内容正文:
[思维诊断]
(1)磁通量虽然是标量,但有正、负之分.( )
(2)磁通量与线圈的匝数无关.( )
(3)当导体切割磁感线运动时,导体中一定产生感应电流.( )
(4)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场的磁通量的变化.( )
√
√
×
×
√
考点一 电磁感应现象的判断
1.产生感应电流的条件
(1)闭合回路;(2)磁通量发生变化.
2.磁通量发生变化的三种常见情况
(1)磁场强弱不变,回路面积改变;
(2)回路面积不变,磁场强弱改变;
(3)回路面积和磁场强弱均不变,但二者的相对位置发生改变.
[例1] 在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是( )
A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化
B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化
C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化
D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化
√
[解析] 闭合回路中没有磁通量变化,不可能产生感应电流,A、B两项错误;往闭合线圈中插入条形磁铁会产生感应电流,但只是瞬时电流,等到相邻房间观察时,感应电流已经消失,C项错误;接电源的线圈在通电或断电时,会使接电流表的线圈中的磁通量发生变化,产生感应电流,D项正确.
[答案] D
变式训练1 如图中能产生感应电流的是( )
【解析】 A中线圈没闭合,没有感应电流;B中磁通量增大,有感应电流;C中导线在圆环的正上方,不论电流如何变化,穿过线圈的磁感线相互抵消,磁通量恒为零,也无电流;D中的回路磁通量恒定,无感应电流.
【答案】 B
考点二 楞次定律的理解和应用
1.楞次定律中“阻碍”的含义:
(1)谁阻碍谁:感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量变化.
(2)阻碍什么:阻碍的是磁通量变化,而不是阻碍磁通量本身.
(3)如何阻碍:当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;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)阻碍效果:阻碍并不是阻止,只是延缓了原磁通量的变化,这种变化将继续进行.
2.楞次定律与能量守恒:楞次定律在本质上就是能量守恒在电磁感应现象中的体现,发生电磁感应现象时,感应电流所受安培力会阻碍产生感应电流的原因,因此必须有外力克服安培力做功,而克服安培力做功的过程就是将其他形式的能量转化成电能的过程.
3.应用楞次定律判断感应电流方向的步骤:
(1)明确研究对象:确定研究的是哪一个闭合回路.
(2)分析原因:分析该回路中原磁通量的变化情况.
(3)增反减同:根据感应电流的磁场总阻碍原磁通量的变化来判定感应电流磁场的方向.
(4)方向判定:根据安培定则由感应电流磁场方向判定感应电流方向.
[例2] 如图所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块( )
A.在P和Q中都做自由落体运动
B.在两个下落过程中的机械能都守恒
C.在P中的下落时间比在Q中的长
D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大
[解析] 小磁块在铜管P中下落时,铜管中产生感应电流,根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场阻碍小磁块的下落,小磁块的机械能不守恒,A、B两项错误;小磁块在塑料管Q中下落时不会产生感应电流,小磁块的机械能守恒,不难分析知,小磁块在Q中的运动时间短,落至底部时的速度大,C项正确,D项错误.
[答案] C
变式训练2 如图所示,均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置,当a绕O点在其所在平面内旋转时,b中产生顺时针方向的感应电流,且具有收缩趋势,由此可知,圆环a( )
A.顺时针加速旋转
B.顺时针减速旋转
C.逆时针加速旋转
D.逆时针减速旋转
考点三 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应用
1.规律比较
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
电磁感应
部分导体做切
割磁感线运动
右手定则
闭合回路磁通量变化
楞次定律
2.应用区别
关键是抓住因果关系:
(1)因电而生磁(I→B)→安培定则.
(2)因动而生电(v、B→I感)→右手定则.
(3)因电而受力(I、B→F安、F洛)→左手定则.
电磁三定则简记:力左电右安生磁
3.相互联系
(1)应用楞次定律,必然要用到安培定则.
(2)感应电流受到的安培力,有时可以先用右手定则确定电流方向,再用左手定则确定