高考物理一輪復(fù)習(xí) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律教學(xué)案.doc

電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律 一考點(diǎn)整理 基本概念 1磁通量：在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中，與磁場方向垂直的面積s與b的乘積，即 = 磁通量單位是 ，用wb表示，1 wb = tm2公式的適用條件： 磁場； 磁感線的方向與平面 ，即b s2電磁感應(yīng)現(xiàn)象：當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的現(xiàn)象 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：穿過 電路的磁通量發(fā)生 特例：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做切割磁感線運(yùn)動(dòng) 產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，如果回路閉合則產(chǎn)生感應(yīng)電流；如果回路不閉合，則只有感應(yīng) ，而無 3楞次定律：感應(yīng)電流的磁場總是要 引起感應(yīng)電流的磁通量的 右手定則：拇指、掌心、四指在 內(nèi)，讓右手大拇與其他余四指 ，讓磁感線穿過手心，拇指指向 方向，其余四指指向感應(yīng)電流方向，如圖所示 二思考與練習(xí) 思維啟動(dòng) 1如圖所示，在條形磁鐵外套有a、b兩個(gè)大小不同的圓環(huán)，穿過a環(huán)的磁通量a與穿過b環(huán)的磁通量b相比較 （ ）aab ba 2，兩次運(yùn)動(dòng)中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn)b1 = 2，兩次運(yùn)動(dòng)中線框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn)c1 2，兩次運(yùn)動(dòng)中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn)d1 mg，t2 mg bt1 mg，t2 mg，t2 mg dt1 mg61931年，英國物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言：存在只有一個(gè)磁極的粒子，即“磁單極子”1982年，美國物理學(xué)家卡布萊設(shè)計(jì)了一個(gè)尋找磁單極子的實(shí)驗(yàn)他設(shè)想：如果一個(gè)只有n極的磁單極子從上向下穿過如圖所示的超導(dǎo)線圈，那么，從上向下看這個(gè)線圈中將出現(xiàn)（ ）a先是逆時(shí)針方向，然后是順時(shí)針方向的感應(yīng)電流b先是順時(shí)針方向，然后是逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流c順時(shí)針方向的持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流d逆時(shí)針方向的持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流7北半球地磁場的豎直分量向下如下圖所示，在北京某中學(xué)實(shí)驗(yàn)室的水平桌面上，放置邊長為l的正方形閉合導(dǎo)體線圈abcd，線圈的ab邊沿南北方向，ad邊沿東西方向下列說法中正確的是 （ ）a若使線圈向東平動(dòng)，則b點(diǎn)的電勢比a點(diǎn)的電勢低b若使線圈向北平動(dòng)，則a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢低c若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdad若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba8如圖所示，虛線abcd為矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向豎直向下，圓形閉合金屬線框以一定的速度沿光滑絕緣水平面向磁場區(qū)域運(yùn)動(dòng)如右圖所示給出的是圓形閉合金屬線框的四個(gè)可能到達(dá)的位置，則圓形閉合金屬線框的速度可能為零的位置是9如圖a所示，圓形線圈p靜止在水平桌面上，其正上方固定一螺線管q，p和q共軸，q中通有變化電流i，電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖b所示，p所受的重力為g，桌面對p的支持力為n，則在下列時(shí)刻 （ ）at1時(shí)刻ng，p有收縮的趨勢bt2時(shí)刻ng，此時(shí)穿過p的磁通量最大ct3時(shí)刻ng，此時(shí)p中無感應(yīng)電流dt4時(shí)刻n b，故正確答案為a2ac；產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，線框全部在磁場中時(shí)，磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項(xiàng)b、d錯(cuò)誤線框進(jìn)入和穿出磁場的過程中磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流，故選項(xiàng)a正確在產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程中線框消耗了機(jī)械能，故選項(xiàng)c正確3d；甲是銅線框，在下落過程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，所受的安培力阻礙它的下落，故所需的時(shí)間長；乙沒有閉合回路，丙是塑料線框，故都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，它們做自由落體運(yùn)動(dòng)，故d正確 三考點(diǎn)分類探討 典型問題 例1 d；題中圖示位置無論螺線管中的電流怎樣發(fā)生變化，均無磁感線穿過線圈平面，磁通量始終為零，故無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)a錯(cuò)誤若螺線管繞垂直于線圈平面且過線圈圓心的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量始終為零，故無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)b錯(cuò)誤若線圈a以mn為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量始終為零，故無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)c錯(cuò)誤若線圈繞垂直于mn的直徑轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量會(huì)發(fā)生變化，故有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)d正確變式1 a；當(dāng)線圈中通恒定電流時(shí)，產(chǎn)生的磁場為穩(wěn)恒磁場，通過銅環(huán)a的磁通量不發(fā)生變化，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流例2 d； 確定原磁場的方向：條形磁鐵在穿入線圈的過程中，磁場方向向下 明確回路中磁通量的變化情況：線圈中向下的磁通量增加 由楞次定律的“增反減同”可知：線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向上 應(yīng)用右手定則可以判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針(俯視)即：bga同理可以判斷：條形磁鐵穿出線圈的過程中，向下的磁通量減小，由楞次定律可得線圈中將產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流（俯視），電流從agb變式2 c；當(dāng)滑動(dòng)變阻器r的滑動(dòng)觸頭c向左滑動(dòng)時(shí)，電路中的電流變大，螺線管產(chǎn)生的磁場逐漸增強(qiáng)，穿過a的磁通量變大，根據(jù)楞次定律可知，a向左擺動(dòng)；b處于螺線管內(nèi)部，其周圍的磁場為勻強(qiáng)磁場，方向水平向左，圓環(huán)中雖然也產(chǎn)生感應(yīng)電流，但根據(jù)左手定則可判斷出，安培力與b在同一個(gè)平面內(nèi)，產(chǎn)生的效果是使圓環(huán)面積縮小，并不使其擺動(dòng)，所以c項(xiàng)正確例3 bc變式3 d；mn向右加速滑動(dòng)，根據(jù)右手定則，mn中的電流方向從nm，且大小在逐漸變大，根據(jù)安培定則知，電磁鐵a的左端為n極，且磁場強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律知，b環(huán)中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的內(nèi)部磁場方向向右，b被a排斥故d正確 四考題再練 高考試題 1abd；電路正常或短路時(shí)，火線和零線中通過的電流大小相等、方向相反，故l1中火線與零線中電流產(chǎn)生的磁場相抵消，鐵芯中的磁通量為零，l2中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，電磁鐵中也就無電流，開關(guān)k不會(huì)被吸起由上述分析可知，a、b項(xiàng)正確，c項(xiàng)錯(cuò)誤當(dāng)?shù)孛嫔系娜私佑|火線發(fā)生觸電時(shí)，火線與零線中的電流大小不再相等，則l2中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電磁鐵也就能把開關(guān)k吸起，即d正確預(yù)測1 b；電流計(jì)指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)取決于穿過線圈b的磁通量是否發(fā)生變化，而電流計(jì)中指針的偏轉(zhuǎn)方向取決于穿過線圈b的磁通量是變大還是變小由題意知當(dāng)p向左滑動(dòng)時(shí)，線圈a中的電流變小，導(dǎo)致穿過線圈b的磁通量減小，電流計(jì)中指針向右偏轉(zhuǎn)依此推理，若穿過線圈b的磁通量增大時(shí)，電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)線圈a上移時(shí)，線圈a中線芯向上拔出或斷開開關(guān)，穿過線圈b的磁通量減小，指針向右偏，a錯(cuò)、b對；p勻速向左滑動(dòng)時(shí)穿過線圈b的磁通量減小，指針向右偏轉(zhuǎn)，p勻速右滑時(shí)穿過線圈b的磁通量增大，指針向左偏轉(zhuǎn)，故c錯(cuò)2d；開關(guān)閉合的瞬間，電流迅速增大，線圈產(chǎn)生的磁場由0開始迅速增大，穿過套環(huán)的磁通量增加，為阻礙磁通量的增加，金屬套環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流，并向著使磁通量減少的方向運(yùn)動(dòng)，故會(huì)立刻跳起，若選用非金屬材質(zhì)的套環(huán)，則套環(huán)中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，不會(huì)受磁場力的作用，當(dāng)然也不會(huì)跳起，d正確預(yù)測2 a；當(dāng)條形磁鐵靠近圓環(huán)時(shí)，穿過圓環(huán)的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可判斷圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，當(dāng)條形磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)時(shí)，穿過圓環(huán)的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可判斷圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針，a正確；根據(jù)楞次定律的推論“來拒去留”原則，可判斷磁鐵在整個(gè)下落過程中，所受圓環(huán)對它的作用力始終豎直向上，b錯(cuò)誤；磁鐵在整個(gè)下落過程中，由于受到磁場力的作用，磁鐵的機(jī)械能不守恒，c錯(cuò)誤；若磁鐵從高度h處做自由落體運(yùn)動(dòng)，其落地時(shí)的速度為v = ，但磁鐵穿過圓環(huán)的過程中要產(chǎn)生一部分電熱，根據(jù)能量守恒定律可知，其落地速度一定小于，d錯(cuò)誤 五課堂演練 自我提升 1a；電鍵閉合后，線圈a插入或拔出都會(huì)引起穿過線圈b的磁通量發(fā)生變化，從而電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)a正確；線圈a插入線圈b中后，電鍵閉合和斷開的瞬間，線圈b的磁通量會(huì)發(fā)生變化，電流計(jì)指針會(huì)偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；電鍵閉合后，滑動(dòng)變阻器的滑片p無論勻速滑動(dòng)還是加速滑動(dòng)，都會(huì)導(dǎo)致線圈a的電流發(fā)生變化，線圈b的磁通量變化，電流計(jì)指針都會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)c、d錯(cuò)誤2bd；只有當(dāng)圓盤中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，圓盤中才產(chǎn)生感應(yīng)電流，當(dāng)圓盤繞過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)或圓盤在磁場中向右勻速平移時(shí)，圓盤中的磁通量不發(fā)生變化，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，a、c錯(cuò)誤；當(dāng)圓盤以某一水平直徑為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)或勻強(qiáng)磁場均勻增加時(shí)，圓盤中的磁通量發(fā)生變化，圓盤中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，b、d正確3c；設(shè)金屬框在位置的磁通量為，在位置的磁通量為，由題可知：1 = | i|，2 = | i |，所以金屬框的磁通量變化大小1 mg，t2 mg，a項(xiàng)正確6d；磁單極子從上向下穿過超導(dǎo)線圈時(shí)，磁通量先向下增加又向上減少，由楞次定律可知，感應(yīng)磁場方向向上，由安培定則可知，感應(yīng)電流方向始終為逆時(shí)針方向超導(dǎo)線圈的電阻為零，因此，線圈一旦激起電流便持續(xù)流動(dòng)下去7c；由右手定則知，若使線圈向東平動(dòng)，線圈的ab邊和cd邊切割磁感線，c(b)點(diǎn)電勢高于d(a)點(diǎn)電勢，故a錯(cuò)誤；同理知b錯(cuò)若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，穿過線圈平面的磁通量將變小，由楞次定律可判斷線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcda，c對，d錯(cuò)8ad；因?yàn)榫€框在進(jìn)、出磁場時(shí)，線框中的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，安培力阻礙線框運(yùn)動(dòng)，使線框的速度可能減為零，故a、d正確9ab；t1時(shí)刻電流i增大，穿過線圈的磁通量增大，為反抗磁通量的增大，線圈有收縮的趨勢，同時(shí)有遠(yuǎn)離螺線管向下運(yùn)動(dòng)的趨勢，ng，a正確；t2時(shí)刻電流i不變，穿過線圈的磁通量不變，感應(yīng)電流為零，ng，b正確；同理t3時(shí)刻ng，有感應(yīng)電流，t4時(shí)刻ng，p中無感應(yīng)電流，c、d均錯(cuò)誤10d；在磁極繞轉(zhuǎn)軸從x到o勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈平面的磁通量向上增大，根據(jù)楞次定律可知線圈中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，電流由f經(jīng)g流向e，又導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢e感blv，導(dǎo)線處的磁感應(yīng)強(qiáng)度先增后減可知感應(yīng)電動(dòng)勢先增加后減小，則電流先增大再減小，a、b均錯(cuò)；在磁極繞轉(zhuǎn)軸從o到y(tǒng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈平面的磁通量向上減小，根據(jù)楞次定律可知線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，電流由e經(jīng)g流向f，又導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢e感blv，導(dǎo)線處的磁感應(yīng)強(qiáng)度先增后減可知感應(yīng)電動(dòng)勢先增加后減小，則電流先增大再減小，c錯(cuò)、d對11ad；若線圈合格，則由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象會(huì)向左移動(dòng)一定距離，