【优化探究】高考物理一轮复习 第9章第1单元随堂课件

第九章电磁感应一、磁通量1．计算(1)公式：

.(2)适用条件：①

磁场；②S是垂直磁场并在磁场中的有效面积．2．单位：韦伯(Wb)，1Wb＝1T·m2.3．磁通量正负的规定(1)任何一个面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿入时磁通量为正，则磁感线从反面穿入时磁通量为负．(2)穿过某一面积的磁通量一般指合磁通量．[温馨提示]

(1)穿过一个线圈平面的磁通量与线圈匝数无关．(2)若磁场中某一面积S与磁场方向的夹角为θ，则穿过这一面积的磁通量为Φ＝BSsinθ.Φ＝BS匀强二、电磁感应现象1．产生感应电流的条件穿过闭合电路的

发生变化．2．产生感应电动势的条件(1)无论电路是否闭合，只要穿过线圈平面的

发生变化，线路中就有

，产生

的那部分导体就相当于电源．(2)电磁感应现象的实质产生感应电动势．如果电路闭合，就有感应电流．如果电路不闭合，就只有感应电动势而无感应电流．磁通量感应电动势感应电动势磁通量三、楞次定律和右手定则1．楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总是要

引起感应电流的

的变化．(2)适用情况：所有电磁感应现象．2．右手定则(1)内容：伸开右手，让大拇指跟其余四指

，并且都跟手掌在同一

，让磁感线垂直穿入掌心，大拇指指向

的方向，其余四指所指的方向，就是感应电流的方向．(2)适用情况：

产生感应电流．磁通量阻碍垂直平面内导体运动导体切割磁感线楞次定律的理解和应用1．楞次定律中“阻碍”的含义2．楞次定律的使用步骤对楞次定律中“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”；(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”；(4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”．3．楞次定律的推广4．楞次定律与右手定则的比较[重点提示]如果问题不涉及感应电流的方向，则用楞次定律的推广含义进行研究，可以使分析问题的过程简化．如图所示，光滑固定的金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时()A．P、Q将相互靠拢B．P、Q将相互远离C．磁铁的加速度仍为gD．磁铁的加速度小于g[思路点拨]

可以用楞次定律确定P、Q中的感应电流方向．再根据左手定则确定感应电流受到的安培力来确定P、Q运动方向，根据感应电流的磁场的“阻碍”作用确定磁铁的加速度．还可以根据楞次定律的一些结论直接解答．[听课记录]方法一设磁铁下端为N极，如图所示，根据楞次定律可判断出P、Q中的感应电流方向，根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向．可见，PQ将互相靠拢．由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于g.当磁铁下端为S极时，根据类似的分析可得到相同的结果，所以，本题应选A、D.方法二根据楞次定律的另一表述——感应电流的效果，总要反抗产生感应电流的原因，本题中“原因”是回路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近，所以，P、Q将互相靠近且磁铁的加速度小于g，应选A、D.[答案]

AD如图图，，粗粗糙糙水水平平桌桌面面上上有有一一质质量量为为m的铜铜质质矩矩形形线线圈圈．．当当一一竖竖直直放放置置的的条条形磁磁铁铁从从线线圈圈中中线线AB正上上方方等等高高快速速经经过过时时，，若若线线圈圈始始终终不不动动，，则则关关于线线圈圈受受到到的的支支持持力力FN及在在水水平平方向向运运动动趋趋势势的的正正确确判判断断是是()A．．FN先小小于于mg后大大于于mg，运运动动趋趋势势向向左左B．．FN先大大于于mg后小小于于mg，运运动动趋趋势势向向左左C．．FN先小小于于mg后大大于于mg，运运动动趋趋势势向向右右D．．FN先大大于于mg后小小于于mg，运运动动趋趋势势向向右右解析析：：条形形磁磁铁铁从从线线圈圈正正上上方方等等高高快快速速经经过过时时，，通通过过线线圈圈的的磁磁通通量量先先增增加加后后又又减减小小．．当当通通过过线线圈圈磁磁通通量量增增加加时时，，为为阻阻碍碍其其增增加加，，在在竖竖直直方方向向上上线线圈圈有有向向下下运运动动的的趋趋势势，，所所以以线线圈圈受受到到的的支支持持力力大大于于其其重重力力，，在在水水平平方方向向上上有有向向右右运运动动的的趋趋势势，，当当通通过过线线圈圈的的磁磁通通量量减减小小时时，，为为阻阻碍碍其其减减小小，，在在竖竖直直方方向向上上线线圈圈有有向向上上运运动动的的趋趋势势，，所所以以线线圈圈受受到到的的支支持持力力小小于于其其重重力力，，在在水水平平方方向向上上有有向向右右运运动动的的趋趋势势．．综综上上所所述述，，线线圈圈所所受受到到的的支支持持力力先先大大于于重重力力后后小小于于重重力力，，运运动动趋趋势势总总是是向向右右．．答案案：：D感应应电电流流方方向向的的判判定定1．．利利用用右右手手定定则则判判断断闭闭合合电电路路的的一一部部分分导导体体做做切切割割磁磁感感线线运运动动时时产产生生的的感感应应电电流流方方向向．．常见见的的几几种种切切割割情情况况：：(1)导导体体平平动动切切割割磁磁感感线线；；(2)导导体体转转动动切切割割磁磁感感线线；；(3)导体体不动动，磁磁场运运动，，等效效为磁磁场不不动，，导体体反方方向切切割磁磁感线线．2．应用楞楞次定定律判判断感感应电电流方方向的的步骤骤(1)确定定原磁磁场的的方向向；(2)明确确回路路中磁磁通量量变化化情况况；(3)应用用楞次次定律律的“增反减减同”，确立立感应应电流流磁场场的方方向；；(4)应用用安培培定则则，确确立感感应电电流的的方向向．3．楞楞次定定律和和右手手定则则的关关系(1)从研研究对对象上上说，，楞次次定律律研究究的是是整个个闭合合回路路，右右手定定则研研究的的是闭闭合电电路的的一部部分导导体，，即一一段导导体做做切割割磁感感线运运动．．(2)从适适用范范围上上说，，楞次次定律律可应应用于于磁通通量变变化引引起感感应电电流的的各种种情况况(包包括一一部分分导体体切割割磁感感线运运动的的情况况)，，右手手定则则只适适用于于一段段导体体在磁磁场中中做切切割磁磁感线线运动动的情情况．．因此此，右右手定定则是是楞次次定律律的一一种特特殊情情况．．[重点点提示示](1)若导导体不不动，，回路路中磁磁通量量变化化，应应该用用楞次次定律律判断断感应应电流流方向向而不不能用用右手手定则则．(2)若是是回路路中一一部分分导体体做切切割磁磁感线线运动动产生生感应应电流流，用用右手手定则则判断断较为为简单单，用用楞次次定律律进行行判定定也可可以，，但较较为麻麻烦．．MN、GH为光滑滑的水水平平平行金金属导导轨，，ab、cd为跨在在导轨轨上的的两根根金属属杆，，匀强强磁场场垂直穿穿过MN、GH所在的的平面面，如如图中中所示示，则则()A．若若固定定ab，使cd向右滑滑动，，则abcd回路有有电流流，电电流方方向由由a到b到d到cB．若若ab、cd以相同同的速速度一一起向向右滑滑动，，则abcd回路有有电流流，电电流方方向由由c到d到b到aC．若若ab向左、、cd向右同同时运运动，，则abcd回路电电流为为零D．若若ab、cd都向右右运动动，且且两棒棒速度度vcd＞vab，则abcd回路有有电流流，电电流方方向由由c到d到b到a[思路路点拨拨]判断一一个回回路中中是否否有感感应电电流，，关键键是看看穿过过回路路的磁磁通量量是否否有变变化．．[听课课记录录]由右手手定则则可判判断出出A应应产生生顺时时针的的电流流，故故A错错．若ab、cd同向且且速度度大小小相同同，ab、cd所围的的线圈圈面积积不变变，磁磁通量量不变变，故故不产产生感感应电电流，，故B错．．若ab向左，，cd向右，，则abcd中有顺顺时针针电流流，故故C错错．若ab、cd向右运运动，，但vcd＞vab，则abcd所围面面积发发生变变化，，磁通通量也也发生生变化化，故故由楞楞次定定律可可判断断出产产生由由c到d的电流流，故故D正正确．．[答案案]D2．(2009年高高考浙浙江卷卷)如图所所示，，在磁感感应强强度大大小为为B、方向向竖直直向上上的匀强磁磁场中中，有有一质质量为为m、阻值值为R的闭合矩矩形金金属线线框abcd用绝缘缘轻质质细杆杆悬挂在O点，并并可绕绕O点摆动动．金金属线线框从从右侧侧某一一位置置由静静止开开始释释放，，在摆摆动到到左侧侧最高高点的的过程程中，，细杆杆和金金属线线框平平面始始终处处于同同一平平面，，且垂垂直纸纸面．．则线线框中中感应应电流流的方方向是是()A．a→b→c→d→aB．d→c→b→a→dC．先先是d→c→b→a→d，后是是a→b→c→d→aD．先先是a→b→c→d→a，后是是d→c→b→a→d解析：：由楞次次定律律，一一开始始磁通通量减减小，，后来来磁通通量增增大，，由“增反”“减同”可知电电流方方向是是d→c→b→a→d.答案：：B右手定定则、、左手手定则则和安安培定定则的区别别和应应用1．三三个定定则的的区别别2.相相互联联系(1)电流流可以以产生生磁场场，当当电流流的磁磁场发发生变变化时时，也也会发发生电电磁感感应现现象．．(2)感应应电流流在原原磁场场中也也要受受安培培力，，这是是确定定感应应电流流阻碍碍“相对运运动”的依据据．(3)有些些综合合问题题中，，有时时要同同时应应用三三个定定则．．[重点点提示示]三个定定则容容易相相混，，特别别是左左、右右手易易错，，关键键是抓抓住因因果关关系：：(1)因电电而生生磁(I→B)→安培定定则；；(2)因动动而生生电(v、B→I安)→右手定定则；；(3)因电电而受受力(I、B→F安)→左手定定则．．如图所示示，两两个线线圈套在同同一个个铁芯芯上，，线圈圈的绕绕向如如图．左左线圈圈连着着平行行导轨轨M和N，导轨电电阻不不计，，在导导轨垂垂直方方向上上放着着金属属棒ab，金属属棒处处于垂垂直纸纸面向向外的的匀强强磁场场中，，下列列说法法中正正确的的是()A．当当金属属棒向向右匀匀速运运动时时，a点电势势高于于b点，c点电势势高于于d点B．当当金属属棒向向右匀匀速运运动时时，b点电势势高于于a点，c点与d点等电电势C．当当金属属棒向向右加加速运运动时时，b点电势势高于于a点，c点电势势高于于d点D．当当金属属棒向向右加加速运运动时时，b点电势势高于于a点，d点电势势高于于c点[思路路点拨拨]解答本本题应应把握握以下下三点点：(1)用右右手定定则判判定电电流方方向，，确定定a、b两点电电势高高低．．(2)用安安培定定则确确定两两线圈圈磁场场方向向．(3)根据据右侧侧线圈圈中磁磁场变变化情情况判判定感感应电电流方方向．．[听课课记录录]当金属属棒向向右匀匀速运运动而而切割割磁感感线时时，金金属棒棒产生生恒定定感应应电动动势，，由右右手定定则判判断电电流方方向由由a→b.根据据电流流从电电源(ab相当于于电源源)正正极流流出沿沿外电电路回回到电电源负负极的的特点点，可可以判判断b点电势势高于于a点．又又左线线圈中中的感感应电电动势势恒定定，则则感应应电流流也恒恒定，，所以以穿过过右线线圈的的磁通通量保保持不不变，，不产产生感感应电电流．．当ab向右做做加速速运动动时，，由右右手定定则可可推断断φb＞φa，电流流沿逆逆时针针方向向．又又由E＝Blv可知ab导体两两端的的E不断增增大，，那么么左边边电路路中的的感应应电流流也不不断增增大，，由安安培定定则可可判断断它在在铁芯芯中的的磁感感线方方向是是沿逆逆时针针方向向的，，并且且磁感感应强强度不不断增增强，，所以以右边边电路路的线线圈中中的向向上的的磁通通量不不断增增加．．由楞楞次定定律可可判断断右边边电路路的感感应电电流方方向应应沿逆逆时针针，而而在右右线圈圈组成成的电电路中中，感感应电电动势势仅产产生在在绕在在铁芯芯上的的那部部分线线圈上上．把把这个个线圈圈看做做电源源，由由于电电流是是从c沿内电路路(即右右线圈)流向d，所以d点电势高高于c点．故B、D正正确．[答案]BD3．如图图所示，，3．如图图所示，，水平放置置的两条条光滑轨轨道上有有可自由由移动的的金属棒棒PQ、MN，当PQ在外力的的作用下下运动时时，MN在磁场力力的作用用下向右右运动，，则PQ所做的运运动可能能是()A．向右右加速运运动B．向左左加速运运动C．向右右减速运运动D．向左左减速运运动解析：当PQ向右运动动时，用用右手定定则可判判定PQ中感应电电流的方方向是由由Q→P，由安培培定则可可知穿过过L1的磁场场方向是是自下而而上的；；若PQ向右加速速运动，，则穿过过L1的磁通通量增加加，用楞楞次定律律可以判判断流过过MN的感应电电流是从从N→M的，用左左手定则则可判定定MN受到向左左的安培培力，将将向左运运动，可可见选项项A不正正确；若若PQ向右减速速运动，，流过MN的感应电电流方向向、感应应电流答案：BC1．(2011年韶韶关模拟拟)如图是验验证楞决决定律实实验的示示意图，，竖直放放置的线线圈固定定不动，，将磁铁铁从线圈圈上方插插入或拔拔出，线线圈和电电流表构构成的闭闭合回路路中就会会产生感感应电流流，各图图中分别别标出了了磁铁的的极性、、磁铁相相对线圈圈的运动动方向以以及线圈圈中产生生的感应应电流的的方向等等情况，，其中表表示正确确的是()解析：先根据楞楞次定律律判断线线圈的N极和S极．A上端为为N极，，B上端端为N极极，C上上端为S极，D上端为为S极，，再根据据安培定定则确定定感应电电流的方方向，A、B错错误，C、D正正确．答案：CD2．如图图所示，，小圆圈圈表示处处于匀强强磁场中中的闭合合电路一一部分导导线的横横截面，，速度v在纸面内内．关于于感应电电流的有有无及方方向的判判断正确确的是()A．甲图图中有感感应电流流，方向向向里B．乙图图中有感感应电流流，方向向向外C．丙图图中无感感应电流流D．丁图图中a、b、c、d四位置上上均无感感应电流流解析：甲图中导导线切割割磁感线线，根据据右手定定则，可可知电流流方向向向里，A正确；；乙、丙丙图中导导线不切切割磁感感线，无无电流，，B错误误，C正正确；丁丁图中导导线在b、d位置切割割磁感线线，有感感应电流流，在a、c位置速度度与磁感感线方向向平行，，不切割割磁感线线，无电电流，D错误．．答案：AC3.3.如图图所示，，光滑导导电圆环环轨道竖竖直固定定在匀强强磁场中中，磁场场方向与与轨道所所在平面面垂直，，导体棒棒ab的两端可可始终不不离开轨轨道无摩摩擦地滑滑动，当当ab由图示位位置释放放，直到到滑到右右侧虚线线位置的的过程中中，关于于ab棒中的感感应电流流情况，，正确的的是()A．先有有从a到b的电流，，后有从从b到a的电流B．先有有从b到a的电流，，后有从从a到b的电流C．始终终有从b到a的电流D．始终终没有电电流产生生解析：ab与被其分分割开的的每个圆圆环构成成的回路路，在ab棒运动过过程中，，磁通量量都保持持不变，，无感应应电流产产生．答案：D4．在条条形磁铁铁的中央央位置的的正上方方水平固固定一铜铜质圆环环如图所所示，以以下判断断中正确确的是()A．释放放圆环，，环下落落时环的的机械能能守恒B．释放放圆环，，环下落落时磁铁铁对桌面面的压力力比磁铁铁受的重重力大C．给磁磁铁水平平向右的的初速度度，磁铁铁滑出时时做减速速运动D．给磁磁铁水平平向右的的初速度度，圆环环产生向向左的运运动趋势势解析：由条形磁磁铁磁场场分布特特点可知知，穿过过其中央央位置正正上方的的圆环的的合磁通通量为零零，所以以在环下下落的过过程中，，磁通量量不变，，没有感感应电流流，只受受重力，，则环下下落时机机械能守守恒，A对，B错；给给磁铁水水平向右右的初速速度，由由楞次定定律可知知，圆环环的运动动总是阻阻碍自身身磁通量量的变化化，所以以要受到到