楞次定律和自感現(xiàn)象復習

第1講電磁感應現(xiàn)象楞次定律磁通量Ⅰ(考綱要求)

【思維驅(qū)動】

如圖9-1-1所示，在條形磁鐵外套有A、B

兩個大小不同的圓環(huán)，穿過A環(huán)的磁通量

ΦA與穿過B環(huán)的磁通量ΦB相比較(

)．

A．ΦA>ΦB B．ΦA<ΦB C．ΦA＝ΦB D．不能確定圖9-1-1

解析磁通量Φ＝Φ內(nèi)－Φ外．對A、B兩環(huán)，Φ內(nèi)相同；而對于Φ外，B的大于A的，所以ΦA>ΦB.故正確答案為A.答案A【知識存盤】1．概念：在磁感應強度為B的勻強 磁場中，與磁場方向

的面 積S與B的乘積．2．公式：Φ＝

.3．單位：1Wb＝

.4．公式的適用條件： ①勻強磁場；②磁感線的方向與平面垂直，即B⊥S.垂直

BS

1T·m2

【知識存盤】1．電磁感應現(xiàn)象：當穿過閉合電路的磁通量

時，電路中有

產(chǎn)生的現(xiàn)象．2．產(chǎn)生感應電流的條件

(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體在磁場內(nèi)做 運動．發(fā)生變化

感應電流

發(fā)生變化

切割磁感線

3．產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象的實質(zhì)：電磁感應現(xiàn)象的實質(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

.感應電動勢

感應電流

感應電動勢

感應電流

【知識存盤】楞次定律三定則一定律適用范圍基本現(xiàn)象安培定則電流的磁效應運動電荷、電流產(chǎn)生磁場左手定則磁場力磁場對運動電荷、電流的作用右手定則電磁感應部分導體做切割磁感線運動楞次定律閉合回路的磁通量變化考點一電磁感應現(xiàn)象是否發(fā)生的判斷【典例1】

如圖9-1-4所示，一通電螺線管b放在 閉合金屬線圈a內(nèi)，螺線管的中心軸線恰和 線圈的一條直徑MN重合．要使線圈a中產(chǎn) 生感應電流，可采用的方法有 (

)．

A．使通電螺線管中的電流發(fā)生變化

B．使螺線管繞垂直于線圈平面且過線圈圓心的軸轉動

C．使線圈a以MN為軸轉動

D．使線圈繞垂直于MN的直徑轉動圖9-1-4

解析題中圖示位置無論螺線管中的電流怎樣發(fā)生變化，均無磁感線穿過線圈平面，磁通量始終為零，故無感應電流產(chǎn)生，選項A錯誤．若螺線管繞垂直于線圈平面且過線圈圓心的軸轉動，穿過線圈的磁通量始終為零，故無感應電流產(chǎn)生，選項B錯誤．若線圈a以MN為軸轉動，穿過線圈的磁通量始終為零，故無感應電流產(chǎn)生，選項C錯誤．若線圈繞垂直于MN的直徑轉動，穿過線圈的磁通量會發(fā)生變化，故有感應電流產(chǎn)生，選項D正確．答案D【變式跟蹤1】

如圖9-1-5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中沒有感應電流的是

(

)．

A．線圈中通以恒定的電流

B．通電時，使滑動變阻器的滑片P勻速移動

C．通電時，使滑動變阻器的滑片P加速移動

D．將電鍵突然斷開的瞬間圖9-1-5

解析當線圈中通恒定電流時，產(chǎn)生的磁場為穩(wěn)恒磁場，通過銅環(huán)A的磁通量不發(fā)生變化，不會產(chǎn)生感應電流． 答案A

考點二楞次定律的理解及應用楞次定律中“阻礙”的含義【典例2】

某實驗小組用如圖9-1-6所示的實 驗裝置來驗證楞次定律．當條形磁鐵自 上而下穿過固定的線圈時，通過電流計 的感應電流方向是 (

)．

A．a(chǎn)→G→b

B．先a→G→b，后b→G→a C．b→G→a D．先b→G→a，后a→G→b圖9-1-6解析①確定原磁場的方向：條形磁鐵在穿入線圈的過程中，磁場方向向下．②明確回路中磁通量的變化情況：線圈中向下的磁通量增加．③由楞次定律的“增反減同”可知：線圈中感應電流產(chǎn)生的磁場方向向上．④應用右手定則可以判斷感應電流的方向為逆時針(俯視)即：b→G→a.同理可以判斷：條形磁鐵穿出線圈的過程中，向下的磁通量減小，由楞次定律可得線圈中將產(chǎn)生順時針方向的感應電流(俯視)，電流從a→G→b.答案D【變式跟蹤2】

如圖9-1-7所示，通電 螺線管左側和內(nèi)部分別靜止吊一 導體環(huán)a和b，當滑動變阻器R的滑 動觸頭c向左滑動時 (

)．

A．a(chǎn)向左擺，b向右擺 B．a(chǎn)向右擺，b向左擺

C．a(chǎn)向左擺，b不動 D．a(chǎn)向右擺，b不動圖9-1-7答案C

解析當滑動變阻器R的滑動觸頭c向左滑動時，電路中的電流變大，螺線管產(chǎn)生的磁場逐漸增強，穿過a的磁通量變大，根據(jù)楞次定律可知，a向左擺動；b處于螺線管內(nèi)部，其周圍的磁場為勻強磁場，方向水平向左，圓環(huán)中雖然也產(chǎn)生感應電流，但根據(jù)左手定則可判斷出，安培力與b在同一個平面內(nèi)，產(chǎn)生的效果是使圓環(huán)面積縮小，并不使其擺動，所以C項正確．答案C

借題發(fā)揮1．應用“程序法”解題的注意事項 “程序法”是分析、解決物理問題的一種常見方法，在使用“程序法”處理問題時，需注意以下兩點：(1)根據(jù)題目類型制定一個嚴謹、簡潔的解題程序；(2)在分析和解決問題時，要嚴格按照解題程序進行，這樣可以規(guī)范解題過程、減少失誤、節(jié)約解題時間．2．判斷感應電流方向的“四步法”【變式跟蹤3】

如圖9-1-9所示，導軌間的磁場方向垂直于紙面向里，當導線MN在導軌上向右加速滑動時，正對電磁鐵A的圓形金屬環(huán)B中 (

)．

A．有感應電流，且B被A吸引

B．無感應電流

C．可能有，也可能沒有感應電流

D．有感應電流，且B被A排斥圖9-1-9

答案D解析MN向右加速滑動，根據(jù)右手定則，MN中的電流方向從N→M，且大小在逐漸變大，根據(jù)安培定則知，電磁鐵A的左端為N極，且磁場強度逐漸增強，根據(jù)楞次定律知，B環(huán)中的感應電流產(chǎn)生的內(nèi)部磁場方向向右，B被A排斥．故D正確．答案D

借題發(fā)揮“三個定則與一個定律”的規(guī)范應用1．一般解題步驟

(1)分析題干條件，找出閉合電路或切割磁感線的導體棒．

(2)結合題中的已知條件和待求量的關系選擇恰當?shù)囊?guī)律．

(3)正確地利用所選擇的規(guī)律進行分析和判斷．2．應用區(qū)別

關鍵是抓住因果關系

(1)因電而生磁(I→B)→安培定則；

(2)因動而生電(v、B→I)→右手定則；

(3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則．閱卷教師叮嚀易失分點1．不能正確確定所研究的回路．2．對楞次定律中的“阻礙”理解不透．3．不能靈活選用楞次定律推廣的規(guī)律．4．分不清感應電流的磁場和原磁場的關系．應對策略 對楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應電流的效果總是阻礙產(chǎn)生感應電流的原因：(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”.

審題流程2．如圖9-1-13所示，一個金屬薄圓盤水平放置在豎直向上的勻強磁場中，下列做法中能使圓盤中產(chǎn)生感應電流的是 (

)．A．圓盤繞過圓心的豎直軸勻速轉動B．圓盤以某一水平直徑為軸勻速轉動C．圓盤在磁場中向右勻速平移D．勻強磁場均勻增加圖9-1-13答案BD解析只有當圓盤中的磁通量發(fā)生變化時，圓盤中才產(chǎn)生感應電流，當圓盤繞過圓心的豎直軸勻速轉動或圓盤在磁場中向右勻速平移時，圓盤中的磁通量不發(fā)生變化，不能產(chǎn)生感應電流，A、C錯誤；當圓盤以某一水平直徑為軸勻速轉動或勻強磁場均勻增加時，圓盤中的磁通量發(fā)生變化，圓盤中將產(chǎn)生感應電流，B、D正確．答案BD4．如圖9-1-15所示，一根條形磁鐵從 左向右靠近閉合金屬環(huán)的過程中，環(huán)中的感應電流(自左向右看) (

)．

A．沿順時針方向

B．先沿順時針方向后沿逆時針方向

C．沿逆時針方向

D．先沿逆時針方向后沿順時針方向圖9-1-15

解析條形磁鐵從左向右靠近閉合金屬環(huán)的過程中，向右的磁通量一直增加，根據(jù)楞次定律，環(huán)中的感應電流(自左向右看)為逆時針方向，C對．答案

C5．如圖9-1-16所示，一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細線懸掛在天花板上，細線從一水平金屬圓環(huán)中穿過．現(xiàn)將環(huán)從位置Ⅰ釋放，環(huán)經(jīng)過磁鐵到達位置Ⅱ.設環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端附近時細線的張力分別為T1和T2，重力加速度大小為g，則(

)．

A．T1>mg，T2>