全国版版高考物理一轮复习第11章电磁感应第40课时电磁感应现象楞次定律学案.docx

1、全国版版高考物理一轮复习第11章电磁感应第40课时电磁感应现象楞次定律学案第40课时电磁感应现象、楞次定律考点1电磁感应现象的理解1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与B的乘积。(2)公式：。(3)单位：1 Wb1_Tm2。(4)标矢性：磁通量是标量(填“标量”或“矢量”)，但有正负。若规定磁感线从一个方向穿过面的磁通量为正值，则从反方向穿过面的磁通量为负值。2电磁感应现象(1)电磁感应现象：当穿过闭合回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，产生的电流称为感应电流。(2)产生感应电流的条件：电路闭合；磁通量发生变化。(3)实质：磁

2、通量发生变化时，电路中产生感应电动势，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。例1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，观察电流表的变化解析产生感应电流的条件是：闭合回路；磁通量发生变化。磁铁和通电线圈产生稳定磁场，闭合线圈中

3、无磁通量变化，故A、B不会产生感应电流；在插入条形磁铁的瞬间会产生磁通量变化，稳定后无感应电流，不会看到电流表变化；通、断电瞬间，连接电流表的线圈中磁通量变化，故会产生感应电流，电流表发生偏转。故选D。答案D1(2018河北邯郸期末)图中能产生感应电流的是()答案B解析A项中线圈不是闭合的，不能产生感应电流；B项中线框的面积增大，穿过线框的磁通量增大，能够产生感应电流；C项中由于直导线在线圈所在平面的正上方，所以穿过线圈的磁通量等于0，电流增大，线圈的磁通量仍然是0，不能产生感应电流；D项中线圈整体垂直于匀强磁场方向运动，线圈的磁通量始终最大且没有发生变化，不能产生感应电流。故选B。2. (多

4、选)如图所示，光滑导电圆环轨道竖直固定在匀强磁场中，磁场方向与轨道所在平面垂直，导体棒ab的两端可始终不离开轨道无摩擦地滑动，当ab由图示位置释放，直到滑到右侧虚线位置的过程中，关于ab棒中的感应电流情况，正确的是()A因ab切割磁感线，故ab棒上有感应电流B尽管ab切割磁感线，但ab棒上无感应电流C磁场穿过圆环与ab构成的回路的磁通量没有变化D磁场穿过圆环与ab构成的回路的磁通量发生了变化答案BC解析棒始终在圆环轨道上运动，相当于圆的一条弦，与圆弧所围的面积不变，又处在匀强磁场中，故磁通量不变，无感应电流产生。B、C正确。3. (2018甘肃天水一中月考)如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑

5、动变阻器和开关组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是()A线圈中通以恒定的电流B通电时，使滑动变阻器的滑片P匀速移动C通电时，使滑动变阻器的滑片P加速移动D将开关突然断开的瞬间答案A解析线圈中通以恒定的电流时，线圈中产生稳恒的磁场，穿过铜环A的磁通量不变，没有感应电流产生；通电时，使滑动变阻器的滑片P匀速移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变化，回路中电流变化，线圈中产生的磁场变化，穿过铜环A的磁通量变化，产生感应电流；通电时，使滑动变阻器的滑片P加速移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变化，则回路中电流变化，线圈产生的磁场变化，穿过铜环A的磁通量变

6、化，产生感应电流；将开关突然断开的瞬间，线圈产生的磁场从有到无，穿过铜环A的磁通量减小，产生感应电流。故选A。考点2楞次定律的理解与应用1楞次定律(1)内容：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。(2)适用范围：适用于一切回路中磁通量变化的情况。(3)“阻碍”可以理解为“增反减同”“来拒去留”。2右手定则(1)使用方法：让磁感线穿入右手手心。使大拇指指向导体运动的方向。则其余四指指向导体中感应电流的方向。(2)适用范围：闭合电路中部分导体切割磁感线的情况。3电流方向的判断如图，矩形线圈进入匀强磁场区域时：(1)应用楞次定律判断：磁场方向垂直纸面向里磁通量增大感应电流的磁场方向垂

7、直纸面向外根据安培定则可知：感应电流沿逆时针方向。(2)应用右手定则判断：ab边切割磁感线，手心朝外，大拇指向右，四指沿ba方向，故电流方向从_b_到_a_。 例2 (2018安徽宣城月考)如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是()AFN先小于mg后大于mg，运动趋势向左BFN先大于mg后小于mg，运动趋势向左CFN先小于mg后大于mg，运动趋势向右DFN先大于mg后小于mg，运动趋势向右解析解法一：当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速

8、经过时，线圈中向下的磁通量先增大后减小，由楞次定律可知，线圈中先产生逆时针方向的感应电流后产生顺时针方向的感应电流，线圈四条边所受安培力的合力先向右下，后向右上，因此FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右，D正确。解法二：根据楞次定律的另一种表述感应电流的效果总要反抗产生感应电流的原因。本题中的“原因”是线圈中磁通量先增大后减小，归根结底是磁场靠近了线圈。“效果”是线圈要采取措施阻碍磁通量先增大后减小，即“来拒去留”，故必有向右运动的趋势。在竖直方向上，线圈则应以先“向下躲”后“向上追”的方式阻碍磁通量先增大后减小，故FN先大于mg后小于mg。D正确。答案D应用楞次定律定性分析电磁感应现象时，

9、需要正确区分涉及的两个磁场(一是引起感应电流的原磁场，二是感应电流产生的磁场)和两个电流(产生原磁场的原电流及感应电流)。1. (人教版选修32 P14T6改编)(多选)如图所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象及现象分析正确的是()A磁铁插向左环，横杆发生转动B磁铁插向右环，横杆发生转动C磁铁插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流D磁铁插向右环，右环中产生感应电动势和感应电流答案BD解析磁铁插向左环，由于左环不闭合，不会产生感应电流，但有感应电动势，因为没有感应电流，磁场和小环没有相互作用

10、力，横杆不会发生转动，A、C错误；B、D正确。2. (2017陕西西安中学期末)如图所示，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()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逆时针减速旋转答案B解析当带正电的绝缘圆环a顺时针加速旋转时，相当于顺时针方向电流在增大，根据右手螺旋定则，其内(圆环 a内)有垂直纸面向里的磁场，其外(金属圆环b处)有垂直纸面向外的磁场，并且磁场的磁感应强度在增大，金属圆环b包围的面积内的磁场的总磁通量是垂直纸面向里(因为向里的磁通量比向外的多)且增大，根

11、据楞次定律，b中产生的感应电流的磁场垂直纸面向外，磁场对电流的作用力向外，所以b中产生逆时针方向的感应电流且有扩张的趋势，同理，当带正电的绝缘圆环a顺时针减速旋转，b中产生顺时针方向的感应电流且有收缩的趋势，A错误，B正确；当带正电的绝缘圆环a逆时针加速旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，但具有扩张趋势；当a逆时针减速旋转时，b中产生逆时针方向的感应电流，具有收缩趋势，C、D错误。3. (2017四川成都七中诊断)如图所示是法拉第在1831年做电磁感应实验的示意图，铁环上绕有A、B两个线圈，线圈A接直流电源，线圈B接电流表G和开关S。通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件，分析这个

12、实验，下列说法中正确的是()A闭合开关S的瞬间，电流表G中有ab的感应电流B闭合开关S的瞬间，电流表G中有ba的感应电流C闭合开关S后，在增大滑动变阻器R接入电路的阻值的过程中，电流表G中有ba的感应电流D闭合开关S后，向右移动滑动变阻器滑片，电流表G指针不偏转答案C解析闭合开关S的瞬间，穿过线圈B的磁通量不发生变化，电流表G中无感应电流，故A、B错误；闭合开关S后，在增大R接入电路的阻值的过程中，电流减小，则穿过线圈B的磁通量减小，根据右手螺旋定则可确定穿过线圈B的磁场方向，再根据楞次定律可得电流表G中有ba的感应电流，故C正确；闭合开关S后，向右移动滑动变阻器滑片，导致穿过线圈B的磁通量变

13、化，则电流表中有电流，因而电流表G指针会偏转，故D错误。考点3“三定则一定律”的综合应用1“三定则定律”的应用对比2应用的关键是抓住因果关系(1)因电而生磁安培定则。(2)因动而生电右手定则。(3)因电而受力左手定则。(4)因磁而生电楞次定律。例3如图所示，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且与线圈相互绝缘。当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向()A向左 B向右C垂直纸面向外 D垂直纸面向里解析解法一：当MN中电流突然减小时，单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律，线圈abcd中产生的感应电流方向为顺时针方向，由左手定则可知ab边与cd边所受安

14、培力方向均向右，所以线圈所受安培力的合力方向向右，B正确。解法二：由对楞次定律中“阻碍”的理解可知，当MN中电流突然减小而导致线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减小时，线圈abcd一定会有向右运动的趋势以“阻碍”其磁通量的减小，所以其所受安培力的合力方向向右，B正确。答案B当只强调感应电流产生的效果，而不涉及感应电流方向的判定时，灵活应用楞次定律和推广结论。(1)安培力作用在线圈或导体棒上就表现为力的作用效果改变运动状态(即“来拒去留”)或使物体发生形变的趋势(即“增缩减扩”)。(2)感应电流产生的磁场总是阻碍闭合电路的磁通量变化，以“延缓”其增大或减小的速度。1. (2018江西南昌二中期末)

15、如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线悬挂于O点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界。若不计空气阻力，则()A圆环向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度B在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流C圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大D圆环最终将静止在平衡位置答案B解析圆环穿过磁场时，会产生感应电流，圆环中将产生焦耳热，根据能量守恒定律知圆环的机械能将转化为内能，所以摆不到原来的高度，故A错误。当圆环进入或离开磁场区域时，穿过圆环的磁通量发生变化，会产生感应电流，故B正确。整个圆环进入磁场后，穿过圆环的磁通量不发生变化，不产生感应电流，机械能守恒。圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流为零，故C错误。在圆环不断进出磁场，机械能不断损耗过程中，圆环的最大摆角越来越小，最后整个圆环只会在磁场区域内来回摆动，因为在此区域内没有磁通量的变化，圆环中不产生感应电流