高中物理 第四章 电磁感应 第一讲 电磁感应现象 楞次定律破题致胜复习检测 新人教版选修3-1.doc

第一讲 电磁感应现象 楞次定律自主复习考点一：电磁感应现象1电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生的现象。2.电磁感应现象能否发生的判断流程（1）确定研究的闭合回路（2）明确回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量.（3）3产生感应电流的条件(1)条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动。解题指导：电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合则产生感应电流；如果回路不闭合，则只有感应电动势，而无感应电流。例题1. 如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线圈与导线在同一平面上，在下列状况中线框中不能产生感应电流的是（ ） a导线中电流强度变大 b线框向右平动 c线框向下平动 d线框以ab边为轴转动 【答案】c 例题2. 现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈a、线圈b、电流计及开关如下图连接.在开关闭合、线圈a放在线圈b中的情况下,某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端p向左加速滑动时,电流计指针向右偏转.由此可以推断( ) a.线圈a向上移动或滑动变阻器的滑动端p向右加速滑动,都能引起电流计指针向左偏转b.线圈a中铁芯向上拔出或断开开关,都能引起电流计指针向右偏转c.滑动变阻器的滑动端p匀速向左或匀速向右滑动,都能使电流计指针静止在中央d.因为线圈a、线圈b的绕线方向未知,故无法判断电流计指针偏转的方向 【答案】b 考点二：楞次定律1阻碍的含义;（1）阻碍的主体与对象：感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场（原磁场）磁通量的变化（2）阻碍的方式：当磁通量增大时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，阻碍其增加，反之二者方向则相同，即“增反减同”。（3）阻碍的结果：阻碍不是阻止，只是延缓了磁通量变化的过程，最终结果不受影响。磁通量是增加的最终仍增加，是减少的最终仍减少2.应用步骤顺序：（1）明确研究对象所在处原磁场方向及分布（2）判断通过研究对象的磁通量变化情况（3）由“增反减同”判断感应电流的磁场方向（4）由安培定则判定感应电流的方向3.右手定则（1）内容：伸开右手，大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿入掌心，大拇指指向导体切割磁感线运动的方向，其余四指所指的方向，就是感应电流的方向。（2）适用范围：导体切割磁感线（3）右手定则和楞次定律的关系 楞次定律右手定则研究对象整个闭合导体回路闭合导体回路的一部分适用范围磁通量变化产生感应电流的各种情况一段导体在磁场中做切割磁感线运动关系右手定则是楞次定律的特殊情况 解题指导：当导体切割磁感线但回路中磁通量不变时，回路中没有电流，但切割磁感线的那部分导体仍是要产生电动势的，右手定则所判定的方向就是所产生的电动势的方向（在电源内部由负极指向正极的方向，也是该电源使电流流动的方向） 例题1：矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直.规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度b随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列it图中正确的是( ) a. b. c. d. 【答案】d 例题2. 如图所示，a、b都是很轻的铝环，分别吊在绝缘细杆的两端，杆可绕中间竖直轴在水平面内转动，环a是闭合的，环b是断开的若用磁铁n极分别接近这两个圆环，则下面说法中正确的是（ ） a图中磁铁n极接近a环时，a环被吸引，而后被推开 b图中磁铁n极远离a环时，a环被排斥，而后随磁铁运动 c用磁铁的任意一磁极接近a环时，a环均被排斥 d用磁铁n极接近b环时，b环被推斥，远离磁铁运动 解析：【答案】c 巩固练习一、选择题1关于电磁感应现象，下列说法正确的是a. 线圈放在磁场中就一定能产生感应电流b. 闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动时，一定能产生感应电流c. 感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的磁通量的变化d. 感应电流的磁场总是与原磁场方向相反2如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是( ) a. a b. b c. c d. d3关于产生感应电流的条件，下列说法正确的是（ ）a. 闭合回路中一部分导体做切割磁感线运动可以在回路中产生感应电流b. 穿过闭合回路的磁通量发生变化，可以在回路中产生感应电流c. 整个闭合回路在匀强磁场中垂直于磁场方向做切割磁感线运动，可以产生感应电流d. 只要穿过回路的磁通量发生变化，就会有感应电流产生4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 5下列现象涉及电磁感应的是（ ）a. b. c. d. 6在匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中做下列运动时，线圈中能产生感应电流的是（ ）a. 线圈沿自身所在的平面做匀速运动 b. 线圈沿着磁场方向移动c. 线圈绕任意一条直径做转动 d. 线圈静止在磁场中7如图所示，闭合圆形导体线圈放置在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行，当磁感应强度逐渐增大时，以下说法正确的是( ) a. 线圈中产生顺时针方向的感应电流b. 线圈中产生逆时针方向的感应电流c. 线圈中不会产生感应电流d. 线圈面积有缩小的倾向8如图甲所示为法拉第在研究电磁感应时用过的线圈，其工作原理如图乙所示，则实验中不会使电流表指针发生偏转的是( ) a. 保持开关闭合 b. 开关闭合瞬间c. 开关断开瞬间 d. 移动变阻器滑片9法拉第在1831年发现了“磁生电”现象。如图，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈a和电池连接，线圈b用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针。实验中可能观察到的现象是 a. 开关s接通瞬间，小磁针不会偏转b. 开关s断开瞬间，小磁针会偏转c. 只要a线圈中电流足够强，小磁针就会发生偏转d. 开关s接通后，线圈b匝数较少时小磁针不偏转，匝数足够多时小磁针会偏转10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，螺线管与电源和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 向上滑动，下面的说法中正确的是 ( ) a. 穿过线圈 a 的磁通量变大b. 线圈 a 有扩张的趋势c. 线圈 a 中将产生俯视顺时针方向的感应电流 d. 线圈a对水平桌面的压力fn将增大11如图所示，a为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷q，在a的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环b，使b的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘a的轴线oo重合现使胶木盘a由静止开始绕其轴线oo按箭头所示方向加速转动，则（ ） a. 金属环b的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小b. 金属环b的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大c. 金属环b的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小d. 金属环b的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大12如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是（ ） a. 铁 b. 木 c. 铜 d. 铝13如图所示为地磁场的磁感线分布示意图。一架飞机在赤道上空匀速飞行，机翼保持水平由于遇到强气流作用使飞机竖直下坠，在地磁场的作用下，金属机翼上产生了电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为，右方机翼末端处的电势为，忽略磁偏角的影响，则（ ） a. 若飞机从西往东飞， 比高b. 若飞机从东往西飞， 比高c. 若飞机从南往北飞， 比高d. 若飞机从北往南飞， 比高14如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd.则（ ） a. 若线圈向右平动，其中感应电流方向是abcdb. 若线圈竖直向下平动，无感应电流产生c. 当线圈以ab边为轴转动时，其中感应电流方向是abcdd. 当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是abcd15如图所示，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。以下说法正确的是（ ） a. 金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向b. 金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向c. 金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针 二、填空题16用图所示的实验装置，研究电磁感应现象。当条形磁铁按 图示方向插入闭合线圈的过程中，穿过线圈的磁通量的变化情况是_（“增加”、“不变”或“减小”）。如果条形磁铁在线圈中保持静止不动，灵敏电流表g的示数_（“为零”或 “不为零”）。 17如图，互相平行的两条金属轨道固定在同一水平面上，上面架着两根互相平行的铜棒ab和cd，磁场方向竖直向上如不改变磁感强度方向而仅改变其大小，使ab和cd相向运动，则b应_ 18如图所示，正方形线框abcd的边长为l，向右通过宽为l的匀强磁场，且ll，则在线框进入过程中穿过线框的磁通量变化情况是_，感应电流的磁场对磁通量变化起_作用，线框中感应电流方向是_；在线框移出磁场的过程中穿过线框的磁通量变化情况是_，感应电流的磁场对磁通量变化起_作用，线框中感应电流方向是_ 19如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁感应强度均匀增加时，有一带电粒子静止于水平放置的平行板电容器中间，则此粒子带 _电，若增大磁感应强度的变化率，则带电粒子将 _(填“向上运动”、“向下运动”或“静止”) 。 三、解答题20如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻r，导轨电阻可忽略不计mn为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为r整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为b，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）现对mn施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动则 (1)流过r的电流方向如何?(2)求出r两端电压的大小。21如图所示，匀强磁场b01 t，金属棒ab长04 m，与框架宽度相同，电阻为，框架电阻不计，电阻r12 ，r21 ，当金属棒以5 m/s的速度匀速向左运动时，求： （1）流过金属棒的感应电流多大？（2）若图中电容器c为03 f，则充电荷量是多少？ 参考答案与解析1c【解析】线圈放在磁场中如果穿过线圈的磁通量不变，则线圈中就不能产生感应电流，选项a错误； 闭合线圈的部分导体放在匀强磁场中做切割磁感线运动时，一定能产生感应电流，选项b错误；根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的磁通量的变化，选项c正确；感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化，则与原磁场方向可能相同，也可能相反2b3ab【解析】只要闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动，闭合回路的磁通量发生了变化，电路中就有感应电流，故ab正确；整个闭合回路在匀强磁场中垂直于磁场方向做切割磁感线运动，如果磁通量没变化，也不会产生感应电流，故c错误；必须穿过闭合回路的磁通量发生变化，才会有感应电流产生，故d错误4a【解析】a、开关闭合后，线圈a插入或拔出、移动滑动变阻器滑片都可以使穿过线圈b的磁通量都会发生变化，都会使b产生感应电动势，从而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，穿过线圈b的磁通量都会发生变化，会产生感应电流，电流计指针均会偏转；c、开关闭合后，滑动变阻器的滑片p匀速滑动时，穿过线圈b的磁通量发生变化，会产生感应电流，电流计指针会发生偏转；d开关闭合后，滑动变阻器的滑片p匀速或加速滑动时，穿过线圈b的磁通量发生变化，都会产生感应电流，电流计指针会发生偏转5b6c【解析】线圈平面垂直于磁场方向，当线圈沿自身所在的平面做匀速运动时，其磁通量不变，无感应电流产生，故a错误当线圈沿着磁场方向移动，其磁通量不变，无感应电流产生，故b错误当线圈绕任意一条直径转动时，其磁通量发生变化，故有感应电流产生，故c正确；当线圈静止在磁场中时，磁通量不发生变化，故无感应电流产生7c【解析】由于线圈与磁场的方向平行，所以穿过线圈的磁通量为0当磁感应强度增大时，穿过线框的磁通量仍然为0，则线圈中不会出现感应电流8a【解析】开关闭合状态下，线圈中电流恒定，穿过线圈的磁通量不发生变化，没有感应电流，电流表指针不会发生偏转，故a正确当开关接通的瞬间、开关断开的瞬间或者移动变阻器滑片时，线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，指针发生偏转9b10bc11a【解析】胶木盘a由静止开始绕其轴线按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大，根据右手螺旋定则知，通过b线圈的磁通量向下，且增大，根据楞次定律的另一种表述，引起的机械效果阻碍磁通量的增大，可知金属环的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以丝线的拉力减小 12cd【解析】a：铁球被磁化后受到引力做加速运动b：磁场对木块无任何作用，木块做匀速运动 cd：铜铝是金属的，金属小球可看作许多线圈构成，在向磁铁方向运动过程中，由于条形磁铁周围的磁场是非匀强磁场，穿过金属线圈中的磁通量会发生改变，它们会产生感应电流，根据楞次定律的推论，来拒去留，它们的速度会减小13c【解析】ab：由于地磁场的方向是由南向北的，若飞机从西往东飞或从东往西飞，在飞机竖直下坠时，机翼不切割磁感线，不产生感应电动势，两翼没有电势差c：由于地磁场的方向是由南向北的，若飞机从南往北飞，在飞机竖直下坠时，机翼切割磁感线，产生感应电动势，由右手定则可知，右方机翼末端处的电势大于左方机翼末端处的电势d：由于地磁场的方向是由南向北的，若飞机从北往南飞，在飞机竖直下坠时，机翼切割磁感线，产生感应电动势，由右手定则可知，右方机翼末端处的电势小于左方机翼末端处的电势14bdd：当线圈向导线靠近时，过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，感应磁场方向垂直纸面向外，感应电流方向是abcd15c【解析】a、b、直导线之间的磁场时对称的，圆环在中间时，通过圆环的磁通量为零，金属环上下运动的时候，圆环的磁通量不变，不会有感应电流产生，故a，b错误；c、金属环向右侧直导线靠近，则穿过圆环的磁场垂直纸面向里并且增强，根据楞次定律可得，环上的感应电流方向为逆时针，故c正确；d、金属环向左侧直导线靠近，则