2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)講義 第九章 電磁感應(yīng) 第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律 教科版.doc

2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)講義 第九章 電磁感應(yīng) 第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律 教科版第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的現(xiàn)象2產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件及情形(1)條件電路閉合磁通量發(fā)生變化，即0.(2)情形閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)做切割磁感線運(yùn)動(dòng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化3產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如果電路閉合，則有感應(yīng)電流；如果電路不閉合，則只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而無感應(yīng)電流二、楞次定律1關(guān)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，以下說法中正確的是()A閉合電路在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，閉合電路中就一定會(huì)有感應(yīng)電流B閉合電路在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，閉合電路中一定會(huì)有感應(yīng)電流C穿過閉合電路的磁通量為零的瞬間，閉合電路中一定不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D無論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生了變化，閉合電路中一定會(huì)有感應(yīng)電流解析：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：回路閉合，穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，D正確答案：D2下圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()解析：A中線圈沒閉合，無感應(yīng)電流；B中閉合電路中的磁通量增大，有感應(yīng)電流；C中的導(dǎo)線在圓環(huán)的正上方，不論電流如何變化，穿過線圈的磁感線都相互抵消，磁通量恒為零，也無電流；D中回路磁通量恒定，無感應(yīng)電流答案：B3.如圖所示的金屬圓環(huán)放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將它從磁場(chǎng)中勻速拉出來，下列說法正確的是()A向左拉出和向右拉出，其感應(yīng)電流方向相反B不管從什么方向拉出，金屬圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向總是順時(shí)針C不管從什么方向拉出，環(huán)中的感應(yīng)電流方向總是逆時(shí)針D在此過程中感應(yīng)電流大小不變解析：金屬圓環(huán)不管是從什么方向拉出磁場(chǎng)，金屬圓環(huán)中的磁通量方向不變，且不斷減小，根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流的方向相同，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向和原磁場(chǎng)的方向相同，則由右手螺旋定則知感應(yīng)電流的方向是順時(shí)針方向，B正確金屬圓環(huán)勻速出磁場(chǎng)過程中，磁通量的變化率在發(fā)生變化，D錯(cuò)誤答案：B4.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點(diǎn)，并可繞O點(diǎn)擺動(dòng)金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開始釋放，在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過程中，細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面則線框中感應(yīng)電流的方向是()AabcdaBdcbadC先是dcbad，后是abcdaD先是abcda，后是dcbad解析：線框從右側(cè)擺到最低點(diǎn)的過程中，穿過線框的磁通量減小，由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)閐cbad，從最低點(diǎn)擺到左側(cè)最高點(diǎn)的過程中，穿過線框的磁通量增大，由楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)閐cbad，所以選B.答案：B5.在一根較長(zhǎng)的鐵釘上，用漆包線繞上兩個(gè)線圈A、B，將線圈B的兩端接在一起，并把CD段直漆包線沿南北方向放置在靜止的小磁針的上方，如圖所示下列判斷正確的是()A開關(guān)閉合時(shí)，小磁針不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)B開關(guān)閉合時(shí)，小磁針的N極垂直紙面向里轉(zhuǎn)動(dòng)C開關(guān)斷開時(shí)，小磁針的N極垂直紙面向里轉(zhuǎn)動(dòng)D開關(guān)斷開時(shí)，小磁針的N極垂直紙面向外轉(zhuǎn)動(dòng)解析：開關(guān)保持接通時(shí)，A內(nèi)電流的磁場(chǎng)向右；開關(guān)斷開時(shí)，穿過B的磁感線的條數(shù)向右減少，因此感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向右，感應(yīng)電流的方向由C到D，CD下方磁感線的方向垂直紙面向里，小磁針N極向里轉(zhuǎn)動(dòng)答案：C1發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件穿過電路的磁通量發(fā)生變化2磁通量變化的常見情況變化情形舉例磁通量變化量磁場(chǎng)變化永磁鐵靠近或遠(yuǎn)離線圈、電磁鐵(螺線管)內(nèi)電流發(fā)生變化BS有效面積變化回路面積變化閉合線圈的部分導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，如圖BS回路平面與磁場(chǎng)夾角變化線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖如圖所示，一個(gè)U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個(gè)金屬導(dǎo)體棒ab，有一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為.在下列各過程中，一定能在軌道回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()Aab向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)使減小B磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，角同時(shí)也減小Cab向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BDab向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和角(0090)解析：設(shè)此時(shí)回路面積為S ，據(jù)題意，磁通量BScos ，A選項(xiàng)中，S增大，減小，即cos 增大，則增大，所以A對(duì)；B選項(xiàng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，減小即cos 增大，則可能不變，B錯(cuò)；C選項(xiàng)中，S減小，磁感應(yīng)強(qiáng)度B增大，則可能不變，C錯(cuò)；D選項(xiàng)中，S增大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B增大，增大，cos 減小，則可能不變，D錯(cuò)答案：A感應(yīng)電流能否產(chǎn)生的判斷思路11：如圖所示為當(dāng)年法拉第實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，兩個(gè)線圈分別繞在一個(gè)鐵環(huán)上，線圈A接直流電源，線圈B接靈敏電流表，下列哪種情況能使線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流()A將開關(guān)S接通或斷開的瞬間B開關(guān)S接通一段時(shí)間之后C開關(guān)S接通后，改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭的位置時(shí)D拿走鐵環(huán)，再做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，開關(guān)S接通或斷開的瞬間解析：根據(jù)法拉第對(duì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的五類概括，A、C、D選項(xiàng)符合變化的電流(變化的磁場(chǎng))產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件而開關(guān)S接通一段時(shí)間之后，A線圈中電流恒定，不能使B線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流B項(xiàng)錯(cuò)答案：ACD楞次定律中“阻礙”的含義(xx廣州模擬)某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證楞次定律，當(dāng)條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時(shí)，通過電流表的感應(yīng)電流方向是()AaGbB先aGb，后bGaCbGaD先bGa，后aGb解析：(1)條形磁鐵在穿入線圈的過程中，原磁場(chǎng)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(chǎng)方向向上(4)應(yīng)用安培定則可判斷：感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)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(chǎng)方向向下，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針(俯視)，即由aGb.答案：D1.感應(yīng)電流方向的判斷方法方法一：右手定則(適用于部分導(dǎo)體切割磁感線)方法二：楞次定律楞次定律的應(yīng)用步驟(“程序法”)可以用下面的方框圖加以概括：2程序法解題的一般思路及注意事項(xiàng)在使用“程序法”處理問題時(shí)，需注意以下兩點(diǎn)：根據(jù)題目類型制定一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)、簡(jiǎn)潔的解題程序在分析和解決問題時(shí)，要嚴(yán)格按照解題程序進(jìn)行，這樣可以規(guī)范解題過程、減少失誤、節(jié)約解題時(shí)間21：(xx鹽城模擬)如圖所示，MN、GH為光滑的水平平行金屬導(dǎo)軌，ab、cd為跨在導(dǎo)軌上的兩根金屬桿，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過MN、GH所在的平面，如圖所示，則()A若固定ab，使cd向右滑動(dòng)，則abdc回路有電流，電流方向由abdcB若ab、cd以相同的速度一起向右滑動(dòng)，則abdc回路有電流，電流方向由cdbaC若ab向左、cd向右同時(shí)運(yùn)動(dòng)，則abdc回路電流為零D若ab、cd都向右運(yùn)動(dòng)，且兩桿速度vcdvab，則abdc回路有電流，電流方向由cdba解析：由右手定則可判斷出A項(xiàng)做法使回路產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流，故A項(xiàng)錯(cuò)若ab、cd同向且速度大小相同，ab、cd所圍的線圈面積不變，磁通量不變，故不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯(cuò)若ab向左，cd向右，則abdc中有順時(shí)針方向的電流，故C項(xiàng)錯(cuò)若ab、cd都向右運(yùn)動(dòng)，但vcdvab，則abdc所圍面積發(fā)生變化，磁通量也發(fā)生變化，由楞次定律可判斷出，回路中產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流，故D項(xiàng)正確答案：D對(duì)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：(1)阻礙原磁通量的變化“增反減同”；(2)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)“來拒去留”；(3)使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)“增縮減擴(kuò)”；(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)“增反減同”(xx海南單科)如圖，一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細(xì)線懸掛在天花板上，細(xì)線從一水平金屬圓環(huán)中穿過現(xiàn)將環(huán)從位置釋放，環(huán)經(jīng)過磁鐵到達(dá)位置.設(shè)環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端附近時(shí)細(xì)線的張力分別為FT1和FT2，重力加速度大小為g，則()AFT1mg，F(xiàn)T2mgBFT1mg，F(xiàn)T2mgCFT1mg，F(xiàn)T2mgDFT1mg，F(xiàn)T2mg解析：金屬圓環(huán)從位置到位置過程中，由楞次定律知，金屬圓環(huán)在磁鐵上端時(shí)受力向上，在磁鐵下端時(shí)受力也向上，則金屬圓環(huán)對(duì)磁鐵的作用力始終向下，對(duì)磁鐵受力分析可知FT1mg，F(xiàn)T2mg，A項(xiàng)正確答案：A31：如圖所示，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(gè)閉合回路，當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)()AP、Q將互相靠攏BP、Q將互相遠(yuǎn)離C磁鐵的加速度仍為gD磁鐵的加速度小于g解析：根據(jù)楞次定律的拓展應(yīng)用可知：感應(yīng)電流的效果總是要反抗產(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將互相靠近且磁鐵的加速度小于g，應(yīng)選A、D.答案：AD1“三定則一規(guī)律”應(yīng)用區(qū)別2.右手定則和左手定則的應(yīng)用技巧(1)“因動(dòng)而電”，即運(yùn)動(dòng)生電用右手，記住“電”字的最后一筆“”向右甩(2)“因電而動(dòng)”，即通電受力用左手，記住“力”字的最后一筆“丿”向左撇如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，MN的左邊有一閉合電路，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN向右運(yùn)動(dòng)則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是()A向右加速運(yùn)動(dòng)B向左加速運(yùn)動(dòng)C向右減速運(yùn)動(dòng) D向左減速運(yùn)動(dòng)解析：MN向右運(yùn)動(dòng)，說明MN受到向右的安培力，因?yàn)閍b在MN處的磁場(chǎng)垂直紙面向里MN中的感應(yīng)電流由MNL1中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上；若L2中磁場(chǎng)方向向上減弱PQ中電流為QP且減小向右減速運(yùn)動(dòng)；若L2中磁場(chǎng)方向向下增強(qiáng)PQ中電流為PQ且增大向左加速運(yùn)動(dòng)答案：BC如圖所示，在水平平行金屬導(dǎo)軌之間存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌上放兩根導(dǎo)線ab和cd，導(dǎo)軌跟大線圈A相連，A內(nèi)有一小閉合線圈B，磁感線垂直導(dǎo)軌所在的平面向上(俯視)小線圈B中能產(chǎn)生感應(yīng)電流，且使得ab和cd之間的距離減小，下列敘述正確的是()A導(dǎo)線ab加速向右運(yùn)動(dòng)，B中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流，cd所受安培力水平向右B導(dǎo)線ab勻速向左運(yùn)動(dòng)，B中產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流，cd所受安培力水平向左C導(dǎo)線cd勻速向右運(yùn)動(dòng)，B中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，ab不受安培力D導(dǎo)線cd加速向左運(yùn)動(dòng)，B中產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流，ab所受安培力水平向左解析：在ab和cd只有一個(gè)運(yùn)動(dòng)且ab向右運(yùn)動(dòng)或cd向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab和cd間的距離才會(huì)減??；導(dǎo)線ab向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，由楞次定律(或右手定則)可知，回路abdca中感應(yīng)電流的方向是逆時(shí)針的，即cd中的感應(yīng)電流由dc，由左手定則可知，cd所受安培力水平向右，而ab和大線圈A構(gòu)成的回路中的感應(yīng)電流則是順時(shí)針方向的，若ab加速運(yùn)動(dòng)，則感應(yīng)電流穿過小線圈的向下磁通量增加由楞次定律可知，小線圈B中的感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向；同理可得，當(dāng)導(dǎo)線cd向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，B中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，ab所受安培力水平向左，所以敘述正確的是A、D.答案：AD1.如圖所示，豎直放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線通以恒定電流，有一矩形線框與導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，在下列情況中不能使線框產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A導(dǎo)線中電流強(qiáng)度變大B線框向右平動(dòng)C線框向下平動(dòng)B線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)解析：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化A、B、D的做法均會(huì)使穿過線框的磁通量發(fā)生變化，C選項(xiàng)中的做法，穿過線框的磁通量無變化，無感應(yīng)電流產(chǎn)生答案：C2.(xx合肥市八校聯(lián)考)兩根通電直導(dǎo)線M、N都垂直紙面固定放置，通過它們的電流方向如圖所示，線圈L的平面跟紙面平行，現(xiàn)將線圈從位置A沿M、N連線的中垂線迅速平移到位置B，則在平移過程中，線圈中的感應(yīng)電流()A沿順時(shí)針方向，且越來越小B沿逆時(shí)針方向，且越來越大C始終為零D先順時(shí)針，后逆時(shí)針解析：由于線圈平面與紙面平行，故線圈的磁通量始終為零，線圈中的感應(yīng)電流始終為零，C正確答案：C3.如圖所示，光滑絕緣水平面上有一個(gè)靜止的小導(dǎo)體環(huán)，現(xiàn)在將一個(gè)條形磁鐵從導(dǎo)體環(huán)的右上方較高處向下移動(dòng)，則在此過程中，關(guān)于導(dǎo)體環(huán)的運(yùn)動(dòng)方向以及導(dǎo)體環(huán)中的電流方向，下列說法中正確的是()A導(dǎo)體環(huán)向左運(yùn)動(dòng)；從上向下看，電流方向是順時(shí)針方向B導(dǎo)體環(huán)向右運(yùn)動(dòng)；從上向下看，電流方向是順時(shí)針方向C導(dǎo)體環(huán)向右運(yùn)動(dòng)；從上向下看，電流方向是逆時(shí)針方向D導(dǎo)體環(huán)向左運(yùn)動(dòng)；從上向下看，電流方向是逆時(shí)針方向解析：當(dāng)條形磁鐵從導(dǎo)體環(huán)的右上方較高處向下移動(dòng)過程中，穿過導(dǎo)體環(huán)中的磁通量向下增加，由楞次定律知導(dǎo)體環(huán)將出現(xiàn)“阻礙”其增加的感應(yīng)電流磁場(chǎng)，方向向上，由安培定則可判定電流方向?yàn)閺纳舷蛳驴词悄鏁r(shí)針方向，又由左手定則可知導(dǎo)體環(huán)所受合力向左，導(dǎo)體環(huán)向左運(yùn)動(dòng)，D對(duì)答案：D4如圖所示，金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌做下列哪種運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引()A向右做勻速運(yùn)動(dòng)B向左做減速運(yùn)動(dòng)C向右做減速運(yùn)動(dòng) D向右做加速運(yùn)動(dòng) 解析：當(dāng)導(dǎo)體棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生恒定的電流，線圈中的磁通量恒定不變，無感應(yīng)電流出現(xiàn)，A錯(cuò)；當(dāng)導(dǎo)體棒向左減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則可判定回路中出現(xiàn)從ba的感應(yīng)電流且減小，由安培定則知螺線管中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向左在減弱，由楞次定律知c中出現(xiàn)順時(shí)針感應(yīng)電流(從右向左看)且被螺線管吸引，B對(duì)；同理可判定C對(duì)、D錯(cuò)答案：BC5(xx北京理綜)物理課上，老師做了一個(gè)奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”如圖，她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后、將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起某同學(xué)另找來器材再探究此實(shí)驗(yàn)他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗(yàn)，線圈上的套環(huán)均未動(dòng)對(duì)比老師演示的實(shí)驗(yàn)，下列四個(gè)選項(xiàng)中，導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng)的原因可能是()A線圈接在了直流電源上B電源電壓過高C所選線圈的匝數(shù)過多D所用套環(huán)的材料與老師的不同解析：金屬套環(huán)跳起的原因是開關(guān)S閉合時(shí)，套環(huán)上產(chǎn)生感應(yīng)電流與通電螺線管上的電流相互作用而引起的線圈接在直流電源上，S閉合時(shí)，金屬套環(huán)也會(huì)跳起電壓越高，線圈匝數(shù)越多，S閉合時(shí)，金屬套環(huán)跳起越劇烈若套環(huán)是非導(dǎo)體材料，則套環(huán)不會(huì)跳起故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確答案：D