高三物理一轮复习 第九章 第1讲 电磁感应现象、楞次定律1.doc

第1讲电磁感应现象楞次定律(对应学生用书第153页)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【针对训练】1.图911如图911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】b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；让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导线运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向(2)适用情况：导体切割磁感线产生感应电流【针对训练】2如图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图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，其中表示正确的是()【解析】先根据楞次定律“来拒去留”判断线圈的n极和s极a中线圈上端为n极，b中线圈上端为n极，c中线圈上端为s极，d中线圈上端为s极，再根据安培定则确定感应电流的方向，a、b错误，c、d正确【答案】cd(对应学生用书第154页)电磁感应现象发生的条件1.磁通量的物理意义(1)磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数(2)同一平面，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；当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时，磁通量为零2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(2012杭州模拟)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912所示连接下列说法中正确的是()图912a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【审题视点】能够引起线圈b中磁通量发生变化的因素有三点：(1)电键的闭合和断开(2)电键闭合后，线圈a插入或拔出(3)电键闭合后，滑片p左、右滑动【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【即学即用】1.图913在图913所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电池构成闭合电路，a、b、c为三个闭合金属圆环，假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，则当滑动变阻器的滑片左右滑动时，能产生感应电流的金属圆环是()aa、b两个环bb、c两个环ca、c两个环 da、b、c三个环【解析】当滑片左右滑动时，通过a、b的磁通量变化，而通过c环的合磁通量始终为零，故a、b两环中产生感应电流，而c环中不产生感应电流故a对【答案】a楞次定律的理解和应用1.楞次定律中“阻碍”的含义2楞次定律的使用步骤(2012上海高考)为判断线圈绕向，可将灵敏电流计g与线圈l连接，如图914所示已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电流计g左端流入时，指针向左偏转图914(1)将磁铁n极向下从线圈上方竖直插入l时，发现指针向左偏转俯视线圈，其绕向为_(填“顺时针”或“逆时针”)(2)当条形磁铁从图中虚线位置向右远离l时，指针向右偏转俯视线圈，其绕向为_(填“顺时针”或“逆时针”)【审题视点】(1)由磁铁运动的方向确定磁通量的变化情况，由楞次定律确定线圈的n极、s极(2)由指针偏转的方向确定电流方向由安培定则确定线圈导线的绕向【解析】(1)将磁铁n极向下插入l时，根据楞次定律l的上方应为n极由电流计指针向左偏转，可确定l中电流由b端流入，根据安培定则，俯视线圈，电流为逆时针，线圈绕向为顺时针(2)将磁铁远离l，由楞次定律，线圈l上方仍为n极，由于此时电流计指针向右偏转，可确定l中电流由a端流入根据安培定则，俯视线圈，电流为逆时针，线圈绕向也为逆时针【答案】(1)顺时针(2)逆时针楞次定律的推广应用推广表述：感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因其具体方式为：(1)阻碍原磁通量的变化“增反减同”(2)阻碍相对运动“来拒去留”(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”(4)阻碍原电流的变化(自感现象)“增反减同”【即学即用】2如图915所示为一个圆环形导体，圆心为o，有一个带正电的粒子沿图中的直线从圆环表面匀速飞过，则环中的感应电流的情况是()图915a沿逆时针方向b沿顺时针方向c先沿逆时针方向后沿顺时针方向d先沿顺时针方向后沿逆时针方向【解析】由于带正电的粒子没有沿直径运动，所以它产生的磁场的磁感线穿过圆环时不能抵消，所以穿过圆环的磁通量开始时向外增加，然后向外减少，根据楞次定律，圆环中感应电流的方向先沿顺时针方向，后沿逆时针方向，故d正确【答案】d(对应学生用书第155页)楞次定律的综合应用1.规律比较基本现象应用的规律运动电荷、电流产生磁场安培定则磁场对运动电荷、电流的作用左手定则电磁感应部分导体做切割磁感线运动右手定则闭合回路磁通量变化楞次定律2.应用技巧四种记忆方法：(1)“因动而电”用右手；“因电而动”用左手(2)“通电受力用左手，运动生电用右手”(3)“力”的最后一笔“”方向向左，用左手；“电”的最后一笔“”方向向右，用右手(4)直接记住“左力右感”如图916所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导线mn在导轨上向右加速滑动时，正对电磁铁a的圆形金属环b中()图916a有感应电流，且b被a吸引b无感应电流c可能有，也可能没有感应电流d有感应电流，且b被a排斥【潜点探究】(1)导线mn切割磁感线运动时，应用右手定则来判断感应电流的方向(2)结合导线mn的运动情况判断电磁铁a的磁场变化及通过金属环b的磁通量的变化情况(3)利用楞次定律判断金属环b中电流方向及磁场方向，从而确定b的受力情况【规范解答】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【答案】d【即学即用】3.图917如图917所示，矩形闭合线圈放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁如图所示置于平板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度)当磁铁匀速向右通过线圈正下方时，线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向(从上向下看)是()a摩擦力方向一直向左b摩擦力方向先向左、后向右c感应电流的方向顺时针逆时针顺时针d感应电流的方向顺时针逆时针【解析】穿过线圈的磁通量先向上方向增加，后减少，当线圈处在磁铁中间以后，磁通量先向下方向增加，后减少，所以感应电流的方向顺时针逆时针顺时针，故c正确，d错误；根据楞次定律可以判断：磁铁向右移动过程中，磁铁对线圈有向右的安培力作用，所以摩擦力方向向左，故a正确，b错误【答案】ac(对应学生用书第156页)产生感应电流的条件1如图所示，能产生感应电流的是()【解析】a图中线圈没闭合，无感应电流；b图中磁通量增大，有感应电流；c图中导线在圆环的正上方，不论电流如何变化，穿过线圈的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，也无感应电流；d图中的磁通量恒定，无感应电流故选b.【答案】b楞次定律的理解和应用2(2012苏州模拟)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918所示下列判断正确的是()图918a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】c右手定则的应用3.图919(2012渭南模拟)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919，某人骑车从东往西行驶，则下列说法正确的是()a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【解析】从东往西，车把切割地磁场的竖直分量，由右手定则知左车把电势高，而辐条切割水平分量，b端电势高，即a、d正确【答案】ad楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综合应用4(2012延安模拟)如图9110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()图9110cd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ab c d【解析】若ab受到向左的磁场力，根据楞次定律知金属框和ab围成的回路中的磁通量一定在增加，故不论cd中电流方向怎样，cd中的电流一定是增大的，故、正确【答案】