高中物理復(fù)習(xí)12-1第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律課件

第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律課

程

標(biāo)

準(zhǔn)素

養(yǎng)

目

標(biāo)探究影響感應(yīng)電流方向的因素，理解楞次定律．物理觀念：知道磁通量的概念和楞次定律的內(nèi)容．科學(xué)思維：利用楞次定律結(jié)合安培定則判斷感應(yīng)電流方向，從能量轉(zhuǎn)化和守恒理解阻礙含義．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：能夠綜合應(yīng)用安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律解決實(shí)際問(wèn)題．考點(diǎn)一考點(diǎn)一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和判斷【必備知識(shí)·自主落實(shí)】1．磁通量(1)定義：設(shè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)與磁場(chǎng)方向________的平面，面積為S(如圖所示)，我們把B與S的乘積叫作穿過(guò)這個(gè)面積的磁通量，簡(jiǎn)稱(chēng)磁通，用字母Φ表示．

是標(biāo)量，有正負(fù)(2)物理意義：可表示穿過(guò)某一面積的磁感線凈條數(shù)(磁通量的代數(shù)和)．(3)表達(dá)式：Φ＝BS．

適于勻強(qiáng)磁場(chǎng)(4)單位：韋伯(weber)，簡(jiǎn)稱(chēng)________，符號(hào)Wb.________＝1T·m2.垂直韋1Wb2．電磁感應(yīng)現(xiàn)象(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的________發(fā)生變化時(shí)，閉合導(dǎo)體回路中有________產(chǎn)生的現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件①________導(dǎo)體回路；②________發(fā)生變化．磁通量感應(yīng)電流閉合磁通量

答案：B

2．法拉第“磁生電”這一偉大的發(fā)現(xiàn)，引領(lǐng)人類(lèi)進(jìn)入了電氣時(shí)代．關(guān)于下列實(shí)驗(yàn)說(shuō)法正確的是(

)A.甲圖中條形磁體插入螺線管中靜止不動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針?lè)€(wěn)定且不為零B.乙圖中無(wú)論滑動(dòng)變阻器滑片向下移動(dòng)還是向上移動(dòng)的過(guò)程中，金屬圓環(huán)中都有感應(yīng)電流C.丙圖中閉合開(kāi)關(guān)時(shí)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)D.丁圖中導(dǎo)體棒AB在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流答案：B解析：題圖甲中條形磁體插入螺線管中靜止不動(dòng)時(shí)，螺線管內(nèi)磁通量保持不變，則無(wú)感應(yīng)電流，A錯(cuò)誤；題圖乙中無(wú)論滑動(dòng)變阻器滑片怎么移動(dòng)，線圈b內(nèi)的電流都會(huì)變化，則線圈b產(chǎn)生的磁場(chǎng)都會(huì)變化，導(dǎo)致線圈a中的磁通量變化，線圈a中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，B正確；題圖丙中閉合開(kāi)關(guān)和斷開(kāi)開(kāi)關(guān)都會(huì)使螺線管B的磁通量發(fā)生變化，螺線管B中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計(jì)指針都會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，C錯(cuò)誤；當(dāng)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)平行時(shí)，導(dǎo)體棒不切割磁感線，則無(wú)感應(yīng)電流，D錯(cuò)誤．3．如圖所示，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，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)斜向上穿過(guò)軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ.在下列各過(guò)程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(

)A.ab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.ab向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BD.ab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°)答案：A解析：設(shè)此時(shí)回路面積為S，據(jù)題意，磁通量Φ＝BScosθ，S增大，θ減小，cosθ增大，則Φ增大，A正確；設(shè)此時(shí)回路面積為S，據(jù)題意，磁通量Φ＝BScosθ，B減小，θ減小，cosθ增大，Φ可能不變，B錯(cuò)誤；設(shè)此時(shí)回路面積為S，據(jù)題意，磁通量Φ＝BScosθ，S減小，B增大，Φ可能不變，C錯(cuò)誤；設(shè)此時(shí)回路面積為S，據(jù)題意，磁通量Φ＝BScosθ，

S增大，B增大，θ增大，cosθ減小，Φ可能不變，D錯(cuò)誤．故選A.

考點(diǎn)二考點(diǎn)二判斷感應(yīng)電流方向的兩種方法【必備知識(shí)·自主落實(shí)】1．楞次定律

本質(zhì)是能量守恒(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流的________總要阻礙引起感應(yīng)電流的________的變化．不是阻止(2)適用范圍：一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象．磁場(chǎng)磁通量2．右手定則(1)內(nèi)容：如圖所示，伸開(kāi)右手，使拇指與其余四個(gè)手指________，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓________從掌心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)四指所指的方向就是____________的方向．(2)適用情況：判斷導(dǎo)線____________產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向．垂直磁感線感應(yīng)電流切割磁感線【關(guān)鍵能力·思維進(jìn)階】4．如圖所示，兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1和B2大小相等、方向相反．金屬圓環(huán)的直徑與兩磁場(chǎng)的邊界重合．下列變化會(huì)在環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较蚋袘?yīng)電流的是(

)A.同時(shí)增大B1減小B2B．同時(shí)減小B1增大B2C．同時(shí)以相同的變化率增大B1和B2D．同時(shí)以相同的變化率減小B1和B2答案：B解析：若同時(shí)增大B1減小B2，則穿過(guò)環(huán)向里的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向外，由安培定則，環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是逆時(shí)針?lè)较?，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；同理可推出，選項(xiàng)B正確，C、D錯(cuò)誤．5.[2023·海南卷]汽車(chē)測(cè)速利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，汽車(chē)可簡(jiǎn)化為一個(gè)矩形線圈abcd，埋在地下的線圈分別為1、2，通上順時(shí)針(俯視)方向電流，當(dāng)汽車(chē)經(jīng)過(guò)線圈時(shí)(

)A．線圈1、2產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向上B．汽車(chē)進(jìn)入線圈1過(guò)程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdC．汽車(chē)離開(kāi)線圈1過(guò)程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdD．汽車(chē)進(jìn)入線圈2過(guò)程受到的安培力方向與速度方向相同答案：C解析：由右手螺旋定則可知，線圈1、2形成的磁場(chǎng)方向都是豎直向下的，A錯(cuò)；汽車(chē)進(jìn)入線圈1時(shí)，線圈abcd中向下的磁通量增大，由楞次定律可判斷，線圈abcd中的感應(yīng)電流方向與線圈1反向，是逆時(shí)針，即感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcb，同理，汽車(chē)離開(kāi)線圈1時(shí)，線圈abcd中向下的磁通量減小，線圈abcd中的感應(yīng)電流方向是順時(shí)針，即感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcd，故B錯(cuò)，C對(duì)；安培力為阻力，與速度方向相反，D錯(cuò)．6.ab為一金屬桿，它處在如圖所示的垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，可繞a點(diǎn)在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；S為以a為圓心位于紙面內(nèi)的金屬圓環(huán)；在桿轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，桿的b端與金屬環(huán)保持良好接觸；A為電流表，其一端與金屬環(huán)相連，另一端與a點(diǎn)良好接觸．當(dāng)桿沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，某時(shí)刻ab桿的位置如圖，則此時(shí)刻(

)A．有電流通過(guò)電流表，方向c→d；作用于ab的安培力向右B．有電流通過(guò)電流表，方向c→d；作用于ab的安培力向左C.有電流通過(guò)電流表，方向d→c；作用于ab的安培力向左D．無(wú)電流通過(guò)電流表，作用于ab的安培力為零答案：C解析：當(dāng)桿沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)右手定則，判斷出ab桿中感應(yīng)電流方向b→a，有電流通過(guò)電流表，方向d→c，根據(jù)左手定則，作用于ab的安培力向左，C正確，A、B、D錯(cuò)誤．思維提升用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的“四步法”考點(diǎn)三考點(diǎn)三

楞次定律的推廣及

“三定則”“一定律”的綜合應(yīng)用【關(guān)鍵能力·思維進(jìn)階】1．楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因，列表說(shuō)明如下：內(nèi)容例證增反減同磁體靠近線圈，B感與B原方向相反

當(dāng)I1增大時(shí)，環(huán)B中的感應(yīng)電流方向與I1相反；當(dāng)I1減小時(shí)，環(huán)B中的感應(yīng)電流方向與I1相同

來(lái)拒去留磁體靠近，是斥力磁體遠(yuǎn)離，是引力阻礙磁體與圓環(huán)相對(duì)運(yùn)動(dòng)增縮減擴(kuò)(適用于單向磁場(chǎng))P、Q是光滑固定導(dǎo)軌，a、b是可動(dòng)金屬棒，磁體下移(上移)，a、b靠近(遠(yuǎn)離)，使回路面積有縮小(擴(kuò)大)的趨勢(shì)

增離減靠當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，左環(huán)向左擺動(dòng)、右環(huán)向右擺動(dòng)，圓環(huán)通過(guò)遠(yuǎn)離或靠近通電線圈來(lái)阻礙磁通量的變化

2.“三個(gè)定則”“一個(gè)定律”的比較名稱(chēng)用途選用原則安培定則判斷電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)(方向)分布因電生磁左手定則判斷通電導(dǎo)線、運(yùn)動(dòng)電荷所受磁場(chǎng)力的方向因電受力右手定則判斷導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向或電源正負(fù)極因動(dòng)生電楞次定律判斷因回路磁通量改變而產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向因磁通量變化生電考向1楞次定律推論的應(yīng)用例1[2023·北京卷](增反減同)如圖所示，光滑水平面上的正方形導(dǎo)線框，以某一初速度進(jìn)入豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)并最終完全穿出．線框的邊長(zhǎng)小于磁場(chǎng)寬度．下列說(shuō)法正確的是(

)A．線框進(jìn)磁場(chǎng)的過(guò)程中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较駼．線框出磁場(chǎng)的過(guò)程中做勻減速直線運(yùn)動(dòng)C．線框在進(jìn)和出的兩過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱相等D．線框在進(jìn)和出的兩過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量相等答案：D

例2(來(lái)拒去留)某同學(xué)學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)相關(guān)知識(shí)之后，做了探究性實(shí)驗(yàn)：將閉合線圈按圖示方式放在電子秤上，線圈上方有一N極朝下、豎直放置的條形磁鐵，手握磁鐵在線圈的正上方靜止，此時(shí)電子秤的示數(shù)為m0.將磁鐵N極(

)A．加速插向線圈的過(guò)程中，電子秤的示數(shù)小于m0B．加速抽出線圈的過(guò)程中，電子秤的示數(shù)大于m0C．加速插入線圈瞬間，線圈中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较?俯視)D．勻速插入線圈的過(guò)程中，磁鐵減少的重力勢(shì)能等于線圈中產(chǎn)生的焦耳熱答案：C解析：將條形磁鐵插入線圈或從線圈中抽出的過(guò)程，穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生了變化，線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，線圈與條形磁鐵會(huì)發(fā)生相互作用，根據(jù)楞次定律的推論“來(lái)拒去留”可知，在將磁鐵插入線圈(無(wú)論是勻速、加速還是減速)的過(guò)程中，線圈與磁鐵相互排斥，導(dǎo)致電子秤的示數(shù)大于m0，在抽出磁鐵(無(wú)論是勻速、加速還是減速)的過(guò)程中，線圈與磁鐵相互吸引，導(dǎo)致電子秤的示數(shù)小于m0，故A、B錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律可判斷，將一條形磁鐵的N極加速插入線圈時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?俯視)，故C正確；磁鐵N極勻速插入線圈的過(guò)程中，磁鐵受到重力、拉力、斥力作用，重力和拉力的合力所做的功等于線圈中產(chǎn)生的焦耳熱，故D錯(cuò)誤．故選C.例3[2024·海南統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)](增縮減擴(kuò))如圖，固定的彈性金屬圓環(huán)與螺線管共軸，在閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間，有關(guān)環(huán)中的感應(yīng)電流I的方向(從環(huán)的右側(cè)往左側(cè)看)和環(huán)形變的說(shuō)法正確的是(

)A.順時(shí)針?lè)较?，擴(kuò)張

B．順時(shí)針?lè)较?，收縮C．逆時(shí)針?lè)较颍瑪U(kuò)張

D．逆時(shí)針?lè)较?，收縮答案：C解析：在閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間，螺線管磁場(chǎng)方向向左，根據(jù)楞次定律，金屬圓環(huán)感應(yīng)磁場(chǎng)方向向右，從環(huán)的右側(cè)往左側(cè)看，感應(yīng)電流I的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，環(huán)向外擴(kuò)張．故選C.考向2

“三定則”“一定律”的綜合應(yīng)用例4如圖所示，置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的金屬圓盤(pán)(可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng))中央和邊緣各引出一根導(dǎo)線，與套在鐵芯上部的線圈A相連，套在鐵芯下部的線圈B引出兩根導(dǎo)線接在兩根水平光滑導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌上有一根金屬棒ab靜止處在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列說(shuō)法正確的是(

)A．圓盤(pán)順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，ab棒將向右運(yùn)動(dòng)B．圓盤(pán)逆時(shí)針減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，ab棒將向右運(yùn)動(dòng)C．圓盤(pán)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，ab棒將向右運(yùn)動(dòng)D．圓盤(pán)逆時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，ab棒將向右運(yùn)動(dòng)答案：D解析：由右手定則可知，圓盤(pán)順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流從圓心流向邊緣，線圈A中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下且磁場(chǎng)增強(qiáng)．由楞次定律可知，線圈B中的感應(yīng)磁場(chǎng)方向向上，由右手螺旋定則可知，ab棒中感應(yīng)電流方向由a→b，由左手定則可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒將向左運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若圓盤(pán)逆時(shí)針減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流從邊緣流向圓心，線圈A中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上且磁場(chǎng)減?。衫愦味煽芍€圈B中的感應(yīng)磁場(chǎng)方向向上，由右手螺旋定則可知，ab棒中感應(yīng)電流方向由a→b，由左手定則可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒將向左運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)圓盤(pán)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈A中產(chǎn)生恒定的電流，那么線圈B的磁通量不變，則ab棒沒(méi)有感應(yīng)電流，則將不會(huì)運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由右手定則可知，圓盤(pán)逆時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流從邊緣流向中心，線圈A中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上且磁場(chǎng)增強(qiáng)，由楞次定律可知，線圈B中的感應(yīng)磁場(chǎng)方向向下，由右手螺旋定則可知，ab棒中感應(yīng)電流方向由b→a，由左手定則可知，ab棒受的安培力方向向右，ab棒將向右運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確．故選D.核心素養(yǎng)提升

應(yīng)用右手定則和楞次定律解決實(shí)際問(wèn)題情境1電磁剎車(chē)裝置——科學(xué)思維典例1[2024·廣東選擇考模擬]如圖為電磁剎車(chē)實(shí)驗(yàn)裝置，小車(chē)底面安裝有矩形導(dǎo)線框abcd，線框底面平行于地面，在小車(chē)行進(jìn)方向有與abcd等寬、等長(zhǎng)的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直地面向上．小車(chē)進(jìn)入磁場(chǎng)前撤去牽引力，小車(chē)穿過(guò)磁場(chǎng)后滑行一段距離停止．則小車(chē)(

)A．進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcbaB.離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcdaC．穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，中間有一段時(shí)間矩形導(dǎo)線框中沒(méi)有感應(yīng)電流D．穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，矩形導(dǎo)線框受到的安培力方向始終水平向左答案：D解析：根據(jù)楞次定律可知，小車(chē)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda，離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；因線框與磁場(chǎng)等寬、等長(zhǎng)，則穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，矩形導(dǎo)線框中始終有感應(yīng)電流，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)左手定則可知，穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，矩形導(dǎo)線框受到的安培力方向始終水平向左，選項(xiàng)D正確．情境2無(wú)線電門(mén)鈴——科學(xué)推理典例2圖甲為某無(wú)線門(mén)鈴按鈕，其原理如圖乙所示，按下