電磁感應(yīng),第 十 章,考 試 說 明,第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律,知識(shí)梳理自測(cè),1定義 勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度(B)與_于磁場(chǎng)方向的面積(S)的乘積叫作穿過這個(gè)面積的磁通量，簡稱磁通，我們可以用穿過這一面積的磁感線條數(shù)的多少來形象地理解。 2公式 _。在國際單位制中，磁通量的單位是_，符號(hào)是_。,知識(shí)點(diǎn)1,磁通量,垂直,BS,韋伯,Wb,3公式適用條件 (1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)。 (2)磁感線的方向與平面垂直，即BS。 思考：如圖所示，矩形abcd、abba，abcd的面積分別為S1、S2、S3，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與平面abcd垂直，則： (1)通過矩形abcd的磁通量為_或_。 (2)通過矩形abcd的磁通量為_。 (3)通過矩形abba的磁通量為_。,BS1cos,BS3,BS3,0,1電磁感應(yīng)現(xiàn)象 當(dāng)穿過閉合電路的磁通量_時(shí)，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(chǎng)內(nèi)做_的運(yùn)動(dòng)。 3電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì) 產(chǎn)生_，如果電路閉合，則有_；如果電路不閉合，則只有_而無感應(yīng)電流。,知識(shí)點(diǎn)2,電磁感應(yīng)現(xiàn)象,發(fā)生變化,感應(yīng)電流,發(fā)生變化,切割磁感線,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),感應(yīng)電流,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),1楞次定律 (1)內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要_引起感應(yīng)電流的_的變化。 (2)適用范圍：適用于一切回路_變化的情況。 2右手定則 (1)使用方法。 讓磁感線穿入_手手心。 使大拇指指向_的方向。 則其余四指指向_的方向。 (2)適用范圍：適用于_切割磁感線的情況。,知識(shí)點(diǎn)3,感應(yīng)電流方向的判定,阻礙,磁通量,磁通量,右,導(dǎo)體運(yùn)動(dòng),感應(yīng)電流,部分導(dǎo)體,思考：如圖所示，矩形閉合線圈abcd豎直放置，OO是它的對(duì)稱軸，通電直導(dǎo)線AB與OO平行，且AB、OO所在平面與線圈平面垂直，AB中通有如圖所示的電流I，請(qǐng)回答：,(1)穿過線圈abcd中的磁通量為多少？ (2)AB中電流I逐漸增大，線圈abcd中有感應(yīng)電流嗎？ (3)要使線圈abcd中產(chǎn)生感應(yīng)電流，可行的做法有哪些(至少答出兩種方法)? 答案：(1)0 (2)無 (3)使線圈左右平動(dòng)；以O(shè)O為軸轉(zhuǎn)動(dòng)。,思維診斷： (1)磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)。( ) (2)閉合電路內(nèi)只要有磁通量，就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。( ) (3)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反。( ) (4)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的磁通量的變化。( ),×,×,ABD,解析 奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，說明電和磁之間存在聯(lián)系，選項(xiàng)A正確；安培總結(jié)了電流周圍磁場(chǎng)方向，根據(jù)通電螺線管的磁場(chǎng)和條形磁鐵的磁場(chǎng)的相似性，提出了分子電流假說，選項(xiàng)B正確；法拉第在實(shí)驗(yàn)中觀察到，在通有變化電流的靜止導(dǎo)線附近的固定導(dǎo)線圈中，會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；楞次在分析了許多實(shí)驗(yàn)事實(shí)后提出，感應(yīng)電流應(yīng)具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，選項(xiàng)D正確。,解析 根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：A中，電路沒閉合，無感應(yīng)電流；B中，面積增大，閉合電路的磁通量增大，有感應(yīng)電流；C中，穿過線圈的磁感線相互抵消，恒為零，無感應(yīng)電流；D中，磁通量不發(fā)生變化，無感應(yīng)電流。,B,C,C,解析 N極磁單極子穿過超導(dǎo)線圈的過程中，當(dāng)磁單極子靠近線圈時(shí)，穿過線圈的磁通量增加，且磁場(chǎng)方向從上向下，所以由楞次定律可知感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針；當(dāng)磁單極子遠(yuǎn)離線圈時(shí)，穿過線圈的磁通量減小，且磁場(chǎng)方向從下向上，所以由楞次定律可知感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，因此線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向不變，由于超導(dǎo)線圈中沒有電阻，因此感應(yīng)電流將長期維持下去，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。,核心考點(diǎn)突破,1磁通量的計(jì)算 (1)公式BS。 此式的適用條件是：勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感線與平面垂直。如圖所示。,電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷,考點(diǎn)一,(2)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，若磁感線與平面不垂直，公式BS中的S應(yīng)為平面在垂直于磁感線方向上的投影面積；公式B·Scos中的Scos即為面積S在垂直于磁感線方向的投影，我們稱之為“有效面積”。,(5)磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)，也就是磁通量大小不受線圈匝數(shù)的影響。同理，磁通量的變化量21也不受線圈匝數(shù)的影響。所以，直接用公式求、時(shí)，不必去考慮線圈匝數(shù)n。,2磁通量的變化21，其數(shù)值等于初、末態(tài)穿過某個(gè)平面磁通量的差值。分析磁通量變化的方法有： 方法一：據(jù)磁通量的定義B·S(S為回路在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)的投影面積)。 一般存在以下幾種情形： (1)投影面積不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化，即B·S。 (2)磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，投影面積發(fā)生變化，即B·S。其中投影面積的變化又有兩種形式：a.處在磁場(chǎng)的閉合回路面積發(fā)生變化，引起磁通量變化；b.閉合回路面積不變，但與磁場(chǎng)方向的夾角發(fā)生變化，從而引起投影面積變化。,(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度和投影面積均發(fā)生變化。這種情況較少見，此時(shí)不能簡單地認(rèn)為B·S。 方法二：根據(jù)磁通量的物理意義，通過分析穿過回路的磁感線條數(shù)的變化來定性分析磁通量的變化。,例 1,A,解析 線圈中通以恒定的電流時(shí)，線圈中產(chǎn)生穩(wěn)恒的磁場(chǎng)，穿過銅環(huán)A的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)A正確；通電時(shí)，使滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變化，回路中電流變化，線圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化，穿過銅環(huán)A的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；通電時(shí)，使滑動(dòng)變阻器的滑片P加速移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變化，則回路中電流變化，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化，穿過銅環(huán)A的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；將開關(guān)突然斷開的瞬間，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)從有到無，穿過銅環(huán)A的磁通量減小，產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。,規(guī)律總結(jié)： 有無感應(yīng)電流的判斷 要抓住產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，回路閉合與磁通量變化二者缺一不可。,1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(shí)注意掌心、四指、拇指的方向。,感應(yīng)電流方向的判斷,考點(diǎn)二,2楞次定律和右手定則的關(guān)系 (1)從研究對(duì)象上說，楞次定律研究的是整個(gè)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(yùn)動(dòng)的情況。 (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(yùn)動(dòng)的情況)，右手定則只適用于一段導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)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(dòng)，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(yùn)動(dòng)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(jìn)行判斷也可以，但較為麻煩。,例 2,順時(shí)針,逆時(shí)針,解題導(dǎo)思：(1)條形磁鐵N極下方的磁場(chǎng)是如何分布的？條形磁鐵左側(cè)的磁場(chǎng)是如何分布的？ (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？ 答案：(1)條形磁鐵N極下方的磁場(chǎng)方向向下，從上向下磁場(chǎng)逐漸變?nèi)?；條形磁鐵左側(cè)的磁場(chǎng)方向向上，從右向左磁場(chǎng)逐漸變?nèi)酢?(2)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。,解析 (1)將磁鐵N極向下插入，穿過線圈L的磁場(chǎng)方向向下，磁通量變大，由楞次定律知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上。由于指針向左偏轉(zhuǎn)，知螺線管內(nèi)電流方向由b流向a，結(jié)合安培定則判斷線圈繞向?yàn)轫槙r(shí)針。 (2)磁鐵向右遠(yuǎn)離L時(shí)，穿過線圈L的磁場(chǎng)方向向上，磁通量變小，由楞次定律知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上。由于指針向右偏轉(zhuǎn)，知螺線管內(nèi)電流方向由a流向b，結(jié)合安培定則判斷線圈繞向?yàn)槟鏁r(shí)針。,類題演練 1 ,C,解析 閉合開關(guān)S的瞬間，穿過線圈B的磁通量不發(fā)生變化，電流表G中無感應(yīng)電流，故A、B錯(cuò)誤；閉合開關(guān)S后，在增大R接入電路的阻值的過程中，電流減小，則穿過線圈B的磁通量減小，根據(jù)右手螺旋定則可確定穿過線圈B的磁場(chǎng)方向，再根據(jù)楞次定律可得電流表G中有ba的感應(yīng)電流，故C正確；閉合開關(guān)S后，向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，導(dǎo)致穿過線圈B的磁通量變化，則電流表中有電流，因而電流表G指針會(huì)偏轉(zhuǎn)，故D錯(cuò)誤。,解析 北半球的地磁場(chǎng)的豎直分量向下，由右手定則可判定飛機(jī)無論向哪個(gè)方向飛行，由飛行員的角度看均為左側(cè)機(jī)翼電勢(shì)較高。,類題演練 2 ,B,對(duì)楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應(yīng)電流的效果，總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因概括如下： (1)當(dāng)回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，感應(yīng)電流的效果就阻礙原磁通量的變化，即“增反減同”。 (2)當(dāng)出現(xiàn)引起磁通量變化的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流的效果就阻礙(導(dǎo)體間的)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即“來拒去留”。 (3)當(dāng)回路可以形變時(shí)，感應(yīng)電流可以使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)，即“增縮減擴(kuò)”。 (4)當(dāng)回路磁通量變化由自身電流變化引起時(shí)，感應(yīng)電流的效果是阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)，即“增反減同”。,楞次定律的推論,考點(diǎn)三,例 3,AD,解題導(dǎo)思：(1)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總會(huì)阻礙原磁通量的變化，會(huì)阻礙條形磁鐵的相對(duì)運(yùn)動(dòng)嗎？ (2)磁鐵除了受到重力作用外還受其他力的作用嗎？ 答案：(1)會(huì)。 (2)還會(huì)受到感應(yīng)電流給他的磁場(chǎng)力作用。,解析 方法一：假設(shè)磁鐵的下端為N極，穿過回路的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上，根據(jù)安培定則可判斷出回路中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。再根據(jù)左手定則可判斷P、Q所受的安培力的方向，安培力使P、Q相互靠攏。由于回路所受的安培力的合力向下，根據(jù)牛頓第三定律知，磁鐵將受到向上的反作用力，從而加速度小于g。若磁鐵的下端為S極，根據(jù)類似的分析可以得出相同的結(jié)果，所以A、D選項(xiàng)正確。 方法二：根據(jù)楞次定律的另一種表述感應(yīng)電流的效果總是要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，本題的“原因”是回路中磁通量的增加，歸根結(jié)底是磁鐵靠近回路，“效果”便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近，根據(jù)“增縮減擴(kuò)”和“來拒去留”，可知P、Q將相互靠近且磁鐵的加速度小于g。,類題演練 3 ,B,解析 膠木圓盤A由靜止開始繞其軸線OO按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動(dòng)，形成環(huán)形電流，環(huán)形電流的大小逐漸增大，根據(jù)右手螺旋定則知，通過圓環(huán)B的磁通量向下，且增大，根據(jù)楞次定律可知，金屬圓環(huán)的面積有縮小的趨勢(shì)，且有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以絲線受到的拉力減小，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。,類題演練 4 ,B,解析 當(dāng)帶正電的絕緣圓環(huán)a順時(shí)針加速旋轉(zhuǎn)時(shí)，相當(dāng)于順時(shí)針方向電流在增大，根據(jù)右手螺旋定則，其內(nèi)(圓環(huán)a內(nèi))有垂直紙面向里的磁場(chǎng)，其外(金屬圓環(huán)b處)有垂直紙面向外的磁場(chǎng)，并且磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度在增大，金屬圓環(huán)b包圍的面積內(nèi)的磁場(chǎng)的總磁通量是垂直紙面向里(因?yàn)橄蚶锏拇磐勘认蛲獾亩?，向里的是全部，向外的是部?且增大，根據(jù)楞決定律，b中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)垂直紙面向外，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力向外，所以b中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流且有擴(kuò)張的趨勢(shì)，同理，當(dāng)帶正電的絕緣圓環(huán)a順時(shí)針減速旋轉(zhuǎn)，b中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流且有收縮的趨勢(shì)，A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)帶正電的絕緣圓環(huán)a逆時(shí)針加速旋轉(zhuǎn)時(shí)，b中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，但具有擴(kuò)張趨勢(shì)；當(dāng)a逆時(shí)針減速旋轉(zhuǎn)時(shí)，b中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，具有收縮趨勢(shì)，C、D錯(cuò)誤。,類題演練 5 ,C,解析 磁鐵在鋁管中運(yùn)動(dòng)的過程中，鋁管的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁鐵受到向上的安培力，鋁管中產(chǎn)生內(nèi)能，所以磁鐵的機(jī)械能不守恒，磁鐵做的不是自由落體運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；磁鐵在整個(gè)下落過程中，由楞次定律可知，鋁管受到的安培力向下，則鋁管對(duì)桌面的壓力大于鋁管的重力，選項(xiàng)C正確；磁鐵在整個(gè)下落過程中，除重力做功外，還有安培力做負(fù)功，導(dǎo)致減少的重力勢(shì)能部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，根據(jù)能量守恒定律可知，磁鐵在下落過程中動(dòng)能的增加量小于其重力勢(shì)能的減少量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。,階段培優(yōu)微專題,一定律、三定則的綜合應(yīng)用 1一定律、三定則的比較,2.相互聯(lián)系 (1)應(yīng)用楞次定律，一般要用到安培定則。 (2)研究感應(yīng)電流受到的安培力，一般先用右手定則確定電流方向，再用左手定則確定安培力的方向，有時(shí)也可以直接應(yīng)用楞次定律的推論確定。,例 4,BC,解題導(dǎo)思：(1)如何判斷MN所在處的磁場(chǎng)方向？由MN的運(yùn)動(dòng)方向，如何進(jìn)一步判斷MN中的電流方向？ (2)如何判斷線圈L1中的磁場(chǎng)方向和L2中磁場(chǎng)的方向及變化情況？ (3)如何判斷PQ的運(yùn)動(dòng)情況？ 答案：(1)根據(jù)安培定則判斷ab中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，進(jìn)而確定MN處的磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶铮儆勺笫侄▌t判斷MN中電流的方向，應(yīng)為由M到N。 (2)根據(jù)安培定則判斷L1中的磁場(chǎng)方向，再由楞次定律判斷L2中磁場(chǎng)的方向及變化。 (3)已知L2中的磁場(chǎng)方向及變化情況，可根據(jù)安培定則和右手定則判斷PQ的運(yùn)動(dòng)情況。,方法總結(jié)： 左、右手定則巧區(qū)分 (1)右手定則與左手定則的區(qū)別：抓住“因果關(guān)系”才能無誤，“因動(dòng)而電”用右手；“因電而動(dòng)”用左手。 (2)使用中左手定則和右手定則很容易混淆，為了便于區(qū)分，可把兩個(gè)定則簡單地總結(jié)為“通電受力用左手，運(yùn)動(dòng)生電用右手”。“力”的最后一筆“丿”方向向左，用左手；“電”的最后一筆“乚”方向向右，用右手。,類題演練 6,B,解析 線圈自由下落時(shí)，加速度為aag。線圈完全在磁場(chǎng)中時(shí)，磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈只受重力，不受安培力作用，加速度為acg。線圈進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)過程中，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，將受到向上的安培力，根據(jù)牛頓第二定律可知，abad，故aaacabad，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。,