2013高考物理 电磁感应现象 楞次定律基础知识自学课件

考点1电磁感应现象,电磁感应现象楞次定律,1.磁通量=BS，是指充满磁感线且与磁感线垂直的有效面积，不一定是线圈面积。2.磁通量是否发生变化，是判定电磁感应现象的惟一依据，而引起磁通量变化的途径有多种。3.无论回路是否闭合，只要穿过回路平面的磁通量发生变化，线路中就产生感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。,典例一,感应电流产生的条件,【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,【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。,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。,如图所示，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),ABC,考点2楞次定律,1.对楞次定律的理解,2.楞次定律的使用步骤,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”。,4.应用楞次定律判断感应电流方向的步骤(1)确定原磁场的方向；(2)明确回路中磁通量变化情况；(3)应用楞次定律的“增反减同”，确立感应电流磁场的方向；(4)应用安培定则，确立感应电流的方向。,(1)若导体不动，回路中磁通量变化，应该用楞次定律判断感应电流方向而不能用右手定则。(2)若是回路中一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流，用右手定则判断较为简单，用楞次定律进行判断也可以，但较为麻烦。,(2)应用区别关键是抓住因果关系：因电而生磁(IB)安培定则；因动而生电(v、BI)右手定则；因电而受力(I、BF安)左手定则。,(1)比较,5.安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的比较,(3)相互联系应用楞次定律，必然要用到安培定则；感应电流受到的安培力，有时可以先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力的方向，有时可以直接应用楞次定律的推论确定。,【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。,【例2】如图所示，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.abcdaB.dcbadC.先是dcbad，后是abcdaD.先是abcda，后是dcbad,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。,B,典例二,感应电流方向的判断,电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是()A.从a到b，上极板带正电B.从a到b，下极板带正电C.从b到a，上极板带正电D.从b到a，上极板带正电,D,【例3】如图所示，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gD.磁铁的加速度小于g,楞次定律的推广应用,AD,典例三,【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所示，故p、q相互靠拢。将闭合电路的磁场等效成如图所示条形磁铁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。,(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