2019年高考物理大一輪復習 第10章 電磁感應 第1講 電磁感應現(xiàn)象 楞次定律學案 新人教版

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1、第一講　電磁感應現(xiàn)象　楞次定律 考試內(nèi)容 要求 高考命題統(tǒng)計 命題規(guī)律 2015 2016 2017 卷Ⅰ 卷Ⅱ 卷Ⅰ 卷Ⅱ 卷Ⅲ 卷Ⅰ 卷Ⅱ 卷Ⅲ 電磁感應現(xiàn)象 Ⅰ 高考對本章內(nèi)容考查命題頻率較高，大部分以選擇題的形式出題，也有部分是計算題，多以中檔以上難度的題目來增加試卷的區(qū)分度，考查較多的知識點有：感應電流的產(chǎn)生條件、方向判定和導體切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的計算，同時也會與力學、磁場、能量等知識綜合考查及圖象問題的考查. 磁通量 Ⅰ 法拉第電磁感應定律 Ⅱ T15 6分

2、T24 14分 T20 6分 T25 20分 T21 6分 楞次定律 Ⅰ T15 6分 自感、渦流 Ⅰ T19 6分 T18 6分 一 電磁感應現(xiàn)象 1．磁通量 (1)概念 在磁感應強度為B的勻強磁場中，與磁場方向垂直的面積S與B的乘積． (2)公式 Φ＝BS. (3)單位 1 Wb＝1_T·m2. (4)公式的適用條件 ①勻強磁場； ②磁感線的方向與平面垂直，即B⊥S. 2．電磁感應現(xiàn)象 (1)電磁感應現(xiàn)象 當穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，電路中有感應電流

3、產(chǎn)生的現(xiàn)象． (2)產(chǎn)生感應電流的條件 ①條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化. ②特例：閉合電路的一部分導體在磁場內(nèi)做切割磁感線運動． (3)產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象的實質(zhì) 電磁感應現(xiàn)象的實質(zhì)是產(chǎn)生感應電動勢，如果回路閉合則產(chǎn)生感應電流；如果回路不閉合，則只有感應電動勢，而無感應電流. (4)圖中能產(chǎn)生感應電流的是________. 提示：B 二 楞次定律的理解及應用 1．內(nèi)容：感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化． 2．適用情況：所有電磁感應現(xiàn)象． 3．對楞次定律中“阻礙”的理解 4．對照教材實驗：如圖A和B都是很輕的鉛環(huán)，A是閉合的，B是斷開的．試

4、分析用磁鐵的任一極去接近或遠離兩環(huán)時，會發(fā)生什么現(xiàn)象？ 提示：當磁鐵接近或遠離A環(huán)時，A環(huán)將遠離或靠近磁鐵，磁鐵接近或遠離B環(huán)時，B環(huán)不動． 5．右手定則 (1)內(nèi)容：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進入，并使拇指指向?qū)Ь€運動的方向，這時四指所指的方向就是感應電流的方向． (2)適用情況：導體切割磁感線產(chǎn)生感應電流． 1．判斷正誤 (1)線框不閉合時，即使穿過線框的磁通量發(fā)生變化，線框中也沒有感應電流產(chǎn)生．(　　) (2)當導體切割磁感線時，一定產(chǎn)生感應電動勢．(　　) (3)回路不閉合，穿過回路的磁通量變化時，也會產(chǎn)生“阻

5、礙”作用．(　　) (4)感應電流的磁場一定阻礙引起感應電流的磁場的磁通量變化．(　　) (5)感應電流的方向可能與B的方向平行，但一定與v的方向垂直．(　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)× 2．下列實驗現(xiàn)象，屬于電磁感應現(xiàn)象的是(　　) 答案：C 3．(人教版選修3－2P9第7題改編)如圖所示，固定于水平面上的金屬架abcd處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動．t＝0時，磁感應強度為B＝0，此時MN到達的位置恰好使MbcN構(gòu)成一個邊長為l的正方形．為使MN棒中不產(chǎn)生感應電流，從t＝0開始，磁感應強度B隨時間t變化的示意圖為

6、(　　) 答案：C 4．(人教版選修3－2P7第1題改編)如圖所示的勻強磁場中有一個矩形閉合導線框．在下列四種情況下，線框中會產(chǎn)生感應電流的是(　　) A．如圖甲所示，保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中左右運動 B．如圖乙所示，保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中上下運動 C．如圖丙表示，線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線AB轉(zhuǎn)動 D．如圖丁所示，線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線平行的軸線CD轉(zhuǎn)動 答案：C 考點一 電磁感應現(xiàn)象的判斷 判斷感應電流有無的程序 1．(2014·全國卷Ⅰ)在法拉第時代，下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設想的實驗

7、中，能觀察到感應電流的是(　　) A．將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化 B．在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化 C．將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化 D．繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化 解析：選D　只形成閉合回路，回路中的磁通量不變化，不會產(chǎn)生感應電流，選項A、B、C錯誤；給線圈通電或斷電瞬間，通過閉合回路的磁通量變化，會產(chǎn)生感應電流，能觀察到電流表示數(shù)的變化，選項D正確． 2．現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、

8、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關(guān)按如圖所示連接．下列說法中正確的是(　　) A．開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出線圈B都會引起電流計指針偏轉(zhuǎn) B．線圈A插入線圈B中后，開關(guān)閉合和斷開的瞬間電流計指針均不會偏轉(zhuǎn) C．開關(guān)閉合后，滑動變阻器的滑片P勻速滑動，會使電流計指針靜止在中央零刻度 D．開關(guān)閉合后，只有滑動變阻器的滑片P加速滑動，電流計指針才能偏轉(zhuǎn) 解析：選A　開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出線圈B都會引起穿過線圈B的磁通量的變化，從而使電流計指針偏轉(zhuǎn)，選項A正確；線圈A插入線圈B中后，開關(guān)閉合和斷開的瞬間，線圈B的磁通量會發(fā)生變化，電流計指針會偏轉(zhuǎn)，選項B錯誤；開關(guān)閉合后，滑動變

9、阻器的滑片P無論勻速滑動還是加速滑動，都會導致線圈A的電流變化，使線圈B的磁通量變化，電流計指針都會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項C、D錯誤. 考點二 楞次定律的理解和應用 判斷感應電流方向的“三步走” (2017·全國卷Ⅲ)如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導軌，導軌平面與磁場垂直．金屬桿PQ置于導軌上并與導軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導軌共面．現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運動，在運動開始的瞬間，關(guān)于感應電流的方向，下列說法正確的是(　　) A．PQRS中沿順時針方向，T中沿逆時針方向 B．PQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向

10、C．PQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向 D．PQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向 解析：選D　金屬桿PQ突然向右運動，在運動開始的瞬間，閉合回路PQRS中磁場方向垂直紙面向里，磁通量增大，由楞次定律可判斷，閉合回路PQRS中感應電流產(chǎn)生的磁場垂直紙面向外，由安培定則可判斷感應電流方向為逆時針；由于閉合回路PQRS中感應電流產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，與原磁場方向相反，則T中磁通量減小，由楞次定律可判斷，T中感應電流產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里，由安培定則可知T中感應電流方向為順時針，選項D正確． 楞次定律推論的應用技巧 (1)線圈(回路)中磁通量變化時，阻礙原磁通量的變化—

11、—應用“增反減同”的規(guī)律； (2)導體與磁體間有相對運動時，阻礙相對運動——應用“來拒去留”的規(guī)律； (3)當回路可以形變時，感應電流可使線圈面積有擴大或縮小的趨勢——應用“增縮減擴”的規(guī)律； (4)自感現(xiàn)象中，感應電動勢阻礙原電流的變化——應用“增反減同”的規(guī)律． (2016·上海卷)(多選)如圖(a)，螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強磁場，以圖中箭頭所示方向為其正方向．螺線管與導線框abcd相連，導線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導線框在同一平面內(nèi)．當螺線管內(nèi)的磁感應強度B隨時間按圖(b)所示規(guī)律變化時(　　) A．在t1～t2時間內(nèi)，L有收縮趨勢 B．在t2～t3時間內(nèi)，L

12、有擴張趨勢 C．在t2～t3時間內(nèi)，L內(nèi)有逆時針方向的感應電流 D．在t3～t4時間內(nèi)，L內(nèi)有順時針方向的感應電流 解析：選AD　據(jù)題意，在t1～t2時間內(nèi)，外加磁場磁感應強度增加且斜率在增加，則在導線框中產(chǎn)生沿順時針方向增加的電流，該電流激發(fā)出增加的磁場，該磁場通過圓環(huán)，在圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應電流，根據(jù)結(jié)論“增縮減擴”可以判定圓環(huán)有收縮趨勢，故選項A正確；在t2～t3時間內(nèi)，外加磁場均勻變化，在導線框中產(chǎn)生穩(wěn)定電流，該電流激發(fā)出穩(wěn)定磁場，該磁場通過圓環(huán)時，圓環(huán)中沒有感應電流，故選項B、C錯誤；在t3～t4時間內(nèi)，外加磁場向下減小，且斜率也減小，在導線框中產(chǎn)生沿順時針方向減小的電流，該電流激發(fā)

13、出向內(nèi)減小的磁場，故圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生順時針方向電流，選項D正確． 3．(2018·湖北襄陽聯(lián)考)(多選)如圖所示，線圈A、B同心置于光滑水平桌面上，線圈A中通有逐漸增大的逆時針方向的電流，則(　　) A．線圈B將順時針轉(zhuǎn)動起來 B．線圈B中有順時針方向的電流 C．線圈B將有沿半徑方向擴張的趨勢 D．線圈B對桌面的壓力將增大 解析：選BC　方法一：畫出A中電流產(chǎn)生的磁場，由于A中電流增大，故穿過B的合磁通量垂直紙面向外且增大；由楞次定律可知B中感應電流的磁場方向垂直紙面向里，最后由安培定則可判斷B中感應電流的方向是順時針，B正確；由左手定則判斷B所受安培力方向沿半徑向外，有擴張的趨

14、勢，但不會轉(zhuǎn)動．A錯誤、C正確．因安培力沿水平方向，B環(huán)對桌面的壓力不變，D錯誤． 方法二：當線圈A中通有逐漸增大的逆時針方向的電流時，穿過線圈B的磁通量豎直向上且增大，根據(jù)楞次定律，線圈B產(chǎn)生順時針方向的電流；根據(jù)楞次定律的另一種表述，線圈B有擴張的趨勢，阻礙磁通量的增加，故B、C正確，A錯誤．線圈B受到的安培力在水平方向上，線圈B對桌面的壓力將不變，故D錯誤． 4．(2017·江蘇南通一模)(多選)如圖所示，鋁質(zhì)的圓筒形管豎直立在水平桌面上，一條形磁鐵從鋁管的正上方由靜止開始下落，然后從管內(nèi)下落到水平桌面上．已知磁鐵下落過程中不與管壁接觸，不計空氣阻力，下列判斷正確的是(　　)

15、 A．磁鐵在整個下落過程中做自由落體運動 B．磁鐵在管內(nèi)下落過程中機械能守恒 C．磁鐵在管內(nèi)下落過程中，鋁管對桌面的壓力大于鋁管的重力 D．磁鐵在下落過程中動能的增加量小于其重力勢能的減少量 解析：選CD　磁鐵下落過程中受到阻礙作用，故機械能不守恒，A、B錯誤；由楞次定律可知磁鐵對鋁管有排斥力，鋁管對桌面的壓力大于重力，C正確；由動能定理知D正確. 考點三 “三定則、一定律”的綜合應用 基本現(xiàn)象 應用的定則或定律 運動電荷、電流產(chǎn)生磁場 安培定則 磁場對運動電荷、電流的作用力 左手定則 電磁 感應 部分導體做切割磁感線運動 右手定則 閉合回路磁通量變化

16、 楞次定律 (1)右手定則與左手定則的區(qū)別： “因電而動”——用左手定則，“因動而電”——用右手定則． (2)安培定則與楞次定律的區(qū)別： “因電生磁”——用安培定則． “因磁生電”——用楞次定律(或右手定則)． (多選)如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，MN的左邊有一閉合電路，當PQ在外力的作用下運動時，MN向右運動．則PQ所做的運動可能是(　　) A．向右加速運動　　　 B．向左加速運動 C．向右減速運動　　 D．向左減速運動 解析：選BC　MN向右運動，說明MN受到向右的安培力，因為ab在MN處的磁場垂直紙面向里MN中的感應電流由M→

17、NL1中感應電流的磁場方向向上；若L2中磁場方向向上減弱PQ中電流為Q→P且減小向右減速運動；若L2中磁場方向向下增強PQ中電流為P→Q且增大向左加速運動． “三定則、一定律”的應用技巧 2個條件：感應電流產(chǎn)生的條件 2種方法：判斷感應電流方向 2個原則：(1)無論是“安培力”還是“洛倫茲力”，只要是“力”都用左手判斷；(2)“電生磁”或“磁生電”均用右手判斷. 5．(多選)如圖所示匚形線架ABCD上有一根可以無摩擦滑動的導線ab，左側(cè)有通電導線MN，電流方向由N到M，若將線框置于勻強磁場中，則(　　) A．a(chǎn)b邊向右運動時，導線MN與AB邊相互吸引 B．a(chǎn)b邊向左運

18、動時，導線MN與AB邊相互吸引 C．a(chǎn)b邊向左運動時，導線MN與AB邊相互排斥 D．a(chǎn)b邊向右運動時，導線MN與AB邊相互排斥 解析：選BD　ab邊向右運動時，根據(jù)右手定則可得，ab中的感應電流的方向從b流向a，AB中的電流從A流向B，方向向下，與導線MN中的電流的方向相反，所以導線MN與AB邊相互排斥，A錯誤，D正確；ab邊向左運動時，根據(jù)右手定則可得，ab中的感應電流的方向從a流向b，AB中的電流從B流向A，方向向上，與導線MN中的電流的方向相同，所以導線MN與AB邊相互吸引，故B正確，C錯誤． 6．如圖所示，金屬棒ab、金屬導軌和螺線管組成閉合回路，金屬棒ab在勻強磁場B中沿導軌向右運動，則(　　) A．a(chǎn)b棒不受安培力作用 B．a(chǎn)b棒所受安培力的方向向右 C．a(chǎn)b棒向右運動速度v越大，所受安培力越大 D．螺線管產(chǎn)生的磁場，A端為N極 解析：選C　金屬棒ab沿導軌向右運動時，安培力方向向左，以“阻礙”其運動，選項A、B錯誤；金屬棒ab沿導軌向右運動時，感應電動勢E＝Blv，感應電流I＝，安培力F＝BIl＝，可見，選項C正確；根據(jù)右手定則可知，流過金屬棒ab的感應電流的方向是從b流向a，所以流過螺線管的電流方向是從A端到達B端，根據(jù)右手螺旋定則可知，螺線管的A端為S極，選項D錯誤． 9