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    2023-2024学年粤教版(2019)选择性必修第二册 2.1感应电流的方向 课件

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    高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第一节 感应电流的方向背景图ppt课件

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    这是一份高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第一节 感应电流的方向背景图ppt课件,共50页。PPT课件主要包含了关键能力合作探究,课堂检测素养达标,课时作业巩固演练,实验记录,同一个平面,切割磁感线等内容,欢迎下载使用。
    必备知识 自主学习
    [知识梳理]一、影响感应电流方向的因素1.实验探究将线圈与电流表组成闭合回路,分别将条形磁铁的N极、S极插入和抽出线圈,如图所示,记录感应电流方向。
    3.实验结论当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场与磁铁的磁场方向 (A.相同B.相反);当穿过线圈的磁通量减少时,感应电流的磁场与磁铁的磁场方向 (A.相同B.相反)。
    二、楞次定律1.内容:闭合回路中感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要 引起感应电流的磁通量的 。2.运用楞次定律判定感应电流方向的思维程序图
    三、右手定则1.使用方法伸开右手,使拇指与其余四个手指 ,并且都与手掌在 内;让磁感线垂直穿入 , 指向导体运动的方向,这时其余 所指的方向就是感应电流的方向。2.适用范围:适用于 回路的部分导体 产生感应电流的情况。
    [自主评价]1.判断正误(1)感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反。( )(2)楞次定律表明感应电流的效果总是与引起感应电流的原因相对抗。( )(3)右手定则只适用于闭合回路中的部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。( )(4)使用右手定则时必须让磁感线垂直穿过掌心。( )(5)任何感应电流方向的判断既可使用楞次定律,又可使用右手定则。( )
    2.情景思考(1)绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上,铁芯上套有一个铝环,线圈与电源、开关相连,如图所示。线圈上端与电源正极相连,闭合开关的瞬间,铝环向上跳起。请回答:①闭合开关瞬间穿过铝环的磁通量如何变化?②铝环跳起的原因是什么?(2)判断感应电流的方向时,右手定则和楞次定律如何选择?
    提示:(1)①闭合开关瞬间穿过铝环的磁通量增加。②铝环中产生的感应电流方向与线圈中电流方向相反,铝环受到向上的斥力而跳起。(2)要根据产生感应电流的具体情况确定。①回路中的导体不动,磁通量变化时,只能根据楞次定律判断感应电流的方向,不能用右手定则。②回路中的一部分导体做切割磁感线运动时,根据右手定则判断感应电流的方向比较方便。③所有情况都可以应用楞次定律进行判断,但方便程度不同。
    (1)为什么在线圈内有电流?(2)插入和拔出磁铁时,电流方向一样吗?为什么?提示:(1)闭合回路磁通量变化 (2)相反,磁通量变化不一样
    1.因果关系闭合回路中原磁通量的变化是产生感应电流的原因,而感应电流的磁场的产生是感应电流存在的结果,即只有当闭合回路中的磁通量发生变化时,才会有感应电流的磁场出现。
    2.楞次定律中“阻碍”的含义
    [解析] 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,选项A正确;闭合回路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时,不受磁场阻碍作用,选项B错误;原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场反向,选项C错误;当原磁场增强时感应电流的磁场跟原磁场反向,当原磁场减小时感应电流的磁场跟原磁场同向,选项D错误。[答案] A
    针对训练1.关于感应电流,以下说法中正确的是(  )A.感应电流的方向总是与原电流的方向相反B.感应电流的方向总是与原电流的方向相同C.感应电流的磁场总是阻碍闭合回路内原磁场的磁通量的变化D.感应电流的磁场总是与原线圈内的磁场方向相反
    解析:由楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍闭合回路内部原磁场的磁通量的变化,故C正确;如果原磁场中的磁通量是增加的,则感应电流的磁场方向就与它相反,阻碍它的增加,如果原磁场中的磁通量是减小的,则感应电流的磁场方向就与它相同,阻碍它的减小,故A、B、D错误。答案:C
    2.(多选)如图所示,当磁铁运动时,流过电阻的电流是由A经R到B,则磁铁的运动情况可能是(  ) A.向下运动    B.向上运动C.向左运动 D.以上都不可能
    解析:本题可通过逆向应用楞次定律来判定。由感应电流方向A→R→B,应用安培定则可知感应电流在线圈内产生的磁场方向从上指向下;运用楞次定律判得线圈内磁通量的变化应向下减少或向上增多;由条形磁铁的磁感线分布知,线圈内原磁场是向下的,故应是磁通量减少,即磁铁向上运动或向左、向右平移,故B、C正确。答案:BC
    判断线圈N中的电流方向提示:闭合瞬间向上,断开瞬间向下。
    楞次定律应用四步曲1.确定原磁场的方向。2.判定产生感应电流的磁通量如何变化(增加还是减小)。3.根据楞次定律确定感应电流的磁场方向(增反减同)。
    4.判定感应电流的方向。该步骤也可以简单地描述为“一原二变三感四螺旋”,一原——确定原磁场的方向;二变——确定磁通量是增加还是减小;三感——判断感应电流的磁场方向;四螺旋——用右手螺旋定则判断感应电流的方向。
    [解析] 在磁铁自由下落,N极接近线圈上端的过程中,通过线圈的磁通量方向向下且在增加,根据楞次定律可判断出线圈中感应电流的磁场方向向上,利用安培定则可知线圈中感应电流方向为逆时针(由上向下看),流过R的电流方向从b到a,电容器下极板带正电,选项D正确。[答案] D
    (1)“阻碍”并不是“阻止”,一字之差,相去甚远。要知道原磁场是主动的,感应电流的磁场是被动的,原磁通量仍要发生变化,感应电流的磁场只是阻碍变化而已。(2)楞次定律判断感应电流的方向具有普遍意义。在磁铁靠近(或远离)线圈过程中,都要克服电磁力做功,克服电磁力做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程。正是“阻碍”的形成产生了电磁感应现象。
    针对训练3.(多选)如图所示,足够长的通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd,则(  )A.若线圈向右平动,其中感应电流方向是a→b→c→dB.若线圈竖直向下平动,无感应电流产生C.当线圈以ad边为轴转动时(转动角度小于90°),其中感应电流方向是a→b→c→dD.当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a→b→c→d
    解析:根据安培定则知,线圈所在处的磁场垂直纸面向里,当线圈向右平动、以ad边为轴转动时,穿过线圈的磁通量减少,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同,感应电流方向为a→d→c→b,A、C错误;若线圈竖直向下平动,无感应电流产生,B正确;若线圈向导线靠近时,穿过线圈的磁通量增加,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反,垂直纸面向外,感应电流方向为a→b→c→d,D正确。答案:BD
    4.如图,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PQ向右切割磁感线,根据右手定则可知PQRS中感应电流沿逆时针方向;原来T中的磁场方向垂直于纸面向里,闭合回路PQRS中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外,使得穿过T的磁通量减小,根据楞次定律及安培定则可知T中产生顺时针方向的感应电流。综上所述,A、B、C错误,D正确。答案:D
    判断线圈移动的方向提示:向左移动。
    1.适用范围:闭合回路的部分导体切割磁感线产生感应电流方向的判断。2.右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和电流方向三者之间的相互垂直关系。(1)大拇指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向,既可以是导体运动而磁场未动,也可以是导体未动而磁场运动,还可以是两者以不同速度同时运动。(2)四指指向电流方向,切割磁感线的导体相当于电源。
    [解析] 题中四图都属于闭合回路的一部分导体切割磁感线,应用右手定则判断可得:A中电流方向为a→b,B中电流方向为b→a,C中电流方向沿a→d→c→b→a,D中电流方向为b→a。故选A。[答案] A
    针对训练5.如图所示,匀强磁场与圆形导体环平面垂直,导体ef与环接触良好,当ef向右匀速运动时(  )A.圆环中磁通量不变,环上无感应电流产生B.整个环中有顺时针方向的电流C.整个环中有逆时针方向的电流D.环的右侧有逆时针方向的电流,环的左侧有顺时针方向的电流
    解析:由右手定则知ef上的电流由e→f,故右侧的电流方向为逆时针,左侧的电流方向为顺时针,故选D。答案:D
    科学思维——楞次定律与右手定则的区别及联系
    [解析] ab杆向右匀速运动,在ab杆中产生恒定的电流,该电流在线圈L1中产生恒定的磁场,在L2中不产生感应电流,所以cd杆不动,故A错误;ab杆向右加速运动,根据右手定则知在ab杆上产生增大的由a到b的电流,根据安培定则,在L1中产生方向向上且增强的磁场,该磁场向下通过L2,由楞次定律,cd杆中的电流由c到d,根据左手定则,cd杆受到向右的安培力,向右运动,故B正确;同理可得C错误,D正确。[答案] BD
    1.如图所示,导线框abcd与直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流I,在线框由左向右匀速通过直导线的过程中,线框中感应电流的方向是(  )A.先abcd,后dcba,再abcdB.先abcd,后dcbaC.始终dcbaD.先dcba,后abcd,再dcba
    解析:线框在直导线左侧时,随着线框向右运动,向外的磁通量增加,根据楞次定律知线框中感应电流的方向为dcba。在线框的cd边跨过直导线后,如图所示,根据右手定则,ab边产生的感应电流方向为a→b,cd边产生的感应电流方向为c→d。线框全部跨过直导线后,随着向右运动,向内的磁通量减小,根据楞次定律知线框中感应电流的方向为dcba。故选项D正确。答案:D
    2.如图所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管,则回路中(  )A.始终有感应电流自a向b流过电流表ⒼB.始终有感应电流自b向a流过电流表ⒼC.先有a→Ⓖ→b方向的感应电流,后有b→Ⓖ→a方向的感应电流D.将不会产生感应电流
    解析:在条形磁铁进入螺线管过程中,闭合线圈中的磁通量增加,产生感应电流方向为a→Ⓖ→b;当条形磁铁完全进入螺线管,闭合线圈中的磁通量不变,无感应电流产生;在条形磁铁穿出螺线管过程中,闭合线圈中的磁通量减小,产生感应电流方向为b→Ⓖ→a,选项C正确。答案:C
    3.如图所示,两个大小不同的绝缘金属圆环叠放在一起,小圆环有一半面积在大圆环内。当大圆环通有顺时针方向电流的瞬间,小圆环中感应电流的方向是(  )A.顺时针方向B.逆时针方向C.左半圆顺时针方向,右半圆逆时针方向D.无感应电流
    解析:大圆环通电瞬间在小圆环内产生的磁场有向里的也有向外的,合磁通量向里,瞬间合磁通量增大。由楞次定律可知,小圆环中感应电流方向应该是逆时针方向,B项正确。答案:B
    4.(新情景题)(多选)如图所示,竖直向下的匀强磁场中,有一个带铜轴的铜盘,用铜刷把盘边缘和轴连接,外接一电流表,当铜盘按图示匀速转动,则(  )A.Ⓖ中有a→b的电流B.Ⓖ中有b→a的电流C.盘面磁通量不变,不产生感应电流D.有从盘边缘向盘中心的电流

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