高考物理一轮复习讲义 第九章 电磁感应 第1讲 电磁感应现象 楞次定律 教科版.docx
《高考物理一轮复习讲义 第九章 电磁感应 第1讲 电磁感应现象 楞次定律 教科版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理一轮复习讲义 第九章 电磁感应 第1讲 电磁感应现象 楞次定律 教科版.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高考物理一轮复习讲义第九章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律教科版
第九章 电磁感应
第1讲 电磁感应现象 楞次定律
一、电磁感应现象
1．电磁感应现象
当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生的现象．
2．产生感应电流的条件及情形
（1）条件
①电路闭合．
②磁通量发生变化，即ΔΦ≠0.
（2）情形
①闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动．
②穿过闭合电路的磁通量发生变化．
3．产生电磁感应现象的实质
穿过电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电动势．如果电路闭合，则有感应电流；如果电路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流．
二、楞次定律
1．关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是（ ）
A．闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流
B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流
C．穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中一定不会产生感应电流
D．无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生了变化，闭合电路中一定会有感应电流
解析：
产生感应电流的条件：
回路闭合，穿过闭合回路的磁通量发生变化，D正确．
答案：
D
2．下图中能产生感应电流的是（ ）
解析：
A中线圈没闭合，无感应电流；B中闭合电路中的磁通量增大，有感应电流；C中的导线在圆环的正上方，不论电流如何变化，穿过线圈的磁感线都相互抵消，磁通量恒为零，也无电流；D中回路磁通量恒定，无感应电流．
答案：
B
3.如图所示的金属圆环放在匀强磁场中，将它从磁场中匀速拉出来，下列说法正确的是（ ）
A．向左拉出和向右拉出，其感应电流方向相反
B．不管从什么方向拉出，金属圆环中的感应电流方向总是顺时针
C．不管从什么方向拉出，环中的感应电流方向总是逆时针
D．在此过程中感应电流大小不变
解析：
金属圆环不管是从什么方向拉出磁场，金属圆环中的磁通量方向不变，且不断减小，根据楞次定律知，感应电流的方向相同，感应电流的磁场方向和原磁场的方向相同，则由右手螺旋定则知感应电流的方向是顺时针方向，B正确．金属圆环匀速出磁场过程中，磁通量的变化率在发生变化，D错误．
答案：
B
4.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则线框中感应电流的方向是（ ）
A．a→b→c→d→a
B．d→c→b→a→d
C．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a
D．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d
解析：
线框从右侧摆到最低点的过程中，穿过线框的磁通量减小，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d，从最低点摆到左侧最高点的过程中，穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d，所以选B.
答案：
B
5.在一根较长的铁钉上，用漆包线绕上两个线圈A、B，将线圈B的两端接在一起，并把CD段直漆包线沿南北方向放置在静止的小磁针的上方，如图所示．下列判断正确的是（ ）
A．开关闭合时，小磁针不发生转动
B．开关闭合时，小磁针的N极垂直纸面向里转动
C．开关断开时，小磁针的N极垂直纸面向里转动
D．开关断开时，小磁针的N极垂直纸面向外转动
解析：
开关保持接通时，A内电流的磁场向右；开关断开时，穿过B的磁感线的条数向右减少，因此感应电流的磁场方向向右，感应电流的方向由C到D，CD下方磁感线的方向垂直纸面向里，小磁针N极向里转动．
答案：
C
1．发生电磁感应现象的条件
穿过电路的磁通量发生变化．
2．磁通量变化的常见情况
变化情形
举例
磁通量变化量
磁场变化
永磁铁靠近或远离线圈、电磁铁（螺线管）内电流发生变化
ΔΦ＝ΔB·S
有效面积变化
回路面积变化
闭合线圈的部分导线做切割磁感线运动，如图
ΔΦ＝B·ΔS
回路平面与磁场夹角变化
线圈在磁场中转动，如图
如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为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，一定能在轨道回路中产生感应电流的是（ ）
A．ab向右运动，同时使θ减小
B．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°＜0＜90°）
解析：
设此时回路面积为S，据题意，磁通量Φ＝BScosθ，A选项中，S增大，θ减小，即cosθ增大，则Φ增大，所以A对；B选项中，磁感应强度B减小，θ减小即cosθ增大，则Φ可能不变，B错；C选项中，S减小，磁感应强度B增大，则Φ可能不变，C错；D选项中，S增大，磁感应强度B增大，θ增大，cosθ减小，则Φ可能不变，D错．
答案：
A
感应电流能否产生的判断思路
1－1：
如图所示为当年法拉第实验装置示意图，两个线圈分别绕在一个铁环上，线圈A接直流电源，线圈B接灵敏电流表，下列哪种情况能使线圈B中产生感应电流（ ）
A．将开关S接通或断开的瞬间
B．开关S接通一段时间之后
C．开关S接通后，改变滑动变阻器滑动头的位置时
D．拿走铁环，再做这个实验，开关S接通或断开的瞬间
解析：
根据法拉第对产生感应电流的五类概括，A、C、D选项符合变化的电流（变化的磁场）产生感应电流的条件．而开关S接通一段时间之后，A线圈中电流恒定，不能使B线圈中产生感应电流．B项错．
答案：
ACD
楞次定律中“阻碍”的含义
（2013·广州模拟）某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律，当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流表的感应电流方向是（ ）
A．a→G→b
B．先a→G→b，后b→G→a
C．b→G→a
D．先b→G→a，后a→G→b
解析：
（1）条形磁铁在穿入线圈的过程中，原磁场方向向下．
（2）穿过线圈向下的磁通量增加．（3）由楞次定律可知：
感应电流的磁场方向向上．（4）应用安培定则可判断：
感应电流的方向为逆时针（俯视），即由b→G→a.同理可以判断：
条形磁铁穿出线圈的过程中，向下的磁通量减小，感应电流产生的磁场方向向下，感应电流的方向为顺时针（俯视），即由a→G→b.
答案：
D
1.感应电流方向的判断方法
方法一：
右手定则（适用于部分导体切割磁感线）
方法二：
楞次定律
楞次定律的应用步骤（“程序法”）
可以用下面的方框图加以概括：
2．程序法解题的一般思路及注意事项
在使用“程序法”处理问题时，需注意以下两点：
①根据题目类型制定一个严谨、简洁的解题程序．②在分析和解决问题时，要严格按照解题程序进行，这样可以规范解题过程、减少失误、节约解题时间．
2－1：
（2013·盐城模拟）如图所示，MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面，如图所示，则（ ）
A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由a→b→d→c
B．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由c→d→b→a
C．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路电流为零
D．若ab、cd都向右运动，且两杆速度vcd＞vab，则abdc回路有电流，电流方向由c→d→b→a
解析：
由右手定则可判断出A项做法使回路产生顺时针方向的电流，故A项错．若ab、cd同向且速度大小相同，ab、cd所围的线圈面积不变，磁通量不变，故不产生感应电流，故B错．若ab向左，cd向右，则abdc中有顺时针方向的电流，故C项错．若ab、cd都向右运动，但vcd＞vab，则abdc所围面积发生变化，磁通量也发生变化，由楞次定律可判断出，回路中产生顺时针方向的电流，故D项正确．
答案：
D
对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因：
（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”．
（2012·海南单科）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FT1和FT2，重力加速度大小为g，则（ ）
A．FT1＞mg，FT2＞mg
B．FT1＜mg，FT2＜mg
C．FT1＞mg，FT2＜mg
D．FT1＜mg，FT2＞mg
解析：
金属圆环从位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中，由楞次定律知，金属圆环在磁铁上端时受力向上，在磁铁下端时受力也向上，则金属圆环对磁铁的作用力始终向下，对磁铁受力分析可知FT1＞mg，FT2＞mg，A项正确．
答案：
A
3－1：
如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时（ ）
A．P、Q将互相靠拢
B．P、Q将互相远离
C．磁铁的加速度仍为g
D．磁铁的加速度小于g
解析：
根据楞次定律的拓展应用可知：
感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因．本题中“原因”是回路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近．所以，P、Q将互相靠近且磁铁的加速度小于g，应选A、D.
答案：
AD
1．“三定则一规律”应用区别
2.右手定则和左手定则的应用技巧
（1）“因动而电”，即运动生电——用右手，记住“电”字的最后一笔“
”向右甩．
（2）“因电而动”，即通电受力——用左手，记住“力”字的最后一笔“丿”向左撇．
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，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动．则PQ所做的运动可能是（ ）
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
解析：
MN向右运动，说明MN受到向右的安培力，因为ab在MN处的磁场垂直纸面向里
MN中的感应电流由M→N
L1中感应电流的磁场方向向上
；若L2中磁场方向向上减弱
PQ中电流为Q→P且减小
向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强
PQ中电流为P→Q且增大
向左加速运动．
答案：
BC
如图所示，在水平平行金属导轨之间存在一匀强磁场，导轨电阻不计，导轨上放两根导线ab和cd，导轨跟大线圈A相连，A内有一小闭合线圈B，磁感线垂直导轨所在的平面向上（俯视）．小线圈B中能产生感应电流，且使得ab和cd之间的距离减小，下列叙述正确的是（ ）
A．导线ab加速向右运动，B中产生逆时针方向的电流，cd所受安培力水平向右
B．导线ab匀速向左运动，B中产生顺时针方向的电流，cd所受安培力水平向左
C．导线cd匀速向右运动，B中不产生感应电流，ab不受安培力
D．导线cd加速向左运动，B中产生顺时针方向的电流，ab所受安培力水平向左
解析：
在ab和cd只有一个运动且ab向右运动或cd向左运动时，ab和cd间的距离才会减小；导线ab向右运动时，由楞次定律（或右手定则）可知，回路abdca中感应电流的方向是逆时针的，即cd中的感应电流由d→c，由左手定则可知，cd所受安培力水平向右，而ab和大线圈A构成的回路中的感应电流则是顺时针方向的，若ab加速运动，则感应电流穿过小线圈的向下磁通量增加．由楞次定律可知，小线圈B中的感应电流为逆时针方向；同理可得，当导线cd向左加速运动时，B中产生顺时针方向的感应电流，ab所受安培力水平向左，所以叙述正确的是A、D.
答案：
AD
1.如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情况中不能使线框产生感应电流的是（ ）
A．导线中电流强度变大
B．线框向右平动
C．线框向下平动
B．线框以ab边为轴转动
解析：
产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化．A、B、D的做法均会使穿过线框的磁通量发生变化，C选项中的做法，穿过线框的磁通量无变化，无感应电流产生．
答案：
C
2.（2013·合肥市八校联考）两根通电直导线M、N都垂直纸面固定放置，通过它们的电流方向如图所示，线圈L的平面跟纸面平行，现将线圈从位置A沿M、N连线的中垂线迅速平移到位置B，则在平移过程中，线圈中的感应电流（ ）
A．沿顺时针方向，且越来越小
B．沿逆时针方向，且越来越大
C．始终为零
D．先顺时针，后逆时针
解析：
由于线圈平面与纸面平行，故线圈的磁通量始终为零，线圈中的感应电流始终为零，C正确．
答案：
C
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
解析：
当条形磁铁从导体环的右上方较高处向下移动过程中，穿过导体环中的磁通量向下增加，由楞次定律知导体环将出现“阻碍”其增加的感应电流磁场，方向向上，由安培定则可判定电流方向为从上向下看是逆时针方向，又由左手定则可知导体环所受合力向左，导体环向左运动，D对．
答案：
D
4．如图所示，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（ ）
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
解析：
当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流，线圈中的磁通量恒定不变，无感应电流出现，A错；当导体棒向左减速运动时，由右手定则可判定回路中出现从b→a的感应电流且减小，由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱，由楞次定律知c中出现顺时针感应电流（从右向左看）且被螺线管吸引，B对；同理可判定C对、D错．
答案：
BC
5．（2012·北京理综）物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后、将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环．闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起．
某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是（ ）
A．线圈接在了直流电源上
B．电源电压过高
C．所选线圈的匝数过多
D．所用套环的材料与老师的不同
解析：
金属套环跳起的原因是开关S闭合时，套环上产生感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的．线圈接在直流电源上，S闭合时，金属套环也会跳起．电压越高，线圈匝数越多，S闭合时，金属套环跳起越剧烈．若套环是非导体材料，则套环不会跳起．故选项A、B、C错误，选项D正确．
答案：
D
升级会员 