《系统集成》2011级第一轮复习书稿——第九章电磁感应.doc

选修3-2 第九章　电磁感应 第 1 课时　电磁感应现象　楞次定律 基础知识归纳 1.磁通量 (1)定义：磁感应强度与面积的乘积，叫做穿过这个面的　磁通量　. (2)定义式：　Φ＝BS　. 说明：该式只适用于　匀强　磁场的情况，且式中的S是跟磁场方向垂直的面积；若不垂直，则需取平面在垂直于磁场方向上的　投影面积　，即Φ＝BS＝BSsin θ，θ是S与磁场方向的夹角. (3)磁通量Φ是　标量　，但有正负.Φ的正负意义是：从正、反两面哪个面穿入，若从一面穿入为正，则从另一面穿入为负. (4)单位：　韦伯　，符号：　 Wb　. (5)磁通量的意义：指穿过某个面的磁感线的　条数　. (6)磁通量的变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1，即末、初磁通量之差. ①磁感应强度B不变，有效面积S变化时，则 ΔΦ＝Φ2－Φ1＝BΔS ②磁感应强度B变化，磁感线穿过的有效面积S不变时，则ΔΦ＝Φ2－Φ1＝ΔBS ③磁感应强度B和有效面积S同时变化时，则ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S2－B1S1 2.电磁感应现象 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. (1)产生感应电流的条件：　穿过闭合电路的磁通量发生变化　，即ΔΦ≠0. (2)产生感应电动势的条件：　无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势　. 3.楞次定律 (1)楞次定律：　感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化　.楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便. (2)右手定则 ①适用范围：导线切割磁感线产生感应电动势. ②判定方法：伸开右手，让大拇指与四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过掌心，大拇指指向导线运动的方向，其余四指所指方向即为感应电流的方向. (3)楞次定律的另一种表述 感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种： ①阻碍原磁通量的变化； ②阻碍物体间的相对运动； ③阻碍原电流的变化(自感). 一、产生感应电流和产生感应电动势的条件是否相同 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，回路不闭合，则有感应电动势而无感应电流.产生感应电动势的那部分导体相当于电源. 二、磁通量是标量为什么有正负 任何一个面都有正、反两个面，磁感线从面的正方向穿入时，穿过该面的磁通量为正.反之，则磁通量为负.所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和. 三、如何理解楞次定律中“阻碍”一词 1.谁阻碍谁——感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量. 2.阻碍什么——阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身. 3.如何阻碍——原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”. 4.阻碍的结果——阻碍并不是阻止，结果是增加的最终还得增加，减少的最终还得减少. 典例精析 1.楞次定律阻碍相对运动 【例1】如图甲所示，光滑固定导轨MN、PQ水平放置，两根导体棒a、b平行放于导轨上，形成一个闭合回路.当条形磁铁从高处下落接近回路时(　　)A.导体棒a、b将互相靠拢 B.导体棒a、b将互相远离 C.磁铁的加速度仍为g D.磁铁的加速度小于g 【解析】以N极向下为例： 第一步，原磁场方向：向下(如图乙所示). 第二步，原磁通量变化：增加. 第三步，判断感应电流的磁场方向：感应电流的磁场与原磁场方向相反(向上). 第四步，判断感应电流的方向：利用安培定则确定，俯视为逆时针. 知道了导体棒a、b中的电流方向，就可根据左手定则判断受力方向：a受力向右下方，b受力向左下方，所以导体棒a、b将互相靠拢，同时对导轨的压力增加.根据牛顿第三定律，磁铁受到向上的阻力作用，则加速度小于g.所以选项A、D正确. 【答案】AD 【思维提升】此题若直接利用“阻碍相对运动”容易错误判断为导体棒a、b将互相远离.但仍可用阻碍磁通量变化判断，即磁铁下落，闭合回路磁通量增加，故a、b棒会靠拢. 【拓展1】如图所示，一水平放置的圆形通电线圈1固定，从上向下看电流方向为逆时针方向，另一较小的圆形线圈2从线圈1的正上方下落.在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴，则线圈2从线圈1的正上方下落至线圈1的正下方过程中，从上往下看线圈2( BD ) A.有顺时针方向的感应电流 B.先是顺时针方向，后是逆时针方向的感应电流 C.先是逆时针方向，后是顺时针方向的感应电流 D.在线圈1的上、下两边的加速度都小于g 【解析】线圈1中电流(恒定)建立的磁场方向如图所示.线圈2下落过程中经过线圈1正上方时，磁场向上，且磁通量正在增大，由楞次定律可知，线圈2中产生的感应电流建立的磁场方向应向下，由安培定则可知线圈2中的电