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1、第十章 电磁感应,-2-,-3-,第1节 电磁感应现象 楞次定律,-5-,基础夯实,自我诊断,一、磁通量 1.概念:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向垂直 的面积S与B的乘积。 2.公式:=BS 。 适用条件:匀强 磁场。 3.S为垂直 磁场的有效面积。 4.磁通量是标量 (选填“标量”或“矢量”)。 5.磁通量的意义: (1)磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数。 (2)同一线圈平面,当它跟磁场方向垂直时,磁通量最大 ;当它跟磁场方向平行时,磁通量为零 ;当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的磁感线条数一样多时,磁通量为零 。,-6-,基础夯实,自我诊断,二、电磁感应现象 1
2、.电磁感应现象 当穿过闭合电路的磁通量发生变化 时,电路中产生感应电流 的现象。 2.产生感应电流的条件 (1)条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化 。 (2)特例:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线 运动。 3.能量转化 发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为电能 。,-7-,基础夯实,自我诊断,三、感应电流方向的判定 1.楞次定律 (1)内容:感应电流的磁场总要阻碍 引起感应电流的磁通量 的变化。 (2)适用范围:一切电磁感应现象。,-8-,基础夯实,自我诊断,2.右手定则 (1)内容:如图,伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线 从掌心进入,
3、并使拇指指向导线运动 的方向,这时四指所指的方向就是感应电流 的方向。 (2)适用情况:导体切割磁感线 产生感应电流。,-9-,基础夯实,自我诊断,在应用楞次定律判断感应电流方向时,可借助楞次定律中“阻碍”含义的不同,提高解题的灵活性。请思考“阻碍”有哪些不同的含义? 提示：楞次定律中“阻碍”的主要表现形式 (1)阻碍原磁通量的变化“增反减同”。 (2)阻碍相对运动“来拒去留”。 (3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”。 (4)阻碍原电流的变化(自感现象)“增反减同”。,-10-,基础夯实,自我诊断,1.如图所示,正方形线圈abcd位于纸面内,边长为l,匝数为n,过ab中点和cd中点的
4、连线OO恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上,磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为( ),答案,解析,-11-,基础夯实,自我诊断,2.随着科技的不断发展,无线充电已经进入人们的视线。小到手表、手机,大到电脑、电动汽车的无线充电,都已经实现了从理论研发到实际应用的转化。下图给出了某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式无线充电的原理图。关于无线充电,下列说法正确的是( ) A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应” B.只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电 C.接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同 D.只要有无线充电底座,所有手机都可以进行无线充电,
5、答案,解析,-12-,基础夯实,自我诊断,3.(多选)如图所示,在赤道附近某中学实验室的水平桌面上,放置边长为l的正方形闭合导体线圈abcd,线圈的ab边沿南北方向,ad边沿东西方向。下列说法正确的是( ) A.若使线圈向东平动,则a点的电势与b点的电势相同 B.若使线圈向北平动,则a点的电势比b点的电势低 C.若以ab为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为abcda D.若以ad为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为adcba,答案,解析,-13-,基础夯实,自我诊断,4.(2017全国卷)如图所示,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于
6、导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是( ) A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向 B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向 C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向 D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向,答案,解析,-14-,基础夯实,自我诊断,5.为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G与线圈L连接,如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端;当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏转。 (1)将条形磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时,发现指针向左
7、偏转。俯视线圈,其绕向为 (选填“顺时针”或“逆时针”)。 (2)当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时,指针向右偏转。俯视线圈,其绕向为 (选填“顺时针”或“逆时针”)。,答案,解析,-15-,考点一,考点二,考点三,电磁感应现象的理解及判断(自主悟透) 常见的产生感应电流的三种情况,-16-,考点一,考点二,考点三,突破训练 1.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接。下列说法正确的是 ( ) A.开关闭合后,线圈A插入或拔出都会 引起电流计指针偏转 B.线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断 开的瞬间,电流计指针均不会偏转 C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P
8、匀速 滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度 D.开关闭合后,只有滑动变阻器的滑片P 加速滑动,电流计指针才能偏转,答案,解析,-17-,考点一,考点二,考点三,2.如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为。在以下叙述的过程中,一定能在轨道回路里产生感应电流的是( ) A.ab向右运动,同时使减小 B.使磁感应强度B减小,角同时也减小 C.ab向左运动,同时增大磁感应强度B D.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和角(090),答案,解析,-18-,考点一,考点二,考点三,规律总结判断能否产生电磁感应现
9、象,关键是看回路的磁通量是否发生了变化。磁通量的变化量=2-1主要有下列四种形式: 1.S、不变,B改变,则=BSsin 。 2.B、不变,S改变,则=SBsin 。 3.B、S不变,改变,则=BS(sin 2-sin 1)。 4.B、S、中的两个或三个量同时变化引起的磁通量变化。,-19-,考点一,考点二,考点三,楞次定律的理解及应用(师生共研) 楞次定律中“阻碍”的含义,-20-,考点一,考点二,考点三,例1如图所示,在一水平、固定的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁(N极朝上,S极朝下)由静止开始下落,磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触。关于圆环中感应电流的方向(从上向下看),下列说法正确的是
10、( ) A.总是顺时针 B.总是逆时针 C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针,答案,解析,-21-,考点一,考点二,考点三,例2大小不等的两导电圆环P、Q均固定于水平桌面上,Q环位于P环内。在两环间的范围内存在方向竖直向下、大小随时间均匀增强的匀强磁场B,则( ) A.Q环内有顺时针方向的感应电流 B.Q环内有逆时针方向的感应电流 C.P环内有顺时针方向的感应电流 D.P环内有逆时针方向的感应电流,答案,解析,-22-,考点一,考点二,考点三,思维点拨两圆环所围区域内的磁通量是如何变化的?,提示:Q环内没有磁场,磁通量始终为零;P环内的磁通量增加。,-23-,考点一,考点二,考点三,例3
11、(多选)一环形线圈放在匀强磁场中,设第1 s内磁感线垂直线圈平面向里,如图甲所示。若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示,下列说法正确的是( ) A.第1 s内线圈中感应电流的大小逐渐增加 B.第2 s内线圈中感应电流的大小恒定 C.第3 s内线圈中感应电流的方向为顺时针方向 D.第4 s内线圈中感应电流的方向为逆时针方向,答案,解析,-24-,考点一,考点二,考点三,方法归纳1.应用楞次定律判断感应电流“四步”,-25-,考点一,考点二,考点三,2.明确楞次定律中“阻碍”的含义 可以推广为:感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因。说明如下,-26-,考点一,考点二,考点三,-27-,考
12、点一,考点二,考点三,-28-,考点一,考点二,考点三,突破训练 3.如图甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在0 时间内,直导线中电流向上,则在 T时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是( ) A.顺时针,向左 B.逆时针,向右 C.顺时针,向右 D.逆时针,向左,答案,解析,-29-,考点一,考点二,考点三,4.如图所示,一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中,若要使圆环中产生如图圆环中箭头所示方向的感应电流,下列方法可行的是( ) A.仅使匀强磁场的磁感应强度均匀增大 B.仅使圆环绕水平轴ab如图转动30 C
13、.仅使圆环绕水平轴cd如图转动30 D.保持圆环水平并仅使其绕过圆心的竖直轴转动,答案,解析,-30-,考点一,考点二,考点三,“三个定则、一个定律”的综合应用(师生共研) 1.规律比较,-31-,考点一,考点二,考点三,2.相互联系 (1)应用楞次定律时,一般要用到安培定则。 (2)研究感应电流受到的安培力时,一般先用右手定则确定电流方向,再用左手定则确定安培力的方向,有时也可以直接应用楞次定律的推论确定。,-32-,考点一,考点二,考点三,例4(多选)如图所示的电路中,若发现放在水平光滑金属导轨上的ab棒突然向右移动,这可能发生在( ) A.闭合开关S的瞬间 B.断开开关S的瞬间 C.闭合
14、开关S后,减小滑动变阻器R的阻值时 D.闭合开关S后,增大滑动变阻器R的阻值时,答案,解析,-33-,考点一,考点二,考点三,例5置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线,与套在铁芯上部的线圈A相连。套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上,如图所示。导轨上有一根金属棒ab处在竖直向上的匀强磁场中。下列说法正确的是( ) A.圆盘顺时针加速转动时,ab棒将向右运动 B.圆盘顺时针匀速转动时,ab棒将向右运动 C.圆盘顺时针减速转动时,ab棒将向右运动 D.圆盘逆时针加速转动时,ab棒将向左运动,答案,解析,-34-,考点一,考点二,考点三,思维点拨(1)圆盘匀速转动时,线圈B
15、是否有感应电流? (2)圆盘加速转动时,线圈B的感应电流的磁场方向如何? (3)圆盘减速转动时,线圈B的感应电流的磁场方向如何?,提示： (1)线圈B无感应电流。 (2)线圈B感应电流的磁场与原磁场方向相反。 (3)线圈B感应电流的磁场与原磁场方向相同。,规律总结多定则应用的区别 多定则应用的关键是抓住因果关系: (1)因电而生磁(IB)安培定则。 (2)因动而生电(v、BI)右手定则。 (3)因电而受力(I、BF安)左手定则。,-35-,考点一,考点二,考点三,突破训练 5.(多选)如图所示,金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引( ) A.向右做匀速运动 B.向左做减速运动 C.向右做减速运动 D.向右做加速运动,答案,解析,