【物理】2018届一轮复习人教版电磁感应楞次定律学案

【物理】2018届一轮复习人教版电磁感应楞次定律学案

专题43 电磁感应 楞次定律 ‎1.知道电磁感应现象产生的条件.‎ ‎2.理解磁通量及磁通量变化的含义，并能计算.‎ ‎3.掌握楞次定律和右手定则的应用，并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向．‎ 一、磁通量 ‎1．定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S和B的乘积．‎ ‎2．公式：Φ＝BS.‎ 适用条件：(1)匀强磁场．‎ ‎(2)S为垂直磁场的有效面积．‎ ‎3． 磁通量是标量(填“标量”或“矢量”)．‎ ‎4． 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．‎ 二、电磁感应现象 ‎1． 电磁感应现象：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：‎ 表述1：闭合回路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动．‎ 表述2：穿过闭合回路的磁通量发生变化．‎ ‎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．‎ 深化拓展　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．‎ 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阻碍引起感应电流的磁通量的变化．‎ ‎(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，并使拇指指向导体运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．‎ ‎(2)适用情况：导体棒切割磁感线产生感应电流．‎ 考点一　电磁感应现象能否发生的判断 ‎1． 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．‎ ‎2． 判断流程：(1)确定研究的闭合回路．‎ ‎(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量Φ.‎ ‎(3) ‎★重点归纳★‎ ‎1、判断电磁感应现象是否发生的一般流程 ‎★典型案例★2013年12月我国发射的“玉兔号”月球车成功着陆月球，预计在2020年将实施载人登月，假如宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是： （ ）‎ A、直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有无 B、将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则判断月球表面无磁场 C、将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场 D、将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某个平面内沿两个互相垂直的方向运动，月球表面若有磁场，则电流表至少有一次示数不为零 ‎【答案】C ‎【名师点睛】本题根据感应电流产生的条件进行判断：直接将电流表放于月球表面，电流表电路是断开的，不能产生感应电流，无法判断有无磁场．将电流表与线圈组成回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，不能判断月球表面没有磁场；若电流表有示数，可以判断有磁场；若线圈运动方向与磁场方向平行时，线圈中不产生感应电流，电流表无示数，不能判断月球表面无磁场。‎ ‎★针对练习1★如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线圈与导线在同一平面上，在下列状况中线框中不能产生感应电流的是： （ ）‎ A．导线中电流强度变小 B．线框向右平动 C．线框向下平动 D．线框以ad边为轴转动 ‎【答案】C ‎【名师点睛】此题考查了电磁感应现象；要知道只有穿过闭合线圈的磁通量发生变化或者当闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时就会产生感应电流；根据线圈的运动情况以及通电直导线周围的磁场分布情况即可判断. ‎ ‎★针对练习2★如图所示，有一矩形闭合导体线圈，在范围足够大的匀强磁场中运动、下列图中能产生感应电流的是： （ ）‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ A图中线圈水平运动，磁通量始终为零不变，故无感应电流产生，选项A错误；B图中线圈水平运动，磁通量不变，故无感应电流产生，选项B错误；C图中线圈绕轴转动，磁通量始终为零不变，故无感应电流产生，选项C错误；D图中线圈绕轴转动，磁通量不断变化，故有感应电流产生，选项D正确；故选D.‎ ‎【名师点睛】此题是考查电磁感应现象；要知道只有当穿过闭合回路的磁通量发生变化时就会有感应电流产生；或者当闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线运动时就会有感应电流产生；根据题目的情况结合产生感应电流的条件进行判断. ‎ 考点二　利用楞次定律判断感应电流的方向 ‎1． 楞次定律中“阻碍”的含义 ‎★重点归纳★‎ ‎1、判断感应电流方向的“四步法”‎ ‎2、用右手定则判断 该方法适用于部分导体切割磁感线．判断时注意掌心、四指、拇指的方向：‎ ‎(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．‎ ‎3、楞次定律的推广应用 楞次定律中“阻碍”的主要表现形式：‎ ‎(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”．‎ ‎4、“三个定则、一个定律”的综合应用技巧 ‎（1）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．“电生磁”或“磁生电”均用右手判断．‎ ‎①因电而生磁(I→B)→安培定则；‎ ‎②因动而生电(v、B→I)→右手定则；‎ ‎③因电而受力(I、B→F安)→左手定则．‎ ‎（3）一般解题步骤 ‎①分析题干条件，找出闭合电路或切割磁感线的导体棒．‎ ‎②结合题中的已知条件和待求量的关系选择恰当的规律．‎ ‎③正确地利用所选择的规律进行分析和判断．‎ ‎★典型案例★如图所示，光滑固定导体轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置于导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁铁从高处下落接近回路时： （ ）‎ A.P、Q将相互靠拢 B. P、Q将相互远离 C. P、Q将静止不动 D. P、Q将相对静止地向一个方向运动 ‎【答案】A ‎【名师点睛】本题直接用楞次定律判断电磁感应现象中导体的运动方向，抓住导体总是反抗原磁通量的变化是关键．楞次定律的另一结论：增反减同与则斥离吸的理解 ‎★针对练习1★如图所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行，当电键S接通一瞬间，两铜环的运动情况是： （ ）‎ A．同时向两侧推开 B．同时向螺线管靠拢 C．一个被推开，一个被吸引 D．因为电源正负极未知，无法具体判断 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 当电键S接通一瞬间，穿过两个铜环的磁通量均增大，根据楞次定律可知，铜环中产生的感应电流的磁场阻碍磁通量的增加，故两环同时向两侧推开，故选A.‎ ‎【名师点睛】此题是楞次定律的应用习题；关键是理解楞次定律的核心内容“阻碍”，当穿过线圈的磁通量变化时，感应电流的磁场表现为“增反减同”来阻碍原来磁通量的变化，或者表现为“来拒去留”来阻碍相对运动. ‎ ‎★针对练习2★（多选）如图所示，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ad且相互绝缘．当MN中电流突然增大时，下列说法正确的是： （ ）‎ A．线圈所受安培力的合力方向向左 B．线圈所受安培力的合力方向向右 C．线圈中感应电流的方向是abcda D．线圈中感应电流的方向是adcba ‎【答案】AC ‎【名师点睛】本题运用楞次定律判断电磁感应中导体的运动方向，也可以根据因果关系，运用安培定则、楞次定律和左手定则按部就班进行分析判断。理解楞次定律的核心内容“阻碍”是解题的关键，当磁通量变化时感应电流的磁场表现为“增反减同”，从受力角度表现为“来拒去留”.‎