高考物理總復(fù)習(xí) 第38講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律講義-人教版高三物理試題

第38講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律考情剖析考查內(nèi)容考綱要求考查年份考查詳情能力要求電磁感應(yīng)現(xiàn)象、感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、楞次定律Ⅰ、Ⅱ16年T6—選擇，考查楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用理解與分析綜合17年T1—選擇，考查對磁通量概念的理解理解弱項(xiàng)清單,1.磁通量的概念理解有錯(cuò)；2．不理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的本質(zhì)原因(磁通量發(fā)生變化)；3．感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件理解不深刻；4．不能正確區(qū)分感應(yīng)電流磁場與原磁場．知識整合一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象：只要穿過閉合電路的________發(fā)生變化，閉合回路中就有電流產(chǎn)生，這種利用______________的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做________．2．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件(1)回路________；(2)穿過回路的________發(fā)生變化．(3)補(bǔ)充說明：無論回路是否閉合，只要穿過線圈平面的________發(fā)生變化，線圈中就有感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于________；如果電路閉合，則有________，電路不閉合，則只有________而無感應(yīng)電流．3．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化：發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為________．二、感應(yīng)電流方向的判定1．楞次定律(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要________引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．(2)適用情況：所有________現(xiàn)象．2．右手定則(1)內(nèi)容：伸開右手，使拇指與其余四指________，并且都與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線________，并使拇指指向________的方向，這時(shí)四指所指的方向就是________的方向．(2)適用情況：閉合電路中的__________切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況．方法技巧考點(diǎn)1感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件1．條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化．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)．2．磁通量發(fā)生變化的三種常見情況(1)磁場強(qiáng)弱不變，回路面積改變；(2)回路面積不變，磁場強(qiáng)弱改變；(3)回路面積和磁場強(qiáng)弱均不變，但二者的相對位置發(fā)生改變．3．判斷電磁感應(yīng)現(xiàn)象是否發(fā)生的一般流程【典型例題1】如圖所示，一通電螺線管b放在閉合金屬線圈a內(nèi)，螺線管的中心軸線恰和線圈的一條直徑MN重合．要使線圈a中產(chǎn)生感應(yīng)電流，可采用的方法有()A．使通電螺線管中的電流發(fā)生變化B．使螺線管繞垂直于線圈平面且過線圈圓心的軸轉(zhuǎn)動(dòng)C．使線圈a以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng)D．使線圈繞垂直于MN的直徑轉(zhuǎn)動(dòng)【典型例題2】(17年揚(yáng)州模擬)法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)了“磁生電”現(xiàn)象．如圖，他把兩個(gè)線圈繞在同一個(gè)軟鐵環(huán)上，線圈A和電池連接，線圈B用導(dǎo)線連通，導(dǎo)線下面平行放置一個(gè)小磁針，實(shí)驗(yàn)中可能觀察到的現(xiàn)象是()A．用一節(jié)電池作電源小磁針不偏轉(zhuǎn)，用十節(jié)電池作電源小磁針會(huì)偏轉(zhuǎn)B．線圈B匝數(shù)較少時(shí)小磁針不偏轉(zhuǎn)，匝數(shù)足夠多時(shí)小磁針會(huì)偏轉(zhuǎn)C．線圈A和電池連接瞬間，小磁針會(huì)偏轉(zhuǎn)D．線圈A和電池?cái)嚅_瞬間，小磁針不偏轉(zhuǎn)考點(diǎn)2楞次定律及其推論的應(yīng)用1．楞次定律中“阻礙”的理解誰阻礙誰感應(yīng)電流的磁場阻礙原磁場阻礙的是什么阻礙的是原磁場的磁通量的變化如何阻礙磁通量增加時(shí)感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反(阻礙磁通量的增加)；磁通量減小時(shí)感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向一致(阻礙磁通量的減小)，即“增反減同”阻礙的結(jié)果“阻礙”不是“阻止”，只是延緩了磁通量的變化，這種變化仍將繼續(xù)進(jìn)行2.楞次定律的推廣推廣表述：感應(yīng)電流的效果總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因．其具體方式為：(1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”．(2)阻礙相對運(yùn)動(dòng)——“來拒去留”．(3)使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢——“增縮減擴(kuò)”．(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)——“增反減同”．3．應(yīng)用楞次定律解題的一般程序【典型例題3】(16年南通模擬)如圖所示，a、b都是較輕的鋁環(huán)，a環(huán)閉合，b環(huán)斷開，橫梁可以繞中間支點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，開始時(shí)整個(gè)裝置靜止．下列說法中正確的是()A．條形磁鐵插入a環(huán)時(shí)，橫梁不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)B．只有當(dāng)條形磁鐵N極拔出a環(huán)時(shí)，橫梁才會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)C．條形磁鐵用相同方式分別插入a、b環(huán)時(shí)，兩環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)情況相同D．鋁環(huán)a產(chǎn)生的感應(yīng)電流總是阻礙環(huán)與磁鐵間的相對運(yùn)動(dòng)1.(多選)如圖所示，一閉合線圈用細(xì)線懸掛著，一條形磁鐵從遠(yuǎn)方垂直線圈平面向線圈靠近，下列說法正確的是()A．不知道磁鐵極性，無法確定線圈運(yùn)動(dòng)趨勢B．不管磁鐵極性如何，線圈都將向右運(yùn)動(dòng)C．不管磁鐵極性如何，線圈都有收縮趨勢D．不管磁鐵極性如何，線圈都有擴(kuò)張趨勢考點(diǎn)3左手定則、右手定則及其與楞次定律的綜合應(yīng)用1．右手定則是楞次定律的特例，用于判斷導(dǎo)線在磁場中切割磁感線時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況．2．安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律綜合應(yīng)用的比較基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場安培定則磁場對運(yùn)動(dòng)電荷、電流有作用力左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)右手定則閉合回路磁通量變化楞次定律【典型例題4】如圖所示，MN、GH為光滑的水平平行金屬導(dǎo)軌，ab、cd為跨在導(dǎo)軌上的兩根金屬桿，垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場垂直穿過MN、GH所在的平面，則()A．若固定ab，使cd向右滑動(dòng)，則abdc回路有電流，電流方向?yàn)閍→b→d→c→aB．若ab、cd以相同的速度一起向右運(yùn)動(dòng)，則abdc回路有電流，電流方向?yàn)閍→c→d→b→aC．若ab向左、cd向右同時(shí)運(yùn)動(dòng)，則abdc回路中的電流為零D．若ab、cd都向右運(yùn)動(dòng)，且兩桿速度vcd>vab，則abdc回路有電流，電流方向?yàn)閍→c→d→b→a2.(多選)如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN在磁場力作用下向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是()A．向右勻加速運(yùn)動(dòng)B．向左勻加速運(yùn)動(dòng)C．向右勻減速運(yùn)動(dòng)D．向左勻減速運(yùn)動(dòng)當(dāng)堂檢測1.如圖，一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，環(huán)的圓心與兩導(dǎo)線距離相等，環(huán)的直徑小于兩導(dǎo)線間距．兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向向下的恒定電流．若()A．金屬環(huán)向上運(yùn)動(dòng)，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向B．金屬環(huán)向下運(yùn)動(dòng)，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向C．金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針D．金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針第1題圖第2題圖2．(多選)如圖所示，一用細(xì)線懸著的閉合通電螺旋管套在線圈正中間，且關(guān)于通電螺旋管軸線軸對稱，增大通電螺旋管的電流，下列說法正確的是()A．線框中感應(yīng)電流從左向右看為順時(shí)針B．線框中感應(yīng)電流從左向右看為逆時(shí)針C．線框有擴(kuò)張的趨勢D．懸線拉力增大3．電阻R、電容器C與一線圈連成閉合電路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖所示．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，下極板帶正電第3題圖第4題圖4．如圖所示，質(zhì)量為m的銅質(zhì)小閉合線圈靜置于粗糙水平桌面上．當(dāng)一個(gè)豎直放置的條形磁鐵貼近線圈，沿線圈中線由左至右從線圈正上方等高、勻速經(jīng)過時(shí)，線圈始終保持不動(dòng)．則關(guān)于線圈在此過程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情況，以下判斷正確的是()A．FN先大于mg，后小于mgB．FN一直大于mgC．Ff先向左，后向右D．線圈中的電流方向始終不變5．(17年南通模擬)如圖甲所示，長直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi)，長直導(dǎo)線中的電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示．在0～eq\f(T,2)時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線中電流向上，則在eq\f(T,2)～T時(shí)間內(nèi)，線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力的合力方向分別是()第5題圖A．順時(shí)針，向左B．逆時(shí)針，向右C．順時(shí)針，向右D．逆時(shí)針，向左

第38講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律知識整合基礎(chǔ)自測一、1.磁通量磁場產(chǎn)生電流感應(yīng)電流2．(1)閉合(2)磁通量(3)磁通量電源感應(yīng)電流感應(yīng)電動(dòng)勢3．電能二、1.(1)阻礙(2)電磁感應(yīng)2．(1)垂直從掌心進(jìn)入導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)感應(yīng)電流(2)部分導(dǎo)體方法技巧·典型例題1·D【解析】要使線圈a中產(chǎn)生感應(yīng)電流，需使得穿過線圈的磁通量發(fā)生變化．圖中螺線管和線圈在同一平面，無論電流如何，穿過線圈的磁通量始終為零，要使磁通量發(fā)生變化，需使得螺線管與線圈不共面，故答案選D.·典型例題2·C【解析】用電池作電源時(shí)線圈A中電流不變，故線圈B中磁通量不發(fā)生改變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，小磁針不偏轉(zhuǎn)，故A、B錯(cuò)誤；線圈A和電池連接瞬間或斷開瞬間，線圈B中磁通量均發(fā)生改變，產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場使小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故C正確．·典型例題3·D【解析】電磁感應(yīng)現(xiàn)象中“阻礙”兩字對應(yīng)著感應(yīng)電流產(chǎn)生的安培力的效果．不管磁鐵是插入還是拔出a環(huán)，環(huán)中都有感應(yīng)電流產(chǎn)生，感應(yīng)電流的磁場將阻礙環(huán)與磁鐵間的相對運(yùn)動(dòng)，所以橫梁將轉(zhuǎn)動(dòng)；因b環(huán)不閉合，磁鐵插入時(shí)不產(chǎn)生感應(yīng)電流，橫梁不轉(zhuǎn)動(dòng)；綜上分析，D選項(xiàng)正確．·變式訓(xùn)練1·BC【解析】根據(jù)楞次定律的推廣表述——“來拒去留”和“增縮減擴(kuò)”(與磁鐵極性無關(guān))，可知B、C選項(xiàng)正確．·典型例題4·D【解析】由右手定則可判斷出A項(xiàng)做法使回路產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流，故A項(xiàng)錯(cuò)；若ab、cd同向運(yùn)動(dòng)且速度大小相同，ab、cd所圍面積不變，磁通量不變，故不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B項(xiàng)錯(cuò)；若ab向左，cd向右，則abdc回路中有順時(shí)針方向的電流，故C項(xiàng)錯(cuò)；若ab、cd都向右運(yùn)動(dòng)，且兩桿速度vcd>vab，則ab、cd所圍面積發(fā)生變化，磁通量也發(fā)生變化，由楞次定律可判斷出，abdc回路中產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流，故D項(xiàng)正確．·變式訓(xùn)練2·BC【解析】設(shè)PQ向右運(yùn)動(dòng)，用右手定則和安培定則判定可知穿過L1的磁感線方向向上．若PQ向右加速，則穿過L1的磁通量增加，用楞次定律判定可知通過MN的感應(yīng)電流方向是從N指向M，對MN用左手定則判定可知MN向左運(yùn)動(dòng)，故A選項(xiàng)不正確；若PQ向右減速運(yùn)動(dòng)，則穿過L1的磁通量減小，用楞次定律判定可知通過MN的感應(yīng)電流方向是從M指向N，用左手定則可知MN向右運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C正確；同理設(shè)PQ向左運(yùn)動(dòng)，用上述類似的方法可判定選項(xiàng)B正確，而選項(xiàng)D錯(cuò)誤．當(dāng)堂檢測1．D【解析】先根據(jù)安培定則結(jié)合對稱性明確磁場分布：圓環(huán)豎直直徑左側(cè)磁場垂直紙面向外，豎直直徑右側(cè)磁場垂直紙面向里，穿過圓環(huán)的磁通量為0.當(dāng)上下移動(dòng)圓環(huán)時(shí)環(huán)內(nèi)磁通量一直保持為0，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故AB選項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)向左移動(dòng)圓環(huán)時(shí)因環(huán)內(nèi)磁通量增加而產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場應(yīng)垂直紙面向里，再由安培定則可以判斷環(huán)內(nèi)電流應(yīng)為順時(shí)針，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；同理可得D選項(xiàng)正確．2．AC【解析】根據(jù)安培定則明確通電螺線管磁場分布．增大電流則線圈中磁通量增大，根據(jù)楞次定律可得此時(shí)感應(yīng)電流方向從左向右看為順時(shí)針，故A選項(xiàng)正確而B選項(xiàng)錯(cuò)誤；再根據(jù)左手定則可判斷出線圈所受安培力指向線圈外側(cè)，故C選項(xiàng)正確；而根據(jù)磁場對稱性可得線框所受安培力合力為0，所以細(xì)線拉力始終等于線圈重力，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤．3．D【解析】當(dāng)磁鐵N極向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過線圈的磁通量變大，由楞次定律可得，感應(yīng)磁場方向與原磁場方向相反，再由安培定則可得感應(yīng)電流方向沿線圈盤旋而下，由于線圈相當(dāng)于電源，線圈下端相當(dāng)于電源的正極，則流過R的電流方向是從b到a，對電容器充電下極板帶正電．故D正確．4．A【解析】條形磁鐵向右運(yùn)動(dòng)的過程中，線圈中的磁通量先增加后減小，為阻礙磁通量的變化，線圈先有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢，后有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢，故FN先大于mg，后小于mg，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；條形磁鐵相對線圈一直向右運(yùn)動(dòng)，為阻礙相對運(yùn)動(dòng)，線圈有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢，故摩擦力Ff一直向左，C項(xiàng)錯(cuò)誤；線圈中的磁通量先增加后減小