内容正文:
物 理
第十一章 电磁感应
第1讲 电磁感应现象、楞次定律
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磁感线
Φ=BS sin θ
闭合
磁通量
闭合
磁通量
感应电流
阻碍
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×
√
√
×
√
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1.知道电磁感应现象的产生条件并会分析解决实际问题。
2.会根据楞次定律判断感应电流的方向,会应用楞次定律的推论分析问题。
3.能够综合应用安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律解决实际问题。
【知识总览】
【微点辨析】
(1)闭合电路内只要有磁通量,就有感应电流产生。( )
(2)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关。( )
(3)线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没有感应电流产生。( )
(4)由楞次定律知,感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。( )
(5)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化。( )
考点 eq \a\vs4\al(1) 电磁感应现象、感应电流的产生和方向判断(互动共研)
1.产生感应电流的三种情况
2.用楞次定律判断感应电流方向
(1)楞次定律中“阻碍”的含义:
(2)应用楞次定律的思路:
3.用右手定则判断感应电流方向
该方法只适用于导体切割磁感线产生的感应电流,注意三个要点:
(1)掌心——磁感线穿入;
(2)拇指——指向导体运动的方向;
(3)四指——指向感应电流的方向。
[例1] 如图所示,两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是( )
A.同时增大B1减小B2
B.同时减小B1增大B2
C.同时以相同的变化率增大B1和B2
D.同时以相同的变化率减小B1和B2
解析 当同时增大B1减小B2时,通过金属圆环的总磁通量增加,且方向垂直纸面向里,根据楞次定律知,感应电流产生的磁场方向应为垂直纸面向外,根据右手螺旋定则知,此时金属圆环中产生逆时针方向的感应电流,A项错误;同理,当同时减小B1增大B2时,金属圆环中产生顺时针方向的感应电流,B项正确;当同时以相同的变化率增大或减小B1和B2时,金属圆环中的总磁通量没有变化,仍然为0,金属圆环中无感应电流产生,C、D项均错误。
答案 B
1.下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情境,导体ab上的感应电流方向为a→b的是( )
解析 ab棒顺时针转动,运用右手定则,磁感线穿过手心,拇指指向顺时针方向,则导体ab上的感应电流方向为a→b,故A正确;ab棒向纸外运动,运用右手定则时,磁感线穿过手心,拇指指向纸外,则ab棒上的感应电流方向为b→a,故B错误;导体框向右运动,ab边切割磁感线,由右手定则可知,导体ab上的感应电流方向为b→a,故C错误;ab棒沿导轨向下运动,由右手定则判断知导体ab上的感应电流方向为b→a,故D错误。
2.[楞次定律与右手定则的综合应用]如图所示,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直,金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是( )
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 金属杆PQ突然向右运动,由右手定则可知,PQRS中有沿逆时针方向的感应电流,由于感应电流产生的磁场与原磁场方向相反,则穿过圆环形金属线框T中的磁通量减小,由楞次定律可知,T中有沿顺时针方向的感应电流,故选项D正确。
答案 D
考点 eq \a\vs4\al(2) 楞次定律的推广应用(方法模型)
类型一 增缩减扩
内容
使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”
注意:此结论只适用于磁感线单方向穿过回路的情境
例证
P、Q是光滑固定导轨,a、b是可动金
属棒,磁体下移,a、b靠近,面积减小
B减小,线圈扩张
[例2] (多选)(2022·娄底质检)如图甲所示,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方固定一螺线管Q,P和Q共轴,Q中的电流i随时间t变化的规律如图乙所示,取图甲中电流方向为正方向,P所受的重力为G,桌面对P