原创2015年《南方新高考》物理 专题十 第1讲 电磁感应现象 楞次定律配套课件

专题十电磁感应考点内容要求热点1.电磁感应现象Ⅰ1.高考对本专题内容考查较多的是感应电流的产生条件、方向．2.电磁感应现象与磁场、电路、力学、能量、动量以及热学等知识联系的综合题以及感应电流(或感应电动势)的图象问题在近几年高考中频繁出现．3.该部分知识与其他学科知识相互渗透也是命题的趋势，同时将该部分知识同生产、生活实际、高科技等相结合，注重考查学生分析、解决实际问题的能力．4.试题题型全面，选择题、解答题都可能出现，且解答题难度较大，涉及知识点多，考查综合能力，从而增加试题的区分度.2.磁通量Ⅰ3.法拉第电磁感应定律Ⅱ4.楞次定律Ⅱ5.自感、涡流Ⅰ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”．只要穿过闭合电路的磁通量（即:磁感线的条数）变化，闭合电路中就有感应电流产生。判断感应电流的方向：原磁场的方向→磁通量变化情况判定感应电流的磁场方向判定感应电流的方向。根据楞次定律（增反减同）根据右手螺旋定则8、感应电荷量的求法：2、电磁感应现象中的力学问题解题思路

求导体受力的大小和方向

再用力学知识求解。（注意：安培力做功即是导体中电流产生的总热量W安=QP安=P电总）电磁感应公式E=BLV（瞬时、时刻、位置的速度）求电学知识求I的大小

Em＝nBSω（线圈旋转）

E用安培力（Ｆ＝ＢＩＬ）左手定则3、电磁感应现象中的电学问题解题思路

E

I

再用电学知识求解。（注意：安培力做功即是导体中电流产生的总热量W安=QP安=P电总）电磁感应公式E=BLV（瞬时、时刻、位置的速度）求求Em＝nBSω（线圈旋转）

画等效电路特别是最稳定状态的确定，利用物体的平衡条件求最大速度之类的问题。双导体棒：利用动量守恒和能量守恒（即：初态的机械能总和与末态的机械能总和之差等于产生的电能。Ｅ初＝Ｅ末+Ｑ电）

第1讲一、电磁感应现象

1．磁通量：电磁感应现象楞次定律

(1)定义：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个面积为S且与磁场方向垂直的平面，磁则感应强度B与面积S的________，叫做穿过这个平面的磁通量，简称磁通．乘积磁感线条数BScosθ

(2)意义：穿过某一面积的____________的多少．

(3)定义式：Φ＝__________，式中Scosθ为面积S在垂直于磁场方向的平面上投影的大小，θ是S所在平面的法线方向与磁场方向的夹角．

(4)磁通量是标量，有正负，其正负表示与规定的正方向是相同还是相反．若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁感线条数为Φ1，反向磁感线条数为Φ2，则总磁通量Φ＝Φ1－Φ2. (5)单位：韦伯，符号是Wb.1Wb＝1T·m2.2．电磁感应：电磁感应感应电流磁通量

(1)定义：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做________，产生的电流叫做__________. (2)条件：闭合回路中的__________发生变化．

3．引起磁通量Φ变化的常见情况：

(1)电路中部分导线做切割磁感线运动或回路面积S变化导致Φ变化．

(2)回路中磁感应强度B变化导致Φ变化．

(3)磁感应强度B与面积S的夹角发生变化导致Φ变化．【自我检测】

1．(茂名2013届一模)如图10-1-1所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中，铜环A中没有感应电流的是()图10-1-1

A．线圈中通以恒定的电流

B．通电时，使变阻器的滑片P做匀速移动

C．通电时，使变阻器的滑片P做加速移动

D．将电键突然断开的瞬间

答案：A二、楞次定律和右手定则1．楞次定律：感应电流感应电流

(1)内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起____________的磁通量的变化．

(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，让大拇指与四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过掌心，大拇指指向导线运动的方向，其余四指所指方向即为______________的方向．

(2)适用情况：导线切割磁感线产生感应电动势．3．楞次定律的另一种表述：感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种：(1)阻碍原磁通量的变化．(2)阻碍物体间的相对运动．(3)阻碍原电流的变化(自感)．【自我检测】

2．如图10-1-2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()图10-1-2

A．流过R的电流由d到c，流过r的电流由b到a

B．流过R的电流由c到d，流过r的电流由b到a

C．流过R的电流由d到c，流过r的电流由a到b

D．流过R的电流由c到d，流过r的电流由a到b

答案：B》》》考点1磁通量的理解与计算⊙重点归纳

1．Φ＝B·S的含义：

Φ＝BS只适用于磁感应强度B与面积S垂直的情况．当S与垂直于B的平面间的夹角为θ时，则有Φ＝BScosθ.可理解为Φ＝B(Scosθ)，即Φ等于B与S在垂直于B方向上分量的乘积；也可理解为Φ＝(Bcosθ)S，即Φ等于B在垂直于S方向上的分量与S的乘积．如图10-1-3所示．图10-1-32．多匝线圈的磁通量：

多匝线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关，因为不论线圈匝数多少，穿过线圈的磁感线条数相同，而磁感线条数表示磁通量的大小．3．合磁通量求法：

若某个平面内有不同方向和强弱的磁场共同存在，当计算穿过这个面的磁通量时，先规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，平面内各个方向的磁通量的代数和等于这个平面内的合磁通量．⊙典例剖析

例1：如图

10-1-4所示，边长为100cm的正方形闭合线圈置于匀强磁场中，线圈ab、cd两边中点连线OO′的左右两侧分别存在方向相同、磁感应强度大小各为B1＝0.6T，B2＝0.4T的匀强磁场，若从上往下看，线圈逆时针方向转过37°时，穿过线圈的磁通量改变了多少？线圈从初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量改变了多少？图10-1-4思维点拨：根据磁通量的定义，分别求出转动前后通过线圈abcd的磁通量，再求出磁通量的改变量．【触类旁通】

1．(双选)如图10-1-5所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，ΦB、ΦC

分别为)通过两圆面的磁通量的大小，下述判断中正确的是( A．穿过两圆面的磁通量垂直纸面向外

B．穿过两圆面的磁通量垂直纸面向里图10-1-5C．ΦB>ΦCD．ΦB<ΦC答案：AC》》》考点2楞次定律感应电流方向的判定⊙重点归纳

1．楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．

(1)“阻碍”不是“阻止”，只是延缓了原磁通量的变化，电路中的磁通量还是在变化的．实质上，楞次定律中的“阻碍”指的是“感应电流反抗着产生感应电流的那个原因”．(2)推广：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”．物理规律楞次定律右手定则研究对象整个闭合回路闭合电路中切割磁感线运动的部分导体适用范围适用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动，右手定则是楞次定律的特殊情况2．感应电流方向的判断：利用楞次定律或右手定则，它们的特点如下.3.楞次定律的使用步骤：(1)确定原磁场的方向；(2)判断穿过(闭合)电路的磁通量的变化情况；(3)根据楞次定律确定感应电流的磁场的方向；

(4)用安培定则来确定感应电流(感应电动势)的方向．

4．利用右手定则判断闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时产生的感应电流方向，有以下几种常见情况：(1)导体平动切割磁感线；(2)导体转动切割磁感线；(3)导体不动，磁场运动，等效为磁场不动，导体反方向切割磁感线．⊙典例剖析 例2：如图10-1-6所示，一个闭合的轻质圆环穿在一根光滑的水平绝缘杆上，当条形磁铁的N极自右往左向圆环中插)图10-1-6去时，圆环将如何运动( A．向左运动

B．向右运动

C．先向左，再向右

D．先向右，再向左

思维点拨：对电磁感应中的相对运动问题，楞次定律的“阻碍”的本质是阻碍相对运动，即“来拒去留”，由此可以大大简化问题的分析过程．另外，圆环向左运动的速度一定比磁铁的运动速度小，虽有阻碍，但磁通量仍然在增加．解析：方法一根据楞次定律的最原始表述，原磁场穿过圆环的磁感线方向向左，磁铁向左运动，穿过圆环的磁通量增加，所以感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，根据右手螺旋定则，感应电流的方向在圆环前半圈向下．此环形电流的磁场与条形磁铁相互排斥，所以圆环向左运动．方法二根据相对运动中的楞次定律，原磁场与圆环之间有相对运动时，感应电流的磁场要阻碍这种相对运动，结果相互间形成的是排斥力．所以当原磁场相对圆环向左运动时，圆环在排斥力的作用下，必定要向左运动．

答案：A

备考策略：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．如果问题涉及到感应电流的方向，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的方向；若是回路中的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．【触类旁通】

2．(2013年汕头期末)如图10-1-7，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若)将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是( A．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流

B．穿过线圈a的磁通量变小C．线圈a有扩张的趋势图10-1-7D．线圈a对水平桌面的压力FN

将增大答案：D三个定则应用对象使用方法安培定则电流与其产生的磁场右手握住导线或螺线管左手定则判断安培力、洛伦兹力的方向左手四手指指向电流方向或正电荷运动的方向右手定则导体切割磁感线产生感应电流右手拇指指向导体切割磁感线的运动方向》》》考点3右手定则、左手定则和安培定则⊙重点归纳

1．三个定则的区别：2.相互联系：(1)电流可以产生磁场，当电流的磁场发生变化时，也会发生电磁感应现象．(2)感应电流在原磁场中也要受安培力，这是确定感应电流阻碍“相对运动”的依据．(3)有些综合问题中，有时要同时应用三个定则．⊙典例剖析 例3：(双选)如图10-1-8所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN.当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是()图10-1-8A．向右加速运动B．向左加速运动C．向右减速运动D．向左减速运动

思维点拨：此题可用倒推法，即假设选项的条件，然后得出现象，看它是否与题中描述的现象相同，若相同，则正确，若不同，则不对．也可通过判断L1

的感生磁场方向(向上)，进而判断要产生这样的感生磁场，L2

的磁场应如何变化(向上减小或向下增加，即增反减同)，由此可确定L2

中的电流方向和大小变化情况，进而确定PQ的运动情况．

解析：由右手定则，若PQ向右加速运动，穿过L1

的磁通量向上且增加，由楞次定律和左手定则可判断MN向左运动，故A错；若PQ向左加速运动，情况正好和A相反，故B对；若PQ向右减速运动，由右手定则，穿过L1

的磁通量向上且减小，由楞次定律和左手定则可判断MN向右运动，故C对；若PQ向左减速运动，情况恰好和C相反，故D错．答案：BC备考策略：三个定则容易相混，特别是左、右手易错，关键是抓住因果关系：(1)因电而生磁(I→B)→安培定则；(2)因动而生电(v、B→I安)→右手定则；(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则．【触类旁通】

3．(双选)如图10-1-9所示，在匀强磁场中放置有平行铜导轨，它与大线圈M相连．要使小线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面)(图10-1-9

)A．向右匀速运动B．向左加速运动C．向右加速运动D．向右减速运动答案：BD》》》易错点忽略磁通量的正负号导致错误

例4：如图

10-1-10所示，通有恒定电流的导线与闭合金属框abcd共面，第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次将金属框由位置Ⅰ绕cd边翻转到位置Ⅱ，设先后两次通过金)图10-1-10属框的磁通量变化分别为ΔΦ1

和ΔΦ2，则( A．ΔΦ1＜ΔΦ2

B．ΔΦ1＞ΔΦ2

C．ΔΦ1＝ΔΦ2