考纲展示 1.电磁感应现象Ⅰ 2.磁通量Ⅰ 3.法拉第电磁感应定律Ⅱ 4.楞次定律Ⅱ 5.自感、涡流Ⅰ 说明:1.导体切割磁感线时,感应电动势的计算, 只限于l垂直于B、v的情况. 2.在电磁感应现象里,不要求判断内电路中各点 电势的高低. 3.不要求用自感系数计算自感电动势.
第一节 电磁感应现象 楞次定律
热点视角 1.感应电流的产生条件、方向判断和电动势的简单计算,磁感应强度、磁通量、电动势、电压、电流随时间变化的图象,以及感应电动势、感应电流随线框位移变化的图象,是高频考点,以选择题为主.2.滑轨类问题、线框穿越有界匀强磁场、电磁感应中的能量转化等综合问题,能很好地考查考生的能力,备受命题专家的青睐.
一、磁通量
01______. 1.概念:磁感应强度B与面积S的□2.计算
02____. (1)公式:Φ=□03______磁场中的有效面积. (2)适用条件:①匀强磁场;②S是□04________. (3)单位:韦伯(Wb),1 Wb=□05______. 3.意义:穿过某一面积的磁感线的□06______,但有正、负. 4.标矢性:磁通量是□二、电磁感应 1.电磁感应现象
07________发生变化时,当穿过闭合电路的□电路中有电流产生,这种现象称为电磁感应
现象.
2.产生感应电流的条件
08____________. (1)条件:穿过闭合电路的磁通量□09______________运动. (2)特例:闭合电路的一部分导体在磁场内做□3.能量转化
10______. 发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为□?特别提醒: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
11______引起感应电流的□12________的变化. (1)内容:感应电流的磁场总要□
(2)适用情况:所有的电磁感应现象. 2.右手定则
13______,并且都与手掌在同一个□14(1)内容:伸开右手,使拇指与其余四个手指□15____________的方向,________,让磁感线从掌心进入,并使拇指指向□这时四指所指的方
向就是感应电流的方向.
16________________产生感应电流.,1.(单选) (2)适用情况:□
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
2.(单选)如图所示,小圆圈表示处于磁场中的闭合电路一部分导线的横截面,速度v在纸面内.关于感应电流的有无及方向的判断正确的是( )
A.甲图中有感应电流,方向向外 B.乙图中有感应电流,方向向外 C.丙图中无感应电流
D.丁图中a、b、c、d四位置上均无感应电流
3.(多选)如图,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布.一铜制圆环用丝线悬挂于O点,将圆环拉至位置a后无初速释放,在圆环从a摆向b的过程中( )
A.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 B.感应电流方向一直是逆时针 C.安培力方向始终与速度方向相反 D.安培力方向始终沿水平方向
电磁感应现象的判断
判断电路中能否产生感应电流的一般流程:
(单选)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B
D.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°) [尝试解答] ________
[总结提升] 判断能否产生电磁感应现象,关键是看回路的磁通量是否发生了变化.磁通量的变化量ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式,主要有:
(1)S、θ不变,B改变,这时ΔΦ=ΔB·Ssin θ; (2)B、θ不变,S改变,这时ΔΦ=ΔS·Bsin θ;
(3)B、S不变,θ改变,这时ΔΦ=BS(sin θ2-sin θ1).
1.
(多选)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
楞次定律的理解及应用
1.楞次定律中“阻碍”的含义
2.应用楞次定律判断感应电流方向的步骤
(单选)长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动,如图甲所示.长直导
线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的交流电:i=Imsin ωt,i-t图象如图乙所示.规定沿长直导线方向向上的电流为正方向.关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向,下列说法正确的是( )
A.由顺时针方向变为逆时针方向 B.由逆时针方向变为顺时针方向
C.由顺时针方向变为逆时针方向,再变为顺时针方向 D.由逆时针方向变为顺时针方向,再变为逆时针方向
[思路点拨] 分析直线电流的变化情况,明确在一个周期内: (1)穿过线框的磁通量的变化:
________________________________________________________________________. (2)感应电流的磁场方向变化:
________________________________________________________________________. (3)感应电流的方向变化:
________________________________________________________________________. [尝试解答] ________
2.(多选)下列各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,其中正确的是( )
“一定律三定则”的综合应用
1.“三个定则与一个定律”的适用情况 名称 基本现象 应用的定则或定律 电流的磁效应 运动电荷、电流产生磁场 安培定则 磁场对电流的作用 磁场对运动电荷、电流有作用力 左手定则 部分导体做切割磁感线运动 右手定则 电磁感应 闭合回路磁通量变化 楞次定律 2.三个定则的因果关系
三个定则容易相混,特别是左、右手易错用,抓住因果关系是关键: (1)因电而生磁(I→B)→安培定则; (2)因动而生电(v、B→I)→右手定则; (3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则.
(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的左边有一闭合电路,当PQ在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 [尝试解答] ________ 3.(多选)
B.向左加速运动 D.向左减速运动
如图所示,金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引( )
A.向右做匀速运动 B.向左做减速运动 C.向右做减速运动 D.向右做加速运动
楞次定律的推广应用
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