1、第十章 电磁感应,-2-,-3-,第1节 电磁感应现象 楞次定律,-5-,知识梳理,考点自诊,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-,知识梳理,考点自诊,二、
2、电磁感应现象 1.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-,知识梳理,考点自诊,三、感应电流方向的判定,-8-,知识梳理,考点自诊,1.判断下列说法的正误。 (1)穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中不一定有感应电流产生。( ) (2)线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没有感应电流产生。( ) (3)当导体切割磁感线时,一
3、定产生感应电动势。( ) (4)感应电流的磁场总是与原磁场方向相反。( ) (5)楞次定律和右手定则都可以判断感应电流的方向,二者没什么区别。( ) (6)感应电流的磁场一定阻止引起感应电流的磁场的磁通量的变化。( ),答案,-9-,知识梳理,考点自诊,2.(2017江苏单科,1)如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为( )A.11 B.12 C.14 D.41,答案,解析,-10-,知识梳理,考点自诊,3.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( ),-11
4、-,知识梳理,考点自诊,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,-12-,知识梳理,考点自诊,4.(多选)(2018北京海淀期末)现代科学研究中常要用到高速电子,电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。如图所示,上面为侧视图,上、下为电磁铁的两个磁极,电磁铁线圈中电流的大小可以变化;下面为磁极之间真空室的俯视图。现有一电子在真空室中做圆周运动,从上
5、往下看电子沿逆时针方向做加速运动。则下列判断正确的是( ) A.通入螺线管的电流在增强 B.通入螺线管的电流在减弱 C.电子在轨道中做圆周运动的向心力是电场力 D.电子在轨道中加速的驱动力是电场力,答案,解析,-13-,知识梳理,考点自诊,5.研究人员发现:一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能。具体而言,只要略微提高温度,这种合金就会变成强磁性合金,从而使环绕它的线圈中产生电流,其简化模型如图所示。A为圆柱形合金材料,B为线圈,套在圆柱形合金材料上,线圈的半径大于合金材料的半径。现对A进行加热,则( ) A.B中将产生逆时针方向的电流 B.B中将产生顺时针方向的电流 C.B线圈有
6、收缩的趋势 D.B线圈有扩张的趋势,答案,解析,-14-,命题点一,命题点二,命题点三,电磁感应现象的理解及判断 常见的产生感应电流的三种情况,-15-,命题点一,命题点二,命题点三,典例1(2017全国卷)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示。无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是 ( ),答案,解析,-16-,命题点一,命题点二,命题点三,思维点拨装置的原理是利用电磁阻尼,关键是看
7、回路的磁通量是否发生了变化。此题主要考查磁通量、电磁感应的条件、电磁阻尼等物理观念、科学思维等核心素养。,-17-,命题点一,命题点二,命题点三,即学即练 1.(多选) (2016江苏卷)电吉他中电拾音器的基本结构如图所示,磁体附近的金属弦被磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音。下列说法正确的有( )A.选用铜质弦,电吉他仍能正常工作 B.取走磁体,电吉他将不能正常工作 C.增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 D.弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化,答案,解析,-18-,命题点一,命题点二,命题点三,2.(2018江苏徐州考前打靶)下列各图所描述
8、的物理情境中,没有感应电流的是( ),答案,解析,-19-,命题点一,命题点二,命题点三,3.(2018河北正定模拟)如图所示为感应式发电机,a、b、c、d是空间四个可用电刷与铜盘边缘接触的点,O1、O2是铜盘轴线导线的接线端,M、N是电流表的接线端。现在将铜盘转动,能观察到感应电流的是( ) A.将电流表的接线端M、N分别连接a、c位置 B.将电流表的接线端M、N分别连接O1、a位置 C.将电流表的接线端M、N分别连接O1、O2位置 D.将电流表的接线端M、N分别连接c、d位置,答案,解析,-20-,命题点一,命题点二,命题点三,楞次定律的理解及应用 楞次定律中“阻碍”的含义,-21-,命题
9、点一,命题点二,命题点三,典例2(2017全国卷)如图,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,-22-,命题点一,命题点二,命题点三,思维点拨解题关键是掌握右手定则、楞次定律判断
10、感应电流的方向,还要理解PQRS中感应电流产生的磁场会使T中的磁通量变化,又会使T中产生感应电流。,-23-,命题点一,命题点二,命题点三,1.判断感应电流方向的方法 (1)楞次定律。(2)右手定则。 2.判断感应电流方向“四步”,-24-,命题点一,命题点二,命题点三,3.楞次定律中“阻碍”的推广含义 楞次定律可以推广为:感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因,列表说明如下:,-25-,命题点一,命题点二,命题点三,-26-,命题点一,命题点二,命题点三,-27-,命题点一,命题点二,命题点三,即学即练 4.(多选)(2018河北衡水中学模拟)如图所示,将若干匝线圈固定在光滑绝缘杆上,另一
11、个金属环套在杆上与线圈共轴,当合上开关时线圈中产生磁场,金属环就可被加速弹射出去。现在线圈左侧同一位置处,先后放置形状、大小相同的铜环和铝环(两环分别用横截面积相等的铜和铝导线制成),且铝的电阻率大于铜的电阻率,闭合开关S的瞬间,下列描述正确的是( ) A.从左侧看环中感应电流沿顺时针方向 B.线圈沿轴向有伸长的趋势 C.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 D.若金属环出现断裂,不会影响其向左弹射,答案,解析,-28-,命题点一,命题点二,命题点三,5.(2018广东广州名校联考)如图所示,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管b与电源、滑动变
12、阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列表述正确的是( ) A.线圈a中将产生沿顺时针方向(俯视)的感应电流 B.穿过线圈a的磁通量减小 C.线圈a有扩张的趋势 D.线圈a对水平桌面的压力FN将增大,答案,解析,-29-,命题点一,命题点二,命题点三,6.(2018湖北宜昌质检)如图所示,一个N极朝下的条形磁铁竖直下落,恰能穿过水平放置的固定矩形导线框,则( ),A.磁铁经过位置时,线框中感应电流沿abcd方向;经过位置时,沿adcb方向 B.磁铁经过位置时,线框中感应电流沿adcb方向;经过位置时,沿abcd方向 C.磁铁经过位置和时,线框中的感应电流都沿abcd方向
13、D.磁铁经过位置和时,线框中感应电流都沿adcb方向,答案,解析,-30-,命题点一,命题点二,命题点三,“三个定则、一个定律”的综合应用 1.规律比较,-31-,命题点一,命题点二,命题点三,2.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-,命题点一,命题点二,命题点三,典例3从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
14、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,-33-,命题点一,命题点二,命题点三,思维点拨(1)圆盘匀速转动时,线圈B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?,-34-,命题点一,命题点二,命题点三,即学即练 7.(2018上海虹口一模)如图所示,在一有界匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,虚线为有界磁场的左边界,导轨
15、跟圆形线圈M相接,图中线圈N与线圈M共面、彼此绝缘,且两线圈的圆心重合,半径rMrN。在磁场中垂直于导轨放置一根导体棒ab,已知磁场垂直于导轨所在平面向外。欲使线圈N有收缩的趋势,下列说法正确的是( ) A.导体棒可能沿导轨向左做加速运动 B.导体棒可能沿导轨向右做加速运动 C.导体棒可能沿导轨向左做减速运动 D.导体棒可能沿导轨向左做匀速运动,答案,解析,-35-,命题点一,命题点二,命题点三,8.(2018广东揭阳期末)1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S及电流计G组成另一个回路。如图所示,通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应电
16、流的条件。关于该实验下列说法正确的是( )A.闭合S的瞬间,G中有ab的感应电流 B.闭合S的瞬间,G中有ba的感应电流 C.闭合S后,R的滑片向左移动的过程,G中有ab的感应电流 D.闭合S后,R的滑片向左移动的过程,G中有ba的感应电流,答案,解析,-36-,命题点一,命题点二,命题点三,9.(2018闽粤期末大联考)如图所示,和是一对异名磁极,ab为放在其间的金属棒;ab和cd用导线连成一个闭合回路;当ab棒向左运动时,cd导线受到向下的磁场力,则有( ) A.由此可知d电势高于c电势 B.由此可知是S极 C.由此可知是N极 D.当cd棒向下运动时,ab导线不受到向左的磁场力,答案,解析,
