电磁感应现象楞次定律.ppt

第一节电磁感应现象楞次定律,一、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引起磁通量变化的常见情况(1)闭合电路的部分导体做 运动，导致变；(2)线圈在磁场中转动，导致变；(3)变化，导致变。3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，线路中就有感应电动势产生。4电磁感应现象的实质是产生，如果回路闭合则产生；如果回路不闭合，则只有 而无。,磁通量,切割磁感线,线圈面积或磁场强弱,磁通量,感应电动势,感应电流,感应电动势,感应电流,1现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、零刻度在中央的电流计及开关按如图所示连接。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,【解析】由于变阻器滑动头P向左加速滑动时，可使B中磁通量减少而产生的电流为I0，当P向右加速滑动时B中磁通量增加而产生的电流为I1，I1与I0方向相反，所以指针应向左偏，而线圈A向上移动，可使B中磁通量减少，引起B中感应电流与I0同向，指针向右偏，故A错；A中铁芯向上拔出或断开开关，激发的B中感应电流与I0同向，电流计指针向右偏转，选项B正确；C项中有感应电流产生，指针应偏转，故C错；因为无需明确感应电流的具体方向，故D错。【答案】B,二、右手定则和楞次定律1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；让 从掌心进入，并使拇指指向，这时四指所指的方向就是 的方向。(2)适用情况：闭合电路的部分导体 产生感应电流。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 的变化。(2)适用情况：所有 现象。,平面内,磁感线,导线运动的方向,感应电流,切割磁感线,阻碍,磁通量,电磁感应,2.如右图所示，沿x轴y轴有两根长直导线，互相绝缘。x轴上的导线中有x方向的电流，y轴上的导线中有y方向的电流，两虚线是坐标轴所夹角的角平分线。a、b、c、d是四个圆心在虚线上、与坐标原点等距的相同的圆形导线环。当两直导线中的电流从相同大小，以相同的快慢均匀减小时，各导线环中的感应电流情况是()Aa中有逆时针方向的电流Bb中有顺时针方向的电流Cc中有逆时针方向的电流 Dd中有顺时针方向的电流,【解析】在第一和第二象限中，x轴电流产生的磁场方向垂直纸面向里，在第三和第四象限中，x轴电流产生的磁场方向垂直纸面向外。y轴电流产生的磁场在第一和第四象限方向垂直纸面向里，在第二和第三象限方向垂直纸面向外。由此可知，x轴电流与y轴电流产生的磁场在第一和第三象限方向相同，其中第一象限垂直纸面向里，第三象限垂直纸面向外，当电流均匀减小时，磁场均匀减小，所以b环产生顺时针方向的电流，c环产生逆时针方向的电流。而a、d中磁通量总是零，无感应电流产生。【答案】BC,2楞次定律的使用步骤,3楞次定律的推广对楞次定律中”阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因：(1)阻碍原磁通量的变化”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”；(4)阻碍原电流的变化(自感现象)”增反减同”。,4楞次定律与右手定则的比较,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，通过电流计的感应电流方向是()AaGbB先aGb，后bGaCbGaD先bGa，后aGb【解题切点】这类问题先判断穿过线圈的磁通量方向，然后增减情况，根据楞次定律判断感应磁场方向，最后根据安培定则判断感应电流的方向。,【解析】确定原磁场的方向：条形磁铁在穿入线圈的过程中，磁场方向向下。明确回路中磁通量变化的情况：向下的磁通量增加。由楞次定律的”增反减同”可知：线圈中感应电流产生的磁场方向向上。应用右手定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视)，即：从bGa。同理可以判断出条形磁铁穿出线圈过程中，向下的磁通量减小，由楞次定律可得：线圈中将产生顺时针的感应电流(俯视)，电流从aGb。【答案】D,1图中MN、GH为平行导轨，AB、CD为跨在导轨上的两根横杆，导轨和横杆均为导体。有匀强磁场垂直于导轨所在的平面，方向如图。用I表示回路中的电流。则()A当AB不动而CD向右滑动时，I0且沿顺时针方向B当AB向左、CD向右滑动且速度大小相等时，I0C当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时，I0D当AB、CD都向右滑动，且AB速度大于CD时，I0且沿逆时针方向,【解析】当AB不动而CD向右滑动时，I0，但电流方向为逆时针，A错；当AB向左，CD向右滑动时，两杆产生的感应电动势同向，故I0，B错；当AB和CD都向右滑动且速度大小相等时，则两杆产生的感应电动势等值反向，故I0，C正确；当AB和CD都向右滑动，且AB速度大于CD时，I0，但方向为顺时针，D错误。【答案】C,1三个定则的区别,2.相互联系(1)电流可以产生磁场，当电流的磁场发生变化时，也会发生电磁感应现象。(2)感应电流在原磁场中也要受安培力，这是确定感应电流阻碍”相对运动”的依据。(3)有些综合问题中，有时要同时应用三个定则。,右手定则、左手定则和安培定则的区别和应用,如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出。左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab；金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是(),A当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B当金属棒ab向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点为等电势C当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点D当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点【解题切点】解答本题首先要明确磁场的方向，再假设能形成闭合电路，然后用右手定则判断感应电流的电流方向，从而判断电势的高低端。,【解析】当金属棒ab向右匀速运动切割磁感线时，金属棒产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流方向为ab。根据电流从电源(ab相当于电源)正极流出沿外电路回到电源负极的特点，可以判断b点电势高于a点。又左线圈中的感应电动势恒定，则感应电流也恒定，所以穿过右线圈的磁通量保持不变，不产生感应电流，c点与d点等电势，故A错误，B正确。当金属棒ab向右加速运动时，由右手定则可推断ba，电流沿逆时针方向，又由EBlv可知ab导体两端的E不断增大，那么左边电路中的感应电流也不断增大，由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线是沿逆时针方向的，并且磁感应强度不断增强，所以右边电路的线圈中向上的磁通量不断增加。由楞次定律可判断右边电路的感应电流应沿逆时针方向，而在右边电路中，感应电动势仅产生于绕在铁芯上的那部分线圈上，把这个线圈看成电源，由于电流是从c沿内电路(即右线圈)流向d，所以d点电势高于c点，故C错误，D正确。【答案】BD,2一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心。若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空()A由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势下端高B由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势上端高C沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势上端高D沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势,【解析】赤道上方的地磁场方向是由南指向北，根据右手定则，飞机由东向西飞行时，杆下端电势高，而飞机由西向东飞行时，杆上端电势高，故A、B对。若飞机沿经线由南向北或由北向南水平飞行时，杆均不切割磁感线，杆中不会产生感应电动势，故C错、D正确。【答案】ABD,1发现通电导线周围存在磁场的科学家是()A洛伦兹B库仑C法拉第D奥斯特【解析】洛伦兹发现运动电荷在磁场中受磁场力(洛伦兹力)，库仑总结出了库仑定律，法拉第发现了电磁感应现象，奥斯特发现通电导体周围存在磁场。【答案】D,2.如右图所示为地磁场磁感线的示意图。在北半球地磁场的竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航，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1，右方机翼末端处的电势为2，则()A若飞机从西往东飞，1比2高B若飞机从东往西飞，2比1高C若飞机从南往北飞，1比2高D若飞机从北往南飞，2比1高,【解析】对A选项：磁场竖直分量向下，手心向上，拇指指向飞机飞行方向，四指指向左翼末端，故12，A正确。同理，飞机从东往西飞，仍是12，B错。从南往北、从北往南飞，都是12，故C选项正确，D选项错误。【答案】AC,3.如右图所示，开始时矩形线圈平面与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外。若要使线圈中产生感应电流，下列做法中可行的是()A以ab边为轴转动B以bd边为轴转动(转动的角度小于60)C以bd边为轴转动90后，增大磁感应强度D以ac边为轴转动(转动的角度小于60),【解析】以ab边为轴转动角，磁通量由 BS变为 BScos，产生感应电流；以bd边为轴转动(转动的角度小于60)，有效面积不变，磁通量不变，不产生感应电流；以bd边为轴转动90后，增大磁感应强度，没有磁感线穿过线圈，磁通量始终为零，不产生感应电流；以ac边为轴转动角(转动的角度小于60)，有效面积减小，磁通量减小，产生感应电流。应选A、D。,【答案】AD,4电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如右图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是()A从a到b，上极板带正电 B从a到b，下极板带正电C从b到a，上极板带正电 D从b到a，下极板带正电,【解析】在N极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁感线方向向下，磁通量增大，由楞次定律可判定流过线圈的电流方向向下，外电路电流由b流向a，同时线圈作为电源，下端应为正极，则电容器下极板电势高，带正电。D项正确。【答案】D,5一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动。M连接在如图所示的电路中，其中R为滑线变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关。下列情况中，可观测到N向左运动的是()A在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间B在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间C在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时D在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时,【解析】由图可知，A、B中都是通电发生电磁感应，由楞次定律可得，产生的感应电流的磁场要阻碍原磁场的变化，都是产生排斥作用，N将向右运动；而C、D在通电情况下移动滑动变阻器，滑动头向c端移动时，接入电路中的电阻变大，电流变小，由楞次定律可知两者互相吸引，N将向左运动，反之，当滑动头向d移动时，N将向右运动。故只有C项正确。【答案】C,