高中物理学习细节之电磁感应一:4.3 楞次定律精选针对
高中物理电磁感应
高中物理电磁感应导言:在高中物理学习中,电磁感应是一个重要的概念,它是描述电流、磁场和电磁波之间关系的基础知识。
本文将介绍电磁感应的概念、原理和应用,以及与之相关的实验和实际应用。
通过深入了解电磁感应,我们将更好地理解电磁现象在我们日常生活中的作用。
一、电磁感应概述电磁感应是指当导体在磁场中运动或者磁场发生变化时,产生的感应电动势和感应电流。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与导体的速度、磁场的强度和导体与磁场的相对运动有关。
二、电磁感应原理电磁感应的原理可以通过法拉第电磁感应定律和楞次定律来解释。
法拉第电磁感应定律指出,感应电动势的大小与闭合电路中导体所受到的磁通量变化率成正比。
楞次定律则说明,感应电流的方向总是使产生它的磁场的变化量减小。
三、电磁感应实验为了验证电磁感应原理,我们可以进行一些简单的实验。
例如,当将一个导体线圈放置在变化的磁场中时,通过插入或移出导体线圈的磁通量可以观察到感应电流的产生。
此外,我们还可以利用霍尔效应实验来测量电磁场的强度和方向,以及检测磁场中的电荷。
四、电磁感应应用电磁感应在日常生活中有许多实际应用。
例如,发电机利用电磁感应的原理将机械能转化为电能。
变压器利用电磁感应将电能从一个线圈传递到另一个线圈。
感应炉利用电磁感应的原理进行加热。
在交通工具中,感应制动器和感应速度计都是利用电磁感应来实现的。
五、电磁感应在技术领域的应用除了在日常生活中的应用,电磁感应还在许多技术领域中得到广泛应用。
例如,磁共振成像(MRI)利用电磁感应原理来观察人体内部结构。
无线电通信利用电磁感应技术来传输信息。
感应加热和感应焊接则利用电磁感应来进行加热和焊接工艺。
六、电磁感应的局限性和发展虽然电磁感应具有广泛的应用范围,但它也存在一些局限性。
例如,电磁感应的效果受限于磁场的强度和导体的运动速度。
此外,电磁感应还可能产生一些不利的副作用,如感应电磁场对电子设备的干扰。
随着技术的发展,人们对电磁感应的理解和应用也在不断深入和拓展。
高中物理 4.3楞次定律详解
高中物理| 4.3楞次定律详解楞次定律1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:Φ=BS。
3.适用条件(1)匀强磁场。
(2)S为垂直磁场的有效面积。
4.磁通量是标量。
5.物理意义:相当于穿过某一面积的磁感线的条数.如图所示,矩形abcd、abb′a′、a′b′cd的面积分别为S1、S2、S3,匀强磁场的磁感应强度B与平面a′b′cd垂直,则:(1)通过矩形abcd的磁通量为BS1cosθ或BS3。
(2)通过矩形a′b′cd的磁通量为BS3。
(3)通过矩形abb′a′的磁通量为0。
6.磁通量变化:ΔΦ=Φ2-Φ1。
2电磁感应现象1.定义当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应。
2.条件(1)条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
(2)例如:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。
3.实质产生感应电动势,如果电路闭合,则有感应电流.如果电路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流。
3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。
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平面内,让磁感线从掌心进入,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:导线切割磁感线产生感应电流。
用右手定则时应注意①主要用于闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时,产生的感应电动势与感应电流的方向判定。
②右手定则仅在导体切割磁感线时使用,应用时要注意磁场方向、运动方向、感应电流方向三者互相垂直。
③当导体的运动方向与磁场方向不垂直时,拇指应指向切割磁感线的分速度方向。
④若形成闭合回路,四指指向感应电流方向;若未形成闭合回路,四指指向高电势。
⑤“因电而动”用左手定则;“因动而电”用右手定则。
高考物理知识点:电磁感应现象——楞次定律(解析版)
易错点22 电磁感应现象楞次定律易错总结一、磁通量的变化磁通量的变化大致可分为以下几种情况:(1)磁感应强度B不变,有效面积S发生变化.如图(a)所示.(2)有效面积S不变,磁感应强度B发生变化.如图(b)所示.(3)磁感应强度B和有效面积S都不变,它们之间的夹角发生变化.如图(c)所示.二、感应电流的产生条件当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中就产生感应电流.三、对楞次定律的理解1.楞次定律中的因果关系楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系,磁通量发生变化是原因,产生感应电流是结果.2.对“阻碍”的理解问题结论谁阻碍谁感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化为何阻碍(原)磁场的磁通量发生了变化阻碍什么阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身如何阻碍当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反;当原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同,即“增反减同”结果如何阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化,这种变化将继续进行,最终结果不受影响3.“阻碍”的表现形式从磁通量变化的角度看:感应电流的效果是阻碍磁通量的变化.从相对运动的角度看:感应电流的效果是阻碍相对运动.解题方法楞次定律的应用应用楞次定律判断感应电流方向的步骤(1)明确所研究的闭合回路,判断原磁场方向.(2)判断闭合回路内原磁场的磁通量变化.(3)依据楞次定律判断感应电流的磁场方向.(4)利用右手螺旋定则(安培定则)判断感应电流的方向.【易错跟踪训练】易错类型1:对物理概念理解不透彻1.(2020·江苏姜堰中学)学习物理除了知识的学习外,还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法。
下列关于物理学中的思想方法叙述正确的是()A.伽利略在研究自由落体运动时采用了微元法B.法拉第在研究电磁感应现象时利用了理想实验法C.在探究求合力方法的实验中使用了等效替代的思想D.在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了理想化模型的思想方法【答案】C【详解】A.伽利略在研究自由落体运动时采用了实验和逻辑推理的方法。
电磁感应中的楞次定律知识点总结
电磁感应中的楞次定律知识点总结电磁感应是电磁学的重要分支之一,研究电场和磁场相互作用的现象。
而楞次定律则是电磁感应中最基本的定律之一,用于描述通过变化的磁场所产生的电动势和感应电流。
本文将对楞次定律的相关知识点进行总结,旨在帮助读者深入理解电磁感应领域的重要定律。
一、楞次定律的基本概念楞次定律由法国科学家楞次(Lenz)于1834年提出,它规定:任何变化的磁场都会诱发一个感应电流,而这个感应电流的方向会使其所产生的磁场抵消原磁场的变化。
楞次定律的基本原理可以用以下几点概括:1. 变化的磁场会诱发感应电流。
2. 感应电流的方向使其所产生的磁场抵消原磁场的变化。
3. 楞次定律遵循能量守恒和动量守恒定律。
二、楞次定律的数学表达楞次定律可以用数学公式表达为:感应电动势E的方向与磁场B的变化方向及感应电流I的方向之间满足右手法则。
即:将右手伸出,使得食指指向磁场方向,中指指向感应电流方向,那么拇指的方向指向感应电动势的方向。
三、楞次定律的应用楞次定律是电磁感应中一个重要而实用的定律,在众多领域都有着广泛的应用。
1. 电磁感应现象当导体中的电磁感应发生变化时,将产生感应电流。
这个现象可以应用在发电机、变压器等电力设备中,通过电磁感应产生电能或实现电能的传递与转化。
2. 感应电动势的计算根据楞次定律和法拉第电磁感应定律,可以计算感应电动势的大小。
当磁通Φ发生变化时,感应电动势E可以通过以下公式计算:E = -dΦ/dt,其中负号表示感应电动势的方向与Φ的变化方向相反。
3. 磁悬浮技术磁悬浮技术是利用电磁感应原理实现的一种悬浮技术,通过利用磁场变化产生的感应电流和磁场相互作用,实现物体的悬浮运动。
4. 感应加热感应加热是利用高频交流电的电磁感应作用产生的热效应来加热物体的技术。
根据楞次定律,感应加热时的感应电流会产生磁场,进而产生热量。
除了上述应用外,楞次定律还有许多其他实际应用,如电磁传感器、电磁炮等。
四、楞次定律的实验验证为了验证楞次定律,科学家们设计了一系列的实验。
物理高二知识点第十章
物理高二知识点第十章第十章物理高二知识点物理是一门关于自然界物质、能量与运动的科学,其知识点繁多而广泛。
在高中物理学习中,第十章是高二的重要内容,主要围绕电磁感应展开。
本章为了帮助同学们更好地理解和掌握这一知识点,将会介绍与电磁感应有关的基本概念、法拉第电磁感应定律、楞次定律以及一些相关的应用。
一、电磁感应基本概念电磁感应是指当导体中的磁通量发生变化时,会在导体中感应出电流。
要理解电磁感应,我们首先需要了解电磁感应的两个基本概念:磁通量和电动势。
1. 磁通量磁通量(Φ)是描述磁场通过一个闭合曲面的物理量。
当磁场垂直于闭合曲面时,磁通量等于磁感应强度(B)与曲面面积(A)的乘积,即Φ=BA。
2. 电动势电动势(ε)是指导体中感应出的电流所产生的推动电荷运动的能力。
电动势可以通过磁通量的变化率来计算,即ε=-dΦ/dt,其中dΦ/dt表示单位时间内磁通量的变化量。
二、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的重要定律,由英国科学家迈克尔·法拉第在1831年提出。
该定律可以通过如下的公式表示:ε = -N * dΦ/dt其中,ε表示感应电动势,N表示感应线圈的回路数,dΦ/dt表示磁通量的变化率。
根据法拉第电磁感应定律,当磁通量的变化率发生改变时,感应电动势也会发生变化。
三、楞次定律楞次定律是电磁感应的基本定律之一,由法国物理学家亨利·楞次于1834年提出。
楞次定律可以表述为:当感应回路中的电流发生变化时,它所产生的磁场将阻碍其自身的变化。
简言之,楞次定律指出,在电磁感应过程中,产生的感应电流会生成一个磁场,该磁场的作用是使感应电流阻碍磁通量的变化。
四、电磁感应的应用电磁感应不仅是物理学的基础知识,同时也有着广泛的应用。
以下是一些与电磁感应有关的应用:1. 发电机发电机是一种利用电磁感应原理产生电能的装置。
通过利用机械能驱动导体在磁场中运动,使得磁通量发生变化,产生感应电流,从而生成电能。
高中物理电磁感应第4章.第3节楞次定律
棒CD受力及 运动的方向
新
课
程
【解析】 由右手定则可判断B中感应电流B, 新
设
CD中电流CD,由左手定则可判定CD 计
名
受到向右的安培力作用而向右运动.
师 同
步
【答案】 D
导 学
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第四章 电磁感应
【方法总结】
对于导体切割磁感线产生电磁感应 新
课
的现象,应用右手定则判断比较方便;对 程 新
新
2.对楞次定律的理解
课 程
1因果关系:楞次定律反映了电磁感应现象中
新 设
计
的因果关系,磁通量发生变化是原因,产生感应电流是结 名
师
果,原因产生结果,结果反过来影响原因.
同 步
导
学
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第四章 电磁感应
2对阻碍 的理解
新 课 程 新 设 计
名 师 同 步 导 学
首页
设 计
流的磁场阻碍垂直纸面向里方向的
名 师
同
磁通量的增加,应垂直于纸面向外,再由安培定则得出小
步 导
学
圆环中感应电流的方向为逆时针方
向,B选项正确.
首页
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第四章 电磁感应
如图所示,导体B、CD可在
水平轨道上自由滑动,且两水平轨道
在中央交叉处互不相通,当导体棒B向左移动时
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第四章 电磁感应
右手定则
适用范围:导线 切割(q磁iē感gē线) ;速度方向、磁场方
一电磁感应现象楞次定律精选全文
2.对楞次定律的理解 (1)从磁通量变化的角度来看:感应电流的磁场 总要阻碍磁通量的变化. (2)从导体和磁体的相对运动的角度来看:感应 电流所受的安培力总要阻碍相对运动.
3.由楞次定律可以得到感应电动势的方向.
(1)产生感应电动势的那部分导体相当于电源,在 电源内部的电流方向与电动势方向相同. (2)由楞次定律判断出的感应电流方向就是感应电 动势的方向.
右手定则反映了磁场方向、 导体运动方向和电流方向 三者的相互垂直关系.
例.如图所示,矩形线圈沿a →b →c在条形磁铁附近移 动,试判断穿过线圈的磁通量如何变化?如果线圈M沿 条形磁铁从N极附近向右移动到S极附近,穿过该线圈的 磁通量如何变化?
a
b
c
a
N
S
b
M
c
由方向向下减小到零,再变为方向向上增大 磁通量先增大再减小 ,方向一直是向左 由方向向上减小到零,再变为方向向下增大
【反馈练习】
1.a、b两个金属圆环静止套在一根水平放置的 绝缘光滑杆上,如图所示.一根条形磁铁自右向左 向b环中心靠近时,a、b两环将
A.两环都向左运动,且两环互相靠近 B.两环都向左运动,且两环互相远离 C.两环都向右运动,且两环靠拢 D.a环向左运动,b环向右运动
答案:A
2.如图所示,MN是一根固定的通电长直导线,电 流方向向上,今将一金属线框abcd放在导线上,让 线框的位置偏向导线的左边,两者彼此绝缘.当导 线中的电流突然增大时,线框整体受力情况为
搞清两个磁场
甲S
乙S
N
N
N
S
丙N
S
丁N
S
S
N
S
N
N
S
4.用楞次定律判定感应电流方向的一般步骤
教学设计2:4.3楞次定律
3 楞次定律一、内容及其解析1.内容:《楞次定律》是人教版高中物理选修3—2第四章第三节的内容,教学大纲要求为Ⅱ级,为较高要求层次。
电磁感应现象揭示了电和磁之间的密切联系,在电磁学部分中起着承上启下的作用。
电磁感应不仅是电场和磁场的综合和扩展,也是学习交变电流、电磁振荡和电磁波的基础。
通过本节课学生应会熟练运用楞次定律判断感应电流的方向;培养学生观察、分析、总结、归纳的逻辑思维能力。
2.解析:楞次定律是本章教学的重点和难点。
一是楞次定律将学生知识范围内有关“场”的概念从“静态场”过渡到“动态场”,而且它涉及的物理量多(磁场方向、磁通量的变化,线圈绕向、电流方向等),关系复杂,为教学带来了很大的难度;二是规律比较隐蔽,其抽象性和概括性很强。
因此,学生理解楞次定律有较大的难度,成为本章的难点。
本节课的主要任务是引导学生通过实验探究过程,总结出感应电流的方向所遵循的一般规律――楞次定律,并对定律内容有初步的认识,在探究楞次定律后,通过应用楞次定律进行有关判断,可以帮助学生深刻理解楞次定律,顺利突破这一难点。
二、教学目标1、知识与技能(1)通过实验探究得出感应电流的方向与磁通量变化的关系,并会叙述楞次定律的内容。
(2)通过实验过程的回放分析,体会楞次定律内容中“阻碍”二字的含义,感受“磁通量变化”的方式和途径。
(3)通过实验现象的直观比较,进一步体会感应电流产生的过程仍遵循能量转化和守恒定律。
2、过程与方法(1)体验楞次定律实验探究过程。
(2)培养学生对物理现象的观察的能力和对实验数据的分析、归纳、概括、表述的能力。
3、情感态度价值观热情:在实验设计,操作过程中逐步积蓄探究热情,培养学生勇于探究的精神;参与:养成主动参与科学研究的良好学习习惯;交流:在自由开放平等的探究交流空间,能互相配合,互相鼓励,友好评价,和谐相处。
体现我校自主互助学习型课题的理念。
三、教学问题诊断分析1.“楞次定律”其理论的抽象性和知识的复杂性比前面知识高了一个层次.前面学习的“电场”和“磁场”只局限于从“静态场”方面考虑,而“楞次定律”所涉及的是变化的磁场与感应电流的磁场之间的相互关系,是一种“动态场”,“由静到动”是一个大的飞跃,学生要难理解得多。
高中物理第四章电磁感应第3节楞次定律讲义含解析新人教版选修3_2
第3节楞次定律1.楞次定律的内容:感应电流具有这样的方向,即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.楞次定律可广义地表述为:感应电流的“效果”总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的“原因”,常见的有三种: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通过改变线圈面积来“反抗”(“增缩减扩”)。
3.闭合导体回路的一部分做切割磁感线运动时,可用右手定则判断感应电流的方向。
一、楞次定律1.探究感应电流的方向(1)实验器材:条形磁铁、电流表、线圈、导线、一节干电池(用来查明线圈中电流的流向与电流表中指针偏转方向的关系)。
(2)实验现象:如图所示,在四种情况下,将实验结果填入下表。
(3)实验分析:①线圈内磁通量增加时的情况②线圈内磁通量减少时的情况表述一:当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反;当穿过线圈的磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同。
表述二:当磁铁靠近线圈时,两者相斥;当磁铁远离线圈时,两者相吸。
2.楞次定律感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
二、右手定则1.内容伸开右手,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,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。
如图所示。
2.适用范围适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。
1.自主思考——判一判(1)感应电流的磁场总与原磁场方向相反。
(×)(2)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量。
(×)(3)感应电流的磁场有可能阻止原磁通量的变化。
(×)(4)导体棒不垂直切割磁感线时,也可以用右手定则判断感应电流方向。
(√)(5)凡可以用右手定则判断感应电流方向的,均能用楞次定律判断。
(√)(6)右手定则即右手螺旋定则。
(×)2.合作探究——议一议(1)楞次定律中“阻碍”与“阻止”有何区别?提示:阻碍不是阻止,阻碍只是延缓了磁通量的变化,但这种变化仍将继续进行。
高考物理考点详析 电磁感应现象 楞次定律
一、电磁感应现象1.概念当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应。
2.产生感应电流的条件(1)闭合回路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动;(2)穿过闭合回路的磁通量发生变化;①磁场强弱不变,回路面积改变;②回路面积不变,磁场强弱改变;③回路面积和磁场强弱均不变,但二者的相对位置发生改变。
注意:当回路不闭合时,没有感应电流,但有感应电动势,只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象,且产生感应电动势的那部分导体或线圈相当于电源。
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。
二、感应电流方向的判定1.右手定则:伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线从掌心进入,大拇指指向导体运动的方向,其余四指所指的方向,就是感应电流的方向。
适用范围:适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。
2.楞次定律(1)内容:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
(2)理解楞次定律中“阻碍”的含义:(3)运用楞次定律判定感应电流方向的步骤:a.明确穿过闭合电路的原磁场方向;b.明确穿过闭合电路的原磁通量是如何变化的;c.根据楞次定律确定感应电流的磁场方向;d.利用安培定则判定感应电流的方向。
注意:导体切割磁感线产生感应电流的方向用右手定则较简便;变化的磁场产生感应电流只能用楞次定律判断。
具体流程如图:三、楞次定律应用的推广楞次定律描述的是感应电流与磁通量变化之间的关系,常用于判断感应电流的方向或其所受安培力的方向,一般有以下四种呈现方式: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”。
四、“三个定则、一个定律”的综合应用技巧1.应用现象及规律比较基本现象应用的定则或定律运动电荷、电流产生的磁场安培定则磁场对运动电荷、电流的作用力左手定则电磁感应部分导体做切割磁感线运动右手定则闭合回路磁通量变化楞次定律2.应用技巧多定则应用的关键是抓住因果关系:无论是“安培力”还是“洛伦兹力”,只要是“力”都用左手判断。
高中物理电磁感应知识点汇总
电磁感应磁生电第一部分电磁感应现象楞次定律一、磁通量1.定义:磁感应强度与面积的乘积,叫做穿过这个面的磁通量.2.定义式:Φ=BS.说明:该式只适用于匀强磁场的情况,且式中的S是跟磁场方向垂直的面积;若不垂直,则需取平面在垂直于磁场方向上的投影面积,即Φ=BS⊥=BSsinθ,θ是S与磁场方向B的夹角.3.磁通量Φ是标量,但有正负.Φ的正负意义是:若从一面穿入为正,则从另一面穿入为负.4.单位:韦伯,符号:Wb.5.磁通量的意义:指穿过某个面的磁感线的条数.6.磁通量的变化:ΔΦ=Φ2-Φ1,即末、初磁通量之差.1磁感应强度B不变,有效面积S变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B·ΔS.2磁感应强度B变化,磁感线穿过的有效面积S不变时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=ΔB·S.3磁感应强度B和有效面积S同时变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B2S2-B1S1.二、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,电路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.产生的电流叫做感应电流;2.产生感应电流的条件:表述1:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动.表述2:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即ΔΦ≠0,闭合电路中就有感应电流产生.3.产生感应电动势的条件:穿过电路的磁通量发生变化;理解:电磁感应的实质是产生感应电动势.如果回路闭合,则有感应电流;回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.说明:产生感应电动势的那部分导体相当于电源.三、感应电流方向的判断1.右手定则:伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线从手心垂直进入,大拇指指向导体运动方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向.2.楞次定律:感应电流具有这样的方向,就是感应电流产生的磁场,总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.3.判断感应电流方向的思路:用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为:“一原、二感、三电流”,如下:根据原磁场Φ原方向及ΔΦ情况确定感应磁场B 感方向判断感应电流I 感方向.重点题型汇总一、磁通量及其变化的计算:由公式Φ=BS 计算磁通量及磁通量的变化应把握好以下几点: 1、此公式只适用于匀强磁场; 2、式中的S 是与磁场垂直的有效面积3、磁通量Φ为双向标量,其正负表示与规定的正方向是相同还是相反4、磁通量的变化量ΔΦ是指穿过磁场中某一面的末态磁通量Φ2与初态磁通量Φ1的差值,即ΔΦ=|Φ2-Φ1|.例面积为S 的矩形线框abcd,处在磁感应强度为B 的匀强磁场中磁场区域足够大,磁场方向与线框平面成θ角,如图9-1-1所示,当线框以ab 为轴顺时针转900过程中,穿过abcd 的磁通量变化量ΔΦ=.解析设开始穿过线圈的磁通量为正,则在线框转过900的过程中,穿过线圈的磁通量是由正向BSsin θ减小到零,再由零增大到负向BScos θ,所以,磁通量的变化量为:ΔΦ=Φ2-Φ1=-BScos θ-BSsin θ=-BScos θ+sin θ答案-BScos θ+sin θ点拨磁通量正负的规定:任何一个面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿入磁通量为正,则磁感线从反面穿入时磁通量为负.穿过某一面积的磁通量一般指合磁通量. 二、感应电流方向的判定:方法一:右手定则部分导体切割磁感线;方法二:楞次定律例某实验小组用如图9-1-3所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时,通过电流计的感应电流方向是D →→bB.先a →→b,后b →→a C.先b →→aD.先b →→a,后a →→b第二部分法拉第电磁感应定律一、感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势,产生感应电动势的那部分导体相当于电源,其电阻相当于电源内电阻.电动势是标量,感应电动势的方向就是电源内部电流的方向,由电源的负极指向电源的正极; 二、感应电动势的大小1.法拉第电磁感应定律:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.公式:nt∆ΦE =∆图9-1-3图9-1-1公式理解:①上式适用于回路中磁通量发生变化的情形,回路不一定闭合.②感应电动势E 的大小与磁通量的变化率成正比,而不是与磁通量的变化量成正比,更不是与磁通量成正比.要注意t∆Φ∆与ΔФ和Φ三个量的物理意义各不相同,且无大小上的必然关系.③当∆Φ由磁场变化引起时,t ∆∆Φ常用t B S ∆∆来计算;当∆Φ由回路面积变化引起时,t∆∆Φ常用t S B ∆∆来计算. ④由tnE ∆∆Φ=算出的是时间t ∆内的平均感应电动势,一般并不等于初态与末态电动势的算术平均值. ⑤n 表示线圈的匝数,可以看成n 个单匝线圈串联而成; 2.导体切割磁感线产生的感应电动势公式:θsin Blv E =,对公式的理解如下:①公式只适用于一部分导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时产生的感应电动势的计算,其中L 是导体切割磁感线的有效长度,θ是矢量B 和v 方向间的夹角,且L 与磁感线保持垂直实际应用中一般只涉及此种情况.②若θ=900,即B ⊥v 时,公式可简化为E=BL v ,此时,感应电动势最大;若θ=00,即B ∥V 时,导体在磁场中运动不切割磁感线,E=0.③若导体是曲折的,则L 应是导体的有效切割长度,即是导体两端点在B 、v 所决定平面的垂线上的投影长度.④公式E=BL v 中,若v 为一段时间内的平均速度,则E 亦为这段时间内感应电动势的平均值;若v 为瞬时速度,则E 亦为该时刻感应电动势的瞬时值.⑤直导线绕其一端在垂直匀强磁场的平面内转动,产生的感应电动势运用公式E=BL v 计算时,式中v 是导线上各点切割速度的平均值,20L v ω+=,所以ω221Bl v Bl E==-3.反电动势:反电动势对电路中的电流起削弱作用.三、几个总结:重点难点解析一、公式nt∆ΦE =∆和sin Lv θE =B 的比较=n t∆∆Φ求的是回路中Δt 时间内的平均电动势.=BL v sin θ既能求导体做切割磁感线运动的平均电动势,也能求瞬时电动势.v 为平均速度,E 为平均电动势;v 为瞬时速度,E 为瞬时电动势.其中L 为有效长度.1E=BL v 的适用条件:导体棒平动垂直切割磁感线,当速度v 与磁感线不垂直时,要求出垂直于磁感线的速度分量.2122L ωE =B 的适用条件:导体棒绕一个端点垂直于磁感线匀速转动切割磁感线.3E=nBS ωsin ωt 的适用条件:线框绕垂直于匀强磁场方向的一条轴从中性面开始转动,与轴的位置无关.若从与中性面垂直的位置开始计时,则公式变为E=nBS ωcos ωt 3.公式nt∆ΦE =∆和E=BL v sin θ是统一的,前者当Δt →0时,E 为瞬时值,后者v 若代入平均速度v ,则求出的是平均值.一般说来,前者求平均感应电动势更方便,后者求瞬时电动势更方 便.二、Ф、ΔФ、ΔФ/Δt 三者的比较例一个200匝、面积为20cm 2的线圈,放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成300角,若磁感应强度在内由增加到,则始末通过线圈的磁通量分别为Wb 和Wb;在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量为Wb;磁通量的平均变化率为Wb/s;线圈中的感应电动势的大小为V.解析始、末的磁通量分别为:Φ1=B 1Ssin θ=×20×10-4×1/2Wb=10-4Wb Φ2=B 2Ssin θ=×20X10-4×1/2Wb=5×10-4Wb 磁通量变化量ΔΦ=Φ2-Φ1=4×10-4Wb磁通量变化率05.01044-=∆∆Φx t Wb/s=8×10-3Wb/s感应电动势大小nt∆ΦE =∆=200×8×10-3V=点拨Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt 均与线圈匝数无关,彼此之间也无直接联系;感应电动势Ε的大小取决于ΔΦ/Δt 和线圈匝数n,与Φ和ΔΦ无必然联系. 三、直导体在匀强磁场中转动产生的感应电动势直导体绕其一点在垂直匀强磁场的平面内以角速度ω转动,切割磁感线,产生的感应电动势的大小为:(1)以中点为轴时Ε=02以端点为轴时122L ωE =B 平均速度取中点位置线速度v =ωL/23以任意点为轴时122()122L L ωE =B -与两段的代数和不同第三部分互感和自感涡流一、互感与互感电动势1.互感现象:一个线圈中的电流变化时,所引起的磁场的变化在另一个线圈中产生感应电动势的现象叫做互感现象.2.互感电动势:在互感现象中产生的电动势叫做互感电动势. 二、自感现象1.自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象,叫做自感现象.2.自感电动势1.定义:在自感现象中产生的电动势,叫做自感电动势. 2.作用:总是阻碍导体中原电流的变化.3.自感电动势的方向:自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化.即当电流增大时,自感电动势阻碍电流增大;当电流减小时,自感电动势阻碍电流减小.4.自感电动势的大小:Lt∆I E =∆,自感电动势的大小与电流的变化率成正比,其中L 为自感系数.3.自感系数:自感系数也叫自感或电感.自感系数L 由线圈本身的特性决定.L 的大小与线圈的长度、线圈的横截面积等因素有关,线圈越长,单位长度的匝数越多,横截面积越大,自感系数L 越大.另外,若线圈中有铁芯,自感系数L 会大很多.4.自感现象与互感现象的区别和联系区别:1互感现象发生在靠近的两个线圈间,而自感现象发生在一个线圈导体内部; 2通过互感可以把能量在线圈间传递,而自感现象中,能量只能在一个线圈中储存或释放. 联系:二者都是电磁感应现象.通电自感和断电自感的比较例如图9-3-6所示,A 、B 是两个完全相同的灯泡,L 是自感系数较大的线圈,其 直流电阻忽略不计.当电键K 闭合时,下列说法正确的是 比B 先亮,然后A 熄灭比A 先亮,然后B 逐渐变暗,A 逐渐变亮 、B 一齐亮,然后A 熄灭、B 一齐亮.然后A 逐渐变亮.B 的亮度不变 正解电键闭合的瞬间,线圈由于自感产生自感电动势,其作用相当于一个电源,这样对整个回路图9-3-6图9-3-7而言相当于两个电源共同作用在同一个回路中.两个电源各自独立产生电流,实际上等于两个电流的叠加.根据上述原理可在电路中标出两个电源各自独立产生的电流的方向.图9-3-7a、b是两电源独立产生电流的流向图,C图是合并在一起的电流流向图.由图可知在A灯处原电流与感应电流反向,故A灯不能立刻亮起来.在B灯处原电流与感应电流同向,实际电流为两者之和,大于原电流,故B灯比正常发光亮因正常发光时电流就是原电流.随着自感的减弱,感应电流减弱,A灯的实际电流增大,B灯实际电流减少,A灯变亮,B灯变暗,直到自感现象消失,两灯以原电流正常发光,应选B.三、三、涡流1.涡流:当线圈的电流随时间变化时,线圈附近的任何导体中都会产生感应电流,电流在导体内形成闭合回路,很像水的漩涡,把它叫做涡电流,简称涡流.特点:整块金属的电阻很小,涡流往往很大.四.电磁阻尼与电磁驱动1电磁阻尼:当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体的运动,这种现象称为电磁阻尼.(2)电磁驱动:磁场相对于导体转动,在导体中会产生感应电流,感应电流使导体受到安培力,安培力使导体运动,这种作用称为电磁驱动.注意:电磁阻尼与电磁驱动也是一种特殊的电磁感应现象,原理上都可以用楞次定律解释.五、电磁感应中的能量问题1.电磁感应现象中产生感应电流的过程,实质上是能量的转化过程.电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用,因此,要维持感应电流的存在,必须有“外力”克服安培力做功.此过程中,其他形式的能转化为电能.“外力”克服安培力做了多少功,就有多少其他形式的能转化为电能.当感应电流通过用电器时,电能又转化为其他形式的能量.安培力做功的过程,是电能转化为其他形式能的过程.安培力做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能.2.解决这类问题的一般步骤:1用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向2画出等效电路,求出回路中电阻消耗电功率的表达式3分析导体机械能的变化,用动能定理或能量守恒关系,得到机械功率的改变所满足的方程。
高考物理一轮复习:4.3 楞次定律
当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁 如何 场的方向相反,“反抗”原磁场磁通量的增加;当原 阻碍 磁场磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场的
【答案】 D 【点评】 本题考查楞次定律基本应用,难度不大.
L 形的光滑金属轨道 AOC,AO 沿竖 直方向,OC 沿水平方向,PQ 是如图所示地放 在导轨上的一根金属直杆,直杆从图示位置由 静止开始在重力作用下运动,运动过程中 Q 端 始终在 OC 上.空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场,则在 PQ 杆滑动的过程中,下列判断正确的是( )
如图所示,电路稳定后,小灯泡有一定的亮度,现将一与螺 线管等长的软铁棒沿管的轴线迅速插入螺线管内,在插入过程中 感应电流的方向与线圈中的原电流方向相反,小灯泡变暗.
4.从能量角度理解楞次定律 电磁感应现象中,感应电流的能量(电能) 不是凭空产生的,而是从其他形式的能量转化 来的,如图所示,当条形磁铁靠近线圈时,线 圈中产生图示方向的电流,而这个感应电流的 磁场对条形磁铁产生斥力,阻碍条形磁铁的靠近,必须有外力克 服这个斥力做功,它才能靠近线圈;当条形磁铁离开线圈时,感 应电流方向与图中所示方向相反,感应电流的磁场对磁铁产生吸 引力,阻碍条形磁铁的离开.这里外力做功的过程就是其他形式 的能转化为电能的过程.
A.感应电流的方向始终是由 P→Q,PQ 所受安培力的方向 垂直杆向左
B.感应电流的方向先是由 P→Q,后是由 Q→P,PQ 所受 安培力的方向先垂直于杆向左,后垂直于杆向右
C.感应电流的方向始终是由 Q→P,PQ 所受安培力的方向 垂直杆向右
高中物理电磁感应第4章.第3节楞次定律-简介
楞次定律
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第四章 电磁感应
(2)左手定则与右手定则的区别
比较项目
右手定则
左手定则
作用
判断磁场B、速度v、 判断磁场B、电流I、 感应电流I方向关系 磁场力F方向
运动方向、磁场方 电流方向、磁场方
已知条件 向、感应电流方向任 向、磁场力方向任知
新 课
知其中二个
二个
程 新
设
计
图例 因果关系
恒定律的反映,在克服这种阻碍的过程中,其他形式的能
转化为电能.
新
课
程
新
设
计
名 师 同 步 导 学
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第四章 电磁感应
阻碍不是“阻止”,阻碍也不是“相反”,就磁通
量而言,感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化
(增反减同).
新 课
程
新
设
计
名 师 同 步 导 学
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第四章 电磁感应
导
学
联系 右手定则是楞次定律的特例
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第四章 电磁感应
解题方法指导
对应学生用书P7
如图所示,磁 场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向 均匀分布,水平方向非均匀分布.一铜
制圆环用丝线悬挂于O点,将圆环拉至 位置a后无初速度释放,在圆环从a摆 向b的过程中( )
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新 课 程 新 设 计
步 导
学
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第四章 电磁感应
【解析】 在竖直虚线左侧,圆环向右摆时磁通量
高中物理解析解决电磁感应难题的秘诀
高中物理解析解决电磁感应难题的秘诀电磁感应是高中物理中一个相对困难的概念,很多学生在解决相关问题时遇到困难。
本文将介绍一些解析解决电磁感应难题的秘诀,帮助学生更好地应对这一难点。
一、理解电磁感应基本概念在解决电磁感应难题之前,我们首先要对电磁感应的基本概念有一个清晰的认识。
电磁感应是指通过磁场的变化产生电流或电动势的现象。
了解电磁感应的基本原理以及与电流、磁场和导体之间的关系是解决相关问题的前提。
二、掌握法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是解决电磁感应问题的重要定律。
根据法拉第电磁感应定律,当一个导体回路中的磁通量发生变化时,沿回路的感应电动势将产生。
因此,我们需要掌握如何计算磁通量的变化以及相应的感应电动势。
三、运用楞次定律解决问题楞次定律是解析解决电磁感应问题的另一重要定律。
据楞次定律,当一个导体回路中的感应电动势产生时,为了阻碍磁场的变化,电流将沿着回路产生一个与磁场相反的磁场。
因此,当我们解决相关问题时,需要考虑电流的方向以及产生的磁场对磁场变化的影响。
四、运用迈克尔斯定律解决自感问题自感是电磁感应中的另一个重要概念,它反映了电流变化对自身产生的影响。
迈克尔斯定律是解决自感问题的基本原理。
根据迈克尔斯定律,当电流通过一个回路时,回路中将产生一个自感电动势,其方向与电流的变化方向相反。
因此,在解决自感问题时,我们要考虑电流的变化以及自感电动势的影响。
五、将问题简化为等效电路分析在解决电磁感应问题时,有时可以将复杂的问题简化为等效电路来分析。
通过在电路中引入等效电感、等效电阻等元件,可以使问题的求解更加简洁明了。
因此,在解决电磁感应问题时,我们应该灵活运用等效电路分析的方法,简化解题过程。
六、多练习例题和习题最后,要想熟练掌握解析解决电磁感应难题的秘诀,多练习例题和习题是非常重要的。
通过大量的练习,不断巩固基本概念和解题方法,增强自己的分析解决问题的能力。
同时,也要注意理解每个问题的具体背景和要求,避免笔误和误解导致错误答案。
高考物理二轮细致复习典范 4.3 电磁感应现象 楞次定律
2014届高考物理二轮细致复习典范 4.3 电磁感应现象楞次定律新人教版选修3-2【高考新动向】1.电磁感应现象Ⅰ三年9考2.法拉第电磁感应定律Ⅱ三年12考3.楞次定律Ⅱ三年12考4.自感、涡流Ⅰ三年10考电磁感应现象楞次定律一、磁通量1.定义:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向_____的面积S和B的乘积.2.公式:Φ=___.3.单位:_____,符号:___.4.磁通量是 _____(填“标量”或“矢量”).【答案】1垂直2 BS3韦伯 Wb4标量二、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________时,电路中有____________产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.2.产生感应电流的条件:表述1:闭合电路的一部分导体在磁场内做______________运动.表述2:穿过闭合电路的磁通量____________.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______.【答案】1.变化感应电流 2.切割磁感线发生变化 3.电能三、感应电流方向的判断1.楞次定律(1)内容:感应电流的磁场总要________引起感应电流的__________的变化.(2)适用情况:所有的电磁感应现象.2.右手定则(1)内容:伸开右手,使拇指与其余四个手指________,并且都与手掌在同一个________,让磁感线从掌心进入,并使拇指指向____________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:____________________产生感应电流.【答案】1.(1)阻碍磁通量 2.(1)垂直平面内导体运动(2)导体棒切割磁感线考点一磁通量1.公式Φ=BS的适用条件(1)匀强磁场.(2)S为垂直磁场的有效面积.2.磁通量的物理意义(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一样多时,磁通量为零.3.磁通量“+”、“-”号的意义若规定磁感线沿某一方向穿过某平面的磁通量为正值,则磁感线反向穿过该平面的磁通量为负值.【典例】如图所示,ab是水平面上一个圆的直径,在过ab的竖直面内有一根通电直导线ef,且ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,穿过圆面积的磁通量将( )A.逐渐变大B.逐渐减小C.始终为零D.不为零,但始终保持不变【答案】选C.【详解】穿过圆面积的磁通量是由通电直导线ef产生的,因为通电直导线位于圆的正上方,所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过的条数相等,即磁通量为零,而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化.故C正确.考点二电磁感应现象1.产生电磁感应现象的实质穿过电路的磁通量发生变化,电路中就会产生感应电动势.如果电路闭合,则有感应电流;如果电路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.2.磁通量发生变化的三种常见情况(1)磁场强弱不变,回路面积改变;(2)回路面积不变,磁场强弱改变;(3)回路面积和磁场强弱均不变,但二者的相对位置发生改变.注意:判断流程:(1)确定研究的闭合电路.(2)弄清楚回路内的磁场分布,并确定该回路的磁通量Φ.(3)⎩⎨⎧ Φ不变→无感应电流Φ变化→⎩⎪⎨⎪⎧ 回路闭合,有感应电流不闭合,无感应电流,但有感应电动势【典例】在如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈,与滑动变阻器、电池构成闭合电路,a 、b 、c 为三个闭合金属圆环,假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内,则当滑动变阻器的滑片左、右滑动时,能产生感应电流的金属圆环是( )A.a 、b 两个环B.b 、c 两个环C.a 、c 两个环D.a 、b 、c 三个环【解析】选A.滑动变阻器的滑片左、右滑动,引起圆环a 、b 中磁通量变化,而圆环c 由于对称性其磁通量始终为零,故a 、b 两环中产生感应电流,而c 环中不产生感应电流,故A 正确.考点三 楞次定律 右手定则1.楞次定律中“阻碍”的理解2.楞次定律的推广推广表述:感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因.其具体方式为:(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”.3.安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律综合应用的比较基本现象应用的定则或定律运动电荷、电流产生磁场安培定则磁场对运动电荷、电流有作用力左手定则电磁部分导体做切割磁感线运动右手定则闭合回路磁通量变化楞次定律4.应用楞次定律解题的一般程序为:【典例】如图是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流.各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中表示正确的是( )【答案】选C、D.【详解】先根据楞次定律“来拒去留”判断线圈的N极和S极.中线圈上端为N极,B中线圈上端为N 极,C中线圈上端为S极,D中线圈上端为S极,再根据安培定则确定感应电流的方向,、B错误,C、D 正确.【高考零距离】【2013年】16. [2013·四川卷] 如图所示,在铁芯P上绕着两个线圈a和b,则( )A.线圈a输入正弦交变电流,线圈b可输出恒定电流B.线圈a输入恒定电流,穿过线圈b的磁通量一定为零C.线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响D.线圈a的磁场变化时,线圈b中一定有电场【答案】D【详解】当线圈a输入正弦交变电流时,线圈b输出同频率的正弦交变电流,A错误;当线圈a输入恒定电流时,线圈a产生稳定的磁场,通过线圈b的磁通量不变,但不是零,B错误;由于互感,每个线圈的交变电流都对另外一个线圈的磁场产生影响,C错误;根据麦克斯韦电磁场理论,变化的磁场一定产生电场,D正确.图620. [2013·课标全国卷] 如图,一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直导线平行.已知在t=0到t=t1的时间间隔内,直导线中电流i发生某种变化,而线框中的感应电流总是沿顺时针方向;线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右.设电流i正方向与图中箭头所示方向相同,则i随时间t变化的图线可能是( )BC D【答案】A【详解】由楞次定律可判断出B、D选项对应的线框中对应的感应电流总是沿逆时针方向,B、D错误;C 选项对应的线框受到的安培力的合力始终水平向左,C错误;故只有A正确.18.[2013·福建卷] 如图甲,一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁,铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合.若取磁铁中心O为坐标原点,建立竖直向下为正方向的x轴,则图乙中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是( )BC D甲乙【答案】.B【详解】根据条形磁铁的磁感线分布情况,线圈的运动可以分为3个阶段,根据楞次定律可以作出如下判断:过程 B 的方向 Ф的变化 I 感的方向 →B 向上增加 顺时针 B →C 向上增加 顺时针 C 点 向上达到最大值 无 C →D向上 减小 逆时针 在坐标原点O 处感应电流的方向发生改变,D 错;这一过程可以看作是线圈切割磁感线而产生感应电流,在→B 过程中,线圈加速下降,有a =mg -B 2L 2v R m,B 、v 逐渐增大,线圈向下做加速度不断减小的变加速运动,由I 感=BLv R可知线圈的感应电流不断增大但变化率在减小,错;对于B 、D 两点,由于磁场的对称性,两点的磁感应强度B 是相同的,由于v D >v B ,由I 感=BLv R 可知D 处的感应电流比较大,所以B 对、C 错.【2013年、2013年】1.(2013·上海高考物理·T20)如图,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布。
高中物理楞次定律知识点总结
高中物理楞次定律知识点总结高中物理中,楞次定律是非常重要的一个定律。
它在理解电磁学方面有着重要作用,在实际应用中也可以提供指导。
本文将对楞次定律的知识点进行总结,以帮助读者更好地理解和应用此定律。
一、楞次定律的基本概念楞次定律又称作法拉第电磁感应定律,是一个基本的电磁学定律。
它表明:当磁通量发生变化时,会在导体中产生感生电动势,这个电动势的方向会使感生电流的磁场阻碍这一磁通量变化。
楞次定律描述了电磁感应现象。
当磁场作用于导体时,会引起磁通量的变化,从而产生感生电动势。
这个电动势的大小取决于磁通量的变化率。
在导体中产生的感生电流会通过磁场产生反作用,在一定程度上阻碍磁通量的变化。
二、楞次定律的数学表达式楞次定律表明,在一个闭合线圈中,感生电动势的大小与变化率成正比,与线圈绕向和变化率之间的夹角成正比,即:ε = -dΦ / dt其中,ε为感生电动势,单位为伏特(V);Φ为磁通量,单位为韦伯(Wb);t为时间,单位为秒(s)。
这个负号表明,感生电动势的方向与磁通量变化方向相反。
三、楞次定律的应用楞次定律是电磁场理论的重要基础,广泛应用于电机、变压器、感应加热器等电磁设备的设计和研发中。
1. 电动机原理电动机的工作原理就是利用电磁感应现象。
当通电后,电流在线圈中流动,产生旋转磁场,从而对转子上的导体产生电磁感应作用,产生电动势,使转子受到电磁力的作用,从而转动。
利用楞次定律可以计算出产生的感生电动势的大小。
2. 变压器原理变压器是利用电磁感应原理来实现电压变换的设备。
当一定电压的交流电流通过线圈,会产生交变磁通,从而在另一个线圈中产生感生电动势,进而产生电流。
楞次定律可以用来计算这个感生电动势的大小。
3. 感应加热原理感应加热是利用电磁感应产生的感生电流来加热物体的原理。
当物体置于交变磁场中时,就会在物体中产生感生电流,导致物体内部的电阻发热,从而实现加热。
四、楞次定律的应用示例下面列举一些应用楞次定律的实例。
高中物理课件第四章电磁感应第三节 楞次定律(第二课时)
接触良好,O点为四根棒围成的矩形的几何中心,一
条形磁铁沿竖直方向向O点落下,
则ab可能发生的情况是: ( C )
v
(A) 保持静止 ;
c
(B) 分别远离O点; (C) 分别向O点靠近; (D) 无法判断。
O·
d
a
b
增反减同
楞
次 来拒去留
定
律
增缩减扩
见新导学P14 达标拓展T4
右手定则 左力右电
v
来拒去留
N S
例2 . 如图示,闭合的铜环从静止开始由高处下落通过条形 磁铁后继续下落,空气阻力不计,则在圆环的运动过程中,下
列说法正确的是: ( B )
A. 圆环在磁铁的上方时,加速度小于g,在下方时大于g, B. 圆环在磁铁的上方时,加速度小于g,在下方时也小于g, C. 圆环在磁铁的上方时,加速度小于g,在下方时等于g, D. 圆环在磁铁的上方时,加速度大于g,在下方时小于g.
N S
B
G
v
A
AB中电流方向如何?
右手定则
判断感应电流方向:
应用最为广泛
增反减同
楞次定律:
来阻去留
往往涉及到条 形磁铁
右手定则:
只适用于有导 线在切割磁感
线的情况
B 增大
导线将如何运动?
增缩减扩
例:如图,a、b、c、d为四根相同的铜棒,c、d固
定在同一水平面上,a、b对称地放在c、d棒上,它们
第三节 楞次定律
楞次定律:
感应电流具有这 样的方向,即感应电 流的磁场总要阻碍引 起感应电流的磁通量 的变化。
增反减同
N
用楞次定律判断 感应电流方向的一般 步骤:
N
高考物理知识点总结复习 电磁感现象 楞次律
避躲市安闲阳光实验学校高考物理知识点总结复习电磁感应现象楞次定律知识要点:一、电磁感应现象:1、只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化,闭合回路中就会产生感应电流,如果电路不闭合只会产生感应电动势。
这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应,是1831年法拉第发现的。
回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化,因此研究磁通量的变化是关键,由磁通量的广义公式中φθ=B S·sin(θ是B与S 的夹角)看,磁通量的变化∆φ可由面积的变化∆S引起;可由磁感应强度B的变化∆B引起;可由B与S的夹角θ的变化∆θ引起;也可由B、S、θ中的两个量的变化,或三个量的同时变化引起。
下列各图中,回路中的磁通量是怎么的变化,我们把回路中磁场方向定为磁通量方向(只是为了叙述方便),则各图中磁通量在原方向是增强还是减弱。
(1)图:由弹簧或导线组成回路,在匀强磁场B中,先把它撑开,而后放手,到恢复原状的过程中。
(2)图:裸铜线ab在裸金属导轨上向右匀速运动过程中。
(3)图:条形磁铁插入线圈的过程中。
(4)图:闭合线框远离与它在同一平面内通电直导线的过程中。
(5)图:同一平面内的两个金属环A、B,B中通入电流,电流强度I在逐渐减小的过程中。
(6)图:同一平面内的A、B回路,在接通K的瞬时。
(7)图:同一铁芯上两个线圈,在滑动变阻器的滑键P向右滑动过程中。
(8)图:水平放置的条形磁铁旁有一闭合的水平放置线框从上向下落的过程中。
2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时,可以产生感应电动势,感应电流,这是初中学过的,其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。
3、产生感应电动势、感应电流的条件:导体在磁场里做切割磁感线运动时,导体内就产生感应电动势;穿过线圈的磁量发生变化时,线圈里就产生感应电动势。
如果导体是闭合电路的一部分,或者线圈是闭合的,就产生感应电流。
从本质上讲,上述两种说法是一致的,所以产生感应电流的条件可归结为:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
高中物理第四章电磁感应4.3楞次定律课件新人教选修3_2
楞次定律 根据如图甲、乙、丙、丁所示进行电路图连接与实验操作,并填 好实验现象记录表格。
探究一
探究二 当堂检测
问题导引 名师精讲 典例剖析
甲
乙
条形磁铁运动的情况
原磁场方向(向上或 向下) 穿过线圈的磁通量变 化情况(增加或减少) 感应电流的方向(在 螺线管上俯视) 感应电流的磁场方向 (向上或向下) 原磁场与感应电流磁 场的方向关系
实验装置 答案:线圈的绕向、电流表的指针摆动方向与电流方向的关系。
读一读·思一思 辨一辨·议一议
2.实验中如何确定电流表中电流的方向与指针偏转方向的关系? 答案:把一节旧的干电池的一极与电流表一个接线柱相连,另一 极用试触法接触电流表的另一个接线柱,观察指针偏转情况。 3.在上述实验中什么是引起感应电流的磁场? 答案:磁铁的磁场是引起感应电流的磁场。 4.在上述实验中什么是感应电流的磁场?如何判断这个磁场的方 向? 答案:线圈中感应电流所产生的磁场是感应电流的磁场,用安培 定则判断磁场的方向。 5.简述楞次定律的内容。 答案:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引 起感应电流的磁通量的变化。
探究一
探究二 当堂检测
(2)对“阻碍”的理解
问题导引 名师精讲 典例剖析
探究一
探究二 当堂检测
问题导引 名师精讲 典例剖析
“阻碍”不是“阻止”。引起感应电流的磁场仍然变化了,是阻而未 止。“阻碍”并不意味着“相反”,当磁通量减少时,“阻碍”意味着“相 同”。
读一读·思一思 辨一辨·议一议
2.探究讨论。 (1)当手持条形磁铁使它的一个磁极靠近闭合线圈的一端时,线圈 中产生了感应电流,获得了电能。从能量守恒的角度看,这必定有 其他形式的能在减少,或者说,有外力对磁体—线圈这个系统做了 功。你能不能用楞次定律做出判断,手持磁铁运动时我们克服什么 力做了功? 答案:由楞次定律可得,磁铁靠近线圈时,线圈的磁通量增加,故感 应电流的磁场与原磁场方向相反,二者相互排斥,所以手必须克服 磁场力做功。 (2)右手定则与楞次定律是什么关系? 答案:能用右手定则判断的问题一定可以用楞次定律判断,右手 定则是楞次定律的特殊情况,二者是一致的。
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1. 如图是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔
出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流。
各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中表示正确的是( )
2. 某磁场磁感线如图所示,有一铜线圈自图示A处落至B处,在下落过程中,自上向下看,线
圈中的感应电流方向是( )
A. 始终顺时针
B. 始终逆时针
C. 先顺时针再逆时针
D. 先逆时针再顺时针
3. 在赤道上空,一根沿东西方向的水平导线自由落下,则导线上各点的电势( )
A. 东端高
B. 西端高
C. 中点高
D. 一样高
4. 如图所示,匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里,a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点。
现用外力作用在上述四点,将线圈拉成正方形,设线圈导线不可伸长,且线圈仍处于原先所在的平面内,则在线圈发生形变的过程中( )
A. 线圈中将产生abcd方向的感应电流
B. 线圈中将产生adcb方向的感应电流
C. 线圈中产生感应电流的方向先是abcd,后是adcb
D. 线圈中无感应电流产生
5. 如图所示,A、B都是很轻的铝环,分别吊在绝缘细杆的两端,杆可绕竖直轴在水平面内转
动,环A是闭合的,环B是断开的。
若用磁铁分别靠近这两个圆环,则下面说法正确的是( )
A. 图中磁铁N极接近A环时,A环被吸引,而后被推开
B. 图中磁铁N极远离A环时,A环被排斥,而后随磁铁运动
C. 用磁铁N极接近B环时,B环被推斥,远离磁铁运动
D. 用磁铁的任意一磁极接近A环时,A环均被排斥
6. 如图所示,固定的水平长直导线中通有电流I,矩形线框与导线在同一竖直平面内,且一边
与导线平行。
线框由静止释放,在下落过程中( )
A. 穿过线框的磁通量保持不变
B. 线框中感应电流方向保持不变
C. 线框所受安培力的合力为零
D. 线框的机械能不断增大
7. 某同学设计了一个电磁冲击钻,其原理示意图如图所示,若发现钻头M突然向右运动,则可能是( )
A. 开关S由断开到闭合的瞬间
B. 开关S由闭合到断开的瞬间
C. 保持开关S闭合,变阻器滑片P加速向右滑动
D. 保持开关S闭合,变阻器滑片P 匀速向右滑动
8. 如图所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,当导线MN在导轨上向右加速滑动时,正对
电磁铁A的圆形金属环B中( )
A. 有感应电流,且B被A吸引
B. 无感应电流
C. 可能有,也可能没有感应电流
D. 有感应电流,且B被A排斥
9. 如图所示,一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与圆环在
同一竖直面内,当通电直导线中电流增大时,弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将( )
A. S增大,l变大
B. S减小,l变短
C. S增大,l变短
D. S减小,l变长
10. 如图所示的装置是法拉第做的电磁感应实验电路图,他将两个匝数较多的线圈绕在一个铁
环上,线圈A直接接在电源上,线圈B接指针在中央的电流表,若电流从电流表正极进入,指针向右偏, 关于这个实验,以下说法中正确的是( )
A. 当开关S接通的瞬间,电流表上有电流,指针向右偏
B. 当开关S断开的瞬间,电流表上有电流,指针向左偏
C. 拿走铁环后,两线圈相距较近且保持原状,开关接通或断开的瞬间,电流表上仍有电流,只是电流比较弱一些
D. 当开关闭合稳定后,B上无感应电流产生
答案与解析
1.【答案】CD
【解析】根据楞次定律可确定感应电流的方向:对C选项,当磁铁向下运动时:(1)闭合线圈原磁场
2.【答案】C
【解析】自A点落至图示位置时,穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律判断知线圈中感应电流方向为顺时针,自图示位置落至B点时,穿过线圈的磁通量减少,由楞次定律判断知,线圈中感应电流方向为逆时针,C项正确。
3.【答案】A
【解析】根据右手定则可判断A正确。
4.【答案】A
【解析】在线圈发生形变的过程中,闭合电路的面积S减小,由Φ=BS知穿过闭合电路的磁通量减少。
根据楞次定律知感应电流方向为abcd,所以A选项正确。
5.【答案】D
【解析】接近A环,A环会后退;从A环移开,A环会前进。
移近或远离B环则无任何现象,因为在磁铁靠近或远离A环时,由于A环闭合,环中产生了感应电流,阻碍磁铁和A环间的相对运动;而B环不闭合,无感应电流产生。
6.【答案】B
【解析】因为磁感应强度随线框下落而减小,所以磁通量也减小,A错误;因为磁通量随线框下落而减小,根据楞次定律,感应电流的磁场与原磁场方向相同且保持不变,所以感应电流的方向不变,B正确;感应电流在磁场中受安培力作用,上框边比下框边始终处于较强的磁场区域,线框所受安培力的合力向上,不为零,C错误;下落过程中克服安培力做功,机械能转化为内能,机械能减少,D错误。
7.【答案】A
【解析】若发现钻头M突然向右运动,则两螺线管互相排斥,根据楞次定律,可能是开关S由断开到闭合的瞬间,选项A正确。
8.【答案】D
【解析】 MN向右加速滑动,根据右手定则,MN中的电流方向从N→M,且大小在逐渐变大,根据安培
9.【答案】D
【解析】当通电导线中电流增大时,穿过金属圆环的磁通量增大,金属圆环中产生感应电流,根据楞次定律,感应电流要反抗磁通量的增大,,一是用缩小面积的方式进行反抗,二是用远离直导线的方式进行反抗,故D正确。
10.【答案】CD
【解析】A项,当开关S接通的瞬间,穿过线圈B的磁通量是向下的在增大,由楞次定律得,线圈B中产生向上的磁场,再由安培定则判断出电流从电流表负极进入,指针向左偏,A错。
B 项,当开关S断开的瞬间,穿过线圈B的磁通量是向下的在减小,由楞次定律得,线圈B中产生向下的磁场,再由安培定则判断出电流从电流表正极进入,指针向右偏,B错。
C项,拿走铁环后,两线圈相距较近且保持原状,开关接通或断开的瞬间,穿过线圈B的磁通量仍变化,C正确。
D 项,当开关闭合稳定后,穿过线圈B的磁通量不变化,不会产生感应电流,D正确。