人教版高中物理选修3第1讲电磁感应现象楞次定律精编版课件.ppt

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1、选修选修3-2第九第九章章电电 磁磁 感感 应应第第1讲电磁感应现象楞次定律讲电磁感应现象楞次定律聚焦聚焦一个一个热点热点抓住抓住三个三个考点考点备选视频展台备选视频展台突破突破三个三个考向考向 随堂随堂基础演练基础演练第第1讲讲电磁感应电磁感应现象现象楞次定律楞次定律 1.磁通量磁通量 2.电磁感应现象电磁感应现象 3.楞次定律楞次定律状元微博状元微博1.电磁感应现象是否发生的判断电磁感应现象是否发生的判断2.楞次定律的理解及应用楞次定律的理解及应用3.楞次定律、右手定则、左手定则、安培楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综合应用定则的综合应用命题热点命题热点13 电磁感应现象和楞次定律

2、电磁感应现象和楞次定律1.命题专家评述命题专家评述 阅卷老师叮咛阅卷老师叮咛2.典例典例 预测预测2第九章第九章 电磁感应电磁感应备选多媒体展台备选多媒体展台1.法拉第发现电磁感应现象法拉第发现电磁感应现象2.磁通量的概念磁通量的概念3.感应电动势与哪些因素有关感应电动势与哪些因素有关4.电磁感应电磁感应-动生电动势动生电动势5.电磁感应电磁感应-感生电动势感生电动势6.电动机线圈转动时产生的感应电动机线圈转动时产生的感应电动势电动势7.磁阻尼实验现象分析磁阻尼实验现象分析显示显示/隐藏隐藏 01抓住三个考点抓住三个考点【思维驱动思维驱动】如图所示，在条形磁铁外套有如图所示，在条形磁铁外套有A

3、、B两个大小不同的圆环，穿过两个大小不同的圆环，穿过A环的磁通量环的磁通量A与穿过与穿过B环的磁通环的磁通量量B相比较相比较()AAB BAB.故正确答故正确答案为案为A.答案答案A【知识存盘知识存盘】1概念：在磁感应强度为概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方的匀强磁场中，与磁场方向向_的面积的面积S与与B的的乘积乘积2公式：公式：_.3单位：单位：1 Wb_.4公式的适用条件：公式的适用条件：匀强磁场；匀强磁场；磁感线的方磁感线的方向与平面垂直，即向与平面垂直，即BS.垂直垂直BS1 T m2思考：思考：1.磁通量虽然是标量，磁通量虽然是标量，却有正负之分（却有正负之分（）2.磁通量

4、与线圈的匝数无关磁通量与线圈的匝数无关（）解析解析/显隐显隐 01抓住三个考点抓住三个考点【思维驱动思维驱动】如图所示，一个矩形线框从匀强如图所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场中，然后再从磁场中穿出磁场中，然后再从磁场中穿出已知匀强磁场区域的宽度已知匀强磁场区域的宽度L大于大于线框的高度线框的高度h，下列说法正确的，下列说法正确的是是()A线框只在进入和穿出磁场的线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生过程中，才有感应电流产生B线框从进入到穿出磁场的整线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生个过程中，都有感应电流产生C线框在进

5、入和穿出磁场的过线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能转化成电能程中，都是机械能转化成电能D整个线框都在磁场中运动时，整个线框都在磁场中运动时，机械能转化成电能机械能转化成电能 考纲点击考纲点击 2.2.电磁感应现象电磁感应现象解析解析/显隐显隐解析解析产生感应电流的条件产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发是穿过闭合回路的磁通量发生变化，线框全部在磁场中生变化，线框全部在磁场中时，磁通量不变，不产生感时，磁通量不变，不产生感应电流，故选项应电流，故选项B、D错误错误线框进入和穿出磁场的过线框进入和穿出磁场的过程中磁通量发生变化，产生程中磁通量发生变化，产生了感应电流，故选项了感应电流，

6、故选项A正确正确在产生感应电流的过程中在产生感应电流的过程中线框消耗了机械能，故选项线框消耗了机械能，故选项C正确正确.答案答案AC 01抓住三个考点抓住三个考点【知识存盘知识存盘】1电磁感应现象电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量当穿过闭合电路的磁通量_时，电路中有时，电路中有_产生产生的现象的现象2产生感应电流的条件产生感应电流的条件(1)条件：穿过闭合电路的磁通量条件：穿过闭合电路的磁通量_(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做_运动运动.3产生电磁感应现象的实质产生电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生电磁感应现象的实质是产生_，如果回路闭合则

7、产生，如果回路闭合则产生_；如果回路不闭合，则只有；如果回路不闭合，则只有_，而，而无无_.发生变化发生变化感应电流感应电流发生变化发生变化切割磁感线切割磁感线感应电动势感应电动势感应电流感应电流感应电动势感应电动势感应电流感应电流【思维驱动思维驱动】01抓住三个考点抓住三个考点如图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线如图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放处同时释放(各线框下落过程中不翻转各线框下落过程中不翻转)，则以

8、下说法正确的是，则以下说法正确的是()A三者同时落地三者同时落地 B甲、乙同时落地，丙后落地甲、乙同时落地，丙后落地C甲、丙同时落地，乙后落地甲、丙同时落地，乙后落地 D乙、丙同时落地，甲后落地乙、丙同时落地，甲后落地 考纲点击考纲点击 3.3.楞次定律楞次定律解析解析甲是铜线框，在下落过程中产生感应电流，所受的安培力甲是铜线框，在下落过程中产生感应电流，所受的安培力阻碍它的下落，故所需的时间长；乙没有闭合回路，丙是塑料线阻碍它的下落，故所需的时间长；乙没有闭合回路，丙是塑料线框，故都不会产生感应电流，它们做自由落体运动，故框，故都不会产生感应电流，它们做自由落体运动，故D正确正确答案答案D

9、解析解析/显隐显隐 01抓住三个考点抓住三个考点楞次定律楞次定律【知识存盘知识存盘】01抓住三个考点抓住三个考点本栏内容本栏内容 结束结束状元微博状元微博规规律律适用范适用范围围基本基本现现象象安培定安培定则则左手定左手定则则右手定右手定则则楞次定律楞次定律三定则一定律三定则一定律电流的磁效应电流的磁效应运动电荷、电流产生磁场运动电荷、电流产生磁场磁场力磁场力磁场对运动电荷磁场对运动电荷电流的作用电流的作用电磁感应电磁感应部分导体做切割磁感线运动部分导体做切割磁感线运动闭合回路的磁通量变化闭合回路的磁通量变化【典例典例1】如图所示，一通电螺线管如图所示，一通电螺线管b放在闭合金属线圈放在闭合金

10、属线圈a内，螺内，螺线管的中心轴线恰和线圈的一条直径线管的中心轴线恰和线圈的一条直径MN重合要使线圈重合要使线圈a中产生中产生感应电流，可采用的方法有感应电流，可采用的方法有()A使通电螺线管中的电流发生变化使通电螺线管中的电流发生变化B使螺线管绕垂直于线圈平面且过线使螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动圈圆心的轴转动C使线圈使线圈a以以MN为轴转动为轴转动D使线圈绕垂直于使线圈绕垂直于MN的直径转动的直径转动 02突破三个考向突破三个考向考向一考向一 电磁感应现象是否发生的判断电磁感应现象是否发生的判断 转转 解析解析产生感应电流的条件有两点：产生感应电流的条件有两点：1.a线圈闭合线

11、圈闭合.2.a线圈中的磁通量发生变化线圈中的磁通量发生变化.解析解析题中图示位置无论螺线管中的电流怎样发生变化，均无题中图示位置无论螺线管中的电流怎样发生变化，均无磁感线穿过线圈平面，磁通量始终为零，故无感应电流产生，磁感线穿过线圈平面，磁通量始终为零，故无感应电流产生，选项选项A错误错误若螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动，穿过线圈若螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动，穿过线圈的磁通量始终为零，故无感应电流产生，选项的磁通量始终为零，故无感应电流产生，选项B错误错误若线圈若线圈a以以MN为轴转动，穿过线圈的磁通量始终为零，故无感为轴转动，穿过线圈的磁通量始终为零，故无感应电流

12、产生，选项应电流产生，选项C错误错误若线圈绕垂直于若线圈绕垂直于MN的直径转动，穿过线圈的磁通量会发生变化，的直径转动，穿过线圈的磁通量会发生变化，故有感应电流产生，选项故有感应电流产生，选项D正确正确答案答案D 02突破三个考向突破三个考向转转 原题原题电磁感应现象是否发生判断流程电磁感应现象是否发生判断流程02突破三个考向突破三个考向【借题发挥借题发挥】审题视角审题视角判定各种操作情况判定各种操作情况下，铜环中是否有下，铜环中是否有磁通量变化磁通量变化.02突破三个考向突破三个考向【变式跟踪变式跟踪1】如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电

13、键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环铜环A，下列各种情况中铜环，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是中没有感应电流的是()A线圈中通以恒定的电流线圈中通以恒定的电流B通电时，使滑动变阻器的滑片通电时，使滑动变阻器的滑片P匀速移动匀速移动C通电时，使滑动变阻器的滑片通电时，使滑动变阻器的滑片P加速移动加速移动D将电键突然断开的瞬间将电键突然断开的瞬间 解析解析当线圈中通恒定当线圈中通恒定电流时，产生的磁场为电流时，产生的磁场为稳恒磁场，通过铜环稳恒磁场，通过铜环A的磁通量不发生变化，的磁通量不发生变化，不会产生感应电流不会产生

14、感应电流答案答案A解析解析/显隐显隐02突破三个考向突破三个考向楞次定律中楞次定律中“阻碍阻碍”的含义的含义 考向二楞次定律的理解及应用考向二楞次定律的理解及应用 02突破三个考向突破三个考向转转 解析解析审题导析审题导析1.条形磁铁穿过线圈的条形磁铁穿过线圈的过程可分解为两个分过过程可分解为两个分过程：穿入线圈过程、穿程：穿入线圈过程、穿出线圈过程出线圈过程.2.在穿入线圈过程中在穿入线圈过程中,确确定磁铁磁场的方向定磁铁磁场的方向.2.磁铁穿入的过程中磁铁穿入的过程中,明明确线圈回路中磁通量的确线圈回路中磁通量的变化情况变化情况.3.由楞次定律的由楞次定律的“增反增反减同减同”判定感应电流

15、产判定感应电流产生的磁场方向生的磁场方向.4.应用右手定则判断感应用右手定则判断感应电流的方向应电流的方向.【典例典例2】某实验小组用如图所示的实某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律当条形磁铁自验装置来验证楞次定律当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是的感应电流方向是()AaGbB先先aGb，后，后bGaCbGaD先先bGa，后，后aGb I感感I感感NS解析解析确定原磁场的方向：条形磁铁在穿入线圈的过程中，确定原磁场的方向：条形磁铁在穿入线圈的过程中，磁场方向向下磁场方向向下明确回路中磁通量的变化情况：线圈中向下的磁通量增加明

16、确回路中磁通量的变化情况：线圈中向下的磁通量增加由楞次定律的由楞次定律的“增反减同增反减同”可知：线圈中感应电流产生的磁可知：线圈中感应电流产生的磁场方向向上场方向向上应用右手定则可以判断感应电流的方向为逆时针应用右手定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视俯视)即：即：bGa.同理可以判断：条形磁铁穿出线圈的过程中，向下的磁通量减同理可以判断：条形磁铁穿出线圈的过程中，向下的磁通量减小，由楞次定律可得线圈中将产生顺时针方向的感应电流小，由楞次定律可得线圈中将产生顺时针方向的感应电流(俯俯视视)，电流从，电流从aGb.答案答案D 02突破三个考向突破三个考向转转 原题原题应用应用“程序法程序法

17、”解题的解题的注意事项注意事项“程序法程序法”是分析、解决是分析、解决物理问题的一种常见方法，物理问题的一种常见方法，在使用在使用“程序法程序法”处理问处理问题时，需注意以下两点：题时，需注意以下两点：根据题目类型制定一个根据题目类型制定一个严谨、简洁的解题程序；严谨、简洁的解题程序；在分析和解决问题时，在分析和解决问题时，要严格按照解题程序进行，要严格按照解题程序进行，这样可以规范解题过程、这样可以规范解题过程、减少失误、节约解题时间减少失误、节约解题时间 02突破三个考向突破三个考向【借题发挥借题发挥】判断感应电流方向的判断感应电流方向的“四步法四步法”右手定则右手定则掌心掌心磁感线垂直穿

18、入，磁感线垂直穿入，拇指拇指指向导体运动的方向，指向导体运动的方向，四指四指指向感应电流的方向指向感应电流的方向楞次定律的推广楞次定律的推广对楞次定律中对楞次定律中“阻碍阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果总是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因：阻碍产生感应电流的原因：(1)阻碍原磁通量的变化阻碍原磁通量的变化“增反减同增反减同”；(2)阻碍相对运动阻碍相对运动“来拒去留来拒去留”；(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势使线圈面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩增缩减扩”；(4)阻碍原电流的变化阻碍原电流的变化(自感现象自感现象)“增反减同增反减同”02突破三个考向突破三个考向【

19、变式跟踪变式跟踪2】如图所示，通电螺如图所示，通电螺线管左侧和内部分别静止吊一导体线管左侧和内部分别静止吊一导体环环a和和b，当滑动变阻器，当滑动变阻器R的滑动触的滑动触头头c向左滑动时向左滑动时().Aa向左摆，向左摆，b向右摆向右摆Ba向右摆，向右摆，b向左摆向左摆Ca向左摆，向左摆，b不动不动Da向右摆，向右摆，b不动不动 02突破三个考向突破三个考向解析解析通电螺线管内部的磁场近似为匀强磁场当滑动变阻器通电螺线管内部的磁场近似为匀强磁场当滑动变阻器R的滑动触头的滑动触头c向左滑动时，电路中的电流变大，螺线管产生的磁向左滑动时，电路中的电流变大，螺线管产生的磁场逐渐增强，穿过场逐渐增强，

20、穿过a的磁通量变大，根据楞次定律可知，的磁通量变大，根据楞次定律可知，a向左摆向左摆动；动；b处于螺线管内部，其周围的磁场为匀强磁场，方向水平向处于螺线管内部，其周围的磁场为匀强磁场，方向水平向左，圆环中虽然也产生感应电流，但根据左手定则可判断出，安左，圆环中虽然也产生感应电流，但根据左手定则可判断出，安培力与培力与b在同一个平面内，产生的效果是使圆环面积缩小，并不在同一个平面内，产生的效果是使圆环面积缩小，并不使其摆动，所以使其摆动，所以C项正确项正确答案答案C 解析解析/显隐显隐02突破三个考向突破三个考向考向考向三楞次定律、右手定则三楞次定律、右手定则左手定则、安培定则的综合应用左手定则

21、、安培定则的综合应用 转转 解析解析【典例典例3】如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作在外力的作用下运动时，用下运动时，MN向右运动则向右运动则PQ所做的运动可能是所做的运动可能是()A向右加速运动向右加速运动B向左加速运动向左加速运动C向右减速运动向右减速运动D向左减速运动向左减速运动 此条件为解题的关键条件此条件为解题的关键条件.由此判定由此判定MN受安培力作用受安培力作用MN感感应电流的方向应电流的方向L1中感应电流的方中感应电流的方向向L2中

22、电流的可能大小及方向中电流的可能大小及方向PQ可能的运动情况可能的运动情况02突破三个考向突破三个考向转转 原题原题02突破三个考向突破三个考向【借题发挥借题发挥】“三个定则与一个定律三个定则与一个定律”的规范应用的规范应用1一般解题步骤一般解题步骤(1)分析题干条件，找出闭合电路或切割磁感线的导体棒分析题干条件，找出闭合电路或切割磁感线的导体棒(2)结合题中的已知条件和待求量的关系选择恰当的规律结合题中的已知条件和待求量的关系选择恰当的规律(3)正确地利用所选择的规律进行分析和判断正确地利用所选择的规律进行分析和判断2应用区别应用区别关键是抓住因果关系关键是抓住因果关系(1)因电而生磁因电而

23、生磁(IB)安培定则；安培定则；(2)因动而生电因动而生电(v、BI)右手定则；右手定则；(3)因电而受力因电而受力(I、BF安安)左手定则左手定则本栏内容本栏内容 结束结束02突破三个考向突破三个考向【变式跟踪变式跟踪3】如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导线当导线MN在导轨上向右加速滑动时，正对电磁铁在导轨上向右加速滑动时，正对电磁铁A的圆形金属的圆形金属环环B中中()A有感应电流，且有感应电流，且B被被A吸引吸引B无感应电流无感应电流C可能有，也可能没有感应电流可能有，也可能没有感应电流D有感应电流，且有感应电流，且B被被A排斥排斥 解

24、析解析MN向右加速滑动，根据右手定则，向右加速滑动，根据右手定则，MN中的电流方向从中的电流方向从NM，且大小在逐渐变大，根据安培定则知，电磁铁，且大小在逐渐变大，根据安培定则知，电磁铁A的左端的左端为为N极，且磁场强度逐渐增强，根据楞次定律知，极，且磁场强度逐渐增强，根据楞次定律知，B环中的感应环中的感应电流产生的内部磁场方向向右，电流产生的内部磁场方向向右，B被被A排斥故排斥故D正确正确.答案答案D 解析解析/显隐显隐命题专家评述命题专家评述考情分析考情分析2012年全国各地的高考卷中，年全国各地的高考卷中，对电磁感应现象和楞次定律对电磁感应现象和楞次定律的考查有的考查有5处处高考题型高考

25、题型：选择题：选择题高考预测高考预测2014年对电磁感应现象和楞年对电磁感应现象和楞次定律可能还会单独命题，次定律可能还会单独命题，也可能容纳到计算题中也可能容纳到计算题中 03聚焦一个热点聚焦一个热点命题热点命题热点13 电磁感应现象和楞次定律电磁感应现象和楞次定律 阅卷教师叮咛阅卷教师叮咛 易失分点易失分点1不能正确确定所研究的回不能正确确定所研究的回路路2对楞次定律中的对楞次定律中的“阻碍阻碍”理解不透理解不透3不能灵活选用楞次定律推不能灵活选用楞次定律推广的规律广的规律4分不清感应电流的磁场和分不清感应电流的磁场和原磁场的关系原磁场的关系.典例典例 (2012课标，课标，20)如图示如

26、图示,一载流长直导线和一矩形一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧线框在长直导线右侧,且其长且其长边与长直导线平行边与长直导线平行.已知在已知在t0到到tt1的时间间隔内的时间间隔内,直直导线中电流导线中电流i发生某种变化发生某种变化,而线框中的感应电流总是沿而线框中的感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右设电流后水平向右设电流i正方向与图中箭头所示方向相同正方向与图中箭头所示方向相同,则则i随时间随时间t变化的图线可能是变化的图线可能是()03聚焦一个热点聚焦一个热点

27、转转 审题审题03聚焦一个热点聚焦一个热点【教你审题教你审题】转转 原题原题转转 解析解析读题读题关键词关键词：线框中的电流总：线框中的电流总沿顺时针沿顺时针得出线框左边的得出线框左边的电流方向电流方向分析分析关键词关键词：安培力的合力先：安培力的合力先水平向左、后水平向右水平向左、后水平向右线框合力的方向取决于线框线框合力的方向取决于线框左边受力的方向左边受力的方向判断判断由左手定则判断通电导线由左手定则判断通电导线右侧的磁场方向应垂直纸面右侧的磁场方向应垂直纸面,先向里后向外；先向里后向外；由安培定则可判官出导线由安培定则可判官出导线中电流的方向先正方向中电流的方向先正方向,后负后负方向方

28、向结论结论(自己得出吧自己得出吧)也可以用也可以用“同向电流互相吸同向电流互相吸引，反向电流互相排斥引，反向电流互相排斥”来来判断直导线中电流的方向判断直导线中电流的方向.F解析解析因通电导线周围的磁场离导线越近磁场越强，而线框中因通电导线周围的磁场离导线越近磁场越强，而线框中左右两边的电流大小相等，方向相反，所以受到的安培力左右两边的电流大小相等，方向相反，所以受到的安培力方向相反方向相反.导线框的左边受到的安培力大于导线框的右边受到的安培力，导线框的左边受到的安培力大于导线框的右边受到的安培力，所以合力与左边导线框受力的方向相同所以合力与左边导线框受力的方向相同因为线框受到的安培力的合力先

29、水平向左，后水平向右，根据因为线框受到的安培力的合力先水平向左，后水平向右，根据左手定则，导线框处的磁场方向先垂直纸面向里，后垂直左手定则，导线框处的磁场方向先垂直纸面向里，后垂直纸面向外，根据右手螺旋定则，导线中的电流先为正，后纸面向外，根据右手螺旋定则，导线中的电流先为正，后为负，所以选项为负，所以选项A正确，选项正确，选项B、C、D错误错误答案答案A 03聚焦一个热点聚焦一个热点转转 原题原题转转 审题审题03聚焦一个热点聚焦一个热点转转 解析解析注意应用楞次定律、机械能注意应用楞次定律、机械能守恒定律、能量守恒定律解守恒定律、能量守恒定律解答问题答问题.本栏内容本栏内容 结束结束03聚焦一个热点聚焦一个热点转转 原题原题完成创新设计完成创新设计 05活页规范训练活页规范训练本讲内容结束