【精品推薦】2012優(yōu)化方案高考物理總復(fù)習(xí)(粵教版)課件第9章第一節(jié)

第一節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律

課堂互動講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練第一節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律基礎(chǔ)學(xué)問梳理一、磁通量、磁通量的變更量、磁通量的變更率1．磁通量Φ(1)定義：磁感應(yīng)強度B與______于磁場方向的面積S的_____叫做穿過這個面積的磁通量．(2)定義式：Φ＝____，式中的面積S指的是垂直于勻強磁場方向的面積；若面積S與磁感應(yīng)強度B的夾角為θ，則Φ＝_________.垂直乘積BS基礎(chǔ)知識梳理BScosθ(3)國際單位：____，符號____.(4)物理意義：磁通量反映穿過某一面積的磁感線條數(shù)的______2．磁通量的變更量ΔΦ磁通量的變更量ΔΦ＝_________，與感應(yīng)電動勢的大小無必定聯(lián)系．3．磁通量的變更率ΔΦ/Δt磁通量的變更率為_____時間內(nèi)磁通量的變更量，表示磁通量變更的_______韋伯Wb多少．|Φ2－Φ1|單位快慢．思索感悟1．穿過一個平面的磁通量大，是否磁通量的變更量和變更率也確定大？反之，穿過一個平面的磁通量的變更率大，磁通量和磁通量的變更量是否也確定大？【思索·提示】1.穿過一個平面的磁通量大，磁通量的變更量不確定大，磁通量的變更率也不確定大；穿過一個平面的磁通量的變更率大，磁通量和磁通量的變更量都不確定大．以上三個量的區(qū)分類似于速度、速度變更量和速度的變更率三者的區(qū)分．二、電磁感應(yīng)1．利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做__________，產(chǎn)生的電流叫做___________2．要產(chǎn)生感應(yīng)電流必需滿足兩個條件：(1)回路____；(2)磁通量_________當(dāng)存在多個回路時，只要_____閉合回路中的磁通量發(fā)生變更，都會產(chǎn)生感應(yīng)電流．3．感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的關(guān)系：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的是感應(yīng)電動勢，若回路是_____的，則有感應(yīng)電流產(chǎn)生；若回路_______，則只產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，而無感應(yīng)電流產(chǎn)生．在閉合回路中，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的部分是_____，其余部分則為外電路．電磁感應(yīng)感應(yīng)電流．閉合發(fā)生變更．任一閉合不閉合電源三、右手定則、楞次定律1．右手定則：伸開右手，讓大拇指跟其余四個手指_____，并且都跟手掌在同一個_____內(nèi)，讓磁感線_____穿過手心，拇指指向?qū)w_____的方向，其余四指所指的方向就是___________的方向，如圖9－1－1所示．垂直平面垂直運動感應(yīng)電流圖9－1－12．楞次定律(1)楞次定律的內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要______引起感應(yīng)電流的_________的變更．(2)楞次定律的適用范圍：適用于全部電磁感應(yīng)的情形．阻礙磁通量思索感悟2．在推斷感應(yīng)電流的方向時，右手定則和楞次定律一樣嗎？【思索·提示】2.楞次定律與右手定則：一般與特殊的關(guān)系，可交叉運用，互為檢驗，靈敏應(yīng)用．當(dāng)閉合電路中磁通量的變更量是由導(dǎo)體切割磁感線而引起的，感應(yīng)電流的方向優(yōu)先用右手定則判定，而變更的磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向用楞次定律判定較簡便．課堂互動講練物理量單位物理意義磁通量ΦWb表示某時刻或某位置時穿過某一面積的磁感線條數(shù)的多少磁通量的變化量ΔΦWb表示在某一過程中穿過某一面積磁通量變化的多少磁通量的變化率Wb/s表示穿過某一面積的磁通量變化的快慢A．穿過AOB面的磁通量為0B．穿過ABC面和BOC面的磁通量相等C．穿過AOC面的磁通量為0D．穿過ABC面的磁通量大于穿過BOC面的磁通量圖9－1－2解析：選D.因磁場是沿Ox方向，則有效面積為四面體的OBC面的面積；依題意，此題中ABC的說法都是正確的．二、楞次定律的理解及應(yīng)用1．楞次定律中“阻礙”的含義2．楞次定律的運用步驟3．楞次定律的推廣對楞次定律中“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)電流的緣由：(1)阻礙原磁通量的變更——“增反減同”；(2)阻礙相對運動——“來拒去留”；(3)使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢——“增縮減擴(kuò)”；(4)阻礙原電流的變更(自感現(xiàn)象)——“增反減同”；4．楞次定律與右手定則的比較楞次定律右手定則研究對象整個閉合回路閉合電路中切割磁感線運動的部分導(dǎo)體適用范圍適用于由磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況適用于一段導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動特殊提示：(1)“阻礙”并不等于“相反”在理解楞次定律時，有些同學(xué)錯誤地把“阻礙”作用認(rèn)為感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場和原磁場的方向相反．事實上，它們可能同向，也可能反向，要依據(jù)磁通量的變更狀況作出推斷．(2)“阻礙”不等于“阻擋”感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場阻礙原磁場的磁通量的變更，但不能阻擋，最終該增加的仍增加，該削減的仍削減，只不過增加或削減變慢了，阻礙只是延緩其變更．(3)楞次定律的實質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化和守恒，感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量變更的過程，是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程．即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)2.(單選)(2009年高考浙江卷)如圖9－1－3所示，在磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中，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，并可繞O點搖擺．金屬線框從右側(cè)某一位置靜止起先釋放，在搖擺到左側(cè)最高點的過程中，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()圖9－1－3A．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：選B.金屬線框從右側(cè)某一位置靜止起先釋放，在搖擺到豎直位置的過程中：磁場自abcd的右側(cè)面穿出，搖擺過程中磁通量在削減，依據(jù)右手定則得電流a→d→c→b；金屬線框豎直位置在搖擺到左側(cè)最高點的過程中，依據(jù)右手定則不難得出感應(yīng)電流的方向為d→c→b→a→d.三、楞次定律、右手定則、左手定則、安培定則的綜合應(yīng)用1．規(guī)律比較基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律運動電荷、電流產(chǎn)生磁場安培定則磁場對運動電荷、電流有作用力左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運動右手定則穿過閉合回路的磁通量變化楞次定律2.應(yīng)用區(qū)分關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系：(1)因電而生磁(I→B)→安培定則；(2)因動而生電(v、B→I安)→右手定則；(3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則．3．相互聯(lián)系(1)應(yīng)用楞次定律時，必定要用到安培定則．(2)感應(yīng)電流受到的安培力，有時可以先用右手定則確定電流方向，再用左手定則確定安培力的方向，有時可以干脆應(yīng)用楞次定律的推論確定．即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)3.(雙選)(2011年佛山六校聯(lián)考)如圖9－1－4所示，兩個線圈套在同一個鐵芯上，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，在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab，金屬棒處在垂直于紙面對外的勻強磁場中．下列說法中正確的是()圖9－1－4A．當(dāng)金屬棒ab向右勻速運動時，a點電勢高于b點，c點電勢高于d點B．當(dāng)金屬棒ab向右勻速運動時，b點電勢高于a點，c點與d點等電勢C．當(dāng)金屬棒ab向右加速運動時，b點電勢高于a點，c點電勢高于d點D．當(dāng)金屬棒ab向右加速運動時，b點電勢高于a點，d點電勢高于c點解析：選BD.當(dāng)金屬棒向右勻速運動而切割磁感線時，金屬棒產(chǎn)生恒定感應(yīng)電動勢，由右手定則推斷電流方向由a→b.依據(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，可以推斷b點電勢高于a點．又左線圈中的感應(yīng)電動勢恒定，則感應(yīng)電流也恒定，所以穿過右線圈的磁通量保持不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流．當(dāng)ab向右做加速運動時，由右手定則可推斷φb>φa，電流沿逆時針方向，又由E＝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，由安培定則可推斷它在鐵芯中的磁感線方向是沿逆時針方向的，并且場強不斷增加，所以右邊電路的線圈中的向上的磁通量不斷增加．由楞次定律可推斷右邊電路的感應(yīng)電流方向應(yīng)沿逆時針，而在右線圈形成的電路中，感應(yīng)電動勢僅產(chǎn)生在繞在鐵芯上的那部分線圈上．把這個線圈看做電源，由于電流是從c沿內(nèi)電路(即右線圈)流向d，所以d點電勢高于c點．經(jīng)典題型探究題型一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認(rèn)識 (單選)如圖9－1－5所示，起先時矩形線框平面與磁場方向垂直，且一半在勻強磁場內(nèi)，另一半在磁場外，若要使線框產(chǎn)生感應(yīng)電流，下列方法不行行的是()例1圖9－1－5A．將線框向左拉出磁場B．以ad為軸轉(zhuǎn)動C．以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(轉(zhuǎn)過角度小于60°)D．以cd邊為軸轉(zhuǎn)動(轉(zhuǎn)過角度小于60°)【思路點撥】解答此題關(guān)鍵是看線框內(nèi)磁通量是否發(fā)生變更，若變則有，不變則無．【解析】將線框向左拉出磁場的過程中，線框cd部分做切割磁感線的運動，或者說穿過線框的磁通量減小，所以線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A正確；當(dāng)線框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動時，線框的bc邊的右半段在做切割磁感線的運動，或者說穿過線框的磁通量在發(fā)生變更，所以線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B正確；當(dāng)線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60°)時，穿過線框的磁通量在減小，所以在這個過程中線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C正確，假如轉(zhuǎn)過的角度超過60°(60°～300°)，cd邊將進(jìn)入無磁場區(qū)，那么線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流；當(dāng)線框以cd邊為軸轉(zhuǎn)動時，假如轉(zhuǎn)動的角度小于60°，則穿過線框的磁通量始終保持不變，故D是不行行的．【答案】D【規(guī)律總結(jié)】是否產(chǎn)生感應(yīng)電流關(guān)鍵是看閉合回路中的磁通量是否發(fā)生變更．關(guān)于磁通量的變更主要有以下幾種狀況：閉合電路的部分導(dǎo)線做切割磁感線運動，導(dǎo)致磁通量變更；線圈在磁場中轉(zhuǎn)動導(dǎo)致磁通量變更；磁感應(yīng)強度變更(隨時間變更或隨位置變更)導(dǎo)致磁通量變更．變式訓(xùn)練1

(單選)如圖9－1－6所示，閉合圓導(dǎo)線圈平行地放置在勻強磁場中，其中ac、bd分別是平行、垂直于磁場方向的直徑．試分析線圈做以下運動時，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(

)圖9－1－6A．使線圈在紙面內(nèi)平動或轉(zhuǎn)動B．使線圈平面沿垂直紙面方向向紙外平動C．使線圈以ac為軸轉(zhuǎn)動D．使線圈以bd為軸轉(zhuǎn)動解析：選D.線圈以bd為軸轉(zhuǎn)動時磁通量發(fā)生變更，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故D對，其它選項中磁通量均不發(fā)生變更，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生．題型二感應(yīng)電流方向的判斷 (單選)(2011年廣東江門模擬)如圖9－1－7所示，同一平面內(nèi)的三條平行導(dǎo)線串有兩個電阻R和r，導(dǎo)體棒PQ與三條導(dǎo)線接觸良好；勻強磁場的方向垂直紙面對里．導(dǎo)體棒的電阻可忽視．當(dāng)導(dǎo)體棒向左滑動時，下列說法正確的是()例2圖9－1－7A．流過R的電流為由d到c，流過r的電流為由b到aB．流過R的電流為由c到d，流過r的電流為由b到aC．流過R的電流為由d到c，流過r的電流為由a到bD．流過R的電流為由c到d，流過r的電流為由a到b【思路點撥】本題推斷感應(yīng)電流方向即可依據(jù)切割方式應(yīng)用右手定則，又可依據(jù)磁通量的變更應(yīng)用楞次定律．【解析】法一：依據(jù)右手定則，可推斷PQ作為電源，Q端電勢高，在PQcd回路中，電流為逆時針方向，即流過R的電流為由c到d，在電阻r的回路中，電流為順時針方向，即流過r的電流為由b到a.當(dāng)然也可以用楞次定律，通過回路的磁通量的變更推斷電流方向．法二：依據(jù)楞次定律由題圖可知，導(dǎo)體棒PQ與三條導(dǎo)線連結(jié)成了兩個閉合回路，一個是R所在回路(PQcd)，另一個是r所在回路(Qab)．當(dāng)導(dǎo)體棒向左滑動時，穿過PQcd回路中垂直紙面對里的磁通量增加(面積增大)，由楞次定律可以推斷知，在該回路中會產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，即流過R的電流為由c到d.同時，穿過Qab回路中垂直紙面對里的磁通量削減(面積減小)，由楞次定律可以推斷知，在該回路中會產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，即流過r的電流為由b到a，故B選項正確．【答案】B【規(guī)律總結(jié)】運用楞次定律推斷感應(yīng)電流的方向可歸結(jié)為：“一原，二感，三電流”．即：①明確原磁場；②確定感應(yīng)電流的磁場；③判定感應(yīng)電流的方向．變式訓(xùn)練2

(單選)(2011年福建莆田質(zhì)檢)如圖9－1－8所示，光滑金屬導(dǎo)軌框架MON豎直放置，水平方向的勻強磁場垂直MON平面．金屬棒ab從∠abO＝60°位置由靜止釋放．在重力的作用下，棒ab的兩端沿框架滑動．在棒ab由圖示位置滑動到水平位置的過程中，棒ab中感應(yīng)電流的方向是(

)圖9－1－8A．始終由a到bB．始終由b到aC．先由a到b，再由b到aD．先由b到a，再由a到b解析：選D.由題意知當(dāng)棒ab與ON夾角為45°時，三角形Oab面積最大，此時閉合回路的磁通量最大，故穿過閉合回路的磁通量應(yīng)是先增大后減小，由楞次定律可知電流方向為先由b到a，再由a到b，故D項正確．題型三利用楞次定律判斷導(dǎo)體的運動情況 (單選)(2009年高考海南卷)一長直鐵芯上繞有一固定線圈M，鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接，木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N，N可在木質(zhì)圓柱上無摩擦移動．M連接在如圖9－1－9所示的電路中，其中R為滑動變阻器，E1和E2為直流電源，S為單刀雙擲開關(guān)．下列狀況中，可觀測到N向左運動的是()例3圖9－1－9A．在S斷開的狀況下，S向a閉合的瞬間B．在S斷開的狀況下，S向b閉合的瞬間C．在S已向a閉合的狀況下，將R的滑動頭向c端移動時D．在S已向a閉合的狀況下，將R的滑動頭向d端移動時【思路點撥】解決此題思索以下兩點：(1)N向左運動的緣由是什么？(2)怎樣才能引起N環(huán)中磁通量的增大