(京津鲁琼版)2020版高考物理总复习第十章第1节电磁感应现象楞次定律课件

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提示:D
对电磁感应现象的理解和判断 【知识提炼】
1.判断产生感应电流的两种方法 (1)闭合电路的一部分导体切割磁感线,产生“动生电流”. (2)“感生电流”,即导体回路必须闭合,穿过闭合导体回路的 磁通量发生变化,二者缺一不可.
2.常见的产生感应电流的三种情况
【题组突破】 1.在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能 观察到感应电流的是( ) A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察 电流表的变化 B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察 电流表的变化 C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈 中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化 D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给 线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化
3.(2019·安徽皖江区联考)如图所示,闭合圆形导体线圈放置 在匀强磁场中,线圈平面与磁场平行,当磁感应强度逐渐增大 时,以下说法正确的是( )
A.线圈中产生顺时针方向的感应电流 B.线圈中产生逆时针方向的感应电流 C.线圈中不会产生感应电流 D.线圈面积有缩小的倾向
解析:选 C.由于线圈平面与磁场平行,所以穿过线圈的磁通量 为零.当磁感应强度增大时,穿过线圈的磁通量仍然为零,则 线圈中不会产生感应电流,故只有 C 正确.
解析:选 D.当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时, 知穿过右侧线圈的磁通量向右,且增大,根据楞次定律,右侧 线圈中产生逆时针方向的电流,即使有金属片通过时,接收线 圈中的感应电流方向仍然为逆时针,故 A、C 错误;通电线圈 中存在顺时针方向均匀增大的电流,则通电线圈中的磁通量均 匀增大,所以穿过右侧线圈中的磁通量均匀增大,则磁通量的 变化率是定值,由法拉第电磁感应定律可知,接收线圈中的感 应电流不变,故 B 错误;有金属片通过时,则穿过金属片中的 磁通量发生变化时,金属片中也会产生感应电流,感应电流的 方向与接收线圈中的感应电流的方向相同,所以也会将该空间 中的磁场的变化削弱一些,引起接收线圈中的感应电流大小发 生变化,故 D 正确.
【题组突破】 1.(多选)1824 年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实 验”.实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细 线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示.实验中发现,当 圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随 着一起转动起来,但略有滞后.下列说法正确的是( )
A.圆盘上产生了感应电动势 B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动 C.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量 发生了变化 D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生 的磁场导致磁针转动
解析:选 D.产生感应电流必须满足的条件:①电路闭合;②穿 过闭合电路的磁通量要发生变化.选项 A、B 电路闭合,但磁 通量不变,不能产生感应电流,故选项 A、B 不能观察到电流 表的变化;选项 C 满足产生感应电流的条件,也能产生感应电 流,但是等我们从一个房间到另一个房间后,电流表中已没有 电流,故选项 C 也不能观察到电流表的变化;选项 D 满足产生 感应电流的条件,能产生感应电流,可以观察到电流表的变化, 所以选 D.
合并保持一段时间再断开后的瞬间,穿过左侧线圈向右的磁通 量减少,则由楞次定律可知,左侧线圈环绕部分产生向下的感 应电流,则流过直导线的电流方向由北向南,直导线在小磁针 所在处产生垂直纸面向外的磁场,则小磁针的 N 极朝垂直纸面 向外的方向转动,D 正确.
2.(2019·绵阳模拟)两个闭合的金属环,穿在一 根光滑的绝缘杆上,如图所示,当条形磁铁的 S 极自右向左插向圆环时,环的运动情况是 () A.两环同时向左移动,间距增大 B.两环同时向左移动,间距变小 C.两环同时向右移动,间距变小 D.两环同时向左移动,间距不变
楞次定律推论的应用 【知识提炼】
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.列表说明如下:
内容
例证
阻碍原磁通量变化 ——“增反减同”
内容
例证
阻碍相对运动 ——“来拒去留”
内容
使回路面积有扩大 或缩小的趋势—— “增缩减扩”
阻碍原电流的变化 ——“增反减同”
例证
解析:选 AB.当圆盘转动时,圆盘的半径切割磁 针产生的磁场的磁感线,产生感应电动势,选项 A 正确;如图所示,铜圆盘上存在许多小的闭合 回路,当圆盘转动时,穿过小的闭合回路的磁通量发生变化, 回路中产生感应电流,根据楞次定律,感应电流阻碍其相对运 动,但抗拒不了相对运动,故磁针会随圆盘一起转动,但略有 滞后,选项 B 正确;在圆盘转动过程中,磁针的磁场穿过整个 圆盘的磁通量始终为零,选项 C 错误;圆盘呈电中性,转动不 会形成电流,不会导致磁针转动,选项 D 错误.
解析:选 A.施加磁场来快速衰减 STM 的微小振动,其原理是 电磁阻尼,在振动时通过紫铜薄板的磁通量变化,紫铜薄板中 产生感应电动势和感应电流,则其受到安培力作用,该作用阻 碍紫铜薄板振动,即促使其振动衰减.方案 A 中,无论紫铜薄 板上下振动还是左右振动,通过它的磁通量都发生变化;方案 B 中,当紫铜薄板上下振动时,通过它的磁通量可能不变,当 紫铜薄板向右振动时,通过它的磁通量不变;方案 C 中,紫铜 薄板上下振动、左右振动时,通过它的磁通量可能不变;方案 D 中,当紫铜薄板上下振动时,紫铜薄板中磁通量可能不变.综 上可知,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是 A.
2.(多选)如图所示,线圈 A、B 同心置于光滑水平桌面上,线 圈 A 中通有逐渐增大的逆时针方向的电流,则( )
A.线圈 B 将顺时针转动起来 B.线圈 B 中有顺时针方向的电流 C.线圈 B 将有沿半径方向扩张的趋势 D.线圈 B 对桌面的压力将增大
解析:选 BC.当线圈 A 中通有逐渐增大的逆时针方向的电流时, 穿过线圈 B 的磁通量竖直向上且增大,根据楞次定律,线圈 B 产生顺时针方向的电流;线圈 A、B 中的电流方向相反,互相 排斥,线圈 B 有扩张的趋势,故 B、C 正确,A 错误;线圈 B 受到的安培力在水平方向上,线圈 B 对桌面的压力将不变,故 D 错误.
第十章 电磁感应
核心素养提炼 电磁感应现象 感应电流产生的条件 楞次定律 法拉第电磁感应定律 自感现象和涡流现象 探究影响感应电流方向的因素
第十章 电磁感应
第1节 电磁感应现象 楞次定律
【基础梳理】
提示:面积 S 与 B 的乘积 Φ=BS 磁感线穿过平面的方向 Δ Φ =Φ2-Φ1=B2S2-B1S1 电路闭合 磁通量发生变化 有 感应电流 只有感应电动势 感应电流的磁场 引起感应电 流的磁通量的变化 从掌心进入 导线运动的方向 四指所 指的方向
3.如图所示,A 为水平放置的胶木圆盘,在其侧面均匀分布着 负电荷,在 A 的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环 B,使 B 的环面水平且与胶木圆盘面平行,其轴线与胶木圆盘 A 的轴线 OO′重合.现使胶木圆盘 A 由静止开始绕其轴线 OO′按箭头所 示方向加速转动,则( )
A.金属环 B 的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力增大 B.金属环 B 的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力减小 C.金属环 B 的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力减小 D.金属环 B 的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力增大 解析:选 B.使胶木圆盘 A 由静止开始绕其轴线 OO′按箭头所示 方向加速转动,通过金属环 B 内的磁通量增大,根据楞次定律, 金属环 B 的面积有缩小的趋势,且 B 有向上升高的趋势,丝线 受到的拉力减小,B 正确.
解析:选 B.当磁铁的 S 极靠近时,穿过两圆环的磁通量变大, 由楞次定律可得两圆环的感应电流方向都是顺时针方向(从右 向左看),根据左手定则可知两圆环受到磁铁向左的安培力,远 离磁铁,即向左移.由于两圆环的电流方向相同,所以两圆环 相互吸引,即相互合拢,间距变小,故 B 项正确,A、C、D 项错误.
【题组突破】 1.(多选)(2018·高考全国卷 Ⅰ )如图,两个线圈绕在同一根铁 芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南 北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路.将一小磁针悬 挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态.下列 说法正确的是 ( )
A.开关闭合后的瞬间,小磁针的 N 极朝垂直纸面向里的方向 转动 B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的 N 极指向垂直纸面 向里的方向 C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的 N 极指向垂直纸面 向外的方向 D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的 N 极 朝垂直纸面向外的方向转动
做一做 (鲁科版选修 3-2·P8·T3)如图所示,条形 磁铁以速度 v 向螺线管靠近,下面几种说 法中正确的是( ) A.螺线管中不会产生感应电流 B.螺线管中会产生感应电流 C.只有磁铁速度足够大时,螺线管中才能产生感应电流 D.只有在磁铁的磁性足够强时,螺线管中才会产生感应电流 提示:B
做一做 (粤教版选修 3-2·P12·T2 改编)一矩 形线框 abcd 与长直通电导线处于同 一平面内,ad 边与导线平行,如图所 示,当线框在此平面内向右运动到导 线的右边的过程中,则线框内感应电 流方向为( ) A.一直沿顺时针方向 B.一直沿逆时针方向 C.先沿顺时针方向,再沿逆时针方向 D.先沿顺时针方向,再沿逆时针方向,最后沿顺时针方向
3.(2019·河南洛阳一中模拟)如图所示为安检门原 理图,左边门框中有一通电线圈,右边门框中有 一接收线圈.工作过程中某段时间通电线圈中存 在顺时针方向均匀增大的电流,则( ) A.无金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向 为顺时针 B.无金属片通过时,接收线圈中的感应电流增大 C.有金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为顺时针 D.有金属片通过时,接收线圈中的感应电流大小发生变化
2.(2017·高考全国卷Ⅰ)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( )
解析:选 AD.由电路可知,开关闭合瞬间,右侧线圈环绕部分 的电流向下,由安培定则可知,直导线在铁芯中产生向右的磁 场,由楞次定律可知,左侧线圈环绕部分产生向上的电流,则 直导线中的电流方向由南向北,由安培定则可知,直导线在小 磁针所在位置产生垂直纸面向里的磁场,则小磁针的 N 极朝垂 直纸面向里的方向转动,A 正确;开关闭合并保持一段时间后, 穿过左侧线圈的磁通量不变,则左侧线圈中的感应电流为零, 直导线不产生磁场,则小磁针静止不动,B、C 错误;开关闭
楞次定律的理解及应用 【知识提炼】 1.楞次定律中“阻碍”的含义
2.判断
方法二 用右手定则判断 该方法适用于切割磁感线产生的感应电流.判 断时注意掌心、拇指、 四指的方向: (1)掌心——磁感线垂直穿入; (2)拇指——指向导体运动的方向; (3)四指——指向感应电流的方向.
第十章 电磁感应
新课程标准 收集资料,了解电磁感应现象的发现过程,体会科 学探索中科学思想和科学态度的重要作用. 通过实验,探究并了解感应电流产生的条件.能举 例说明电磁感应在生产生活中的应用. 通过实验,探究影响感应电流方向的因素,理解楞 次定律.理解法拉第电磁感应定律. 通过实验,了解自感现象和涡流现象.能举例说明 自感现象和涡流现象在生产生活中的应用.
【自我诊断】 判一判 (1)磁通量是矢量,有正、负之分.( ) (2)当导体切割磁感线运动时,导体中一定产生感应电流.( ) (3)穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关.( ) (4)电路中磁通量发生变化时,就一定会产生感应电流.( ) (5)感应电流的磁场总是与原磁场方向相反.( ) 提示:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
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