电磁感应热学光学

课标解读

考点内容 要求 课程标准解读

电磁感应现象 Ⅰ 1.收集资料,了解电磁感应现象的发现过程,体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神

2.通过实验,理解感应电流的产生条件.举例说明电磁感应在生活和生产中的应用

3.通过探究,理解楞次定律,理解法拉第电磁感应定律

4.通过实验,了解自感现象和涡流现象.举例说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用

磁通量

Ⅰ 法拉第电磁感应定律

Ⅱ 楞次定律

Ⅱ 自感、涡流

Ⅰ

第28讲 电磁感应现象、楞次定律

一、磁通量 1.磁通量

(1)定义:磁感应强度B 与垂直于磁场方向的面积S 的 . (2)公式:Φ= (B ⊥S );单位:韦伯(Wb). (3)矢标性:磁通量是 ,但有正负. 2.磁通量的变化量:ΔΦ= .

3.磁通量的变化率: 与所用时间的比值,即

ΔΦ

Δt

,与线圈的匝数无关. 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 产生的现象. 2.产生感应电流的条件:(1)闭合电路;(2) 发生变化.

三、感应电流的方向

1.楞次定律:感应电流的磁场总要 引起感应电流的 的变化.

2.右手定则: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 的方向,这时四指所指方向就是感应电流的方向. 【辨别明理】

(1)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. ( ) (2)当导体切割磁感线时,一定会产生感应电动势.

( )

(3)由楞次定律知,感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反.

( )

图28-1

(4)[人教版选修3-2改编] 如图28-1所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S 极朝下.在将磁铁的S 极插入线圈的过程中,通过电阻的感应电流的方向为 ,线圈与磁铁相互 .

考点一 电磁感应现象的理解与判断

判断是否产生感应电流的流程 (1)确定研究的回路.

(2)弄清楚回路内的磁场分布,并确定穿过该回路的磁通量Φ. (3)Φ不变→无感应电流

Φ变化→{回路不闭合,无感应电流,但有感应电动势回路闭合,有感应电流

例1 [人教选修3-2改编] 如图28-2所示的各图所描述的物理情境中,没有产生感应电流的是 ( )

图28-2

变式题 如图28-3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

图28-3

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

考点二 楞次定律的理解与应用

考向一 应用楞次定律判断感应电流方向的“四步法”

例2 [2017·全国卷Ⅲ]如图28-4所示,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()

图28-4

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

变式题 [2019·湖南衡阳联考]如图28-5所示是某研

图28-5

究性学习小组的同学设计的电梯坠落的应急安全装置,在电梯轿厢上安装永久磁铁,并在电梯的井壁上铺设线圈,这样可以在电梯突然坠落时减小对人员的伤害.关于该装置,下列说法正确的是()

A.当电梯突然坠落时,该安全装置可使电梯停在空中

B.当电梯坠落至图示位置时,闭合线圈A、B中的电流方向相反

C.当电梯坠落至图示位置时,只有闭合线圈A在阻碍电梯下落

D.当电梯坠落至图示位置时,只有闭合线圈B在阻碍电梯下落

◉要点总结

楞次定律中“阻碍”的含义

考向二利用楞次定律的推论速解电磁感应问题

电磁感应现象中因果相对的关系恰好反映了自然界的这种对立统一规律,楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的“效果”总是阻碍产生感应电流的原因,可由以下四种方式呈现:

(1)阻碍磁通量的变化,即“增反减同”.

(2)阻碍相对运动,即“来拒去留”.

(3)使线圈有扩大或缩小的趋势,即“增缩减扩”.

(4)阻碍原电流的变化(自感现象),即“增反减同”.

例3 如图28-6所示,光滑固定金属导轨M、N水平放置,两根导体

图28-6

棒P、Q平行放置在导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时(重力加速度为g)()

A.P、Q将互相靠拢

B.P、Q将互相远离

C.磁铁的加速度仍为g

D.磁铁的加速度大于g

变式题如图28-7所示,ab是一个可以绕垂

图28-7

直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈,当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动的过程中,线圈ab将()

A.静止不动

B.顺时针转动

C.逆时针转动

D.发生转动,但电源的极性不明,故无法确定转动方向

考点三左手定则、右手定则、楞次定律、安培定则

1.规律比较

名称基本现象因果关系应用的定则或定律

电流的磁效应

运动电荷、

电流产生磁场

因电生磁安培定则

洛伦兹力、安培力磁场对运动电荷、

电流有作用力

因电受力左手定则

电磁感应部分导体做切割磁感线运动因磁生电右手定则闭合回路磁通量发生变化因磁生电楞次定律

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.

例4 (多选)[2018·全国卷Ⅰ]如图28-8所示,