高考物理一轮复习 电磁感应现象 楞次定律教学案.doc

电磁感应现象楞次定律 一考点整理 基本概念 1磁通量：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与b的乘积，即 = 磁通量单位是 ，用wb表示，1 wb = tm2公式的适用条件： 磁场； 磁感线的方向与平面 ，即b s2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 产生感应电流的条件：穿过 电路的磁通量发生 特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动 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 ，而无 3楞次定律：感应电流的磁场总是要 引起感应电流的磁通量的 右手定则：拇指、掌心、四指在 内，让右手大拇与其他余四指 ，让磁感线穿过手心，拇指指向 方向，其余四指指向感应电流方向，如图所示 二思考与练习 思维启动 1如图所示，在条形磁铁外套有a、b两个大小不同的圆环，穿过a环的磁通量a与穿过b环的磁通量b相比较 （ ）aab ba 2，两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现b1 = 2，两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现c1 2，两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现d1 mg，t2 mg bt1 mg，t2 mg，t2 mg dt1 mg61931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验他设想：如果一个只有n极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，那么，从上向下看这个线圈中将出现（ ）a先是逆时针方向，然后是顺时针方向的感应电流b先是顺时针方向，然后是逆时针方向的感应电流c顺时针方向的持续流动的感应电流d逆时针方向的持续流动的感应电流7北半球地磁场的竖直分量向下如下图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为l的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向下列说法中正确的是 （ ）a若使线圈向东平动，则b点的电势比a点的电势低b若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低c若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为abcdad若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为adcba8如图所示，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右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9如图a所示，圆形线圈p静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管q，p和q共轴，q中通有变化电流i，电流随时间变化的规律如图b所示，p所受的重力为g，桌面对p的支持力为n，则在下列时刻 （ ）at1时刻ng，p有收缩的趋势bt2时刻ng，此时穿过p的磁通量最大ct3时刻ng，此时p中无感应电流dt4时刻n b，故正确答案为a2ac；产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，线框全部在磁场中时，磁通量不变，不产生感应电流，故选项b、d错误线框进入和穿出磁场的过程中磁通量发生变化，产生了感应电流，故选项a正确在产生感应电流的过程中线框消耗了机械能，故选项c正确3d；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 三考点分类探讨 典型问题 例1 d；题中图示位置无论螺线管中的电流怎样发生变化，均无磁感线穿过线圈平面，磁通量始终为零，故无感应电流产生，选项a错误若螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动，穿过线圈的磁通量始终为零，故无感应电流产生，选项b错误若线圈a以mn为轴转动，穿过线圈的磁通量始终为零，故无感应电流产生，选项c错误若线圈绕垂直于mn的直径转动，穿过线圈的磁通量会发生变化，故有感应电流产生，选项d正确变式1 a；当线圈中通恒定电流时，产生的磁场为稳恒磁场，通过铜环a的磁通量不发生变化，不会产生感应电流例2 d； 确定原磁场的方向：条形磁铁在穿入线圈的过程中，磁场方向向下 明确回路中磁通量的变化情况：线圈中向下的磁通量增加 由楞次定律的“增反减同”可知：线圈中感应电流产生的磁场方向向上 应用右手定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视)即：bga同理可以判断：条形磁铁穿出线圈的过程中，向下的磁通量减小，由楞次定律可得线圈中将产生顺时针方向的感应电流（俯视），电流从agb变式2 c；当滑动变阻器r的滑动触头c向左滑动时，电路中的电流变大，螺线管产生的磁场逐渐增强，穿过a的磁通量变大，根据楞次定律可知，a向左摆动；b处于螺线管内部，其周围的磁场为匀强磁场，方向水平向左，圆环中虽然也产生感应电流，但根据左手定则可判断出，安培力与b在同一个平面内，产生的效果是使圆环面积缩小，并不使其摆动，所以c项正确例3 bc变式3 d；mn向右加速滑动，根据右手定则，mn中的电流方向从nm，且大小在逐渐变大，根据安培定则知，电磁铁a的左端为n极，且磁场强度逐渐增强，根据楞次定律知，b环中的感应电流产生的内部磁场方向向右，b被a排斥故d正确 四考题再练 高考试题 1abd；电路正常或短路时，火线和零线中通过的电流大小相等、方向相反，故l1中火线与零线中电流产生的磁场相抵消，铁芯中的磁通量为零，l2中无感应电流产生，电磁铁中也就无电流，开关k不会被吸起由上述分析可知，a、b项正确，c项错误当地面上的人接触火线发生触电时，火线与零线中的电流大小不再相等，则l2中产生感应电流，电磁铁也就能把开关k吸起，即d正确预测1 b；电流计指针是否发生偏转取决于穿过线圈b的磁通量是否发生变化，而电流计中指针的偏转方向取决于穿过线圈b的磁通量是变大还是变小由题意知当p向左滑动时，线圈a中的电流变小，导致穿过线圈b的磁通量减小，电流计中指针向右偏转依此推理，若穿过线圈b的磁通量增大时，电流计指针向左偏转线圈a上移时，线圈a中线芯向上拔出或断开开关，穿过线圈b的磁通量减小，指针向右偏，a错、b对；p匀速向左滑动时穿过线圈b的磁通量减小，指针向右偏转，p匀速右滑时穿过线圈b的磁通量增大，指针向左偏转，故c错2d；开关闭合的瞬间，电流迅速增大，线圈产生的磁场由0开始迅速增大，穿过套环的磁通量增加，为阻碍磁通量的增加，金属套环产生感应电流，并向着使磁通量减少的方向运动，故会立刻跳起，若选用非金属材质的套环，则套环中不会产生感应电流，不会受磁场力的作用，当然也不会跳起，d正确预测2 a；当条形磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量增加，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为逆时针，当条形磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为顺时针，a正确；根据楞次定律的推论“来拒去留”原则，可判断磁铁在整个下落过程中，所受圆环对它的作用力始终竖直向上，b错误；磁铁在整个下落过程中，由于受到磁场力的作用，磁铁的机械能不守恒，c错误；若磁铁从高度h处做自由落体运动，其落地时的速度为v = ，但磁铁穿过圆环的过程中要产生一部分电热，根据能量守恒定律可知，其落地速度一定小于，d错误 五课堂演练 自我提升 1a；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2bd；只有当圆盘中的磁通量发生变化时，圆盘中才产生感应电流，当圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动或圆盘在磁场中向右匀速平移时，圆盘中的磁通量不发生变化，不能产生感应电流，a、c错误；当圆盘以某一水平直径为轴匀速转动或匀强磁场均匀增加时，圆盘中的磁通量发生变化，圆盘中将产生感应电流，b、d正确3c；设金属框在位置的磁通量为，在位置的磁通量为，由题可知：1 = | i|，2 = | i |，所以金属框的磁通量变化大小1 mg，t2 mg，a项正确6d；磁单极子从上向下穿过超导线圈时，磁通量先向下增加又向上减少，由楞次定律可知，感应磁场方向向上，由安培定则可知，感应电流方向始终为逆时针方向超导线圈的电阻为零，因此，线圈一旦激起电流便持续流动下去7c；由右手定则知，若使线圈向东平动，线圈的ab边和cd边切割磁感线，c(b)点电势高于d(a)点电势，故a错误；同理知b错若以ab为轴将线圈向上翻转，穿过线圈平面的磁通量将变小，由楞次定律可判断线圈中感应电流方向为abcda，c对，d错8ad；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a、d正确9ab；t1时刻电流i增大，穿过线圈的磁通量增大，为反抗磁通量的增大，线圈有收缩的趋势，同时有远离螺线管向下运动的趋势，ng，a正确；t2时刻电流i不变，穿过线圈的磁通量不变，感应电流为零，ng，b正确；同理t3时刻ng，有感应电流，t4时刻ng，p中无感应电流，c、d均错误10d；在磁极绕转轴从x到o匀速转动，穿过线圈平面的磁通量向上增大，根据楞次定律可知线圈中产生顺时针方向的感应电流，电流由f经g流向e，又导线切割磁感线产生感应电动势e感blv，导线处的磁感应强度先增后减可知感应电动势先增加后减小，则电流先增大再减小，a、b均错；在磁极绕转轴从o到y匀速转动，穿过线圈平面的磁通量向上减小，根据楞次定律可知线圈中产生逆时针方向的感应电流，电流由e经g流向f，又导线切割磁感线产生感应电动势e感blv，导线处的磁感应强度先增后减可知感应电动势先增加后减小，则电流先增大再减小，c错、d对11ad；若线圈合格，则由于电磁感应现象会向左移动一定距离，