《（学海导航）2015年高三物理一轮总复习配套课件第9章 电磁感应 第1节 电磁感应现象 楞次定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（学海导航）2015年高三物理一轮总复习配套课件第9章 电磁感应 第1节 电磁感应现象 楞次定律（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 1节 电磁感应现象 楞次定律 1. ( 单选 ) 如图所示 ， 面积为 S 的线圈放在磁感应强度为B 的竖直向上的匀强磁场中 ， 若线圈平面与水平面所成的夹角为 ， 那么穿过线圈的磁通量为 ( ) A BS B BS s C BS ta n D BS A 2. 一金属圆环水平固定放置 现将一竖直的条形磁铁 ，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放 ， 在条形磁铁穿过圆环的过程中 ， 条形磁铁与圆环 ( ) A 始终相互吸引 B 始终相互排斥 C 先相互吸引 ， 后相互排斥 D 先相互排斥 ， 后相互吸引 D 【解析】 由楞次定律可知，当条形磁铁靠近圆环时，感应电流阻碍其靠近，是排斥力；当磁铁穿
2、过圆环并远离圆环时，感应电流阻碍其远离，是吸引力， D 项正确 3. ( 单选 ) 如图 ， 均匀带正电的绝缘圆环 a 与金属圆环 当 a 绕 O 点在其所在平面内旋转时 ， b 中产生顺时针方向的感应电流 ， 且具有扩张趋势 ， 由此可知 ， 圆环 a ( ) A 顺时针加速旋转 B 顺时针减速旋转 C 逆时针加速旋转 D 逆时针减速旋转 C 【解析】 因为 b 具有扩张趋势，故 a 的电流应为逆时针方向，根据楞次定律可知产生 b 环感应电流的磁感应强度应向外增加，故 a 加速旋转 考点 1：磁通量的分析与计算 例 1 ： ( 单选 ) 磁感应强度为 B 的匀强磁场 ， 方向水平向右 ， 一
3、面积为 S 的矩形线框 图所示放置 ， 平面 角 ， 将 转 180 ， 则穿过线框平面的磁通量的变化为 ( ) A 0 B 2 C 2 BS D 2 BS 【解析】 平面在转动之前，磁场从左向 右穿进平面磁通量为 BS ，平面转过 180 后，磁场对平面 通量应为 BS ，因此磁通量的变化为 BS ( BS ) 2 BS ，应选 C. 答案： C 【变式训练 1 】 ( 单选 ) 如图所示 ， 一个矩形线圈与通有相同大小的电 流的平行直导线在同一平面内 ， 二 根通电的直导线关于线框的中心轴 对称 ， 则下列说法正确的 ( ) A 若两电流同向时 ， 穿过线圈的磁通量为零 B 若两电流反向时
4、 ， 穿过线圈的磁通量为零 C 不论两电流同向或反向 ， 穿过线圈的磁通量都不变 D 因两电流产生的磁场是不均匀的 ， 因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零 A 【解析】 两电流同向时，穿过线圈的磁通量一个是正值，另一个为负值，合起来的磁通量为零，选项 A 对，两电流反向时，穿过线圈的两个磁通量都是一样的，没有正负之分，合起来的磁通量不为零，是一个电流所产生的磁通量的二倍，选项 误 考点 2：电磁感应现象是否发生的判断 例 2 ： ( 多选 ) 图甲为一放置在垂直纸面向里的匀强磁场中的正方形金属线圈 ， 磁场的磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系 如图乙所示 ， 则以下说法正确的是 ( )
5、考点 2：电磁感应现象是否发生的判断 例 2 ： ( 多选 ) 图甲为一放置在垂直纸面向里的匀强磁场中的正方形金属线圈 ， 磁场的磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系 如图乙所示 ， 则以下说法正确的是 ( ) A 在 0 5s 的时间内 ， 正方形线圈中均有感应电流产生 B 在前 2s 内线圈中产生了恒定的电流 C 在 2s 3s 内线圈中无感应电流产生 D 在前 2s 内和 3s 5s 内这两个时间段内 ， 线圈中产生的感应电流的方向相反 【解析】 整个过程线框的面积 S 不变，在 2s 3s 内，磁感应强度 B 随时间 t 不变，由磁通量的定义 知，穿过线圈的磁通量没有改变，根据电磁感
6、应定律的发生条件，线圈里没有感应电流，选项 A 错 C 对 前 2s 内穿过线圈的磁通量的变化是不均匀的，由法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电流也是不均匀的，选项 B 错误 前 2s 内磁感应强度 B 随时间 t 在增加， 3s 5s 内磁感应强度 B 随时间 t 在减少，由楞次定律可知，产生的感应电流的方向是相反的，选项 D 正确 答案： 【变式训练 2 】 如图所示 ， 通电直导线旁放一个金属线框且线框和导线在同一平面内 以下哪种运动方式不能使线框 中产生感应电流 ( ) A 线框以 轴旋转 B 线框以 为轴旋转 C 线框向右移动 D 线框以 为轴旋转 A 【解析】 通电直导线所产生的磁
7、场是绕直导线 的一组同心圆，选项 A 中，线框以 轴旋转，线框的有效面积 S 和磁感应强度 B 的大小都没有改变，由 知，穿过线框的磁通量没有改变，没有感应电流 选项 ，穿过线框的有效面积发生变化，选项 C 中，穿过线框的磁感应强度 B 的大小发生变化，故选项 穿过线框的磁通量都发生了改变，有感应电流产生 考点 3：楞次定律的理解及应用 例 3 ： 多年来物理学家一直设 想用实验证实自然界中存在 “ 磁单 极子 ” 磁单极子是指只有 S 极或 只有 N 极的磁性物质 ， 其磁感线分 布类似于点电荷的电场线分布 如图所示的实验就是用于检测磁单极子的实验之一 ， 用超导材料围成的闭合回路 设想有一
8、个 N 极磁单极子沿 线从左向右穿过超导回路 ， 那么在回路中可能发生 的现象是 ( ) A 回路中无感应电流 B 回路中形成持续的 a 流向的感应电流 C 回路中形成持续的 ad 向的感应电流 D 回路中形成先 a 流向后 a d 感应电流 【解析】 解法一： N 极磁单极子的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布， N 极磁单极子在环的左边向右运动，穿过 向右的磁通量增加了，由楞次定律知， 应电流的磁场向左，阻碍向右的磁通量增加， 应电流的方向为 ad 当 N 极磁单极子到达环的右边继续向右运动时，穿过 向左的磁通量减少了，由楞次定律知， 应电流的磁场向左，阻碍向左的磁通量减少，应电流的方向还
9、是为 a d 由于回路由超导体组成，电阻为 0 ，故感应电流不会消 失，选项 C 正确 解法二：把 N 极磁单极子看做静止，环 ab 对 右手定则可知，回路中一直有 ad 向的感应电流 答案： C 【变式训练 3 】 ( 单选 ) 某同学设计了一个电磁冲击钻 ，其原理示意图如图所示 ， 若发现钻头 M 突然向右运动 ， 则可能是 ( ) A 开关 S 由断开到闭合的瞬间 B 开关 S 由闭合到断开的瞬间 C 保持开关 S 闭合 ， 变阻器滑片 P 加速向右滑动 D 保持开关 S 闭合 ， 变阻器滑片 P 匀速向右滑动 A 【解析】 解法一： A 选项中开关 S 由断开到闭合的瞬间，流过左边的螺
10、线管的电流是由左向右绕螺线管流动且突然增大，产生的磁场也增强，穿过钻头 M 螺线管的向右的磁通量增加，由楞次定律可知，钻头 M 螺线管中的感应电 流由右向左绕螺线管流动，两个螺线管中的电流环绕方向相反，从而相互排斥，钻头 M 会向右运动 而 个选项中流过左边的螺线管的电流是由左向右绕螺线管流动且减少的，与 A 选项的情况相反，钻头 M 会向左运动，故 误 解法二： A 选项中开关 S 由断开到闭合的瞬间，流过左边的螺线管的电流是由左向右绕螺线管 流动且突然增大，产生的磁场也增强，穿过钻头 M 螺线管的向右的磁通量增加，由楞次定律中的 “ 阻碍 ” 两个字的含义可知，钻头 M 向右运动才会 “
11、阻碍 ” 穿过钻头 M 螺线管的向右的磁通量增加，故 A 选项正确，同理，其他选项错误 考点 4：右手定则 ， 左手定则 ， 安培定则和楞次定律的综合应用 例 4 ： ( 2012 新课标卷 ) 如图 ， 一载流长 直导线和一矩形导线框固定在同一平面内 ， 线框在长直导线右侧 ， 且其长边与长直导线 平行 已知在 t 0 到 t 直 导线中电流 i 发生某种变化 ， 而线框中感应电流总是沿顺时针方向 ； 线框受到的安培力的合力先水平向左 、 后水平向右 设电流 i 正方向与图中箭头方向相同 ， 则 i 随时间 t 变化的图线可能是 ( ) 【解析】 本题可按以下步骤：先根据长直导线的电流方向来
12、判断穿过线框处的磁场方向，再依据楞次定律来分析线框中感应电流方向，最后判断符合线框中感应电流方向的选项分析 A 图，设电流 i 为 0 的时刻为 图甲所示 在 0 安培定则可知，直导线中的电流在线框处产生的磁场方向垂直于纸面向里，由于直导线中的电流在减少，线框中垂直于纸面向里的磁场也在减弱，穿过线框中向里的磁通量也在减小，由楞次定律可知此过程中线框中的感应电流的磁场方向也垂直于纸面向里，感应电流的方向为顺时针方向，由左手定则可判断出线框的左边所受安培力 框的右边所受安培力 图乙所示，由于线框的左边离直导线近，所受到的安培力 线框所受合力方向向左 在 直导线中的电流在线框处产生的磁场方向垂直于纸
13、面向外，且磁场在随直导线中的电流的增大而增大，由楞次定律可知此过程中线框中的感应电流方向为顺时针方向，由左手定则可判断出线框的左边所受安培力 框的右边所受安培力 图丙所示，且框所受合力方向向右，故选项 A 正确 同理，分析选项 B 、 C 、 D 错误 答案： A 【变式训练 4 】 如下图所示 ， 导轨间的磁场方向垂直于纸面向里 ， 当导线 导轨上向右加速滑动时 ， 正对电磁铁 A 的圆形金属环 B 中 ( ) A 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 ， 且电流方向与 A 中的相反 D 【解析】 导线 导轨上向右加速滑动时，由右手定则可知，流过右边的螺线管 A 的电流是由右向左绕螺线管流动且增大，产生的磁场也增强，穿过圆形金属环 B 的向 左的磁通量增加，由楞次定律可知，圆形金属环 B 必有感应电流，且感应电流环绕方向与右边的螺线管 A 的电流环绕方向相反，相互排斥，也可由楞次定律里的 “ 阻碍 ”含义可判断 B 远离 A ， B 与 A 相互排斥，故选项 A 错误， D 选项正确
