原創(chuàng)2015年《南方新高考》物理 專題十 第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律配套課件

專題十電磁感應(yīng)考點內(nèi)容要求熱點1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象Ⅰ1.高考對本專題內(nèi)容考查較多的是感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、方向．2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象與磁場、電路、力學(xué)、能量、動量以及熱學(xué)等知識聯(lián)系的綜合題以及感應(yīng)電流(或感應(yīng)電動勢)的圖象問題在近幾年高考中頻繁出現(xiàn)．3.該部分知識與其他學(xué)科知識相互滲透也是命題的趨勢，同時將該部分知識同生產(chǎn)、生活實際、高科技等相結(jié)合，注重考查學(xué)生分析、解決實際問題的能力．4.試題題型全面，選擇題、解答題都可能出現(xiàn)，且解答題難度較大，涉及知識點多，考查綜合能力，從而增加試題的區(qū)分度.2.磁通量Ⅰ3.法拉第電磁感應(yīng)定律Ⅱ4.楞次定律Ⅱ5.自感、渦流Ⅰ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阻礙相對運動——“來拒去留”．③使線圈面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”．④阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)——“增反減同”．只要穿過閉合電路的磁通量（即:磁感線的條數(shù)）變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。判斷感應(yīng)電流的方向：原磁場的方向→磁通量變化情況判定感應(yīng)電流的磁場方向判定感應(yīng)電流的方向。根據(jù)楞次定律（增反減同）根據(jù)右手螺旋定則8、感應(yīng)電荷量的求法：2、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問題解題思路

求導(dǎo)體受力的大小和方向

再用力學(xué)知識求解。（注意：安培力做功即是導(dǎo)體中電流產(chǎn)生的總熱量W安=QP安=P電總）電磁感應(yīng)公式E=BLV（瞬時、時刻、位置的速度）求電學(xué)知識求I的大小

Em＝nBSω（線圈旋轉(zhuǎn)）

E用安培力（Ｆ＝ＢＩＬ）左手定則3、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電學(xué)問題解題思路

E

I

再用電學(xué)知識求解。（注意：安培力做功即是導(dǎo)體中電流產(chǎn)生的總熱量W安=QP安=P電總）電磁感應(yīng)公式E=BLV（瞬時、時刻、位置的速度）求求Em＝nBSω（線圈旋轉(zhuǎn)）

畫等效電路特別是最穩(wěn)定狀態(tài)的確定，利用物體的平衡條件求最大速度之類的問題。雙導(dǎo)體棒：利用動量守恒和能量守恒（即：初態(tài)的機械能總和與末態(tài)的機械能總和之差等于產(chǎn)生的電能。Ｅ初＝Ｅ末+Ｑ電）

第1講一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象

1．磁通量：電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律

(1)定義：設(shè)在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，有一個面積為S且與磁場方向垂直的平面，磁則感應(yīng)強度B與面積S的________，叫做穿過這個平面的磁通量，簡稱磁通．乘積磁感線條數(shù)BScosθ

(2)意義：穿過某一面積的____________的多少．

(3)定義式：Φ＝__________，式中Scosθ為面積S在垂直于磁場方向的平面上投影的大小，θ是S所在平面的法線方向與磁場方向的夾角．

(4)磁通量是標(biāo)量，有正負(fù)，其正負(fù)表示與規(guī)定的正方向是相同還是相反．若磁感線沿相反方向穿過同一平面，且正向磁感線條數(shù)為Φ1，反向磁感線條數(shù)為Φ2，則總磁通量Φ＝Φ1－Φ2. (5)單位：韋伯，符號是Wb.1Wb＝1T·m2.2．電磁感應(yīng)：電磁感應(yīng)感應(yīng)電流磁通量

(1)定義：只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就有電流產(chǎn)生，這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做________，產(chǎn)生的電流叫做__________. (2)條件：閉合回路中的__________發(fā)生變化．

3．引起磁通量Φ變化的常見情況：

(1)電路中部分導(dǎo)線做切割磁感線運動或回路面積S變化導(dǎo)致Φ變化．

(2)回路中磁感應(yīng)強度B變化導(dǎo)致Φ變化．

(3)磁感應(yīng)強度B與面積S的夾角發(fā)生變化導(dǎo)致Φ變化．【自我檢測】

1．(茂名2013屆一模)如圖10-1-1所示，繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動變阻器和電鍵組成閉合回路，在鐵芯的右端套有一個表面絕緣的銅環(huán)A，下列各種情況中，銅環(huán)A中沒有感應(yīng)電流的是()圖10-1-1

A．線圈中通以恒定的電流

B．通電時，使變阻器的滑片P做勻速移動

C．通電時，使變阻器的滑片P做加速移動

D．將電鍵突然斷開的瞬間

答案：A二、楞次定律和右手定則1．楞次定律：感應(yīng)電流感應(yīng)電流

(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起____________的磁通量的變化．

(2)適用情況：所有電磁感應(yīng)現(xiàn)象．

2．右手定則：

(1)內(nèi)容：伸開右手，讓大拇指與四指垂直，并與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿過掌心，大拇指指向?qū)Ь€運動的方向，其余四指所指方向即為______________的方向．

(2)適用情況：導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．3．楞次定律的另一種表述：感應(yīng)電流總是阻礙產(chǎn)生它的那個原因，表現(xiàn)形式有三種：(1)阻礙原磁通量的變化．(2)阻礙物體間的相對運動．(3)阻礙原電流的變化(自感)．【自我檢測】

2．如圖10-1-2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向里．導(dǎo)體棒的電阻可忽略．當(dāng)導(dǎo)體棒向左滑動時，下列說法正確的是()圖10-1-2

A．流過R的電流由d到c，流過r的電流由b到a

B．流過R的電流由c到d，流過r的電流由b到a

C．流過R的電流由d到c，流過r的電流由a到b

D．流過R的電流由c到d，流過r的電流由a到b

答案：B》》》考點1磁通量的理解與計算⊙重點歸納

1．Φ＝B·S的含義：

Φ＝BS只適用于磁感應(yīng)強度B與面積S垂直的情況．當(dāng)S與垂直于B的平面間的夾角為θ時，則有Φ＝BScosθ.可理解為Φ＝B(Scosθ)，即Φ等于B與S在垂直于B方向上分量的乘積；也可理解為Φ＝(Bcosθ)S，即Φ等于B在垂直于S方向上的分量與S的乘積．如圖10-1-3所示．圖10-1-32．多匝線圈的磁通量：

多匝線圈內(nèi)磁通量的大小與線圈匝數(shù)無關(guān)，因為不論線圈匝數(shù)多少，穿過線圈的磁感線條數(shù)相同，而磁感線條數(shù)表示磁通量的大?。?．合磁通量求法：

若某個平面內(nèi)有不同方向和強弱的磁場共同存在，當(dāng)計算穿過這個面的磁通量時，先規(guī)定某個方向的磁通量為正，反方向的磁通量為負(fù)，平面內(nèi)各個方向的磁通量的代數(shù)和等于這個平面內(nèi)的合磁通量．⊙典例剖析

例1：如圖

10-1-4所示，邊長為100cm的正方形閉合線圈置于勻強磁場中，線圈ab、cd兩邊中點連線OO′的左右兩側(cè)分別存在方向相同、磁感應(yīng)強度大小各為B1＝0.6T，B2＝0.4T的勻強磁場，若從上往下看，線圈逆時針方向轉(zhuǎn)過37°時，穿過線圈的磁通量改變了多少？線圈從初始位置轉(zhuǎn)過180°時，穿過線圈平面的磁通量改變了多少？圖10-1-4思維點撥：根據(jù)磁通量的定義，分別求出轉(zhuǎn)動前后通過線圈abcd的磁通量，再求出磁通量的改變量．【觸類旁通】

1．(雙選)如圖10-1-5所示，A為通電線圈，電流方向如圖所示，B、C為與A在同一平面內(nèi)的兩同心圓，ΦB、ΦC

分別為)通過兩圓面的磁通量的大小，下述判斷中正確的是( A．穿過兩圓面的磁通量垂直紙面向外

B．穿過兩圓面的磁通量垂直紙面向里圖10-1-5C．ΦB>ΦCD．ΦB<ΦC答案：AC》》》考點2楞次定律感應(yīng)電流方向的判定⊙重點歸納

1．楞次定律：感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．

(1)“阻礙”不是“阻止”，只是延緩了原磁通量的變化，電路中的磁通量還是在變化的．實質(zhì)上，楞次定律中的“阻礙”指的是“感應(yīng)電流反抗著產(chǎn)生感應(yīng)電流的那個原因”．(2)推廣：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阻礙相對運動——“來拒去留”．③使線圈面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”．④阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)——“增反減同”．物理規(guī)律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，右手定則是楞次定律的特殊情況2．感應(yīng)電流方向的判斷：利用楞次定律或右手定則，它們的特點如下.3.楞次定律的使用步驟：(1)確定原磁場的方向；(2)判斷穿過(閉合)電路的磁通量的變化情況；(3)根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場的方向；

(4)用安培定則來確定感應(yīng)電流(感應(yīng)電動勢)的方向．

4．利用右手定則判斷閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向，有以下幾種常見情況：(1)導(dǎo)體平動切割磁感線；(2)導(dǎo)體轉(zhuǎn)動切割磁感線；(3)導(dǎo)體不動，磁場運動，等效為磁場不動，導(dǎo)體反方向切割磁感線．⊙典例剖析 例2：如圖10-1-6所示，一個閉合的輕質(zhì)圓環(huán)穿在一根光滑的水平絕緣桿上，當(dāng)條形磁鐵的N極自右往左向圓環(huán)中插)圖10-1-6去時，圓環(huán)將如何運動( A．向左運動

B．向右運動

C．先向左，再向右

D．先向右，再向左

思維點撥：對電磁感應(yīng)中的相對運動問題，楞次定律的“阻礙”的本質(zhì)是阻礙相對運動，即“來拒去留”，由此可以大大簡化問題的分析過程．另外，圓環(huán)向左運動的速度一定比磁鐵的運動速度小，雖有阻礙，但磁通量仍然在增加．解析：方法一根據(jù)楞次定律的最原始表述，原磁場穿過圓環(huán)的磁感線方向向左，磁鐵向左運動，穿過圓環(huán)的磁通量增加，所以感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反，根據(jù)右手螺旋定則，感應(yīng)電流的方向在圓環(huán)前半圈向下．此環(huán)形電流的磁場與條形磁鐵相互排斥，所以圓環(huán)向左運動．方法二根據(jù)相對運動中的楞次定律，原磁場與圓環(huán)之間有相對運動時，感應(yīng)電流的磁場要阻礙這種相對運動，結(jié)果相互間形成的是排斥力．所以當(dāng)原磁場相對圓環(huán)向左運動時，圓環(huán)在排斥力的作用下，必定要向左運動．

答案：A

備考策略：如果問題不涉及感應(yīng)電流的方向，則用楞次定律的推廣含義進行研究，可以使分析問題的過程簡化．如果問題涉及到感應(yīng)電流的方向，若導(dǎo)體不動，回路中磁通量變化，應(yīng)該用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向；若是回路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動產(chǎn)生感應(yīng)電流，用右手定則判斷較為簡單．【觸類旁通】

2．(2013年汕頭期末)如圖10-1-7，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器連接成如圖所示的電路．若)將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列表述正確的是( A．線圈a中將產(chǎn)生俯視順時針方向的感應(yīng)電流

B．穿過線圈a的磁通量變小C．線圈a有擴張的趨勢圖10-1-7D．線圈a對水平桌面的壓力FN

將增大答案：D三個定則應(yīng)用對象使用方法安培定則電流與其產(chǎn)生的磁場右手握住導(dǎo)線或螺線管左手定則判斷安培力、洛倫茲力的方向左手四手指指向電流方向或正電荷運動的方向右手定則導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流右手拇指指向?qū)w切割磁感線的運動方向》》》考點3右手定則、左手定則和安培定則⊙重點歸納

1．三個定則的區(qū)別：2.相互聯(lián)系：(1)電流可以產(chǎn)生磁場，當(dāng)電流的磁場發(fā)生變化時，也會發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象．(2)感應(yīng)電流在原磁場中也要受安培力，這是確定感應(yīng)電流阻礙“相對運動”的依據(jù)．(3)有些綜合問題中，有時要同時應(yīng)用三個定則．⊙典例剖析 例3：(雙選)如圖10-1-8所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN.當(dāng)PQ在外力作用下運動時，MN在磁場力作用下向右運動，則PQ所做的運動可能是()圖10-1-8A．向右加速運動B．向左加速運動C．向右減速運動D．向左減速運動

思維點撥：此題可用倒推法，即假設(shè)選項的條件，然后得出現(xiàn)象，看它是否與題中描述的現(xiàn)象相同，若相同，則正確，若不同，則不對．也可通過判斷L1

的感生磁場方向(向上)，進而判斷要產(chǎn)生這樣的感生磁場，L2

的磁場應(yīng)如何變化(向上減小或向下增加，即增反減同)，由此可確定L2

中的電流方向和大小變化情況，進而確定PQ的運動情況．

解析：由右手定則，若PQ向右加速運動，穿過L1

的磁通量向上且增加，由楞次定律和左手定則可判斷MN向左運動，故A錯；若PQ向左加速運動，情況正好和A相反，故B對；若PQ向右減速運動，由右手定則，穿過L1

的磁通量向上且減小，由楞次定律和左手定則可判斷MN向右運動，故C對；若PQ向左減速運動，情況恰好和C相反，故D錯．答案：BC備考策略：三個定則容易相混，特別是左、右手易錯，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．【觸類旁通】

3．(雙選)如圖10-1-9所示，在勻強磁場中放置有平行銅導(dǎo)軌，它與大線圈M相連．要使小線圈N獲得順時針方向的感應(yīng)電流，則放在導(dǎo)軌上的裸金屬棒ab的運動情況是(兩線圈共面)(圖10-1-9

)A．向右勻速運動B．向左加速運動C．向右加速運動D．向右減速運動答案：BD》》》易錯點忽略磁通量的正負(fù)號導(dǎo)致錯誤

例4：如圖

10-1-10所示，通有恒定電流的導(dǎo)線與閉合金屬框abcd共面，第一次將金屬框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次將金屬框由位置Ⅰ繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置Ⅱ，設(shè)先后兩次通過金)圖10-1-10屬框的磁通量變化分別為ΔΦ1

和ΔΦ2，則( A．ΔΦ1＜ΔΦ2

B．ΔΦ1＞ΔΦ2

C．ΔΦ1＝ΔΦ2