江苏省桃州中学高考物理一轮复习 4.1 电磁感应现象 下载本文

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选修3-2 2013届桃州中学高三物理导学案

第四章 电磁感应

【课 题】§4.1 电磁感应现象 楞次定律 【学习目标】

1.电磁感应现象Ⅰ

2.磁通量Ⅰ 3.楞次定律Ⅱ 【知识要点】 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 的闭合导体回路的面积S和B的乘积.

2.公式:Φ= ,此式的适用条件是匀强磁场,且线圈平面与磁场垂直. 3.单位:1 Wb= . 4.磁通量是标量,但有正负.磁通量的正负不代表大小,只表示磁感线是怎样穿过平面的.即若以向里穿过某平面的磁通量为正,则向外穿过这个平面的磁通量为负.

5.磁通量的物理意义是穿过某一面积的磁感线条数. 二、电磁感应现象

1.产生感应电流的条件:穿过闭合电路的 发生变化. 2.引起磁通量变化的常见情况

(1)闭合电路的部分导体做 运动,导致Φ变. (2)线圈在磁场中转动,导致Φ变.

(3) 变化,导致Φ变.

3.产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合,只要穿过线圈平面的 发生变化,线路中就有感应电动势.

4.电磁感应现象的实质是产生 ,如果回路闭合则产生 ;如果回路不闭合,则只有 ,而无 . 三、楞次定律和右手定则 1.楞次定律

(1)内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要 引起感应电流的 的变化. (2)适用情况:所有 现象. 2.右手定则

(1)内容:伸开右手,使拇指与 垂直,并且都与手掌在同一平面内,让 从掌心进入,并使拇指指向导线 ,这时四指所指的方向就是 的方向.

(2)适用情况:导体 产生感应电流.

【典型例题】

一、对磁通量的理解

【例题1】如图所示,一通电圆环A,电流大小不变,在通电圆环外有两个同心圆环B、C,SC>SB,则下列判断正确的是( )

A.ΦB>ΦC

1

B.ΦB=ΦC C.ΦB<ΦC

D.无法确定磁通量ΦB、ΦC的大小

【变式训练1】 如图所示,一水平放置的N匝矩形线框面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,方向斜向上,与水平面成30°角,现若使矩形线框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置,则此过程中磁通量的改变量的大小是( )

A.C.

3-13+1

BS B.NBS 223+13-1

BS D.NBS 22

二、对楞次定律的理解和应用 1.楞次定律中“阻碍”的含义

谁阻碍谁 阻碍什么 感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化 阻碍的是磁通量的变化,而不是磁场本身 当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反,阻碍其增加;当磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同,阻碍其减少,即“增反减同” 阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化快慢,这种变化将继续进行,最终结果不受影响 如何阻碍 结果如何 2.楞次定律的推广含义的应用

(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”. (2)阻碍(导体的)相对运动——“来拒去留”. (3)磁通量增加,线圈面积“缩小”;磁通量减少,线圈面积“扩张”. (4)阻碍线圈自身电流的变化(自感现象).

【例题2】(2010·上海高考)如图,金属环A用轻绳悬挂,与长直螺线管共轴,并位于其左侧.若变阻器滑片P向左移动,则金属环A将向__________(填“左”或“右”)运动,并有__________(填“收缩”或“扩张”)趋势.

【变式训练2】如图是某电磁冲击钻的原理图,若突然发现钻头M向右运动,则可能是( )

A.开关S闭合瞬间

B.开关S由闭合到断开的瞬间

2

C.开关S已经是闭合的,变阻器滑片P向左迅速滑动 D.开关S已经是闭合的,变阻器滑片P向右迅速滑动

【变式训练3】(2011·上海高考)如图,均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置,当a绕O点在其所在平面内旋转时,b中产生顺时针方向的感应电流,且具有收缩趋势,由此可知,圆环a( )

A.顺时针加速旋转 B.顺时针减速旋转

C.逆时针加速旋转 D.逆时针减速旋转 三、感应电流方向的判断

【例题3】如右图所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点,并可绕O点摆动.金属线框从右侧某一位置静止开始释放,在摆动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同一平面,且垂直纸面,则线框中感应电流的方向是( )

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

【变式训练4】一航天飞机下有一细金属杆,杆指向地心.若仅考虑地磁场的影响,则当航天飞机位于赤道上空( )

A.由东向西水平飞行时,金属杆中感应电动势下端高 B.由西向东水平飞行时,金属杆中感应电动势上端高

C.沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时,金属杆中感应电动势上端高 D.沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时,金属杆中一定没有感应电动势

四、右手定则、左手定则、安培定则的区别和应用

【例题4】如图所示,导线框abcd与通电直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点.在线框向右运动的瞬间( )

A.线框中有感应电流,且沿顺时针方向 B.线框中有感应电流,且沿逆时针方向 C.线框中有感应电流,但方向难以判断

D.由于穿过线框的磁通量为零,线框中没有感应电流

【变式训练5】 如图所示,矩形闭合线圈放置在水平薄板上,有一块蹄形磁铁如图所示置于平板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度).当磁铁匀速向右通过线圈正下方时,线圈仍静止不动,那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向(从上向下看)是( )

A.摩擦力方向一直向左

B.摩擦力方向先向左、后向右

C.感应电流的方向顺时针→逆时针→逆时针→顺时针 D.感应电流的方向顺时针→逆时针

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