2019高中物理一輪復(fù)習(xí)第十章電磁感應(yīng)第1講電磁感應(yīng)定律楞次定律

2019版高中物理一輪復(fù)習(xí)第十章電磁感覺第1講電磁感覺定律楞次定律2019版高中物理一輪復(fù)習(xí)第十章電磁感覺第1講電磁感覺定律楞次定律2019版高中物理一輪復(fù)習(xí)第十章電磁感覺第1講電磁感覺定律楞次定律第十章電磁感覺★★★考情微解讀★★★第1講電磁感覺定律楞次定律見學(xué)生用書P156微知識1磁通量1．磁通量：設(shè)在勻強磁場中有一個與磁場方向垂直的平面，該平面的面積S與磁感覺強度B的乘積叫做穿過這個面的磁通量，簡稱磁通。公式：Φ＝BS，單位：韋伯，符號：Wb。1Wb＝1_T·m2。2．磁通量的意義：能夠用磁感線形象地說明，即穿過磁場中某個面的磁感線的條數(shù)。關(guān)于同一個平面，當(dāng)它跟磁場方向垂直時，穿過它的磁感線條數(shù)最多，磁通量最大。當(dāng)它跟磁場方向平行時，沒有磁感線穿過它，則磁通量為零。微知識2電磁感覺現(xiàn)象1．電磁感覺現(xiàn)象當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，電路中有感覺電流產(chǎn)生的現(xiàn)象。2．產(chǎn)生感覺電流的條件(1)條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。(2)特例：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做切割磁感線的運動。3．產(chǎn)生電磁感覺現(xiàn)象的實質(zhì)電磁感覺現(xiàn)象的實質(zhì)是產(chǎn)生感覺電動勢，若是回路閉合，則產(chǎn)生感覺電流；若是回路不閉合，則只產(chǎn)生感覺電動勢，而不產(chǎn)生感覺電流。4．能量轉(zhuǎn)變發(fā)生電磁感覺現(xiàn)象時，機械能或其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋Ｎ⒅R3楞次定律一、思想辨析(判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”。)1．磁通量等于磁感覺強度B與面積S的乘積。(×)2．磁通量、磁通量變化、磁通量的變化率的大小均與匝數(shù)沒關(guān)。(√)3．只要回路中的磁通量變化，回路中必然有感覺電流。(×)4．由楞次定律知，感覺電流的磁場必然與引起感覺電流的磁場方向相反。(×)5．當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運動時，必然產(chǎn)生感覺電動勢。(√)二、對點微練1．(磁通量的理解)以下列圖的磁場中，有三個面積同樣且互相平行的線圈S1、S2和S3，穿過S1、S2和S3的磁通量分別為Φ1、Φ2和Φ3，以下判斷正確的選項是( )A．Φ1最大

B．Φ2最大C．Φ3最大

D．Φ1＝Φ2＝Φ3解析

三個線圈的面積同樣，由圖可看出第三個線圈所在處磁感線最密，即磁感覺強度最強，所以Φ3最大。答案C2．(電磁感覺現(xiàn)象)以下列圖，矩形線框在磁場內(nèi)做的各種運動中，能夠產(chǎn)生感覺電流的是( )解析依照產(chǎn)生感覺電流的條件，閉合回路內(nèi)磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流，能夠產(chǎn)生感覺電流的是圖B。答案B3．(楞次定律)以下列圖，一個有界勻強磁場所區(qū)，磁場方向垂直紙面向外。一個矩形閉合導(dǎo)線框abcd，沿紙面由地址1(左)勻速運動到地址2(右)。則( )A．導(dǎo)線框進入磁場時，感覺電流方向：a→b→c→d→aB．導(dǎo)線框走開磁場時，感覺電流方向：a→d→c→b→aC．導(dǎo)線框走開磁場時，碰到的安培力方向水平向右D．導(dǎo)線框進入磁場時，碰到的安培力方向水平向左解析由楞次定律可知，導(dǎo)線框進入磁場時，感覺電流磁場垂直紙面向里，由安培定則知，感覺電流方向為a→d→c→b→a，故A項錯；同理可判斷導(dǎo)線框走開磁場時感覺電流方向為a→b→c→d→a，故B項錯；由楞次定律的“阻攔”含義，阻攔相對運動，故無論進入還是走開磁場，安培力方向都是水平向左的。答案D4．(右手定則)(多項選擇)兩根互相平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強磁場中，與導(dǎo)軌接觸優(yōu)異的導(dǎo)體棒AB和CD能夠自由滑動。當(dāng)AB在外力F作用下向右運動時，以下說法正確的選項是( )A．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流經(jīng)過，方向是D→CB．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流經(jīng)過，方向是C→DC．磁場對導(dǎo)體棒CD的作用力向左D．磁場對導(dǎo)體棒AB的作用力向左解析兩個導(dǎo)體棒與兩根金屬導(dǎo)軌組成閉合回路，當(dāng)AB向右運動時，回路中磁通量增加，結(jié)合安培定則判斷回路中感覺電流的方向是B→A→C→D→B。再依照左手定則，可判斷出磁場對CD的作用力向右，對AB的作用力向左。應(yīng)選項B、D正確。答案BD見學(xué)生用書P157微考點1感覺電流有無及方向的判斷核|心|微|講1．判斷電磁感覺現(xiàn)象可否發(fā)生的一般流程2．感覺電流方向判斷的兩種方法方法一：用楞次定律判斷方法二：用右手定則判斷該方法適用于部分導(dǎo)體切割磁感線。判斷時注意掌心、四指、拇指的方向：(1)掌心——磁感線垂直穿入；(2)拇指——指導(dǎo)游體運動的方向；(3)四指——指向感覺電流的方向。典|例|微|探【例1】以下列圖，一個金屬圓環(huán)水平放置在豎直向上的勻強磁場中，若要使圓環(huán)中產(chǎn)生如箭頭所示方向的瞬時感覺電流，以下方法可行的是( )A．使勻強磁場均勻增大B．使圓環(huán)繞水平軸ab如圖轉(zhuǎn)動30°C．使圓環(huán)繞水平軸cd如圖轉(zhuǎn)動30°D．保持圓環(huán)水平并使其繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動【解題導(dǎo)思】(1)產(chǎn)生感覺電流的條件是什么？答：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。(2)感覺電流的磁場方向與原磁場方向相反說明磁通量增加還是減少？答：由楞次定律可知磁通量增加。解析依照右手定則，圓環(huán)中感覺電流產(chǎn)生的磁場豎直向下與原磁場方向相反，依照楞次定律，說明圓環(huán)磁通量在增大。磁場增強則磁通量增大，A項正確；使圓環(huán)繞水平軸ab或cd轉(zhuǎn)動30°，圓環(huán)在中性面上的投影面積減小，磁通量減小，只會產(chǎn)生與圖示方向反向的感覺電流，B、C項錯誤；保持圓環(huán)水平并使其繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動，圓環(huán)仍與磁場垂直，磁通量不變，不會產(chǎn)生感覺電流，D項錯誤。答案A題|組|微|練1.(多項選擇)磁懸浮高速列車在我國上海已投入正式運行。以下列圖就是磁懸浮的原理，圖中A是圓柱形磁鐵，B是用超導(dǎo)資料制成的超導(dǎo)圓環(huán)，將超導(dǎo)圓環(huán)B水平放在磁鐵A上，它就能在磁力的作用下懸浮在磁鐵A的上方空中，則( )A．在B放入磁場的過程中，B中將產(chǎn)生感覺電流；當(dāng)牢固后，感覺電流消失B．在B放入磁場的過程中，B中將產(chǎn)生感覺電流；當(dāng)牢固后，感覺電流仍存在C．若A的N極向上，B中感覺電流的方向為順時針方向(俯視)D．若A的N極向上，B中感覺電流的方向為逆時針方向(俯視)解析當(dāng)將B環(huán)湊近A時，由于越湊近A，其磁場就越強，磁感線就越密，所以在湊近過程中B環(huán)磁通量會變大，即在該環(huán)中會產(chǎn)生感覺電流；由于發(fā)生了超導(dǎo)，即沒有電阻，所以此時B環(huán)中的電流不會變小，且永遠(yuǎn)存在，故A項錯誤，B項正確；此時圓環(huán)B水平放在磁鐵A上且懸浮在磁鐵A的上方空中，互相排斥，這就說明B環(huán)的下面是N極，故由安培定則可判斷，大拇指應(yīng)朝下，故感應(yīng)電流為順時針方向(俯視)，故C項正確，D項錯誤。答案BC2.北半球地磁場的豎直重量向下。以下列圖，在北京某中學(xué)實驗室的水平桌面上，放置著邊長為L的正方形閉合導(dǎo)體線圈圈的ab邊沿南北方向，ad邊沿東西方向。以下說法正確的選項是

abcd，線( )A．若使線圈向東平動，則a點的電勢比b點的電勢高B．若使線圈向北平動，則a點的電勢比b點的電勢低C．若以ab邊為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中的感覺電流方向為a→b→c→d→aD．若以ab邊為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中的感覺電流方向為a→d→c→b→a解析線圈向東平動時，ab和cd兩邊切割磁感線，且兩邊切割磁感線產(chǎn)生的感覺電動勢大小相等，a點電勢比b點電勢低，A項錯誤；同理，線圈向北平動，則a、b兩點的電勢相等，高于c、d兩點的電勢，B項錯誤；以ab邊為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，向下的磁通量減小，感覺電流的磁場方向應(yīng)該向下，再由安培定則知，感覺電流的方向為a→b→c→d→a，則C項正確，D項錯誤。答案C微考點2楞次定律的拓展應(yīng)用核|心|微|講對楞次定律中“阻攔”的含義能夠?qū)嵭袨楦杏X電流的收效總是阻礙產(chǎn)生感覺電流的原因：1．阻攔原磁通量的變化——“增反減同”。2．阻攔相對運動——“來拒去留”。3．使線圈面積有擴大或減小的趨勢——“增減少擴”。4．阻攔原電流的變化(自感現(xiàn)象)——“增反減同”。典|例|微|探【例2】(多項選擇)以下列圖，圓滑固定的金屬導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上，形成一個閉合回路。當(dāng)一條形磁鐵從高處下落湊近回路時( )A．P、Q將互相靠攏B．P、Q將互相遠(yuǎn)離C．磁鐵的加速度仍為gD．磁鐵的加速度小于g【解題導(dǎo)思】(1)感覺電流的磁場總會阻攔原磁通量的變化，會阻攔條形磁鐵的相對運動嗎？答：會。(2)磁鐵除了碰到重力作用外還受其他力的作用嗎？答：還會碰到感覺電流給它的磁場力作用。解析方法一：設(shè)磁鐵下端為N極，以下列圖，依照楞次定律可判斷出P、Q中的感覺電流方向以下列圖，依照左手定則可判斷P、Q所受安培力的方向?？梢姡琍、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，磁鐵將碰到向上的反作用力，從而加速度小于g。當(dāng)磁鐵下端為S極時，依照近似的解析可獲取同樣的結(jié)果。所以應(yīng)選AD項。方法二：依照楞次定律的另一表述——感覺電流的收效，總要反抗產(chǎn)生感覺電流的原因。此題中“原因”是回路中磁通量的增加，歸根結(jié)底是磁鐵湊近回路，“收效”即是阻攔磁通量的增加和磁鐵的靠近，所以，P、Q將互相湊近且磁鐵的加速度小于g。應(yīng)選AD項。答案AD題|組|微|練3．如圖，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈。當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過時，若線圈向來不動，則關(guān)于線圈碰到的支持力N及在水平方向運動趨勢的正確判斷是( )A．N先小于mg后大于mg，運動趨勢向左B．N先大于mg后小于mg，運動趨勢向左C．N先小于mg后大于mg，運動趨勢向右D．N先大于mg后小于mg，運動趨勢向右解析條形磁鐵從線圈正上方等高快速經(jīng)過時，經(jīng)過線圈的磁通量先增加后又減小。當(dāng)經(jīng)過線圈磁通量增加時，為阻攔其增加，在豎直方向上線圈有向下運動的趨勢，所以線圈碰到的支持力大于其重力，在水平方向上有向右運動的趨勢，當(dāng)經(jīng)過線圈的磁通量減小時，為阻攔其減小，在豎直方向上線圈有向上運動的趨勢，所以線圈碰到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右運動的趨勢。綜上所述，線圈所碰到的支持力先大于重力后小于重力，運動趨勢總是向右，D項正確。答案D4.在水平面內(nèi)有一固定的U形裸金屬框架，框架上靜止放置一根粗糙的金屬桿ab，整個裝置放在豎直方向的勻強磁場中，以下列圖。以下說法正確的選項是( )A．只有當(dāng)磁場方向向上且增強，ab桿才可能向左搬動B．只有當(dāng)磁場方向向下且減弱，ab桿才可能向右搬動C．無論磁場方向如何，只要磁場減弱，ab桿即可能向右搬動D．當(dāng)磁場變化時，ab桿中必然有電流產(chǎn)生，且必然會搬動解析依照楞次定律中“增減少擴”的原理，無論磁場方向如何，只要磁場增強，導(dǎo)體棒即可能向左搬動，只要磁場減弱，導(dǎo)體棒即可能向右搬動，A、B項錯誤，C項正確；當(dāng)磁場變化時，ab桿中必然有電流產(chǎn)生，ab桿也必然受安培力，但若是安培力小于金屬桿與框架間的最大靜摩擦力，則ab桿不會搬動，D項錯誤。答案C見學(xué)生用書P158“三個定則，一個定律”的綜合應(yīng)用素能培養(yǎng)1．應(yīng)用現(xiàn)象2.應(yīng)用差異要點是抓住因果關(guān)系(1)因電而生磁(I→B)→安培定則；(2)因動而生電(v、→I安)→右手定則；B(3)因電而受力(I、→F安)→左手定則。B經(jīng)典考題(多項選擇)以下列圖，兩個線騙局在同一個鐵芯上，線圈的繞向在圖中已經(jīng)標(biāo)出。左線圈連著平行導(dǎo)軌M和N，導(dǎo)軌電阻不計，在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab，金屬棒處在垂直于紙面向外的勻強磁場中。以下說法正確的選項是()A．當(dāng)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B．當(dāng)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C．當(dāng)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D．當(dāng)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點解析當(dāng)金屬棒向右勻速運動而切割磁感線時，金屬棒產(chǎn)生恒定感覺電動勢，由右手定則判斷電流方向由a→b，依照電流從電源(ab相當(dāng)于電源)正極流出沿外電路回到電源負(fù)極的特點，能夠判斷b點電勢高于a點。又左線圈中的感覺電動勢恒定，則感覺電流也恒定，所以穿過右線圈的磁通量保持不變，不產(chǎn)生感覺電流。當(dāng)ab向右做加速運動時，由右手定則可推斷φb＞φa，電流沿逆時針方向。又由E＝BLv可知ab導(dǎo)體兩端的E不斷增大，那么左邊電路中的感覺電流也不斷增大，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，并且磁場不斷增強，所以右邊電路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的感覺電流方向應(yīng)沿逆時針，而在右線圈的電路中，感覺電動勢僅產(chǎn)生在繞在鐵芯上的那部分線圈上。把這個線圈看作電源，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。答案BD對法對題1.以下列圖，水平放置的兩條圓滑軌道上有可自由搬動的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力作用下運動時，MN在磁場力作用下向右運動，則PQ所做的運動可能是( )①向右加速運動②向左加速運動③向右減速運動④向左減速運動A．①②B．①④C．②③D．②④解析此題可用正、逆思想方法，可將①②③④四種情況下MN碰到的安培力方向判斷出來和題中條件比較，這樣必定重復(fù)用楞次定律4次，較麻煩。也能夠采用逆向思想：MN受向右的磁場力方向→MN中的感覺電流自上而下→感覺電流的磁場上端為N極→原磁場可能是上端為N極減弱，或上端為S極增強→PQ向右減速或向左加速，項正確。答案C2．(多項選擇)圖中T是繞有兩組線圈的閉合鐵芯，線圈的繞向如圖所示，D是理想的二極管，金屬棒ab可在兩條平行的金屬導(dǎo)軌上沿導(dǎo)軌滑行，磁場方向垂直紙面向里。若電流計G中有電流經(jīng)過，則ab棒的運動可能是( )A．向左勻速運動B．向右勻速運動C．向左勻加速運動D．向右勻減速運動解析當(dāng)電流計中有電流經(jīng)過時，說明左邊的電流是從上向下流的，由右手螺旋定則可得出此感覺電流的磁場方向為從上向下，若ab勻速運動，右邊線圈中產(chǎn)生的感覺電流是恒定的，則左邊線圈中不會產(chǎn)生感覺電流，所以A、B項錯誤；若ab向右勻減速運動，右邊線圈中的電流是產(chǎn)生的磁通量在從下向上減小，故穿過左邊線圈的磁通量在從上向下減小，該線圈中會產(chǎn)生一個從上向下的磁場，D項正確；當(dāng)ab向左勻加速運動，同樣會在左邊的線圈中產(chǎn)生一個從上向下的磁場，故C項正確。答案CD見學(xué)生用書P1591．以下列圖，通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合金屬框共面，第一次將金屬框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到Ⅱ，設(shè)先后兩次經(jīng)過金屬框的磁通量變化分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則( )A．ΔΦ1>ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1<ΔΦ2D．不能夠判斷解析導(dǎo)體MN周圍的磁場其實不是勻強磁場，湊近MN處的磁場強些，磁感線密一些，遠(yuǎn)離MN處的磁感線疏一些，當(dāng)線框在Ⅰ地址時，穿過平面的磁通量為ΦⅠ，當(dāng)線框平移到Ⅱ地址時，磁通量為ΦⅡ，則磁通量的變化量為ΔΦ1＝|ΦⅡ－ΦⅠ|＝ΦⅠ－ΦⅡ。當(dāng)線框翻轉(zhuǎn)至Ⅱ地址時，磁感線相當(dāng)于從“反面”穿過平面，則磁通量為－ΦⅡ，則磁通量的變化量是ΔΦ2＝|－ΦⅡ－ΦⅠ|＝ΦⅠ＋ΦⅡ，所以ΔΦ1<ΔΦ2。答案C2．(多項選擇)以下列圖，一個矩形線框從勻強磁場的上方自由落下，進入勻強磁場中，爾后再從磁場中穿出。已知勻強磁場所區(qū)的寬度L大于線框的高度h，以下說法正確的選項是( )A．線框只在進入和