高中物理电磁感应课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,高三电磁感应第一课时,电磁感应-楞次定律,高三电磁感应第一课时电磁感应-楞次定律,知识结构,知识结构,2,一、磁通量,1,、定义：,若一个平面与磁场方向垂直，则磁感应强度,B,与面积,S,的乘积，称为,穿过这个面的,磁通量。,2,、定义式：,=BS,适用条件：,匀强磁场、,SB,一般计算式：,=BSsin,或：,=BS,或：,=B,S,磁通量可理解为穿过一个面的磁感线条数。如图：,3,、标量，单位：韦伯（,Wb,）,1Wb=1Tm,2,最大,较小,=0,平面图,一、磁通量1、定义：若一个平面与磁场方向垂直，则磁感应强度B,3,思考,1,：哪些情况可以引起磁通量的变化？,a,b,d,c,由一般计算式：,=BS sin,(1)B,变：,=,BS,(2)S,变：,=B,S,(3),变：,思考,2,：如上图，若磁感应强度为,B,，面积为,S,，则以,cd,为轴转过,90,，磁通量变化量为多少？转过,180,磁通量变化量是多少？转过,360,磁通量变化量为多少？,思考1：哪些情况可以引起磁通量的变化？abdc由一般计算式：,4,二、电磁感应现象条件,1,、产生感应电流的条件？,不论采用什么方法，只要穿过,闭合电路,的磁通量发生,变化,，闭合电路中就产生电流,(,感生电流,),。,注意：决定有无电流产生的条件是,磁通量,是否变化,，不是有无磁场，也不是磁场是否变化。,二、电磁感应现象条件1、产生感应电流的条件？不论采用,5,以下情况都发生了电磁感应现象,:,以下情况都发生了电磁感应现象:,6,例：带负电的圆环绕圆心旋转，在环的圆心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面内，则,A,只要圆环在转动，小线圈内部一定有感应电流产生,B,圆环不管怎样转动，小线圈内都没有感应电流产生,C,圆环在作变速转动时，小线圈内就一定有感应电流产生,D,圆环作匀速转动时，小线圈内没有感应电流产生,C D,例：带负电的圆环绕圆心旋转，在环的圆心处有一闭合小线圈，小线,7,2,、产生感应电动势的条件？,电磁感应现象的本质是：,产生了感应电动势（,变,或切割）,V,a,b,v,2、产生感应电动势的条件？电磁感应现象的本质是：V a,8,三、感应电流的方向,1,、特殊方法：,右手定则,用于导线切割,磁感线的情形。,注意左手定则与右手定则的使用情景,.,I,V,F,I,三、感应电流的方向1、特殊方法：注意左手定则与右手定则的使用,9,例：在下列四幅图中，磁感强度,B,、,感应电流强度,I,、,导线的运动速度,V,等三个物理量中只给出两个，试判断出第三个物理量方向。(已知:三个物理量互相垂直）,V,I,B,V,I,V,I,B,（无感生电流）,例：在下列四幅图中，磁感强度B、感应电流强度I、导线的运动速,10,图示,使图中的矩形线圈,abcd,向右穿出磁场，求,.框架中的感生电流方向；,.,cd,边受到的磁场力的方向；,.要想导线框向右做匀速运动,必须对导线施加,什么方向的外力？,a,b,c,d,V,图示,使图中的矩形线圈abcd向右穿出磁场，求.,11,2,、普适方法：,楞次定律,内容：,“四步法”,判断感应电流方向：,a,、明确原磁场,B,方向,b,、明确磁通量的变化（是增还是减）,c,、判断感应电流的磁场,B,的方向,d,、安培定则判断感应电流的方向,感应电流的磁场总是要,阻碍,磁通量的变化,。,例（,1996,年全国）一平面线圈用细杆悬于,P,点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动，已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置,和位置,时，顺着磁场的方向看去，线圈中的感应电流的方向分别为,位置,位置,（,A,）逆时针方向 逆时针方向,（,B,）逆时针方向 顺时针方向,（,C,）顺时针方向 顺时针方向,（,D,）顺时针方向 逆时针方向,2、普适方法：楞次定律“四步法”判断感应电流方向：感应电流的,12,1,、阻碍不是阻止，而是延缓，即磁通量变化的时间变长了。,2,、阻碍的对象是原磁通量变化，而不一定是原磁场的变化。,3,、阻碍不是相反,当原磁通量,减小,时，感应电流的磁场与原磁场,同向,，以阻碍其减小；当磁体远离导体运动时，导体运动将和磁体运动同向，以阻碍其相对运动,当原磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁场反向，以阻碍其增大；当磁体靠近导体运动时，导体运动将和磁体运动同向，以阻碍其相对运动,即增反减同,增减指,，反同指,。,4,、由于“阻碍”，为了维持原磁场的变化，必须有外力克服这一“阻碍”而做功，从而导致其它形式的能转化为电能因此楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体现,“阻碍”二字的理解,1、阻碍不是阻止，而是延缓，即磁通量变化的时间变长了。“阻碍,13,N,S,v,0,如图所示，闭合导体环固定。条形磁铁,S,极向下以初速度,v,0,沿过导体环圆心的竖直线下落的过程中，导体环中的感应电流方向如何？,若将条形磁铁改为 磁单极子,N?,N S v0 如图所示，闭合导体环固定。,14,V,请分析下列电磁感应现象中所受磁场力的作用效果？,I,变大,愣次定律的另一种表述,：感应电流的效果总要反抗产生感应电流的原因,P,Q,V,V请分析下列电磁感应现象中所受磁场力的作用效果？I愣次定律的,15,用条形磁铁分别去接近,A,或,B,会看到什么现象？,a,b,当导体棒,ab,匀速向右运动时，线圈,C,处于什么状态？若匀加速呢？匀减速呢？,c,阻碍,磁通量的,变化,用条形磁铁分别去接近A或B会看到什么现象？ab当导体棒ab匀,16,例：如图，要使小线圈向右摆动，导体,ab,应,（线圈平面与铁芯垂直）。,A,、向右加速运动,B,、向右减速运动,C,、向左加速运动,D,、向左减速运动,a,b,BD,判断闭合电路（或电路中可动部分导体）相对运动类问题的分析策略,常规法：,效果法：（等效法）,例：如图，要使小线圈向右摆动，导体ab应（线圈平面与铁芯垂直,17,五、电磁感应现象中的,能量转化,既然有感应电流产生，就产生电能。那必定有其他形式的能减少。,注：要实现能量的转化，条件是,一定要有闭合回路，,形成感应电流。,其它能 电能,转化为,五、电磁感应现象中的能量转化 既然有感应电流产,18,电磁阻尼：,相对运动，产生感应电流，从而阻碍相对运动，使运动迅速停止。,若环不闭合？,电磁阻尼的本质是利用电磁感应现象快速消耗机械能,电磁阻尼：若环不闭合？电磁阻尼的本质是利用电,19,1,、如图，线圈,A,中接有如图所示电源，线圈,B,有一半面积处在线圈,A,中，两线圈平行但不接触，则当开关,S,闭和瞬间，线圈,B,中的感应电流的情况是：,A,无感应电流,B,有沿顺时针的感应电流,C,有沿逆时针的感应电流,D,无法确定,练习,C,1、如图，线圈A中接有如图所示电源，线圈B有一半面积处在线圈,20,例：在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈,M,相接，如图所示导轨上放一根导线,ab，,磁感线垂直于导轨所在平面欲使,M,所包围的小闭合线圈,N,产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动可能是,A,匀速向右运动,B,加速向右运动,C,匀速向左运动,D,加速向左运动,ab,向右减速，或向左加速,这是,楞次定律的逆向应用,、培养,逆向思维能力,。,D,例：在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相,21,练习：如图所示，要使,Q,线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有,A,闭合开关,K,B,闭合开关,K,后，把,R,的滑动方向右移,C,闭合开关,K,后，把,P,中的铁心从左边抽出,D,闭合开关,K,后，把,Q,靠近,P,AD,练习：如图所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有,22,图中,导体,ab,向右匀速运动,问,:,1,、此过程发生了什么现象，为什么？,2,、能使导体,ab,发生匀速运动，需要拉力吗？为什么？,四、电磁感应现象中的“,因,”与“,果,”,磁通量变化,产生感应电流,受磁场力,图中,导体ab向右匀速运动,问:2、能使导体ab发生匀速运动,23,2,、如图所示，,O,1,O,2,是矩形导线框,abcd,的对称轴，其左方有匀强磁场。以下哪些情况下,abcd,中有感应电流产生？方向如何？,A.,将,abcd,向纸外平移,B.,将,abcd,向右平移,C.,将,abcd,以,ab,为轴转动,60 D.,将,abcd,以,cd,为轴转动,60,解：,A,、,C,两种情况下穿过,abcd,的磁通量没有发生变化，无感应电流产生。,B,、,D,两种情况下原磁通向外，减少，感应电流磁场向外，感应电流方向为,abcd,。,a d,b c,O,1,O,2,2、如图所示，O1O2是矩形导线框abcd的对称轴，其左方,24,3,、如图所示装置中，,cd,杆原来静止。当,ab,杆做如下那些运动时，,cd,杆将向右移动？,A.,向右匀速运动,B.,向右加速运动,C.,向左加速运动,D.,向左减速运动,O,1,O,2,4,、如图所示，当磁铁绕,O,1,O,2,轴匀速转动时，矩形导线框（不考虑重力）将如何运动？,c a,d b,L,2,L,1,BD,3、如图所示装置中，cd杆原来静止。当ab 杆做如下那些运动,25,O,1,a,O,2,b,7,、如图所示，在条形磁铁从图示位置绕,O,1,O,2,轴转动,90,的过程中，放在导轨右端附近的金属棒,ab,将如何移动？,O1 aO2 b7、如图所示，在条形磁铁从图示,26,O,B,8,、如图所示，用丝线悬挂闭合金属环，悬于,O,点，虚线左边有匀强磁场，右边没有磁场。金属环的摆动会很快停下来。试解释这一现象。若整个空间都有向外的匀强磁场，会有这种现象吗？,A,B,S,k,D,C,9,、如图所示是生产中常用的一种,延时继电器,的示意图。铁芯上有两个线圈,A,和,B,。线圈,A,跟电源连接，线圈,B,的两端接在一起，构成一个闭合电路。在拉开开关,S,的时候,弹簧,k,并不能立即将衔铁,D,拉起，从而使触头,C,（连接工作电路）立即离开，过一段时间后触头,C,才能离开；延时继电器就是这样得名的。试说明这种继电器的工作原理。,O B 8、如图所示，用丝线悬挂闭合金属环，悬于O点，虚,27,10,、如图所示是家庭用的“漏电保护器“的关键部分的原理图，其中,P,是一个变压器铁芯，入户的两根电线”（火线和零线）采用双线绕法，绕在铁芯的一侧作为原线圈，然后再接入户内的用电器。,Q,是一个脱扣开关的控制部分（脱扣开关本身没有画出，它是串联在本图左边的火线和零线上，开关断开时，用户的供电被切断），,Q,接在铁芯另一侧副线圈的两端,a,、,b,之间，当,a,、,b,间没有电压时，,Q,使得脱扣开关闭合，当,a,、,b,间有电压时，脱扣开关即断开，使用户断电。,（,1,）用户正常用电时，,a,、,b,之间有没有电压？,（,2,）如果某人站在地面上，手误触火线而触电，脱扣开关是否会断开？为什么？,Q,a,b,P,10,、如图所示是家庭用的,“漏电保护器“,的关键部分的原理图，其中,P,是一个变压器铁芯，入户的两根电线”（火线和零线）采用双线绕法，绕在铁芯的一侧作为原线圈，然后再接入户内的用电器。,Q,是一个脱扣开关的控制部分（脱扣开关本身没有画出，它是串联在本图左边的火线和零线上，开关断开时，用户的供电被切断），,Q,接在铁芯另一侧副线圈的两端,a,、,b,之间，当,a,、,b,间没有电压时，,Q,使得脱扣开关闭合，当,a,、,b,间有电压时，脱扣开关即断开，使用户断电。,（,1,）用户正常用电时，,a,、,b,之间有没有电压？,（,2,）如果某人站在地面上，手误触火线而触电，脱扣开关是否会断开？为什么？,Q,a,b,P,10、如图所示是家庭用的“漏电保护器“的关键部分的原理图，其,28,