人教版高考物理一轮复习第12章第1讲电磁感应现象楞次定律PPT课件

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1.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。2.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。3.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。4.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。
1.通过电磁感应现象的探究过程,将电磁感应定律和楞次定律结合在一起考查。2.结合实际问题,将磁感应强度变化、电流变化、导体切割磁感线运动等引起的电磁感应现象联系起来。3.掌握各种图像(如Φ-t图、B-t图和I-t图),并能将它们进行相互转换。4.通过“单杆模型”“双杆模型”将电磁感应规律与磁场、电路、力学、动量等知识联系起来,向综合计算题的方向发展。
第一环节　必备知识落实
第二环节　关键能力形成
1.概念:设在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个与磁场方向垂直的平面,面积为S,我们把B与S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量,简称磁通。单位是韦伯,简称韦,符号是 Wb 。2.公式:Φ= 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。
5.磁通量的意义。(1)磁通量可以理解为穿过某一平面的磁感线的条数。(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。
1.电磁感应现象“磁生电”是一种在变化、运动的过程中出现的效应,法拉第把“磁生电”现象定名为电磁感应,产生的电流叫作感应电流。2.产生感应电流的条件(1)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。(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。
追本溯源法拉第在1831年发现了“磁生电”现象。他最初发现该现象的实验如图所示。软铁环上绕有两个线圈A和B,实验中他观察到了电流表的指针发生了偏转,那么他可能进行了哪些操作?
提示 闭合开关S或断开开关S。
1.楞次定律(1)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)适用范围:一切电磁感应现象。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)适用情况:导体切割磁感线产生感应电流。
追本溯源在应用楞次定律判断感应电流方向时,可借助楞次定律中“阻碍”含义的不同,提高解题的灵活性。请思考:“阻碍”有哪些不同的含义?提示 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”。
1.思考判断(1)闭合电路内只要有磁通量,就有感应电流产生。(　　)(2)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关。(　　)(3)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。(　　)(4)当导体切割磁感线时,一定产生感应电动势。(　　)(5)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。(　　)(6)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。(　　)
2.如图所示,正方形线圈abcd位于纸面内,边长为l,匝数为n,过ab中点和cd中点的连线OO'恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上,磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为(　　)
3.(多选)(2020·福建建瓯芝华中学月考)如图所示,一轻质绝缘横杆两侧各固定一铜环,横杆可绕中心点自由转动,老师拿一条形磁体插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,同学们看到的现象及现象分析正确的是(　　)A.磁体插向左环,横杆发生转动B.磁体插向右环,横杆发生转动C.磁体插向左环,左环中不产生感应电动势和感应电流D.磁体插向右环,右环中产生感应电动势和感应电流
解析:磁体插向左环时,通过左环的磁通量发生变化,左环中产生感应电动势,但左环是开路的,所以没有感应电流产生,此时横杆不动,A、C错误。磁体插向右环时,通过右环的磁通量发生变化,右环中将产生感应电动势和感应电流,感应电流的磁场阻碍磁通量的变化,使右环与磁体相互排斥,则横杆会发生转动,B、D正确。
4.如图所示,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(　　)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
解析:金属杆从静止开始突然向右运动,产生感应电动势,感应电流从无到有,根据右手定则可知,感应电流的方向由Q指向P,PQRS中的电流沿逆时针方向;该感应电流在金属线框T中产生的磁通量向外,故穿过金属线框T向里的磁通量减小,根据楞次定律,T中感应电流沿顺时针方向,D正确。
整合构建1.感应电流能否产生的判断
2.常见的产生感应电流的三种情况
训练突破1.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(　　) 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
解析:线圈A插入或拔出,都将造成线圈B处磁场的变化,因此线圈B处的磁通量变化,产生感应电流,故A正确。开关闭合和断开均能引起线圈B中磁通量的变化而产生感应电流,故B错误。开关闭合后,只要移动滑片P,线圈B中磁通量变化而产生感应电流,故C、D错误。
2.如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ。在以下叙述的过程中,一定能在轨道回路里产生感应电流的是(　　)A.ab向右运动,同时使θ减小B.使磁感应强度B减小,θ角同时也减小C.ab向左运动,同时增大磁感应强度BD.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ角(0°