（江苏专用）2018届高三物理一轮复习 必考部分 第9章 电磁感应 第1节 电磁感应现象 楞次定律教师用书.doc

第1节电磁感应现象楞次定律节次考纲命题规律第1节电磁感应现象楞次定律电磁感应现象从近几年高考试题来看，高考对本章内容的考查，重点有感应电流的产生、感应电动势方向的判断、感应电动势大小的计算等知识有以下两种题型：1常以选择题形式考查对基础知识、基本规律的理解与应用2以计算题的形式考查综合性知识，如运动学、力学、能量、电路、图象等知识与电磁感应结合的问题，一般难度较大，分值较高.感应电流的产生条件楞次定律第2节法拉第电磁感应定律自感和涡流法拉第电磁感应定律自感、涡流第3节电磁感应定律的综合应用楞次定律法拉第电磁感应定律第1节电磁感应现象楞次定律知识点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.适用条件：(1)匀强磁场；(2)s为垂直磁场的有效面积3矢标性磁通量的正、负号不表示方向，磁通量是标量知识点2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知识点3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)适用范围：一切电磁感应现象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1正误判断(1)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()(2)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()(3)当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势()(4)由楞次定律知，感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反()(5)回路不闭合，穿过回路的磁通量变化时，也会产生“阻碍”作用()(6)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化()2(对磁通量概念的理解)如图911所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为l，匝数为n，过ab中点和cd中点的连线oo恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为b，则穿过线圈的磁通量为() 【导学号：96622158】图911a.b.cbl2 dnbl2【答案】a3(感应电流的产生条件)如图912所示，一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内，螺线管的中心轴线恰和线圈的一条直径mn重合要使线圈a中产生感应电流，可采用的方法有() 图912a使通电螺线管中的电流发生变化b使螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动c使线圈a以mn为轴转动d使线圈绕垂直于mn的直径转动【答案】d4(楞次定律的应用)如图913所示，一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，环中的感应电流(自左向右看)()【导学号：96622159】图913a沿顺时针方向b先沿顺时针方向后沿逆时针方向c沿逆时针方向d先沿逆时针方向后沿顺时针方向【答案】c5(右手定则的应用)(多选)在北半球，地磁场的水平分量由南向北，竖直分量竖直向下北京平安大街上，如图914所示，某人骑车从东往西行驶，则下列说法正确的是()图914a自行车左车把的电势比右车把的电势高b自行车左车把的电势比右车把的电势低c图中辐条ab此时a端比b端的电势高d图中辐条ab此时a端比b端的电势低【答案】ad核心精讲1磁通量发生变化的三种常见情况(1)磁场强弱不变，回路面积改变；(2)回路面积不变，磁场强弱改变；(3)回路面积和磁场强弱均不变，但二者的相对位置发生改变2判断电磁感应现象是否发生的一般流程题组通关1(2014全国卷)在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是()a将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化b在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化c将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化d绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化d选项a、b电路闭合，但磁通量不变，不能产生感应电流，故选项a、b不能观察到电流表的变化；选项c满足产生感应电流的条件，也能产生感应电流，但是等我们从一个房间到另一个房间后，电流表中已没有电流，故选项c也不能观察到电流表的变化；选项d满足产生感应电流的条件，能产生感应电流，可以观察到电流表的变化，所以选d.2在一空间有方向相反、磁感应强度大小均为b的匀强磁场，如图915所示，垂直纸面向外的磁场分布在一半径为a的圆形区域内，垂直纸面向里的磁场分布在除圆形区域外的整个区域，该平面内有一半径为b(ba)的圆形线圈，线圈平面与磁感应强度方向垂直，线圈与半径为a的圆形区域是同心圆从某时刻起磁感应强度大小开始减小到，则此过程中该线圈磁通量的变化量的大小为() 【导学号：96622160】图915a.b(b22a2) bb(b22a2)cb(b2a2) d.b(b22a2)d计算磁通量时，磁感线既有垂直纸面向外的，又有垂直纸面向里的，所以可以取垂直纸面向里的方向为正方向，磁感应强度大小为b时线圈磁通量1b(b2a2)ba2，磁感应强度大小为时线圈磁通量2b(b2a2)ba2，因而该线圈磁通量的变化量的大小为|21|b(b22a2)，故选项d正确核心精讲1楞次定律中“阻碍”的含义谁阻碍谁感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化阻碍什么阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身如何阻碍当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同”阻碍效果阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行2感应电流方向判断的两种方法(1)用楞次定律判断(2)用右手定则判断该方法适用于部分导体切割磁感线判断时注意掌心、四指、拇指的方向：掌心磁感线垂直穿入；拇指指向导体运动的方向；四指指向感应电流的方向师生共研考向1线圈类感应电流方向的判断(多选)下列各选项是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各选项中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是()cd根据楞次定律可确定感应电流的方向：以c选项为例，当磁铁向下运动时：(1)闭合线圈原磁场的方向向上；(2)穿过闭合线圈的磁通量的变化增加；(3)感应电流产生的磁场方向向下；(4)利用安培定则判断感应电流的方向与图中箭头方向相同线圈的上端为s极，磁铁与线圈相互排斥运用以上分析方法可知，c、d正确考向2切割类感应电流方向的判断如图916所示，mn、gh为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆，垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过mn、gh所在的平面，则()图916a若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向为abdcab若ab、cd以相同的速度一起向右运动，则abdc回路有电流，电流方向为acdbac若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路中的电流为零d若ab、cd都向右运动，且两杆速度vcdvab，则abdc回路有电流，电流方向为acdbad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；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；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；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项正确题组通关3(2017南通模拟)如图917甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示在0时间内，直导线中电流向上，则在t时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是() 【导学号：96622161】图917a顺时针，向左 b逆时针，向右c顺时针，向右 d逆时针，向左b在0时间内，直导线中电流向上，由题图乙知，在t时间内，直导线电流方向也向上，根据安培定则知，导线右侧磁场的方向垂直纸面向里，电流逐渐增大，则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生逆时针方向的感应电流根据左手定则，金属线框左边受到的安培力方向向右，右边受到的安培力向左，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属线框所受安培力的合力方向向右，故b正确，a、c、d错误4(多选)如图918所示，在直线电流附近有一根金属棒ab，当金属棒以b端为圆心，以ab为半径，在过导线的平面内匀速旋转到达图中的位置时()图918aa端聚积电子bb端聚积电子c金属棒内电场强度等于零d棒ab两端的电势abbd根据右手定则可确定棒b端聚积电子，a错，b对；由于a、b两端存在电势差，ab，故金属棒中电场强度不等于零，c错，d对典题示例(多选)如图919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()图919a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【合作探讨】(1)如何判断mn所在处的磁场方向？由mn的运动方向，如何进一步判断mn中的电流方向？提示：根据安培定则判断ab中电流产生的磁场方向，进而确定mn处的磁场方向为垂直纸面向里，再由左手定则判断mn中电流的方向，应为由m到n.(2)如何判断线圈l1中的磁场方向和l2中磁场的方向及变化情况？提示：根据安培定则判断l1中的磁场方向，再由楞次定律判断l2中磁场的方向及变化(3)如何判断pq的运动情况？提示：已知l2中的磁场方向及变化情况，可根据安培定则和右手定则判断pq的运动情况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“三个定则、一个定律”的应用对比：名称基本现象因果关系应用的定则或定律电流的磁效应运动电荷、电流产生磁场因电生磁安培定则洛伦兹力、安培力磁场对运动电荷、电流有作用力因电受力左手定则电磁感应部分导体做切割磁感线运动因动生电右手定则闭合回路磁通量变化因磁生电楞次定律题组通关5(多选)如图9110所示，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好在向右匀速通过m、n两区的过程中，导体棒所受安培力分别用fm、fn表示不计轨道电阻以下叙述正确的是()图9110afm向右bfn向左cfm逐渐增大 dfn逐渐减小bcd根据直线电流产生磁场的分布情况知，m区的磁场方向垂直纸面向外，n区的磁场方向垂直纸面向里，离导线越远，磁感应强度越小当导体棒匀速通过m、n两区时，感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因，故导体棒在m、n两区运动时，受到的安培力均向左，故选项a错误，选项b正确；导体棒在m区运动时，磁感应强度b变大，根据eblv，i及fbil可知，fm逐渐变大，故选项c正确；导体棒在n区运动时，磁感应强度b变小，根据eblv，i及fbil可知，fn逐渐变小，故选项d正确典题示例如图9111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向下滑动，下列表述正确的是()图9111a线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流b穿过线圈a的磁通量变小c线圈a有扩张的趋势d线圈a对水平桌面的压力将增大d通过螺线管b的电流如图所示，根据右手螺旋定则判断出螺线管b所产生的磁场方向竖直向下，滑片p向下滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路电流增大，所产生的磁场的磁感应强度增强，根据楞次定律可知，线圈a中所产生的感应电流的磁场方向竖直向上，再由右手螺旋定则可得线圈a中的电流方向为俯视逆时针方向，a错误；由于螺线管b中的电流增大，所产生的磁感应强度增强，线圈a中的磁通量应变大，b错误；根据楞次定律可知，线圈a将阻碍磁通量的增大因此，线圈a有缩小且远离螺线管的趋势，线圈a对水平桌面的压力将增大，c错误、d正确四种常用推论对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的“效果”总是阻碍产生感应电流的原因，可由以下四种方式呈现：1阻碍原磁通量的变化，即“增反减同”2阻碍相对运动，即“来拒去留”3使线圈面积有扩大或缩小的趋势，即“增缩减扩”4阻碍原电流的变化(自感现象)，即“增反减同”题组通关6.如图9112所示，质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时，线圈始终保持不动则