高中物理第一章电磁感应第4节楞次定律第5节电磁感应中的能量转化与守恒课件教科版选修3_2
电磁感应中能量的转化与守恒(电动势)
电磁感应中的能量转化与守恒能的转化与守恒定律，是自然界的普遍规律，也是物理学的重要规律。
电磁感应中的能量转化与守恒问题，是高中物理的综合问题，也是高考的热点、重点和难点。
在电磁感应现象中，外力克服安培力做功，消耗机械能，产生电能，产生的电能是从机械能转化而来的；当电路闭合时，感应电流做功，消耗了电能，转化为其它形式的能，如在纯电阻电路中电能全部转化为电阻的内能，即放出焦耳热，在整个过程中，总能量守恒。
在与电磁感应有关的能量转化与守恒的题目中，要明确什么力做功与什么能的转化的关系，它们是：合力做功=动能的改变；重力做功=重力势能的改变；重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加；弹力做功=弹性势能的改变；弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加；电场力做功=电势能的改变；电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加；安培力做功=电能的改变，安培力做正功，电能转化为其它形式的能；安培力做负功(即克服安培力做功)，其它形式的能转化为电能。
以2005年高考题为例，说明与电磁感应有关的能量转化与守恒问题的解法。
例1如图1所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路。
导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R，回路上其余部分的电阻不计。
在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。
开始时，导体棒处于静止状态。
剪断细线后，导体棒在运动过程中( )A．回路中有感应电动势B．两根导体棒所受安培力的方向相同C．两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒D．两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能不守恒解析：因回路中的磁通量发生变化(因面积增大，磁通量增大)所以有感应电动势；据楞次定律判断，感生电流的方向是a，用左手定则判断ab受安培力向左，dc受安培力向右；因平行金属导轨光滑，所以两根导体棒和弹簧构成的系统受合外力为零(重力与支持力平衡)，所以动量守恒，但一部分机械能转化为电能，所以机械能不守恒，因此本题选A、D。
5--电磁感应中的能量转化与守恒.
1.能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律。
2.在电磁感应中，产生的电能是通过外力克服安培力做功转化而来的，外力做了多少功，就有多少电能产生。
克服安培力做功的过程，也是机械能转化为电能的过程。
3.解决这类问题的一般步骤：（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向。
（2）画出等效电路图，求出回路中电流强度，电阻消耗的电功率表达式。
（3）分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程。
2019-2020版高中物理第一章电磁感应5电磁感应中的能量转化与守恒讲义+精练(含解析)教科版选修
5电磁感应中的能量转化与守恒［学科素养与目标要求］物理观念：进一步熟练掌握牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律等力学基本规律.科学思维：1.掌握电磁感应中动力学问题的分析方法，建立解决电磁感应中动力学问题的思维模型2理解电磁感应过程中能量的转化情况，能用能量的观点分析和解决电磁感应问题.1 •在导线切割磁感线运动产生感应电流时，电路中的电能来源于机械能•机械能借助于电磁感应实现了向电能的转化.2•在电磁感应中，产生的电能是通过外力克服安培力做功转化而来的，外力克服安培力做了多少功，就有多少电能产生；而这些电能又通过感应电流做功，转化为其他形式的能量、电磁感应中的能量转化- 1 -(1) 如图所示，处在匀强磁场中的水平导轨上有一根与光滑导轨接触良好的可自由滑动的导体棒ab,现导体棒ab具有向右的初速度v,则：①导体棒中的感应电流方向如何？②ab受到的安培力的方向如何？③ab的速度如何变化？④电路中的电能是什么能转化过来的？⑵如⑴题图所示，设ab长为L，匀强磁场的磁感应强度为B，闭合电路的总电阻为R,导体棒在外力的作用下以速度v做匀速直线运动，求在t时间内，外力所做的功W外和感应电流的电功W电.答案(1)①由右手定则可确定，在ab内产生由a向b的感应电流.②由左手定则可知，磁场对导体棒ab的安培力是向左的.③安培力与速度方向相反，则安培力阻碍导体棒的运动，导体棒的速度逐渐减小到零.④导体棒的机械能.- 2 -⑵导体棒产生的感应电动势E= BLv,E BLv电路中感应电流I = R=-R磁场对这个电流的作用力：F安=BIL = BR^B2L2V保持匀速运动所需外力F外=F安= -R在t时间内，外力所做的功弘=F外vt =R此时间内，感应电流的电功为W fe= |2Rt = BL?t1.电磁感应中能量的转化(1)转化方式- 3 -(2) 涉及到的常见功能关系①有滑动摩擦力做功，必有内能产生；②有重力做功，重力势能必然发生变化；③克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能. 2．焦耳热的计算(1) 电流恒定时，根据焦耳定律求解，即Q= l1 2Rt.(2) 感应电流变化，可用以下方法分析：①利用动能定理，求出克服安培力做的功W安，即Q= W安.②利用能量守恒定律，焦耳热等于其他形式能量的减少量.1 如图1所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L,导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接•右端接一个阻值为R的定值电阻•平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场•质量为m接入电路的电阻也为R的金属棒从高度为h处由静止释放，到达磁场右边- 4 -- 5 -界处恰好停止•已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为 良好，重力加速度为 g .则金属棒穿过磁场区域的过程中 （）图1A. 流过金属棒的最大电流为B. 通过金属棒的电荷量为C. 克服安培力所做的功为D. 金属棒产生的焦耳热为 答案 D - 1 2 解析 金属棒沿弯曲部分下滑过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgh= ?mv,金属棒到达平直部分时的速度v =寸2gh ,金属棒到达平直部分后做减速运动，刚到达平直部分时的速度最大，最大感应电动势E = BLv,最大感应电流1= E- = BL 』gh ,故A 错误；R 十 R 2R△① BdL通过金属棒的感应电荷量 q = I △ t = 2R = 2R ，故B 错误； 金属棒在整个运动过程中，由动能定理得：mgh-W 安- i mgc = 0— 0,克服安培力做功： W fe =mgh- i mgd 故 C 错误；克服安培力做的功转化为焦耳热，定值电阻与金属棒的电阻相等，通过它们的电流相等，则 1 1 1金属棒产生的焦耳热： Q' = ?Q= 2弘=q mg h — （id ），故D 正确.（1,金属棒与导轨垂直且接触Bd 2gh 2R BdL "R mgh1mgh — yd )例2 如图2 所示，足够长的平行光滑U 形导轨倾斜放置，所在平面的倾角e = 37°,导轨间的距离L= 1.0 m下端连接R= 1.6 Q的电阻，导轨电阻不计，所在空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B= 1.0 T •质量作0.5 kg、电阻r = 0.4 Q的金属棒ab垂直置于导轨上，现用沿导轨平面且垂直于金属棒、大小为F= 5.0 N的恒力使金属棒ab从静止开始沿导轨向上滑行，当金属棒滑行s= 2.8 m后2速度保持不变•求：(sin 37 ° = 0.6 , cos 37 ° = 0.8 , g= 10 m/s )图2(1) 金属棒匀速运动时的速度大小v；(2) 金属棒从静止到刚开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的热量Q.- 6 -答案(1)4 m/s (2)1.28 J一亠 , BLv解析(1)金属棒匀速运动时产生的感应电流为I = :R十r由平衡条件有F= mc sin 0 + BIL代入数据解得v = 4 m/s.(2)设整个电路中产生的热量为Q由动能定理得1 2Fs—mgs- sin 0 - W fe= ^mv而Q= W安, Q R= R十-Q R十r代入数据解得Q= 1.28 J.二、电磁感应中的动力学问题电磁感应问题往往与力学问题联系在一起，处理此类问题的基本方法是:(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向.⑵用闭合电路欧姆定律求回路中感应电流的大小和方向.(3) 分析导体的受力情况(包括安培力).⑷列动力学方程(a^0)或平衡方程(a= 0)求解.- 7 -例3 如图3所示，空间存在B= 0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场，MN PQ是水平放置、电阻不计的平行长直导轨，其间距L= 0.2 m，电阻R= 0.3 Q接在导轨一端，ab是跨接在导轨上质量作0.1 kg、接入电路的电阻r = 0.1 Q的导体棒，已知导体棒和导轨间的动摩擦因数为0.2.从零时刻开始，对ab棒施加一个大小为F=0.45 N、方向水平向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，过程中棒始终保持与导轨垂直且接触- 8 -良好，求：(g= 10 m/s 2)- 9 -例- 10-图3 ⑴ 导体棒所能达到的最大速度； (2)试定性画出导体棒运动的速度一时间图像. 答案 (1)10 m/s (2)见解析图 解析(1)导体棒切割磁感线运动，产生的感应电动势: 回路中的感应电流I = R |r ② E = BLV D导体棒受到的安培力 F 安=BIL ③ 导体棒运动过程中水平方向受到拉力 F 、安培力F 安和摩擦力F f 的作用, F —(1 mg- F 安=ma ④ BVv 由①②③④得：F — i mg- = ma © R + r 根据牛顿第二定律得:由⑤可知，随着速度的增大，安培力增大，加速度 到最大. BUm 此时有F — i mg- = 0⑥ r F 一 1 mg R + r 可得：V m = ^2 = 10 m/s ⑦ a 减小，当加速度 a 减小到0时，速度达⑵ 由⑴ 中分析可知，导体棒运动的速度—时间图像如图所示.4如图 4 甲所示，两根足够长的直金属导轨MN PQ平行放置在倾角为e的绝缘斜面上，两导轨间距为L, M P两点间接有阻值为R的电阻，一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略，让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦. （重力加速度为g）图4⑴由b向a方向看到的装置如图乙所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；⑵在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小；（3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值.答案（1）见解析图BLv BVv mgIR i n 0⑵ BR" g sin 0 -BLR ⑶隹—解析（1）如图所示，ab杆受重力mg方向竖直向下；支持力N,方向垂直于斜面向上；安培力F安，方向沿导轨向上.⑵ 当ab 杆的速度大小为 v 时，感应电动势 E = BLv,此时电路中的电流 I = E = B LVR RB 2L 2vab 杆受到的安培力 F 安=BIL =-根据牛顿第二定律，有“ BVv m 局/口 mgl Sin0=—，解得 v m = B L提示 i.受力分析时，要把立体图转换为平面图，同时标明电流方向及磁场的方向，以便准 确地画出安培力的方向.2 •要特别注意安培力的大小和方向都有可能变化.［学科素养］例3、例4考查了电磁感应的动力学问题，在处理该类问题时，要把握好受力情 况、运动情况的动态分析.基本思路是：导体受外力运动一E =—岂产生感应电动势力一-合外力变化一尸一■ 口速度变化 ---- 速度变化 --- 感应电动势变化 a = 0, v 达到最大值•将电磁感应与受力分析、牛顿运动定律、物体的平衡等知识有机结合，培养了学生的 综合分析、科学推理能力，很好地体现了“科学思维”的核心素养mg sin 0 — F 安=mg sinBVv=ma贝U a = g sinB2L 2V⑶当a = 0时，ab 杆有最大速度 v m ,即mgs in 产生感应电流一F —―i 导体受安培i.（电磁感应中的能量问题）（多选）如图5所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为e 的斜面上，导轨的左端接有电阻R,导轨自身的电阻可忽略不计•斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上.质量为m电阻可以忽略不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，且上升的高度为h,在这一过程中（）图5A. 作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零B. 作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和C. 恒力F与安培力的合力所做的功等于零D. 恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热答案AD解析金属棒匀速上滑的过程中,对金属棒受力分析可知,有三个力对金属棒做功,恒力F 做正功,重力做负功,安培力阻碍相对运动,沿斜面向下,做负功,匀速运动时,金属棒所受合力为零，故合力做功为零，路中的电能，电能又等于电阻上产生的焦耳热，D正确.A正确；克服安培力做多少功就有多少其他形式的能转化为电R上产生的焦耳热，故外力F与重力的合力所做的功等于电阻R2.（电磁感应中的动力学问题）如图6所示，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计，ab是一根与导轨垂直且始终与导轨接触良好的金属杆，开始时，将开关S断开，让杆ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合，若从S闭合开始计时，则金属杆ab的速度v随时间t变化的图像不可能是下图中的（）答案BB2l 2v,r, Bh2v 解析S闭合时，若金属杆受到的安培力R > mg ab杆先减速再匀速，D项有可能；若DRWl 2v=mg ab杆匀速运动，A项有可能；若v mg ab杆先加速再匀速，RC项有可能；由于vB V V变化，mg-= ma 中a 不恒定，故 B 项不可能.R3.（电磁感应中的动力学问题）（2018 •哈尔滨市六校高二下期末联考 ）如图7甲所示，平行长直导轨MN PQ 水平放置，两导轨间距L = 0.5 m ，导轨左端 M P 间接有一定值电阻，导体棒ab 质量m= 0.2 kg ,与导轨间的动摩擦因数口= 0.1，导体棒垂直于导轨放在距离左端d = 1 m处，导轨和导体棒始终接触良好，电阻均忽略不计•整个装置处在范围足够大的匀强磁场中，t = 0时刻，磁场方向竖直向下，此后，磁感应强度 B 随时间t 的变化如图乙所示，在 0〜3s内导体棒被固定，3 s 后释放导体棒，t = 1 s 时棒所受到的安培力 F = 0.05 N •不计感应电流 对磁场的影响，取重力加速度g = 10 m/s 3 4 5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.（1）求定值电阻的阻值 R ；由F = BIL 得 F 0.05I ==A = 1 ABL 0.1 X 0.5 A 1由闭合电路欧姆定律得1=E R可得 R = 0.05 Q3答案(1)0.05 Q (2)6 m/s解析 （1）由题图乙知0〜3 s 内△£= 乎 T/s△ B（2）若t = 4 s 时，突然使ab 棒获得向右的速度V= 20 m/s ，求此时导体棒的加速度大小a.=0.1 T/s0〜3 s 内回路中产生的感应电动势 t = 1 s 时导体棒ab 所受到的安培力 F = 0.05 N⑵若t = 4 s时，突然使ab棒获得向右的速度V = 20 m/s , 产生的感应电动势E'= B Lv= 0.1 X 0.5 X20 V = 1 V、 E 1感应电流I '= ~R = ° 05 A = 20 A根据牛顿第二定律得BT ' L+ 口mg= ma得a= 6 m/s 2.4 .（电磁感应中的动力学和能量问题）（多选）如图8所示，竖直放置的形光滑导轨宽为L，矩形匀强磁场I、n的高和间距均为d,磁感应强度均为B.质量为m的水平金属杆由静止释放，进入磁场I和n时的速度相等•金属杆在导轨间的电阻为R,与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g, 则金属杆（）A. 刚进入磁场I时加速度方向竖直向下B. 刚进入磁场I时加速度方向竖直向上C.穿过两磁场产生的总热量为4mgdD.释放时距磁场I上边界的高度h可能小于2mgR答案BC解析由于金属杆进入两个磁场时的速度相等，而穿出磁场后金属杆做加速度为g的匀加速运动，所以金属杆进入磁场时应做减速运动，加速度方向竖直向上，选项A错误，B正确；从进入磁场I瞬间到进入磁场n瞬间过程中，根据能量守恒，金属杆减小的机械能全部转化为焦耳热，所以Q = mg-2d,所以穿过两个磁场过程中产生的总热量为4mgd选项C正确；若金属杆进入磁场做匀速运动，则BRV—mg= 0,得v= B J L^因金属杆进入磁场做减速运动，则金属杆进入磁场的速度大于mg R根据 2h=2g得金属杆释放时距磁场1上边界的高度应大于2 2_2 2 2mg R mgR4 4 — 4 4 2gBL42BT，选项D错误.5.(电磁感应中的能量问题)(2018 •怀化市高二上期末考试)如图9甲所示，足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨MN PQ竖直放置，其宽度L— 1 m, —匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值为R—0.40 Q的电阻，质量为m= 0.01 kg、电阻为r —0.30 Q 的金属棒ab 紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，g—10 m/s 2(忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响)，求：(1) 判断金属棒两端a、b的电势高低；(2) 磁感应强度B的大小；(3) 在金属棒ab开始运动的1.5 s内，电阻R上产生的热量.答案 （1）a 端电势低，b 端电势高 （2）0.1 T （3）0.26 J解析 （1）由右手定则可知，ab 中的感应电流由a 流向b , ab 相当于电源，贝U b 端电势高， 端电势低.△ X 112 — 7⑵ 由x — t 图像得t = 1.5 s 时金属棒的速度为：v == m/s = 7 m/s △ t 2.1 — 1.5金属棒匀速运动时所受的安培力大小为：F = BIL根据平衡条件得：F = mg代入数据解得：B = 0.1 T内，金属棒的重力势能减小，转化为金属棒的动能和电路 的内能•设电路中产生的总焦耳热为Q根据能量守恒定律得： mgx= g mv + Q 代入数据解得：Q= 0.455 JR故R 产生的热量为 Q= R +「Q= 0.26 J一、选择题考点一 电磁感应中的动力学问题1. 如图1所示，在一匀强磁场中有一 U 形导线框abed ，线框处于水平面内，磁场与线框平面 垂直，R 为一电阻，ef 为垂直于ab 的一根导体杆，它可在 ab 、ed 上无摩擦地滑动.杆 efER ^r ，E = BLv联立得: F =B 2L 2vR + r则有:BVv mg=硏（3）金属棒ab 在开始运动的1.5 s线框中导线的电阻都忽略不计•开始时，给ef 一个向右的初速度，则（ ）图1A. ef 将减速向右运动，但不是匀减速B. ef 将匀减速向右运动，最后停止C. ef 将匀速向右运动D. ef 将往返运动答案 A解析 ef 向右运动，切割磁感线，产生感应电动势和感应电流，会受到向左的安培力而做减2. 如图2所示，质量为 m 的金属圆环用不可伸长的细线悬挂起来，金属圆环有一半处于水平 且与环面垂直的匀强磁场中，从某时刻开始，磁感应强度均匀减小，则在磁感应强度均匀减 小的过程中，关于线的拉力大小，下列说法中正确的是 （重力加速度为g ）（）速运动，直到停止，由F = BII =巒ma 知,Ref 做的是加速度减小的减速运动，故A 正确.A. 大于环重力mg并逐渐减小B. 始终等于环重力mgC. 小于环重力mg并保持恒定D. 大于环重力mg并保持恒定答案A解析根据楞次定律知圆环中感应电流的方向为顺时针方向，再由左手定则判断可知圆环所受安培力竖直向下，对圆环受力分析，根据受力平衡有T= mg+ F安，得T>mg F安=BIL,根E △①△ B据法拉第电磁感应定律知，I = ；=£匚== S,可知I为恒定电流，综合可知B减小，F安R IR A t R A t减小，则由T= mg^ F安知T减小，选项A正确.3. （多选）用一段横截面半径为r、电阻率为p、密度为d的均匀导体材料做成一个半径为Rr? R 的圆环.圆环竖直向下落入如图3所示的径向磁场中，圆环的圆心始终在N极的轴线上，圆环所在位置的磁感应强度大小均为B圆环在加速下滑过程中某一时刻的速度为v,忽略其他影响，则（重力加速度为g）（）A. 此时在圆环中产生了 （俯视）顺时针方向的感应电流B. 圆环因受到了向下的安培力而加速下落%C. 此时圆环的加速度 a =pdD. 如果径向磁场足够长，则圆环的最大速度 v 戸曽9答案 AD解析 由右手定则可以判断感应电流的方向为可以判断，圆环受到的安培力向上，阻碍圆环的运动，选项 2 R产生的感应电动势E = Blv =2n v，圆环的电阻R 电=七产，则圆环中的感应电流1d - 2n R-n r 2,贝U a = g — —J ，选项C 错误；当重力等于安培力时圆环速度达到最大，此时apd4.如图4所示，在光滑水平桌面上有一边长为 L 、电阻为R 的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d （d >L ）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行， 磁场方向竖直向下.导线框以某一初速度向右运动，t = 0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线（俯视）顺时针方向，选项 A 正确；由左手定则B 错误；圆环垂直切割磁感线,E Rf e2B n r vp圆环所受的安培力F 安=BI - 2n R,圆环的加速度a =mg- F 安m = =0,可得v (m=嘗，选项D 正确.框进入并通过磁场区域.下列v -1图像中，能正确描述上述过程的是（）图4答案 D解析 导线框进入磁场的过程中，线框受到向左的安培力作用， 根据E = BLv 、I = R F 安=BIL导线框在磁场中运动时，无感应电流，导线框做匀速运动，导线框离开磁场的过程中，根据FB2L 2V安= ，导线框做加速度逐渐减小的减速运动，所以选项 D 正确.5.（多选）如图5所示，有两根和水平方向成 a （ a<90。
高中物理第一章电磁感应4楞次定律课件教科版选修3
A.Uab=0 B.φa>φb,Uab保持不变 C.φa≥φb,Uab越来越大 D.φa<φb,Uab越来越大
【解析】选D。导体棒ab切割磁感线产生感应电动势, 由右手定则可知,b点电势高,a点电势低,即φa<φb,导 体棒下落过程速度v越来越大,感应电动势E=BLv越来越 大,导体棒ab两端电势差Uab 越来越大,故D正确。
休息时间到啦
同学们，下课休息十分钟。现在是休 息时间，你们休息一下眼睛，
看看远处，要保护好眼睛哦~站起来 动一动，久坐对身体不好哦~
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】选A。当N极向纸内,S极向纸外转动时,穿过 线圈的磁场从无到有并向里,感应电流的磁场应向外,电 流方向为逆时针,A选项正确;当N极向纸外,S极向纸内 转动时,穿过线圈的磁场向外并增加,感应电流方向为顺 时针,B选项错误;当磁铁在线圈平面内绕O点转动时,穿 过线圈的磁通量始终为零,因而不产生感应电流,C、D 选项错误。
动靠近铝环时,铝环的运动情况是
()
A.向右运动
B
【解析】选A。解法一:电流元受力分析法。 如图所示,当磁铁向环运动时,穿过铝环的磁通量增加, 由楞次定律判断出铝环的感应电流的磁场方向与原磁 场的方向相反,即向右,根据安培定则可判断出感应电 流方向,从左侧看为顺时针方向,把铝环的电流等效为 多段直线电流元,取上、下两小段电流元进行研究,由
二、楞次定律
1.分析: (1)线圈内磁通量增加时的情况:(表内选填“向上”或 “向下”)
图序 甲
磁场 方向
_向__下__
2023届高考物理一轮复习课件：第1节电磁感应现象 楞次定律(18张PPT)
边有一如图所示的闭合电路。当 PQ 在一外力的作用
下运动时，MN 向右运动，则 PQ 所做的运动可能是( )
A．向右加速运动 C．向右减速运动
B．向左加速运动 D．向左减速运动
方法二 逆向推理法
磁化：是指在受磁场的作用下，由于材料中磁矩（即一个微小的磁场）排列时取向趋 于一致而呈现出一定的磁性的现象。
左手定则
姆指指运动方向 内容 四指感应电流
方向
直线电流 环行电流 通电螺线管
四指指电流方向 姆指指受力方向
条件 因“动”生 “电”
因“电”生 因“电”受
“磁”
“力”
实质 反映了磁场能 够产生电流
反映了电流 方向与磁场 方向的关系
反映了磁场的 基本性质
2. 楞次定律
9
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.
1).阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化，“增反减同”、“增缩减扩”.
2). 阻碍相对运动, 可理解为“来拒去留”.
3).阻碍原电流的变化(自感现象).
[解题技法] 分析二次感应问题的两种方法
方法一 程序法(正向推理法)
[例 4] (多选)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
第十章
DISHIZHANG
电磁感应
第1节 电磁感应现象 楞次定律
2018 2022
√
2
至
√
五
年
高
考 全 国
√ √
√
Ⅲ
卷
√
（
甲
卷
）
√
物
理
考点分来自布3产生感应电流的三种常见情况