廣東物理第一輪第九章電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律課件

物理第九章電磁感應(yīng)第一講1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象 (Ⅰ)2．磁通量 (Ⅰ)3．法拉第電磁感應(yīng)定律 (Ⅱ)4．楞次定律 (Ⅱ)5．自感、渦流 (Ⅰ)一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：穿過(guò)閉合電路的

發(fā)生變化．2．引起磁通量變化的常見(jiàn)情況(1)閉合電路的部分導(dǎo)體做

運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致Φ變；(2)線圈在磁場(chǎng)中

，導(dǎo)致Φ變；(3)線圈面積或磁場(chǎng)

變化，導(dǎo)致Φ變．磁通量切割磁感線轉(zhuǎn)動(dòng)強(qiáng)弱二、右手定則和楞次定律1．右手定則(1)內(nèi)容：伸開(kāi)右手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)

；讓

從掌心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)四指所指的方向就是

的方向．(2)適用情況：閉合電路的部分導(dǎo)體

產(chǎn)生感應(yīng)電流．平面內(nèi)磁感線感應(yīng)電流切割磁感線(3)楞次定律的推廣對(duì)楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應(yīng)電流的效果總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因：①阻礙原磁通量的變化——“增反減同”；②阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來(lái)拒去留”；③使線圈平面有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)——“增縮減擴(kuò)”；④阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)——“增反減同”．3．安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的應(yīng)用現(xiàn)象對(duì)比基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng)安培定則磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流有作用力左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)右手定則閉合回路磁通量變化楞次定律1.處在磁場(chǎng)中的一閉合線圈，若沒(méi)有產(chǎn)生感應(yīng)電流，則可以判定 (

)A．線圈沒(méi)有在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)B．線圈沒(méi)有做切割磁感線運(yùn)動(dòng)C．磁場(chǎng)沒(méi)有發(fā)生變化D．穿過(guò)線圈的磁通量沒(méi)有發(fā)生變化解析：要發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生電流，必須是穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，否則無(wú)感應(yīng)電流．只有D項(xiàng)正確．答案：D2．如圖9－1－1所示，一個(gè)長(zhǎng)直導(dǎo)線穿過(guò)圓環(huán)導(dǎo)線的中心，并與圓環(huán)導(dǎo)線平面垂直，當(dāng)長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流逐漸減小時(shí)，圓環(huán)內(nèi)將

(

)A．沒(méi)有感應(yīng)電流B．有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流(從上往下看)C．有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流(從上往下看)D．有感應(yīng)電流，但方向不好確定3．如圖9－1－2所示，將一個(gè)矩形小線圈放在一個(gè)大勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面平行于磁感線，則線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是(

)A．當(dāng)矩形線圈做平行于磁感線的

平動(dòng)B．當(dāng)矩形線圈做垂直于磁感線的平行移動(dòng)C．當(dāng)矩形線圈繞AB邊做轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)D．當(dāng)矩形線圈繞BC邊做轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)解析：當(dāng)線圈平行于磁感線和垂直于磁感線平動(dòng)時(shí)，線圈的磁通量均不變，不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，A、B均錯(cuò)誤；當(dāng)矩形線圈繞AB軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其磁通量做周期性變化，線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，C正確；但當(dāng)以BC為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中的磁通量始終為零，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，D錯(cuò)誤．答案：C解析：當(dāng)滑片左右滑動(dòng)時(shí)，通過(guò)a、b的磁通量變化，而通過(guò)c環(huán)的合磁通量始終為零，故a、b兩環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，而c環(huán)中不產(chǎn)生感應(yīng)電流．答案：A5．如圖9－1－4所示是驗(yàn)證楞次定律實(shí)驗(yàn)的示意圖，豎直放置的線圈固定不動(dòng)，將磁鐵從線圈上方插入或拔出，線圈和電流表構(gòu)成的閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．各圖中分別標(biāo)出了磁鐵的極性、磁鐵相對(duì)線圈的運(yùn)動(dòng)方向以及線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向等情況，其中正確的是 (

)解析：根據(jù)楞次定律可確定感應(yīng)電流的方向：對(duì)③，當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)：(1)閉合線圈原磁場(chǎng)的方向——向上；(2)穿過(guò)閉合線圈的磁通量的變化——增加；(3)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向——向下；(4)利用安培定則判斷感應(yīng)電流的方向——與圖中箭頭方向相同．同理分析④正確．答案：C[典例啟迪][例1]

如圖9－1－5(甲)所示，兩個(gè)閉合圓形線圈A、B的圓心重合，放在同一水平面內(nèi)，線圈A中通以如圖9－1－5(乙)所示的變化電流，t＝0時(shí)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針(如圖中箭頭所示)．在t1～t2時(shí)間內(nèi)，對(duì)于線圈B，下列說(shuō)法中正確的是 (

)[思路點(diǎn)撥]

解答本題時(shí)可按以下思路分析：[答案]

A[解析]在t1～t2時(shí)間內(nèi)，通入線圈A中的電流是正向增大的，即逆時(shí)針?lè)较蛟龃蟮?，其?nèi)部會(huì)產(chǎn)生增大的向外的磁場(chǎng)，穿過(guò)B的磁通量增大，由楞次定律可判定線圈B中會(huì)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流．線圈B中電流為順時(shí)針?lè)较?，與A中的電流方向相反，有排斥作用，故線圈B將有擴(kuò)張的趨勢(shì)．[歸納領(lǐng)悟]楞次定律的使用步驟[題組突破]1．電阻R、電容C與一線圈連成閉合回路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖9－1－6所示．現(xiàn)使磁鐵開(kāi)始自由下落，在N極接近線圈上端的過(guò)程中，流過(guò)R的電流方向和電容器極板的帶電情況是(

)A．從a到b，上極板帶正電B．從a到b，下極板帶正電C．從b到a，上極板帶正電

D．從b到a，下極板帶正電解析：在N極接近線圈上端的過(guò)程中，通過(guò)線圈的磁感線方向向下，磁通量增大，由楞次定律可判定流過(guò)線圈的電流方向向下，外電路電流由b流向a，同時(shí)線圈作為電源，下端應(yīng)為正極，則電容器下極板電勢(shì)高，帶正電．D項(xiàng)正確．答案：D2．如圖9－1－7所示，在平面上有兩條相互垂直且彼此絕緣的長(zhǎng)通電直導(dǎo)線，以它們?yōu)樽鴺?biāo)軸構(gòu)成一個(gè)平面直角坐標(biāo)系．四個(gè)相同的閉合圓形線圈在四個(gè)象限中完全對(duì)稱(chēng)地放置，兩條導(dǎo)線中電流大小與變化情況相同，電流方向如圖所示，當(dāng)兩條導(dǎo)線中的電流都開(kāi)始增大時(shí)，四個(gè)線圈a、b、c、d中感應(yīng)電流的情況是 (

)A．線圈a中無(wú)感應(yīng)電流B．線圈b中無(wú)感應(yīng)電流C．線圈c中無(wú)感應(yīng)電流D．線圈d中有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流解析：由安培定則判斷磁場(chǎng)方向如右圖所示，故線圈a、c中有感應(yīng)電流．再根據(jù)楞次定律可知線圈a中感應(yīng)電流為逆時(shí)針，c中為順時(shí)針，A、C錯(cuò)．而線圈b、d中合磁通量為零，無(wú)感應(yīng)電流，B對(duì)D錯(cuò)．答案：B[典例啟迪][例2]

一航天飛機(jī)下有一細(xì)金屬桿，桿指向地心．若僅考慮地磁場(chǎng)的影響，則當(dāng)航天飛機(jī)位于赤道上空時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A．由東向西水平飛行時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)下端高B．由西向東水平飛行時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)上端高C．沿經(jīng)過(guò)地磁極的那條經(jīng)線由南向北水平飛行時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)上端高D．沿經(jīng)過(guò)地磁極的那條經(jīng)線由北向南水平飛行時(shí)，金屬桿中一定沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)[思路點(diǎn)撥]解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三個(gè)方面：(1)確定金屬桿所在處的地磁場(chǎng)方向；(2)確定金屬桿的運(yùn)動(dòng)方向；(3)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向即為右手定則中四指的指向．解析：赤道上方的地磁場(chǎng)方向是由南指向北，根據(jù)右手定則，飛機(jī)由東向西飛行時(shí)，桿下端電勢(shì)高，而飛機(jī)由西向東飛行時(shí)，桿上端電勢(shì)高，故A、B對(duì)．若飛機(jī)沿經(jīng)過(guò)地磁極的那條經(jīng)線由南向北或由北向南水平飛行時(shí)，桿均不切割磁感線，桿中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故C錯(cuò)、D正確．答案：C[歸納領(lǐng)悟](1)若導(dǎo)體不動(dòng)，回路中磁通量變化，應(yīng)該用楞次定律判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向而不能用右手定則．(2)若是導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，用右手定則判斷其方向較為簡(jiǎn)單，用楞次定律進(jìn)行判定也可以，但較為麻煩．[題組突破]3．如圖9－1－8所示，MN、GH為平行導(dǎo)軌，AB、CD為跨在導(dǎo)軌上的兩根桿，導(dǎo)軌和橫桿均為導(dǎo)體，有勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在的平面，方向如圖所示．用I表示回路中的電流，則(

)A．當(dāng)AB不動(dòng)而CD向右滑動(dòng)時(shí)，I≠0且沿順時(shí)針?lè)较駼．當(dāng)AB向左、CD向右滑動(dòng)且速度相等時(shí)，I＝0C．當(dāng)AB、CD都向右滑動(dòng)且速度相等時(shí)，I＝0D．當(dāng)AB、CD都向右滑動(dòng)，且AB速度大于CD時(shí)，I≠0，且沿逆時(shí)針?lè)较蚪馕觯哼x項(xiàng)A中，由右手定則可知，電流沿逆時(shí)針?lè)较?；選項(xiàng)B中，當(dāng)AB向左、CD向右滑動(dòng)時(shí)，回路ABDC的磁通量變化，I≠0；選項(xiàng)C中，當(dāng)AB、CD都向右滑動(dòng)且速度相等時(shí)，回路ABDC的面積不變，磁通量不變化，I＝0；選項(xiàng)D中，AB、CD都向右滑動(dòng)，AB速度大于CD時(shí)，回路ABDC的面積減小，磁通量變化，I≠0.根據(jù)楞次定律，電流方向沿順時(shí)針?lè)较颍蔬xC.答案：C4．如圖9－1－9所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點(diǎn)，并可繞O點(diǎn)擺動(dòng)．金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開(kāi)始釋放，在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過(guò)程中，細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面，則線框中感應(yīng)電流的方向是(

)A．a(chǎn)→b→c→d→aB．d→c→b→a→dC．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d解析：線框從右側(cè)開(kāi)始由靜止釋放，穿過(guò)線框平面的磁通量逐漸減少，由楞次定律可得感應(yīng)電流的方向?yàn)閐→c→b→a→d；線框過(guò)豎直位置繼續(xù)向左擺動(dòng)過(guò)程中，穿過(guò)線框平面的磁通量逐漸增大，由楞次定律可得感應(yīng)電流的方向仍為d→c→b→a→d，故B正確．答案：B[典例啟迪][例3]

如圖9－1－10所示，兩個(gè)線圈套在同一個(gè)鐵芯上，線圈的繞向在圖中已經(jīng)標(biāo)出．左線圈連著平行導(dǎo)軌M和N，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab，金屬棒處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列說(shuō)法中正確的是 (

)A．當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)B．當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，c點(diǎn)與d點(diǎn)為等電勢(shì)C．當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)D．當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，d點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)[思路點(diǎn)撥]

解答本題首先要明確磁場(chǎng)的方向，再假設(shè)能形成閉合電路，然后用右手定則判斷感應(yīng)電流的電流方向，從而判斷電勢(shì)的高低端．[解析]當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)切割磁感線時(shí)，金屬棒產(chǎn)生恒定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由右手定則判斷電流方向?yàn)閍→b.根據(jù)電流從電源(ab相當(dāng)于電源)正極流出沿外電路回到電源負(fù)極的特點(diǎn)，可以判斷b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)．又左線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，則感應(yīng)電流也恒定，所以穿過(guò)右線圈的磁通量保持不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，c點(diǎn)與d點(diǎn)等電勢(shì)，故A、B錯(cuò)誤．當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則可推斷φb>φa，電流沿逆時(shí)針?lè)较颍钟蒃＝Blv可知ab導(dǎo)體兩端的E不斷增大，那么左邊電路中的感應(yīng)電流也不斷增大，由安培定則可判斷它在鐵芯中的磁感線是沿逆時(shí)針?lè)较虻?，并且磁感?yīng)強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，所以右邊電路的線圈中向上的磁通量不斷增加．由楞次定律可判斷右邊電路的感應(yīng)電流應(yīng)沿逆時(shí)針?lè)较?，而在右邊電路中，感?yīng)電動(dòng)勢(shì)僅產(chǎn)生于繞在鐵芯上的那部分線圈上，把這個(gè)線圈看成電源，由于電流是從c沿內(nèi)電路(即右線圈)流向d，所以d點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)，故C錯(cuò)誤，D正確．[答案]

D[歸納領(lǐng)悟](1)應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟①確定原磁場(chǎng)的方向；②明確回路中磁通量的變化情況；③應(yīng)用楞次定律的“增反減同”，確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向；④應(yīng)用安培定則，確定感應(yīng)電流的方向．(2)楞次定律和右手定則的關(guān)系①?gòu)难芯繉?duì)象上說(shuō)，楞次定律研究的是整個(gè)閉合回路，右手定則研究的是閉合回路的一部分導(dǎo)體，即一段導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)．②從適用范圍上說(shuō)，楞次定律可應(yīng)用于因磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況(包括一部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況)，右手定則只適用于一段導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況．因此，右手定則是楞次定律的一種特殊情況．[題組突破]5．如圖9－1－11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，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN在磁場(chǎng)力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是(

)①向右加速運(yùn)動(dòng)②向左加速運(yùn)動(dòng)③向右減速運(yùn)動(dòng)

④向左減速運(yùn)動(dòng)

A．①②B．①④

C．②③

D．②④答案：

C解析：當(dāng)PQ向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，用右手定則可判定PQ中感應(yīng)電流的方向是由Q→P，由安培定則可知穿過(guò)L1的磁場(chǎng)方向是自下而上的；若PQ向右加速運(yùn)動(dòng)，則穿過(guò)L1的磁通量增加，用楞次定律可以判斷流過(guò)MN的感應(yīng)電流是從N→M的，用左手定則可判定MN受到向左的安培力，將向左運(yùn)動(dòng)，可見(jiàn)選項(xiàng)①不正確．若PQ向右減速運(yùn)動(dòng)，流過(guò)MN的感應(yīng)電流方向、感應(yīng)電流所受的安培力的方向均將反向，MN向右運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)③是正確的．同理可判斷②項(xiàng)是正確的，④項(xiàng)是錯(cuò)誤的．6．如圖9－1－12所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放有平行金屬導(dǎo)軌，它與大線圈M相連接，要使小線圈N獲得順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，則放在導(dǎo)軌上的祼金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)情況是(兩線圈共面) (

)A．向右勻速運(yùn)動(dòng)

B．向左勻速運(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線圈中產(chǎn)生順時(shí)針的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向應(yīng)垂直于紙面向里，由楞次定律可知有兩種情況：一是M中有順時(shí)針?lè)较虻闹饾u減小的電流，該電流產(chǎn)生的穿過(guò)N線圈的磁通量在減少；二是M中有逆時(shí)針?lè)较虻闹饾u增大的電流，該電流產(chǎn)生的穿過(guò)N線圈的磁通量在增大．因此，對(duì)于第一種情況，應(yīng)使ab減速向右運(yùn)動(dòng)；對(duì)于第二種情況，應(yīng)使ab加速向左運(yùn)動(dòng)．當(dāng)ab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，在M中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是穩(wěn)定的，穿過(guò)N線圈的磁通量不在變化，N中無(wú)感應(yīng)電流．答案：C7．(2010·巢湖模擬)如圖9－1－13所示，螺線管的導(dǎo)線的兩端與兩平行金屬板相接，一個(gè)帶負(fù)電的小球用絲線懸掛在兩金屬板間，并處于靜止?fàn)顟B(tài)，若條形磁鐵突然插入線圈時(shí)，小球的運(yùn)動(dòng)情況是