專題91 電磁感應現(xiàn)象 楞次定律教學案 2017年高考物理一輪復習資料原卷版

1、 、知道電磁感應現(xiàn)象以及產(chǎn)生感應電流的條件。1 理解磁通量的定義，理解磁通量的變化、變化率以及凈磁通量的概念。2 理解棱次定律的實質(zhì)，能熟練運用棱次定律來分析電磁感應現(xiàn)象中感應電流的方向。3 理解右手定則并能熟練運用該定則判斷感應電流的的方向。4 一、磁通量 與B的乘積。1概念：在磁感應強度為B的勻強磁場中，與磁場方向垂直的面積S BS。2公式：2 。單位：1 Wb1Tm3 4公式的適用條件 (1)勻強磁場； 。磁感線的方向與平面垂直，即BS(2) 二、電磁感應現(xiàn)象 電磁感應現(xiàn)象1 當穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，電路中有感應電流產(chǎn)生的現(xiàn)象。:.來源 2產(chǎn)生感應電流的條件 (1)條件：穿過閉

2、合電路的磁通量發(fā)生變化。 (2)特例：閉合電路的一部分導體在磁場內(nèi)做切割磁感線運動。 3產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象的實質(zhì)電磁感應現(xiàn)象的實質(zhì)是產(chǎn)生感應電動勢，如果回路閉合則產(chǎn)生感應電流；如果回路不閉合，則只有感 應電動勢，而無感應電流。 三、楞次定律 楞次定律1 內(nèi)容：感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化(1) (2)適用情況：所有的電磁感應現(xiàn)象 含義”2楞次定律中“阻礙的 感應電流的磁場阻礙引起感應電流的磁場(原磁場誰阻礙誰)的磁通量的變化 阻礙什么阻礙的是磁通量的變化，而不是阻礙磁通量本身 如何阻礙 當磁通量增加時，感應電流的磁場方向與原磁場的方向相反；當磁通量 減少時，感應電流的磁場方向

3、與原磁場的方向相同，即“增反減同” 阻礙效果阻礙并不是阻止，只是延緩了磁通量的變化，這種變化將繼續(xù)進行 3楞次定律的使用步驟 4右手定則 (1)內(nèi)容：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進入，并使拇指指向?qū)Ь€運動的方向，這時四指所指的方向就是感應電流的方向 (2)適用情況：導體切割磁感線產(chǎn)生感應電流 高頻考點一 電磁感應現(xiàn)象的判斷 例1在一空間有方向相反、磁感應強度大小均為B的勻強磁場，如圖1所示，垂直紙面向外的磁場分布在一半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)，垂直紙面向里的磁場分布在除圓形區(qū)域外的整個區(qū)域，該平面內(nèi)有一半徑為b(b2a)的圓形線圈，線圈平面與磁感應強

4、度方向垂直，線圈與半徑為a的圓形區(qū)域是同心圓從某時B刻起磁感應強度大小開始減小到，則此過程中該線圈磁通量的變化量的大小為( ) 2 圖1 12222bB()a B( b2A.B2a ) 2+Z+X+X+K+科來源學12222bB() 2aD. ) bBC(a 2) (設想的實驗中，能觀察到感應電流的是”由磁產(chǎn)生電“【變式探究】在法拉第時代，下列驗證A將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化 B在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化 C將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化 D繞在同一鐵環(huán)上

5、的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化 來源:.【舉一反三】現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關按如圖2所示連接下列說法中正確的是( ) 圖2 A開關閉合后，線圈A插入或拔出都會引起電流計指針偏轉(zhuǎn) B線圈A插入線圈B中后，開關閉合和斷開的瞬間電流計指針均不會偏轉(zhuǎn) C開關閉合后，滑動變阻器的滑片P勻速滑動，會使電流計指針靜止在中央零刻度 D開關閉合后，只有滑動變阻器的滑片P加速滑動，電流計指針才能偏轉(zhuǎn) 【方法規(guī)律】電磁感應現(xiàn)象能否發(fā)生的判斷流程 1確定研究的閉合回路 2明確回路內(nèi)的磁場分布，并確定該回路的磁通量. 無感應電流不變? 回路

6、閉合，有感應電流? 3.?變化?不閉合，無感應電流，但有感應電動勢? 楞次定律的理解及應用高頻考點二例2如圖3，在一水平、固定的閉合導體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵(N極朝上，S極朝下)由靜止開始下落，磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸，關于圓環(huán)中感應電流的方向(從上向下看)，下列說法正確的是( ) 圖3 A總是順時針 B總是逆時針 先逆時針后順時針D 先順時針后逆時針C【變式探究】很多相同的絕緣銅圓環(huán)沿豎直方向疊放，形成一很長的豎直圓筒一條形磁鐵沿圓筒的中心軸豎直放置，其下端與圓筒上端開口平齊讓條形磁鐵從靜止開始下落條形磁鐵在圓筒中的運動速 率( ) A均勻增大 B先增大，后減小 D先增大，再減小，最

7、后不變C逐漸增大，趨于不變 【舉一反三】(多選)如圖4，勻強磁場垂直于軟導線回路平面，由于磁場發(fā)生變化，回路變?yōu)閳A形，則磁場可能( ) 圖4 A逐漸增強，方向向外 B逐漸增強，方向向里 D逐漸減弱，方向向外 逐漸減弱，方向向里 C【變式探究】如圖5所示，在磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中，有一質(zhì)量為M、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細桿懸掛在O點，并可繞O點擺動金屬線框從右側(cè)某一位置由靜止開始釋放，在擺動到左側(cè)最高點的過程中，細桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面，則線框中感應電流的方向是( ) 圖5 Aabcda Bdcbad C先是dcbad，后是abcd

8、a D先是abcda，后是dcbad 【方法規(guī)律】應用楞次定律判斷感應電流和電動勢的方向 1利用楞次定律判斷的電流方向也是電路中感應電動勢的方向，利用右手定則判斷的電流方向也是做切割磁感線運動的導體上感應電動勢的方向若電路為開路，可假設電路閉合，應用楞次定律或右手定則確定電路中假想電流的方向即為感應電動勢的方向 2在分析電磁感應現(xiàn)象中的電勢高低時，一定要明確產(chǎn)生感應電動勢的那部分電路就是電源在電源內(nèi)部，電流方向從低電勢處流向高電勢處 三定則一定律的綜合應用 高頻考點三例3(多選)如圖6所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，MN的左邊有一如圖所示的閉合電路，當PQ在一外力

9、的作用下運動時，MN向右運動，則PQ所做的運動可能是( ) 圖6 A向右加速運動 B向左加速運動 D 向左減速運動 C向右減速運動 【變式探究】(多選)如圖7所示，一電子以初速度v沿與金屬板平行的方向飛入MN極板間，突然發(fā)現(xiàn)電子向M板偏轉(zhuǎn)，若不考慮磁場對電子運動方向的影響，則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是( ) 圖7 A開關S閉合瞬間 B開關S由閉合后斷開瞬間 C開關S是閉合的，變阻器滑片P向右迅速滑動 D開關S是閉合的，變阻器滑片P向左迅速滑動 【舉一反三】(多選)如圖8所示，金屬導軌上的導體棒ab在勻強磁場中沿導軌做下列哪種運動時，銅制線圈c中將有感應電流產(chǎn)生且被螺線管吸引( ) 圖8 A向右做

10、勻速運動 B向左做減速運動 D向右做加速運動向右做減速運動C 【方法技巧】三定則一定律的應用技巧 1應用楞次定律時，一般要用到安培定則 2研究感應電流受到的安培力時，一般先用右手定則確定電流方向，再用左手定則確定安培力方向，有時也可以直接應用楞次定律的推論確定 ，磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直磁b所示，勻強磁場中有兩個導體圓環(huán)a、【2016北京卷】如圖1-1不考慮兩，和E1，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應電動勢分別為E隨時間均勻增大感應強度B兩圓環(huán)半徑之比為2ba) ( 圓環(huán)間的相互影響下列說法正確的是 圖1-:.來源 1，感應電流均沿逆時針方向4EAEba ，感應電流均沿順時針方向41EBEba ，感應電流均

11、沿逆時針方向1EE2Cba 1，感應電流均沿順時針方向E2EDba所示，磁體附近的金屬弦被磁化，因此弦振動江蘇卷】電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖1-2【2016) 時，在線圈中產(chǎn)生感應電流，電流經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音，下列說法正確的有( 圖1- A選用銅質(zhì)弦，電吉他仍能正常工作 B取走磁體，電吉他將不能正常工作 C增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應電動勢 D磁振動過程中，線圈中的電流方向不斷變化 1.【2015上海24】1如圖所示，一無限長通電直導線固定在光滑水平面上，金屬環(huán)質(zhì)量為0.02kg，在v?2m/s、與導線成60角的初速度運動，該平面上以其最終的運動狀態(tài)是_，環(huán)中最多能產(chǎn)生0

12、的電能。_J 如圖所示，空間有一勻強磁場，一直金屬棒與磁感應強度方向垂直，當它以速度2】32.【2015海南，將此棒彎成兩段長度相等且相互v沿與棒和磁感應強度都垂直的方向運動時，棒兩端的感應電動勢大小運動時，棒兩垂直的折彎，置于磁感應強度相垂直的平面內(nèi)，當它沿兩段折線夾角平分線的方向以速度v? 等于（）端的感應電動勢大小為，則 ? 22 D1 1/2 B CA 23.【2015上海20】5如圖，光滑平行金屬導軌固定在水平面上，左端由導線相連，導體棒垂直靜置 于導軌上構(gòu)成回路。在外力F作用下，回路上方的條形磁鐵豎直向上做勻速運動。在勻速運動過程中外力FWWWW，回路中產(chǎn)生的焦耳熱，磁場力對導體棒

13、做功，重力對磁鐵做功，磁鐵克服磁場力做功做功G21FE。則，導體棒獲得的動能為 為QK W?QW?W?QW?EW?W?E?Q AB D C1KF2K1G1 4.【2015全國新課標15】7如圖，直角三角形金屬框abc放置在勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向平行于ab邊向上。當金屬框繞ab邊以角速度逆時針轉(zhuǎn)動時，a、b、c三點的電勢分別為U、U、baU 。下列判斷正確的是l邊的長度為bc。已知c AU U，金屬框中無電流 caBU U，金屬框中電流方向沿a-b-c-a cbCU=-1/2Bl2，金屬框中無電流 bcDU=1/2Bl2w，金屬框中電流方向沿a-c-b-a bc5.【2015全國新

14、課標19】81824年，法國科學家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”。實驗中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示。實驗中發(fā)現(xiàn)，當圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后。下列說法正確的是 A圓盤上產(chǎn)生了感應電動勢 B圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉(zhuǎn)動 C在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化 D圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉(zhuǎn)動 6.【2015福建18】9如圖，由某種粗細均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd，固定在水、ab，在水平拉力作用下沿的導

15、體棒中。一接入電路電阻為RPQB平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強磁場 dc以速度v勻速滑動，滑動過程PQ始終與ab垂直，且與線框接觸良好，不計摩擦。在PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中（ ） APQ 流先增大后減小中電 BPQ兩端電壓先減小后增大 CPQ上拉力的功率先減小后增大 D線框消耗的電功率先減小后增大 7.【2015北京20】10利用所學物理知識，可以初步了解常用的公交一卡通（IC卡）的工作原理及相關問題。IC卡內(nèi)部有一個由電感線圈L和電容C構(gòu)成的LC的振蕩電路。公交卡上的讀卡機（刷卡時“嘀”的響一聲的機器）向外發(fā)射某一特定頻率的電磁波。刷卡時，IC卡內(nèi)的線圈L中產(chǎn)生感應電流，給電容C充

16、電，達到一定的電壓后，驅(qū)動卡內(nèi)芯片進行數(shù)據(jù)處理和傳輸。下列說法正確的是（ ） AIC卡工作場所所需要的能量來源于卡內(nèi)的電池 B僅當讀卡器發(fā)射該特定頻率的電磁波時，IC卡才能有效工作 C若讀卡機發(fā)射的電磁波偏離該特定頻率，在線圈L中不會產(chǎn)生感應電流 DIC卡只能接收讀卡器發(fā)射的電磁波，而不能向讀卡機傳輸自身的數(shù)據(jù)信息 “”形光滑金屬導軌，間距為l。導軌間有】11如圖所示，abcd為水平放置的平行198.【2015安徽?傾斜放置，與導軌成MNB，導軌電阻不計。已知金屬桿垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應強度大小為角，單位長度的電阻為r，保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動（金屬桿滑動過程中與導軌

17、接觸良好）。則 Blv A電路中感應電動勢的大小為 ?sin?sinBv B電路中感應電流的大小為 r2B?sinlv 金屬桿所受安培力的大小為C r22vBl D金屬桿的熱功率為 ? sinr1.(2014新課標全國卷，14)在法拉第時代，下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設想的實驗中，能觀察到感應電流的是( ) A將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化 B在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化 將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察C電流表的變化 D繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電

18、或斷電的瞬間，觀察電流表的變化 2.(2014海南卷，1)如圖5，在一水平、固定的閉合導體圓環(huán)上方。有一條形磁鐵(N極朝上，S極朝下)由靜止開始下落，磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸，關于圓環(huán)中感應電流的方向(從上向下看)，下列說法正確的是( ) 圖5&來學 A總是順時針 B總是逆時針 C先順時針后逆時針 D先逆時針后順時針很多相同的絕緣銅圓環(huán)沿豎直方向疊放，形成一很長的豎直圓筒。一條形磁鐵20)3.(2014全國大綱卷，沿圓筒的中心軸豎直放置，其下端與圓筒上端開口平齊。讓條形磁鐵從靜止開始下落。條形磁鐵在圓筒中) 的運動速率( A均勻增大 B先增大，后減小 C逐漸增大，趨于不變 再減小，最后不

19、變D先增大，豎直放置，小磁塊先后在兩P和塑料管Q廣東卷）如圖2（20148所示，上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管) (管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊 A在P和Q中都做自由落體運動 B在兩個下落過程中的機械能都守恒 C在P中的下落時間比在Q中的長 中的大Q中的速度比在P落至底部時在D4（2014重慶卷）某電子天平原理如題8圖所示，E形磁鐵的兩側(cè)為N極，中心為S極，兩極間的磁感應強度大小均為B，磁極寬度均為L，忽略邊緣效應，一正方形線圈套于中心磁極，其骨架與秤盤連為一體，線圈兩端C、D與外電路連接，當質(zhì)量為m的重物放在秤盤上時，彈簧被壓縮，秤盤和線圈一起向下 運動(骨架與磁極不接觸)，隨

20、后外電路對線圈供電，秤盤和線圈恢復到未放重物時的位置并靜止，由此時對應的供電電流I可確定重物的質(zhì)量，已知線圈匝數(shù)為n，線圈電阻為R，重力加速度為g.問 題8圖 (1)線圈向下運動過程中，線圈中感應電流是從C端還是從D端流出？ (2)供電電流I是從C端還是D端流入？求重物質(zhì)量與電流的關系 (3)若線圈消耗的最大功率為P，該電子天平能稱量的最大質(zhì)量是多少？ 5.（2013新課標全國卷）在物理學發(fā)展過程中，觀測、實驗、假說和邏輯推理等方法都起到了重要作用下列敘述符合史實的是( ) A奧斯特在實驗中觀察到電流的磁效應，該效應揭示了電和磁之間存在聯(lián)系 B安培根據(jù)通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場的相似性，

21、提出了分子環(huán)流假說 C法拉第在實驗中觀察到，在通有恒定電流的靜止導線附近的固定導線圈中，會出現(xiàn)感應電流 D楞次在分析了許多實驗事實后提出，感應電流應具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化 6.（2013天津卷）超導現(xiàn)象是20世紀人類重大發(fā)現(xiàn)之一，日前我國已研制出世界傳輸電流最大的高溫超導電纜并成功示范運行 (1)超導體在溫度特別低時電阻可以降到幾乎為零，這種性質(zhì)可以通過實驗研究將一個閉合超導金屬圓環(huán)水平放置在勻強磁場中，磁感線垂直于圓環(huán)平面向上，逐漸降低溫度使環(huán)發(fā)生由正常態(tài)到超導態(tài)的轉(zhuǎn)變后突然撤去磁場，若此后環(huán)中的電流不隨時間變化，則表明其電阻為零請指出自上往下看環(huán)

22、中電流方 向，并說明理由 (2)為探究該圓環(huán)在超導狀態(tài)的電阻率上限，研究人員測得撤去磁場后環(huán)中電流為I，并經(jīng)一年以上的時間t未檢測出電流變化實際上儀器只能檢測出大于I的電流變化，其中，當電流的變化小于I ，環(huán)中定向移動電子的S時，儀器檢測不出電流的變化，研究人員便認為電流沒有變化設環(huán)的橫截面積為平均速率為v，電子質(zhì)量為m、電荷量為e.試用上述給出的各物理量，推導出的表達式 (3)若仍使用上述測量儀器，實驗持續(xù)時間依舊為t，為使實驗獲得的該圓環(huán)在超導狀態(tài)的電阻率上限的準確程度更高，請?zhí)岢瞿愕慕ㄗh，并簡要說明實現(xiàn)方法 1在物理學發(fā)展過程中，觀測、實驗、假說和邏輯推理等方法都起到了重要作用下列敘述不

23、符合史實的是( ) A奧斯特在實驗中觀察到電流的磁效應，該效應揭示了電和磁之間存在聯(lián)系 B安培根據(jù)通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場的相似性，提出了分子電流假說 C法拉第在實驗中觀察到，在通有恒定電流的靜止導線附近的固定導線圈中，會出現(xiàn)感應電流 D楞次在分析了許多實驗事實后提出，感應電流應具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化 2如圖1所示，一個U形金屬導軌水平放置，其上放有一個金屬導體棒ab，有一磁感應強度為B的勻強磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為.在下列各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應電流的是( ) 圖1 Aab向右運動，同時使減小 B使磁感應強度

24、B減小，角同時也減小 Cab向左運動，同時增大磁感應強度B Dab向右運動，同時增大磁感應強度B和角(0v a到b到d到c回路有電流，電流方向由abdc，則abcd4如圖3所示，ab是一個可以繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動的閉合矩形導體線圈，當滑動變阻器R的滑片P自左向右滑動過程中，線圈ab將( ) 圖3 A靜止 B逆時針轉(zhuǎn)動 C順時針轉(zhuǎn)動 D發(fā)生轉(zhuǎn)動，但因電源的極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動的方向 5如圖4所示，通電導線MN與單匝圓形線圈a共面，位置靠近圓形線圈a左側(cè)且相互絕緣當MN中電流突然減小時，下列說法正確的是( ) 圖4 A線圈a中產(chǎn)生的感應電流方向為順時針方向 B線圈a中產(chǎn)生的感應電流方向為逆時針

25、方向 C線圈a所受安培力的合力方向垂直紙面向里 D線圈a所受安培力的合力方向水平向左 6如圖5所示，一圓形金屬線圈放置在水平桌面上，勻強磁場垂直桌面豎直向下，過線圈上A點作切線OO，OO與線圈在同一平面上在線圈以OO為軸翻轉(zhuǎn)180的過程中，線圈中電流流向( ) 圖5 A始終為ABCA B始終為ACBA C先為ACBA，再為ABCA D先為ABCA，再為ACBA 7長直導線與矩形線框abcd處在同一平面中靜止，如圖6甲所示長直導線中通以大小和方向都隨時間做周期性變化的交流電：iI關規(guī)定沿長直導線方向向上的電流為正方向圖象如圖乙所示ti，tsin m于最初一個周期內(nèi)矩形線框中感應電流的方向，下列說法正確的是( ) 圖6 A由順時針方向變?yōu)槟鏁r針方向 B由逆時針方向變?yōu)轫槙r針方向 C由順時針方向變?yōu)槟鏁r針方向，再變?yōu)轫槙r針方向 D由逆時針