2020屆高考物理一輪 專題26 電磁感應 楞次定律學案 新課標（通用）

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1、2020屆高三新課標物理一輪原創(chuàng)精品學案 專題26 電磁感應 楞次定律 教學目標：1．理解電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生的條件 2．應用楞次定律或右手定則判斷感應電流及感應電動勢的方向 3．判斷線圈或?qū)w在磁場中的相對運動問題 本講重點：楞次定律的應用 本講難點：楞次定律的應用 考點點撥：1．磁鐵相對線圈運動時楞次定律的應用 2．線圈在通電導線的磁場中時楞次定律的應用 3．線圈進出磁場時楞次定律的應用 4．楞次定律的綜合應用 5．電磁感應在實際生活中的應用 第一課時 3、感應電流的方向 （1）楞次定律：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要 。 （

2、2）從不同的角度來看楞次定律的內(nèi)容，從磁通量變化的角度來看，感應電流總要 。從導體和磁體相對運動的角度來看，感應電流總要 。 因此，產(chǎn)生感應電流的過程實質(zhì)上是能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程。 （3）用楞次定律判斷感應電流方向的步驟： ①明確所研究的閉合回路中原磁場的方向； ②穿過回路的磁通量如何變化（是增加還是減小）； ③由楞次定律判定出 ； ④根據(jù)感應電流的磁場方向，由 判定出感應電流方向。 （4）右手定則：伸開右手，讓拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個面內(nèi)，讓磁感線垂直 ，拇指指向

3、 ，則其余四指指的就是 。 （二）重難點闡釋 1．感應電動勢產(chǎn)生的條件 感應電動勢產(chǎn)生的條件是：穿過電路的磁通量發(fā)生變化。 這里不要求閉合。無論電路閉合與否，只要磁通量變化了，就一定有感應電動勢產(chǎn)生。這好比一個電源：不論外電路是否閉合，電動勢總是存在的。但只有當外電路閉合時，電路中才會有電流。 3．楞次定律的具體應用 （1）從“阻礙磁通量變化”的角度來看，由磁通量計算式Φ=BSsinα可知，磁通量變化ΔΦ=Φ2-Φ1有多種形式，主要有： ①S、α不變，B改變，這時ΔΦ=ΔB?Ssinα ②B、α不變，S改變，這時ΔΦ=ΔS?Bsinα ③B、S不變，α改

4、變，這時ΔΦ=BS（sinα2-sinα1） 當B、S、α中有兩個或三個一起變化時，就要分別計算Φ1、Φ2，再求Φ2-Φ1了。 （2）從“阻礙相對運動”的角度來看，楞次定律的這個結(jié)論可以用能量守恒來解釋：既然有感應電流產(chǎn)生，就有其它能轉(zhuǎn)化為電能。又由于是由相對運動引起的，所以只能是機械能減少轉(zhuǎn)化為電能，表現(xiàn)出的現(xiàn)象就是“阻礙”相對運動。 （3）從“阻礙自身電流變化”的角度來看，就是自感現(xiàn)象。 在應用楞次定律時一定要注意：“阻礙”不等于“反向”；“阻礙”不是“阻止”。 二、高考要點精析 （一）磁鐵相對線圈運動時楞次定律的應用 ☆考點點撥 磁鐵相對線圈運動時，線圈中的磁通量發(fā)生變化

5、，產(chǎn)生感應電流。由楞次定律判斷感應電流的方向，可以按步驟用“程序法”判定，也可用結(jié)論法“來拒去留”直接判斷。 ☆考點精煉 a b 1．如圖所示，絕緣水平面上有兩個離得很近的導體環(huán)a、b。將條形磁鐵沿它們的正中向下移動（不到達該平面），a、b將如何移動？ O1 a O2 b 2．如圖所示，在條形磁鐵從圖示位置繞O1O2軸轉(zhuǎn)動90°的過程中，放在導軌右端附近的金屬棒ab將如何移動？ （二）線圈在通電導線的磁場中時楞次定律的應用 ☆考點點撥 【例5】如圖，線圈A中接有如圖所示電源，線圈B有一半面積處在線圈A中，兩線圈平行但不接

6、觸，則當開關S閉和瞬間，線圈B中的感應電流的情況是：（ ） A．無感應電流 B．有沿順時針的感應電流 C．有沿逆時針的感應電流 D．無法確定 解：當開關S閉合瞬間，線圈A相當于環(huán)形電流，其內(nèi)部磁感線方向向里，其外部磁感線方向向外。線圈B有一半面積處在線圈A中，則向里的磁場與向外的磁場同時增大。這時就要抓住主要部分。由于所有向里的磁感線都從A的內(nèi)部穿過，所以A的內(nèi)部向里的磁感線較密， A的外部向外的磁感線較稀。這樣B一半的面積中磁感線是向里且較密，另一半面積中磁感線是向外且較稀。主要是以向里的磁感線為主，即當開關S閉合時，線圈B中的磁通量由零變?yōu)橄蚶铮试撍查g磁通量增加，則產(chǎn)生的感應電

7、流的磁場應向外，因此線圈B有沿逆時針的感應電流。答案為C。 ☆考點精煉 第二課時 （三）線圈進出磁場時楞次定律的應用 ☆考點點撥 a d b c O1 O2 【例7】 如圖所示，O1O2是矩形導線框abcd的對稱軸，其左方有勻強磁場。以下哪些情況下abcd中有感應電流產(chǎn)生？方向如何？ A．將abcd 向紙外平移 B．將abcd向右平移 C．將abcd以ab為軸轉(zhuǎn)動60° D．將abcd以cd為軸轉(zhuǎn)動60° 解：A、C兩種情況下穿過abcd的磁通量沒有發(fā)生變化，無感應電流產(chǎn)生。B、D兩種情況下原磁通向外，減少，感應電流磁場向外

8、，感應電流方向為abcd。 ☆考點精煉 5．如圖所示，在O點正下方有一理想邊界的磁場，銅環(huán)在A點靜止釋放向右擺至最高點B，不考慮空氣阻力，則下列說法正確的是（ ） A．AB兩點在同一水平線上 B．A點高于B點 C．A點低于B點 D．銅環(huán)將做等幅擺動 6．如圖所示，閉合金屬環(huán)從高h的曲面滾下，又沿曲面的低側(cè)上升，設閉合環(huán)初速度為零，摩擦不計，則（ ） A．若是勻強磁場，環(huán)滾上的高度小于h B．若是勻強磁場，環(huán)滾上的高度等于h C．若是非勻強磁場，環(huán)滾上的高度等于h D．若是非勻強磁場，環(huán)滾上的高度小于h （四）楞次定律的綜合應用 ☆考點點撥

9、 ☆考點點撥 電磁感應現(xiàn)象與生活實際聯(lián)系比較密切，近年來的高考改革越來越突出對考生解決實際問題能力的考查。在日常復習中要適當關注與生活、生產(chǎn)、科研等實際問題相聯(lián)系的背景題。解決此類問題的關鍵是通過審題，將實際問題轉(zhuǎn)化為物理問題，然后用相關知識加以分析求解。 A B S k D C 【例10】如圖所示是生產(chǎn)中常用的一種延時繼電器的示意圖。鐵芯上有兩個線圈A和B。線圈A跟電源連接，線圈B的兩端接在一起，構(gòu)成一個閉合電路。在拉開開關S的時候,彈簧k并不能立即將銜鐵D拉起，從而使觸頭C（連接工作電路）立即離開，過一段時間后觸頭C才能離開；延時繼電器就是這樣得名的。試說明這種繼電器的工作

10、原理。 解析：當拉開開關S時使線圈A中電流變小并消失時，鐵芯中的磁通量發(fā)生了變化（減?。瑥亩诰€圈B中激起感應電流，根據(jù)楞次定律，感應電流的磁場要阻礙原磁場的減小，這樣，就使鐵芯中磁場減弱得慢些，因此彈簧K不能立即將銜鐵拉起。 ☆考點精煉 9．在有線電話網(wǎng)中，電話機是通過兩條導線和電信局的交換機傳送和接收電信號。如果不采取措施，發(fā)話者的音頻信號必會傳到自己的受話器中，使自己聽到自己的講話聲音，這就是“側(cè)音”。較大的側(cè)音會影響接聽對方的講話，故必須減小或消除。如圖所示是一電話機的消“側(cè)音”電路與交換機的連接示意圖。圖中的兩個變壓器是完全相同的，a、b、c、d、e、f六個線圈的匝數(shù)相同。打

11、電話時，對著話筒發(fā)話，把放大后的音頻電壓加到變壓器的線圈a，從線圈c和b輸出大小相等但隨聲頻變化的電壓，c兩端的電壓產(chǎn)生的電流IL通過線圈e和兩導線L、電信局的交換機構(gòu)成回路，再通過交換機傳到對方電話機,對方就聽到發(fā)話者的聲音。同時由于線圈e中有電流通過，在線圈f中也會有電壓輸出，放大后在自己的電話機的受話器上發(fā)出自己的講話聲，這就是上面講的“側(cè)音”。為了消除這個側(cè)音，可以把線圈b的電壓加在線圈d上，并通過R調(diào)節(jié)d中的電流Id。那么為達到消側(cè)音的目的，1應與（ ）相接；4應與（ ）相接，并使Id( )IL(填“小于”、“大于”、或“等于”)。對方講話時，音頻電壓通過交換機和兩條導

12、線L加到本機，那么通過R的電流為多少？ 考點精煉參考答案 9．解析：發(fā)話時，假定某一時刻通過線圈a的電流是從上端流入，而且增大，則在線圈c和b上感應的電壓都是上正下負，e中形成的電流在變壓器鐵芯中產(chǎn)生的磁場的磁感線是逆時針方向的；1和3，2和4相接時，b的感應電壓在d中形成的電流在鐵芯中產(chǎn)生的磁感線是順時針的，由于e和d的匝數(shù)相同，只要調(diào)節(jié)R使e、d中的電流強度相等，則e和d產(chǎn)生的磁場就完全抵消，通過線圈f的磁通量始終為零，f中沒有感應電動勢，受話器中沒有發(fā)話者的聲音，從而消除側(cè)音。對方發(fā)話時，從交換機傳來的音頻電壓加到電話機上，假設某一時刻在線圈e和c中形成的電流是從c的下端

13、流入且增大，則b線圈的1端為負，d線圈的3端為負，感應電壓值相同，在bdR回路中沒有電流，d中不會產(chǎn)生磁場抵消e的磁場，f中有e產(chǎn)生的磁場的磁感線通過，磁通量會發(fā)生變化，產(chǎn)生感應電動勢，放大后在受話器中發(fā)出對方的聲音。 三、考點落實訓練 1．1820年丹麥的物理學家　　　發(fā)現(xiàn)了電流能夠產(chǎn)生磁場；之后，英國的科學家　　　經(jīng)過十年不懈的努力終于在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，并發(fā)明了世界上第一臺感應發(fā)電機． 3．在某星球上的宇航員，為了確定該星球是否存在磁場，他手邊有一根表面絕緣的長導線和一個靈敏電流計，現(xiàn)請你指導他如何操作． 4．下列說法中正確的是：感應電動勢的大小跟（　　　?。┯嘘P：

14、 A．穿過閉合電路的磁通量． B．穿過閉合電路的磁通量的變化大小． C．穿過閉合電路的磁通量的變化快慢． D．單位時間內(nèi)穿過閉合電路的磁通量的變化量． 7．如圖所示，在兩根平行長直導線中，通以同方向、同強度的電流，導線框ABCD和兩導線在同一平面內(nèi)，導線框沿著與兩導線垂直的方向自右向左在兩導線間勻速運動。在運動過程中，導線框中感應電流的方向（ ） A．沿ABCD方向不變。 B．沿ADCB方向不變。 C．由ABCD方向變成ADCB方向。 D．由ADCB方向變成ABCD方向。 8．如圖所示，兩個線圈繞在同一圓筒上，A中接有電源，B中導線ab短路。當把磁鐵迅速插入A線圈中時，A線

15、圈中的電流將 （填減少，增大，不變），B線圈中的感應電流的方向在外電路中是由 到 的；如線圈B能自由移動，則它將向 移動（左，右，不）。 9．如圖所示，閉合金屬銅環(huán)從高為h的曲面滾下，沿曲面的另一側(cè)上升，設閉合環(huán)初速度為零，不計摩擦，則（ ） A．若是勻強磁場，環(huán)上升的高度小于h B．若是勻強磁場，環(huán)上升的高度大于h C．若是非勻強磁場，環(huán)上升的高度等于h D．若是非勻強磁場，環(huán)上升的高度小于h 10．一根磁化的鋼棒以速度v射入水平放置的固定的銅管內(nèi)，v的方向沿管中心軸，不計棒的重力和空氣阻力，則在入射過程中（ ） A.銅管的內(nèi)能增加

16、B.鋼棒的速率減小 C.鋼棒的速率不變 D.鋼棒的速率增大 考點落實訓練參考答案 1～5略 6．AC 7．B 8．減小 b a 左 9．D 解析 若是勻強磁場，閉合環(huán)的磁通量不發(fā)生變化，無感應電流產(chǎn)生，環(huán)也就受不到磁場力，所以環(huán)仍保持機械能守恒，上升的高度等于h。若是非勻強磁場，閉合環(huán)的磁通量發(fā)生變化，有感應電流產(chǎn)生，環(huán)受到磁場力作用去阻礙環(huán)與磁場間的相對運動，使環(huán)損失一部分機械能向電能轉(zhuǎn)化，所以環(huán)上升的高度小于h。因此答案D正確。 10．AB 當磁化的鋼棒射入銅管時，銅管中因磁通量增加而產(chǎn)生感應電流，銅管與鋼棒間的磁場力會阻礙其相對運動，使鋼棒的機械能向電能轉(zhuǎn)化，進而使銅管的內(nèi)能增加。所以答案AB正確。 11．AD 12．C