《2020年高考物理一轮复习 第11章 电磁感应 第51讲 电磁感应现象、楞次定律学案（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年高考物理一轮复习 第11章 电磁感应 第51讲 电磁感应现象、楞次定律学案（含解析）（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电磁感应现象、楞次定律研读考纲明方向重读教材定方法(对应人教版选修32的页码及相关问题)1P7图4.27，要使电流表偏转，摇绳的两同学应南北站立还是东西站立？提示：东西站立。2P7问题与练习T1，甲、乙、丙三种情况，哪种产生感应电流？哪种产生感应电动势？提示：乙、丙产生感应电动势，丙产生感应电流。3P9问题与练习T7，为使MN棒中不产生感应电流，磁感应强度B与t的关系如何？提示：由B0l2Bl(lvt)，得B。4P11阅读教材，思考：感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反吗？提示：不一定。5P12思考与讨论导体棒AB中的感应电流沿什么方向？提示：沿AB。6P13问题与练习T4，线圈在B
2、位置时，穿过它的磁通量为零，产生的感应电流也为零吗？提示：磁通量为零，感应电流不为零。7P16阅读教材，思考：EBlv中，l指导线实际长度吗？提示：不是。l是有效切割长度。8P16思考与讨论感应电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了它？是有利于线圈的转动，还是阻碍了线圈的转动？提示：根据楞次定律可知，感应电动势削弱了电源产生的电流，阻碍了线圈的转动。9P20思考与讨论导体棒哪端电势高？若外接用电器，导体棒电流沿什么方向？此时导体棒中哪端电势高？提示：C端电势高；电流从DC；C端电势高。10P23图4.64，思考：开关S断开后灯泡A中的电流方向是什么？提示：从右向左。11P23图4.65，图甲
3、中，若开关S断开，电流表示数立即变为零还是逐渐变为零？提示：立即变为零。12P24阅读“磁场的能量”。13P27图4.77，连接正负接线柱的导线有什么作用？提示：使电流表中形成闭合电路，起到电磁阻尼作用，预防指针振动过大。第51讲电磁感应现象、楞次定律考点一电磁感应现象的理解一、磁通量1磁通量(1)定义：磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积。(2)公式：BS(BS)；单位：韦伯(Wb)。(3)矢标性：磁通量是标量，但有正负。2磁通量的变化量：21。3磁通量的变化率(磁通量变化的快慢)：磁通量的变化量与所用时间的比值，即，与线圈的匝数无关。4磁通量发生变化的三种常见情况(1)磁场强弱不变，
4、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，但二者的方向发生改变。二、电磁感应现象1电磁感应现象：当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，电路中有电流产生，这种现象称为电磁感应现象，产生的电流称为感应电流。2产生感应电流的条件(1)电路闭合；(2)磁通量发生变化。3实质：电磁感应现象的实质是产生感应电动势，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。1. 如图所示，a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈a中有电流I通过时，穿过三个线圈的磁通量分别为a、b、c，则()AabbcCaccb答案B解析当线圈a中有电流通过时，穿过a、
5、b、c三个闭合线圈垂直纸面向里的磁感线条数一样多，向外的磁感线条数线圈c最多，其次是线圈b，线圈a中没有向外的磁感线，因此穿过闭合线圈的净磁感线条数线圈a最多，线圈b次之，线圈c最少，即abc，故B正确。2. 磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图所示，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边翻转到位置2，设先后两次通过线框的磁通量变化量大小分别为1和2，则()A12 B12C12。将闭合线框从位置1平移到位置2，磁感线是从闭合线框的同一面穿过的，所以1|21|12；将闭合线框从位置1绕cd边翻转到位置2，磁感线分别从闭合线框的正反两面穿
6、过，所以2|(2)1|12(以原来穿过的方向为正方向，则后来从另一面穿过的方向为负方向)。故正确选项为C。3教材母题(人教版选修32 P8T3)如图所示，垂直于纸面的匀强磁场局限在虚线框内，闭合线圈由位置1穿过虚线框运动到位置2。线圈在运动过程中什么时候有感应电流，什么时候没有感应电流？为什么？变式子题(2018河北邯郸期末)图中能产生感应电流的是()答案B解析A项中线圈不是闭合的，不能产生感应电流；B项中回路的面积增大，穿过回路的磁通量增大，能够产生感应电流；C项中由于直导线在线圈对称轴的正上方，所以穿过线圈的磁通量等于0，电流增大，穿过线圈的磁通量仍然是0，不能产生感应电流；D项中线圈整体
7、沿垂直于匀强磁场方向运动，穿过线圈的磁通量始终最大且没有发生变化，不能产生感应电流。故选B。考点二感应电流的方向1楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。(2)适用范围：一切电磁感应现象。(3)应用楞次定律的思路：2右手定则(1)内容：如图所示，伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导体运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。(2)适用情况：导线切割磁感线产生感应电流。3“三定则一定律”的应用对比1教材母题(人教版选修32 P13T3)在如图中CDEF是金属框，框内存在着如图所示的匀强磁场。当导体AB
8、向右移动时，请用楞次定律判断ABCD和ABFE两个电路中感应电流的方向。变式子题(2017全国卷)如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是()APQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向BPQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向CPQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向DPQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向答案D解析金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，闭合回路PQR
9、S中磁场方向垂直纸面向里，磁通量增大，由楞次定律可判断，闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场垂直纸面向外，由安培定则可判断感应电流方向为逆时针；由于闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，与原磁场方向相反，则T中磁通量减小，由楞次定律可判断，T中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，由安培定则可知T中感应电流方向为顺时针，选项D正确。2. (多选)两根互相平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上导体棒AB和CD可以自由滑动。当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法正确的是()ACD内有电流通过，方向是DCBCD向左运动C磁场对CD作用力向左D磁场对AB作用力向左答案A
10、D解析为了判断CD内电流方向，首先判断AB内的电流方向，因为AB在外力F作用下向右做切割磁感线运动，根据右手定则判断可知电流的方向是BA，AB起着电源的作用，电流从A端流出，回路的电流方向是 BADCB，所以A正确。由左手定则可知D正确，B、C错误。考点三楞次定律的推广应用1楞次定律中“阻碍”的含义2楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为电磁感应的效果总要阻碍引起电磁感应的原因，列表说明如下如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的变化电流，t0时电流的方向为顺时针方向(如图中箭头所示)，在t1t2时间内，对于线圈B，下列说法中正确的是()A线圈B内有
11、顺时针方向的电流，且线圈B有扩张的趋势B线圈B内有顺时针方向的电流，且线圈B有收缩的趋势C线圈B内有逆时针方向的电流，且线圈B有扩张的趋势D线圈B内有逆时针方向的电流，且线圈B有收缩的趋势解析t1t2时间内，线圈A中的电流方向为逆时针方向，根据安培定则可知在线圈A内部产生的磁场方向向外，线圈外部产生的磁场方向向里，线圈B内的合磁通量是向外的。由于线圈A中的电流增大，故穿过线圈B的磁通量增加，因而根据楞次定律和安培定则，在线圈B中将产生顺时针方向的感应电流，由楞次定律的推论可知，线圈B有扩张的趋势。故A正确。答案A方法感悟线圈大小的变化趋势常有两种判断方法(1)微元法：取线圈B上一小段导线，若取
12、足够小，则可看成一条直线段，根据其中感应电流的方向，所在处磁场的方向及左手定则，可知该段导线的受力方向，以此推出线圈是有收缩的趋势还是有扩张的趋势。(2)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”是线圈B中磁通量的增加，“效果”便是阻碍磁通量的增加，只有线圈B的面积增大才能阻碍磁通量的增加，故线圈B有扩张的趋势。1(2018山东实验中学一诊)(多选)匀强磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图甲所示。磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。用I1、I2、I3分别表示Oa、ab、bc段的感应电流，F1、F2、F3分别表示金属环产生对应
13、感应电流时其中很小段受到的安培力。则()AI1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向BI2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向CF1方向指向圆心，F2方向指向圆心DF2方向背离圆心向外，F3方向指向圆心答案AD解析由题图可知，在Oa段磁场方向垂直于纸面向里，穿过圆环的磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流I1沿逆时针方向，在ab段磁场方向垂直纸面向里，穿过圆环的磁通量减少，由楞次定律可知，感应电流I2沿顺时针方向，A正确；在bc段磁场垂直纸面向外，磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流I3沿顺时针方向，B错误；由左手定则可知，Oa段电流受到的安培力F1方向指向圆心，ab段电流受到的安培力F2方向背离圆心向外，C
14、错误；bc段电流受到的安培力F3方向指向圆心，D正确。2. (2018安徽宣城月考)如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是()AFN先小于mg后大于mg，运动趋势向左BFN先大于mg后小于mg，运动趋势向左CFN先小于mg后大于mg，运动趋势向右DFN先大于mg后小于mg，运动趋势向右答案D解析解法一：当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，线圈中向下的磁通量先增大后减小，由楞次定律可知，线圈中先产生逆时针方向的感应电流后产生顺时针方向的感应电流(从上往下看)，线圈四条边所受安培力的合力先向右下，后向右上，因此FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右，D正确。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。本题中的“原因”是线圈中磁通量先增大后减小，归根结底是磁铁先靠近后远离线圈。“效果”是线圈要采取措施阻碍磁通量先
