第十一章電磁感應(yīng)第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律(含實(shí)驗(yàn)14探究影響感應(yīng)電流方向的因素)1.知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件并會(huì)分析解決實(shí)際問題。2.會(huì)根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向,會(huì)應(yīng)用楞次定律的推論分析問題。3.能綜合應(yīng)用安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律解決實(shí)際問題。1.磁通量。(1)磁通量。①定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場方向的面積S的_______。②公式:Φ=_______(B⊥S);單位:韋伯(Wb)。③矢標(biāo)性:磁通量是_______,但有正負(fù)。(2)磁通量的變化量:ΔΦ=Φ2-Φ1。考點(diǎn)1電磁感應(yīng)現(xiàn)象感應(yīng)電流方向的判斷乘積BS標(biāo)量2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象。(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象。當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí),閉合導(dǎo)體回路中有________產(chǎn)生的現(xiàn)象。(2)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。①閉合導(dǎo)體回路;②_______發(fā)生變化。感應(yīng)電流磁通量3.楞次定律。(1)內(nèi)容:感應(yīng)電流的磁場總要阻礙?引起感應(yīng)電流的磁通量的______。(注?:阻礙不是阻止,只是延緩了磁通量的變化過程)(2)適用范圍:一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象。4.右手定則。(1)內(nèi)容:伸開右手,使拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi);讓_______從掌心進(jìn)入,并使拇指指向_________的方向,這時(shí)四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。(2)適用情況:導(dǎo)線___________產(chǎn)生感應(yīng)電流。變化磁感線導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)切割磁感線5.實(shí)驗(yàn):探究影響感應(yīng)電流方向的因素。原理裝置圖操作要求(1)確定電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與電流流向的關(guān)系。(2)利用圖甲研究開關(guān)閉合、斷開、滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭移動(dòng)時(shí)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向。(3)利用圖乙研究條形磁鐵N極向下(或S極向下)插入、抽出時(shí)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向?qū)嶒?yàn)結(jié)論當(dāng)穿過線圈的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反;當(dāng)穿過線圈的磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相同(1)穿過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)有關(guān)()(2)感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反()(3)感應(yīng)電流的磁場會(huì)阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化()(4)右手定則常用于判斷導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向(

)

答案

D考向2

實(shí)驗(yàn):探究影響感應(yīng)電流方向的因素【典例2】為了探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象,某實(shí)驗(yàn)小組將電池、線圈A、線圈B、滑動(dòng)變阻器、靈敏電流計(jì)、開關(guān)按照如圖所示的方式連接。當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針右偏。由此可知:(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P迅速向右移動(dòng)時(shí),靈敏電流計(jì)的指針________(填“左偏”“不動(dòng)”或“右偏”)。(2)將線圈A拔出時(shí),靈敏電流計(jì)的指針_____(填“左偏”“不動(dòng)”或“右偏”),此時(shí)線圈A與線圈B中電流的繞行方向______(填“相同”或“相反”)。解析

(1)如果在閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下,說明穿過線圈的磁通量增加時(shí),電流計(jì)指針向右偏。合上開關(guān)后,將滑動(dòng)變阻器的滑片迅速向右移動(dòng)時(shí),接入電路的電阻變小,電流增大,穿過線圈的磁通量增大,電流計(jì)指針將向右偏。(2)將線圈A拔出時(shí),穿過B的磁通量減小,電流表指針向左偏;根據(jù)楞次定律的推論“增反減同”可知此時(shí)兩線圈中的電流流向相同。答案

(1)右偏(2)左偏相同考向3

感應(yīng)電流方向的判斷1.判斷電磁感應(yīng)現(xiàn)象能否發(fā)生的一般流程。2.感應(yīng)電流方向判斷的兩種方法。方法一:用楞次定律判斷。方法二:用右手定則判斷。該方法適用于部分導(dǎo)體切割磁感線。判斷時(shí)注意掌心、四指、拇指的方向:(1)掌心——磁感線穿入;(2)拇指——導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向;(3)四指——感應(yīng)電流的方向。【典例3】

(2023·海南卷)汽車測速利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,汽車可簡化為一個(gè)矩形線圈abcd,埋在地下的線圈分別為1、2,通上順時(shí)針(俯視)方向電流,當(dāng)汽車經(jīng)過線圈時(shí)(

)A.線圈1、2產(chǎn)生的磁場方向豎直向上B.汽車進(jìn)入線圈1過程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdC.汽車離開線圈1過程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdD.汽車進(jìn)入線圈2過程受到的安培力方向與速度方向相同解析

由右手螺旋定則可知,線圈1、2形成的磁場方向都是豎直向下的,A項(xiàng)錯(cuò)誤;汽車進(jìn)入線圈1時(shí),線圈abcd中向下的磁通量增大,由楞次定律可判斷,線圈abcd中的感應(yīng)電流方向與線圈1反向,是逆時(shí)針,即感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcb,同理,汽車離開線圈1時(shí),線圈abcd中向下的磁通量減小,線圈abcd中的感應(yīng)電流方向是順時(shí)針,即感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcd,B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;安培力為阻力,與速度方向相反,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案

C【典例4】

(2023·江蘇卷)如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,OC導(dǎo)體棒的O端位于圓心,棒的中點(diǎn)A位于磁場區(qū)域的邊緣?，F(xiàn)使導(dǎo)體棒繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。O、A、C點(diǎn)電勢分別為φO、φA、φC,則(

)A.φO>φC B.φC>φAC.φO=φA D.φO-φA=φA-φC解析

導(dǎo)體棒OA段旋轉(zhuǎn)切割磁感線,根據(jù)右手定則可知φO>φA;AC段不切割磁感線,屬于等勢體,則φA=φC,故φO>φA=φC,A項(xiàng)正確。答案

A楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為:感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因,列表說明如下?？键c(diǎn)2楞次定律的拓展應(yīng)用內(nèi)容阻礙原磁通量變化——“增反減同”阻礙相對運(yùn)動(dòng)——“來拒去留”使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢——“增縮減擴(kuò)”阻礙原電流的變化——“增反減同”例證磁鐵靠近線圈,B感與B原方向相反磁鐵靠近,是斥力磁鐵遠(yuǎn)離,是引力P、Q是光滑固定導(dǎo)軌,a、b是可動(dòng)金屬棒,磁鐵下移,a、b靠近合上S,B先亮【典例5】

(2020·全國卷Ⅲ)如圖,水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈,右邊套有一金屬圓環(huán)。圓環(huán)初始時(shí)靜止。將圖中開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài),電路接通的瞬間,可觀察到(

)A.撥至M端或N端,圓環(huán)都向左運(yùn)動(dòng)B.撥至M端或N端,圓環(huán)都向右運(yùn)動(dòng)C.撥至M端時(shí)圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng),撥至N端時(shí)向右運(yùn)動(dòng)D.撥至M端時(shí)圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng),撥至N端時(shí)向左運(yùn)動(dòng)解析

無論開關(guān)S撥至哪一端,當(dāng)把電路接通一瞬間,左邊線圈中的電流從無到有,電流在線圈軸線上的磁場從無到有,從而引起穿過圓環(huán)的磁通量突然增大,根據(jù)楞次定律(增反減同),右邊圓環(huán)中產(chǎn)生了與左邊線圈中方向相反的電流,異向電流相互排斥,所以無論哪種情況,圓環(huán)均向右運(yùn)動(dòng),B項(xiàng)正確。答案

B【典例6】

(多選)如圖所示,光滑固定的金屬導(dǎo)軌M、N水平放置,兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上,形成一個(gè)閉合回路。已知重力加速度為g,則當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)(

)A.P、Q將相互靠攏B.P、Q將互相遠(yuǎn)離C.磁鐵的加速度仍為gD.磁鐵的加速度小于g解析

方法一

設(shè)磁鐵下端為N極,如圖所示,根據(jù)楞次定律可判斷出P、Q中的感應(yīng)電流方向如圖所示,根據(jù)左手定則可判斷P、Q所受安培力的方向?？梢?P、Q將互相靠攏。由于回路所受安培力的合力向下,由牛頓第三定律,磁鐵將受到向上的反作用力,從而加速度小于g。當(dāng)磁鐵下端為S極時(shí),根據(jù)類似的分析可得到相同的結(jié)果。A、D兩項(xiàng)正確。方法二

根據(jù)楞次定律的另一表述——感應(yīng)電流的效果,總要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因。本題中“原因”是回路中磁通量的增加,歸根結(jié)底是磁鐵靠近回路,“效果”便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近,所以,P、Q將互相靠近且磁鐵的加速度小于g。A、D兩項(xiàng)正確。答案

AD安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的應(yīng)用對比考點(diǎn)3“三個(gè)定則、一個(gè)定律”的綜合應(yīng)用基本現(xiàn)象因果關(guān)系應(yīng)用規(guī)律運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場因電生磁安培定則磁場對運(yùn)動(dòng)電荷、電流有作用力因電受力左手定則部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)因動(dòng)生電右手定則閉合回路磁通量變化因磁生電楞次定律【典例7】如圖所示,水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN,當(dāng)PQ在外力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),MN在磁場力作用下向右運(yùn)動(dòng),則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是(

)①向右加速運(yùn)動(dòng)②向左加速運(yùn)動(dòng)③向右減速運(yùn)動(dòng)④向左減速運(yùn)動(dòng)A.①② B.①④