電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件楞次定律測(cè)試題省公開課金獎(jiǎng)全國賽課一等獎(jiǎng)微課獲獎(jiǎng)?wù)n件

1.磁通量計(jì)算(1)公式：Φ＝

.(2)適用條件：①

磁場(chǎng)；②S是

磁場(chǎng)有效面積．(3)單位：

，1Wb＝1T·m2.第1講電磁感應(yīng)產(chǎn)生條件楞次定律BS勻強(qiáng)垂直韋伯1/502．碰通量物理意義(1)能夠形象地了解為磁通量就是穿過某一面積 ．(2)同一個(gè)平面，當(dāng)它跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，磁通量

，當(dāng)它跟磁場(chǎng)方向

時(shí)，磁通量為零.磁感線條數(shù)最大平行2/501.電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)穿過閉合電路磁通量

時(shí)，電路中有

產(chǎn)生現(xiàn)象．2．產(chǎn)生感應(yīng)電流條件表述1閉合電路一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)做

運(yùn)動(dòng)．表述2穿過閉合電路磁通量 ．發(fā)生改變感應(yīng)電流切割磁感線發(fā)生改變3/503．產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)質(zhì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生

，假如回路閉合則產(chǎn)生

；假如回路不閉合，則只有

，而無

.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流4/501.楞次定律(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流含有這么方向，即感應(yīng)電流磁場(chǎng)總要

引發(fā)感應(yīng)電流

改變．(2)適用條件：全部

現(xiàn)象．妨礙磁通量電磁感應(yīng)5/502．右手定則(如圖9－1－1所表示)(1)內(nèi)容：伸開右手，使拇指與

垂直，而且都與手掌在同一平面內(nèi)，讓

從掌心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€

，這時(shí)四指所指方向就是

方向．(2)適用情況：導(dǎo)體

產(chǎn)生感應(yīng)電流．其余四個(gè)手指磁感線運(yùn)動(dòng)方向感應(yīng)電流切割磁感線6/501．安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律適用范圍規(guī)律適用范圍基本現(xiàn)象安培定則電流磁效應(yīng)運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng)左手定則磁場(chǎng)力磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流作用右手定則電磁電應(yīng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)楞次定律回路磁通量改變7/502．判斷感應(yīng)電流方向“三步法”8/503．右手定則掌心——磁感線垂直穿入，拇指——指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，四指——指向感應(yīng)電流方向．9/501．下列圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流是(

)．解析依據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流條件：A中，電路沒閉合，無感應(yīng)電流；B中，面積增大，閉合電路磁通量增大，有感應(yīng)電流；C中，穿過線圈磁感線相互抵消，Φ恒為零，無感應(yīng)電流；D中，磁通量不發(fā)生改變，無感應(yīng)電流．答案B10/502．如圖9－1－2所表示，小圓圈表示處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中閉合電路一部分導(dǎo)線橫截面，速度v在紙面內(nèi)．關(guān)于感應(yīng)電流有沒有及方向判斷正確是(

)．A．甲圖中有感應(yīng)電流，方向向外B．乙圖中有感應(yīng)電流，方向向外C．丙圖中無感應(yīng)電流D．丁圖中a、b、c、d四位置上均無感應(yīng)電流11/50解析甲圖中導(dǎo)線切割磁感線，依據(jù)右手定則，可知電流方向向里，A錯(cuò)；乙、丙圖中導(dǎo)線不切割磁感線，無電流，B錯(cuò)誤，C正確；丁圖中導(dǎo)線在b、d位置切割磁感線，有感應(yīng)電流，在a、c位置速度方向與磁感線方向平行，不切割磁感線，無感應(yīng)電流，D錯(cuò)誤．答案C12/503．(·杭州高三檢測(cè))如圖9－1－3所表示，通電直導(dǎo)線右邊有一個(gè)矩形線框，線框平面與直導(dǎo)線共面，若使線框逐步遠(yuǎn)離(平行)通電導(dǎo)線，則穿過線框磁通量將(

)。A．逐步增大B．逐步減小C．保持不變D．不能確定解析離導(dǎo)線越遠(yuǎn)，電流產(chǎn)生磁場(chǎng)越弱，穿過線圈磁感線條數(shù)越少，磁通量逐步減小，故只有B正確．答案B13/504．(·浙江理綜)如圖9－1－4所表示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一質(zhì)量為m，阻值為R閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點(diǎn)，并可繞O點(diǎn)擺動(dòng)．金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開始釋放，在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)過程中，細(xì)桿和金屬線框平面一直處于同一平面，且垂直紙面．則線框中感應(yīng)電流方向是(

)．A．a(chǎn)→b→c→d→aB．d→c→b→a→dC．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d14/50解析線框從右側(cè)擺到最低點(diǎn)過程中，穿過線框磁通量減小，由楞次定律可判斷感應(yīng)電流方向?yàn)閐→c→b→a→d，從最低點(diǎn)到左側(cè)最高點(diǎn)過程中，穿過線框磁通量增大，由楞次定律可判斷感應(yīng)電流方向?yàn)閐→c→b→a→d，所以選B.答案B15/505．某班同學(xué)在探究感應(yīng)電流產(chǎn)生條件時(shí)，做了以下試驗(yàn)：探究Ⅰ：如圖9－1－5甲所表示，先將水平導(dǎo)軌、導(dǎo)體棒ab放置在磁場(chǎng)中，并與電流表組成一閉合回路．然后進(jìn)行以下操作：①ab與磁場(chǎng)保持相對(duì)靜止；②讓導(dǎo)軌與ab一起平行于磁感線運(yùn)動(dòng)；③讓ab做切割磁感線運(yùn)動(dòng)．16/50探究Ⅱ：如圖9－1－5乙所表示，將螺線管與電流表組成閉合回路．然后進(jìn)行以下操作：①把條形磁鐵放在螺線管內(nèi)不動(dòng)；②把條形磁鐵插入螺線管；③把條形磁鐵拔出螺線管．探究Ⅲ：如圖9－1－5丙所表示，螺線管A、滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)組成一個(gè)回路；A放在螺線管B內(nèi)，B與電流表組成一個(gè)閉合回路．然后進(jìn)行以下操作：①閉合和斷開開關(guān)瞬間；②閉合開關(guān)，A中電流穩(wěn)定后；③閉合開關(guān)，A中電流穩(wěn)定后，再改變滑動(dòng)變阻器阻值．17/50能夠觀察到：(請(qǐng)?jiān)?1)(2)(3)中填寫探究中序號(hào))(1)在探究Ⅰ中，________閉合回路會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；(2)在探究Ⅱ中，________閉合回路會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；(3)在探究Ⅲ中，________閉合回路會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；(4)從以上探究中能夠得到結(jié)論是：當(dāng)________時(shí)，閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．解析(1)只有當(dāng)ab做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合回路才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；(2)當(dāng)螺線管中磁通量發(fā)生改變時(shí)，閉合回路會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；(3)閉合和斷開開關(guān)瞬間或者改變滑動(dòng)變阻器阻值，都會(huì)使閉合回路電流發(fā)生改變，因而螺線管中磁通量發(fā)生改變，產(chǎn)生感應(yīng)電流；(4)閉合回路磁通量發(fā)生改變．答案(1)③

(2)②③

(3)①③

(4)閉合回路磁通量發(fā)生改變18/506．(·上海卷)如圖9－1－6所表示，金屬環(huán)A用輕線懸掛，與長直螺線管共軸，并位于其左側(cè)．若變阻器滑片P向左移動(dòng)，則金屬環(huán)A將向________(填“左”或“右”)運(yùn)動(dòng)，并有________(填“收縮”或“擴(kuò)張”)趨勢(shì)．解析本題考查楞次定律了解及應(yīng)用．滑片P向左移動(dòng)時(shí)，電阻減小，電流增大，穿過金屬環(huán)A磁通量增加，依據(jù)楞次定律，金屬環(huán)將向左運(yùn)動(dòng)，并有收縮趨勢(shì)．答案左收縮19/50考點(diǎn)一電磁感應(yīng)現(xiàn)象是否發(fā)生判斷20/50【典例1】如圖9－1－7所表示，一個(gè)U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個(gè)金屬導(dǎo)體棒ab，有一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場(chǎng)斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向夾角為θ.在以下各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流是(

)．A．a(chǎn)b向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)使θ減小B．使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，θ角同時(shí)也減小C．a(chǎn)b向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BD．a(chǎn)b向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角(0°<θ<90°)21/50解析設(shè)此時(shí)回路面積為S，據(jù)題意，磁通量Φ＝BScosθ，對(duì)A，S增大，θ減小，cosθ增大，則Φ增大，A正確．對(duì)B，B減小，θ減小，cosθ增大，Φ可能不變，B錯(cuò)．對(duì)C，S減小，B增大，Φ可能不變，C錯(cuò)．對(duì)D，S增大，B增大，θ增大，cosθ減小，Φ可能不變，D錯(cuò)．故只有A正確．答案A22/50【變式1】

如圖9－1－8所表示，光滑導(dǎo)電圓環(huán)軌道豎直固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與軌道所在平面垂直，導(dǎo)體棒ab兩端可一直不離開軌道無摩擦地滑動(dòng)，當(dāng)ab由圖示位置釋放，直到滑到右側(cè)虛線位置過程中，關(guān)于ab棒中感應(yīng)電流情況，正確是(

)．A．先有從a到b電流，后有從b到a電流B．先有從b到a電流，后有從a到b電流C．一直有從b到a電流D．一直沒有電流產(chǎn)生23/50解析ab與被其分割開每個(gè)圓環(huán)組成回路，在ab棒運(yùn)動(dòng)過程中，磁通量都保持不變，無感應(yīng)電流產(chǎn)生．答案D24/50考點(diǎn)二楞次定律了解及應(yīng)用楞次定律中“妨礙”含義25/50【典例2】

下列圖是驗(yàn)證楞次定律試驗(yàn)示意圖，豎直放置線圈固定不動(dòng)，將磁鐵從線圈上方插入或拔出，線圈和電流表組成閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．各圖中分別標(biāo)出了磁鐵極性、磁鐵相對(duì)線圈運(yùn)動(dòng)方向以及線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流方向等情況，其中表示正確是(

)．A．①②

B．③④

C．①③

D．②④26/50解析依據(jù)楞次定律可確定感應(yīng)電流方向：對(duì)C選項(xiàng)，當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)：(1)閉合線圈原磁場(chǎng)方向——向上；(2)穿過閉合線圈磁通量改變——增加；(3)感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)方向——向下；(4)利用安培定則判斷感應(yīng)電流方向——與圖中箭頭方向相同．線圈上端為S極，磁鐵與線圈相互排斥．綜合以上分析知，選項(xiàng)③④正確．答案B27/50方法二右手定則(適合用于部分導(dǎo)體切割磁感線)28/50【變式2】北半球地磁場(chǎng)豎直分量向下．如圖9－1－9所表示，在北京某中學(xué)試驗(yàn)室水平桌面上，放置邊長為L正方形閉合導(dǎo)體線圈abcd，線圈ab邊緣南北方向，ad邊緣東西方向．以下說法中正確是(

)．A．若使線圈向東平動(dòng)，則a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)高B．若使線圈向北平動(dòng)，則a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)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→b→c→d→aD．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→d→c→b→a29/50解析本題考查地磁場(chǎng)分布特點(diǎn)，用右手定則判斷產(chǎn)生感應(yīng)電流方向．線圈向東平動(dòng)時(shí)，ba和cd兩邊切割磁感線，且兩邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等，a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)低，A錯(cuò)誤；同理，線圈向北平動(dòng)，則a、b電勢(shì)相等，高于c、d兩點(diǎn)電勢(shì)，B錯(cuò)誤；以ab為軸將線圈翻轉(zhuǎn)，向下原磁場(chǎng)磁通量減小了，感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向應(yīng)該向下，再由右手螺旋定則知，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a，則C正確．答案C30/50考點(diǎn)三“三定則一規(guī)律”應(yīng)用區(qū)分抓住因果關(guān)系，據(jù)因索果(1)因電而生磁(I→B)→安培定則；(2)因動(dòng)而生電(v、B→I感)→右手定則；(3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則．(4)因變而生電(φ變→I感)―→楞次定律31/50【典例3】

如圖9－1－10所表示，水平放置兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)金屬棒PQ、MN，MN左邊有一閉合電路，當(dāng)PQ在外力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN向右運(yùn)動(dòng)．則PQ所做運(yùn)動(dòng)可能是(

)．①向右加速運(yùn)動(dòng)②向左加速運(yùn)動(dòng)③向右減速運(yùn)動(dòng)④向左減速運(yùn)動(dòng)A．①②

B．③④

C．①④

D．②③32/50答案D33/50【變式3】

如圖9－1－11所表示，金屬導(dǎo)軌上導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌做以下哪種運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引(

)．①向右做勻速運(yùn)動(dòng)②向左做減速運(yùn)動(dòng)③向右做減速運(yùn)動(dòng)④向右做加速運(yùn)動(dòng)A．①②

B．③④

C．②③

D．①④34/50解析當(dāng)導(dǎo)體棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生恒定電流，線圈中磁通量恒定不變，無感應(yīng)電流出現(xiàn)，①錯(cuò)；當(dāng)導(dǎo)體棒向左減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則可判定回路中出現(xiàn)從b→a感應(yīng)電流且減小，由安培定則知螺線管中感應(yīng)電流磁場(chǎng)向左在減弱，由楞次定律知c中出現(xiàn)順時(shí)針感應(yīng)電流(從右向左看)且被螺線管吸引，②對(duì)；同理可判定③對(duì)、④錯(cuò)．答案C35/506.逆反思維法——判定感應(yīng)電流引發(fā)運(yùn)動(dòng)效果逆反思維法是指從事物正向發(fā)展目標(biāo)、規(guī)律相反方向出發(fā)．利用對(duì)立、顛倒思維方式去思索問題一個(gè)方法．而電磁感應(yīng)現(xiàn)象中因果相正確關(guān)系恰好反應(yīng)了自然界這種對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律．對(duì)楞次定律中“妨礙”含義能夠推廣為感應(yīng)電流效果總是妨礙產(chǎn)生感應(yīng)電流原因：①妨礙原磁通量改變——“增反減同”；②妨礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來拒去留”；③使線圈面積有擴(kuò)大或縮小趨勢(shì)——“增縮減擴(kuò)”；④妨礙原電流改變(自感現(xiàn)象)——“增反減同”．36/50【典例】

如圖9－1－12所表示，光滑固定導(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(gè)閉合回路，當(dāng)一條形磁鐵從高處下落靠近回路時(shí)(

)．A.P、Q將相互靠攏B.P、Q將相互遠(yuǎn)離C.磁鐵加速度仍為gD.磁鐵加速度大于g解析解法一依據(jù)楞次定律另一表述：感應(yīng)電流效果總是要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流原因．本題中“原因”是回路中磁通量增加，歸根結(jié)底是磁鐵靠近回路，“效果”便是妨礙磁通量增加和磁鐵靠近．所以，P、Q將相互靠近且磁鐵加速度小于g，應(yīng)選A.

37/50解法二設(shè)磁鐵下端為N極，如右圖所表示，依據(jù)楞次定律可判斷出P、Q中感應(yīng)電流方向，依據(jù)左手定則可判斷P、Q所受安培力方向，可見，P、Q將相互靠攏．因?yàn)榛芈匪馨才嗔f(xié)力向下，由牛頓第三定律知，磁鐵將受到向上反作用力，從而加速度小于g.當(dāng)磁鐵下端為S極時(shí)，依據(jù)類似分析可得到相同結(jié)論．所以，本題應(yīng)選A.

答案A38/501．(·海南高考)一長直鐵芯上繞有一固定線圈M，鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接，木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N，N可在木質(zhì)圓柱上無摩擦移動(dòng)．M連接在如圖9－1－13所表示電路中，其中R為滑動(dòng)變阻器，E1和E2為直流電源，S為單刀雙擲開關(guān)．以下情況中，可觀察到N向左運(yùn)動(dòng)是(

)．39/50A．在S斷開情況下，S向a閉合瞬間B．在S斷開情況下，S向b閉合瞬間C．在S已向a閉合情況下，將R滑動(dòng)頭向c端移動(dòng)時(shí)D．在S已向a閉合情況下，將R滑動(dòng)頭向d端移動(dòng)時(shí)解析在S斷開情況下，S向a(b)閉合瞬間M中電流瞬時(shí)增加，左端為磁極N(S)極，穿過N磁通量增加，依據(jù)楞次定律可知N向右運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤；在S已向a閉合情況下，將R滑動(dòng)頭向c端移動(dòng)時(shí)，電路中電流減小，M產(chǎn)生磁場(chǎng)減弱，穿過N磁通量減小，依據(jù)楞次定律可知N向左運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤、C正確．答案C40/502．(·重慶理綜)如圖9－1－14所表示為一個(gè)早期發(fā)電機(jī)原理示意圖，該發(fā)電機(jī)由固定圓形線圈和一對(duì)用鐵芯連接圓柱形磁鐵組成，兩磁極相對(duì)于線圈平面對(duì)稱．在磁極繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，磁極中心在線圈平面上投影沿圓弧XO運(yùn)動(dòng)(O是線圈中心)，則(

)．41/50答案D42/503．(·海南高考)金屬環(huán)水平固定放置，現(xiàn)將一豎直條形磁鐵，在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開始釋放，在條形磁鐵穿過圓環(huán)過程中，條形磁鐵與圓環(huán)(

)．A．一直相互吸引B．一直相互排斥C．先相互吸引，后相互排斥

D．先相互排斥，后相互吸引

43/50解析磁鐵靠近圓環(huán)過程中，穿過圓環(huán)磁通量增加，依據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流磁場(chǎng)妨礙穿過圓環(huán)原磁通量增加，與原磁場(chǎng)方向相反，如圖甲所表示，二者之間是斥力；當(dāng)磁鐵穿過圓環(huán)下降離開圓環(huán)時(shí)，穿過圓環(huán)磁通量降低，依據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流磁場(chǎng)妨礙穿過圓環(huán)磁通量降低，二者方向相同，如圖乙所表示，磁鐵與圓環(huán)之間是引力．所以選項(xiàng)D正確．44/50也可直接依據(jù)楞次定律中“妨礙”含義推廣結(jié)論：來則拒之，去則留之分析．磁鐵在圓環(huán)上方下落過程是靠近圓環(huán)．依據(jù)來則拒之，二者之間是斥力；當(dāng)磁鐵穿過圓環(huán)后繼續(xù)下落過程是遠(yuǎn)離圓環(huán)．依據(jù)去則留之，二者之間是引力．所以選項(xiàng)D正確．答案D45/504．(·課標(biāo)全國理綜，21)如圖9－1－15所表示，兩個(gè)端面半徑同為R圓柱形鐵芯同軸水平放置，相正確端面之間有一縫隙，鐵芯上繞導(dǎo)線并與電源連接，在縫隙中形成一勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一銅質(zhì)細(xì)直棒ab水平置于縫隙中，且與圓柱軸線等高、垂直．讓銅棒從靜止開始自由下落，銅棒下落距離為0.2R時(shí)銅棒中電動(dòng)勢(shì)大小為E1，下落距離為0.8R時(shí)電動(dòng)勢(shì)大小為E2.忽略渦流損耗和邊緣效應(yīng)．關(guān)于E1、E2大小和銅棒離開磁場(chǎng)前兩端極性，以下判斷正確是(

)．A．E1