电磁感应现象 楞次定律
法拉第电磁感应定律与楞次定律

法拉第电磁感应定律与楞次定律法拉第电磁感应定律和楞次定律是电磁学中两个关键的物理定律,它们描述了电磁感应现象和电磁场的相互作用。
这两个定律的提出和发展对于电磁学的发展产生了深远的影响。
本文将介绍法拉第电磁感应定律和楞次定律的原理、应用以及它们之间的关系。
一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年提出的。
该定律描述了导体中电磁感应现象的产生。
根据法拉第电磁感应定律,当导体中的磁通量发生变化时,导体中就会产生电动势(即电压),从而产生电流。
具体来说,法拉第电磁感应定律可以用如下公式表示:ε = -dΦ/dt其中,ε表示感应电动势,Φ表示磁通量,t表示时间,d/dt表示对时间的导数。
根据该公式,当磁通量的变化率增大时,感应电动势的大小也会增大。
而当磁通量的变化率减小或保持不变时,感应电动势的大小也会相应减小或保持不变。
法拉第电磁感应定律的应用十分广泛。
例如,感应电动势的产生是电感器、变压器等电子设备工作的基础原理之一。
另外,发电机的工作原理也是基于法拉第电磁感应定律。
当发电机中的导线在磁场中旋转时,磁通量的变化就会引起导线中的感应电动势,进而产生电流,从而实现转化机械能为电能的过程。
二、楞次定律楞次定律是由法国物理学家亨利·楞次于1834年提出的。
该定律描述了电磁感应现象中的一个重要规律,即感应电流的产生会产生一个与产生它的磁场方向相反的磁场。
楞次定律可以简述为:感应电流产生的磁场方向总是尽可能地抵消引起它的磁场的变化。
具体来说,当磁场发生变化时,感应电流将会在闭合回路中产生。
根据楞次定律,这个感应电流会产生一个磁场,其方向与原来的磁场方向相反,从而抵消了原来的磁场变化。
这一定律使得磁场变化时系统能够自我调节,保持了磁场的相对稳定性。
楞次定律的应用也非常广泛。
一个重要的应用是电感器。
当电流通过电感器时,电感器中会产生一个磁场,该磁场会抵消电流产生的磁场变化,从而使电感器的电流保持稳定。
高中物理精品课件: 电磁感应现象 楞次定律

2.如图所示,通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面,位置靠近ab且相互绝 缘。当矩形线圈突然向右运动时,线圈所受安培力的合力方向( ) A.向左 B.向右 C.垂直纸面向外 D.垂直纸面向里
答案 B
请体会下列小题: 1.(多选)如图甲所示,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方固定一螺线管Q,P 和Q共轴,Q中的电流i随时间t变化的规律如图乙所示,取图甲中电流方向为 正方向,P所受的重力为G,桌面对P的支持力为FN,则( ) A.在0~t1时间内,FN>G,P有收缩的趋势 B.在t1~t2时间内,FN=G,穿过P的磁通量不变 C.在t2~t4时间内,线圈所受安培力方向不变 D.在t3时刻,FN>G,P有收缩的趋势
答案 D
【对点演练】 4.如图所示,螺线管与灵敏电流计相连,磁铁从螺线管的正上方由静止释放, 向下穿过螺线管。下列说法正确的是( ) A.电流计中的电流先由a到b,后由b到a B.a点的电势始终低于b点的电势 C.磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量 D.磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度
考点二 楞次定律的理解及应用 楞次定律中“阻碍”的含义
阻碍原磁通
内
阻碍相对运动—“
量变化——“
容
来拒去留”
增反减同”
阻碍原电流 使回路面积有扩大或缩
的变化——“ 小的趋势—“增缩减扩”
增反减同”
例 证
磁铁靠近线 圈,B 感与 B 原 方向相反
磁铁靠近,有斥力 磁铁远离,有引力
P、Q 是光滑固定导 闭合开关 轨,a、b 是可动金属棒, S,B 先亮 磁铁下移,a、b 靠近
答案 AB
规律总结 互感现象中,由于产生感应电流而受安培力的方向、
线圈的运动(趋势)的判断可以利用楞次定律中“阻碍”的含 义去判断。
电磁感应 楞次定律

过程分析 三定则
第一节 电磁感应 楞次定律
如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金
属棒PQ、MN,MN的左边有一闭合电路,当PQ在外力的作
用下运动时,MN在磁场力的作用下向右运动,则PQ所做的
(4)标量。有正负 2.磁通量的物理意义
(1)可以形象地理解为磁通量就是穿过某一面积的 磁感线的条数 . (2)同一个平面,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.
3.面与磁场方向有夹角
4.面内磁场方向不同
B
N
I
S
第一节 电磁感应 楞次定律
思考: 1.磁通量变化的原因有哪些?
如图甲为竖直悬挂的闭合导体环,乙为带铁心的
电磁铁,ab为架在水平平行导轨上的金属棒,导轨间 有竖直向上的匀强磁场,开始时甲处于静止,当ab沿
导轨做切割磁感线运动时,导体环甲远离电磁铁乙向
左摆动,则ab可能的运动是:[ BD]
A.向右匀速运动 B.向右加速运动 C.向右减速运动 D.向左加速运动
第一节 电磁感应 楞次定律
练习
1.楞次定律 1)阻碍不是阻止 增反减同 来拒去留(相对运动)
2)思路 定对象 明电路
增缩减扩(单一方向磁场)
原磁场方向
感应电流
感应电流
原磁通变化
磁场方向
方向
2.右手定则 切割情况
第一节 电磁感应 楞次定律
一、磁通量
1.磁通量的计算 (1)公式:Φ= BS. (2)适用条件:① 匀强 磁场;②S是 垂直 磁场的有效面积.(实际 垂直) (3)单位:韦伯 ,1 Wb=1 T·m2.
电磁感应中的楞次定律

电磁感应中的楞次定律电磁感应是电磁学中的一个重要概念,描述了磁场发生改变时周围环路中产生的感应电动势。
其中,楞次定律是描述电磁感应现象的基本规律。
本文将详细介绍电磁感应中的楞次定律及其应用。
一、楞次定律的基本原理楞次定律是由法国物理学家楞次在1835年提出的。
它提供了电磁感应现象的量化描述,即在一个闭合电路中,当磁场发生改变时,电路中将产生感应电动势以阻碍磁场变化的发生。
具体而言,楞次定律可以用数学表达为:在一个闭合回路中,磁感应强度的变化率与由此变化引起的感应电动势大小之积等于回路中电流的方向所决定的力矩。
这一定律可以理解为电磁场与电路之间的相互作用关系。
当磁场发生变化时,根据楞次定律,在电路中会产生感应电动势,从而驱动电流的产生。
这样的感应电动势通常具有阻碍磁场变化的方向,即遵循了能量守恒的原则。
二、楞次定律的应用示例楞次定律在实际中具有广泛的应用,下面以几个常见的场景为例进行说明。
1. 电磁感应发电机电磁感应发电机是一种利用楞次定律的原理将机械能转化为电能的装置。
当发电机中的磁场改变时,通过转子上的线圈感应电动势的产生,进而驱动电流的流动,输出电能。
楞次定律保证了发电机能够将机械能有效地转化为电能。
当磁场发生改变时,由于感应电动势的产生,使得电流从转子中流过,从而完成了能量的转换。
2. 斯托克斯定律和法拉第电磁感应定律斯托克斯定律和法拉第电磁感应定律都是基于楞次定律的衍生定律。
斯托克斯定律描述了磁场变化对电场旋度的影响,而法拉第电磁感应定律则描述了磁场变化对电场环量的影响。
这两个定律进一步扩展了楞次定律的应用范围,使得我们可以更深入地理解电磁感应现象,并在实际中进行相关的计算和应用。
3. 电磁感应的实验楞次定律也广泛应用于电磁感应的实验中。
例如,我们可以利用电磁感应现象测量磁场的变化。
通过将线圈放置在磁场中,并记录感应电流的变化,我们可以通过楞次定律计算出磁场的变化率。
此外,还可以通过电磁感应实验验证楞次定律的成立。
电磁学电磁感应定律与楞次定律

电磁学电磁感应定律与楞次定律电磁学是研究电荷、电流和电磁场之间相互作用的一门科学。
在电磁学中,电磁感应定律和楞次定律是两个基本原理,它们揭示了电磁感应现象和电磁场的生成规律。
本文将对电磁感应定律和楞次定律进行详细的介绍和解析。
一、电磁感应定律1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的基本规律。
它由英国科学家迈克尔·法拉第于1831年提出,被广泛应用于电力发电、电磁感应器等领域。
法拉第电磁感应定律的表达式为:在一根闭合导体回路中,当磁场的磁通量发生变化时,该导体中就会产生感应电动势。
该电动势的大小正比于磁通量的变化率,并与导线的回路长度成正比。
其中,感应电动势的方向遵循楞次定律。
2. 电磁感应定律的应用电磁感应定律的应用非常广泛。
在电力工程中,电磁感应定律被应用于发电机的原理。
当导体在磁场中移动时,磁通量发生变化,从而产生感应电动势,将机械能转化为电能。
这一原理极大地推动了电力工业的发展。
另外,电磁感应定律还应用于电磁感应传感器、变压器等领域。
电磁感应传感器利用感应电动势来测量环境中的物理量,如温度、湿度等。
变压器则是利用电磁感应定律中的电磁感应现象来实现电能的变换和传输。
二、楞次定律1. 楞次定律的提出楞次定律是法拉第电磁感应定律的延伸和补充。
它由法国物理学家亨利·楞次于1834年提出,描述了电磁感应现象中的能量守恒关系。
楞次定律是电磁学的重要基本定律之一。
2. 楞次定律的表达式和应用楞次定律的表达式为:当磁场内的闭合导体回路中有电流变化时,会产生与变化的磁通量相反的电动势,从而产生感应电流。
感应电流的大小正比于磁通量的变化率,并与导线的回路长度成正比。
楞次定律不仅适用于电磁感应定律中的感应电动势,还适用于其他电磁现象中的感应效应。
例如,当导体在磁场中移动时,磁通量发生变化,从而产生感应电流,这就是楞次定律的应用之一。
此外,楞次定律还可以解释电磁铁的工作原理。
一电磁感应现象楞次定律精选全文

2.对楞次定律的理解 (1)从磁通量变化的角度来看:感应电流的磁场 总要阻碍磁通量的变化. (2)从导体和磁体的相对运动的角度来看:感应 电流所受的安培力总要阻碍相对运动.
3.由楞次定律可以得到感应电动势的方向.
(1)产生感应电动势的那部分导体相当于电源,在 电源内部的电流方向与电动势方向相同. (2)由楞次定律判断出的感应电流方向就是感应电 动势的方向.
右手定则反映了磁场方向、 导体运动方向和电流方向 三者的相互垂直关系.
例.如图所示,矩形线圈沿a →b →c在条形磁铁附近移 动,试判断穿过线圈的磁通量如何变化?如果线圈M沿 条形磁铁从N极附近向右移动到S极附近,穿过该线圈的 磁通量如何变化?
a
b
c
a
N
S
b
M
c
由方向向下减小到零,再变为方向向上增大 磁通量先增大再减小 ,方向一直是向左 由方向向上减小到零,再变为方向向下增大
【反馈练习】
1.a、b两个金属圆环静止套在一根水平放置的 绝缘光滑杆上,如图所示.一根条形磁铁自右向左 向b环中心靠近时,a、b两环将
A.两环都向左运动,且两环互相靠近 B.两环都向左运动,且两环互相远离 C.两环都向右运动,且两环靠拢 D.a环向左运动,b环向右运动
答案:A
2.如图所示,MN是一根固定的通电长直导线,电 流方向向上,今将一金属线框abcd放在导线上,让 线框的位置偏向导线的左边,两者彼此绝缘.当导 线中的电流突然增大时,线框整体受力情况为
搞清两个磁场
甲S
乙S
N
N
N
S
丙N
S
丁N
S
S
N
S
N
N
S
4.用楞次定律判定感应电流方向的一般步骤
楞次定律
第31课时电磁感应现象楞次定律一、磁通量1、公式: (B⊥S)或(B与S的夹角为θ)注意:S不一定是某个线圈的面积,而是在磁场范围内的面积;多匝线圈的磁通量与线圈匝数无关。
2、单位:;符号:。
3、合磁通量的求法:磁通量是量,计算穿过某个面的磁通量时,先规定某个方向的磁通量为正,反方向的磁通量为负,磁通量的等于这个平面的合磁通量。
例1、如图,矩形线圈有N匝,面积大小为S,放在水平面内,加一个竖直向下的范围较大的匀强,磁感应磁场强度为B,则穿过平面的磁通量是多少?若使ab边转过60o,则穿过线圈平面的磁通量是多少?若线圈绕ab边转过180 o,则穿过线圈的磁通量改变了多少?例2、如图所示,条形磁铁竖直放置,一水平圆环从磁铁上方的位置a向下运动,依次经过图中的位置b、c、d、e,在整个过程中,穿过圆环的磁通量的变化情况是( )A.变大,变小,变大,变小 B.变大,变大,变小,变小C.变大,不变,不变,变小 D.变小,变小,变大,变大二、电磁感应现象1、只要穿过闭合电路的发生变化,闭合电路中就有电流产生,这种利用磁场产生的现象叫电磁感应现象;产生的电流叫做电流,产生的电动势叫做电动势。
2、条件:。
例3、试分析下列各种情形中,金属线框或线圈里能产生感应电流的是()三、楞次定律和右手定则例4、如图所示,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ab 边为轴转动时,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 →d1、楞次定律:感应电流具有这样的特点,感应电流的磁场总是 引起感应电流的_______________。
2、应用楞次定律判断感应电流的方向的具体步骤为:(1)明确 磁场方向, (2)判断穿过的 增加还是减少,(3)确定 的方向, (4)利用 反推感应电流的方向。
10.1 电磁感应现象 楞次定律
10.1 电磁感应现象楞次定律概念梳理: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.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.【注意】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.考点一磁通量的计算【例1】写出下图中磁通量的表达式Φ=ΦABCD=Φabcd=Φ圆=Φ线圈=【练习】如图所示,ab是水平面上一个圆的直径,在过ab的竖直面内有一根通电直导线ef,且ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,穿过圆面积的磁通量将 ()A.逐渐变大B.逐渐减小C.始终为零D.不为零,但始终保持不变考点二电磁感应现象能否发生的判断1.磁通量发生变化的四种常见情况(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)磁场强弱和回路面积同时改变;(4)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)⎩⎨⎧ Φ不变→无感应电流Φ变化→⎩⎪⎨⎪⎧ 回路闭合,有感应电流不闭合,无感应电流,但有感应电动势【例1】试分析下列各种情形中,金属线框或线圈里能否产生感应电流?【练习】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.在下列各过程中,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°<θ<90°)【例2】如图所示,在直线电流附近有一根金属棒ab ,当金属棒以b 端为圆心,以ab 为半径,在过导线的平面内匀速旋转到达图中的位置时( )A .a 端聚积电子B .b 端聚积电子C .金属棒内电场强度等于零D .U a >U b【练习】某架飞机在我国上空匀速巡航时,机翼保持水平,飞机高度不变.由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差,设飞行员左方机翼末端处的电势为U 1,右方机翼末端处的电势为U 2 ( )A .若飞机从西往东飞,U 1比U 2高B .若飞机从东往西飞,U 2比U 1高C .若飞机从南往北飞,U 1比U 2高D .若飞机从北往南飞,U 2比U 1高【练习】如图所示,线框abcd 在匀强磁场中匀速向右平动时,关于线框中有无感应电流、线框的ad 两端有无感应电动势、电压表中有无示数的说法正确的是( )A .线框中无感应电流,ad 两端无感应电动势,电压表无示数B.线框中无感应电流,ad两端有感应电动势,电压表无示数C.线框中有感应电流,ad两端无感应电动势,电压表无示数D.线框中无感应电流,ad两端有感应电动势,电压表有示数考点三感应电流方向的判断一.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:①谁阻碍谁:感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化;②阻碍什么:阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身;③如何阻碍:当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反;当磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同;④阻碍效果:阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化,这种变化将继续进行。
电磁感应中的楞次定律
电磁感应中的楞次定律电磁感应是电与磁相互作用的一种现象,而楞次定律则是描述了电磁感应现象的重要规律。
楞次定律是法国物理学家楞次于1831年提出的,该定律表明当导线中的磁通量发生变化时,会在导线中产生感应电动势,进而产生感应电流。
本文将详细介绍楞次定律的原理、公式以及应用。
一、楞次定律的原理楞次定律是电磁感应现象的基本规律,它可以通过磁力线剪切导线而产生感应电动势。
当导体在磁场中运动或与磁场相对运动时,导体内的自由电荷将受到磁力的作用。
根据法拉第电磁感应定律,导体中的自由电子将受到电磁感应力,从而导致导体内部产生电场。
当导体形成闭合回路,电场将驱动电子沿导体移动,从而产生感应电流。
二、楞次定律的数学表达楞次定律可以用一个简洁的数学表达式来表示,即:ε = -dφ/dt其中,ε表示感应电动势,dφ/dt表示磁通量的变化率。
该公式表明,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,且方向满足右手法则。
当磁通量增加时,感应电动势的方向与磁场的变化方向相反;当磁通量减小时,感应电动势与磁场的变化方向一致。
三、楞次定律的应用楞次定律在实际应用中具有广泛的意义和价值。
以下是几个典型的应用案例:1. 发电机原理楞次定律是理解发电机原理的基础,发电机利用电磁感应效应将机械能转化为电能。
当发电机的磁场通过线圈时,磁通量随着时间的变化而变化,从而在线圈中产生感应电动势。
通过导线的闭合回路,感应电动势将驱动电子流动,实现了将机械能转化为电能。
2. 变压器原理变压器是利用电磁感应原理来实现电压的变换,楞次定律为变压器的正常运行提供了重要理论依据。
当变压器的初级线圈中的电流发生变化时,导致磁场的变化,从而在副级线圈中感应出电动势。
根据楞次定律,副级线圈中的感应电动势与磁场的变化成正比,因此可以实现电流的变换。
3. 感应加热楞次定律还被应用于感应加热技术中。
感应加热利用变化磁场在导体内引起感应电流,而感应电流在导体内产生焦耳热,从而实现对物体的加热。
电磁感应现象与楞次定律
电磁感应现象与楞次定律电磁感应是一个千真万确的自然现象,它被广泛应用于电力工程、电动机、发电机、变压器等领域。
这个现象的探索与研究,始于19世纪初的欧洲。
电磁感应现象最早由迈克尔·法拉第在1831年发现。
他通过一系列的实验,发现当一个导体在磁场中移动时,就会在导体两端产生电流。
这个电流的产生只有在导体与磁场相对运动时才会发生,而当导体静止时则不会有电流产生。
这一现象,称为电磁感应现象。
电磁感应现象的探索并没有停止在法拉第的实验,而是继续延伸到了一位法国物理学家楞次的实验中。
楞次通过一系列实验,通过精确的测量和观察,发现了一个深层的定律,被称为楞次定律。
楞次定律是电磁感应现象的基本定律,它描述了当一个磁通量通过一个线圈时,该线圈中的感应电动势的大小与导线的环路、磁通量的变化率以及线圈的匝数有关。
楞次定律的数学表达式为Φ=BANcosθ,其中Φ表示磁通量,B表示磁场的磁感应强度,A表示线圈的面积,N表示线圈的匝数,θ表示磁场与线圈面的夹角。
楞次定律的一个重要应用是发电机的工作原理。
在一个发电机中,通过机械能驱动转子进行转动,转子上的磁场经过线圈时,由于磁通量的变化,就会在线圈中产生感应电动势。
这个感应电动势通过电路传输,最终驱动电器工作。
因此,发电机是一种将机械能转化为电能的装置,它的基本原理就是利用楞次定律。
除了发电机,电磁感应现象与楞次定律在电动机、变压器中也有着广泛的应用。
电动机将电能转化为机械能,通过利用电磁感应的原理,通过电流产生磁场,从而使得转子在磁场中运动。
而变压器则是通过变换线圈的匝数来改变电压的装置。
通过楞次定律,我们可以控制输入线圈的磁感应强度和匝数,从而实现输入电压和输出电压之间的变换。
电磁感应现象与楞次定律在现代电力工程中有着重要的地位。
通过这些原理,我们可以实现电能的输送、电压的调节、电动机的驱动等。
同时,电磁感应现象和楞次定律也为我们理解自然界中的其他物理现象提供了深入的思路。
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肥城一中“四阶段六步导学”课堂教学导学案年级 高三 学科 物理 序号 编制人 审核人班级 姓名电磁感应现象 楞次定律【考点梳理】一、磁通量1.定义磁感应强度(B)与______磁场方向的面积(S)的乘积叫做穿过这个面积的磁通量,简称磁通,我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理解。
2.公式Φ=______。
在国际单位制中,磁通量的单位是______,符号______。
3.磁通密度垂直穿过单位面积的______的条数,叫做磁通密度,即磁感应强度的大小B =ΦS。
思考1:电路不闭合时,磁通量发生变化是否能产生电磁感应现象?思考2:引起磁通量变化的情况有哪些?归纳要点电磁感应现象能否发生的判断流程。
(1)确定研究的闭合电路。
(2)弄清楚回路内的磁场分布,并确定该回路的磁通量Φ。
(3)⎩⎨⎧ Φ不变→无感应电流Φ变化→⎩⎪⎨⎪⎧ 回路闭合,有感应电流不闭合,无感应电流,但有感应电动势二、电磁感应现象1.产生感应电流的条件穿过闭合电路的______发生变化。
2.产生感应电动势的条件无论回路是否闭合,只要穿过线圈平面的______发生变化,线圈中就有感应电动势产生,产生感应电动势的那部分导体相当于______。
3.电磁感应现象的实质产生__________,如果电路闭合,则有________;电路不闭合,则只有__________而无感应电流。
三、感应电流方向的判定1.右手定则(1)内容:伸开______,使拇指与其余四指垂直,并且都与手掌在同一平面内,让磁感线从________进入,并使拇指指向________的方向,这时四指所指的方向就是________的方向。
(2)适用范围:适用于判断闭合电路中的部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。
2.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______引起感应电流的磁通量的变化。
(2)适用情况:所有________现象。
预习自测:1.关于感应电流,下列说法中正确的有( )A.只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生B.穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生C.线框不闭合时,即使穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中也不会有感应电流D.只要电路的一部分导体做切割磁感线运动,电路中就一定有感应电流2.如图所示,ab是水平面上一个圆的直径,在过ab的竖直面内有一根通电直导线e f,且e f 平行于ab,当e f竖直向上平移时,穿过圆面积的磁通量将( )A.逐渐变大B.逐渐减小C.始终为零D.不为零,但始终保持不变3.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( )4.易错辨析:请你判断下列表述正确与否,对不正确的,请予以更正。
(1)在磁场中线圈面积越大,则穿过线圈的磁通量越大。
(2)穿过线圈的磁通量越大,磁通量变化也越大。
(3)某时刻穿过线圈的磁通量为零,则这时磁通量的变化率也一定为零。
(4)感应电流的磁场总是与原磁场方向相反。
(5)感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。
5.如图,条形磁铁放在光滑水平桌面上,在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环,如图所示,以下判断中正确的是( )A.释放圆环,环下落时环的机械能守恒B.释放圆环,环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁的重力大C.给磁铁水平向右的初速度,磁铁滑动时做减速运动D.给磁铁水平向右的初速度,圆环产生向左的运动趋势6(2013年新课标Ⅱ卷)在物理学发展过程中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。
下列叙述符合史实的是A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应揭示了电和磁之间存在联系B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说C.法拉第在实验中观察到,在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中,或出现感应电流D.楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,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考点探究一电磁感应现象—感应电流产生的条件【题例1】,如图所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。
t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一图个边长为l 的正方形。
为使MN 棒中不产生感应电流,从t =0开始,磁感应强度B 应怎样随时间t 变化?请推导这种情况下B 与t 的关系式。
跟踪训练 1 如图所示,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 .匀强磁场均匀增加考点探究二、楞次定律的应用【题例2】 (2012·福州模拟)某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律,当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时,通过电流表的感应电流方向是( )A .a →G→bB .先a →G→b ,后b →G→aC .b →G→aD .先b →G→a ,后a →G→b思路点拨:先由楞次定律判断出回路中感应电流的磁场方向,然后再由安培定则判断感应电流的方向。
解题要点:规律总结1.应用楞次定律判断感应电流方向的步骤:(1)确定 的方向;(2)明确回路中 的变化情况;(3)应用楞次定律,确定感应电流磁场的方向;(4)应用 ,确定感应电流的方向。
2.楞次定律和右手定则的关系(1)从研究对象上说,楞次定律研究的是整个闭合回路,右手定则研究的是闭合电路中的一部分导体,即一段导体做切割磁感线运动。
(2)从适用范围上说,楞次定律适用于磁通量变化引起感应电流的各种情况(包括一部分导体做切割磁感线运动的情况),右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况。
因此,右手定则是楞次定律的一种特殊情况。
一般来说,若导体不动,回路中磁通量变化,应该用楞次定律判断感应电流方向而不能用右手定则;若是回路中一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流,用右手定则判断较为简单,用楞次定律进行判断也可以,但较为麻烦。
跟踪训练2,如图所示,光滑固定导轨m 、n 水平放置,两根导体棒p 、q平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时,下列说法正确的是( )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.磁铁的加速度小于g思考1:楞次定律中“阻碍”的含义如何理解?思考2:楞次定律可推广表述为:感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因。
对于这句话如何具体理解?考点探究三、楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综合应用【题例3】如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当PQ在外力的作用下运动时,MN在磁场力作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是( )A.向右匀加速运动B.向左匀加速运动C.向右匀减速运动D.向左匀减速运动思路点拨:解题要点:规律总结(2)应用区别关键是抓住因果关系①因电而生磁(I→B)→定则;②因动而生电(v、B→I)→定则;③因电而受力(I、B→F安)→定则。
【巩固训练】1.如图所示,在直导线下方有一矩形线框,当直导线中通有方向如图示且均匀增大的电流时,线框将( )A.有顺时针方向的电流 B.有逆时针方向的电流C.靠近直导线 D.远离直导线2.绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上,铁芯上套着一个铝环,线圈与电源、电键相连,如图所示.线圈上端与电源正极相连,闭合电键的瞬间,铝环向上跳起.若保持电键闭合,则 ( )A .铝环不断升高B .铝环停留在某一高度C .铝环跳起到某一高度后将回落D .如果电源的正、负极对调,观察到的现象不变3 如图所示,有一通电直导线MN ,其右侧有一边长为L 的正方形线圈abcd ,导线与线圈在同一平面内,且导线与ab 边平行,距离为L 。
导线中通以如图方向的恒定电流,当线圈绕ab 边沿逆时针方向(从上往下看)转过角度θ(θ<90°)的过程中,线圈中产生感应电流的方向为________方向(选填“abcda ”或“adcba ”);当线圈绕ab 边转过角度θ=________时,穿过线圈中的磁通量 最小。
4、动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感应现象.如图(a )是话筒原理图,(b )是录音机的录、放原理图,由图可知( )A 、话筒工作时磁铁不动线圈移动而产生感应电流.B 、录音机放音时变化的磁场在静止的线圈里产生感应电流.C 、录音机放音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场.D 、录音机录音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场.5.如图所示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( )6 如图所示,光滑导电圆环轨道竖直固定在匀强磁场中,磁场方向与轨道所在平面垂直,导体棒ab 的两端可始终不离开轨道无摩擦地滑动,当ab 由图示位置释放,直到滑到右侧虚线位置的过程中,关于ab 棒中的感应电流情况,正确的是( )A.因ab 切割磁感线,ab 棒上要有感应电流B.尽管ab切割磁感线,但ab棒上无感应电流C.磁场穿过圆环与ab构成的回路的磁通量没有变化D.磁场穿过圆环与ab构成的回路的磁通量发生了变化7如图所示,在条形磁铁外套有A、B两个大小不同的圆环,穿过A环的磁通量φA与穿过B环的磁通量φB相比较()A.φA>φB B.φA < φB C.φA = φB D.不能确定8.【2012·江苏】某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成.当右侧线圈L2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路.仅考虑L1在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有()A.家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零B.家庭电路中使用的电器增多时,L2中的磁通量不变C.家庭电路发生短路时,开关K将被电磁铁吸起D.地面上的人接触火线发生触电时,开关K将被电磁铁吸起9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,如图连接.在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时,电流计指针向右偏转.由此可以推断()A.线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动,都能引起电流计指针向左偏转B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关,都能引起电流计指针向右偏转C.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动,都能使电流计指针静止在中央D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知,故无法判断电流计指针偏转的方向10.【2012·北京】物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”.如图,她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环.闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起.某同学另找来器材再探究此实验.他连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均未动.对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是()A.线圈接在了直流电源上B.电源电压过高C.所选线圈的匝数过多 D.所用套环的材料与老师的不同11.如图所示,一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中,环中的感应电流(自左向右看)()A.沿顺时针方向B.先沿顺时针方向后沿逆时针方向C.沿逆时针方向D.先沿逆时针方向后沿顺时针方向12.如图所示,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放,环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2,重力加速度大小为g,则()A.T1 > mg,T2 > mg B.T1 < mg,T2 < mgC.T1 > mg,T2 < mg D.T1 < mg,T2 > mgad边沿东西方向.下列说法中正确的是()A.若使线圈向东平动,则b点的电势比a点的电势低B.若使线圈向北平动,则a点的电势比b点的电势低C.若以ab为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→aD.若以ab为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为a→d→c→b→a14.如图所示,虚线abcd为矩形匀强磁场区域,磁场方向竖直向下,圆形闭合的是圆形闭合金属线框的四个可能到达的位置,则圆形闭合金属线框的速度可能为零的位置是15.如图a所示,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方固定一的规律如图b所示,P所受的重力为G,桌面对P的支持力为N,则在下列时刻()A.t1时刻N>G,P有收缩的趋势B.t2时刻N=G,此时穿过P的磁通量最大C.t3时刻N=G,此时P中无感应电流D.t4时刻N<G,此时穿过P的磁通量最小对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成,两磁极相对于线圈平面对称,在磁极绕转轴匀速转动过程中,磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY运动(O是线圈中心),则()A.从X到O,电流由E经G流向F,先增大再减小B.从X到O,电流由F经G流向E,先减小再增大C.从O到Y,电流由F经G流向E,先减小再增大D.从O到Y,电流由E经G流向F,先增大再减小17.如图所示,通过水平绝缘传送带输送完全相同的动.为了检测出个别未闭合的不合格线圈,让传送带通过一固定匀强磁场区域,磁场方向垂直于传送带,线圈进入磁场前等距离排列,根据穿过磁场后线圈间的距离,就能够检测出不合格线圈,通过观察图形,判断下列说法正确的是()A.若线圈闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动B.若线圈不闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动C.从图中可以看出,第2个线圈是不合格线圈D.从图中可以看出,第3个线圈是不合格线圈18.如图所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)()A.向右匀速运动a b c d B .向左加速运动C .向右减速运动D .向右加速运动19 如图所示,一条形磁铁从静止开始穿过采用双线绕成的闭合线圈,条形磁铁在此过程中做( )A .减速运动B .匀速运动C .自由落体运动D .非匀变速运动 20 如图所示,ab 是一个可绕垂直于纸面的轴O 转动的闭合线圈,在滑动变阻器R 的滑片P 自左向右滑动的过程中,ab 线圈将( )A.静止不动B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动,因电源正负极不明,无法确定转动方向21.如图所示,导线框abcd 与导线AB 在同一平面内,直导线中通有恒定的电流I ,当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abcda ,再dcbad ,后abcdaB .先abcda ,再dcbadC .始终是dcbadD.先dcbad ,再abcda ,后dcbad。