【课堂新坐标】2014届高考物理(人教版)一轮复习课件9-1 电磁感应现象 楞次定律(共34张PPT)
2应技 . 用巧 四记方 种忆法 (1)“因 而 动电 ： ”— 用 手 ；“因 而 — 右 电动 ，运 生 用 手 动电右 “ ”方 向 向左 ，用 手 ． 右 ”．
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”— 用 手 ． — 左 ”．
(2)“通 受 用 手 电力左 (3)“力”的 后 笔 最一 最一 后笔 “ ”方 向 向右
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A．电键闭合后，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，电键闭合和断开的瞬间电流计 指针均不会偏转 C．电键闭合后，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．电键闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电 流计指针才能偏转
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【即学即用】 1.在图9－1－3所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变 阻器、电池构成闭合电路，a、b、c 为三个闭合金属圆环，假定线圈产生 的磁场全部集中在铁芯内，则当滑动 变阻器的滑片左右滑动时，能产生感 应电流的金属圆环是( ) A．a、b两个环 B．b、c两个环 C．a、c两个环 D．a、b、c三个环 【解析】 当滑片左右滑动时，通过a、b的磁通量变化， 而通过c环的合磁通量始终为零，故a、b两环中产生感应电 流，而c环中不产生感应电流．故A对． 【答案】 A
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【针对训练】 1.如图9－1－1所示，开始时矩形线圈平面与匀强磁场垂 直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外，若要线圈产
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【规范解答】
MN向右加速滑动，根据右手定则，MN中
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的电流方向从N→M，且大小在逐渐变大，根据安培定则知， 电磁铁A的左端为N极，且磁场强度逐渐增强，根据楞次定 律知，B环中的感应电流产生的内部磁场方向向右，B被A排 斥．故D正确．
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第1讲
电磁感应现象
楞次定律
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【审题视点】 能够引起线圈B中磁通量发生变化的因素 有三点： (1)电键的闭合和断开． (2)电键闭合后，线圈A插入或拔出． (3)电键闭合后，滑片P左、右滑动． 【解析】 电键闭合后，线圈A插入或拔出都会引起穿过 线圈B的磁通量发生变化，从而电流计指针偏转，选项A正 确；线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间，线圈B 的磁通量会发生变化，电流计指针会偏转，选项B错误；电 键闭合后，滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动 ，都会导致线圈A的电流发生变化，线圈B的磁通量变化， 电流计指针都会发生偏转，选项C、D错误． 【答案】 A
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生感应电流，下列方法中不可行的是(
A．将线圈向左平移一小段距离 B．将线圈向上平移 C．以ab为轴转动(小于90°) D．以ac为轴转动(小于60°)
)
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【解析】
当线圈向左平移一小段距离时，穿过闭合电路
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动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中表示正确的是
( )
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【解析】
先根据楞次定律“来拒去留”判断线圈的N极和S极．A
中线圈上端为N极，B中线圈上端为N极，C中线圈上端为S极，D中线
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圈上端为S极，再根据安培定则确定感应电流的方向，A、B、D错误
，用 手 ；“电”的 左
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(4)直 记 接住
“左 右 力感
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如图9－1－6所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向 里，当导线MN在导轨上向右加速滑动时，正对电磁铁A的 圆形金属环B中( ) A．有感应电流，且B被A吸引 B．无感应电流 C．可能有，也可能没有感应电流 D．有感应电流，且B被A排斥 【潜点探究】 (1)导线MN切割磁感线运动时，应用右手 定则来判断感应电流的方向． (2)结合导线MN的运动情况判断电磁铁A的磁场变化及通 过金属环B的磁通量的变化情况． (3)利用楞次定律判断金属环B中电流方向及磁场方向，从 而确定B的受力情况．
(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． (2)适用情况：导体 切割磁感线 产生感应电流．
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左偏转．俯视线圈，其绕向为________(填“顺时针”或“
逆时针”)． (2)当条形磁铁从图中虚线位置向
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右远离L时，指针向右偏转．俯视
线圈，其绕向为________(填“顺 时针”或“逆时针”)．
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(2012·上海高考)为判断线圈绕向，可将灵敏电流 计G与线圈L连接，如图9－1－4所示．已知线圈由a端开始 绕至b端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转． (1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向
【即学即用】 2．如图9－1－5所示为一个圆环形导体，圆心为O，有一 个带正电的粒子沿图中的直线从圆环表面匀速飞过，则环中 的感应电流的情况是( A．沿逆时针方向 B．沿顺时针方向
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)
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C．先沿逆时针方向后沿顺时针方向
D．先沿顺时针方向后沿逆时针方向
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(2012·杭州模拟)现将电池 组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、
线圈B、电流计及电键如图9－1－
2所示连接．下列说法中正确的是 ( )
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【针对训练】
2．如图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动
，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就 会产生感应电流．各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运
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【审题视点】 (1)由磁铁运动的方向确定磁通量的变化 情况，由楞次定律确定线圈的N极、S极． (2)由指针偏转的方向确定电流方向．由安培定则确定线 圈导线的绕向． 【解析】 (1)将磁针N极向下插入L时，根据楞次定律L 的上方应为N极．由电流计指针向左偏转，可确定L中电流 由b端流入，根据安培定则，俯视线圈，电流为逆时针，线 圈绕向为顺时针． (2)将磁针远离L，由楞次定律，线圈L上方仍为N极，由 于 此时电流计指针向右偏转，可确定L中电流由a端流入． 根据安培定则，俯视线圈，电流为逆时针，线圈绕向也为 逆时针． 【答案】 (1)顺时针 (2)逆时针
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2014高考物理一轮复习课件9.3电磁感应规律的综合应用(精)
答案：AB
• 1．能量的转化：感应电流在磁场中受安培力， 电能 做功 外力克服安培力 ，将其他形式的能转化 为 其他形式的能 ，电流做功再将电能转化 为 ． 电能 • 2． 实质：电磁感应现象的能量转化，实质是 其他形式的能和 之间的转化．
• 1．内电路和外电路 • (1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化 电源 的线圈都相当于 ． 内电路 • (2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电 外电路 源的 ，其余部分是 ．
2．电源电动势和路端压
ΔΦ n (1)电动势：E＝ Blv 或 E＝ Δt .
(2)路端电压：U＝IR＝ E－Ir .
1．安培力的大小
• 2．安培力的方向 右手定则 左手定则 • (1)先用 确定感应电流方向，再用 确定安培力方向． • (2)根据楞次定律，安培力方向一定和导体切 相反 割磁感线运动方向 ．
• 1．安培力对导体棒运动的两种作用 • (1)导体棒由于通电而运动时，安培力是动 力． • (2)由于导体棒的运动而产生感应电流，则磁 场对导体棒的安培力为阻力． • 2．导体棒两种状态的处理方法 • (1)导体处于平衡态——静止或匀速直线运动状 态 • 处理方法：根据平衡条件列方程求解．
• 3．分类突破方法 • (1)对于有关图象的选择题常用排除法：先看 方向再看大小及特殊点． • (2)对于图象的描绘：先定性或定量分析所研 究问题的函数关系，注意横、纵坐标表示的 物理量及单位，再画出对应物理图象(常用分 段法、数学法)． • (3)对图象的理解：看清横、纵坐标表示的量， 理解图象的物理意义，在确定物理量大小变 化的同时，还应确定其方向的变化情况．
• 1．如图所示，两个互连的金属圆环，小金属 环的电阻是大金属环电阻的二分之一，磁场 垂直穿过小金属环所在区域，当磁感应强度 随时间均匀变化时，在小环内产生的感应电 动势为E，则a、b两点间的电势差为( )
2014新坐标物理一轮复习课件-第九章 电磁感应 章末归纳提升
的速度与 t0 时刻的速度相等(类比法)，C 错；由以上分析和 能量守恒定律可知，线框从 1 位置进入磁场到 3 位置完全离
开磁场的过程中，线框中产生的电热为拉力做的功与线框损
失的动能之和，即 F(a＋b)＋12mv20－12mv2，D 错． 【答案】 B
菜单
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选准问题视角，化难为易
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汇
寻
方
妙
法
法
·
·
归
纳 物理模型是一种理想化的物理形态，是物理知识的一种直
巧 破
突
疑
破 观表现，模型思维法是利用类比、抽象、简化、理想化等 难
手段，突出物理过程的主要因素，忽略次要因素，把研究
对象的物理本质特征抽象出来，从而进行分析和推理的一
种思维方法．在遇到以新颖的背景、陌生的材料和前沿的
(2010·安徽高考)如图9－5所示，水平地面上方矩形
汇
寻
方 区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝 妙
法
法
· 归
闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料、不同粗细的导线
· 巧
纳 突
绕制(Ⅰ为细导线)、两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始
破 疑
破 自由下落，再进入磁场，最后落到地面．运动过程中，线圈 难
x1、x3两点虽然场强相等，但不在同一等势面上，电势不等，
D错．
【答案】 C
菜单
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物理方法是相通的，一种方法中往往包含着另一种或几种方
汇 方
法的使用，只有常用常练，才能熟能生巧，在解题中自然产 归
生灵感，即所谓的灵机一动，才能将不同的方法、技巧有机
2014届高考物理一轮专题复习课件：9.3 电磁感应定律的综合应用(一)(电路和图象)(人教版).doc解析
图9－3－1
解析：当磁场增强时，由楞次定律可判定感应电流的方向为 Δ B l2 acbda，故 A 项正确；由法拉第电磁感应定律的 E＝ · ，B Δt 2 项正确；由于内电路上电流由负极到正极，φb＞φa，故 C 项 1ΔB l2 错误； 线圈中 a、 b 两点的电势差为电动势的一半， 即－ ·， 2 Δt 2 故 D 项错误。 答案：AB
(1)流过金属棒的感应电流多大？ (2)若图中电容器C为0.3 μF，则所充电荷量多少？
解析：(1)由 E＝BLv 得 E＝0.1×0.4×5 V＝0.2 V R1 · R2 2×1 2 R＝ ＝ Ω＝ Ω 3 R1＋R2 2＋1 E 0.2 I＝ ＝ A＝0.2 A R＋ r 2 1 ＋ 3 3 2 0.4 (2)路端电压 U＝IR＝0.2× V＝ V 3 3 0.4 － Q＝CU2＝CU＝0.3×10 × C＝4×10 8 C 3 答案：(1)0.2 A (2)4×10－8 C
(3)在电磁感应电路中，相当于电源的导体(或线圈)两端的 电压与恒定电流的电路中电源两端的电压一样，等于路端电压
，而不等于电动势。(除非切割磁感线的导体或线圈电阻为零)
ΔΦ (1)确定电源及正负极，并利用 E＝Blv 或 E＝n 求出 Δt 电源电动势。 当电路中有两棒切割磁感线产生电动势时， 将 它们求和(同向时)或求差(反向时)； (2)分析电路结构，画等效电路图；
1．内电路和外电路 (1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈 都相当于 电源 。 (2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的 内电阻 ，其余部分是外电路 。
2．电源电动势和路端电压 ΔΦ (1)电动势：E＝ n Δt 或 E＝ Blvsin θ 。
(2)路端电压：U＝IR＝ E－Ir 。
2014届高考物理一轮复习课件(考纲解读+考点探究+高分技巧)：9.1电磁感应现象 楞次定律(53张ppt,详解)
备课札记
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考点互动探究
高考全程解密
随堂基础演练
活页限时训练
命题热点13
电磁感应现象和楞次定律 命题专家评述
考情分析
2012年全国各地的高考卷中，对电磁感应现象和楞次定律 的考查有5处． 高考题型：选择题 命题趋势
2014年对电磁感应现象和楞次定律可能还会单独命题，也
答案
D
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【知识存盘】
楞次定律
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三定则一定律 适用范围 安培定则 电流的磁 效应 基本现象 运动电荷、电流产生磁场
磁场对运动电荷、电流的作 左手定则 磁场力 用 右手定则 部分导体做切割磁感线运动 电磁感应 楞次定律 闭合回路的磁通量变化
磁场中，然后再从磁场中穿出．已
知匀强磁场区域的宽度L大于线框的 高度h，下列说法正确的是 ( )． 图9-1-2
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A．线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生 B．线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产 生 C．线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能转化成电 能
可能容纳到计算题中．
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阅卷教师叮咛
易失分点 1．不能正确确定所研究的回路． 2．对楞次定律中的“阻碍”理解不透． 3．不能灵活选用楞次定律推广的规律． 4．分不清感应电流的磁场和原磁场的关系． 应对策略
人教版高中物理一轮复习课件：9.1电磁感应现象 楞次定律
A.a→G→b B.先a→G→b，后b→G→a C.b→G→a D.先b→G→a，后a→G→b
【解题指南】解答本题时应从以下三点重点把握： (1)要明确条形磁铁穿过线圈时，原磁场的方向以及穿过线圈的 磁通量的变化情况. (2)根据楞次定律确定感应电流产生的磁场的方向及其变化情况. (3)运用安培定则判断感应电流的方向.
1.(多选)(2012·泰安模拟)一个金属薄圆盘水平放置在竖直向 上的匀强磁场中,下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是( ) A.圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动 B.圆盘以某一水平直径为轴匀速转动 C.圆盘在磁场中向右匀速平移 D.匀强磁场均匀增加
【解析】选B、D.圆盘绕过圆心的竖直轴转动和在磁场中匀速平 移,都不会使其磁通量发生变化,故不会有电磁感应现象,A、C错 误;圆盘绕水平轴转动或磁场均匀增加,都会使圆盘中的磁通量 发生变化,故有感应电流产生,B、D正确.
【总结提升】程序法解题的一般思路及注意事项 (1)应用“程序法”的两点注意 “程序法”是分析、解决物理问题的一种常见方法，用该方法 可以使解题过程规范化、简单化.在使用“程序法”处理问题 时，需注意以下两点： ①根据题目类型制定一个严谨、简洁的解题程序. ②在分析和解决问题时，要严格按照解题程序进行，这样可以 规范解题过程、减少失误、节约解题时间.
“U”形金属框架固定在水平面上，
金属杆ab与框架间无摩擦，整个装置
处于竖直方向的磁场中.若因磁场的变化，使杆ab向右运动，则
磁感应强度( )
A.方向向下并减小
B.方向向下并增大
C.方向向上并增大
D.方向向上并减小
【解析】选A、D.因磁场变化,发生电磁感应现象,杆ab中有感应 电流产生，而使杆ab受到磁场力的作用，并发生向右运动.ab向 右运动，使得闭合回路中磁通量有增加的趋势，说明原磁场的 磁通量必定减弱，即磁感应强度正在减小，与方向向上、向下 无关.故A、D正确，B、C错误.
高三物理一轮复习人教版第节电磁感应精品PPT课件
考点2：电磁感应中的电路问题 【例2】如图932所示，粗细均匀的金属环的电阻为 R，可转动的金属杆OA的电阻为R/4，杆长为L，A 端与环相接触，一定值电阻分别与杆的端点O及环 边连接．杆OA在垂直于环面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕O端以角速度ω顺时针转动，求 电路中总电流的变化范围．
图932
【解析】导体棒受到安培力、弹簧弹力．克服安培力做
功不但全部将棒与弹簧系统的机械能转化为电能，而且
在电阻R处又通过电流做功进一步将电能转化为焦耳热．
1 初始时刻棒中感应电动势
E BLv0
①
棒中感应电流I E / R
②
作用于棒上的安培力F BIL ③
联立①②③式得F B2L2v0 ，方向水平向左． R
(1)如右图所示，ab杆受： 重力mg，竖直向下；支持力 FN，垂直斜面向上；安培力F， 沿斜面斜向上．
2当ab杆速度为v时，感应电动势E BLv，此时
电路中电流I E BLv ，ab杆受到的安培力F BIL RR
B2L2v ，根据牛顿运动定律，有ma mg sin F
R
mg sin B2L2v
故当Rx
Ry
R 2
时，R并有最大值
R 4
；当Rx
0或Ry
0
时，R并有最小值为零．
故I min
1 BL2
2 3R R
B L2
2R
44
I max
1 2
B L2
3R
2 B L2
3R
4
所以 BL2 2BL2
2R
3R
点评：求解此类问题，正确分析电路结构，画好等效
电路图是关键．
题型一：电磁感应和电路相结合的问题
高考物理一轮复习 第九章 电磁感应 第1讲 电磁感应现象 楞次定律课件
2．判断感应现象是否发生的流程 (1)确定研究的回路。 (2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量 Φ。
Φ不变→无感应电流
(3)Φ变化→回回路路闭不合闭合，有，感无应感电应流电；流，但有感应电动势。
(2)右手定则 ①使用方法
让磁感线穿入 右手手心 ，大拇指指向 导体运动 的 方向，其余四指指向 感应电流 的方向。
②适用范围：适用于 部分导体 切割磁感线的情况。
巩ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ小练
1．判断正误 (1)穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关。(√) (2)闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生。(×) (3)穿过电路的磁通量发生变化，电路中不一定有感应电流产生。 (√) (4)当导体切割磁感线运动时，导体中一定产生感应电流。(×)
(4)公式的适用条件 ①匀强磁场； ②磁感线的方向与平面垂直，即 B⊥S。 2．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 感应电流 产 生的现象。 (2)产生感应电流的条件 ①条件：穿过闭合电路的磁通量 发生变化 ；
②特例：闭合电路的一部分导体在磁场中做 切割磁感线 运动。 (3)产生电磁感应现象的实质 电磁感应现象的实质是产生 感应电动势 ，如果回路闭合则产 生感应电流 ；如果回路不闭合，则只有感应电动势，而无 感应电流 。 3．楞次定律 (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适用范围：适用于一切回路 磁通量 变化的情况。
D．电键闭合后，只有滑动变阻器的滑片 P 加速滑动，电 流计指针才能偏转
高考调研2014届高考物理一轮课件：9-1电磁感应现象、楞次定律
课时作业
高考调研
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自 我 校 对
①垂 直 于 磁 场 应 强 度
②垂 直 于 磁 场
③1 T m ·
2
Φ ④ ⑤磁感 S
⑥磁 通 量 发 生 变 化 ⑨电 磁 感 应
⑦切 割 磁 感 线 ⑩其 余 四 指
⑧阻 碍 引 起 感 应 ⑪磁 感 线 ⑫导体
电 流 的 磁 通 量 运 动 的 方 向
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⑥_ _ _ _ _ _ _ .
⑦ ________运 动 (线 圈 在 Φ变 化 ． ΔΦ＝
)， 使 S变 化 ， 导 致
B(S2－ S1)＝ BΔS. 2 ( ) S不 变 ， S内 的 磁 场 变 化 ＝ ΔBS. 3 ( ) B和 S同 时 变 化 ， 导 致 Φ变 化 ． 但
课时作业
高考调研
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1． 本 章 知 识 涉 及 的 知 识 面 广 ， 难 度 大 ． 主 要 涉 及 力 学 中 的 力 和 运 动 的 关 系 、 功 能 关 系 ， 电 磁 学 中 的 电 路 知 识 及 磁 场 知 识 ． 它 是 高 中 物 理 重 点 知 识 综 合 运 用 的 纽 带 ． 2． 从 近 几 各 种 图 像 的 考 查 年 的 高 考 考 查 情 况 看 ， 命 题 频 率 较 高 的 有 ： 关 于 (如 Φt 图、 Bt 图和 It 图)， 感 应 电 流 的 产 生
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3． 在 本 章 复 习 中 ， 除 了 对 本 章 的 基 本 知 识 熟 练 掌 握 外 ， 还 要 注 意 多 与 力 学 中 的 功 能 关 系 、 力 与 运 动 以 及 电 路 知 识 相 结 合 ， 提 高 综 合 运 用 知 识 ， 解 决 综 合 问 题 的 能 力 .
2014届高考物理一轮复习课件第9单元-电磁感应-物理-新课标-教育科学版
主 行，电流切断前后磁通量始终为零，不发生变化；(b)图
梳 中线圈在没有切断时左右半圆磁通量方向相反，整个线
理 圈磁通量为零，电流切断后也为零，磁通量不发生变化；
(c)图中电流切断后磁通量减少．由感应电流的产生条件
可知，只有(c)图会产生电流，选项 C 正确．
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第26讲 电磁感应现象、楞次定律
(3)通过探究，理解楞次定律，理解法拉第电
法拉第电磁感 应定律
Ⅱ
磁感应定律．
(4)通过实验，了解自感现象和涡流现象．举 楞次定律 Ⅱ
例说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的
应用.
自感、涡流 Ⅰ
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知 识 自 主 梳 理
考 向
第26讲 电磁感应现象、
互
动
楞次定律
探
究
教 师 备 用 习 题
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D [解析] 只要线圈中的电流增大，金属套环中的磁通 量增大，就会产生感应电流，由楞次定律可知，套环受到斥 力的作用，向上弹起．接在直流电源上，在闭合开关的过程 中，电流也有增大的过程，A 项错误；电压越大，匝数越多， 效果越明显，B、C 项错误；要是选用绝缘材料，则不会产生 考 感应电流，D 项正确．
考 向 互 动 探 究
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第26讲 电磁感应现象、楞次定律 考向二 对楞次定律的理解及应用 1．楞次定律中“阻碍”的理解
考 向 互 动 探 究
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第26讲 电磁感应现象、楞次定律
2．楞次定律的推广
(1)阻碍原磁通量(原电流)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”．
究 后磁铁半圈后，线圈切割磁场的方向改变，线圈内感应电
《课堂新坐标》2014届高考物理一轮复习配套word版文档：第九章 第2讲 法拉第电磁感应定律、自感现象
第2讲 法拉第电磁感应定律、自感现象(对应学生用书第156页)法拉第电磁感应定律1.感应电动势(1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势．(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关． (3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断． 2．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比．(2)公式：E ＝n ΔΦΔt，其中n 为线圈匝数．(1)感应电动势的产生条件与感应电流的产生条件有所不同.(2)感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量本身无关.【针对训练】 1．(2011·广东高考)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( )A ．感应电动势的大小与线圈的匝数无关B ．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C ．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D ．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同【解析】 由法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt 可知感应电动势的大小E 与n 有关，与ΔΦΔt 即磁通量变化的快慢成正比，所以A 、B 错误，C 正确．由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即原磁通量增加，感应电流的磁场与原磁场方向相反．原磁通量减小，感应电流的磁场与原磁场同向，故D 错误．【答案】 C导体切割磁感线时的感应电动势 导体棒切割磁感线时，可有以下三种情况：切割方式 电动势表达式 说明垂直切割 E ＝BL v倾斜切割 E ＝BL v sin_θ其中θ为v 与B 的夹角旋转切割(以一端为轴)E ＝12BL 2ω①导体棒与磁场方向垂直②磁场为匀强磁场【针对训练】2．如图9－2－1所示，均匀导线制成的半径为R 的圆环以速度v 匀速进入一磁感应强度大小为B 的匀强磁场．当圆环运动到图示位置(∠aOb ＝90°)时，a 、b 两点的电势差为( )图9－2－1A.2BR vB.22BR v C.24BR v D.324BR v 【解析】 圆环运动到图示位置时，切割磁感线的有效长度为2R sin 45°＝2R ，圆环中感应电动势E ＝BL v ＝2BR v .U ab ＝34E ＝324BR v .故D 正确．【答案】 D自感和涡流 1.自感现象：由于通过导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象． 2．自感电动势(1)定义：在自感现象中产生的感应电动势．(2)表达式：E ＝L ΔIΔt.(3)自感系数L .①相关因素：与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等因素有关．②单位：亨利(H)，1 mH ＝10－3 H,1 μH ＝10－6 H.3．涡流：当线圈中的电流发生变化时，在它附近的导体中产生的像水的旋涡一样的感应电流．(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化.(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化.(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体.【针对训练】 3．(2012·苏州模拟)如图9－2－2(a)、(b)所示的电路中，电阻R 和自感线圈L 的电阻值都很小，且小于灯A 的电阻，接通S ，使电路达到稳定，灯泡A 发光，则( )图9－2－2A ．在电路(a)中，断开S 后，A 将逐渐变暗B ．在电路(a)中，断开S 后，A 将先变得更亮，然后逐渐变暗C ．在电路(b)中，断开S 后，A 将逐渐变暗D ．在电路(b)中，断开S 后，A 将先变得更亮，然后逐渐变暗【解析】 (a)电路中，灯A 和线圈L 串联，电流相同，断开S 时，线圈上产生自感电动势，阻碍原电流的减小，通过R 、A 形成回路，A 将逐渐变暗．(b)电路中电阻R 和灯A 串联，灯A 的电阻大于线圈L 的电阻，电流则小于线圈L 中的电流，断开S 时，电源不给灯A 供电，而线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，通过A 、R 形成回路，灯A 中电流比原来大，变得更亮，然后逐渐变暗．所以选项A 、D 正确．【答案】 AD(对应学生用书第157页)法拉第电磁感应定律的理解和应用1.决定感应电动势大小的因素感应电动势E 的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率ΔΦΔt和线圈的匝数n .而与磁通量的大小、磁通量变化量ΔΦ的大小无必然联系．2．磁通量变化通常有两种方式(1)磁感应强度B 不变，垂直于磁场的回路面积发生变化，此时E ＝nB ΔSΔt ；(2)垂直于磁场的回路面积不变，磁感应强度发生变化，此时E ＝n ΔB Δt S ，其中ΔBΔt是B －t图象的斜率．(1)用公式E ＝nS ΔB Δt 求感应电动势时，S 为线圈在磁场范围内的有效面积，ΔBΔt在B －t 图象中为图线的斜率．(2)E ＝n ΔΦΔt 一般用来求平均感应电动势．例如计算通过回路的电荷量，q ＝I Δt ＝n ΔΦΔt RΔt＝n ΔΦR .有一面积为S ＝100 cm 2的金属环如图9－2－3甲所示，电阻为R ＝0.1 Ω，环中磁场变化规律如图9－2－3乙所示，且磁场方向垂直环面向里，在t 1到t 2时间内，环中感应电流的方向如何？通过金属环的电荷量为多少？甲 乙图9－2－3【审题视点】 (1)由B →t 图象，磁感应强度变大．磁通量增加，根据楞次定律可确定感应电流方向．(2)通过金属环的电荷量由磁通量的变化量决定．【解析】 由楞次定律，可以判断出金属环中感应电流的方向为逆时针方向． 由图乙可知：磁感应强度的变化率ΔB Δt ＝B 2－B 1t 2－t 1①金属环中的磁通量的变化率 ΔΦΔt ＝ΔBΔt ·S ＝B 2－B 1t 2－t 1·S ② 环中形成的感应电流I ＝E R ＝ΔΦ/Δt R ＝ΔΦR Δt ③通过金属环的电荷量Q ＝I Δt ④ 由①②③④式解得Q ＝(B 2－B 1)S R ＝(0.2－0.1)×1×10－20.1C ＝0.01 C.【答案】 见解析 【即学即用】 1．(2012·沈阳二中模拟)如图9－2－4(a)所示，一个电阻值为R 、匝数为n 的圆形金属线圈与阻值为2R 的电阻R 1连接成闭合回路．线圈的半径为r 1，在线圈中半径为r 2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B 随时间t 变化的关系图线如图9－2－4(b)所示．图线与横、纵轴的截距分别为t 0和B 0，导线的电阻不计．求0至t 1时间内图9－2－4(1)通过电阻R 1的电流大小和方向；(2)通过电阻R 1的电荷量q 及电阻R 1上产生的热量．【解析】 (1)穿过闭合线圈的磁场的面积为S ＝πr 22由题图(b)可知，磁感应强度B 的变化率的大小为 ΔB Δt ＝B 0t 0根据法拉第电磁感应定律得：E ＝n ΔΦΔt ＝nS ΔB Δt ＝nB 0πr 22t 0由闭合电路欧姆定律可知流过电阻R 1的电流为：I ＝ER ＋2R ＝nB 0πr 223Rt 0再根据楞次定律可以判断，流过电阻R 1的电流方向应由b 到a .(2)0至t 1时间内通过电阻R 1的电荷量为q ＝It 1＝nB 0πr 22t 13Rt 0电阻R 1上产生的热量为Q ＝I 2R 1t 1＝2n 2B 20π2r 42t 19Rt 20.【答案】 (1)nB 0πr 223Rt 0 方向从b 到a (2)nB 0πr 22t 13Rt 0 2n 2B 20π2r 42t 19Rt 20导体切割磁感线产生感应电动势的计算1．公式E ＝BL v 中的B 、L 、v 要求两两互相垂直．当L ⊥B ，L ⊥v ，而v 与B 成θ夹角时，导线切割磁感线的感应电动势大小为E ＝BL v sin θ.2．若导线不是直的，则E ＝BL v sin θ中的L 为切割磁感线的导线的有效长度．如图9－2－5，导线的有效长度为ab 间的距离．图9－2－5图9－2－6(2012·四川高考)半径为a 右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆，单位长度电阻均为R 0.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B .杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O 开始，杆的位置由θ确定，如图9－2－6所示．则( )A ．θ＝0时，杆产生的电动势为2Ba vB ．θ＝π3时，杆产生的电动势为3Ba vC ．θ＝0时，杆受的安培力大小为2B 2a v(π＋2)R 0D ．θ＝π3时，杆受的安培力大小为3B 2a v (5π＋3)R 0【审题视点】 (1)右端开有小口，使得闭合回路大大简化．(2)θ角的大小决定了导体切割磁感线的有效长度．【解析】 当θ＝0时，杆切割磁感线的有效长度l 1＝2a ，所以杆产生的电动势E 1＝Bl 1v＝2Ba v ，选项A 正确；此时杆上的电流I 1＝E 1(πa ＋2a )R 0＝2B v (π＋2)R 0，杆受的安培力大小F 1＝BI 1l 1＝4B 2a v(π＋2)R 0，选项C 错误；当θ＝π3时，杆切割磁感线的有效长度l 2＝2a cos π3＝a ，杆产生的电动势E 2＝Bl 2v ＝Ba v ，选项B 错误；此时杆上的电流I 2＝E 2(2πa －2πa6＋a )R 0＝3B v (5π＋3)R 0，杆受的安培力大小F 2＝BI 2l 2＝3B 2a v (5π＋3)R 0，选项D 正确． 【答案】 AD 【即学即用】 2.图9－2－7(2013届榆林学情调研)如图9－2－7所示，匀强磁场的方向垂直于电路所在平面，导体棒ab 与电路接触良好．当导体棒ab 在外力F 作用下从左向右做匀加速直线运动时，若不计摩擦和导线的电阻，整个过程中，灯泡L 未被烧毁，电容器C 未被击穿，则该过程中( )A ．感应电动势将变大B ．灯泡L 的亮度变大C ．电容器C 的上极板带负电D ．电容器两极板间的电场强度将减小【解析】 当导体棒ab 在外力F 作用下从左向右做匀加速直线运动时，由右手定则知，导体棒a 端的电势高，电容器C 的上极板带正电；由公式E ＝BL v 知，感应电动势将变大，导体棒两端的电压变大，灯泡L 的亮度变大，由于场强E ＝Ud ，电容器两极板间的电场强度将变大．故A 、B 正确，C 、D 错．【答案】 AB(对应学生用书第159页)电磁感应电路的计算1.计算电荷量只能根据法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt，确定磁通量的变化量，推导出q＝n ΔΦR .2．计算焦耳热，如果是恒定的感应电流，可以用焦耳定律Q ＝I 2Rt ，如果电流是变化的，则只能用功能关系求解．(2012·天津高考)如图9－2－8所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l＝0.5 m，左端接有阻值R＝0.3 Ω的电阻．一质量m＝0.1 kg，电阻r＝0.1 Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B ＝0.4 T．棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a＝2 m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x＝9 m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1.导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：图9－2－8(1)棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；(3)外力做的功W F.【潜点探究】(1)撤去外力前，导体棒做匀加速运动，求出导体棒的位移，就能计算出磁通量的变化量和通过R的电荷量．(2)回路中产生的焦耳热可以应用功能关系进行计算．【规范解答】(1)设棒匀加速运动的时间为Δt，回路的磁通量变化量为ΔΦ，回路中的平均感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律得E＝ΔΦΔt①其中ΔΦ＝Blx②设回路中的平均电流为I，由闭合电路欧姆定律得I＝ER＋r③则通过电阻R的电荷量为q＝IΔt④联立①②③④式，代入数据得q＝4.5 C．⑤(2)设撤去外力时棒的速度为v，对棒的匀加速运动过程，由运动学公式得v2＝2ax⑥设棒在撤去外力后的运动过程中安培力所做的功为W，由动能定理得W＝0－12m v2⑦撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2＝－W⑧联立⑥⑦⑧式，代入数据得Q2＝1.8 J．⑨(3)由题意知，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1，可得Q1＝3.6 J⑩在棒运动的整个过程中，由功能关系可知W F＝Q1＋Q2⑪由⑨⑩⑪式得W F＝5.4 J.【答案】(1)4.5 C(2)1.8 J(3)5.4 J【即学即用】3．如图9－2－9甲所示，垂直于水平桌面向上的有界匀强磁场，磁感应强度B＝0.8 T，宽度L＝2.5 m．光滑金属导轨OM、ON固定在桌面上，O点位于磁场的左边界，且OM、ON与磁场左边界均成45°角．金属棒ab放在导轨上，且与磁场的右边界重合．t＝0时，ab在水平向左的外力F 作用下匀速通过磁场．测得回路中的感应电流随时间变化的图象如图乙所示．已知OM 、ON 接触点的电阻为R ，其余电阻不计．甲 乙图9－2－9(1)利用图象求出这个过程中通过ab 棒截面的电荷量及电阻R ； (2)写出水平力F 随时间变化的表达式． 【解析】 (1)根据q ＝I ·t ，由i －t 图象得： q ＝12×2.0×5 C ＝5 C 又I ＝ER ＝ΔΦR Δt ＝BL 2R Δt其中I ＝1.0 A ，Δt ＝5 s ，得R ＝1 Ω (2)由图象知，感应电流i ＝(2－0.4t ) A棒的速度v ＝L t ＝2.55 m/s ＝0.5 m/s有效长度l ＝2(L －v t )tan 45°＝(5－t ) m 棒在力F 和安培力F A 作用下匀速运动，有 F ＝Bil ＝0.8×(2－0.4t )×(5－t )N ＝2×(2－0.4t )2 N.【答案】 (1)5 C 1 Ω (2)F ＝2×(2－0.4t )2 N(对应学生用书第160页)●用电磁感应定律计算感应电动势 1.图9－2－10(2012·汉中模拟)如图9－2－10所示，铁芯右边绕有一个线圈，线圈两端与滑动变阻器、电池组连成回路．左边的铁芯上套有一个环面积为0.02 m 2、电阻为0.1 Ω的金属环．铁芯的横截面积为0.01 m 2，且假设磁场全部集中在铁芯中，金属环与铁芯截面垂直．调节滑动变阻器的滑动头，使铁芯中的磁感应强度每秒均匀增加0.2 T ，则从上向下看( )A ．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为4.0×10－3 VB ．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为4.0×10－3 VC ．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为2.0×10－3 VD ．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为2.0×10－3 V【解析】 铁芯内的磁通量情况是相同的，金属环的有效面积即铁芯的横截面积．根据电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt ＝1×0.2×0.01 V ＝2×10－3 V ．又根据楞次定律，金属环中电流方向为逆时针方向，即C 正确．【答案】 C●导体切割磁感线时感应电动势的计算 2．(2010·大纲全国高考)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10－5T ．一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m ，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是( )A ．河北岸的电势较高B ．河南岸的电势较高C ．电压表记录的电压为9 mVD ．电压表记录的电压为5 mV【解析】 海水在落潮时自西向东流，该过程可以理解为：自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁场．根据右手定则，北岸是正极，北岸电势高，南岸电势低，故A 对，B 错．根据法拉第电磁感应定律E ＝BL v ＝4.5×10－5×100×2 V ＝9×10－3 V ，故C 对，D 错．【答案】 AC●自感现象的分析和应用3．如图9－2－11所示，A 、B 是完全相同的两个小灯泡，L 为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈( )图9－2－11A ．电键S 闭合瞬间，A 、B 同时发光，随后A 灯变暗直至熄灭，B 灯变亮 B ．电键S 闭合瞬间，B 灯亮，A 灯不亮C ．断开电键S 的瞬间，A 、B 灯同时熄灭D ．断开电键S 的瞬间，B 灯立即熄灭，A 灯突然闪亮一下再熄灭【解析】 因线圈的自感系数很大，电阻可忽略，故闭合电键瞬间，线圈对电流的阻碍作用极大，相当于断路，故A 、B 同时发光，且亮度相同，当稳定后，线圈相当于导线，A 灯短路，B 灯电压为电源电压，亮度比闭合瞬间更亮．断开电键瞬间，B 灯立即熄灭，而线圈中的电流不会立即消失，线圈相当于一个电源使A 灯中会有一短暂电流，从而使A 灯会亮一下再熄灭．【答案】 AD●法拉第电磁感应定律的综合应用4．如图9－2－12所示，固定在匀强磁场中的水平导轨ab 、cd 的间距为L 1＝0.5 m ，金属棒ad 与导轨左端bc 的距离为L 2＝0.8 m ，整个闭合回路的电阻为R ＝0.2 Ω，磁感应强度为B 0＝1 T 的匀强磁场竖直向下穿过整个回路．ad 杆通过滑轮和轻绳连接着一个质量为m＝0.04 kg 的物体，不计一切摩擦，现使磁场以ΔBΔt＝0.2 T/s 的变化率均匀地增大．求：图9－2－12(1)金属棒上电流的方向； (2)感应电动势的大小；(3)物体刚好离开地面的时间(g ＝10 m/s 2)．【解析】 (1)由楞次定律可以判断，金属棒上的电流方向是由a 到d . (2)由法拉第电磁感应定律得：E ＝ΔΦΔt ＝S ΔBΔt＝0.08 V.(3)物体刚要离开地面时，其受到的拉力F ＝mg ，而拉力F 又等于棒所受的安培力． 即mg ＝F 安＝BIL 1其中B ＝B 0＋ΔBΔttI ＝E R解得t ＝5 s.【答案】 (1)由a 到d (2)0.08 V (3)5 s。