广东省高中物理第一轮总复习 第10章第1讲电磁感应现象 楞次定律 粤教 新课标.ppt
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1、2021/8/8 星期日1内容内容要求要求说明说明电磁感应现象电磁感应现象磁通量磁通量法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律楞次定律楞次定律自感、涡流自感、涡流2021/8/8 星期日2重重点点集集中中在在两两个个定定律律:楞楞次次定定律律的的核核心心在在于于“阻阻碍碍”,真真正正理理解解了了“阻阻碍碍”,就就真真正正掌掌握握了了这这个个定定律律.利利用用楞楞次次定定律律判判断断感感应应电电流流的的方方向向为为每每年年高高考考的的必必考考内内容容;法法拉拉第第电电磁磁感感应应定定律律关关键键在在于于“变变化化”,真真正正理理解解了了“变变化化”,就就真真正正掌掌握握了了整整个个定定律律.感感应应
2、电电动动势势的的计计算算,为为每每年年高高考考的的必必考考内内容容.新新课课标标要要求求学学生生了了解解发发现现电电磁磁感感应应现现象象的的过过程程,从从科科学学家家艰艰苦苦探探索索的的生生动动事事例例中中,受受到到情情感感态态度度与价值观的熏陶;同时强调学生的探究过程与价值观的熏陶;同时强调学生的探究过程.2021/8/8 星期日3电电磁磁感感应应与与力力学学、电电学学相相结结合合的的问问题题是是本本章章的的难难点点.这这种种问问题题与与受受力力分分析析、物物理理过过程程的的分分析析、牛牛顿顿定定律律、能能量量和和动动量量、闭闭合合电电路路的的欧欧姆姆定定律律等等知知识识相相结结合合的的综综
3、合合应应用用.同同时时本本章章有有部部分分命命题题与与图图象象有有关关,因因此此要要注注意意运运用用数数学学工工具具解解决决物物理理问问题题的的方方法法和和技技巧巧在在此此的的应应用用.该该章章与与生生活活、社社会会、科科技技各各方方面面联联系系密密切切,对对日日光光灯灯原原理理、磁磁悬悬浮浮原原理理、电电磁磁阻阻尼尼、超超导导技技术术应应用用等等知知识识要要有有一一定定的的认认识识,预预测测今今后后仍仍会会在在这这方方面面出出题题.2021/8/8 星期日41.以以“楞楞次次定定律律和和法法拉拉第第电电磁磁感感应应定定律律”为为复复习习中中心心,全全面面总总结结其其规规律律,学学会会分分析析
4、、应用解决实际问题应用解决实际问题.感感应应电电流流方方向向的的判判定定;感感应应电电动动势势的的计计算算.为为每每年年高高考考的的必必考考内内容容,明明年年乃乃至至多多年年后后仍仍将将是是全全国国及及各各地地频频繁繁考考查查的的热热点点.只只有有真真正正理理解解和和掌掌握握了了楞楞次次定定律律和和法法拉拉第第电电磁磁感感应应定定律才能以不变应万变,这是本章的备考策略律才能以不变应万变,这是本章的备考策略.2021/8/8 星期日52.以以“知知识识形形成成”为为学学习习核核心心,讲讲究究学学习习方方法法.判判断断感感应应电电流流的的方方法法有有楞楞次次定定律律和和右右手手定定则则,它它们们本
5、本质质虽虽然然相相同同,但但是是在在不不同同的的环环境境条条件件下下应应会会选选用用不不同同的的方方法法解解决决问问题题;注注意意右右手手定定则则、左左手手定定则则、安安培培定定则则的的区区别别;特特别别注注意意杆杆、环环切切割割磁磁感感线线时时与与受受力力分分析析结结合合找找出出其其运运动动规规律律,从从而而转转化化为为力力、电电、能能的的知知识识来来解解决决.养养成成良良好好的的分分析析习习惯惯,提提高高知知识识的的转化和迁移能力转化和迁移能力.2021/8/8 星期日6现象现象应用应用电电磁磁感感应应电磁感应现象电磁感应现象电磁感应现象电磁感应现象产生感应电流的条件产生感应电流的条件感应
6、电流的方向感应电流的方向右手定则右手定则楞次定律楞次定律感应电动势的大小感应电动势的大小直导线在匀强磁直导线在匀强磁场中切割磁感线场中切割磁感线平动切割平动切割转动切割转动切割线圈转动线圈转动法拉第电磁感应定律:法拉第电磁感应定律:自感现象自感现象2021/8/8 星期日72021/8/8 星期日8电电磁磁感感应应现现象象是是由由磁磁生生电电的的现现象象,要要掌掌握握产产生生感感应应电电流流的的条条件件这这个个知知识识点点就就要要把把握握一一个个“变变”字字,只只有有磁磁通通量量发发生生了了变变化化,闭闭合合回回路路中中才才会会产产生生感感应应电电流流.楞楞次次定定律律中中就就要要理理解解“阻
7、阻碍碍”一一词词,是是什什么么在在阻阻碍碍?在在阻阻碍碍什什么么?理理解解了了“阻阻碍碍”,关关于于楞楞次次定定律律的的问题就不再是难题了问题就不再是难题了.2021/8/8 星期日9一、电磁感应现象一、电磁感应现象1.电电磁磁感感应应现现象象:在在磁磁场场中中的的导导体体产产生生感感应电动势和感应电流的现象应电动势和感应电流的现象.2.产生感应电流的条件:产生感应电流的条件:。.穿过闭合电路穿过闭合电路的磁通量发生变化的磁通量发生变化2021/8/8 星期日103.电电磁磁感感应应的的本本质质:电电磁磁感感应应的的本本质质是是磁磁生生电电.当当一一段段导导体体在在磁磁场场中中切切割割磁磁感感
8、线线运运动动,导导体体中中的的电电荷荷受受到到力力而而沿沿着着导导体体运运动动,如如果果导导体体没没有有接接入入电电路路,则则电电荷荷将将在在导导体体两两端端堆堆积积,导导体体两两端端存存在在电电压压,如如果果导导体体接接入入电电路路,则则闭闭合合回回路路中中将将存存在在感感应应电电流流;当当一一闭闭合合线线圈圈在在磁磁场场中中(线线圈圈平平面面与与磁磁场场方方向向不不平平行行),由由于于磁磁场场强强弱弱的的变变化化而而引引起起线线圈圈磁磁通通量量的的变变化化,从从而而在在线线圈圈中中产产生生感感应应电电流流,这这种种现现象象可可以以根根据据麦克斯韦的电磁场理论来解释麦克斯韦的电磁场理论来解释
9、.洛伦兹洛伦兹2021/8/8 星期日11二、楞次定律二、楞次定律1.楞楞次次定定律律的的内内容容:感感应应电电流流具具有有这这样样的的方向,即感应电流的磁场总要阻碍方向,即感应电流的磁场总要阻碍。.2.对楞次定律的正确理解对楞次定律的正确理解第第一一,楞楞次次定定律律的的核核心心内内容容是是“阻阻碍碍”二二字字,这这恰恰恰恰表表明明楞楞次次定定律律实实质质上上就就是是能能的的转转化化和守恒定律在电磁感应现象中的特殊表达形式和守恒定律在电磁感应现象中的特殊表达形式引起感引起感应电流的磁通量的变化应电流的磁通量的变化2021/8/8 星期日12第第二二,这这里里的的“阻阻碍碍”,并并非非是是阻阻
10、碍碍引引起起感感应应电电流流的的原原磁磁场场,而而是是阻阻碍碍原原磁磁场场磁磁通通量量的变化;的变化;第第三三,正正因因阻阻碍碍的的是是“变变化化”,所所以以,当当原原磁磁场场的的磁磁通通量量增增加加(或或减减少少)而而引引起起感感应应电电流流时时,则则感感应应电电流流的的磁磁场场必必与与原原磁磁场场反反向向(或或同同向向)而而阻阻碍碍其其磁磁通通量量的的增增加加(或或减减少少),概概括括起来就是,增加则反向,减少则同向起来就是,增加则反向,减少则同向.2021/8/8 星期日133.楞次定律的应用步骤楞次定律的应用步骤明明确确引引起起感感应应电电流流的的原原磁磁场场在在被被感感应应的回路上的
11、方向;的回路上的方向;搞搞清清原原磁磁场场穿穿过过被被感感应应的的回回路路中中的的磁磁通量增减情况;通量增减情况;根根据据楞楞次次定定律律确确定定感感应应电电流流的的磁磁场场的的方向;方向;运用安培定则判断出感应电流的方向运用安培定则判断出感应电流的方向.2021/8/8 星期日144.楞次定律的灵活运用楞次定律的灵活运用在在一一些些由由于于某某种种相相对对运运动动而而引引起起感感应应电电流流的的电电磁磁感感应应现现象象中中,如如运运用用楞楞次次定定律律从从“感感应应电电流流的的磁磁场场总总是是阻阻碍碍引引起起感感应应电电流流的的原原磁磁场场的的磁磁通通量量变变化化”出出发发来来判判断断感感应
12、应电电流流方方向向,往往往往会会比比较较困困难难,对对于于这这样样的的习习题题,在在运运用用楞楞次次定定律律时时,一一般般可可以以灵灵活活处处理理,考考虑虑到到原原磁磁场场的的磁磁通通量量变变化化又又是是由由相相对对运运动动而而引引起起的的,于于是是可可以以从从“感感应应电电流流的的磁磁场场阻阻碍碍相相对对运运动动”出出发发来来判判断断.2021/8/8 星期日15三、自感现象三、自感现象自自感感现现象象作作为为一一种种特特殊殊的的电电磁磁感感应应现现象象,是是由由于于流流过过导导体体自自身身的的电电流流的的变变化化而而引引起起的的,由由楞楞次次定定律律知知,产产生生的的感感应应电电动动势势(
13、自自感感电电动动势势)又又必必将将阻阻碍碍着着电电流流的的这这一一变变化化,正正是是由由于于这这种种阻阻碍碍,使使得得自自感感现现象象具具备备一一个个重重要要的的特特征征:自自感感现现象象中中引引起起自自感感电电动动势势产产生生的的电电流流变变化化,一一般只能是逐渐变化而不可能发生突变般只能是逐渐变化而不可能发生突变.2021/8/8 星期日16四、几种定则、定律的适用范围四、几种定则、定律的适用范围定则、定律定则、定律适用的基本物理现象适用的基本物理现象安培定则安培定则判断电流判断电流(运动电荷运动电荷)的磁场方向的磁场方向左手定则左手定则判断磁场对电流判断磁场对电流(运动电荷运动电荷)的作
14、用力方向的作用力方向右手定则右手定则判判断断闭闭合合电电路路的的一一部部分分做做切切割割磁磁感感线线的的运动时产生的感应电流方向运动时产生的感应电流方向楞次定律楞次定律判判断断闭闭合合电电路路的的一一部部分分做做切切割割磁磁感感线线运运动动时时,或或者者是是穿穿过过闭闭合合电电路路的的磁磁通通量量发发生变化时产生的感应电流的方向生变化时产生的感应电流的方向2021/8/8 星期日17主题主题(1)(1)理解产生感应电流的条件理解产生感应电流的条件(单单选选)关关于于产产生生感感应应电电流流的的条条件件,下下面面说说法法正确的是正确的是()A.任何导体在磁场中运动都产生感应电流任何导体在磁场中运
15、动都产生感应电流B.只只要要导导体体在在磁磁场场中中做做切切割割磁磁感感线线运运动动时时,导导体中都能产生感应电流体中都能产生感应电流C.闭闭合合电电路路的的一一部部分分导导体体,在在磁磁场场里里做做切切割割磁磁感线运动时,导体中就会产生感应电流感线运动时,导体中就会产生感应电流D.闭闭合合电电路路的的一一部部分分导导体体,在在磁磁场场里里沿沿磁磁感感线线方向运动时,导体中就会产生感应电流方向运动时,导体中就会产生感应电流C2021/8/8 星期日18产生感应电流的条件产生感应电流的条件产产生生感感应应电电流流的的条条件件是是闭闭合合电电路路中中的的磁磁通通量量发发生生变变化化.A选选项项显显
16、然然错错误误;B选选项项中中导导体体没没有有接接入入电电路路中中,不不能能形形成成感感应应电电流流;D选选项项中中导导体体沿沿磁磁感感线线运运动动,闭闭合合回回路路中中磁磁通通量量没没发发生生变变化化,B、D选选项项均均错错误误,C选选项项正正确确.把把握握感感应应电电流流的的产产生生条条件件一一定定是是闭合回路中的磁通量发生变化闭合回路中的磁通量发生变化.2021/8/8 星期日19 (双双选选)关关于于闭闭合合电电路路中中线线圈圈的的感感应应电电动动势势E、磁磁通通量量F F,磁磁通通量量的的变变化化量量D DF F及及磁磁通通量量变变化化率率 、线线圈圈的的匝匝数数N之之间间的的关关系系
17、,下列说法正确的是下列说法正确的是()AF F=0时,时,E可能最大可能最大BF F很大时,很大时,E可能很小可能很小C.=0时,时,E可能不等于可能不等于0DN很多,很多,F F一定很大,故一定很大,故E也一定很大也一定很大AB2021/8/8 星期日20 感感应应电电动动势势和和磁磁通通量量的的变变化化率率成成正正比比,不不是是和和磁磁通通量量的的多多少少成成正正比比例例如如,有有一一个个线线圈圈在在匀匀强强磁磁场场中中匀匀速速转转动动,当当线线圈圈平平面面转转到到和和磁磁场场垂垂直直,即即线线圈圈内内磁磁通通量量达达到到最最大大时时,它它的的变变化化率率却却最最小小,这这时时感感应应电电
18、动动势势为为零零而而当当线线圈圈转转到到和和磁磁场场平平行行,即即穿穿过过线线圈圈的的磁磁通通量量为为零零时时,磁磁通通量量的的变变化化率率却却达达到到最最大大,这这时时产产生生的的感感应应电电动动势势达达到最大值到最大值F F与与N无关无关2021/8/8 星期日21 (单单选选)在在水水平平面面上上有有一一个个不不规规则则的的多多边边形形导导线线框框,面面积积为为S=20cm2,在在竖竖直直方方向向加加以以如如图图1011所所示示的的磁磁场场,则则下列说法正确的是下列说法正确的是()图图1011 A前前2s内内穿穿过过线线框框的的磁磁通通量量的的变变化量为化量为D DF F=0 B前前1s
19、内内穿穿过过线线框框的的磁磁通通量量的的变变化量为化量为D DF F=30Wb2021/8/8 星期日22C第第2s内内穿穿过过线线框框的的磁磁通通量量的的变变化化量为量为D DF F=3103WbD第第2s内内穿穿过过线线框框的的磁磁通通量量的的变变化化量为量为D DF F=1103Wb2021/8/8 星期日23 由由题题意意可可知知:刚刚开开始始时时磁磁感感应应强强度度为为1.5T,竖竖直直向向上上,在在1s内内均均匀匀减减小小到到零零,第第2s内内反反向向增增大大到到1.5T,因因此此前前 2s磁磁 通通 量量 的的 变变 化化 量量 为为D DF F=|B2SB1S|=6 103Wb
20、;第第一一个个1s内内和和第第二二个个1s内内磁磁通通量量的的变变化化量量都都为为3103Wb.选选项项A的的错错误误在在于于忽忽视视了了磁磁通通量量的的正正负负号号选选项项BD计算出错故选项计算出错故选项C正确正确C2021/8/8 星期日24主主题题(2)(2)感感应应电电流流方方向向的的判判断断右右手定则手定则导导线线切切割割磁磁感感线线时时所所产产生生的的感感应应电电流流的的方方向向可可以以通通过过右右手手定定则则进进行行判判断断,四四指指与与大大拇拇指指垂垂直直,磁磁感感线线穿穿过过手手心心,大大拇拇指指方方向向与与导导线线运运动动方方向向一一致致,四四指指方方向向与与电电流方向相同
21、流方向相同.2021/8/8 星期日25(单单选选)两两条条平平行行虚虚线线之之间间存存在在匀匀强强磁磁场场,虚虚线线间间的的距距离离为为l,磁磁场场方方向向垂垂直直纸纸面面向向里里.abcd是是位位于于纸纸面面内内的的梯梯形形线线圈圈,ad与与bc间间的的距距离离也也为为l.t=0时时刻刻,bc边边与与磁磁场场区区域域边边界界重重合合(如如图图1012).现现令令线线圈圈以恒定以恒定图图1012 的速度的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域场区域.2021/8/8 星期日26取取沿沿abcda的的感感应应电电流流方方向向为为正正,则则在在线线圈圈穿穿越
22、越磁磁场场区区域域的的过过程程中中,感感应应电电流流I随时间随时间t变化的图线可能是变化的图线可能是()B2021/8/8 星期日27右手定则右手定则当当bc进进入入磁磁场场时时,根根据据右右手手定定则则可可以以判判断断电电流流方方向向是是adcb,与与规规定定的的正正方方向向相相反反,则则排排除除A、C两两个个选选项项,当当bc边边出出了了磁磁场场而而ad边边还还在在磁磁场场中中时时,根根据据右右手手定定则则可可以以判判断断电电流流方方向向为为abcd,为为正正方方向向,则排除则排除D选项,选项,B选项是正确的选项是正确的.2021/8/8 星期日28通通过过右右手手定定则则判判断断感感应应
23、电电流流方方向向就就能能选选出出正正确确答答案案,至至于于电电流流的的变变化化就就要要将将在在磁磁场场中中切切割割磁磁感感线线的的部部分分进进行行等等效效,当当ad未未进进入入磁磁场场时时,bc边边加加上上ab边边的的部部分分和和cd边边的的部部分分等等效效的的长长度度越越来来越越长长,则则产产生生的的感感应应电电流流越越来来越越大大,因因此此,在在ad边边进进入入磁磁场场前前,电电流流越越来来越越大大;同同理理,bc边边离离开开磁磁场场,ad边边在在磁磁场场中中时时,等等效效长度也越来越长,电流也越来越大长度也越来越长,电流也越来越大.根据右手定则判断电流的方向要准确根据右手定则判断电流的方
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