高考物理一輪復(fù)習(xí) 9.1電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律課件（選修3-2）.ppt

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第1課時(shí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律 知識梳理 知識點(diǎn)一 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)穿過閉合電路的磁通量時(shí) 電路中有產(chǎn)生的現(xiàn)象 發(fā)生變化 感應(yīng)電流 2 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 1 條件 穿過閉合電路的磁通量 2 特例 閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做運(yùn)動(dòng) 3 產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生 如果回路閉合則產(chǎn)生 如果回路不閉合 則只有 而無 發(fā)生變化 切割磁感線 感應(yīng)電動(dòng)勢 感應(yīng)電流 感應(yīng)電動(dòng)勢 感應(yīng)電流 知識點(diǎn)二 楞次定律 知識點(diǎn)三 磁通量1 概念 在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中 與磁場方向的面積S與B的乘積 2 公式 3 單位 1Wb 4 公式的適用條件 1 勻強(qiáng)磁場 2 磁感線的方向與平面垂直 即B S BS 1T m2 垂直 思維深化判斷正誤 正確的畫 錯(cuò)誤的畫 1 磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān) 2 閉合電路內(nèi)只要有磁通量 就有感應(yīng)電流產(chǎn)生 3 感應(yīng)電流的磁場一定與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反 4 感應(yīng)電流的磁場一定阻礙引起感應(yīng)電流的磁場的磁通量的變化 答案 1 2 3 4 題組自測 題組一電磁感應(yīng)現(xiàn)象及感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件1 如圖所示 矩形線框在磁場內(nèi)做的各種運(yùn)動(dòng)中 能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 解析根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 閉合回路內(nèi)磁通量發(fā)生變化才能產(chǎn)生感應(yīng)電流 只有選項(xiàng)B正確 答案B 2 多選 下列情況能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 A 如圖甲所示 導(dǎo)體AB順著磁感線運(yùn)動(dòng)B 如圖乙所示 條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí)C 如圖丙所示 小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng) 開關(guān)S一直接通時(shí)D 如圖丙所示 小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng) 開關(guān)S一直接通 當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí) 解析A中導(dǎo)體AB順著磁感線運(yùn)動(dòng) 穿過閉合電路的磁通量沒有發(fā)生變化 無感應(yīng)電流 故選項(xiàng)A錯(cuò)誤 B中條形磁鐵插入線圈時(shí) 線圈中的磁通量增加 拔出時(shí)線圈中的磁通量減少 都有感應(yīng)電流產(chǎn)生 故選項(xiàng)B正確 C中開關(guān)S一直接通 回路中為恒定電流 螺線管A產(chǎn)生的磁場穩(wěn)定 螺線管B中的磁通量無變化 線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流 故選項(xiàng)C錯(cuò) D中開關(guān)S接通 滑動(dòng)變阻器的阻值變化使閉合回路中的電流變化 螺線管A的磁場變化 螺線管B中的磁通量變化 線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流 故選項(xiàng)D正確 答案BD 題組二楞次定律的應(yīng)用3 2014 石家莊市質(zhì)量檢測二 法拉第發(fā)明了世界上第一臺發(fā)電機(jī) 法拉第圓盤發(fā)電機(jī) 如圖1所示 紫銅做的圓盤水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中 圓盤圓心處固定一個(gè)搖柄 邊緣和圓心處各與一個(gè)黃銅電刷緊貼 用導(dǎo)線將電刷與電流表連接起來形成回路 轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄 使圓盤逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 自上向下看 電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 下列說法正確的是 圖1 A 回路中電流大小變化 方向不變B 回路中電流大小不變 方向變化C 回路中電流的大小和方向都周期性變化D 回路中電流方向不變 從b導(dǎo)線流進(jìn)電流表解析把圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)等效成多個(gè)并聯(lián)的金屬桿圍繞中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng) 因轉(zhuǎn)速不變 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小不變 A C錯(cuò)誤 根據(jù)右手定則 感應(yīng)電流方向從邊緣流向中心 即從b導(dǎo)線進(jìn)入電流表 D正確 B錯(cuò)誤 答案D 4 多選 2015 蘇州市高三調(diào)研測試 等腰三角形線框abc與長直導(dǎo)線MN絕緣 且線框被導(dǎo)線分成面積相等的兩部分 如圖2甲所示 MN中通有由N流向M的電流 電流強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示 則關(guān)于線框中感應(yīng)電流的判斷正確的是 圖2 A 在任何時(shí)刻線框中都無感應(yīng)電流B 在t1時(shí)刻線框中有沿acba方向的感應(yīng)電流C 在t2時(shí)刻線框中有沿acba方向的感應(yīng)電流D 在t3時(shí)刻線框中有沿abca方向的感應(yīng)電流解析穿過線框的磁通量垂直紙面向里 在t1時(shí)刻時(shí) 磁通量增加 在t2時(shí)刻時(shí) 磁通量不變 在t3時(shí)刻時(shí) 磁通量減少 根據(jù)楞次定律可得B D正確 答案BD 考點(diǎn)一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷1 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 1 閉合回路 2 磁通量發(fā)生變化 2 磁通量發(fā)生變化的三種常見情況 1 磁場強(qiáng)弱不變 回路面積改變 2 回路面積不變 磁場強(qiáng)弱改變 3 回路面積和磁場強(qiáng)弱均不變 但二者的相對位置發(fā)生改變 例1 2014 新課標(biāo)全國卷 14 在法拉第時(shí)代 下列驗(yàn)證 由磁產(chǎn)生電 設(shè)想的實(shí)驗(yàn)中 能觀察到感應(yīng)電流的是 A 將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路 然后觀察電流表的變化B 在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈 然后觀察電流表的變化 C 將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接 往線圈中插入條形磁鐵后 再到相鄰房間去觀察電流表的變化D 繞在同一鐵環(huán)上的兩個(gè)線圈 分別接電源和電流表 在給線圈通電或斷電的瞬間 觀察電流表的變化 解析產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是 穿過閉合回路中的磁通量發(fā)生變化 引起磁通量變化的原因有 閉合回路中的磁場變化 在磁場不變的條件下 閉合回路中的有效面積變化 閉合回路的面積 磁場均變化 選項(xiàng)A B C中的閉合回路的面積及回路中的磁場均不變 故選項(xiàng)A B C均錯(cuò)誤 在選項(xiàng)D中線圈通電或斷電的瞬間改變了電流的大小 使另一個(gè)閉合回路中的磁場發(fā)生變化 故有感應(yīng)電流產(chǎn)生 選項(xiàng)D正確 答案D 判斷電磁感應(yīng)現(xiàn)象是否發(fā)生的一般流程 變式訓(xùn)練 1 多選 如圖3所示 豎直放置的長直導(dǎo)線通以恒定電流 一矩形導(dǎo)線框abcd與通電導(dǎo)線共面放置 且ad與通電導(dǎo)線平行 下述情況能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 圖3 A 線框向右平動(dòng)B 線框沿電流方向平動(dòng)C 線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)D 線框以直導(dǎo)線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)E 線框不動(dòng) 增大導(dǎo)線中的電流 解析通電直導(dǎo)線周圍磁場的特點(diǎn)是越靠近導(dǎo)線磁感應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng) 線框向右平動(dòng)時(shí) 通過線框abcd的磁通量發(fā)生變化 所以線框中有感應(yīng)電流 所以A正確 若線框沿電場方向平動(dòng) 穿過線框abcd的磁通量不發(fā)生變化 所以線框中沒有感應(yīng)電流 B不正確 若以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng) 穿過線框中的磁通量也發(fā)生變化 有感應(yīng)電流產(chǎn)生 C正確 如果以導(dǎo)線為軸轉(zhuǎn)動(dòng) 穿過線框的磁通量不發(fā)生變化 無感應(yīng)電流產(chǎn)生 D不正確 增大導(dǎo)線中的電流會增強(qiáng)導(dǎo)線周圍的磁場 穿過線框中的磁通量也增大 有感應(yīng)電流產(chǎn)生 故E正確 答案ACE 考點(diǎn)二楞次定律的理解及應(yīng)用楞次定律中 阻礙 的含義 例2 2014 海南卷 1 如圖4 在一水平 固定的閉合導(dǎo)體圓環(huán)上方 有一條形磁鐵 N極朝上 S極朝下 由靜止開始下落 磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸 關(guān)于圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向 從上向下看 下列說法正確的是 圖4 A 總是順時(shí)針B 總是逆時(shí)針C 先順時(shí)針后逆時(shí)針D 先逆時(shí)針后順時(shí)針解析由條形磁鐵的磁場分布可知 磁鐵下落的過程 閉合圓環(huán)中的磁通量始終向上 并且先增加后減少 由楞次定律可判斷出 從上向下看時(shí) 閉合圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向先順時(shí)針后逆時(shí)針 C正確 答案C 1 判斷感應(yīng)電流的方法 楞次定律 右手定則 2 應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方法 變式訓(xùn)練 2 如圖5所示 兩條互相平行的導(dǎo)線M N中通過大小相等 方向相同的電流 導(dǎo)線框abcd和兩導(dǎo)線在同一平面內(nèi) 線框沿著與兩導(dǎo)線垂直的方向 自右向左在兩導(dǎo)線間勻速移動(dòng) 則在移動(dòng)過程中線框中的感應(yīng)電流的方向?yàn)?A 先順時(shí)針后逆時(shí)針B 先逆時(shí)針后順時(shí)針C 一直是逆時(shí)針D 一直是順時(shí)針 圖5 解析M N之間的磁場是兩導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場的疊加 可以以M N兩導(dǎo)線之間的中心面OO 為界 在OO 右邊合磁場的方向垂直紙面向外 在OO 左邊 合磁場的方向垂直紙面向里 線框從右向左移動(dòng)到關(guān)于OO 對稱的位置以前 垂直紙面向外穿過線框的磁通量減小 移動(dòng)到關(guān)于OO 對稱的位置時(shí)磁通量為零 越過關(guān)于OO 對稱的位置向左時(shí) 垂直紙面向里穿過線框的磁通量增大 由楞次定律可以判斷感應(yīng)電流的方向始終為逆時(shí)針方向 答案C 考點(diǎn)三楞次定律推論的應(yīng)用1 線圈 回路 中磁通量變化時(shí) 阻礙原磁通量的變化 增反減同 2 導(dǎo)體與磁體間有相對運(yùn)動(dòng)時(shí) 阻礙相對運(yùn)動(dòng) 來拒去留 3 當(dāng)回路可以形變時(shí) 感應(yīng)電流可使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢 增縮減擴(kuò) 4 自感現(xiàn)象中 感應(yīng)電動(dòng)勢阻礙原電流的變化 增反減同 例3 2014 全國大綱卷 20 很多相同的絕緣銅圓環(huán)沿豎直方向疊放 形成一很長的豎直圓筒 一條形磁鐵沿圓筒的中心軸豎直放置 其下端與圓筒上端開口平齊 讓條形磁鐵從靜止開始下落 條形磁鐵在圓筒中的運(yùn)動(dòng)速率 A 均勻增大B 先增大 后減小C 逐漸增大 趨于不變D 先增大 再減小 最后不變 解析開始時(shí) 條形磁鐵以加速度g豎直下落 則穿過銅環(huán)的磁通量發(fā)生變化 銅環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流 感應(yīng)電流的磁場阻礙條形磁鐵的下落 開始時(shí)的感應(yīng)電流比較小 條形磁鐵向下做加速運(yùn)動(dòng) 且隨下落速度增大 其加速度變小 當(dāng)條形磁鐵的速度達(dá)到一定值后 相應(yīng)銅環(huán)對條形磁鐵的作用力趨近于條形磁鐵的重力 故條形磁鐵先加速運(yùn)動(dòng) 但加速度變小 最后的速度趨近于某個(gè)定值 選項(xiàng)C正確 答案C 變式訓(xùn)練 3 如圖6所示 粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈 當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過時(shí) 若線圈始終不動(dòng) 則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢的正確判斷是 圖6 A FN先小于mg后大于mg 運(yùn)動(dòng)趨勢向左B FN先大于mg后小于mg 運(yùn)動(dòng)趨勢向左C FN先大于mg后大于mg 運(yùn)動(dòng)趨勢向右D FN先大于mg后小于mg 運(yùn)動(dòng)趨勢向右 解析條形磁鐵從線圈正上方等高快速經(jīng)過時(shí) 穿過線圈的磁通量先增加后減少 當(dāng)穿過線圈的磁通量增加時(shí) 為阻礙其增加 線圈有向磁場弱的地方運(yùn)動(dòng)的趨勢 即在豎直方向上有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢 所以線圈受到的支持力大于其重力 在水平方向上有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢 當(dāng)穿過線圈的磁通量減少時(shí) 為阻礙其減少 在豎直方向上線圈有向上運(yùn)動(dòng)的趨勢 所以線圈受到的支持力小于其重力 在水平方向上有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢 綜上所述 線圈所受到的支持力先大于重力后小于重力 運(yùn)動(dòng)趨勢總是向右 選D 答案D 考點(diǎn)四 三個(gè)定則 一個(gè)定律 的綜合應(yīng)用 例4 多選 如圖7所示 水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ MN MN的左邊有一閉合電路 當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí) MN向右運(yùn)動(dòng) 則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是 圖7A 向右加速運(yùn)動(dòng)B 向左加速運(yùn)動(dòng)C 向右減速運(yùn)動(dòng)D 向左減速運(yùn)動(dòng) 變式訓(xùn)練 4 多選 如圖8所示 在勻強(qiáng)磁場中放有平行金屬導(dǎo)軌 它與大線圈M相連接 要使小導(dǎo)線圈N獲得順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 則放在金屬導(dǎo)軌上的金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)情況是 兩線圈共面放置 圖8A 向右勻速運(yùn)動(dòng)B 向左加速運(yùn)動(dòng)C 向右減速運(yùn)動(dòng)D 向右加速運(yùn)動(dòng) 解析欲使N產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 感應(yīng)電流的磁場方向垂直紙面向里 由楞次定律可知有兩種情況 一是M中有沿順時(shí)針方向逐漸減小的電流 使其在N中的磁場方向向里 且磁通量在減小 二是M中有逆時(shí)針方向逐漸增大的電流 使其在N中的磁場方向向外 且磁通量在增大 因此對前者應(yīng)使ab向右減速運(yùn)動(dòng) 對于后者 則應(yīng)使ab向左加速運(yùn)動(dòng) 答案BC