高考物理《电磁感应现象楞次定律》专题复习名师导学案.docx

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高考物理《电磁感应现象楞次定律》专题复习名师导学案

第9章电磁感应

第1课时　电磁感应现象　楞次定律

考纲解读

1.知道电磁感应现象产生的条件.2.理解磁通量及磁通量变化的含义，并能计算.3.掌握楞次定律和右手定则的应用，并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向．

考点一　电磁感应现象的判断

1．磁通量

（1）定义：

在匀强磁场中，磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积的乘积．

（2）公式：

Φ＝____.

适用条件：

①匀强磁场．

②S为垂直磁场的____.面积．

（3）磁通量是____．

（4）磁通量的意义：

①磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数．

②同一线圈平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量____；当它跟磁场方向平行时，磁通量为____；当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时，磁通量为____．

2．电磁感应现象

（1）电磁感应现象：

当穿过闭合导体回路的磁通量发生____时，闭合导体回路中有____产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应．

（2）产生感应电流的条件：

穿过闭合回路的____发生变化．

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____发生变化，线圈中就有感应电动势产生．

（3）电磁感应现象中的能量转化：

发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为____，该过程遵循能量守恒定律．

例1

　如图1所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化量大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则（　　）

图1

A．ΔΦ1>ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现

B．ΔΦ1＝ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现

C．ΔΦ1<ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿adcba

方向电流出现

D．ΔΦ1<ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿abcda

方向电流出现

递进题组

1．[磁通量的计算]如图2所示，一水平放置的N匝矩形线框面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成30°角，现若使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置，则此过程中磁通量的改变量的大小是（　　）

图2

A.

BSB.

NBS

C.

BSD.

NBS

2．[电磁感应现象的判断]现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图3所示连接．下列说法中正确的是（　　）

图3

A．开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转

B．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，电流计指针均不会偏转

C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，

会使电流计指针静止在中央零刻度

D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转

3．[电磁感应现象的判断]如图4所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是（　　）

图4

A．ab向右运动，同时使θ减小

B．使磁感应强度B减小，θ角同时也减小

C．ab向左运动，同时增大磁感应强度B

D．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角

（0°<θ<90°）

　　　　电磁感应现象能否发生的判断流程

（1）确定研究的闭合回路．

（2）弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量Φ.

（3）

考点二　楞次定律的应用

1．楞次定律

（1）内容：

感应电流的磁场总要____引起感应电流的____的变化．

（2）适用情况：

所有的电磁感应现象．

2．楞次定律中“阻碍”的含义

3．楞次定律的使用步骤

图5

例2

　北半球地磁场的竖直分量向下．如图5所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置着边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向．下列说法中正确的是（　　）

A．若使线圈向东平动，则a点的电势比b点的电势高

B．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低

C．若以ab边为轴将线圈向上翻转，则线圈中的感应电流方向为a→b→c→d→a

D．若以ab边为轴将线圈向上翻转，则线圈中的感应电流方向为a→d→c→b→a

变式题组

4．[楞次定律的应用]如图6所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（　　）

图6

A．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流

B．穿过线圈a的磁通量变小

C．线圈a有扩张的趋势

D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大

5．[楞次定律的应用]如图7所示，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（　　）

图7

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

楞次定律中“阻碍”的主要表现形式

（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”．

考点三　三定则一定律的综合应用

1．三定则一定律的比较

基本现象

应用的定则或定律

运动电荷、电流产生磁场

安培定则

磁场对运动电荷、电流有作用力

左手定则

电磁感应

部分导体做切割磁感线运动

右手定则

闭合回路磁通量变化

楞次定律

2.应用技巧

无论是“安培力”还是“洛伦兹力”，只要是“力”都用左手判断．

“电生磁”或“磁生电”均用右手判断．

例3

　如图8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，MN的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是（　　）

图8

A．向右加速运动B．向左加速运动

C．向右减速运动D．向左减速运动

递进题组

6．[多定则的综合应用]两根相互平行的金属导轨水平放置于图9所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动．当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是（　　）

图9

A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→C

B．导体棒CD内有电流通过，方向是C→D

C．磁场对导体棒CD的作用力向左

D．磁场对导体棒AB的作用力向左

7．[三定则一定律的综合应用]如图10所示的电路中，若放在水平光滑金属导轨上的ab棒突然向右移动，这可能发生在（　　）

图10

A．闭合开关S的瞬间

B．断开开关S的瞬间

C．闭合开关S后，减小滑动变阻器R的阻值时

D．闭合开关S后，增大滑动变阻器R的阻值时

8．[三定则一定律的综合应用]如图11所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引（　　）

图11

A．向右做匀速运动B．向左做减速运动

C．向右做减速运动D．向右做加速运动

　　　　　　多定则应用的区别

多定则应用的关键是抓住因果关系：

（1）因电而生磁（I→B）→安培定则；

（2）因动而生电（v、B→I）→右手定则；

（3）因电而受力（I、B→F安）→左手定则．

【高考模拟　明确考向】

1．（2014·新课标Ⅰ·14）在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是（　　）

A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化

B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化

C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化

D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化

2．（2013·新课标Ⅱ·19）在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用．下列叙述符合史实的是（　　）

A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系

B．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说

C．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流

D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，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

3．（2014·广东·15）如图12所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置．小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块（　　）

图12

A．在P和Q中都做自由落体运动

B．在两个下落过程中的机械能都守恒

C．在P中的下落时间比在Q中的长

D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大

4．线圈在长直导线电流的磁场中，做如图所示的运动：

A向右平动，B向下平动，C绕轴转动（ad边向外转动角度θ≤90°），D向上平动（D线圈有个缺口），判断线圈中有感应电流的是（　　）

5.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13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．则下列说法中正确的是（　　）

图13

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

6．如图14所示，金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下降，在下落过程中，下列判断中正确的是（　　）

图14

A．金属环在下落过程中机械能守恒

B．金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量

C．金属环的机械能先减小后增大

D．磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力