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1、,第九章 电磁感应,2017高考备考导航,第一节 电磁感应现象 楞次定律,主干回顾,切割磁感线,变化,阻碍,变化,手心,导线运动,感应电流,1判断下列说法的正误。 (1)闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生。( ) (2)穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中不一定有感应电流产生。( ) (3)线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生。( ),自我检测,(4)当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势。( ) (5)由楞次定律知，感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。( ) (6)回路不闭合，穿过回路的磁通量变化时，也会产生“阻碍”作用。( ) (7)感应电
2、流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。( ),2(2016沈阳模拟)下列图中能产生感应电流的是 答案 B,3如图911所示，当磁场的磁感应强度B增强时，内、外金属上的感应电流的方向应为 图911,A内环顺时针，外环逆时针 B内环逆时针，外环顺时针 C内、外环均为顺时针 D内、外环均为逆时针 答案 A,4下列各图是验证楞次定律实验的示意图，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，其中与事实相符的是,解析 A选项中，当磁铁向下运动时：闭合线圈中原磁场的方向向下；穿过闭合线圈的磁通量的变化增加；感应电流产生的磁场方向向上；由安培定则判断感应
3、电流的方向与图中箭头方向相反。所以A错误。同理可判断，B、D错误，C正确。 答案 C,考点一 对电磁感应现象的理解 1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。,考向1 磁场变化引起的电磁感应现象 例1 现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关如图912所示连接。下列说法中正确的是 图912,A开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流表指针偏转 B线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流表指针均不会偏转 C开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电
4、流表指针静止在中央零刻度 D开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流表指针才能偏转,解析 开关闭合后，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，从而电流表指针偏转，选项A正确；线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，线圈B的磁通量会发生变化，电流表指针会偏转，选项B错误；开关闭合后，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，电流表指针都会发生偏转，选项C、D错误。 答案 A,考向2 面积、夹角变化引起的电磁感应现象 例2 (2016大连模拟)如图913所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应
5、强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为。在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是,图913,Aab向右运动，同时使减小 B使磁感应强度B减小，角同时也减小 Cab向左运动，同时增大磁感应强度B Dab向右运动，同时增大磁感应强度B和角(090),解析 设开始时回路面积为S，据题意，磁通量BScos ，对A，S增大，减小，cos 增大，则增大，选项A正确。对B，B减小，减小，cos 增大，可能不变，选项B错。对C，S减小，B增大，可能不变，选项C错。对D，S增大，B增大，增大，cos 减小，可能不变，选项D错。 答案 A,考点二 楞次定律的理解及应用 1楞次定律中“
6、阻碍”的含义,2判断感应电流方向的两种方法 方法一 用楞次定律判断,方法二 用右手定则判断 该方法适用于切割磁感线产生的感应电流。判断时注意掌心、拇指、四指的方向： (1)掌心磁感线垂直穿入； (2)拇指指向导体运动的方向； (3)四指指向感应电流的方向。,考向1 电流变化产生感应电流方向的判断 例3 长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如图914甲所示，长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的交流电：iImsin t，it图象如图乙所示。规定沿长直导线方向向上的电流为正方向。关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是,图914,A由顺时针方向变为逆时针方
7、向 B由逆时针方向变为顺时针方向 C由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向 D由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向,解析 将一个周期分为四个阶段，对全过程的分析列表如下：,答案 D,考向2 导体棒切割磁感线电流方向的判断 例4 如图915所示，MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆，垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面，则,图915,A若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向为abdca B若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向为acdba C若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路
8、中的电流为零 D若ab、cd都向右运动，且两杆速度vcdvab，则abdc回路有电流，电流方向为acdba,解析 由右手定则可判断出A项做法使回路产生顺时针方向的电流，故A项错，若ab、cd同向运动且速度大小相同，ab、cd所围面积不变，磁通量不变，故不产生感应电流，故B项错，若ab向左，cd向右，则abdc回路中有顺时针方向的电流，故C项错。若ab、cd都向右运动，且两杆速度vcdvab，则ab、cd所围面积发生变化，磁通量也发生变化，由楞次定律可判断出，abdc回路中产生顺时针方向的电流，故D项正确。 答案 D,考点三 “三定则一定律”的综合应用 1“三个定则一个定律”的比较,2.三个定则
9、的因果关系 三个定则容易相混，特别是左、右手易错用，抓住因果关系是关键： (1)因电而生磁(IB)安培定则； (2)因动而生电(v、BI)右手定则； (3)因电而受力(I、BF安)左手定则。,考向1 “因电而动”类 例5 (多选) (2016西安模拟)如图916所示的电路中，若放在水平光滑金属导轨上的ab棒突然向右移动，这可能发生在 图916,A闭合开关S的瞬间 B断开开关S的瞬间 C闭合开关S后，减小滑动变阻器R的阻值时 D闭合开关S后，增大滑动变阻器R的阻值时,解析 本题中线圈L1和L2绕在同一个铁芯上，因此穿过二者的磁通量始终相等。只要L1中的电流发生变化，穿过L2的磁通量就随之发生变化
10、，L2中就有感应电流产生，ab棒就受安培力的作用发生移动。显然，对ab棒来说“因电而动”，故可由左手定则确定其中的电流方向。由左手定则判定ab中的电流方向为ab，再由安培定则可判断出L2中的感应电流产生的磁场方向与L1产生的磁场方向相反。说明原磁场L1产生的磁场磁通量是增加的，即L1中的电流在增大，故相应的情况应是闭合开关S的瞬间或闭合开关S后减小滑动变阻器R的阻值时，故选项A、C两项正确。 答案 AC,考向2 “因动而电”与“因电而力”类 例6 (多选) 如图917所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，则PQ所做的
11、运动可能是,图917 A向右加速运动 B向左加速运动 C向右减速运动 D向左减速运动,答案 BC,规律总结 应用左手定则和右手定则时应注意的两个问题 (1)右手定则与左手定则的区别：抓住“因果关系”才能无误，“因动而电”用右手；“因电而动”用左手。 (2)使用中左手定则和右手定则很容易混淆，为了便于区分，可把两个定则简单地总结为“通电受力用左手，运动生电用右手”。“力”的最后一笔“丿”方向向左，用左手；“电”的最后一笔“乚”方向向右，用右手。,考点四 利用“因果关系法”分析电磁感应现象(物理思想) 1方法概述 因果关系分析法是指在解题过程中依据事物之间的前后相连，先行后续的因果关系去分析，推断
12、事物的原因或结果的一种思维方法。,2利用因果关系分析法进行主观性推断的两种情形 (1)据因推果：根据某种原因，预见它可能产生的结果。 (2)执果索因：根据某种结果，探究产生或导致这种结果的原因。,3电磁感应中常见因果关系的例析 (1)阻碍原磁通量变化“增反减同” (2)阻碍相对运动“来拒去留” (3)使回路面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩” (4)阻碍原电流的变化“增反减同”,考向1 “执果索因”类 例7 一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动。M连接在如图918所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S
13、为单刀双掷开关。下列情况中，可观测到N向左运动的是,图918,A在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间 B在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间 C在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时 D在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时,审题探究 本题中感应电流的“效果”是使N靠近M；“原因”是穿过N的磁通量减小，即M中的电流减小。 解析 由楞次定律的推广含义可知：只要线圈中电流增强，即穿过N的磁通量增加，N就向右运动；只要线圈中电流减弱，即穿过N的磁通量减少，N就向左运动。故C选项正确。 答案 C,规律总结 应用楞次定律及其推论时，要注意“阻碍”的具体含义 (1)从阻碍磁通量的变化理解为
14、：当磁通量增大时，会阻碍磁通量增大，当磁通量减小时，会阻碍磁通量减小。 (2)从阻碍相对运动理解为：阻碍相对运动是“阻碍”的又一种体现，表现在“近斥远吸，来拒去留”。 (3)从阻碍电流的变化(自感现象)理解为：阻碍电流的变化，增则反，减则同。,考向2 据因推果类 例8 (多选)如图919所示，光滑固定的金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时,图919 AP、Q将相互靠拢 BP、Q将相互远离 C磁铁的加速度仍为g D磁铁的加速度小于g,解析 解法一 设磁铁下端为N极，如图所示，根据楞次定律可判断出P、Q中的感应电流方向，根据左手
15、定则可判断P、Q所受安培力的方向。可见，P、Q将互相靠拢。由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于g。当磁铁下端为S极时，根据类似的分析可得到相同的结果，所以，本题应选A、D。,解法二 根据楞次定律的另一种表述感应电流的效果，总要反抗产生感应电流的原因。本题中“原因”是回路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近。所以，P、Q将互相靠近且磁铁的加速度小于g，应选A、D。 答案 AD,1 (2014课标)在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是 A将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化,随堂巩固,C将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化 D绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化,解析 将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，因线圈中的磁通量没有变化，故不能观察到感应电流，选项A不符合题意；在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，同时如果通电线圈
