2022屆高考物理一輪復習-第1課時-電磁感應現(xiàn)象-楞次定律課件-人教大綱版2VIP

第十二章電磁感應第1課時電磁感應現(xiàn)象楞次定律考綱要求三年考情熱點考向考點要求2007年2008年2009年電磁感應現(xiàn)象、磁通量、楞次定律、右手定則Ⅱ全國理綜(T21·選擇)寧夏理綜(T20·選擇)重慶理綜(T18·選擇)四川理綜(T17·選擇)寧夏理綜(T16·選擇)安徽卷(T20·選擇)浙江卷(T17·選擇)重慶卷(T20·選擇)海南卷(T4·選擇)從近幾年的高考題中可看出，高考對用楞次定律、右手定則判定感應電流的方向的考查頻率較高，在高考中也往往與Φ－t圖象、I－t圖象及電路問題綜合考查，題型多是選擇題第一頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第一頁，編輯于星期四：二十點三十二分。1．磁通量的計算(1)公式：Φ＝

.(2)適用條件：①

磁場；②S是

磁場的有效面積．(3)單位：

，1Wb＝1T·m2.BS勻強垂直韋伯第二頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二頁，編輯于星期四：二十點三十二分。2．磁通量的物理意義(1)可以形象地理解為磁通量就是穿過某一面積的

．(2)同一個平面，當它跟磁場方向垂直時，磁通量

，當它跟磁場方向

時，磁通量為零．磁感線的條數(shù)最大平行第三頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第三頁，編輯于星期四：二十點三十二分。1．對磁通量的理解及計算(1)Φ＝B·S的含義：Φ＝BS只適用于磁感應強度B與面積S垂直的情況．當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方向上投影面積的乘積．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12－1－1(a)所示．第四頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第四頁，編輯于星期四：二十點三十二分。(2)面積S的含義：S不一定是某個線圈的真正面積，而是線圈在磁場范圍內(nèi)的面積．如圖12－1－1(b)所示，S應為線圈面積的一半．(3)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，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)可表示磁通量的大?。谖屙?，編輯于星期一：十三點五十七分。第五頁，編輯于星期四：二十點三十二分。2．磁通量變化的計算 (1)磁感應強度B不變，有效面積S變化時，則ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B·ΔS. (2)磁感應強度B變化，磁感線穿過的有效面積S不變時，則穿過回路中的磁通量的變化量ΔΦ＝Φ2－Φ1＝ΔB·S. (3)磁感應強度B和回路面積S同時變化時，則ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S2－B1S1. (4)由于磁通量與線圈的匝數(shù)無關，同理，磁通量的變化ΔΦ＝Φ2－Φ1也不受線圈匝數(shù)的影響．第六頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第六頁，編輯于星期四：二十點三十二分。1．如圖12－1－2所示，一矩形線圈與通有相同大小電流的平行直導線位于同一平面內(nèi)，而且處在兩導線的中央，則()A．兩電流同向時，穿過線圈的磁通量為零B．兩電流反向時，穿過線圈的磁通量為零C．兩電流同向或反向，穿過線圈的磁通量都相等D．因兩電流產(chǎn)生的磁場是不均勻的，因此不能判定穿過線圈的磁通量是否為零第七頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第七頁，編輯于星期四：二十點三十二分。解析：根據(jù)安培定則和通電直導線周圍的磁場分布情況，可知當兩電流同向時，正向和反向穿過線圈平面的磁感線條數(shù)相同，其磁通量為零，故選項A正確，B、C、D三項錯誤．答案：A第八頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第八頁，編輯于星期四：二十點三十二分。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，這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應．2．產(chǎn)生感應電流的條件(1)

回路．(2)

變化．3．能量轉(zhuǎn)化發(fā)生電磁感應現(xiàn)象時，機械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為

．發(fā)生變化電流閉合磁通量電能第九頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第九頁，編輯于星期四：二十點三十二分。引起磁通量變化的兩種方式1．面積變化：由Φ＝BS，S為閉合線圈在勻強磁場中垂直于磁場方向的有效面積，有兩種情況： (1)導體切割磁感線運動． 如圖12－1－3，閉合線圈的部分導體切割磁感線運動(位置1)，導體中有感應電流．整個線圈在磁場中運動(位置2)，導體中無感應電流．

第十頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第十頁，編輯于星期四：二十點三十二分。 (2)閉合線圈在磁場中轉(zhuǎn)動． 如圖12－1－4，閉合線圈繞垂直于磁感線方向的軸轉(zhuǎn)動，線圈中有感應電流，閉合線圈繞平行于磁感線方向的軸轉(zhuǎn)動，線圈中無感應電流．2．磁場變化：由于空間分布的磁場發(fā)生變化，引起回路磁通量變化．有兩種情況： ①永磁體靠近或遠離閉合線圈． ②電磁鐵(通電螺線管)通過的電流發(fā)生變化．第十一頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第十一頁，編輯于星期四：二十點三十二分。2．如圖12－1－5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(zhuǎn)動B．圓盤以某一水平直徑為軸勻速轉(zhuǎn)動C．圓盤在磁場中向右勻速平移D．勻強磁場均勻增加第十二頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第十二頁，編輯于星期四：二十點三十二分。解析：圓盤繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動和在磁場中勻速平移，都不會使其磁通量發(fā)生變化，故不會有電磁感應現(xiàn)象，A、C兩項錯誤；圓盤繞水平軸轉(zhuǎn)動或磁場均勻增加，都會使圓盤中的磁通量發(fā)生變化，故有感應電流產(chǎn)生，B、D兩項正確．答案：BD第十三頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第十三頁，編輯于星期四：二十點三十二分。1．楞次定律(1)內(nèi)容：感應電流的磁場總是要

引起感應電流的

的變化． (2)適用情況：所有電磁感應現(xiàn)象．阻礙磁通量2．右手定則(1)內(nèi)容：伸開右手，讓大拇指跟其余四指

，并且都跟手掌在同一

，讓磁感線垂直穿入掌心，大拇指指向

的方向，其余四指所指的方向，就是感應電流的方向． (2)適用情況：

產(chǎn)生感應電流．垂直平面內(nèi)導體運動部分導體運動切割磁感線第十四頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第十四頁，編輯于星期四：二十點三十二分。楞次定律的理解和應用1．因果關系：應用楞次定律實際上就是尋求電磁感應中的因果關系．磁通量發(fā)生變化是原因，產(chǎn)生感應電流是結(jié)果，原因產(chǎn)生結(jié)果，結(jié)果又反過來影響原因．第十五頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第十五頁，編輯于星期四：二十點三十二分。2．楞次定律中“阻礙”的含義第十六頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第十六頁，編輯于星期四：二十點三十二分。3．楞次定律的推廣含義的應用 (1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”． (2)阻礙(導體的)相對運動——“來拒去留”． (3)磁通量增加，線圈面積“縮小”，磁通量減小，線圈面積“擴張”． (4)阻礙線圈自身電流的變化(自感現(xiàn)象)．第十七頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第十七頁，編輯于星期四：二十點三十二分。3．(2009·浙江卷，17)如圖12－1－6所示，在磁感應強度大小為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)細桿懸掛在O點，并可繞O點擺動．金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開始釋放，在擺動到左側(cè)最高點的過程中，細桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面．則線框中感應電流的方向是()A.a→b→c→d→a

B.d→c→b→a→d

C.先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a

D.先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d

第十八頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第十八頁，編輯于星期四：二十點三十二分。解析：線框從右側(cè)擺到最低點的過程中，穿過線框的磁通量減小，由楞次定律可判斷感應電流的方向為d→c→b→a→d，從最低點到左側(cè)最高點的過程中，穿過線框的磁通量增大，由楞次定律可判斷感應電流的方向為d→c→b→a→d，所以選B項.

答案：

B第十九頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第十九頁，編輯于星期四：二十點三十二分。4．如圖12－1－7所示，在長載流直導線近旁固定有兩平行光滑導軌A、B，導軌與直導線平行且在同一水平面內(nèi)，在導軌上有兩可自由滑動的導體ab和cd.當載流直導線中的電流逐漸增強時，導體ab和cd的運動情況是() A．一起向左運動 B．一起向右運動 C．a(chǎn)b和cd相向運動，相互靠近 D．a(chǎn)b和cd相背運動，相互遠離第二十頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二十頁，編輯于星期四：二十點三十二分。解析：電流增強時，電流在abdc回路中產(chǎn)生的垂直向里的磁場增強，回路磁通量增大，根據(jù)運動阻變法，可知回路要減小面積以阻礙磁通量的增加，因此，兩導體要相向運動，相互靠攏．答案：C第二十一頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二十一頁，編輯于星期四：二十點三十二分?！纠?】如圖是驗證楞次定律實驗的示意圖，豎直放置的線圈固定不動，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產(chǎn)生感應電流．各圖中分別標出了磁鐵的極性、磁鐵相對線圈的運動方向以及線圈中產(chǎn)生的感應電流的方向等情況，其中表示正確的是()第二十二頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二十二頁，編輯于星期四：二十點三十二分。解析：根據(jù)楞次定律可確定感應電流的方向：對C選項，當磁鐵向下運動時：(1)閉合線圈原磁場的方向——向上；(2)穿過閉合線圈的磁通量的變化——增加；(3)感應電流產(chǎn)生的磁場方向——向下；(4)利用安培定則判斷感應電流的方向——與圖中箭頭方向相同．線圈的上端為S極，磁鐵與線圈相互排斥．綜合以上分析知，選項C、D正確．答案：CD第二十三頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二十三頁，編輯于星期四：二十點三十二分。感應電流方向的判斷方法：方法一：右手定則(適用于部分導體切割磁感線)方法二：楞次定律楞次定律的應用步驟第二十四頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二十四頁，編輯于星期四：二十點三十二分。1－1如圖12－1－8所示，A、B是兩根互相平行的、固定的長直通電導線，二 者電流大小和方向都相同．一個矩形閉合金屬線圈與A、B在同一平面內(nèi)，并且ab邊保持與通電導線平行，線圈從圖中的位置1勻速向左移動，經(jīng)過位置2，最后到位置3，其中位置2恰在A、B的正中間，則下面的說法 中正確的是()第二十五頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二十五頁，編輯于星期四：二十點三十二分。解析：由右手螺旋定則知A正確，此時穿過線圈的磁通量的變化率最大；從位置1到位置3的整個過程中，穿過線圈的磁通量是先向外逐漸減小到零，然后向里逐漸增大，由楞次定律知C錯，D對．答案：AD第二十六頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二十六頁，編輯于星期四：二十點三十二分?！纠?】如圖12－1－9所示，老師做了一個物理小實驗讓學生觀察：一輕質(zhì)橫桿兩側(cè)各固定一金屬環(huán)，橫桿可繞中心點自由轉(zhuǎn)動，老師拿一條形磁鐵插向其中一個小環(huán)，后又取出插向另一個小環(huán)，同學們看到的現(xiàn)象是()A．磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動B．磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動C．無論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都不發(fā)生轉(zhuǎn)動D．無論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都發(fā)生轉(zhuǎn)動第二十七頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二十七頁，編輯于星期四：二十點三十二分。解析：由于左環(huán)沒有閉合，在磁鐵插入過程中，不產(chǎn)生感應電流，故橫桿不發(fā)生轉(zhuǎn)動．故A、D兩項都錯誤；由楞次定律知道，感應電流導致的結(jié)果總是阻礙引起感應電流的原因，磁體與線圈之間發(fā)生相對運動時，感應電流施加的磁場力總是阻礙磁極相對運動的．右環(huán)閉合，相當于一線圈，在磁鐵插入過程中，產(chǎn)生感應電流，橫桿將發(fā)生轉(zhuǎn)動．故C項錯誤，只有B項正確．第二十八頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二十八頁，編輯于星期四：二十點三十二分。感應電流在原磁場中必然受安培力，因此楞次定律可以有多種表述，記住這些表述，分析問題更簡便．(1)阻礙原磁通量變化——“增反減同”(2)阻礙導體與磁體間相對運動——“來拒去留”(3)使回路的面積發(fā)生變化或變化趨勢(4)阻礙原電流的變化——“自感”第二十九頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第二十九頁，編輯于星期四：二十點三十二分。2－1如圖12－1－10所示，通電螺線管置于閉合金屬環(huán)a的軸線上，當螺線管中電流I

減小時() A．環(huán)有縮小的趨勢以阻礙原磁通量的減小 B．環(huán)有擴大的趨勢以阻礙原磁通量的減小C．環(huán)有縮小的趨勢以阻礙原磁通量的增大D．環(huán)有擴大的趨勢以阻礙原磁通量的增大12－1－10解析：由于電流I減小，閉合金屬環(huán)的磁通量變小，故環(huán)通過減小面積來阻礙磁通量減小，即環(huán)有縮小的趨勢，A項正確．答案：A第三十頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第三十頁，編輯于星期四：二十點三十二分?！纠?】如圖12－1－11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PQ在外力的作用下運動時，MN在磁場力的作用下向右運動，則PQ所做的運動可能是() A．向右加速運動 B．向左加速運動 C．向右減速運動 D．向左減速運動第三十一頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第三十一頁，編輯于星期四：二十點三十二分。(2)執(zhí)因索果法：將上面的箭頭倒過來即可，下面采用該法求解．

第三十二頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第三十二頁，編輯于星期四：二十點三十二分。解析：由右手定則，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項錯．若PQ向左加速運動，情況正好和A項相反，故B項對．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知MN向右運動，故C項對．若PQ向左減速運動，情況恰好和C項相反，故D項錯，故選B、C.第三十三頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第三十三頁，編輯于星期四：二十點三十二分。安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的比較及應用1．規(guī)律比較基本現(xiàn)象應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部分導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第三十四頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第三十四頁，編輯于星期四：二十點三十二分。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安）→右手定則；（3）因電而受力（I、B→F安）→左手定則.第三十五頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第三十五頁，編輯于星期四：二十點三十二分。3－1如圖12－1－12所示，在勻強磁場中放有平行銅導軌，它與大導線圈M相 連接，要使小導線圈N獲得順時針方向的感應電流，則放在導軌中的裸金屬棒ab的運動情況是(兩導線圈共面放置)() A．向右勻速運動B．向左加速運動 C．向右減速運動D．向右加速運動第三十六頁，編輯于星期一：十三點五十七分。第三十六頁，編輯于星期四：二十點三十二分。解析：欲使N產(chǎn)生順時針方向的感應電流，感應電流的磁場垂直紙面向里，由楞次定律可知有兩種情況：一是M中有順時針方向逐漸減小的電