高考物理一轮复习讲义 9.1 电磁感应产生的条件 楞次定律 新人教版.doc

选修32第九章电磁感应第1讲电磁感应产生的条件楞次定律磁通量(考纲要求)1.磁通量的计算(1)公式：bs.(2)适用条件：匀强磁场；s是垂直磁场的有效面积(3)单位：韦伯，1 wb1 tm2.f2碰通量的物理意义(1)可以形象地理解为磁通量就是穿过某一面积的磁感线的条数(2)同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大，当它跟磁场方向平行时，磁通量为零.电磁感应现象(考纲要求)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表述1闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动表述2穿过闭合电路的磁通量发生变化3产生电磁感应现象的实质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.楞次定律(考纲要求)1.楞次定律(1)内容：感应电流具有这样的方向，即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)适用条件：所有电磁感应现象图9112右手定则(如图911所示)(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平面内，让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，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安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律的适用范围规律适用范围基本现象安培定则电流的磁效 应运动电荷、电流产生磁场左手定则磁场力磁场对运动电荷、电流的作用右手定则楞次定律电磁电应导体做切割磁感线运动回路的磁通量变化2判断感应电流方向的“三步法”3右手定则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1下图中能产生感应电流的是()解析根据产生感应电流的条件：a中，电路没闭合，无感应电流；b中，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；c中，穿过线圈的磁感线相互抵消，恒为零，无感应电流；d中，磁通量不发生变化，无感应电流答案b2如图912所示，小圆圈表示处于匀强磁场中的闭合电路一部分导线的横截面，速度v在纸面内关于感应电流的有无及方向的判断正确的是()图912a甲图中有感应电流，方向向外b乙图中有感应电流，方向向外c丙图中无感应电流d丁图中a、b、c、d四位置上均无感应电流解析甲图中导线切割磁感线，根据右手定则，可知电流方向向里，a错；乙、丙图中导线不切割磁感线，无电流，b错误，c正确；丁图中导线在b、d位置切割磁感线，有感应电流，在a、c位置速度方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，无感应电流，d错误答案c图9133(2011杭州高三检测)如图913所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框逐渐远离(平行)通电导线，则穿过线框的磁通量将()。a逐渐增大 b逐渐减小 c保持不变 d不能确定解析离导线越远，电流产生的磁场越弱，穿过线圈的磁感线条数越少，磁通量逐渐减小，故只有b正确答案b图9144(2009浙江理综)如图914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点摆动金属线框从右侧某一位置静止开始释放，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，且垂直纸面则线框中感应电流的方向是()aabcdabdcbadc先是dcbad，后是abcdad先是abcda，后是dcbad解析线框从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，所以选b.答案b5某班同学在探究感应电流产生的条件时，做了如下实验：探究：如图915甲所示，先将水平导轨、导体棒ab放置在磁场中，并与电流表组成一闭合回路然后进行如下操作：ab与磁场保持相对静止；让导轨与ab一起平行于磁感线运动；让ab做切割磁感线运动图915探究：如图915乙所示，将螺线管与电流表组成闭合回路然后进行如下操作：把条形磁铁放在螺线管内不动；把条形磁铁插入螺线管；把条形磁铁拔出螺线管探究：如图915丙所示，螺线管a、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路；a放在螺线管b内，b与电流表组成一个闭合回路然后进行如下操作：闭合和断开开关瞬间；闭合开关，a中电流稳定后；闭合开关，a中电流稳定后，再改变滑动变阻器的阻值可以观察到：(请在(1)(2)(3)中填写探究中的序号)(1)在探究中，_闭合回路会产生感应电流；(2)在探究中，_闭合回路会产生感应电流；(3)在探究中，_闭合回路会产生感应电流；(4)从以上探究中可以得到的结论是：当_时，闭合回路中就会产生感应电流解析(1)只有当ab做切割磁感线运动时，闭合回路才会产生感应电流；(2)当螺线管中的磁通量发生改变时，闭合回路会产生感应电流；(3)闭合和断开开关瞬间或者改变滑动变阻器的阻值，都会使闭合回路的电流发生变化，因而螺线管中的磁通量发生改变，产生感应电流；(4)闭合回路的磁通量发生改变答案(1)(2)(3)(4)闭合回路的磁通量发生改变图9166(2010上海卷)如图916所示，金属环a用轻线悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧若变阻器滑片p向左移动，则金属环a将向_(填“左”或“右”)运动，并有_(填“收缩”或“扩张”)趋势解析本题考查楞次定律的理解及应用滑片p向左移动时，电阻减小，电流增大，穿过金属环a的磁通量增加，根据楞次定律，金属环将向左运动，并有收缩趋势答案左收缩考点一电磁感应现象是否发生的判断【典例1】 如图917所示，图917一个u形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为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(0e2，a端为正 be1e2，b端为正ce1e2，a端为正 de1v1，故e2e1，选项d正确答案d图91165(2011上海单科，13)如图9116所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕o点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a()a顺时针加速旋转 b顺时针减速旋转c逆时针加速旋转 d逆时针减速旋转解析由楞次定律，欲使b中产生顺时针电流，则a环内磁场应向里减弱或向外增强，a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速，由于b环又有收缩趋势，说明a环外部磁场向外，内部向里，故选b.答案b图91176(2011上海单科，20改编)如图9117所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布，一铜制圆环用丝线悬挂于o点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中()a感应电流方向先顺时针后逆时针再顺时针b感应电流方向一直是逆时针c安培力方向始终与速度方向相反d安培力方向始终沿水平方向解析圆环从位置a运动到磁场分界线前，磁通量向里增大，感应电流为逆时针；跨越分界线过程中，磁通量由向里最大变为向外最大，感应电流为顺时针；再摆到b的过程中，磁通量向外减小，感应电流为逆时针，所以a错；由于圆环所在处的磁场，上下对称，所受安培力竖直方向平衡，因此总的安培力沿水平方向，故d正确答案d图91181如图9118所示，开始时矩形线圈平面与匀强磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外，若要线圈产生感应电流，下列方法中不可行的是()a将线圈向左平移一小段距离b将线圈向上平移c以ab为轴转动(小于90)d以ac为轴转动(小于60)解析当线圈向左平移一小段距离时，穿过闭合电路abdc的磁通量变化(减小)，有感应电流产生，a正确；将线圈向上平移时，穿过闭合电路的磁通量不变，无感应电流，b错误；以ab为轴转动小于90和以ac为轴转动小于60时，穿过闭合电路的磁通量都是从最大减小，故有感应电流，c、d正确答案b2现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈a、线圈b、电流计及电键如图9119所示连接下列说法中正确的是()图9119a电键闭合后，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，电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转c电键闭合后，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电键闭合后，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电键闭合后，线圈a插入或拔出都会引起穿过线圈b的磁通量发生变化，从而电流计指针偏转，选项a正确；线圈a插入线圈b中后，电键闭合和断开的瞬间，线圈b的磁通量会发生变化，电流计指针会偏转，选项b错误；电键闭合后，滑动变阻器的滑片p无论匀速滑动还是加速滑动，都会导致线圈a的电流发生变化，线圈b的磁通量变化，电流计指针都会发生偏转，选项c、d错误答案a图91203(2011杭州统测训练)两根通电直导线m、n都垂直纸面固定放置，通过它们的电流方向如图9120所示，线圈l的平面跟纸面平行，现将线圈从位置a沿m、n连线中垂线迅速平移到位置b，则在平移过程中，线圈中的感应电流()a沿顺时针方向，且越来越小b沿逆时针方向，且越来越大c始终为零d先顺时针，后逆时针答案c图91214(2012济南模拟)如图9121所示，通电直导线cd右侧有一个金属框与导线cd在同一平面内，金属棒ab放在框架上，若ab受到向左的磁场力，则cd中电流的变化情况是()cd中通有由dc方向逐渐减小的电流cd中通有由dc方向逐渐增大的电流cd中通有由cd方向逐渐减小的电流cd中通有由cd方向逐渐增大的电流a b c d答案d图91225(改编题)如图9122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达到图中的位置时()aa端聚积电子bb端聚积电子c金属棒内电场强度等于零da端电势低于b端电势解析因导体棒所在区域的磁场的方向垂直于纸面向外，当金属棒转动时，由右手定则可知，a端的电势高于b端的电势，b端聚积电子，b正确答案b图91236如图9123所示，甲、乙两个矩形线圈同处在纸面内，甲的ab边与乙的cd边平行且靠得较近，甲、乙两线圈分别处在垂直纸面方向的匀强磁场中，穿过甲的磁感应强度为b1，方向指向纸面内，穿过乙的磁感应强度为b2，方向指向纸面外，两个磁场可同时变化，当发现ab边和cd边间有排斥力时，磁场的变化情况可能是()ab1变小，b2变大 bb1变大，b2变大cb1变小，b2变小 db1不变，b2变小解析ab边与cd边有斥力，则两边通过的电流方向一定相反，由楞次定律可知，当b1变小，b2变大时，ab边与cd边中的电流方向相反答案a图91247在一根较长的铁钉上，用漆包线绕上两个线圈a、b，将线圈b的两端接在一起，并把cd段直漆包线沿南北方向放置在静止的小磁针的上方，如图9124所示下列判断正确的是()a开关闭合时，小磁针不发生转动b开关闭合时，小磁针的n极垂直纸面向里转动c开关断开时，小磁针的n极垂直纸面向里转动d开关断开时，小磁针的n极垂直纸面向外转动解析开关保持接通时，a内电流的磁场向右；开关断开时，穿过b的磁感线的条数向右减少，因此感应电流的磁场方向向右，感应电流的方向由c到d，cd下方磁感线的方向垂直纸面向里，小磁针n极向里转动答案c8如图9125所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度h处同时释放(各线框下落过程中不翻转)，则以下说法正确的是()图9125a三者同时落地b甲、乙同时落地，丙后落地c甲、丙同时落地，乙后落地d乙、丙同时落地，甲后落地解析甲是铜线框，在下落过程中产生感应电流，所受的安培力阻碍它的下落，故所需的时间长；乙没有闭合回路，丙是塑料线框，故都不会产生感应电流，它们做自由落体运动，故d正确(逆反思维法)答案d图91269如图9126所示，虚线abcd为矩形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，圆形闭合金属线框以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动如图所示给出的是圆形闭合金属线框的四个可能到达的位置，则圆形闭合金属线框的速度可能为零的位置是()a b c d解析因为线框在进、出磁场时，线框中的磁通量发生变化，产生感应电流，安培力阻碍线框运动，使线框的速度可能减为零，故正确答案c图912710如图9127所示，闭合的矩形金属框abcd的平面与匀强磁场垂直，现金属框固定不动而磁场运动，发现ab边所受安培力的方向为竖直向上，则此时磁场的运动可能是()a水平向右平动 b水平向左平动c竖直向上平动 d竖直向下平动解析本题考查楞次定律、安培定则、法拉第电磁感应定律的应用ab边受到的力向上，由安培定则可知，ab上电流的方向由ba，由楞次定律可得，线框内的磁通量在增加，磁场向右运动，a项正确、b项错误；当磁场上下运动时，线框内的磁通量不变化，不产生感应电流，c、d项错误答案a11.图9128如图9128所示，金属棒ab置于水平放置的金属导体框架cdef上，棒ab与框架接触良好从某一时刻开始，给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场，并且磁场均匀增加，ab棒仍静止，在磁场均匀增加的过程中，关于ab棒受到的摩擦力，下列说法正确的是()a摩擦力大小不变，方向向右b摩擦力变大，方向向右c摩擦力变大，方向向左d摩擦力变小，方向向左解析本题考查电磁感应定律和平衡条件由法拉第电磁感应定律和安培定则知，ab中产生的电流的大小恒定，方向由b到a，由左手定则，ab受到的安培力方向向左下方，fbil，由于b均匀变大，f变大，f的水平分量fx变大，静摩擦力f静fx变大，方向向右，b正确(单杆水平式)答案b12.图9129如图9129所示，由导体棒ab和矩形线框cdef组成的“10”图案在匀强磁场中一起向右匀速平动，匀强磁场的方向垂直线框平面向里，磁感应强度b随时间均匀增大，则下列说法正确的是()a导体棒的a端电势比b端电势高，电势差uab在逐渐增大b导体棒的a端电势比b端电势低，电势差uab在逐渐增大c线框cdef中有顺时针方向的电流，电流大小在逐渐增大d线框cdef中有逆时针方向的电流，电流大小在逐渐增大解析本题考查楞次定律和法拉第电磁感应定律对导体棒ab由右手定则可判断a端电势高，由eblv可知，因为磁感应强度均匀增大，所以uab变大，故选项a对、b错；对矩形线框cdef，由楞次定律可判断，感应电流的方向为逆时针方向，但由于磁感应强度是均