2014高考物理一轮复习总教案111 电磁感应现象 愣次定律 4页

第1课 ‎ 电磁感应现象 愣次定律 一、电磁感应 ‎1．电磁感应现象 只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有电流产生，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．‎ ‎2．产生感应电流的条件：闭合回路中磁通量发生变化 ‎3. 磁通量变化的常见情况 (Φ改变的方式)：[来源:学.科.网]‎ ‎①线圈所围面积发生变化，闭合电路中的部分导线做切割磁感线运动导致Φ变化;其实质也是B不变而S增大或减小 ‎②线圈在磁场中转动导致Φ变化。线圈面积与磁感应强度二者之间夹角发生变化。如匀强磁场中转动的矩形线圈就是典型。‎ ‎③磁感应强度随时间(或位置)变化,磁感应强度是时间的函数；或闭合回路变化导致Φ变化 ‎(Φ改变的结果):磁通量改变的最直接的结果是产生感应电动势,若线圈或线框是闭合的.则在线圈或线框中产生感应电流，因此产生感应电流的条件就是：穿过闭合回路的磁通量发生变化．‎ ‎4.产生感应电动势的条件:‎ 无论回路是否闭合,只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中就有感应电动势产生,产生感应电动势的那部分导体相当于电源.‎ 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,如果回路不闭合，则只能出现感应电动势，‎ 而不会形成持续的电流．我们看变化是看回路中的磁通量变化，而不是看回路外面的磁通量变化 二、感应电流方向的判定 ‎1.右手定则:伸开右手，使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直，大拇指指向导线运动的方向, 四指所指的方向即为感应电流方向(电源).[来源:Zxxk.Com]‎ 用右手定则时应注意：‎ ①主要用于闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时，产生的感应电动势与感应电流的方向判定，‎ ②‎ 右手定则仅在导体切割磁感线时使用，应用时要注意磁场方向、运动方向、感应电流方向三者互相垂直．‎ ③当导体的运动方向与磁场方向不垂直时，拇指应指向切割磁感线的分速度方向．‎ ④若形成闭合回路，四指指向感应电流方向；若未形成闭合回路，四指指向高电势．‎ ⑤“因电而动”用左手定则．“因动而电”用右手定则．‎ ⑥应用时要特别注意：四指指向是电源内部电流的方向(负→正)．因而也是电势升高的方向；即：四指指向正极。‎ 导体切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例，所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的一个特例．用右手定则能判定的，一定也能用楞次定律判定，只是对导体在磁场中切割磁感线而产生感应电流方向的判定用右手定则更为简便．‎ ‎2.楞次定律 ‎(1)楞次定律(判断感应电流方向)：感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化．‎ ‎ (感应电流的) 磁场 (总是) 阻碍 (引起感应电流的磁通量的) 变化 原因产生结果；结果阻碍原因。‎ ‎ (定语) 主语 (状语) 谓语 (补语) 宾语 ‎(2)对“阻碍”的理解 注意“阻碍”不是阻止，这里是阻而未止。阻碍磁通量变化指：‎ 磁通量增加时，阻碍增加(感应电流的磁场和原磁场方向相反，起抵消作用)；‎ 磁通量减少时，阻碍减少(感应电流的磁场和原磁场方向一致，起补偿作用)，简称“增反减同”．[来源:学,科,网Z,X,X,K]‎ ‎(3)楞次定律另一种表达：感应电流的效果总是要阻碍(或反抗)产生感应电流的原因. (F安方向就起到阻碍的效果作用)‎ 即由电磁感应现象而引起的一些受力、相对运动、磁场变化等都有阻碍原磁通量变化的趋势。‎ ‎①阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化；‎ ‎②阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”；‎ ‎③使线圈面积有扩大或缩小的趋势； 有时应用这些推论解题 比用楞次定律本身更方便 ‎④阻碍原电流的变化．‎ 楞次定律 磁通量的变化表述：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。‎ 能量守恒表述： I感的磁场效果总要反抗产生感应电流的原因 ‎①从磁通量变化的角度： 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。‎ ‎②从导体和磁场的相对运动： 导体和磁体发生相对运动时,感应电流的磁场总是阻碍相对运动。‎ ‎③从感应电流的磁场和原磁场： 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化。(增反、减同)‎ ‎④楞次定律的特例──右手定则 楞次定律的多种表述、应用中常见的两种情况：一磁场不变,导体回路相对磁场运动；二导体回路不动,磁场发生变化。‎ 磁通量的变化与相对运动具有等效性：Φ↑相当于导体回路与磁场接近，Φ↓相当于导体回路与磁场远离。‎ ‎(4)楞次定律判定感应电流方向的一般步骤 基本思路可归结为：“一原、二感、三电流”，‎ ‎①明确闭合回路中引起感应电流的原磁场方向如何； ‎ ‎②确定原磁场穿过闭合回路中的磁通量如何变化(是增还是减)‎ ‎③根据楞次定律确定感应电流磁场的方向．‎ ‎④再利用安培定则，根据感应电流磁场的方向来确定感应电流方向．‎ 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 在电磁感应问题中，有一类综合性较强的分析判断类问题，主要讲的是磁场中的闭合电路在一定条件下产生了感应电流，而此电流又处于磁场中，受到安培力作用，从而使闭合电路或电路中可动部分的导体发生了运动.‎ 对其运动趋势的分析判断可有两种思路方法：‎ ①常规法：据原磁场(B原方向及ΔΦ情况)确定感应磁场(B感方向)判断感应电流(I感方向)‎ 导体受力及运动趋势. ‎ ‎②效果法：由楞次定律可知，感应电流的“效果”总是阻碍引起感应电流的“原因”，深刻理解“阻碍”的含义.‎ 据"阻碍"原则，可直接对运动趋势作出判断，更简捷、迅速. (如F安方向阻碍相对运动或阻碍相对运动的趋势)‎ B感和I感的方向判定：楞次定律(右手) 深刻理解“阻碍”两字的含义(I感的B是阻碍产生I感的原因)‎ B原方向?；B原?变化(原方向是增还是减)；I感方向?才能阻碍变化；再由I感方向确定B感方向。‎ 楞次定律的理解与应用 理解楞次定律要注意四个层次:‎ ‎①谁阻碍谁?是感应电流的磁通量阻碍原磁通量;‎ ‎②阻碍什么?阻碍的是磁通量的变化而不是磁通量本身;‎ ‎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,当磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即”增反减同”;‎ ‎④结果如何?阻碍不是阻止,只是延缓了磁通量变化的快慢,结果是增加的还是增加,减少的还是减少.‎ 另外 ①“阻碍”表示了能量的转化关系,正因为存在阻碍作用,才能将其它形式的能量转化为电能;‎ ‎② 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的相对运动.[来源:学&科&网Z&X&X&K]‎ 电磁感应现象中的动态分析：就是分析导体的受力和运动情况之间的动态关系。‎ 一般可归纳为：导体组成的闭合电路中磁通量发生变化导体中产生感应电流导体受安培力作用 导体所受合力随之变化导体的加速度变化其速度随之变化感应电流也随之变化 周而复始地循环，最后加速度小致零(速度将达到最大)导体将以此最大速度做匀速直线运动 ‎“阻碍”和“变化”的含义 原因产生结果；结果阻碍原因。‎ 感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，而不是阻碍引起感应电流的磁场。‎ 因此，不能认为感应电流的磁场的方向和引起感应电流的磁场方向相反。‎ 产生 产生 阻碍 磁通量变化 感应电流 感应电流的磁场