2012届高考一轮复习课件：9.1电磁感应现象 楞次定律

1、电磁感应现象 楞次定律,第1讲,1不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生，这种因变化的磁场而产生电流的现象叫 电磁感应现象 ；产生感应电流的条件是 闭合回路的磁通量发生改变 . 2在匀强磁场中 B 与 S(垂直于磁感线方向的投影面积) 的乘积叫穿过这个面的磁通量单位为 Wb ，符号为 .物理意义是 穿过某一面积的磁感线条数 ；磁通量是 标 量，但有正负之分,3磁通量发生变化有如下三种情况：(1) 磁感应强度B发生变化 ；(2) 在垂直于磁场方向上的投影面积发生变化 ；(3) 两者都发生变化 . 4楞次定律：感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总是 阻碍 引起

2、感应电流的 磁通量的变化 .应用楞次定律判断感应电流的方向的具体步骤为(1)明确 原磁场的方向 ，(2)判断 磁通量的变化情况 ，(3)确定 感应电流产生的磁场 的方向，(4)利用 安培定则 反推感应电流的方向,5导体切割磁感线产生感应电流的方向用 右手定则 来判断较为简便其内容是：伸开右手，让大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿入掌心，大拇指指向 导体运动方向 ，其余四指所指的方向就是 感应电流的方向 . 6楞次定律的另一种表述：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因当问题不涉及感应电流的方向时，用这种表述判断比较方便,1.探究磁通量的变化和感应电流的产生 问题：

3、怎样理解“磁通量”变化？产生感应电流的条件是什么？ 解答：在匀强磁场中，磁通量BSsin(是B与S的夹角)，磁通量的变化为21，磁通量的变化有多种形式，主要有： S、不变，B改变，这时BSsin B、不变，S改变，这时SBsin B、S不变，改变，这时BS(sin2sin1),当B、S、中有两个或三个一起变化时，就要分别计算1、2，再求21. 在非匀强磁场中，磁通量变化比较复杂可以从定义的角度理解即穿过某一线圈磁感线的条数发生变化，磁通量就变化了,感应电动势产生的条件是：穿过电路的磁通量发生变化这里不要求闭合无论电路闭合与否，只要磁通量变化了，就一定有感应电动势产生这好比一个电源：不论外电路是

4、否闭合，电动势总是存在的但只有当外电路闭合时，电路中才会有电流 产生感应电流的条件是：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流,例1：磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内，有一个电阻为R、边长为l的正方形导线框abcd，沿垂直于磁感线方向，以速度v匀速通过磁场，如图911所示，从ab边进入磁场算起 (1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象； (2)线框中感应电流的方向,图911,解析：线框穿过磁场的过程可分为三个阶段进入磁场阶段(只有ab边在磁场中)，在磁场中运动阶段(ab、cd两边都在磁场中)，离开磁场阶段(只有cd边在磁场中),(2)线框进入磁场阶段，

5、穿过线框的磁通量增加，线框中将产生感应电流，由右手定则可知，感应电流方向为逆时针方向；线框在磁场中运动阶段，穿过线框的磁通量保持不变，无感应电流产生；线框离开磁场阶段，穿过线框的磁通量减少，线框中将产生感应电流，由右手定则可知，感应电流方向为顺时针方向,警示：磁通量的变化仅与穿过的磁感线的条数变化有关，与线圈的匝数无关要分清磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率三者的不同,点评：理清磁通量的变化是顺利解决产生感应电流的前提，也是正确解决感应电流图象类问题的保证，所以要仔细审题，分段处理,2.感应电流方向的判断 问题： 判断感应电流的方法有哪些？ 解答：判断感应电流方向的方法有楞次定律和右手定则

6、两种它们之间的联系和区别为： (1)从研究对象上说，楞次定律研究的是整个闭合电路，右手定则研究的是闭合电路的一部分，即一段导体做切割磁感线运动时的特殊情况 (2)从适用范围上说，楞次定律可应用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况，导体不动时不能应用,(3)有的问题只能用楞次定律不能用右手定则来判定，有的问题则两者都能用关于是选用楞次定律还是右手定则，则要具体问题具体分析对一个具体的问题，能用楞次定律判断出感应电流方向，用右手定则不一定能判断出来若是导体不动，回路中的磁通量变化，能用楞次定律判断感应电流方向，而不能用右手定则判断；若是回路中的

7、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也能进行判断，但较为麻烦,例2：如图912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912,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,解析：本题考查右手定则的应用根据右手定则，可判断PQ作为电源，Q端电势高，在PQcd回路中，电流为逆时针方向

8、，即流过R的电流为由c到d，在电阻r的回路中，电流为顺时针方向，即流过r的电流为由b到a.当然也可以用楞次定律，通过回路的磁通量的变化判断电流方向 答案：B,点评：正确判断感应电流或感应电动势的方向是解决电磁感应综合类问题的前提和保证，在重视能力强调基础的新高考命题中，这种考查方法表现的还是较为抢眼，连续几年的新课标高考卷中的试题也说明了这点，所以复习时要重视，力保不失分 警示：对“电动棒”和“发电棒”来说，前者判断利用左手定则，后者判断利用右手定则,3.对楞次定律的理解 问题：利用楞次定律判断感应电流的方向比右手定则更为广泛，在判断时利用程序法步步为营不易错那么，判断的程序是哪些呢？又有哪些

9、重要的结论呢？ 解答： (1)应用楞次定律判断感应电流方向的常规方法分为三步： 明确原磁场：弄清原磁场的方向及磁通量的变化情况,确定感应磁场：即根据楞次定律中的“阻碍”原则，结合原磁场磁通量变化情况，确定出感应电流产生的感应磁场的方向 判定电流方向：即根据感应磁场的方向，运用安培定则判断出感应电流方向,重要结论：应用楞次定律判断感应电流方向和对楞次定律中“阻碍”含义的推广，有如下几个具体的效果 阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化，可理解为“增反减同”； 阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”； 使线圈面积有扩大或缩小的趋势，可理解为“增缩减扩”,例3：(2010镇江模拟)如图913甲所示，两个闭合圆

10、形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的变化电流，t0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示)在t1t2时间内，对于线圈B，下列说法中正确的是( ),图913,A线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势 B线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势 C线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势 D线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势,解析：在t1t2时间内，通入线圈A中的电流是正向增大的，即逆时针方向增大的，其内部会产生增大的向外的磁场，穿过B的磁通量增大，由楞次定律可判定线圈B中会产生顺时针方向的感应电流线圈B中电流为顺时针方向，与A中的电流方向相反，有

11、排斥作用，故线圈B将有扩张的趋势综上所述，A项正确 答案：A,点评：应用楞次定律重要结论判断感应电流方向实质上还是对“阻碍”两字的诠释 警示：楞次定律解决的是感应电流的方向问题它关系到两个磁场：感应电流的磁场(新产生的磁场)和引起感应电流的磁场(原来就有的磁场)前者和后者的关系不是“同向”或“反向”的简单关系，而是前者“阻碍”后者“变化”的关系,1.(多选)(2010新课标卷)在电磁学发展过程中，许多科学家作出了贡献下列说法正确的是( ) A奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象 B麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在 C库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实

12、验测定了元电荷的数值 D安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律,解析：赫兹用实验证实了电磁波的存在，B错误洛伦兹发现了磁场对运动电荷作用的规律，D错误,答案：AC,2.(单选)(2010海南卷)一金属圆环水平固定放置现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环( ) A始终相互吸引 B始终相互排斥 C先相互吸引，后相互排斥 D先相互排斥，后相互吸引,解析：由楞次定律可知，当条形磁铁靠近圆环时，感应电流阻碍其靠近，是排斥力；当磁铁穿过圆环远离圆环时，感应电流阻碍其远离，是吸引力，D项正确,答案：D,3.(多选)

13、(2010海南卷)下列说法正确的是( ) A当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势 B当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反 C当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反 D当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反,解析：由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，A对；当线圈中电流反向时，相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，B错；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，C对；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，D错,答案：AC,4.(单选)如图914所示，闭合线圈abcd在磁场中运动到图示位置时，ab