场，即周围磁场变化，在旁边的线圈中产生感应电流，D符 合。 A 1 如图9-1-3所示，开始时矩形线框与匀强磁 场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁 场外。若要使线框中产生感应电流，下列办 法中可行的是( ) A.将线框向左拉出磁场 B.以ab边为轴转动(小于90) C.以ad边为轴转动(小于60) D.以bc边为轴转动(小于60) A B C 图9-1-3 【例2】2009年高考浙江理综卷如图9-1-4所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀 强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点， 并可绕O点摆动。金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中， 细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是( ) A.abcda B.dcbad C.先是dcbad，后是abcda D.先是abcda，后是dcbad 热点二 感应电流方向的判断楞次定律的应用 【名师支招】(1)楞次定律是判断感应电流方向的基本方法。 (2)应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤： 确定研究对象,即明确要判断的是哪个闭合电路中产生的感应电流。 确定研究对象所处的磁场的方向及其分布情况。 确定穿过闭合电路的磁通量的变化情况。 根据楞次定律，判断闭合电路中感应电流的磁场方向。 根据安培定则(即右手螺旋定则)判断感应电流的方向。 【解析】本题考查楞次定律，解题时应分清磁场方向及磁通量的变 化情况，还应明确线圈的放置方法，考查学生的理解能力和推理能力。 由楞次定律可知，在线圈从右侧摆动到O点正下方的过程中，向上的磁通量在减小，故感应 电流的方向沿adcba，线框从O点正下方向左侧摆动的过程，电流方向沿 adcba，故选B。 B 图9-1-4 2 如图9-1-5所示，同一平面内的三条平行导线串有两 个电阻R和r,导体棒PQ与三条导线接触良好，匀强磁 场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略。当 导体棒向左滑动时，下列说法正确的是( ) A.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到a B.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a C.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到b D.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b B 图9-1-5 【例3】如图9-1-6所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路， 当一条形磁铁从高处下落靠近回路时( ) A.p、q将互相靠拢 B.p、q将互相远离 C.磁铁的加速度仍为g D.磁铁的加速度小于g 【名师支招】(1)解法一，有理有据，丝丝入扣，但较繁琐；解法二直接从“阻碍”的效果着手分析，简捷 明快，入木三分，但分析难度大。 (2)感应电流的产生，总是阻碍引起产生感应电流的原因，若感应电流是由于闭合电路与磁场的相对运动 产生的，回路因产生感应电流而受到的安培力必然阻碍这种相对运动。 (3)感应电流产生的过程，同时也是其他形式的能转化为电能的过程，在电磁感应现象中，能量是守恒的 。 【解析】在磁铁下落过程中，p、q是相互靠拢，还是相互远离， 取决于p、q中的感应电流所受到的磁铁的作用力方向，而磁铁的加 速度是否大于g，则取决于闭合回路对磁铁的作用力的方向。 解法一：先判断感应电流方向，再判断安培力方向。在磁铁下 落过程中，穿过 闭合回路的磁通量向下，并且不断增大，根据楞次定律可判知， 回路中感应电流的 磁场应向上，其中感应电流沿逆时针方向。据左手定则可判知，磁铁对p、q棒的安培力方向如图9-1-7所示，故p、q 相互靠拢。 将闭合电路的磁场等效成如图9-1-8所示条形磁铁S，由此可知，磁铁下落时，闭合电路对磁铁产生向上的排斥力 ，故磁铁加速下落的加速度ag。 可见本题正确选项为A、D。 解法二：应用楞次定律的推广含义判断。 磁铁下落时，闭合电路中产生感应电流，由楞次定律的推广含义知，感应电流的产生必然阻碍导致产生感应电流的原 因磁铁下落，故而磁铁下落时，必然受到向上的排斥力。磁铁下落的加速度ag，故D选项正确；另一方面，磁铁下 落时，穿过闭合电路的磁通量增大，若p、q两导体棒相互远离，这会加剧磁通量的增大，这与楞次定律的含义感应电 流阻碍磁通量的变化矛盾，故p、q棒应相互靠近，即A选项正确。 图9-1-7图9-1-8 图9-1-6 热点三 楞次定律的推广含义 A D 3 如图9-1-9所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑 ，但用不同