高三物理一輪復(fù)習(xí)課件3：91電磁感應(yīng)現(xiàn)象-楞次定律

第1節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律基礎(chǔ)回顧1.磁通量(1)定義：勻強磁場中，______________________________________________，叫做穿過這個平面的磁通量，簡稱磁通，用符號Φ表示．(2)定義式：_______.式中B是勻強磁場的磁感應(yīng)強度，S是_________________的平面的面積．(3)單位：在國際單位制中，磁通量的單位是韋伯，符號是Wb.___________________.磁感應(yīng)強度B與垂直于磁場方向的平面的面積S的乘積Φ＝BS與磁場方向垂直1_Wb＝1_T·m2(4)標量性：磁通量是______，但有正負之分．磁通量的正負是這樣規(guī)定的，即任何一個平面都有正、反兩面，若規(guī)定磁感線_______________________，則磁感線___________________________標量從正面穿入時磁通量為正從反面穿入時磁通量為負．2.磁通量的變化量在某個過程中，穿過某個平面的磁通量的變化量等于________________________________，即ΔΦ＝Φ2－Φ1.末磁通量Φ2與初磁通量Φ1的差值比值

[特別提醒]

(1)公式Φ＝B·S中的B應(yīng)是勻強磁場的磁感應(yīng)強度，S是與磁場方向垂直的平面的面積，因此可以理解為Φ＝BS⊥.如果平面與磁場方向不垂直，應(yīng)把面積S投影到與磁場方向垂直的平面上，求出投影面積S⊥，代入到Φ＝BS⊥中計算．(2)若磁感線沿相反方向穿過同一平面，且正向磁通量為Φ1，反向磁通量為Φ2，則穿過該平面的磁通量為Φ＝Φ1－Φ2.知識點2電磁感應(yīng)現(xiàn)象Ⅰ1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)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(yīng)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(dǎo)體在磁場內(nèi)做_______________的運動．發(fā)生變化感應(yīng)電流發(fā)生變化．切割磁感線3.產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)電磁感應(yīng)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，則只產(chǎn)生______________，而不產(chǎn)生______________4.能量轉(zhuǎn)化發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，機械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為_____.感應(yīng)電動勢感應(yīng)電流感應(yīng)電動勢感應(yīng)電流．電能知識點3楞次定律Ⅱ

1.楞次定律(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即_______________________________________________(2)適用范圍：___________________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．一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象．(3)對“阻礙”意義的理解誰阻礙誰感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(原磁場)的磁通量的變化阻礙什么阻礙的是磁通量的變化，而不是磁通量本身如何阻礙當(dāng)磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相反；當(dāng)磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相同，即“增反減同”結(jié)果如何阻礙并不是阻止，只是延緩了磁通量變化的快慢，這種變化將繼續(xù)進行2.右手定則(1)內(nèi)容：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)，讓磁感線從掌心進入，并使________________________，這時______________________________________(2)適用范圍：_______________________________的情況．[特別提醒]

感應(yīng)電流的磁通量阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(原磁場)的磁通量變化，即“增反減同”．但并不是阻止磁通量的變化，只是延緩了磁通量的變化．拇指指向?qū)Ь€運動的方向四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向．導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流一、基礎(chǔ)知識題組1.[電磁感應(yīng)現(xiàn)象][2013·珠海模擬]處在磁場中的一閉合線圈，若沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流，則可以判定(

)A.線圈沒有在磁場中運動B.線圈沒有做切割磁感線運動C.磁場沒有發(fā)生變化D.穿過線圈的磁通量沒有發(fā)生變化解析：要產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，穿過線圈的磁通量必須發(fā)生變化，D正確．答案：D2.[對磁通量的考查]如圖所示，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(chǔ)與穿過B環(huán)的磁通量ΦB相比較(

)A.ΦA(chǔ)>ΦB

B.ΦA(chǔ)<ΦBC.ΦA(chǔ)＝ΦB D.不能確定解析：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(chǔ)>ΦB.故正確答案為A.答案：A3.[對電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生條件的考查](多選)如圖所示，一個矩形線框從勻強磁場的上方自由落下，進入勻強磁場中，然后再從磁場中穿出．已知勻強磁場區(qū)域的寬度L大于線框的高度h，下列說法正確的是(

)線框只在進入和穿出磁場的過程中，才有感應(yīng)電流產(chǎn)生B.線框從進入到穿出磁場的整個過程中，都有感應(yīng)電流產(chǎn)生C.線框在進入和穿出磁場的過程中，都是機械能轉(zhuǎn)化成電能D.整個線框都在磁場中運動時，機械能轉(zhuǎn)化成電能解析：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，線框全部在磁場中時，磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項B、D錯誤．線框進入和穿出磁場的過程中磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流，故選項A正確．在產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程中線框消耗了機械能，故選項C正確．答案：AC二、規(guī)律方法題組4.[利用楞次定律的推論“來拒去留”解題]如圖所示，在一固定水平放置的閉合導(dǎo)體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵，從離地面高h處，由靜止開始下落，最后落在水平地面上．磁鐵下落過程中始終保持豎直方向，并從圓環(huán)中心穿過圓環(huán)，而不與圓環(huán)接觸．若不計空氣阻力，重力加速度為g，下列說法中正確的是(

)答案：A

5.[右手定則的應(yīng)用]如圖所示，導(dǎo)軌間的磁場方向垂直于紙面向里，當(dāng)導(dǎo)線MN在導(dǎo)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(yīng)電流，且B被A吸引B.無感應(yīng)電流C.可能有，也可能沒有感應(yīng)電流D.有感應(yīng)電流，且B被A排斥解析：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(yīng)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：D6.[利用楞次定律的推論“增反減同”解題]如圖所示，ab是一個可以繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動的閉合矩形導(dǎo)體線圈，當(dāng)滑動變阻器R的滑片P自左向右滑動過程中，線圈ab將(

)

A.靜止不動B.逆時針轉(zhuǎn)動C.順時針轉(zhuǎn)動D.發(fā)生轉(zhuǎn)動，但因電源的極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動的方向解析：當(dāng)P向右滑動時，電路中電阻減小，電流增大，穿過線圈ab的磁通量增大，根據(jù)楞次定律判斷，線圈ab將順時針轉(zhuǎn)動．答案：C

利用電磁感應(yīng)的效果進行判斷的方法方法1：阻礙原磁通量的變化——“增反減同”．方法2：阻礙相對運動——“來拒去留”．方法3：使線圈面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”．方法4：阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)——“增反減同”．考點1電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷考點解讀：1.磁通量變化的常見情況變化情形舉例磁通量變化量磁場變化永磁鐵靠近或遠離線圈、電磁鐵(螺線管)內(nèi)電流發(fā)生變化ΔΦ＝ΔB·S2.感應(yīng)電流能否產(chǎn)生的判斷典例透析如圖所示，一個U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個金屬導(dǎo)體棒ab，有一個磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ.在下列各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(

)A.ab向右運動，同時θ角減小B.使磁感應(yīng)強度B減小，同時θ角也減小C.ab向左運動，同時增大磁感應(yīng)強度BD.ab向右運動，同時增大磁感應(yīng)強度B和夾角θ(0°<θ<90°)[解題探究]

(1)怎樣判定磁通量Φ是否變化？提示：據(jù)Φ＝BScosθ判定，可以是B大小變化，可以是S變化，也可以是二者夾角θ變化．(2)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？提示：①閉合回路，②磁通量Φ變化．[嘗試解答]選____.設(shè)此時回路的面積為S，由題意得磁通量Φ＝BScosθ，對選項A，S增大，θ減小，cosθ增大，則Φ增大，故選項A正確；對選項B，θ減小，cosθ增大，又B減小，故Φ可能不變，選項B錯誤；對選項C，S減小，B增大，Φ可能不變，故選項C錯誤；對選項D，S增大，B增大，θ增大，cosθ減小，Φ可能不變，故選項D錯誤．A

有關(guān)磁通量的三個易錯點

(1)公式Φ＝BS中的S的含義：磁通量的實質(zhì)是穿過某一面的磁感線的條數(shù)，所以不論線圈有多大面積，公式Φ＝BS中的S應(yīng)理解為線圈處于磁場中的部分在垂直于磁場方向的投影面積．

(2)多匝線圈的磁通量：既然磁通量是穿過某一面積的磁感線條數(shù)，所以穿過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)，即穿過多匝線圈的磁通量并非等于穿過單匝線圈的磁通量乘以匝數(shù)．

(3)合磁通量的計算：若兩個相反方向的磁場同時存在，計算穿過某一面的磁通量時，應(yīng)先設(shè)定某一方向的磁通量為正，則相反方向的磁通量為負，則這兩個相反方向的磁通量的代數(shù)和即為穿過這一面的合磁通量．考點2對楞次定律的理解及應(yīng)用考點解讀：感應(yīng)電流方向判斷的兩種方法方法一用楞次定律判斷方法二用右手定則判斷該方法適用于部分導(dǎo)體切割磁感線．判斷時注意掌心、四指、拇指的方向：(1)掌心——磁感線垂直穿入；(2)拇指——指向?qū)w運動的方向；(3)四指——指向感應(yīng)電流的方向．典例透析[2012·上海高考]為判斷線圈繞向，可將靈敏電流計G與線圈L連接，如圖所示．已知線圈由a端開始繞至b端；當(dāng)電流從電流計G左端流入時，指針向左偏轉(zhuǎn)．

(1)將磁鐵N極向下從線圈上方豎直插入L時，發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn)．俯視線圈，其繞向為________(填：“順時針”或“逆時針”)．(2)當(dāng)條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠離L時，指針向右偏轉(zhuǎn)，俯視線圈，其繞向為________(填“順時針”或“逆時針”)．[解題探究]

(1)條形磁鐵N極下方的磁場是如何分布的？條形磁鐵左側(cè)的磁場是如何分布的？提示：條形磁鐵N極下方的磁場方向向下，從上向下磁場逐漸變?nèi)?；條形磁鐵左側(cè)的磁場方向向上，從右向左磁場逐漸變?nèi)酰?2)指針向左偏轉(zhuǎn)，在螺線管內(nèi)電流如何流？指針向右偏轉(zhuǎn)，在螺線管內(nèi)電流如何流？提示：指針向左偏轉(zhuǎn)，在螺線管內(nèi)電流從b流向a；指針向右偏轉(zhuǎn)，在螺線管內(nèi)電流從a流向b.[嘗試解答]

______________________(1)由題可知在螺線管內(nèi)電流從b流向a，而根據(jù)楞次定律(增反減同)螺線管中產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相反(向上)，再根據(jù)右手螺旋定則可知電流方向為逆時針方向(俯視線圈)，因此從a向b看導(dǎo)線繞向為順時針方向．(1)順時針(2)逆時針(2)由題可知在螺線管內(nèi)電流從a流向b，而根據(jù)楞次定律(增反減同)螺線管中產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相同(向上)，再根據(jù)右手螺旋定則可知感應(yīng)電流方向與(1)相同，而電流的流向與(1)相反，因此繞向一定與(1)相反為逆時針方向(俯視線圈)．楞次定律和右手定則的關(guān)系(1)從研究對象上說，楞次定律研究的是整個閉合回路，右手定則研究的是閉合電路中的一部分導(dǎo)體，即一段導(dǎo)體做切割磁感線運動．

(2)從適用范圍上說，楞次定律適用于磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況(包括一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動的情況)，右手定則只適用于一段導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動的情況．因此，右手定則是楞次定律的一種特殊情況．

一般來說，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)電流方向而不能用右手定則；若是回路中一部分導(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，用楞次定律進行判斷也可以，但較為麻煩．[變式訓(xùn)練]

1.如圖所示，金屬棒ab、金屬導(dǎo)軌和螺線管組成閉合回路，金屬棒ab在勻強磁場B中沿導(dǎo)軌向右運動，則A.ab棒不受安培力作用B.ab棒所受安培力的方向向右C.ab棒向右運動速度v越大，所受安培力越大D.螺線管產(chǎn)生的磁場，A端為N極答案：C考點3三個定則的綜合應(yīng)用考點解讀：1.“三個定則與一個定律”的適用情況名稱基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律電流的磁效應(yīng)運動電荷、電流產(chǎn)生磁場安培定則磁場對電流的作用磁場對運動電荷、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閉合回路磁通量變化楞次定律2.三個定則的因果關(guān)系三個定則容易相混，特別是左、右手易錯用，抓住因果關(guān)系是關(guān)鍵：(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．典例透析如圖，圓形導(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閉合回路．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D.線圈a對水平桌面的壓力FN將增大[解題探究]

(1)如何判定a中有無電流？提示：P下滑電阻將減小，穿過b線圈的電流增大，穿過a線圈的磁通量增大，故a中有感應(yīng)電流．(2)如何判定線圈a中的電流方向及受力情況？提示：應(yīng)用楞次定律確定a中的電流方向，然后根據(jù)左手定則和安培定則判定受力．[嘗試解答]選D.通過螺