高二物理选修3-2第一章第3节《楞次定律》模块讲义
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第 1 页 共 1 页 §4.3 楞次定律
一、基础知识
1、实验探究感应电流方向
图1分析:
图2分析:
图3分析:
图4分析:
结论:当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流磁场与原磁场方向相反;磁通量减少时,感应电流磁场与原磁场方向相同。
2、楞次定律
感应电流具有这种方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流磁通量的变化。
3、右手定则
适用于闭合回路部分导体切割磁感线。
二、学会做题
1、“阻碍”的推广
(1)、阻碍原磁通量的变化——“增反减同” ;
(2)、阻碍相对运动——“来拒去留” ;
(3)、使线圈面积扩大或缩小——“增缩减扩” ;
(4)、阻碍原电流的变化——“增反减同”(自感)
2、左手定则、右手定则和安培定则(右手螺旋定则)
(1)、左手定则:已知磁感应强度和电流方向,判断力,电流→运动,电动机 右手定则:已知磁感应强度和运动方向,判断电流,运动→电流,发电机 “左力右生”
(2)、因电生磁(B I →)→安培定则(右手螺旋定则)
因动生电(I B →、ν)→右手定则
因电受力(安、F B I →)→左手定则。
楞次定律一、楞次定律1.楞次定律1.感应电流方向的判断通过实验,我们得到如下结论:感应电流具有这样的方向,感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律....。
2.对楞次定律中“阻碍”的理解⑴ 谁阻碍谁?——是感应电流....的磁通量阻碍原.磁通量。
⑵ 阻碍什么?——阻碍的是磁通量的变化..,而不是阻碍磁通量本身..。
⑶ 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; 当磁通量减少..时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
⑷ 结果如何?——阻碍并不是阻止....,只是延缓..了磁通量的变化。
结果是增加的还是增加.......,减少的还是减少.......。
3.右手定则当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,我们可以用右手定则....来判断感应电流的方向。
伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线从掌心穿入,大拇指指向导体切割的方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向。
典例精讲【例1.1】(2019春•驻马店期末)如图所示,螺线管内有沿着轴线的外加磁场,以图中箭头所示方向为其正方向。
螺线管与导线框abcd 相连,导线框内有一闭合小金属圆环,圆环面与导线框在同一平面内。
当螺线管内磁场的磁感应强度B 随时间按图示规律变化时,则在t 1~t 2时间内( )A.环有收缩趋势B.环有扩张趋势C.环先有收缩趋势后有扩张趋势D.环先有扩张趋势后有收缩趋势【例1.2】(2019春•靖远县期末)如图所示,水平桌面上放有一铜板,铜板上方有一条形磁铁。
若铜板始终处于静止状态,则()A.当条形磁铁静止在铜板上方时,铜板对桌面的压力大于铜板受到的重力B.当条形磁铁向右运动时,铜板对桌面的摩擦力向右C.当条形磁铁向左运动时,桌面对铜板的摩擦力向左D.当条形磁铁向上运动时,铜板对桌面的压力大于铜板受到的重力【例1.3】(2019•赫山区校级模拟)一根长度约为1米的空心铝管竖直放置,把一枚小圆柱形永磁体从铝管上端管口放入管中。
精心整理人教版高二物理选修3-2《4-3楞次定律》教案:一.教材分析1、法拉第电磁感应定律和楞次定律是电磁学中的重要定律,一个判定感应电动势的大小,一个判定感应电流的方向,二者前后关联,映衬了电磁感应现象规律的多样性和复杂性。
2、楞次定律是电磁感应这一事物本身属性的一个放映,客观存在且发展变化。
既然是放映事物本质的规律,在物理3、4、5、1、2、长期以来,教育教学过程中师生地位平等,以人为本,坚持学生的主体地位,教师的主导地位。
3、4、5、究热情,扼杀学生探究的欲望。
1、a)通过实验探究得出感应电流与磁通量变化的关系,并会叙述楞次定律的内容。
b)通过实验过程的回放分析,体会楞次定律内容中“阻碍”二字的含义,感受“磁通量变化”的方式和途径。
c)通过实验现象的直观比较,进一步明确感应电流产生的过程仍能遵循能量转化和守恒定律2、过程与方法a)观察实验,体验电磁感应现象中感应电流存在方向问题。
b)尝试用所学的知识,设计感应电流方向的指示方案,并动手实验操作。
c)关注实验现象的个性,找出实验现象的共性,并总结出规律,培养学生抽象思维能力和创新思维能力。
3、情感态度价值观热情:在实验设计,操作过程中逐步积蓄探究热情,培养学生勇于探究的精神;参与:养成主动参与科学研究的良好学习习惯;交流:在自由开放平等的探究交流空间,能互相配合,互相鼓励,友好评价,和谐相处。
哲学思考:能够用因果关系和矛盾论的辨正观点认识楞次定律;四.教学重点难点重点:楞次定律探究实验设计和实验结果的总结。
难点:感应电流激发的磁场与原来磁场之间的关系。
定律内容表述中阻碍二字的理解。
五.设计思想本节课结合学生的特点对教材的内容进行了深入的挖掘和思考,备教材,备学生,备教法,始终把学生放在教学的主体地位,让学生参与,让学生设计,营造一个“安全”的教学环境,广开言路,让学生的思维与教师的引导共六.教学过程(一)实验引入,引发学生猜想与假设,激发学生探究的欲望师:在探究电磁感应现象的实验中,也许你已经注意到,在不同的情况下产生的感应电流的方向是不同的。
人教版高中物理选修3-2《楞次定律》教学设计一、教材依据本节课教学内容是人教版教材,高中物理选修3-2第一章第三节“感应电流的方向——楞次定律”。
二、设计思想《楞次定律》这一节研究的是判定感应电流方向的一般规律,它是以磁场、电流的磁效应等知识为基础,又为以后学习法拉第电磁感应定律的应用、交流电、电磁振荡和电磁波奠定了基础,具有承上启下的作用。
为使学生深入理解楞次定律,本着“以学生为本”的思想,本节教学主要运用了学生自主实验探索的教学方法,边实验边教学,引导学生观察、分析、归纳实验现象,得出结论。
把学生活动贯穿于教学的全过程,使学生处于最大限度的主动激发状态,充分展示这一年龄段学生所特有的好动性、表现欲,从而有效地发现学生的个性并发展学生的创新能力。
三、教学目标1、知识与技能(1)理解楞次定律,能初步运用楞次定律判决感应电流方向。
(2)培养学生观察实验的能力及对实验现象分析、归纳、总结的能力。
2、过程与方法通过学生的实践活动,观察得到实验现象,在教师的引导下,由学生分析、归纳得出结论。
3、情感态度与价值观在本节课的学习过程中,学生直接参与物理规律的创造过程,激发学生对科学实验的探究热情,有利于培养学生热爱科学、尊重知识的良好品德。
四、教学重点和难点1、重点(1)深入理解楞次定律的内容(2)会用“楞次定律”初步判定感应电流的方向2、难点(1)对实验现象的观察、分析、归纳和总结(2)“阻碍”二字的准确理解五、教学准备教师:灵敏电流计、螺线管、条形磁铁、滑动变阻器、电池、电键、导线、学生各用表格等(分组),大屏幕实物投影仪。
学生:了解灵敏电流计指针特点及螺线管线圈绕向,预习本节内容。
六、教学过程(一)实验演示,引出新课如图示将磁铁从线圈中插入、停顿、拔出,引导学生观察各阶段现象,问:(1)线圈中是否有感应电流?为什么?(2)插入和拔出磁铁时感应电流方向一样吗?(3)怎样才能判断感应电流的方向呢?本节我们学习感应电流方向的判断——楞次定律。
第3节楞次定律1.楞次定律的内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
2.楞次定律可广义地表述为:感应电流的“效果”总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的“原因”,常见的有三种:①阻碍原磁通量的变化(“增反减同”);②阻碍导体的相对运动(“来拒去留”);③通过改变线圈面积来“反抗”(“增缩减扩”)。
3.闭合导体回路的一部分做切割磁感线运动时,可用右手定则判断感应电流的方向。
一、楞次定律1.探究感应电流的方向(1)实验器材:条形磁铁、电流表、线圈、导线、一节干电池(用来查明线圈中电流的流向与电流表中指针偏转方向的关系)。
(2)实验现象:如图所示,在四种情况下,将实验结果填入下表。
(3)实验分析:①线圈内磁通量增加时的情况②线圈内磁通量减少时的情况表述一:当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反;当穿过线圈的磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同。
表述二:当磁铁靠近线圈时,两者相斥;当磁铁远离线圈时,两者相吸。
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要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
二、右手定则1.内容伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
如图所示。
2.适用范围适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。
1.自主思考——判一判(1)感应电流的磁场总与原磁场方向相反。
(×)(2)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量。
(×)(3)感应电流的磁场有可能阻止原磁通量的变化。
(×)(4)导体棒不垂直切割磁感线时,也可以用右手定则判断感应电流方向。
(√)(5)凡可以用右手定则判断感应电流方向的,均能用楞次定律判断。
(√)(6)右手定则即右手螺旋定则。
(×)2.合作探究——议一议(1)楞次定律中“阻碍”与“阻止”有何区别?提示:阻碍不是阻止,阻碍只是延缓了磁通量的变化,但这种变化仍将继续进行。
(完整版)高中物理必修3-2知识点清单(非常详细)第一章 电磁感应第二章 楞次定律和自感现象一、磁通量1.定义:在磁感应强度为B 的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积S 和B 的乘积. 2.公式:Φ=B ·S .3.单位:1 Wb =1_T ·m 2.4.标矢性:磁通量是标量,但有正、负. 二、电磁感应 1.电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有电流产生,这种现象称为电磁感应现象. 2.产生感应电流的条件(1)电路闭合;(2)磁通量变化. 3.能量转化发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为电能.特别提醒:无论回路是否闭合,只要穿过线圈平面的磁通量发生变化,线圈中就有感应电动势产生.三、感应电流方向的判断 1.楞次定律(1)内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化. (2)适用情况:所有的电磁感应现象. 2.右手定则(1)内容:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内,让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导体运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向.(2)适用情况:导体切割磁感线产生感应电流.3.楞次定律推论的应用楞次定律中“阻碍”的含义可以理解为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因,推论如下:(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”; (2)阻碍相对运动——“来拒去留”;(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”; (4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”四、法拉第电磁感应定律 1.感应电动势(1)感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势.产生感应电动势的那部分导体就相当于电源,导体的电阻相当于电源内阻.(2)感应电流与感应电动势的关系:遵循闭合电路欧姆定律,即I =ER +r.2.法拉第电磁感应定律(1)内容:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.(2)公式:E =n ΔΦΔt,n 为线圈匝数.3.导体切割磁感线的情形(1)若B 、l 、v 相互垂直,则E =Blv .(2)若B ⊥l ,l ⊥v ,v 与B 夹角为θ,则E =Blv sin_θ. 五、自感与涡流 1.自感现象(1)概念:由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感,由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势.(2)表达式:E =L ΔIΔt.(3)自感系数L 的影响因素:与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关. 2.涡流当线圈中的电流发生变化时,在它附近的任何导体中都会产生像水的旋涡状的感应电流. (1)电磁阻尼:当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体的运动.(2)电磁驱动:如果磁场相对于导体转动,在导体中会产生感应电流,使导体受到安培力作用,安培力使导体运动起来.交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的.考点一 公式E =n ΔΦ/Δt 的应用 1.感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率ΔΦΔt和线圈的匝数共同决定,而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系.(2)当ΔΦ仅由B 引起时,则E =n S ΔB Δt ;当ΔΦ仅由S 引起时,则E =n B ΔSΔt.2.磁通量的变化率ΔΦΔt是Φ-t 图象上某点切线的斜率.3.应用电磁感应定律应注意的三个问题(1)公式E =n ΔΦΔt求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势,在磁通量均匀变化时,瞬时值才等于平均值.(2)利用公式E =nS ΔBΔt求感应电动势时,S 为线圈在磁场范围内的有效面积.(3)通过回路截面的电荷量q 仅与n 、ΔΦ和回路电阻R 有关,与时间长短无关.推导如下:q =I Δt =n ΔΦΔtR Δt =n ΔΦR.考点二 公式E =Blv 的应用 1.使用条件本公式是在一定条件下得出的,除了磁场是匀强磁场外,还需B 、l 、v 三者相互垂直.实际问题中当它们不相互垂直时,应取垂直的分量进行计算,公式可为E =Blv sin θ,θ为B 与v 方向间的夹角.2.使用范围导体平动切割磁感线时,若v 为平均速度,则E 为平均感应电动势,即E =Bl v .若v 为瞬时速度,则E 为相应的瞬时感应电动势.3.有效性公式中的l 为有效切割长度,即导体与v 垂直的方向上的投影长度.例如,求下图中MN 两点间的电动势时,有效长度分别为甲图:l=cd sin β.乙图:沿v1方向运动时,l=MN;沿v2方向运动时,l=0.丙图:沿v1方向运动时,l=2R;沿v2方向运动时,l=0;沿v3方向运动时,l=R.4.相对性E=Blv中的速度v是相对于磁场的速度,若磁场也运动,应注意速度间的相对关系.考点三自感现象的分析1.自感现象“阻碍”作用的理解(1)流过线圈的电流增加时,线圈中产生的自感电动势与电流方向相反,阻碍电流的增加,使其缓慢地增加.(2)流过线圈的电流减小时,线圈中产生的自感电动势与电流方向相同,阻碍电流的减小,使其缓慢地减小.2.自感现象的四个特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化.(2)通过线圈中的电流不能发生突变,只能缓慢变化.(3)电流稳定时,自感线圈就相当于普通导体.(4)线圈的自感系数越大,自感现象越明显,自感电动势只是延缓了过程的进行,但它不能使过程停止,更不能使过程反向.3.自感现象中的能量转化通电自感中,电能转化为磁场能;断电自感中,磁场能转化为电能.4.分析自感现象的两点注意(1)通过自感线圈中的电流不能发生突变,即通电过程,线圈中电流逐渐变大,断电过程,线圈中电流逐渐变小,方向不变.此时线圈可等效为“电源”,该“电源”与其他电路元件形成回路.(2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断,在于对电流大小的分析,若断电后通过灯泡的电流比原来强,则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭.六、电磁感应中的电路问题1.内电路和外电路(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源.(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻,其余部分是外电阻.2.电源电动势和路端电压 (1)电动势:E =Blv 或E =n ΔΦΔt . (2)路端电压:U =IR =ER +r·R .二、电磁感应中的图象问题 1.图象类型(1)随时间t 变化的图象如B -t 图象、Φ-t 图象、E -t 图象和i -t 图象. (2)随位移x 变化的图象如E -x 图象和i -x 图象. 2.问题类型(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象.(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量. (3)利用给出的图象判断或画出新的图象.考点一 电磁感应中的电路问题1.对电源的理解:在电磁感应现象中,产生感应电动势的那部分导体就是电源,如切割磁感线的导体棒、有磁通量变化的线圈等.这种电源将其他形式的能转化为电能.2.对电路的理解:内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈,外电路由电阻、电容等电学元件组成.3.解决电磁感应中电路问题的一般思路:(1)确定等效电源,利用E =n ΔΦΔt或E =Blv sin θ求感应电动势的大小,利用右手定则或楞次定律判断电流方向.(2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系),画出等效电路图.(3)利用电路规律求解.主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解. 4.(1)对等效于电源的导体或线圈,两端的电压一般不等于感应电动势,只有在其电阻不计时才相等.(2)沿等效电源中感应电流的方向,电势逐渐升高. 考点二 电磁感应中的图象问题 1.题型特点一般可把图象问题分为三类:(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象;(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量; (3)根据图象定量计算. 2.解题关键弄清初始条件,正负方向的对应,变化范围,所研究物理量的函数表达式,进、出磁场的转折点是解决问题的关键.3.解决图象问题的一般步骤 (1)明确图象的种类,即是B -t 图象还是Φ-t 图象,或者是E -t 图象、I -t 图象等; (2)分析电磁感应的具体过程;(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系;(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式; (5)根据函数关系式,进行数学分析,如分析斜率的变化、截距等; (6)画出图象或判断图象.4.解决图象类选择题的最简方法——分类排除法.首先对题中给出的四个图象根据大小或方向变化特点分类,然后定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化),特别是用物理量的方向,排除错误选项,此法最简捷、最有效.第三章 交变电流 传感器一、交变电流的产生和变化规律 1.交变电流大小和方向随时间做周期性变化的电流. 2.正弦交流电(1)产生:在匀强磁场里,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动. (2)中性面①定义:与磁场方向垂直的平面.②特点:线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零,感应电动势为零.线圈每经过中性面一次,电流的方向就改变一次.(3)图象:用以描述交变电流随时间变化的规律,如果线圈从中性面位置开始计时,其图象为正弦曲线.二、描述交变电流的物理量1.交变电流的周期和频率的关系:T =1f.2.峰值和有效值(1)峰值:交变电流的峰值是它能达到的最大值.(2)有效值:让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻,如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等,则这个恒定电流I 、恒定电压U 就是这个交变电流的有效值.(3)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系IU E 3.平均值:E =n ΔΦΔt=BL v .考点一 交变电流的变化规律1.正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)图象2.(1)线圈平面与中性面重合时,S ⊥B ,Φ最大,ΔΦΔt=0,e =0,i =0,电流方向将发生改变.(2)线圈平面与中性面垂直时,S ∥B ,Φ=0,ΔΦΔt最大,e 最大,i 最大,电流方向不改变.3.解决交变电流图象问题的三点注意(1)只有当线圈从中性面位置开始计时,电流的瞬时值表达式才是正弦形式,其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关.(2)注意峰值公式E m =nBS ω中的S 为有效面积. (3)在解决有关交变电流的图象问题时,应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来,再根据特殊位置求特征解.考点二 交流电有效值的求解 1.正弦式交流电有效值的求解 利用I =I m2,U =U m 2,E =E m2计算.2.非正弦式交流电有效值的求解交变电流的有效值是根据电流的热效应(电流通过电阻生热)进行定义的,所以进行有效值计算时,要紧扣电流通过电阻生热(或热功率)进行计算.注意“三同”:即“相同电阻”,“相同时间”内产生“相同热量”.计算时“相同时间”要取周期的整数倍,一般取一个周期.考点三 交变电流的“四值”的比较1.书写交变电流瞬时值表达式的基本思路(1)求出角速度ω,ω=2πT=2πf .(2)确定正弦交变电流的峰值,根据已知图象读出或由公式E m =nBS ω求出相应峰值. (3)明确线圈的初始位置,找出对应的函数关系式. ①线圈从中性面位置开始转动,则i -t 图象为正弦函数图象,函数式为i =I m sin ωt . ②线圈从垂直中性面位置开始转动,则i -t 图象为余弦函数图象,函数式为i =I m cos ωt三、变压器原理1.工作原理:电磁感应的互感现象. 2.理想变压器的基本关系式 (1)功率关系:P 入=P 出.(2)电压关系:U 1U 2=n 1n 2,若n 1>n 2,为降压变压器;若n 1<n 2,为升压变压器.(3)电流关系:只有一个副线圈时,I 1I 2=n 2n 1; 有多个副线圈时,U 1I 1=U 2I 2+U 3I 3+…+U n I n .四、远距离输电1.输电线路(如图所示)2.输送电流(1)I =P U. (2)I =U -U ′R.3.电压损失 (1)ΔU =U -U ′. (2)ΔU =IR . 4.功率损失 (1)ΔP =P -P ′.(2)ΔP =I 2R =⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2R =ΔU 2R .考点一 理想变压器原、副线圈关系的应用 1.基本关系(1)P 入=P 出,(有多个副线圈时,P 1=P 2+P 3+……)(2)U 1U 2=n 1n 2,有多个副线圈时,仍然成立.(3)I 1I 2=n 2n 1,电流与匝数成反比(只适合一个副线圈) n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3+……(多个副线圈)(4)原、副线圈的每一匝的磁通量都相同,磁通量变化率也相同,频率也就相同. 2.制约关系(1)电压:副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定. (2)功率:原线圈的输入功率P 1由副线圈的输出功率P 2决定. (3)电流:原线圈电流I 1由副线圈电流I 2和匝数比决定. 3.关于理想变压器的四点说明: (1)变压器不能改变直流电压.(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流,不能改变交变电流的频率. (3)理想变压器本身不消耗能量.(4)理想变压器基本关系中的U 1、U 2、I 1、I 2均为有效值. 考点二 理想变压器的动态分析 1.匝数比不变的情况(如图所示)(1)U 1不变,根据U 1U 2=n 1n 2可以得出不论负载电阻R 如何变化,U 2不变.(2)当负载电阻发生变化时,I 2变化,根据I 1I 2=n 2n 1可以判断I 1的变化情况.(3)I 2变化引起P 2变化,根据P 1=P 2,可以判断P 1的变化. 2.负载电阻不变的情况(如图所示)(1)U 1不变,n 1n 2发生变化,U 2变化. (2)R 不变,U 2变化,I 2发生变化.(3)根据P 2=U 22R和P 1=P 2,可以判断P 2变化时,P 1发生变化,U 1不变时,I 1发生变化.3.变压器动态分析的思路流程考点三 关于远距离输电问题的分析 1.远距离输电的处理思路对高压输电问题,应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”这样的顺序,或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析.2.远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例):(1)功率关系:P 1=P 2,P 3=P 4,P 2=P 损+P 3.(2)电压、电流关系:U 1U 2=n 1n 2=I 2I 1,U 3U 4=n 3n 4=I 4I 3U 2=ΔU +U 3,I 2=I 3=I 线.(3)输电电流:I 线=P 2U 2=P 3U 3=U 2-U 3R 线.(4)输电线上损耗的电功率:P 损=I 线ΔU =I 2线R 线=⎝ ⎛⎭⎪⎫P 2U 22R 线.3.解决远距离输电问题应注意下列几点(1)画出输电电路图.(2)注意升压变压器副线圈中的电流与降压变压器原线圈中的电流相等. (3)输电线长度等于距离的2倍.(4)计算线路功率损失一般用P 损=I 2R 线.。
楞次定律一、楞次定律1.楞次定律1.感应电流方向的判断通过实验,我们得到如下结论:感应电流具有这样的方向,感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律....。
2.对楞次定律中“阻碍”的理解⑴ 谁阻碍谁?——是感应电流....的磁通量阻碍原.磁通量。
⑵ 阻碍什么?——阻碍的是磁通量的变化..,而不是阻碍磁通量本身..。
⑶ 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; 当磁通量减少..时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
⑷ 结果如何?——阻碍并不是阻止....,只是延缓..了磁通量的变化。
结果是增加的还是增加.......,减少的还是减少.......。
3.右手定则当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,我们可以用右手定则....来判断感应电流的方向。
伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线从掌心穿入,大拇指指向导体切割的方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向。
典例精讲【例1.1】(2019春•濂溪区校级月考)如图所示,A 、B 两个闭合线圈用同样的导线制成,匝数均为20匝,半径r A =3r B ,图示区域内有匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀减小,下列说法正确的是( )A.两线圈中产生的电动势之比E A:E B=3:1B.两线圈中感应电流之比I A:I B=3:1C.两线圈中感应电流的方向均为逆时针D.两线圈面积均有收缩的趋势【例1.2】(2019春•峨山县校级月考)如图所示,圆形线圈垂直放在匀强磁场里,第1秒内磁场方向指向纸里,如图乙。
若磁感应强度大小随时间变化的关系如图甲,那么,下面关于线圈中感应电流的说法正确的是()A.在第1秒内感应电流增大,电流方向为逆时针B.在第1﹣3秒内感应电流大小方向都不变,电流方向为顺时针C.在第2秒内感应电流减小,电流方向为顺时针D.在第4秒内感应电流大小不变,电流方向为顺时针【例1.3】(2019春•大余县校级月考)如图,水平放置的光滑绝缘桌面上有一个轻质金属圆环,圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。
高二物理(3-2)知识点总结电磁感应现象楞次定律知识要点:一、电磁感应现象:1、只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化,闭合回路中就会产生感应电流,如果电路不闭合只会产生感应电动势。
这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应,是1831年法拉第发现的。
回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化,因此研究磁通量的变化是关键,由磁通量的广义公式中(是B与S的夹角)看,磁通量的变化可由面积的变化引起;可由磁感应强度B的变化引起;可由B与S的夹角的变化引起;也可由B、S、中的两个量的变化,或三个量的同时变化引起。
下列各图中,回路中的磁通量是怎么的变化,我们把回路中磁场方向定为磁通量方向(只是为了叙述方便),则各图中磁通量在原方向是增强还是减弱。
(1)图:由弹簧或导线组成回路,在匀强磁场B中,先把它撑开,而后放手,到恢复原状的过程中。
(2)图:裸铜线在裸金属导轨上向右匀速运动过程中。
(3)图:条形磁铁插入线圈的过程中。
(4)图:闭合线框远离与它在同一平面内通电直导线的过程中。
(5)图:同一平面内的两个金属环A、B,B中通入电流,电流强度I在逐渐减小的过程中。
(6)图:同一平面内的A、B回路,在接通K的瞬时。
(7)图:同一铁芯上两个线圈,在滑动变阻器的滑键P向右滑动过程中。
(8)图:水平放置的条形磁铁旁有一闭合的水平放置线框从上向下落的过程中。
2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时,可以产生感应电动势,感应电流,这是初中学过的,其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。
3、产生感应电动势、感应电流的条件:导体在磁场里做切割磁感线运动时,导体内就产生感应电动势;穿过线圈的磁量发生变化时,线圈里就产生感应电动势。
如果导体是闭合电路的一部分,或者线圈是闭合的,就产生感应电流。
从本质上讲,上述两种说法是一致的,所以产生感应电流的条件可归结为:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
二、楞次定律:1、1834年德国物理学家楞次通过实验总结出:感应电流的方向总是要使感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
楞次定律
学习目标
1、通过实验探究归纳出判断感应电流方向的规律——楞次定律。
2、准确理解楞次定律的内容及其本质。
3、能使用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向。
知识网络预览
知识精讲
一、实验探究感应电流的方向——楞次定律
1、选旧干电池用试触的方法查明电流方向与电流表指针偏转方向的关系。
2、闭合电路的磁通量发生变化的情况:
甲图:当把条形磁铁N极插入线圈时,穿过线圈的磁通量增加,由实验可知,这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向。
乙图:当把条形磁铁N极拔出线圈时,穿过线圈的磁通量减少,由实验可知,这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向。
丙图:当把条形磁铁S极插入线圈时,穿过线圈的磁通量增加,由实验可知,这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向。
丁图:当把条形磁铁S极拔出线圈中时,穿过线圈的磁通量减少,由实验可知,这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向。
3. 楞次定律的内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要防碍引起感应电流的磁通量的变化。
二、楞次定律的应用
三、右手定则的内容
伸开右手,让拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,让磁感应线从掌心进入,并使拇指指向方向,其余四指指的方向就是的方向。
例题精讲
知识点一准确理解楞次定律
1、内容
感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要防碍引起感应电流的磁通量的变化。
2、因果关系
闭合导体回路中磁通量的变化是因,产生感应电流是果;原因产生结果,结果又反过来影响原因。
3、“防碍”二字的含义
楞次定律中的“防碍”作用,正是能量守恒定律的反映,在克服这种防碍的过程中,其他形式的能转化为电能。
楞次定律的理解——“防碍”的含义
4、弄清“防碍”与“阻止”“相反”的区别
(1) 防碍不是阻止,最终引起感应电流的磁通量还是发生了变化,是“阻而未止”。
(2) 防碍不是相反。
当引起感应电流的磁通量增加时,感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相反;当引起感应电流的磁通量减少时,感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相同(增反减同)。
(3) 涉及相对运动时,防碍的是导体与磁体的相对运动,而不是防碍导体或磁体的运动。
5、楞次定律的推广
对楞次定律中“防碍”的含义能够推广为感应电流的效果总是防碍产生感应电流的原因:
(1) 防碍原磁通量的变化——“增反减同”;
(2) 防碍相对运动——“来拒去留”;
(3) 使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”;
(4) 防碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”。
【名师点睛】
如果问题不涉及感应电流的方向,则用楞次定律的推广含义实行研究,能够使分析问题的过程简化。
6、应用楞次定律的一般步骤
使用楞次定律判定感应电流的思路,能够概括为以下方框图:
上图描述了磁通量变化、磁场方向、感应电流方向三个因素的关系,只要知道了其中任意两个因素,就能够确定第三个因素。
7、回路运动情况、面积变化趋势的判断方法
电磁感应现象中,产生感应电流的导体在磁场中要受到安培力,从而产生运动及回路面积变化趋势。
判断运动或面积变化趋势的方法有:
(1) 一般方法
(2) 根据楞次定律的广义表述判断
①若是因为相对运动产生电磁感应现象,则感应电流所产生的力的效果防碍相对运动(来拒去留)。
②电磁感应现象中,回路面积变化总要防碍磁通量的变化(增缩减扩)。
例1、如图所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,以下各种说法中准确的是( )
A.向左拉出和向右拉出时,环中的感应电流方向相反
B.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿顺时针方向的
C.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿逆时针方向的
D.环在出磁场之前,就已经有感应电流
例2、如图所示,当磁铁运动时,流过电阻的电流是由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. 以上都不可能
例3、如图所示,当条形磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是( )。