高二楞次定律专题
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楞次定律1.磁通量 ⑴ 定义 如图,设在磁感应强度为B 的匀强磁场中,有一个与磁场方向垂直的平面,其面积为S ,我们把B 与S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量...,简称______________。
用Φ表示磁通量,则有Φ=_____________。
在国际单位制中,磁通量的单位是______________,符号是Wb 。
如果研究的平面S 与磁场B 不垂直,那么磁通量的计算公式应为ΦBS '=。
其中S '是S 在垂直于磁感线方向上的投影面积....,如图所示。
由ΦBS =可以得到ΦB S=,这表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量,因此工程技术人员常把磁感应强度叫做磁通密度....。
⑵ 磁通量的“正负”磁通量是标量..,数值有正负,这里正负的物理意义是什么呢? 拿平面来说,它有上下两个面,我们可将其任意一面规定为“正面”,则另一面即为“反面”。
人为做以下规定:如果磁感线从平面的正面穿过....,磁通量记为“+”;如果磁感线从平面的反面穿过....,磁通量记为“-”。
原来磁通量的“正负”表示的是磁感线对某一平面的贯穿方向....。
⑶ 磁通量的变化量末态时的磁通量2Φ减去初态时的磁通量1Φ,称为磁通量的变化......量.,即______________Φ∆=。
引起磁通量变化的几种可能: ①磁感应强度B 发生了变化 ②面积S 发生了变化③面与磁感线的夹角θ发生了变化12.1 产生感应电流的条件只要穿过闭合电路的磁通量...发生变化,闭合电路中就有感应电流。
磁生电是一种变化、运动的过程中才能出现的效应,我们把这种现象称为电磁感应....现象..,产生的电流叫做感应电流....。
【例1】 如图所示是等腰直角三棱柱,其中底面abcd 为正方形,边长为L ,它们按图示位置放置并处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B 。
下面说法中正确的是 A .通过abcd 平面的磁通量大小为2L B ⋅B .通过dcFE2B ⋅ C .通过abFE 平面的磁通量大小为零 D .通过整个三棱柱的磁通量为零 【答案】 B CD【例2】 如图所示,环形金属软弹簧,套在条形磁铁的中心位置。
周密计划,客观估计,精细研究,保障落实,坚定信念,必定成功高二专题1:感应电流的产生条件 楞次定律► 知识点一 磁通量1.磁通量:穿过某一面积的__________叫做穿过这一面积的磁通量,用符号Φ表示;磁通量的单位是________,符号是________;磁通量为有向________(“矢”或“标”)量,穿过某一面积的磁通量指的是合磁通量.2.磁通量的变化:ΔΦ=Φ2-Φ1,其数值等于初、末态穿过某一面积的磁通量的差值,注意磁通量的方向.3.磁通量变化率:ΔΦΔt =Φ-Φ0t .回路的磁通量变化率等于单回路产生的_______,ΔΦΔt=E. 注意:穿过某线圈的磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率均与线圈的匝数无关.► 知识点二 电磁感应现象1.电磁感应现象:利用______场产生电流或电动势的现象.2.产生感应电流的条件:穿过闭合电路的______发生变化.3.引起磁通量发生变化的常见情况:闭合电路的部分导体做__________运动,即线圈面积S 发生变化导致Φ变化;线圈在磁场中________导致Φ变化;磁感应强度B________导致Φ变化.► 知识点三 感应电流的方向1.右手定则:伸开右手,让拇指跟其余四指________,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向________的方向,这时四指所指的方向就是________的方向.2.楞次定律:________产生的磁场,总要________引起感应电流的磁通量的________.右手定则适用于______________________产生感应电流的现象,楞次定律适用于所有电磁感应现象.► 探究考向一 对产生感应电流条件的理解例1如图40-1所示,有两个同心导体圆环,内环中通有顺时针方向的电流,外环中原来无电流.当内环中电流逐渐增大时,则外环中( )A .没有感应电流B .有顺时针方向的感应电流C .有逆时针方向的感应电流D .外环有收缩的趋势变式题 [2011·韶关模拟]图40-2是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流.各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中表示正确的是( )A B C D► 探究考向二 感应电流方向的判定例2 如图40-3所示,单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中,线圈轴线OO′与磁场边界重合,线圈按图示方向匀速转动(ab 向纸外,cd 向纸内).若从图示位置开始计时,并规定电流方向沿a→b→c→d→a 为正方向,则线圈内感应电流随时间变化的图象是图40-4中的( )变式题 如图40-5所示,蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴转动.现磁铁逆时针转动(从上往下看),则线圈中产生的感应电流的情况和运动情况为( )A .线圈将逆时针转动,转速与磁铁的相同B .线圈将逆时针转动,转速比磁铁的小C .线圈转动中,感应电流方向不断变化D .线圈转动中,感应电流方向始终是a→b→c→d► 探究考向三 楞次定律推论的应用例3 如图40-10所示是某电磁冲击钻的原理图,线圈固定,若突然发现钻头M 向右运动,则可能是( )A .开关S 闭合瞬间B .开关S 由闭合到断开的瞬间C .开关S 已经是闭合的,变阻器滑片P 向左迅速滑动D .开关S 已经是闭合的,变阻器滑片P 向右迅速滑动变式题 如图40-11所示,等长的三根铝管和一根铁管(其中丙中铝管不闭合,铁管和其他两根铝管均闭合)竖直放置在同一竖直平面内,分别将磁铁和铁块沿管的中心轴线从管的上端由静止释放,忽略空气阻力,则下列关于磁铁和铁块穿过管的运动时间的说法正确的是( )A .t 甲>t 乙=t 丙=t 丁B .t 丙=t 甲=t 乙=t 丁C .t 丙>t 甲=t 乙=t 丁D .t 丙=t 甲>t 乙=t 丁► 探究考向四 左手定则、右手定则、楞次定律、安培定则的综合应用例4 两根相互平行的金属导轨水平放置于如图40-12所示的匀强磁场中,与导轨接触良好的导体棒AB 和CD 可以在导轨上自由滑动.当AB 在外力F 作用下向右运动时,下列说法正确的是( )A .导体棒CD 内有电流通过,方向是D→CB .导体棒CD 内有电流通过,方向是C→DC .磁场对导体棒CD 的作用力向左D .磁场对导体棒AB 和CD 的作用力方向相同变式题 [2010·山东卷]如图40-13所示,空间存在两个磁场,磁感应强度大小均为B ,方向相反且垂直纸面,MN 、PQ 为其边界,OO′为其对称轴.一导线折成边长为l 的正方形闭合回路abcd ,回路在纸面内以恒定速度v0向右运动,当运动到关于OO′对称的位置时( )A.穿过回路的磁通量为零B.回路中感应电动势大小为2Blv0C.回路中感应电流的方向为顺时针方向D.回路中ab边与cd边所受安培力方向相同基础热身1.如图K40-1所示是法拉第研制成的世界上第一台发电机模型的原理图.将铜盘放在磁场中,让磁感线垂直穿过铜盘,图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一平面内,转动铜盘,就可以使闭合电路获得电流.若图中铜盘半径为L,匀强磁场的磁感应强度为B,回路总电阻为R,从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω.下列说法正确的是()A.回路中不产生感应电流B.回路中电流方向不变,且从b导线流进灯泡,再从a流向旋转的铜盘C.回路中有大小和方向作周期性变化的电流D.若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场,不转动铜盘,灯泡中也会有电流流过2.2011·重庆模拟如图K40-2所示,通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈,线圈等距离排列,且与传送带以相同的速度匀速运动.为了检测出个别未闭合的不合格线圈,让传送带通过一固定匀强磁场区域,磁场方向垂直于传送带,根据穿过磁场后线圈间的距离,就能够检测出不合格线圈.通过观察图形,判断下列说法正确的是()图K40-2A.若线圈闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向前滑动B.若线圈不闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动C.从图中可以看出,第3个线圈是不合格线圈D.从图中可以看出,第4个线圈是不合格线圈3.2011·怀柔一模如图K40-3所示,磁带录音机既可用作录音,也可用作放音,其主要部件为匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b,不论是录音还是放音过程,磁带或磁隙软铁都会存在磁化现象.下面是对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的描述,正确的是()A.放音的主要原理是电磁感应,录音的主要原理是电流的磁效应B.录音的主要原理是电磁感应,放音的主要原理是电流的磁效应C.放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用D.录音和放音的主要原理都是电磁感应4.如图K40-4所示,与直导线ab共面的轻质闭合金属圆环竖直放置,两点彼此绝缘,环心位于ab的上方.当ab中通有电流且大小不断增大的过程中,关于圆环运动的情况,以下叙述正确的是()A.向下平动B.向上平动C.上半部向纸内、下半部向纸外转动D.下半部向纸内、上半部向纸外转动技能强化5.2011·上海模拟如图K40-5所示,一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中,环中的感应电流(自左向右看)( )A .沿顺时针方向B .先沿顺时针方向后沿逆时针方向C .沿逆时针方向D .先沿逆时针方向后沿顺时针方向6.如图K40-6甲所示,长直导线与闭合线框位于同一平面内,长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示.在0~T 2时间内,长直导线中电流向上,则线框中感应电流的方向与所受安培力情况是( )A .0~T 时间内,线框中感应电流方向为顺时针方向B .0~T 时间内,线框中感应电流方向为先顺时针方向后逆时针方向C .0~T 时间内,线框受安培力的合力向左D .0~T 2时间内,线框受安培力的合力向右,T 2~T 时间内,线框受安培力的合力向左7.甲、乙两个完全相同的铜环均可绕竖直固定轴O1O2旋转,现让它们以相同角速度同时开始转动,由于阻力作用,经相同的时间后停止.若将圆环置于如图K40-7所示的匀强磁场中,甲环的转轴与磁场方向垂直,乙环的转轴与磁场方向平行.再让甲、乙两环同时以相同的初始角速度开始转动后,下列判断正确的是( )A .甲环先停下B .乙环先停下C .两环同时停下D .两环都不会停下8.2012·合肥调研绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上,铁芯上套着一个铝环,线圈与电源、开关相连,如图K40-8所示.线圈上端与电源正极相连,闭合开关的瞬间,铝环向上跳起.下列说法中正确的是( )A .若保持开关闭合,则铝环不断升高B .若保持开关闭合,则铝环停留在某一高度C .若保持开关闭合,则铝环跳起到某一高度后将回落D .如果电源的正、负极对调,观察到的现象不变9.2012·广州调研如图K40-9所示,在匀强磁场中的矩形金属轨道上有等长的两根金属棒ab 和cd ,它们以相同的速度匀速运动,则( )A .断开开关S ,ab 中有感应电流B .闭合开关S ,ab 中有感应电流C .无论断开还是闭合开关S ,ab 中都有感应电流D .无论断开还是闭合开关S ,ab 中都没有感应电流10.2011·西安统考如图K40-10所示,Q 是单匝金属线圈,MN 是一个螺线管,它的绕线方法没有画出,Q 的输出端a 、b 和MN 的输入端c 、d 之间用导线相连,P 是在MN 的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈.若在Q 所处的空间加上与环面垂直的变化磁场,发现在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态,则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是图K40-10中的( )11.如图K40-12所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN 沿框架以速度v向右做匀速运动.t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形.为使MN棒中不产生感应电流,从t=0时开始,磁感应强度B应随时间t怎样变化?请推导出这种情况下B与t的关系式.图K40-12。
高二物理楞次定律知识点楞次定律是电磁感应中的基本定律之一,描述了磁感应强度与通过闭合回路的磁通量的关系。
它由法国物理学家楞次在1834年提出,是电磁学的重要基石之一。
本文将介绍高二物理楞次定律的相关知识点。
1. 楞次定律的表述楞次定律可以用以下公式表述:ε = -ΔΦ/Δt其中,ε代表感应电动势,ΔΦ代表磁通量变化,Δt代表时间变化。
2. 磁通量的概念磁通量Φ是描述磁场穿过一个平面的数量的物理量。
它的大小与磁场的强度和面积有关,可以用以下公式计算:Φ = B·A·cosθ其中,B代表磁场强度,A代表平面面积,θ代表磁场线与平面法线之间的夹角。
3. 楞次定律的基本原理楞次定律的基本原理是磁场变化引起感应电动势的产生。
当磁通量发生变化时,闭合回路中会产生感应电动势,进而产生感应电流。
4. 楞次定律的应用楞次定律在实际应用中具有广泛的意义,包括以下几个方面:1) 可以解释电磁感应现象,如电磁感应发电机的工作原理。
2) 可以解释变压器的工作原理,即利用楞次定律实现电压的升降。
3) 可以解释电磁铁的工作原理,即通过改变电磁铁中的电流产生磁场,实现吸附和释放物体。
5. 楞次定律的扩展楞次定律还可以扩展到电场变化引起的感应电动势。
当电场发生变化时,也会产生感应电动势。
这一扩展称为法拉第电磁感应定律。
6. 楞次定律的实验验证楞次定律可以通过一系列实验来验证,如改变磁场强度、改变磁场方向以及改变回路形状等。
实验结果与楞次定律的预测一致,进一步验证了该定律的准确性。
总结:高二物理学习中楞次定律是一个重要的知识点,它可以用来解释电磁感应现象,如电磁感应发电机、变压器和电磁铁的工作原理。
楞次定律的实验验证也进一步证明了其准确性。
通过学习楞次定律,我们可以更好地理解电磁学的基本原理和应用,为进一步的物理学习奠定基础。
楞次定律1.右手定则:将右手手掌伸平,使大拇指与其余并拢四指垂直,并与手掌在同一个平面内,让磁感线垂直从手心进入,大拇指指向导体运动方向,这时四指所指的就是感应电流的方向.2.楞次定律:感应电流具有这样的方向,即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.3.下列说法正确的是( )A.感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反B.感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同,也可能相反C.楞次定律只能判定闭合回路中感应电流的方向D.楞次定律可以判定不闭合的回路中感应电动势的方向4.如图1所示,一线圈用细杆悬于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Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ时(位置Ⅱ正好是细杆竖直位置),线圈内的感应电流方向(顺着磁场方向看去)是()图1A.Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ位置均是顺时针方向 B.Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ位置均是逆时针方向C.Ⅰ位置是顺时针方向,Ⅱ位置为零,Ⅲ位置是逆时针方向D.Ⅰ位置是逆时针方向,Ⅱ位置为零,Ⅲ位置是顺时针方向5.如图2所示,当导体棒MN在外力作用下沿导轨向右运动时,流过R的电流方向是()图2A. 由A→B B。
由B→A C.无感应电流 D.无法确定【概念规律练】知识点一右手定则1。
如图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,导体ab上的感应电流方向为a→b的是( )2.如图3所示,导线框abcd与通电直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点,当线框向右运动的瞬间,则( )图3A.线框中有感应电流,且按顺时针方向B.线框中有感应电流,且按逆时针方向C.线框中有感应电流,但方向难以判断D.由于穿过线框的磁通量为零,所以线框中没有感应电流知识点二楞次定律的基本理解图43.如图4所示为一种早期发电机原理示意图,该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成,两磁极相对于线圈平面对称,在磁极绕转轴匀速转动过程中,磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧错误!运动(O是线圈中心),则( )A.从X到O,电流由E经G流向F,先增大再减小B.从X到O,电流由F经G流向E,先减小再增大C.从O到Y,电流由F经G流向E,先减小再增大D.从O到Y,电流由E经G流向F,先增大再减小应用楞次定律判断感应电流的一般步骤:错误!错误!错误!错误!错误!4.如图5所示,一均匀的扁平条形磁铁的轴线与圆形线圈在同一平面内,磁铁中心与圆心重合,为了在磁铁开始运动时线圈中能得到逆时针方向的感应电流,磁铁的运动方式应是( )图5A.N极向纸内,S极向纸外,使磁铁绕O点转动B.N极向纸外,S极向纸内,使磁铁绕O点转动C.磁铁在线圈平面内顺时针转动 D.磁铁在线圈平面内逆时针转动此题是“逆方向”应用楞次定律,只需把一般步骤“逆向”即可错误!错误!错误!错误!错误!【方法技巧练】一、增反减同法5.某磁场磁感线如图6所示,有一铜线圈自图示A处落至B处,在下落过程中,自上向下看,线圈中的感应电流方向是()图6A.始终顺时针B.始终逆时针C.先顺时针再逆时针D.先逆时针再顺时针6.电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图7所示,现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是()图7A.从a到b,上极板带正电B.从a到b,下极板带正电C.从b到a,上极板带正电D.从b到a,下极板带正电二、来拒去留法7.如图8所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是()图8A.向右摆动B.向左摆动C.静止D.无法判定8.如图9所示,蹄形磁铁的两极间,放置一个线圈abcd,磁铁和线圈都可以绕OO′轴转动,磁铁如图示方向转动时,线圈的运动情况是( )图9A.俯视,线圈顺时针转动,转速与磁铁相同B.俯视,线圈逆时针转动,转速与磁铁相同C.线圈与磁铁转动方向相同,但转速小于磁铁转速D.线圈静止不动三、增缩减扩法9.如图10所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置于导轨上,形成一个闭合回路,一条形磁铁从高处下落接近回路时( )图10A.P、Q将相互靠拢B.P、Q将相互远离C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度小于g10.如图11(a)所示,两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合,放在同一水平面内,线圈A中通以如图(b)所示的交变电流,t=0时电流方向为顺时针(如图箭头所示),在t1~t2时间段内,对于线圈B,下列说法中正确的是( )图11A.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有扩张的趋势B.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有收缩的趋势C.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有扩张的趋势D.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有收缩的趋势3. BD 4。
高二安培定则,左右手定则,楞次定律专项训练学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.如图所示,在通电长直导线(电流方向如图)下方,有一不计重力的电子沿平行导线方向以速度v开始运动,则电子( )A.将沿轨迹Ⅰ运动,半径越来越小B.将沿轨迹Ⅰ运动,半径越来越大C.将沿轨迹Ⅱ运动,半径越来越小D.将沿轨迹Ⅱ运动,半径越来越大答案:A解析:由安培定则可知,该通电直导线在其下方产生的磁场方向垂直纸面向里.根据左手定则可知,电子所受洛伦兹力的方向向上,所以沿轨迹Ⅰ运动,故C、D错误;因离导线越近,磁感应强度越大,根据2vBqv mr可知,轨迹半径越来越小,故A正确,B错误.2.如图所示,匀强磁场中放置一矩形线圈,线圈所在平面与磁场平行,现通了如图的电流,则线圈的运动情况是:()A.从上往下看是顺时针方向转动;B.从上往下看是逆时针方向转动;C.从左往右看是顺时针方向转动;D.从左往右看是逆时针方向转动。
答案:A解析:3.如图所示,水平直导线ab通有向右的电流I,置于导线正下方的小磁针S极将()A.向纸外偏转B.向纸内偏转C.在纸面内顺时针转过90°D.不偏转答案:A解析:4.为寻找“磁生电”现象,英国物理学家法拉第在1831年把两个线圈绕在同一个软铁环上(如图所示),一个线圈A连接电池E和开关K,另一个线圈B闭合,并在其中一段直导线正下方放置一小磁针.闭合开关K前,小磁针静止且与直导线平行.当闭合开关K后,从上往下看( )A.小磁针沿顺时针方向偏转了一下,最终复原B.小磁针沿逆时针方向偏转了一下,最终复原C.小磁针沿顺时针方向偏转了一下,并一直保持这种偏转状态D.小磁针沿逆时针方向偏转了一下,并一直保持这种偏转状态答案:A解析:5.如图所示,P点在螺线管的正上方,当螺线管通以恒定电流,不计其他磁场的影响,螺线管左边的小磁针静止时,N极的指向水平向左.则下面判断中正确的是()A. 电源的甲端是正极,P点的磁感应强度方向向右B. 电源的乙端是正极,P点的磁感应强度方向向右C. 电源的甲端是负极,P点的磁感应强度方向向左D. 电源的乙端是负极,P点的磁感应强度方向向左答案:B解析:6.下列各图中,已标出电流I、磁感应强度B的方向,其中符合安培定则的是( )A.B.C.D.答案:C解析:7.竖直直导线ab与水平面上放置的圆形线圈隔有一小段距离,其中直导线固定,线圈可自由运动,当同时通以如图所示方向的电流时(圆形线圈内电流从上向下看是逆时针方向),则从左向右看,线圈将( )A.不动B.顺时针转动,同时靠近直导线C.顺时针转动,同时离开直导线D.逆时针转动,同时靠近直导线答案:D解析:根据右手螺旋定则可知,通电直导线以在右侧产生的磁场方向垂直于纸面向里.采用电流元法,将圆形线圈分成内外两半,根据左手定则可知,线圈外侧半圈受到的安培力向上,内侧半圈受到的安培力向下,圆线圈将逆时针转动.再用特殊位置法,圆形线圈转过90°时,通电直导线ab对左侧线圈产生吸引力,对右侧线圈产生排斥力,由于吸引力大于排斥力,圆形线圈靠近则从左向右看,线圈将逆时针转动,同时靠近直导线故D正确,A、B、C错误.8.如图所示为电流产生磁场的分布图,正确的是( )A. B.C. D.答案:C解析:电流方向向上,由右于螺旋定则可得磁场为右边进,左边出,故A错误;电流沿顺时针方向,由右手螺旋定则可得内部磁场方向垂直纸面向里,故B错误;由右手螺旋定则可知,环形电流内部磁场应向下,故C正确;根据图示电流方向,由右手螺旋定则可知,螺线管内部磁场方向向上,小磁针处磁场方向向下,故小磁针N极应该指向下方,故D错误.9.一条形磁铁放在水平桌面上,它的上方靠右极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒,图中只画出此棒的截面图,并标出此棒中的电流是流向纸内的,逐渐增大导电棒中的电流,磁铁一直保持静止。
高二数学楞次定律知识点高二数学-楞次定律知识点楞次定律是电磁学中的重要定律之一,它描述了通过一个闭合回路的电流所产生的磁场。
楞次定律由法国物理学家法拉第于1831年首次提出。
它为我们理解电磁感应现象以及电动机、变压器等电器设备的工作原理提供了重要的基础。
1. 楞次定律的表述楞次定律的数学表述为:在一个闭合回路中,磁场的感应电动势大小与被磁场线穿过的回路的面积的变化率成正比。
这可以用以下公式表示:ε = -dΦ/dt其中,ε表示感应电动势的大小,dΦ表示磁通量的变化量,dt 表示时间的变化量。
2. 楞次定律的应用楞次定律在电磁学和电器工程中有着广泛的应用。
以下是一些楞次定律的常见应用:2.1 电磁感应现象根据楞次定律,当一个闭合回路遭受磁场中磁通量的变化时,将会在回路中产生感应电动势。
这就是电磁感应现象的基础,也是电磁感应产生的原理。
2.2 电磁铁电磁铁是利用楞次定律的原理工作的电器装置。
当通电线圈产生磁场时,可以通过改变线圈的电流大小或者磁场的强度来控制电磁铁的吸力。
2.3 变压器变压器是利用楞次定律的原理工作的重要设备。
当电线圈的电流发生变化时,通过楞次定律可以计算出磁通量的变化率,从而得出变压器的电压变换关系。
2.4 发电机和电动机发电机和电动机也是利用楞次定律的原理工作的。
当发电机的转子旋转时,通过磁通量的变化引起线圈中的感应电动势,从而产生电能。
而电动机则是利用外加电源的电能驱动转子的旋转。
3. 楞次定律的实例分析为了更好地理解楞次定律的应用,我们来看一个实际的例子:一个导体棒在磁场中运动。
假设有一个导体棒被放置在一个恒定磁场中,并以一定的速度运动。
根据楞次定律,当导体棒穿过磁场线时,会在导体棒两端产生感应电动势。
如果导体棒形成一个闭合回路,就会有电流通过。
当导体棒的速度改变时,导体棒穿过磁场线的速率也会发生变化。
根据楞次定律的数学表述,感应电动势的大小与导体棒穿过磁场线的面积的变化率成正比。
高二楞次定律知识点总结楞次定律(Faraday's Law)是电磁感应的基本定律之一,它描述了磁场变化时导线中感应电动势的产生。
高二学生在学习物理的过程中,需要掌握楞次定律的相关知识点。
本文将对楞次定律的重要概念、公式和应用进行总结。
1. 楞次定律的基本概念楞次定律是由英国物理学家迈克尔·法拉第在1831年提出的。
该定律表明,当一导体中的磁通量发生变化时,产生在导体中的感应电动势的大小与磁通量的变化速率成正比。
楞次定律的表达式为:ε = -dΦ/dt其中,ε表示感应电动势,dΦ表示磁通量的变化量,dt表示时间的变化量。
负号表示感应电动势的方向与磁通量变化的方向相反。
2. 楞次定律的公式楞次定律可以通过两种形式的公式来表达,一种是在闭合回路中的情况,另一种是在开放回路中的情况。
(1)在闭合回路中,根据法拉第电磁感应定律,感应电动势等于导线中的电流乘以闭合回路的环路积分:ε = -dΦ/dt = ∮ B·dl其中,ε表示感应电动势,dΦ表示磁通量的变化量,B表示磁感应强度,dl表示回路中的微小长度元素。
(2)在开放回路中,根据法拉第电磁感应定律,感应电动势等于磁感应强度与导线长度之积的变化率:ε = -dΦ/dt = B·l其中,ε表示感应电动势,dΦ表示磁通量的变化量,B表示磁感应强度,l表示导线长度。
3. 楞次定律的应用楞次定律在电磁感应以及电动机、发电机等方面有着广泛的应用。
(1)电磁感应:根据楞次定律,当一个磁场相对于一个导体发生变化时,会在导体中产生感应电动势,从而产生感应电流。
这是电磁感应的基本原理。
(2)电动机:电动机通过将动磁场与电流的交互作用转化为机械能。
当通电的导体在磁场中运动时,根据楞次定律,感应电动势会使导体受到力的作用,产生电流,从而驱动电机旋转。
(3)发电机:发电机利用楞次定律的原理将机械能转化为电能。
通过机械装置使导体在磁场中产生相对运动,产生感应电动势,从而产生电流。
专题1 楞次定律一、基本概念1、内容2、对楞次定律的理解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;当原磁通量减少时,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,结果是增加的还增加,减少的还减少。
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(来时拒,去时留);③阻碍原电流的变化(自感)。
4、感应电动势方向与电势高低的判断楞次定律提示了判断感应电流方向的规律,即“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流磁通量的变化”。
它的核心思想是“阻碍”,只有深刻理解了“阻碍”的含义,才能准确的把握定律的实质。
5、楞次定律与右手定则的关系是什么?楞次定律与右手定则是一般与特殊的关系。
一切电磁感应现象都符合楞次定律,而右手定则只适用于单纯由于部分导体做切割磁感线所产生的电磁感应现象。
对于由磁感应强度B随时间变化所产生的电磁感应现象,只能由楞次定律进行分析。
对于单纯是导体做切割磁感线所产生的电磁感应现象,既可运用右手定则判断,也可运用楞次定律判断,一般情况下,运用右手定则判断会更方便一些。
6、楞次定律的等价表述是什么?楞次定律还有另一种等价的表述,即感应电流所产生的效果,总要反抗产生感应电流的原因。
这里的原因可以是原磁通量的变化,也可以是引起磁通量变化的机械效应(如相对运动或使回路发生形变等);感应电流的效果,既可以是感应电流所产生的磁场,也可以是因为感应电流而导致的机械作用(如安培力等)。
对于不需要判断感应电流方向,只需要判定由于电磁感应现象所产生的机械作用的问题,运用楞次定律的这一种表述进行判断通常比较简便。
这时也可简化为“来拒去留”来判断。
7、楞次定律的实质是什么?楞次定律是能量的转化和守恒定律在电磁感应现象中的具体表现。
感应电流的磁场阻碍过程,使机械能减少,转化为电能。
只有符合楞次定律的感应电流所产生的效果,才符合能量转化和守恒定律。
反之,就违反了能量的转化和守恒定律。
典型例题1、对楞次定律的理解1、关于楞次定律下列说法正确的是()A、感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强B. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱C. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化D. 感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化2、对楞次定律实验的理解2、在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示。
它们是:①电流计、②直流电源、③带铁芯的线圈A 、④线圈 B 、⑤电键、⑥滑动变阻器(用来控制电流以改变磁场强弱)。
(1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)。
(2)若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱 C 和 D 上,而在电键刚闭合时电流表指针右偏,则电键闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱 C 移动时,电流计指针将___ _______(填“左偏”、“右偏”、“不偏”)。
3、楞次定律的应用3、如图所示,当磁铁运动时,流过电阻的电流时由A经R到B ,则磁铁可能是()A向下运动B向上运动C向左平移D都不可能4、如图,均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置,当a绕O点在其所在平面内旋转时,b中产生顺时针方向的感应电流,且具有收缩趋势,由此可知,圆环a()A.顺时针加速旋转B.顺时针减速旋转C.逆时针加速旋转D.逆时针减速旋转5、(2012•海南)如图,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放,环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2,重力加速度大小为g,则()A.T1>mg,T2>mg B.T1<mg,T2<mgC.T1>mg,T2<mg D.T1<mg,T2>mg6、汽车防抱死(ABS)系统。
它有一个自动控制刹车系统的装置,原理如图.铁质齿轮P与车轮同步转动。
右端有一个绕有线圈的的磁体,M是一个电流检测器.当车轮带动齿轮转动时,线圈中会产生感应电流。
这是由于齿靠近线圈时被磁化,使通过线圈的磁通量增大,齿离开线圈时又使磁能量减小,从而能使线圈中产生感应电流.这个电流经电子装置放大后能控制制动机构.齿轮P 从图示位置按顺时针方向转过α角的过程中,通过M 的感应电流的方向是()A.总是从左向右B.总是从右向左C.先从左向右,然后从右向左D.先从右向左,然后从左向右7、(2012•上海)为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G与线圈L连接,如图所示.已知线圈由a端开始绕至b端;当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏转.(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时,发现指针向左偏转.俯视线圈,其绕向为(填“顺时针”或“逆时针”).(2)当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时,指针向右偏转.俯视线圈,其绕向为(填“顺时针”或“逆时针”).4、右手定则的应用8、如图所示是闭合电路的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,其中能产生由a向b的感应电流的是()9、如图所示,一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直导线平行.已知在t=0到t=t1的时间间隔内,长直导线中电流i随时间变化,使线框中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、后水平向右.图中箭头表示电流i的正方向,则i随时间t变化的图线可能是()5、应电动势方向与电势高低的判断10、在北半球,地磁场的竖直分布向下,飞机在我国上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度不变,由于地磁场的作用在北半球,地磁场的竖直分布向下,飞机在我国上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度不变,由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差,设飞行员左机翼末端处的电势为φ1,右方机翼末端处电势差为φ2,则()A:若飞机从西往东飞,φ1比φ2高B:若飞机从东往西飞,φ2比φ1高C:若飞机从南往北飞,φ1比φ2高D:若飞机从北往南飞,φ2比φ1高6、二次感应11、如图是一个自制的演示电磁感应现象的装置。
在一根较长的铁钉上用漆包线绕两个线圈A和B,将线圈B的两端接在一起,并把漆包线直线状的CD段放在静止的小磁针的正上方,小磁针放在水平桌面上,并与CD平行。
不考虑地磁场对小磁针的影响。
以下操作中,闭合或断开S前,系统已经处于稳定状态。
俯视小磁针,则下列说法正确的是( )A.闭合S的瞬间,小磁针N极顺时针偏转B.闭合S的瞬间,小磁针N极逆时针偏转C.断开S的瞬间,小磁针N极顺时针偏转D.断开S的瞬间,小磁针N极逆时针偏转12、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PQ、MN,当PQ在外力作用下运动时,MN在磁场力作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是()A.向右匀加速运动 B.向左匀加速运动C.向右匀减速运动 D.向左匀减速运动专题2 楞次定律的推广及应用一、以平动阻碍磁通量的变化1、如图所示,光滑固定导轨MN水平放置,两根导体棒PQ平行放在导轨上,形成闭合回路.当一条形磁铁从上方向下迅速接近回路时,可动的两导体棒PQ将()A.保持不动B.两根导体相互远离C.两根导体相互靠近D.无法判断2、(2010 重庆)如图,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是()A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左C.FN先大于mg后大于mg,运动趋势向右D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右3、如图所示,光滑绝缘水平面上有一个静止的小导体环,现在将一个条形磁铁从导体环的右上方较高处突然向下移动,则在此过程中,关于导体环的运动方向以及导体环中的电流方向,下列说法中正确的是()A.导体环向左运动;从上向下看电流方向是顺时针方向B.导体环向右运动;从上向下看,电流方向是顺时针方向C.导体环向右运动;从上向下看,电流方向是逆时针方向D.导体环向左运动;从上向下看,电流方向是逆时针方向二、以转动阻碍磁通量的变化4、如图所示,ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形线框,当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时,从图示看,线框ab将()A. 保持静止不动B. 逆时针转动C. 顺时针转动D. 发生转动,但因电源极性不明,无法确定转动方向5、如图所示,粗糙水平桌面上有一粗细均匀的导线制成的矩形线圈ABCD,其左侧外上方有一条形磁铁,磁铁不动时,线圈的AB边和CD边对桌面的压力均为N。
当磁铁竖直向下运动到虚线位置的过程中(线圈始终不动)( )A.AB边对桌面的压力大于N,CD边对桌面的压力小于NB.AB边对桌面的压力小于N,CD边对桌面的压力大于NC.AB边和CD边对桌面的压力都大于ND.AB边和CD边对桌面的压力都小于N三、以形变阻碍磁通量的变化6、如图所示,在匀强磁场中,放有一与线圈D相连接的平行导轨,要使放在线圈D中的线圈A(A、D两线圈同心共面)各处受到沿半径方向指向圆心的力,金属棒MN的运动情况可能是()A.加速向右B.加速向左C.减速向右D.减速向左7、如图所示,螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上,当B中通过的电流I减小时()A.环A有缩小的趋势B.环A有扩张的趋势C.螺线管B有缩短的趋势D.螺线管B有伸长的趋势专题3 法拉第电磁感应定律一、基本概念1、感应电动势1)定义2)产生条件3)感应电动势和感应电流的关系2、电磁感应定律1)内容2)公式3、导体切割磁感线是的感应电动势1)表达式2)推导4、电磁感应现象中感应电荷量的计算二、典型例题1、对电磁感应定律的理解1、在电磁感应现象中,正确的AA感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化B感应电流总与原磁场方向相反C闭合线圈在匀强磁场中,一定产生感应电流D变化的磁场中一定能产生感应电流2感应电动势概念的判断2、当线圈中的磁通量发生变化时,下列说法中正确的是()A.线圈中一定有感应电流B.线圈中有感应电动势时,其大小与磁通量成正比C.线圈中一定有感应电动势D.线圈中有感应电动势时,其大小与磁通量的变化量成正比3、法律的电磁感应定律的应用3、(2012•上海)正方形导线框处于匀强磁场中,磁场方向垂直框平面,磁感应强度随时间均匀增加,变化率为k.导体框质量为m、边长为L,总电阻为R,在恒定外力F作用4由静止开始运动.导体框在磁场中的加速度大小为:导体框中感应电流做功的功率为:.4、(2012新课标19题)如图所示,匀强磁场中有一个半圆形闭合导线框,其直径与磁场边缘重合,磁场方向垂直于纸面(导线框所在平面)向里,磁感应强度大小为B0。