【三维设计】高考物理一轮复习 第九章 第1单元 电磁感应现象 楞次定律课件 新人教（安徽 北京专）

考

纲

下

载1.电磁感应现象(Ⅰ)2.磁通量(Ⅰ)3．法拉第电磁感应定律(Ⅱ)4．楞次定律(Ⅱ)5．自感、涡流(Ⅰ)考

情

上

线高考地位本章是高考中的必考内容，在历年高考中所占分值较高，考查的题型一般多为选择，考查的难度中等，试题的综合程度较高考点点击1.感应电流的产生及方向的判定，图像的考查2．法拉第电磁感应规律的应用3．电磁感应现象与磁场、电路、力学等知识的

综合理知识第九章提能力第1单元明考向课堂考题领悟课下综合提升[思维启动]磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量。如图9－1－1所示，通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框绕cd边翻转到2，设先后两次通过线框的磁通量变化分别为图9－1－1ΔΦ1和ΔΦ2，则ΔΦ1________ΔΦ2。提示：设线框在位置1时的磁通量为Φ1，在位置2时的磁通量为Φ2，直线电流产生的磁场在1处比在2处要强。若平移线框，则ΔΦ1＝Φ1－Φ2，若转动线框，磁感线是从线框的正反两面穿过的，一正一负，因此ΔΦ2＝Φ1＋Φ2。根据分析知：ΔΦ1<ΔΦ2。3．产生电磁感应现象的实质穿过电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电动势。如果电路闭合，则有感应电流；如果电路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。4．引起磁通量Φ变化的几种情况(1)磁场变化：如：永磁铁与线圈的靠近或远离。电磁铁(螺线管)内电流的变化。(2)回路路的的有有效效面面积积变变化化：：①回回路路面面积积变变化化：：如如闭闭合合线线圈圈部部分分导导线线切切割割磁磁感感线线。。如如图图9－1－2甲所所示示。。图9－1－2②回路路平平面面与与磁磁场场夹夹角角变变化化：：如如线线圈圈在在磁磁场场中中转转动动。。如图图9－1－2乙所所示示。。[应用用升升级级]1.如图图9－1－3所示示，，一一个个矩矩形形线线圈圈与与通通有相相同同大大小小的的电电流流的的平平行行直直导导线线处处于于同同一平平面面内内，，而而且且处处在在两两导导线线的的中中央央，，则则()图9－1－3A．两两电电流流同同向向时时，，穿穿过过线线圈圈的的磁磁通通量量为为零零B．两两电电流流反反向向时时，，穿穿过过线线圈圈的的磁磁通通量量为为零零C．两两电电流流同同向向或或反反向向，，穿穿过过线线圈圈的的磁磁通通量量相相等等D．因因两两电电流流产产生生的的磁磁场场是是不不均均匀匀的的，，因因此此不不能能判判定定穿过过线线圈圈的的磁磁通通量量是是否否为为零零解析析：：两电电流流同同向向时时，，在在线线圈圈范范围围内内，，产产生生的的磁磁场场方方向向相相反反，，大大小小对对称称，，穿穿过过线线圈圈的的磁磁通通量量为为零零。。故故正正确确答答案案为为A。答案案：：A[思维维启启动动]用如如图图9－1－4所示示的的实实验验装装置置来来验验证证楞楞次定定律律，，当当条条形形磁磁铁铁自自上上而而下下穿穿过过固固定定的线线圈圈时时，，通通过过电电流流计计的的感感应应电电流流方方向向是：：当条条形形磁磁铁铁进进入入线线圈圈时时________；当条条形形磁磁铁铁离离开开线线圈圈时时________。图图9－1－4提示示：：磁铁铁磁磁感感线线的的方方向向是是从从上上到到下下，，磁磁铁铁穿穿过过的的过过程程中中，，磁磁通通量量向向下下先先增增加加后后减减少少，，由由楞楞次次定定律律判判断断知知，，磁磁通通量量向向下下增增加加时时，，感感应应电电流流的的磁磁场场阻阻碍碍增增加加，，方方向向向向上上，，根根据据安安培培定定则则知知感感应应电电流流的的方方向向为为a→G→→b；磁通通量向向下减减少时时，感感应电电流的的磁场场应该该向下下，感感应电电流方方向为为b→G→→a。[知识联联动]1．楞次次定律律2.楞次定定律中中“阻碍”的含义义3．楞次次定律律的使使用步步骤4．楞次次定律律的推推广对楞次次定律律中“阻碍”的含义义可以以推广广为感感应电电流的的效果果总是是阻碍碍产生生感应应电流流的原原因：：(1)阻碍原原磁通通量的的变化化——““增反减减同”；(2)阻碍相相对运运动——““来拒去去留”；(3)使线圈圈面积积有扩扩大或或缩小小的趋趋势——““增缩减减扩”；(4)阻碍原原电流流的变变化(自感现现象)———“增反减减同”。[应用升升级]2.电阻R、电容容C与一线线圈连连成闭闭合回回路，，条形磁磁铁静静止于于线圈圈的正正上方方，N极朝下，如如图9－1－5所示。。现使使磁铁铁开始始自由下下落，，在N极接近近线圈圈上端端的过过程图图9－1－5中，流流过R的电流流方向向和电电容器器极板板的带带电情情况是是()A．从a到b，上极极板带带正电电B．从a到b，下极极板带带正电电C．从b到a，上极极板带带正电电D．从b到a，下极极板带带正电电解析：：由楞次次定律律知线线圈中中感应应电流流方向向从上上向下下看为为顺时时针，，线圈圈下端端为电电源正正极，，所以以流过过R的电流流方向向为从从b向a，电容容器下下极板板带正正电，，故D正确，，A、B、C错误。。答案：：D[知识检检索]应用楞楞次定定律解解题的的一般般步骤骤[典题例例析][例1]如图9－1－6所示，，光滑滑固定定的金属导导轨M、N水平放放置，，两根根导体体棒P、Q平行放放置在在导轨轨上，，形成成一个个闭合回路路，一一条形形磁铁铁从高高处下下落接接近回回图图9－1－6路时()①P、Q将相互互靠拢拢②P、Q将相互互远离离③磁铁的的加速速度仍仍为g④磁铁的的加速速度小小于gA.①①③B.②②④C.①①④D.②②③[思路点拨]可以应用楞楞次定律确确定P、Q中的感应电电流的方向向，再根据据左手定则则确定感应应电流受到到的安培力力来确定P、Q的运动方向向，根据感感应电流的的磁场的“阻碍”作用确定磁磁铁的加速速度。还可可以根据楞楞次定律的的一些结论论直接解答答。[解析]法一：设磁铁下端端为N极，如图所示，根根据楞次定定律可判断断出P、Q中的感应电电流方向，，根据左手手定则可判判断P、Q所受安培力力的方向。。可见，P、Q将互相靠拢拢。由于回回路所受安安培力的合合力向下，，由牛顿第第三定律，，磁铁将受受到向上的的反作用力力，从而加加速度小于于g。当磁铁下下端为S极时，根据据类似的分分析可得到到相同的结结果。答案：C法二：根据楞次定定律的另一一种表述——感应电流的的效果，总总要反抗产产生感应电电流的原因因。本题中中“原因”是回路中磁磁通量的增增加，归根根结底是磁磁铁靠近回回路，“效果”便是阻碍磁磁通量的增增加和磁铁铁的靠近。。所以，P、Q将互相靠近近且磁铁的的加速度小小于g。[拓展训练]1．如图9－1－7所示，甲是是闭合铜线线框，乙是是有缺口的铜线框，，丙是闭合合的塑料线线框，它们们的正下方方都放置一一薄强磁铁铁，现将甲甲、乙、丙丙拿至相同同高度H处同时释放放(各线框下落落过程中不不翻转)，则以下说说法正确的的是()图9－1－7A．三者同时时落地B．甲、乙同同时落地，，丙后落地地C．甲、丙同同时落地，，乙后落地地D．乙、丙同同时落地，，甲后落地地解析：甲是铜线框框，在下落落过程中产产生感应电电流，所受受的安培力力阻碍它的的下落，故故所需的时时间长；乙乙没有闭合合回路，丙丙是塑料线线框，故都都不会产生生感应电流流，它们做做自由落体体运动，故故D正确。答案：D[知识检索](1)利用楞次定定律判断感感应电流的的方向时，，一定要先先判断原磁场的方方向和磁通通量的变化化，然后根根据楞次定定律判断感感应电流磁磁场的方向向，进而判判断感应电电流的方向向。(2)利用右手定定则判断闭闭合电路的的一部分导导体做切割割磁感线运动时产产生的感应应电流方向向，有以下下几种常见见情况：①导体平动动切割磁感感线；②导体转动动切割磁感感线；③导体不动动，磁场运运动，等效效为磁场不不动，导体体反方向切切割磁感线线。[典题例析][例2]MN、GH为光滑的水水平平行金属导轨，，ab、cd为跨在导轨轨上的两根金属杆杆，匀强磁磁场垂直穿穿过图图9－1－8MN、GH所在的平面面，如图9－1－8中所示，则则()A．若固定ab，使cd向右滑动，，则abcd回路有电流流，电流方向由a到b到d到cB．若ab、cd以相同的速速度一起向向右滑动，，则abcd回路有电流，电电流方向由由c到d到b到aC．若ab向左、cd向右同时运运动，则abcd回路电流为为零D．若ab、cd都向右运动动，且两棒棒速度vcd>vab，则abcd回路有电流流，电流方方向由c到d到b到a[解析]由右手定则则可判断出出A应产生顺时时针的电流流，故A错。若ab、cd同向且速度度大小相同同，ab、cd所围的线圈圈面积不变变，磁通量量不变，故故不产生感感应电流，，故B错。若ab向左，cd向右，则abcd中有顺时针针电流，故故C错。若ab、cd向右运动，，但vcd>vab，则ab、cd所围面积发发生变化，，磁通量也也发生变化化，故同楞楞次定律可可判断出产产生由c到d的电流，故故D正确。[答案]D[拓展训练]2.如图9－1－9所示，有一一个有界匀匀强磁场区域，磁磁场方向垂垂直纸面向向外，一个个闭合的矩形形导线框abcd，沿纸面由由位置1(左)匀速运动到到位置2(右)，则()图9－1－9A．导线框框进入磁磁场时，，感应电电流的方方向为a→b→c→d→aB．导线框框离开磁磁场时，，感应电电流的方方向为a→d→c→b→aC．导线框框离开磁磁场时，，受到的的安培力力水平向向右D．导线框框进入磁磁场时，，受到的的安培力力水平向向左解析：由右手定定则可判判断出导导线框进进入磁场场时，感感应电流流方向为为a→d→c→b→a，离开磁磁场时电电流方向向为a→b→c→d→a，故A、B错；由左左手定则则可判断断导线框框进入磁磁场时受受到的安安培力水水平向左左，离开开磁场时时，受到到的安培培力水平平向左，，故C错，D对。答案：D[知识检索索]1．三个定定则的区区别基本现象应用的定则运动电荷、电流产生磁场安培定则部分导体切割磁感线运动产生感应电动势右手定则磁场对运动电荷、电流产生作用力左手定则2.应用技巧巧三种记忆忆方法：：(1)““因动而电电”——用右手；；“因电而动动”——用左手。。(2)““通电受力力用左手手，运动动生电用用右手”。(3)““力”的最后一一笔“丿”方向向左左，用左左手；“电”的最后一一笔“乚”方向向右右，用右右手。[典题例析析][例3]如图9－1－10所示，两两个线圈圈套在同一一个铁芯芯上，线线圈的绕绕向在图图中已经标出。。左线圈连着着平行导轨M和N，导轨电阻不不计，在导轨轨垂直方图图9－1－10向上放着金属属棒ab，金属棒处在在垂直于纸面面向外的匀强强磁场中。下下列说法中正正确的是()①当金属棒ab向右匀速运动动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点②当金属棒ab向右匀速运动动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势③当金属棒ab向右加速运动动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点④当金属棒ab向右加速运动动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点A.①③B.②④C.①④④ D.②②③[思路点拨]金属棒ab在磁场中切割割磁感线产生生感应电流，，从而在左边边线圈中产生生磁场，这个个磁场会通过过铁芯穿过右右边的线圈。。若磁场变化化，则在右边边线圈中产生生感应电动势势和感应电流流。[解析]当金属棒ab向右匀速运动动而切割磁感感线时，金属属棒中产生恒恒定感应电动动势，由右手手定则判断电电流方向由a→b。根据电流从从电源(ab相当于电源)正极流出沿外外电路回到电电源负极的特特点，可以判判断b点电势高于a点。又左线圈圈中的感应电电动势恒定，，则感应电流流也恒定，所所以穿过右线线圈的磁通量量保持不变，，不产生感应应电流，c点与d点等电势。①①错②对。当金属棒棒ab向右做加速运运动时，由右右手定则可推推断b＞φa，电流沿逆时时针方向。又又由E＝BLv可知金属棒ab两端的E不断增大，那那么左边电路路中的感应电电流也不断增大大，由安培定定则可判断它它在铁芯中的的磁感线方向向是沿逆时针针方向的，并并且场强不断断增强，所以以右边的线圈圈中的向上的的磁通量不断断增加。由楞楞次定律可判判断右边电路路中的感应电电流的方向应应沿逆时针，，而在右线圈圈绕成的电路路中，感应电电动势仅产生生在绕在铁芯芯上的那部分分线圈上。把把这个线圈看看做电源，由由于电流是从从c沿内电路(即右线圈)流向d，所以d点电势高于c点。③错④对。[答案]B(1)若金属棒ab向左减速运动动，则c、d两点哪点电势势高？(2)若保持金属棒棒ab不动，磁感应应强度均匀增增大，则c、d两点的电势又又会怎样？解析：(1)ab向左减速运动动，由右手定定则知电流沿沿顺时针方向向且减小，由由安培定则得得右边线圈中中的磁场向下下减小，由楞楞次定律知线线圈中电流由由d端流出，故d点电势高于c点。(2)回路中磁通量量均匀增大，，由楞次定律律和法拉第电电磁感应定律律知，左侧回回路中产生顺顺时针方向电电流，且大小小不变；由安安培定则知右右侧线圈中的的磁场不变，，即右线圈中中无感应电流流，电势相等等。答案：(1)d点电势高(2)电势相等1．(2011··山东高考改编编)了解物理规律律的发现过程程，学会像科学家那样样观察和思考考，往往比掌掌握知识本身身更重要。以下符合合史实的是()A．焦耳发现了了电流热效应应的规律B．库仑总结出出了点电荷间间相互作用的的规律C．楞次发现了了电流的磁效效应，拉开了了研究电与磁磁相互关系的序幕幕D．牛顿将斜面面实验的结论论合理外推，，间接证明了了自由落体运动是是匀变速直线线运动解析：焦耳发现了电电流的热效应应规律，并提提出焦耳定律律，A错误。库仑总总结了点电荷荷间相互作用用的规律，提提出了库仑定定律，B正确。奥斯特特发现了电流流的磁效应，，C错。伽利略将将斜面实验的的结论合理外外推，间接证证明了自由落落体运动是匀匀变速直线运运动，D错。答案：：B2．(2011·上海高高考改改编)如图9－1－11，磁场场垂直直于纸纸面，，磁感应应强度度在竖竖直方方向均均匀分分布，，水平平方向向非均均匀分分布。一一铜制制圆环环用丝丝线悬悬挂于于O点，将将圆环环拉至至位置置a后无初速速释放放，在在圆环环从a摆向b的过程程中()图9－1－11A．感应应电流流方向向一直直是顺顺时针针B．感应应电流流方向向一直直是逆逆时针针C．安培培力方方向始始终与与速度度方向向相反反D．安培培力方方向始始终沿沿水平平方向向解析：：圆环从从位置置a运动到到磁场场分界界线前前，磁磁通量量向里里增大大，感感应电电流为为逆时时针；；跨越越分界界线过过程中中，磁磁通量量由向向里最最大变变为向向外最最大，，感应应电流流为顺顺时针针；再再摆到到b的过程程中，，磁通通量向向外减减小，，感应应电流流为逆逆时针针；由由于圆圆环所所在处处的磁磁场，，上下下对称称，所所受安安培力力竖直直方向向平衡衡，因因此总总的安安培力力沿水水平方方向。。答案：：D3．(2012·芜湖检检测)绕有线线圈的的铁芯芯直立在水水平桌桌面上上，铁铁芯上上套着着一个个铝环，，线圈圈与电电源、、电键键相连连，如如图9－1－12所示。。线圈圈上端端与电电源正极相相连，，闭合合电键键的瞬瞬间，，铝环环图图9－1－12向上跳跳起。。则下下列说说法中中正确确的是是()A．若保保持电电键闭闭合，，则铝铝环不不断升升高B．若保保持电电键闭闭合，，则铝铝环停停留在在某一一高度度C．若保保持电电键闭闭合，，则铝铝环跳跳起到到某一一高度度后将将回落落D．如果果电源源的正正、负负极对对调，，观察察到的的现象象不同同解析：：若保持持电键键闭合合，磁磁通量量不变变，感感应电电流消消失，，所以以铝环环跳起起到某某一高高度后后将回回落，，A、B错，C对；正正、负负极对对调，，同样样磁通通量增