2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十章電磁感應(yīng)1電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律學(xué)案

PAGE4-電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律必備學(xué)問一、磁通量1.定義:設(shè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,有一個(gè)與磁場方向垂直的平面,面積為S,我們把B與S的乘積叫作穿過這個(gè)面積的磁通量,簡稱磁通。用字母Φ表示磁通量,則Φ=BS。2.單位:1Wb=1T·m2。3.物理意義:相當(dāng)于穿過某一面積的磁感線的條數(shù)。4.標(biāo)矢性:磁通量是標(biāo)量,但有正負(fù)。圖中abcd,abb′a′,a′b′cd的面積分別為S1、S2、S3,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,且與平面a′b′cd垂直。則通過矩形abcd的磁通量為BS1cosθ或BS3,通過矩形a′b′cd的磁通量為BS3,通過矩形abb′a′的磁通量為0。二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.定義:當(dāng)閉合電路的磁通量發(fā)生改變時(shí),電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的現(xiàn)象。2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:(1)電路閉合。(2)磁通量改變。3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì):電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,假如電路閉合則有感應(yīng)電流產(chǎn)生。4.能量轉(zhuǎn)化:發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí),是機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能。三、感應(yīng)電流方向的推斷1.楞次定律:(1)內(nèi)容:感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的改變。(2)適用狀況:全部電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2.右手定則:(1)內(nèi)容:伸開右手,使拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一平面內(nèi),讓磁感線垂直掌心進(jìn)入,并使大拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向,這時(shí)四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。(2)適用狀況:導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流?；A(chǔ)小題1.推斷下列題目的正誤。(1)磁通量有正負(fù)之分,所以是矢量。 ()(2)部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。 ()(3)穿過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)。 ()(4)電路中的磁通量發(fā)生改變時(shí),肯定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。 ()(5)感應(yīng)電流的磁場總是與原磁場的方向相反。 ()(6)感應(yīng)電流的磁場總是阻擋引起感應(yīng)電流的磁場的磁通量的改變。 ()提示:(1)×。磁通量與功一樣,是有正負(fù)的標(biāo)量,假設(shè)磁感線穿入某面為正,則穿出該面為負(fù)。(2)×。電路不閉合時(shí),不能產(chǎn)生感應(yīng)電流。(3)√。例如,穿過n匝線圈的磁感線的條數(shù)和穿過1個(gè)線圈的磁感線的條數(shù)是相同的,那么磁通量也相同。(4)×。電路不閉合時(shí),只產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流。(5)×。當(dāng)磁通量削減時(shí),感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同。(6)×。感應(yīng)電流的磁場總是阻礙磁通量的改變,而不能阻擋磁通量的改變。2.如圖所示,在垂直于紙面的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場中,有一個(gè)矩形線圈abcd,線圈平面與磁場垂直,O1O2、O3O4都是線圈的對稱軸,若使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,下列方法正確的是 ()A.矩形線圈繞O3O4軸轉(zhuǎn)動(dòng)B.矩形線圈沿紙面對上平動(dòng)C.矩形線圈沿紙面對左平動(dòng)D.矩形線圈繞a點(diǎn)在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)【解析】選A。線圈繞軸O3O4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過線圈的磁通量將發(fā)生改變,則有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故A正確;由于磁場為勻強(qiáng)磁場,無論線圈在平面內(nèi)如何平動(dòng),其磁通量都不改變,因此都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B、C錯(cuò)誤;矩形線圈繞a點(diǎn)在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),其磁通量不改變,因此不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D錯(cuò)誤。3.(教材改編題)如圖所示,一水平放置的矩形線圈abcd在磁鐵N極旁邊豎直自由下落,保持bc邊在紙外,ad邊在紙內(nèi),由圖中的位置Ⅰ經(jīng)過位置Ⅱ到位置Ⅲ,這三個(gè)位置都靠得很近,在這個(gè)過程中,線圈中感應(yīng)電流的方向是 ()A.沿a→b→c→d的方向流淌B.沿d→c→b→a的方向流淌C.由Ⅰ到Ⅱ是沿a→b→c→d的方向流淌,從Ⅱ到Ⅲ是沿d→c→b→a的方向流淌D.由Ⅰ到Ⅱ是沿d→c→b→a的方向流淌,從Ⅱ到Ⅲ是沿a→b→c→d的方向流淌【解析】選A。磁鐵產(chǎn)生的磁場如圖所示,線圈從位置Ⅰ到位置Ⅱ的過程中,穿過線圈的向上的磁通量減小,則產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場方向向上,由右手定則知電流沿abcd方向;線圈從位置Ⅱ到位置Ⅲ的過程中,線圈內(nèi)穿過的向下的磁通量增加,則感應(yīng)電流的磁場方向向上,由右手定則知感應(yīng)電流方向沿abcd方向,綜上所述,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。4.如圖甲所示,虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場,1和2為垂直磁場方向放置的兩個(gè)圓環(huán),分別用Φ1和Φ2表示穿過兩環(huán)的磁通量;如圖乙所示,兩同心圓環(huán)A和B處在同一平面內(nèi),B的半徑小于A的半徑。一條形磁鐵的軸線與圓環(huán)平面垂直,則穿過兩圓環(huán)的磁通量大小為ΦA(chǔ)與ΦB,則有 ()A.Φ1>Φ2ΦA(chǔ)>ΦB B.Φ1=Φ2ΦA(chǔ)<ΦBC.Φ1<Φ2ΦA(chǔ)=ΦB D.無法比較【解析】選B。對于圖甲,只有圓環(huán)1內(nèi)有磁場,由環(huán)1與環(huán)2構(gòu)成的環(huán)內(nèi)沒有磁場,所以環(huán)1和環(huán)2的磁通量是相等的,即Φ1=Φ2;對于圖乙,依據(jù)磁感線的分布狀況可知,磁鐵內(nèi)部穿過環(huán)面的磁感線方向向上,外部磁感線方向向下。由于磁感線是閉合曲線