【三維設計】高考物理一輪復習 第九章 第1單元 電磁感應現(xiàn)象 楞次定律 新人教（安徽 北京專）

編輯ppt考

綱

下

載1.電磁感應現(xiàn)象(Ⅰ)2.磁通量(Ⅰ)3．法拉第電磁感應定律(Ⅱ)4．楞次定律(Ⅱ)5．自感、渦流(Ⅰ)編輯ppt考

情

上

線高考地位本章是高考中的必考內(nèi)容，在歷年高考中所占分值較高，考查的題型一般多為選擇，考查的難度中等，試題的綜合程度較高考點點擊1.感應電流的產(chǎn)生及方向的判定，圖像的考查2．法拉第電磁感應規(guī)律的應用3．電磁感應現(xiàn)象與磁場、電路、力學等知識的

綜合編輯ppt編輯ppt理知識第九章提能力第1單元明考向課堂考題領悟課下綜合提升編輯ppt編輯ppt[思維啟動]磁通量是研究電磁感應現(xiàn)象的重要物理量。如圖9－1－1所示，通有恒定電流的導線MN與閉合線框共面，第一次將線框由位置1平移到位置2，第二次將線框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到2，設先后兩次通過線框的磁通量變化分別為圖9－1－1ΔΦ1和ΔΦ2，則ΔΦ1________ΔΦ2。編輯ppt提示：設線框在位置1時的磁通量為Φ1，在位置2時的磁通量為Φ2，直線電流產(chǎn)生的磁場在1處比在2處要強。若平移線框，則ΔΦ1＝Φ1－Φ2，若轉(zhuǎn)動線框，磁感線是從線框的正反兩面穿過的，一正一負，因此ΔΦ2＝Φ1＋Φ2。根據(jù)分析知：ΔΦ1<ΔΦ2。編輯ppt編輯ppt3．產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象的實質(zhì)穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就會產(chǎn)生感應電動勢。如果電路閉合，則有感應電流；如果電路不閉合，則只有感應電動勢而無感應電流。4．引起磁通量Φ變化的幾種情況(1)磁場變化：如：永磁鐵與線圈的靠近或遠離。電磁鐵(螺線管)內(nèi)電流的變化。編輯ppt(2)回路的有效面積變化：①回路面積變化：如閉合線圈部分導線切割磁感線。如圖9－1－2甲所示。圖9－1－2②回路平面與磁場夾角變化：如線圈在磁場中轉(zhuǎn)動。如圖9－1－2乙所示。編輯ppt[應用升級]1.如圖9－1－3所示，一個矩形線圈與通

有相同大小的電流的平行直導線處于同

一平面內(nèi)，而且處在兩導線的中央，則

(

)圖9－1－3A．兩電流同向時，穿過線圈的磁通量為零

B．兩電流反向時，穿過線圈的磁通量為零

C．兩電流同向或反向，穿過線圈的磁通量相等

D．因兩電流產(chǎn)生的磁場是不均勻的，因此不能判定

穿過線圈的磁通量是否為零編輯ppt解析：兩電流同向時，在線圈范圍內(nèi)，產(chǎn)生的磁場方向相反，大小對稱，穿過線圈的磁通量為零。故正確答案為A。答案：A編輯ppt[思維啟動]

用如圖9－1－4所示的實驗裝置來驗證楞次定律，當條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時，通過電流計的感應電流方向是：當條形磁鐵進入線圈時________；當條形磁鐵離開線圈時________。圖9－1－4編輯ppt提示：磁鐵磁感線的方向是從上到下，磁鐵穿過的過程中，磁通量向下先增加后減少，由楞次定律判斷知，磁通量向下增加時，感應電流的磁場阻礙增加，方向向上，根據(jù)安培定則知感應電流的方向為a→G→b；磁通量向下減少時，感應電流的磁場應該向下，感應電流方向為b→G→a。編輯ppt[知識聯(lián)動]1．楞次定律編輯ppt2.楞次定律中“阻礙”的含義編輯ppt3．楞次定律的使用步驟編輯ppt4．楞次定律的推廣對楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應電流的效果總是阻礙產(chǎn)生感應電流的原因：(1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”；(2)阻礙相對運動——“來拒去留”；(3)使線圈面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”；(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)——“增反減同”。編輯ppt [應用升級]2.

電阻R、電容C與一線圈連成閉合回路，

條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖9－1－5所示。現(xiàn)使磁鐵開始

自由下落，在N極接近線圈上端的過程圖9－1－5

中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是(

)A．從a到b，上極板帶正電

B．從a到b，下極板帶正電

C．從b到a，上極板帶正電

D．從b到a，下極板帶正電編輯ppt解析：由楞次定律知線圈中感應電流方向從上向下看為順時針，線圈下端為電源正極，所以流過R的電流方向為從b向a，電容器下極板帶正電，故D正確，A、B、C錯誤。答案：D編輯ppt編輯ppt[知識檢索]應用楞次定律解題的一般步驟編輯ppt[典題例析][例1]如圖9－1－6所示，光滑固定的金屬導軌M、N水平放置，兩根導體棒P、Q平行放置在導軌上，形成一個閉合回路，一條形磁鐵從高處下落接近回圖9－1－6路時(

)①P、Q將相互靠攏②P、Q將相互遠離③磁鐵的加速度仍為g④磁鐵的加速度小于g編輯pptA.①③ B.②④ C.①④ D.②③[思路點撥]

可以應用楞次定律確定P、Q中的感應電流的方向，再根據(jù)左手定則確定感應電流受到的安培力來確定P、Q的運動方向，根據(jù)感應電流的磁場的“阻礙”作用確定磁鐵的加速度。還可以根據(jù)楞次定律的一些結(jié)論直接解答。編輯ppt[解析]法一：設磁鐵下端為N極，如圖所示，根據(jù)楞次定律可判斷出P、Q中的感應電流方向，根據(jù)左手定則可判斷P、Q所受安培力的方向?？梢?，P、Q將互相靠攏。由于回路所受安培力的合力向下，由牛頓第三定律，磁鐵將受到向上的反作用力，從而加速度小于g。當磁鐵下端為S極時，根據(jù)類似的分析可得到相同的結(jié)果。編輯ppt答案：C法二：根據(jù)楞次定律的另一種表述——感應電流的效果，總要反抗產(chǎn)生感應電流的原因。本題中“原因”是回路中磁通量的增加，歸根結(jié)底是磁鐵靠近回路，“效果”便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近。所以，P、Q將互相靠近且磁鐵的加速度小于g。編輯ppt[拓展訓練]1．如圖9－1－7所示，甲是閉合銅線框，乙是有缺口的銅線框，丙是閉合的塑料線框，它們的正下方都放置一薄強磁鐵，現(xiàn)將甲、乙、丙拿至相同高度H處同時釋放(各線框下落過程中不翻轉(zhuǎn))，則以下說法正確的是 (

)圖9－1－7編輯pptA．三者同時落地B．甲、乙同時落地，丙后落地C．甲、丙同時落地，乙后落地D．乙、丙同時落地，甲后落地解析：甲是銅線框，在下落過程中產(chǎn)生感應電流，所受的安培力阻礙它的下落，故所需的時間長；乙沒有閉合回路，丙是塑料線框，故都不會產(chǎn)生感應電流，它們做自由落體運動，故D正確。答案：D編輯ppt[知識檢索](1)利用楞次定律判斷感應電流的方向時，一定要先判斷原磁場的方向和磁通量的變化，然后根據(jù)楞次定律判斷感應電流磁場的方向，進而判斷感應電流的方向。(2)利用右手定則判斷閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動時產(chǎn)生的感應電流方向，有以下幾種常見情況：編輯ppt①導體平動切割磁感線；②導體轉(zhuǎn)動切割磁感線；③導體不動，磁場運動，等效為磁場不動，導體反方向切割磁感線。編輯ppt[典題例析][例2]

MN、GH為光滑的水平平行金屬導軌，ab、cd為跨在導軌上的兩根金屬桿，勻強磁場垂直穿過圖9－1－8MN、GH所在的平面，如圖9－1－8中所示，則(

)編輯pptA．若固定ab，使cd向右滑動，則abcd回路有電流，電流方向由a到b到d到cB．若ab、cd以相同的速度一起向右滑動，則abcd回路有電流，電流方向由c到d到b到aC．若ab向左、cd向右同時運動，則abcd回路電流為零D．若ab、cd都向右運動，且兩棒速度vcd>vab，則abcd回路有電流，電流方向由c到d到b到a編輯ppt[解析]

由右手定則可判斷出A應產(chǎn)生順時針的電流，故A錯。若ab、cd同向且速度大小相同，ab、cd所圍的線圈面積不變，磁通量不變，故不產(chǎn)生感應電流，故B錯。若ab向左，cd向右，則abcd中有順時針電流，故C錯。若ab、cd向右運動，但vcd>vab，則ab、cd所圍面積發(fā)生變化，磁通量也發(fā)生變化，故同楞次定律可判斷出產(chǎn)生由c到d的電流，故D正確。[答案]

D編輯ppt[拓展訓練]2.如圖9－1－9所示，有一個有界勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外，一個

閉合的矩形導線框abcd，沿紙面由位置

1(左)勻速運動到位置2(右)，則(

)圖9－1－9A．導線框進入磁場時，感應電流的方向為a→b→c→d→aB．導線框離開磁場時，感應電流的方向為a→d→c→b→aC．導線框離開磁場時，受到的安培力水平向右

D．導線框進入磁場時，受到的安培力水平向左編輯ppt解析：由右手定則可判斷出導線框進入磁場時，感應電流方向為a→d→c→b→a，離開磁場時電流方向為a→b→c→d→a，故A、B錯；由左手定則可判斷導線框進入磁場時受到的安培力水平向左，離開磁場時，受到的安培力水平向左，故C錯，D對。答案：D編輯ppt[知識檢索]1．三個定則的區(qū)別基本現(xiàn)象應用的定則運動電荷、電流產(chǎn)生磁場安培定則部分導體切割磁感線運動產(chǎn)生感應電動勢右手定則磁場對運動電荷、電流產(chǎn)生作用力左手定則編輯ppt2.應用技巧三種記憶方法：(1)“因動而電”——用右手；“因電而動”——用左手。(2)“通電受力用左手，運動生電用右手”。(3)“力”的最后一筆“丿”方向向左，用左手；“電”的最后一

筆“乚”方向向右，用右手。編輯ppt[典題例析][例3]如圖9－1－10所示，兩個線圈套在同一個鐵芯上，線圈的繞向在圖中已經(jīng)標出。左線圈連著平行導軌M和N，導軌電阻不計，在導軌垂直方圖9－1－10向上放著金屬棒ab，金屬棒處在垂直于紙面向外的勻強磁場中。下列說法中正確的是(

)編輯ppt①當金屬棒ab向右勻速運動時，a點電勢高于b點，c點電勢高于d點②當金屬棒ab向右勻速運動時，b點電勢高于a點，c點與d點等電勢③當金屬棒ab向右加速運動時，b點電勢高于a點，c點電勢高于d點④當金屬棒ab向右加速運動時，b點電勢高于a點，d點電勢高于c點A.①③ B.②④ C.①④ D.②③編輯ppt[思路點撥]

金屬棒ab在磁場中切割磁感線產(chǎn)生感應電流，從而在左邊線圈中產(chǎn)生磁場，這個磁場會通過鐵芯穿過右邊的線圈。若磁場變化，則在右邊線圈中產(chǎn)生感應電動勢和感應電流。編輯ppt[解析]

當金屬棒ab向右勻速運動而切割磁感線時，金屬棒中產(chǎn)生恒定感應電動勢，由右手定則判斷電流方向由a→b。根據(jù)電流從電源(ab相當于電源)正極流出沿外電路回到電源負極的特點，可以判斷b點電勢高于a點。又左線圈中的感應電動勢恒定，則感應電流也恒定，所以穿過右線圈的磁通量保持不變，不產(chǎn)生感應電流，c點與d點等電勢。①錯②對。當金屬棒ab向右做加速運動時，由右手定則可推斷b＞φa，電流沿逆時針方向。又由E＝BLv可知金屬棒ab兩端的E不斷增大，那么左邊電路中的感應電編輯ppt流也不斷增大，由安培定則可判斷它在鐵芯中的磁感線方向是沿逆時針方向的，并且場強不斷增強，所以右邊的線圈中的向上的磁通量不斷增加。由楞次定律可判斷右邊電路中的感應電流的方向應沿逆時針，而在右線圈繞成的電路中，感應電動勢僅產(chǎn)生在繞在鐵芯上的那部分線圈上。把這個線圈看做電源，由于電流是從c沿內(nèi)電路(即右線圈)流向d，所以d點電勢高于c點。③錯④對。[答案]

B編輯ppt(1)若金屬棒ab向左減速運動，則c、d兩點哪點電勢高？(2)若保持金屬棒ab不動，磁感應強度均勻增大，則c、d兩點的電勢又會怎樣？編輯ppt解析：(1)ab向左減速運動，由右手定則知電流沿順時針方向且減小，由安培定則得右邊線圈中的磁場向下減小，由楞次定律知線圈中電流由d端流出，故d點電勢高于c點。(2)回路中磁通量均勻增大，由楞次定律和法拉第電磁感應定律知，左側(cè)回路中產(chǎn)生順時針方向電流，且大小不變；由安培定則知右側(cè)線圈中的磁場不變，即右線圈中無感應電流，電勢相等。答案：(1)d點電勢高(2)電勢相等編輯ppt編輯ppt1．(2011·山東高考改編)了解物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，學會像科學家那樣觀察和思考，往往比掌握知識本身更重要。以下符合史實的是(

)A．焦耳發(fā)現(xiàn)了電流熱效應的規(guī)律B．庫侖總結(jié)出了點電荷間相互作用的規(guī)律C．楞次發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，拉開了研究電與磁相

互關系的序幕D．牛頓將斜面實驗的結(jié)論合理外推，間接證明了自

由落體運動是勻變速直線運動編輯ppt解析：焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應規(guī)律，并提出焦耳定律，A錯誤。庫侖總結(jié)了點電荷間相互作用的規(guī)律，提出了庫侖定律，B正確。奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，C錯。伽利略將斜面實驗的結(jié)論合理外推，間接證明了自由落體運動是勻變速直線運動，D錯。答案：B編輯ppt2．(2011·上海高考改編)如圖9－1－11，磁場垂直于紙面，磁感應強度在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布。一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點，將圓環(huán)拉至位置a后無初速釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過程中(

)圖9－1－11編輯pptA．感應電流方向一直是順時針B．感應電流方向一直是逆時針C．安培力方向始終與速度方向相反D．安培力方向始終沿水平方向編輯ppt解析：圓環(huán)從位置a運動到磁場分界線前，磁通量向里增大，感應電流為逆時針；跨越分界線過程中，磁通量由向里最大變?yōu)橄蛲庾畲?，感應電流為順時針；再擺到b的過程中，磁通量向外減小，感應電流為逆時針；由于圓環(huán)所在處的磁場，上下對稱，所受安培力豎直方向平衡，因此總的安培力沿水平方向。答案：D編輯ppt3．(2012·蕪湖檢測)繞有線圈的鐵芯直

立在水平桌面上，鐵芯上套著一個

鋁環(huán)，線圈與電源、電鍵相連，如

圖9－1－12所示。線圈上端與電源

正極相連，閉合電鍵的瞬間，鋁環(huán)圖9－1－12向上跳起。則下列說法中正確的是(

)編輯pptA．