2018年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng) 第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律教學(xué)案（含解析）

第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律Ø 教材知識梳理一、磁通量1磁通量(1)定義：磁感應(yīng)強度B與垂直磁場方向的面積S的_(2)公式：_(BS)；單位：韋伯(Wb)(3)矢標性：磁通量是_，但有正負2磁通量的變化量：21.3磁通量的變化率(磁通量變化的快慢)：磁通量的變化量與所用時間的比值，即，與線圈的匝數(shù)無關(guān)二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1電磁感應(yīng)現(xiàn)象當穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，電路中有_產(chǎn)生的現(xiàn)象2產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 (1)閉合電路；(2)_發(fā)生變化三、感應(yīng)電流的方向1楞次定律：感應(yīng)電流的磁場總要_引起感應(yīng)電流的_的變化適用于一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象2右手定則：伸開右手，使拇指與四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線穿入掌心，右手拇指指向_方向，這時其余四指指向就是感應(yīng)電流的方向適用于導(dǎo)線_產(chǎn)生感應(yīng)電流答案：一、1.(1)乘積(2)BS(3)標量二、1.感應(yīng)電流2.(2)磁通量三、1.阻礙磁通量2.導(dǎo)線運動切割磁感線【思維辨析】(1)閉合電路內(nèi)只要有磁通量，就有感應(yīng)電流產(chǎn)生()(2)穿過線圈的磁通量和線圈的匝數(shù)無關(guān)()(3)線框不閉合時，即使穿過線框的磁通量發(fā)生變化，線框中也沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生()(4)當導(dǎo)體切割磁感線時，一定產(chǎn)生感應(yīng)電動勢()(5)由楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場一定與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反()(6)磁通量變化量越大，感應(yīng)電動勢越大()(7)自感現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用()答案：(1)(×)(2)()(3)()(4)()(5)(×) (6)(×)(7)()Ø 考點互動探究考點一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解與判斷1.磁通量發(fā)生變化的三種常見情況(1)磁場強弱不變，回路面積改變(2)回路面積不變，磁場強弱改變(3)回路面積和磁場強弱均不變，但二者的相對位置發(fā)生改變2判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的流程(1)確定研究的回路(2)弄清楚回路內(nèi)的磁場分布，并確定該回路的磁通量. (3)1 圖10­26­1中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()圖10­26­1答案：B解析 根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：A中，電路沒閉合，無感應(yīng)電流；B中，磁感應(yīng)強度不變，面積增大，閉合電路的磁通量增大，有感應(yīng)電流；C中，穿過線圈的磁感線相互抵消，恒為零，無感應(yīng)電流；D中，磁通量不發(fā)生變化，無感應(yīng)電流式題 在法拉第時代，下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實驗中，能觀察到感應(yīng)電流的是()A將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化B在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化C將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化D繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化答案：D解析 只形成閉合回路，回路中的磁通量不變化，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，A、B、C錯誤；給線圈通電或斷電瞬間，通過閉合回路的磁通量變化，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，能觀察到電流表的變化，D正確考點二楞次定律的理解與應(yīng)用楞次定律中“阻礙”的含義考向一應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的“四步法”2 某實驗小組用如圖10­26­2所示的實驗裝置來驗證楞次定律，當條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時，通過電流表G的感應(yīng)電流方向是()圖10­26­2AaGbB先aGb，后bGaCbGaD先bGa，后aGb答案：D解析 解答本題時可按以下順序進行：(1)條形磁鐵在穿入線圈的過程中，原磁場方向向下(2)穿過線圈向下的磁通量增加(3)由楞次定律可知：感應(yīng)電流的磁場方向向上(4)應(yīng)用安培定則可判斷：感應(yīng)電流的方向為逆時針(俯視)，即由bGa.同理可以判斷；條形磁鐵穿出線圈的過程中，向下的磁通量減小，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向下，感應(yīng)電流的方向為順時針(俯視)，即由aGb.式題 (多選)如圖10­26­3所示，一電子以初速度v沿與金屬板平行的方向飛入M、N極板間，突然發(fā)現(xiàn)電子向M板偏轉(zhuǎn)，若不考慮磁場對電子運動方向的影響，則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是()圖10­26­3A開關(guān)S閉合瞬間B開關(guān)S由閉合到斷開瞬間C開關(guān)S是閉合的，變阻器滑片P向右迅速滑動D開關(guān)S是閉合的，變阻器滑片P向左迅速滑動答案：AD解析 電子向M板偏轉(zhuǎn)，說明M板為正極，則感應(yīng)電流如圖：由安培定則得，感應(yīng)電流磁場方向水平向左，而原磁場方向水平向右，由楞次定律得原磁場增強，即原電流增加，故A、D正確考向二利用楞次定律的推論速解電磁感應(yīng)問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中因果相對的關(guān)系恰好反映了自然界的這種對立統(tǒng)一規(guī)律，對楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應(yīng)電流的“效果”總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，可由以下四種方式呈現(xiàn)：(1)阻礙原磁通量的變化，即“增反減同”(2)阻礙相對運動，即“來拒去留”(3)使線圈面積有擴大或縮小的趨勢，即“增縮減擴”(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)，即“增反減同”3 如圖10­26­4所示，光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上，形成一個閉合回路，當一條形磁鐵從高處下落接近回路時()圖10­26­4AP、Q將互相靠攏BP、Q將互相遠離C磁鐵的加速度仍為gD磁鐵的加速度大于g答案：A解析 解法一：根據(jù)楞次定律的另一表述：感應(yīng)電流效果總是要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因本題中“原因”是回路中磁通量的增加，歸根結(jié)底是因為磁鐵靠近回路，“效果”便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近所以，P、Q將互相靠攏且磁鐵的加速度小于g，選項A正確解法二：設(shè)磁鐵下端為N極，畫出的磁感線如圖所示，根據(jù)楞次定律可判斷出P、Q中的感應(yīng)電流方向，根據(jù)左手定則可判斷P、Q所受安培力的方向，可見，P、Q將相互靠攏由于回路所受安培力的合力向下，由牛頓第三定律知，磁鐵將受到向上的反作用力，從而加速度小于g.當磁鐵下端為S極時，根據(jù)類似的分析可得到相同的結(jié)論所以本題選項A正確式題 (多選)如圖10­26­5所示，勻強磁場垂直于軟導(dǎo)線回路平面，由于磁場發(fā)生變化，回路變?yōu)閳A形，則磁場可能()圖10­26­5A逐漸增強，方向向外B逐漸增強，方向向里C逐漸減弱，方向向外D逐漸減弱，方向向里答案：CD解析 根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場方向總是阻礙閉合回路中磁通量的變化，體現(xiàn)在面積上是“增縮減擴”，而回路變?yōu)閳A形，面積增加了，說明磁場逐漸減弱因不知回路中電流方向，故無法判定磁場方向，故C、D都有可能考點三左手定則、右手定則、楞次定律、安培定則1.“三個定則”“一個定律”的比較基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律運動電荷、電流產(chǎn)生磁場安培定則磁場對運動電荷、電流有力的作用左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運動右手定則閉合回路磁通量變化楞次定律2“三個定則”和“一個定律”的因果關(guān)系(1)因電而生磁(IB)安培定則；(2)因動而生電(v、BI安)右手定則；(3)因電而受力(I、BF安)左手定則；(4)因磁而生電(S、BI安)楞次定律4 (多選)如圖10­26­6所示，水平放置的兩條光滑的金屬軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，MN的左邊有一如圖所示的閉合電路，當PQ在一外力的作用下運動時，MN向右運動，則PQ所做的運動可能是()圖10­26­6A向右加速運動B向左加速運動C向右減速運動D向左減速運動答案：BC解析 MN向右運動，說明MN受到向右的安培力，因為ab在MN處的磁場垂直紙面向里MN中的感應(yīng)電流方向為MNL1中感應(yīng)電流的磁場方向向上.若L2中磁場方向向上減弱PQ中電流方向為QP且減小向右減速運動；若L2中磁場方向向下增強PQ中電流方向為PQ且增大向左加速運動式題 (多選)如圖10­26­7所示裝置中，cd桿原來靜止當ab桿做如下哪些運動時，cd桿將向右移動()圖10­26­7A向右勻速運動B向右加速運動C向左加速運動D向左減速運動答案：BD解析 ab勻速運動時，ab中感應(yīng)電流恒定，L1中磁通量不變，穿過L2的磁通量不變，L2中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，cd保持靜止，A錯誤；ab向右加速運動時，L2中的磁通量向下增大，通過cd的電流方向由c到d，cd向右移動，B正確；同理可得C錯誤，D正確 方法技巧左、右手定則巧區(qū)分(1)右手定則與左手定則的區(qū)別：抓住“因果關(guān)系”才能無誤，“因動而電”用右手；“因電而動”用左手(2)左手定則和右手定則很容易混淆，為了便于區(qū)分，可把兩個定則簡單地總結(jié)為“通電受力用左手，運動生電用右手”“力”的最后一筆“丿”方向向左，用左手；“電”的最后一筆“”方向向右，用右手【教師備用習(xí)題】1如圖所示，矩形線框在磁場內(nèi)做的各種運動中，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()解析 B根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件可知，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是圖B.2如圖所示，一個有彈性的金屬圓環(huán)被一根橡皮繩吊于通電直導(dǎo)線的正下方，直導(dǎo)線與圓環(huán)在同一豎直面內(nèi)，當通電直導(dǎo)線中電流增大時，彈性圓環(huán)的面積S和橡皮繩的長度l將()AS增大，l變長BS減小，l變短CS增大，l變短DS減小，l變長解析 D當通電直導(dǎo)線中電流增大時，穿過金屬圓環(huán)的磁通量增大，金屬圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的效果要阻礙磁通量的增大，一是用縮小面積的方式進行阻礙，二是用遠離直導(dǎo)線的方式進行阻礙選項D正確3如圖所示，環(huán)形金屬軟彈簧套在條形磁鐵的中心位置若將彈簧在磁鐵中心面所在的豎直平面內(nèi)向外拉，使其所包圍的面積增大，則穿過彈簧所包圍面積的磁通量將()A增大B減小C不變D無法確定如何變化解析 B穿過彈簧所圍面積的磁通量應(yīng)為合磁通量，磁鐵內(nèi)部由S極指向N極的磁通量不變，而其外部由N極指向S極的磁通量隨面積的增大而增大，故合磁通量減小，選項B正確42015·湖北荊門調(diào)研 如圖所示，老師讓學(xué)生觀察一個物理小實驗：一輕質(zhì)橫桿兩側(cè)各固定一金屬環(huán)，橫桿可繞中心點自由轉(zhuǎn)動，老師拿一條形磁鐵插向其中一個小環(huán)，后又取出插向另一個小環(huán)，同學(xué)們看到的現(xiàn)象是()A磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動B磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動C把磁鐵從左環(huán)中拔出，左環(huán)會跟著磁鐵運動D把磁鐵從右環(huán)中拔出，右環(huán)不會跟著磁鐵運動解析 B磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動；磁鐵插向左環(huán)，由于左環(huán)不是閉合回路，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，橫桿不發(fā)生轉(zhuǎn)動，選項A錯誤，B正確；把磁鐵從左環(huán)中拔出，左環(huán)不會跟著磁鐵運動，把磁鐵從右環(huán)中拔出，右環(huán)會跟著磁鐵運動，選項C、D錯誤5北半球地磁場的豎直分量向下，如圖所示，在北京某中學(xué)實驗室的水平桌面上，放置著邊長為L的正方形閉合導(dǎo)體線圈abcd，線圈的ab邊沿南北方向，ad邊沿東西方向下列說法中正確的是()A若使線圈向東平動，則a點的電勢比b點的電勢高B若使線圈向北平動，則a點的電勢比b點的電勢低C若以ab邊為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中的感應(yīng)電流方向為abcdaD若以ab邊為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中的感應(yīng)電流方向為adcba解析 C線圈向東平動時，ab和cd兩邊切割磁感線，且兩邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小相等，a點電勢比b點電勢低，選項A錯誤；同理，線圈向北平動，則a、b兩點的電勢相等，高于c、d兩點的電勢，選項B錯誤；以ab邊為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，向下的磁通量減小，感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)該向下，再由安培定則知，感應(yīng)電流的方向為abcda，選項C正確，D錯誤6(多選)如圖所示，磁場垂直于紙面，磁感應(yīng)強度在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點，將圓環(huán)拉至位置a后無初速度釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過程中()A感應(yīng)電流方向先逆時針后順時針再逆時針B感應(yīng)電流的方向一直是逆時針C安培力方向始終與速度方向相反D安培力方向始終沿水平方向解析 AD圓環(huán)從位置a無初速度釋放，在到達磁場分界線前，穿過圓環(huán)向里的磁感線條數(shù)增加，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的方向為逆時針，圓環(huán)經(jīng)過磁場分界線時，穿過圓環(huán)向里的磁感線條數(shù)減少，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的方向為順時針；圓環(huán)通過磁場分界線后，穿過圓環(huán)向外的磁感線條數(shù)減少，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的方向為逆時針；因磁場在豎直方向分布均勻，圓環(huán)所受豎直方向的安培力平衡，故總的安培力沿水平方向綜上所述，選項A、D正確7某同學(xué)設(shè)計了一個電磁沖擊鉆，其原理示意圖如圖所示，若發(fā)現(xiàn)鉆頭M突然向右運動，則可能是()A開關(guān)S由斷開到閉合的瞬間B開關(guān)S由閉合到斷開的瞬間C保持開關(guān)S閉合，變阻器滑片P加速向右滑動D保持開關(guān)S閉合，變阻器滑片P勻速向右滑動解析 A若發(fā)現(xiàn)鉆頭M突然向右運動，則兩螺線管互相排斥，根據(jù)楞次定律，可能是開關(guān)S由斷開到閉合的瞬間，選項A正確8如圖所示，線圈平面與水平方向夾角60°，磁感線豎直向下，線圈所圍的面積S0.4 m2，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B0.6 T，則穿過線圈的磁通量為多少？把線圈以cd為軸順時針轉(zhuǎn)過120°角，則穿過線圈的磁通量的變化量為多少？答案 0.12 Wb0.36 Wb解析 線圈在垂直磁場方向上的投影面積SScos 60°0.4× m20.2 m2穿過線圈的磁通量1BS0.6×0.2 Wb0.12 Wb線圈沿順時針方向轉(zhuǎn)過120°角后變?yōu)榕c磁場垂直，但由于此時磁感線從線圈平面穿入的方向與原來相反，故此時通過線圈的磁通量2BS0.6×0.4 Wb0.24 Wb故磁通量的變化量|21|0.240.12|Wb0.36 Wb10