内容正文:
[巩固层·知识整合]
[体系构建]
[核心速填]
1.电磁感应现象产生的条件是闭合回路磁通量发生变化.
2.感应电流方向的判断
(1)楞次定律的应用步骤:明确原磁场的方向和磁通量的增减,由楞次定律确定感应电流磁场的方向,再用右手螺旋定则确定感应电流方向.
(2)右手定则适合判定导体棒切割磁感线产生的感应电流的方向.
3.感应电动势大小的计算
(1)法拉第电磁感应定律:E=n,适合求电动势的平均值.
(2)导体棒切割磁感线时,若B、L、v三者相互垂直.E=BLv,适合求E的瞬时值.
4.自感现象与日光灯
(1)自感现象的定义:线圈自身电流发生变化而产生的电磁感应现象.
(2)日光灯中镇流器作用:启动时形成瞬时高压,工作时降压限流.
5.涡流现象与电磁灶
涡流的定义:块状金属在变化的磁场中产生的涡旋状感应电流.
[提升层·能力强化]
楞次定律的理解与应用
1.感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.感应电流的磁场方向不一定与原磁场方向相反,只有在磁通量增加时两者才相反,而在磁通量减少时两者是同向的.
2.“阻碍”并不是“阻止”,而是“延缓”,回路中的磁通量变化的趋势不变,只不过变化得慢了.
圆形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图11所示的电路.若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列表述正确的是( )
【导学号:53932046】
A.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流
B.穿过线圈a的磁通量变小
C.线圈a有扩张的趋势
D.线圈a对水平桌面的压力FN将增大
思路点拨:①由滑片向下滑动分析电路电流的变化;②由楞次定律判断感应电流方向及线圈对桌面压力的变化.
D [通过螺线管b的电流如图所示,根据安培定则判断出螺线管b所产生的磁场方向在线圈a中竖直向下,滑片P向下滑动,接入电路的电阻减小,电流增大,所产生的磁场的磁感应强度增大,根据楞次定律可知,a线圈中所产生的感应电流的磁场方向竖直向上,再由安培定则可得线圈a中的电流方向为俯视逆时针方向,A错误;由于螺线管b中的电流增大,所产生的磁感应强度增大,线圈a中的磁通量应变大,B错误;根据楞次定律可知,线圈a有缩小的趋势,线圈a对水平桌面的压力将增大,C错误,D正确.]
[一语通关] 楞次定律的推广——四个拓展:从能的转化与守恒的本质上看,楞次定律还可以广义地表述为:感应电流的“效果”总是反抗(或阻碍(引起感应电流的“原因”,常见的拓展应用有四种:
(1(阻碍原磁通量(或原磁场(的变化;
((2(阻碍导体的相对运动;
(3(通过改变线圈面积(扩大或缩小(来“反抗”原磁通量的变化;
(4(阻碍原电流的变化(自感现象(.
[针对训练]
1.一长直铁心上绕有一固定线圈M,铁心右端与一木质圆柱密接,木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质圆柱上无摩擦移动,M连接在如图12所示的电路中,其中R为滑动变阻器,E1和E2为直流电源,S为单刀双掷开关,下列情况中,可观测到N向左运动的是( )
A.在S断开的情况下,S向a闭合的瞬间
B.在S断开的情况下,S向b闭合的瞬间
C.在S已向a闭合的情况下,将R的滑片向c端移动时
D.在S已向a闭合的情况下,将R的滑片向d端移动时
C [金属环N向左运动,说明穿过N的磁通量在减少,说明线圈M中的电流在减少,只有选项C符合.]
电磁感应中的图像问题
对图像的分析,应做到:
(1)明确图像所描述的物理意义;
(2)明确各种物理量正、负号的含义;
(3)明确斜率的含义;
(4)明确图像和电磁感应过程之间的对应关系.
如图13所示,三条平行虚线位于纸面内,中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度等大反向.菱形闭合导线框ABCD位于纸面内且对角线AC与虚线垂直,磁场宽度与对角线AC长均为d,现使线框沿AC方向匀速穿过磁场,以逆时针方向为感应电流的正方向,则从C点进入磁场到A点离开磁场的过程中,线框中电流i随时间t的变化关系可能是( )
思路点拨:根据楞次定律和安培定则分析各阶段电流方向,根据切割有效长度的变化分析电流大小的变化,利用排除法分析.
D [导线框ABCD在进入左边磁场时,由楞次定律和安培定则可以判断出感应电流的方向应为正方向,选项B、C不可能;当导线框ABCD一部分在左磁场区,另一部分在右磁场区时,回路中的最大电流要加倍,方向与刚进入时的方向相反,选项D可能,选项A不可能.]
[一语通关] 电磁感应中图像类选择题的两个常见解法
(1(排除法:定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小(、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化(,特别是物理量的正负,排除错误的选项.
(2(函数法:根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关