高考物理一轮总复习第十章第1讲电磁感应现象楞次定律讲义含解析新人教版.docx

电磁感应现象 楞次定律全国卷3年考情分析考点内容考纲要求三年考题201620172018电磁感应现象卷T24，电磁感应的综合应用卷T20，转动切割和电路综合卷T24，电磁感应的综合应用卷T25，电磁感应的综合应用卷T18，电磁感应现象与阻尼卷T20，法拉第电磁感应定律、Et图象卷T15，楞次定律、安培定则卷T17，法拉第电磁感应定律的应用卷T19，楞次定律的应用卷T20，电磁感应的图象问题卷T20，电磁感应的图象问题磁通量法拉第电磁感应定律楞次定律自感、涡流第1讲电磁感应现象楞次定律基础知识填一填知识点1电磁感应现象1磁通量(1)定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S和B的乘积(2)公式：BS.(3)单位：1 Wb1_Tm2.(4)标矢性：磁通量是标量，但有正、负(5)物理意义：磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数2电磁感应(1)电磁感应现象：当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有电流产生，这种现象称为电磁感应现象(2)产生感应电流的条件电路闭合；磁通量变化.(3)电磁感应现象的实质：电路中产生感应电动势，如果电路闭合则有感应电流产生(4)能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能.判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)磁通量虽然是标量，但有正、负之分()(2)当导体切割磁感线运动时，导体中一定产生感应电流()(3)穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关()(4)电路中磁通量发生变化时，就一定会产生感应电流()知识点2感应电流方向的判断1楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化(2)适用情况：所有的电磁感应现象2右手定则(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导体运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向(2)适用情况：导体切割磁感线产生感应电流判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)感应电流和磁场总是与原磁场方向相反()(2)楞次定律和右手定则都可以判断感应电流的方向，二者没什么区别()教材挖掘做一做1(人教版选修32 P7第1题改编)如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是()A如图甲所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B如图乙所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C如图丙所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动答案：C2(人教版选修32 P6图4.23改编)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接下列说法中正确的是()A开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度D开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转解析：A只要闭合回路磁通量发生变化就会产生感应电流，故A正确，B错误；开关闭合后，只要滑片P滑动就会产生感应电流，故C、D错误3(人教版选修32 P14第6题改编)(多选)如图所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象及现象分析正确的是()A磁铁插向左环，横杆发生转动B磁铁插向右环，横杆发生转动C磁铁插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流D磁铁插向右环，右环中产生感应电动势和感应电流答案：BD4(人教版选修32 P14第7题改编)(多选)1831年，法拉第发明的圆盘发电机(图甲)是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上第一台发电机图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触，使铜盘转动，电阻R中就有电流通过若所加磁场为匀强磁场，方向水平向右，回路的总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，下列说法正确的是()A铜盘转动过程中，穿过铜盘的磁通量不变B电阻R中有正弦式交变电流流进C若不给铜盘施加任何外力，铜盘最终会停下来D通过R的电流方向是从a流向b解析：ACD铜盘切割磁感线产生感应电动势，铜盘相当于电源，从而在电路中形成方向不变的电流，内部电流方向是从负极(C点)到正极(D点)由于铜盘在运动中受到安培力的阻碍作用，故最终会停下来考点一对电磁感应现象的理解和判断考点解读1判断产生感应电流的两种方法(1)闭合电路的一部分导体切割磁感线，产生“动生电流”(2)“感生电流”，即导体回路必须闭合，穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，二者缺一不可2常见的产生感应电流的三种情况典例赏析典例1如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是( )Aab向右运动，同时使减小B使磁感应强度B减小，角同时也减小Cab向左运动，同时增大磁感应强度BDab向右运动，同时增大磁感应强度B和角(0vab，则abdc回路有电流，电流方向为acdba解析：D由右手定则可判断出A项做法使回路产生顺时针方向的电流，故A项错误；若ab、cd同向运动且速度大小相同，ab、cd所围面积不变，磁通量不变，故不产生感应电流，故B项错误；若ab向左，cd向右，则abdc回路中有顺时针方向的电流，故C项错误；若ab、cd都向右运动，且两杆速度vcdvab，则ab、cd所围面积发生变化，磁通量也发生变化，由楞次定律可判断出，abdc回路中产生顺时针方向的电流，故D项正确考点三楞次定律推论的应用考点解读楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因，列表说明如下：内容例证阻碍原磁通量变化“增反减同”阻碍相对运动“来拒去留”使回路面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”阻碍原电流的变化“增反减同”典例赏析典例3(2019广东广州名校联考)如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是( )A线圈a中将产生沿顺时针方向(俯视)的感应电流B穿过线圈a的磁通量减小C线圈a有扩张的趋势D线圈a对水平桌面的压力FN将增大思路点拨根据楞次定律可知，感应磁场对原磁场变化的阻碍作用有多种方式：面积的变化、相对运动、感应电流等解析D当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，螺线管中的电流将增大，使穿过线圈a的磁通量变大，选项B错误；由楞次定律可知，线圈a中将产生沿逆时针方向(俯视)的感应电流，并且线圈a有缩小和远离螺线管的趋势，线圈a对水平桌面的压力FN将增大，故选项D正确，A、C错误题组巩固1(2017全国卷)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是()解析：A由于要求有效衰减紫铜薄板的上下及左右的微小振动，则在紫铜薄板发生微小的上下或左右振动时，通过紫铜薄板横截面的磁通量应均能发生变化， 由图可以看出，只有A图方案中才能使两方向上的微小振动得到有效衰减2(2018全国卷)(多选)如图所示，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态下列说法正确的是()A开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动解析：AD开关闭合的瞬间，穿过左侧线圈的磁通量水平向右增加，根据楞次定律可知通过直导线的电流由南向北，由左手定则可知小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，故A对；开关闭合并保持一段时间后，穿过左侧线圈的磁通量不变，线圈中无感应电流，小磁针不偏转，B、C错误；开关断开的瞬间，穿过左侧线圈的磁通量水平向右减小，由楞次定律可知通过直导线的电流由北向南，由左手定则可知小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，故D正确思想方法(二十)三定则、一定律的综合应用方法阐述2.相互联系(1)应用楞次定律时，一般要用到安培定则(2)研究感应电流受到的安培力，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力的方向，有时也可以直接应用楞次定律的推论确定.典例赏析典例(多选)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动则PQ所做的运动可能是()A向右加速运动B向左加速运动C向右减速运动 D向左减速运动解析BCMN向右运动，说明MN受到向右的安培力，因为ab在MN处的磁场垂直纸面向里MN中的感应电流由MNL1中感应电流的磁场方向向上；若L2中磁场方向向上减弱PQ中电流为QP且减小向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强PQ中电流为PQ且增大向左加速运动题组巩固1(多选)如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引()A向右做匀速运动 B向左做减速运动C向右做减速运动 D向右做加速运动解析：BC当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流，线圈中的磁通量恒定不变，无感应电流出现，A错；当导体棒向左减速运动时，由右手定则可判定回路中出现从ba的感应电流且减小，由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱，由楞次定律知c中出现顺时针感应电流(从右向左看)且被螺线管吸引，B对；同理可判定C对，D错2置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，如图所示导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场