内容正文:
专题12 电磁感应
考点内容
要求
考情
电磁感应现象
b
2022·北京卷·11、2022·江苏卷·5、2023·浙江1月选考·7
2023·江苏卷·8、2022·全国甲卷·16、2020·浙江7月选考·12
2021·浙江1月选考·21、2021·全国甲卷·21、2023·广东卷·14
2023·浙江6月选考·21、2023·浙江1月选考·20、2022·全国乙卷·24
2021·浙江6月选考·21、2023·全国卷新课标·13
2023·湖南卷·14、2023·上海卷·19、2023·北京卷·18
2023·北京卷·5、2021·北京卷·11
右手定则与楞次定律
c
法拉第电磁感应定律
d
切割磁感线产生的电动势
b
互感和自感
b
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
b
学
习
目
标
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、右手定则判断感应电流的方向
3.理解法拉第电磁感应定律,会应用公式进行有关计算,会计算导体切割磁感线产生的感应电动势.
4.了解自感现象、涡流、电磁驱动和电磁阻尼.
5.掌握电磁感应中电路问题的求解方法,会计算电磁感应电路问题中电压、电流、电荷量、热量等物理量
6.会用动力学知识分析电磁感应问题,会用功能关系和能量守恒解决电磁感应中的能量问题.
知识点01 电磁感应现象 3
一、电磁感应现象及感应电流 3
二、产生感应电流的条件 3
三、楞次定律 3
四、右手定则 5
五、“三定则、一定律”的应用 6
知识点02 法拉第电磁感应定律 6
一、感应电动势 6
二、法拉第电磁感应定律 7
三、导体切割磁感线的感应电动势 8
四、电磁感应中的电路问题 10
五、电磁感应现象中的力学问题 14
六、电磁感应中能量转化问题 16
七、动量定理在电磁感应中的应用 22
八、电磁感应中图像问题 23
九、杆、导轨模型 25
知识点03 电磁感应现象及其应用 35
一、互感现象 35
二、自感现象 35
三、涡流现象 36
四、电磁阻尼 37
五、电磁驱动 38
六、日光灯工作原理 38
知识点01 电磁感应现象
一、电磁感应现象及感应电流
当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.产生的电流叫做感应电流.
二、产生感应电流的条件
穿过闭合电路的磁通量发生变化,即.
【技巧点拨】电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合,则有感应电流,回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.
三、楞次定律
1.内容:感应电流的磁场,总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.
【技巧点拨】楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定,而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况,此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便.
2.对楞次定律的理解
①谁阻碍谁———感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量.
②阻碍什么———阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身.
③如何阻碍———原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即“增反减同”.
④阻碍的结果———阻碍并不是阻止,结果是增加的还增加,减少的还减少.
3.楞次定律的另一种表述:感应电流总是阻碍产生它的那个原因,表现形式有三种:
①阻碍原磁通量的变化;②阻碍物体间的相对运动;③阻碍原电流的变化(自感).
4.适用范围:一切电磁感应现象.
5.应用楞次定律的思路
①原磁场:原磁场的方向
②原磁通量:原磁场磁通量的变化
③感应磁场:通过楞次定律判断感应电流的磁场方向
④感应电流:通过安培定则判断感应电流的方向
6.楞次定律的推论:(实质上都是以不同的方式阻碍磁通量的变化)
①“增反减同”: 阻碍原磁通量变化
例如:磁铁靠近线圈,B感与B原方向相反
②“来拒去留”: 阻碍相对运动
例如:
磁铁靠近,是斥力 磁铁远离,是引力
③“增缩减扩”: 使回路面积有扩大或缩小的趋势
例如:P、Q是光滑固定导轨,a、b是可动金属棒,磁铁下移,a、b靠近
④“增离减靠”: 使闭合线圈远离或靠近磁体
例如:当开关S闭合时,左环向左摆动、右环向右摆动,远离通电线圈
⑤“增反减同”: 自感电动势阻碍原电流的变化
例如:合上S,B先亮
【实战演练】
(2022·北京卷·11)如图所示平面内,在通有图示方向电流I的长直导线右侧,固定一矩形金属线框abcd,ad边与导线平行.调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加,则( )
A.线框中产生的感应电流方向为a→b→c→d→a
B.线框中产生的感应电流逐渐增大
C.线框a