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文档简介
,第十章电磁感应,第1讲电磁感应现象楞次定律,大一轮复习讲义,NEIRONGSUOYIN,内容索引,过好双基关,研透命题点,课时作业,回扣基础知识训练基础题目,细研考纲和真题分析突破命题点,限时训练练规范练速度,过好双基关,一、磁通量,1.概念:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向的面积S与B的乘积.2.公式:.3.适用条件:(1)匀强磁场.(2)S为垂直磁场的.4.磁通量是(填“标量”或“矢量”).,垂直,BS,有效面积,标量,5.物理意义:相当于穿过某一面积的的条数.如图1所示,矩形abcd、abba、abcd的面积分别为S1、S2、S3,匀强磁场的磁感应强度B与平面abcd垂直,则:(1)通过矩形abcd的磁通量为或.(2)通过矩形abcd的磁通量为.(3)通过矩形abba的磁通量为.6.磁通量变化:21.,图1,磁感线,BS1cos,BS3,BS3,0,二、电磁感应现象,1.定义:当穿过闭合导体回路的发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.2.条件(1)条件:穿过闭合电路的磁通量.(2)例如:闭合电路的一部分导体在磁场内做的运动.3.实质产生,如果电路闭合,则有感应电流.如果电路不闭合,则只有而无感应电流.,磁通量,发生变化,切割磁感线,感应电动势,感应电动势,自测1(多选)下列说法正确的是A.闭合电路内只要有磁通量,就有感应电流产生B.穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中不一定有感应电流产生C.线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没有感应电流产生D.当导体切割磁感线时,一定产生感应电动势,三、感应电流方向的判定,1.楞次定律(1)内容:感应电流的磁场总要引起感应电流的的变化.(2)适用范围:一切电磁感应现象.2.右手定则,阻碍,(1)内容:如图2,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平面内:让从掌心进入,并使拇指指向的方向,这时四指所指的方向就是的方向.(2)适用情况:导线产生感应电流.,磁通量,图2,磁感线,导线运动,感应电流,切割磁感线,自测2如图3所示的金属圆环放在有界匀强磁场中,将它从磁场中匀速拉出来,下列说法正确的是A.向左拉出和向右拉出,其感应电流方向相反B.不管向什么方向拉出,金属圆环中的感应电流方向总是顺时针C.不管向什么方向拉出,环中的感应电流方向总是逆时针D.在此过程中感应电流大小不变,图3,解析金属圆环不管是向什么方向拉出磁场,金属圆环中的磁通量方向不变,且不断减小,根据楞次定律知,感应电流的方向相同,感应电流的磁场方向和原磁场的方向相同,则由右手螺旋定则知感应电流的方向是顺时针方向,A、C错误,B正确;金属圆环匀速拉出磁场过程中,磁通量的变化率在发生变化,感应电流的大小也在发生变化,D错误.,研透命题点,常见的产生感应电流的三种情况,命题点一电磁感应现象的理解和判断,例1(多选)(2018陕西省黄陵中学考前模拟)如图4甲所示,导体棒ab、cd均可在各自的导轨上无摩擦地滑动,导轨电阻不计,磁场的磁感应强度B1、B2的方向如图所示,大小随时间变化的情况如图乙所示,在0t1时间内,图4,A.若ab不动,则ab、cd中均无感应电流B.若ab不动,则ab中有恒定的感应电流,但cd中无感应电流C.若ab向右匀速运动,则ab中一定有从b到a的感应电流,cd向左运动D.若ab向左匀速运动,则ab中一定有从a到b的感应电流,cd向右运动,解析若ab不动,0t1时间内,B1逐渐增大,由法拉第电磁感应定律可知,ab产生恒定的感应电流,根据楞次定律可知cd中无感应电流,故A错误,B正确;若ab向左匀速运动,0t1时间内,B1垂直于纸面向里且逐渐增大,穿过左侧闭合区域的磁通量增大,运用楞次定律得ab中有从a到b的感应电流,回路中产生逐渐增大的电动势,即从a到b的感应电流增大,根据楞次定律得在导体棒cd中产生d到c的感应电流,根据左手定则得导体棒cd受到向右的安培力,即cd向右运动,故D正确;若ab向右匀速运动,产生从b到a的感应电流,同时B1均匀增大,产生从a到b的感应电流,由于不确定两感应电流的大小关系,故ab中感应电流无法确定,故C错误.,变式1下列各图所描述的物理情境中,没有感应电流的是,解析开关S闭合稳定后,穿过线圈N的磁通量保持不变,线圈N中不产生感应电流,故A符合题意;磁铁向铝环A靠近,穿过铝环的磁通量在增大,铝环中产生感应电流,故B不符合题意;金属框从A向B运动,穿过金属框的磁通量时刻在变化,金属框中产生感应电流,故C不符合题意;铜盘在磁场中按题图所示方向转动,铜盘的一部分切割磁感线,产生感应电流,故D不符合题意.,变式2如图5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A.ab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C.ab向左运动,同时增大磁感应强度BD.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和角(0vab,则ab、cd所围的面积发生变化,磁通量也发生变化,故由楞次定律可判断出产生由c到d到b到a的电流,故D正确.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,7.如图7所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S极朝下.在将磁铁的S极插入线圈的过程中A.通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互排斥B.通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互排斥C.通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互吸引D.通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互吸引,图7,解析将磁铁的S极插入线圈的过程中,由楞次定律知,通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互排斥.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,8.如图8所示,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置释放,环经过磁铁到达位置.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2,重力加速度大小为g,则A.T1mg,T2mgB.T1mg,T2mgC.T1mg,T2mgD.T1mg,T2mg,图8,解析金属圆环从位置到位置过程中,由楞次定律知,金属圆环在磁铁上端时受力向上,在磁铁下端时受力也向上,则金属圆环对磁铁的作用力始终向下,对磁铁受力分析可知T1mg,T2mg,A正确.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,9.(多选)(2019广西毕业班百校大联考)图9所示是研究性学习小组的同学设计的防止电梯坠落的应急安全装置,在电梯轿厢上安装上永久磁铁,电梯的井壁上铺设线圈,能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害.关于该装置,下列说法正确的是A.当电梯突然坠落时,该安全装置可起到阻碍电梯下落的作用B.当电梯突然坠落时,该安全装置可使电梯停在空中C.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时,闭合线圈A、B中电流方向相同D.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时,闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落,图9,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,解析若电梯突然坠落,将线圈闭合时,线圈内的磁通量发生变化,将在线圈中产生感应电流,感应电流会阻碍相对运动,可起到应急避险作用,故A正确;感应电流会阻碍相对运动,但不能阻止运动,故B错误;当电梯坠落至题图所示位置时,闭合线圈A中向上的磁场减弱,感应电流的方向从上向下看是逆时针方向,B中向上的磁场增强,感应电流的方向从上向下看是顺时针方向,可知A与B中感应电流方向相反,故C错误;结合A的分析可知,当电梯坠落至题图所示位置时,闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落,故D正确.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,10.(多选)如图10所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd,用绝缘轻质细杆悬挂在O点,并可绕O点左右摆动.金属线框从图示位置的右侧某一位置由静止释放,在摆动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同一平面,且垂直纸面.则下列说法中正确的是A.线框中感应电流的方向先是dcbad,后是abcdaB.线框中感应电流的方向是dcbadC.穿过线框中的磁通量先变大后变小D.穿过线框中的磁通量先变小后变大,图10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,解析线框从题图所示位置的右侧摆到最低点的过程中,穿过线框的磁通量减小,由楞次定律可判断感应电流的方向为dcbad,从最低点到左侧最高点的过程中,穿过线框的磁通量增大,由楞次定律可判断感应电流的方向为dcbad.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,11.(多选)如图11,两同心圆环A、B置于同一水平面上,其中B为均匀带负电绝缘环,A为导体环.当B绕轴心顺时针转动且转速增大时,下列说法正确的是A.A中产生逆时针方向的感应电流B.A中产生顺时针方向的感应电流C.A具有收缩的趋势D.A具有扩张的趋势,综合提升练,图11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,解析由题图可知,B为均匀带负电绝缘环,B中电流为逆时针方向,由右手螺旋定则可知,电流的磁场垂直纸面向外且逐渐增大;由楞次定律可知,磁场增大时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反,所以感应电流的磁场的方向垂直纸面向里,A中感应电流的方向为顺时针方向,故A错误,B正确;B环外的磁场的方向与B环内的磁场的方向相反,当B环内的磁场增强时,A环具有面积扩张的趋势,故C错误,D正确.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,12.(多选)(2019江西省九江市模拟)如图12甲,螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场,图中箭头所示方向为其正方向.螺线管与导线框abcd相连,导线框内有一小金属圆环L,圆环与导线框在同一平面内.当螺线管内的磁感应强度B随时间按图乙所示规律变化时A.在t1t2时间内,L有收缩趋势B.在t2t3时间内,L有扩张趋势C.在t2t3时间内,L内有逆时针方向的感应电流D.在t3t4时间内,L内有顺时针方向的感应电流,图12,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,解析据题意,在t1t2时间内,外加磁场磁感应强度增加且增加得越来越快,则在导线框中产生沿顺时针方向增加的电流,该电流激发出增加的磁场,该磁场通过圆环,在圆环内产生感应电流,根据结论“增缩减扩”可以判定圆环有收缩趋势,故选项A正确;在t2t3时间内,外加磁场均匀变化,在导线框中产生稳定电流,该电流激发出稳定磁场,该磁场通过圆环时,圆环中没有感应电流,故选项B、C错误;在t3t4时间内,外加磁场向下减小,且减小得越来越慢,在导线框中产生沿顺时针方向减小的电流,该电流激发出向内减小的磁场,故圆环内产生顺时针方向的电流,选项D正确.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,13.如图13所示,通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面,第一次将金属框由平移到,第二次将金属框绕cd边翻转到,设先后两次通过金属框的磁通量变化量大小分别为1和2,则A.12,两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现B.12,两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现C.12,两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现D.12,两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现,图13,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,解析设在位置通过金属框的磁通量为1,在位置通过金属框的磁通量为2,由题可知:1|21|,2|21|,所以金属框的磁通量变化量大小12,由安培定则知两次磁通量均向里减小,所以由楞次定律知两次运动中线框中均出现沿adcba方向的电流,C正确.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,14.(2018河南省焦作市质检)如图14所示,在一有界匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,虚线为有界磁场的左边界,导轨跟圆形线圈M相接,图中线圈N与线圈M共面、彼此绝缘,且两线圈的圆心重合,半径RMRN.在磁场中垂直于导轨放置一根导体棒ab,已知磁场垂直于导轨所在平面向外.欲使线圈N有收缩的趋势,下列说法正确的是A.导体棒可能沿导轨向左做加速运动B.导体棒可能沿导轨向右做加速运动C.导体棒可能沿导轨向左做减速运动D.导体棒可能沿导轨向左做匀速运动,图14,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,解析导体棒ab加速向左运动时,导体棒ab中产生的感应电动势和感应电流增加,由右手定则判断知ab中电流方向由ba,根据安培定则可知M产生的磁场方向垂直纸面向外,穿过N的磁通量增大,线圈面积越大抵消的磁感线越多,所以线圈N要通过增大面积以阻碍磁通量的增大,故A错误;导体棒ab加速向右运动时,导体棒ab中产生的感应电动势和感应电流增加,由右手定则判断知ab电流方向由ab,根据安培定则判断可知M产生的磁场方向垂直纸面向里,穿过N的磁通量增大,同理可知B错误;,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,导体棒ab减速向左运动时,导体棒ab中产生的感应电动势和感应电流减小,由右手定则判断知ab中电流方向由ba,根据安培定则判断可知M产生的磁场方向垂直纸面向外,穿过N的
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