2019年高考物理一轮复习第十章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律学案
2019年高考物理一轮复习第十章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律学案
第1讲 电磁感应现象 楞次定律板块一 主干梳理·夯实基础【知识点1】 磁通量 Ⅰ 1.磁通量(1)定义：匀强磁场中，磁感应强度(B )与垂直磁场方向的面积(S )的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通，我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理解。
(2)公式：Φ＝BS 。
(3)适用条件：①匀强磁场；②S 是垂直磁场方向的有效面积。
(4)单位：韦伯(Wb)，1 Wb ＝1_T·m 2。
(5)标量性：磁通量是标量，但有正负之分。
磁通量的正负是这样规定的，即任何一个平面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿入时磁通量为正，则磁感线从反面穿入时磁通量为负。
2.磁通量的变化量在某个过程中，穿过某个平面的磁通量的变化量等于末磁通量Φ2与初磁通量Φ1的差值，即ΔΦ＝Φ2－Φ1。
3.磁通量的变化率(磁通量的变化快慢)磁通量的变化量与发生此变化所用时间的比值，即ΔΦΔt 。
【知识点2】 电磁感应现象 Ⅰ1.电磁感应现象：当闭合电路的磁通量发生改变时，电路中有感应电流产生的现象。
2.产生感应电流的条件 (1)电路闭合。
(2)磁通量变化。
3.电磁感应现象的两种情况(1)闭合电路中部分导体做切割磁感线运动。
(2)穿过闭合回路的磁通量发生变化。
4.电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合则产生感应电流；如果回路不闭合，则只产生感应电动势，而不产生感应电流。
5.能量转化发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能。
【知识点3】 楞次定律 Ⅱ 1.楞次定律(1)内容：感应电流产生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：适用于一切回路磁通量变化的情况。
2.右手定则(1)内容：①磁感线穿入右手手心。
(从掌心入，手背穿出) ②大拇指指向导体运动的方向。
③其余四指指向感应电流的方向。
(2)适用范围：适用于部分导体切割磁感线。
板块二 考点细研·悟法培优 考点1电磁感应现象的判断[解题技巧]1.磁通量变化的常见情况2.感应电流能否产生的判断例1 (多选)如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO′是它的对称轴，通电直导线AB与OO′平行。
2019版高考物理一轮复习第十章电磁感应第1讲电磁感应定律楞次定律学案
第1讲电磁感应定律楞次定律★★★考情微解读★★★微知识1 磁通量2．磁通量的意义：可以用磁感线形象地说明，即穿过磁场中某个面的磁感线的条数。
对于同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，穿过它的磁感线条数最多，磁通量最大。
当它跟磁场方向平行时，没有磁感线穿过它，则磁通量为零。
微知识2 电磁感应现象1．电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生的现象。
2．产生感应电流的条件(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。
3．产生电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则产生感应电流；如果回路不闭合，则只产生感应电动势，而不产生感应电流。
4．能量转化发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能。
微知识3 楞次定律一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
)1．磁通量等于磁感应强度B与面积S的乘积。
(×)2．磁通量、磁通量变化、磁通量的变化率的大小均与匝数无关。
(√)3．只要回路中的磁通量变化，回路中一定有感应电流。
(×)4．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。
(×)5．当导体做切割磁感线运动时，一定产生感应电动势。
(√)二、对点微练1．(磁通量的理解)如图所示的磁场中，有三个面积相同且相互平行的线圈S1、S2和S3，穿过S1、S2和S3的磁通量分别为Φ1、Φ2和Φ3，下列判断正确的是( )A．Φ1最大B．Φ2最大C．Φ3最大D．Φ1＝Φ2＝Φ3解析三个线圈的面积相同，由图可看出第三个线圈所在处磁感线最密，即磁感应强度最强，所以Φ3最大。
答案 C2．(电磁感应现象)如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是( )解析根据产生感应电流的条件，闭合回路内磁通量变化产生感应电流，能够产生感应电流的是图B。
答案 B3．(楞次定律)如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外。
高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 第1节 电磁感应现象 楞次定律教案 鲁科版-鲁科版高三全册物理教
第十章电磁感应2018级某某省普通高中教学指导意见与2021年选择考预测内容标准1.收集资料,了解电磁感应现象的发现过程,体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神.2.通过实验,理解感应电流的产生条件.举例说明电磁感应在生活和生产中的应用.3.通过探究,理解楞次定律.理解法拉第电磁感应定律.4.通过实验,了解自感现象和涡流现象.举例说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用.选择考预测本章高考考查的频率很高,大部分出现在选择题中,有时也出现在计算题中.考查频率较高的知识点有“判断感应电流的产生”“判断感应电流的方向”“感应电动势的计算”等,并经常综合运动学、力学、磁场、能量等知识进行考查,在考查基础知识的同时考查应用数学知识解决问题的能力和物理建模能力.2021年选择性考试改为某某本省自主命题且实行单科考试后,考试时长和试题题量均会相应增加,预计2021年的考试中,选择题中对图象如Φt,B t,i t,v t等对法拉第电磁感应定律的应用进行考查,计算题中,“单杆”或“双杆”模型应用动量定理、动量守恒定律的考查,体现运动、力、电、能等知识的综合应用,也体现分析、建模、应用数学等能力的综合考查仍将是热点和难点.[全国卷考情分析]——供老师参考考点内容要求高考(全国卷)三年命题情况对照分析2017 2018 2019电磁感应现象ⅠⅠ卷T18:电磁感应与阻尼现象Ⅰ卷T17:电磁感应与电路问题Ⅰ卷T20:电磁感应与电路问题磁通量Ⅰ法拉第电磁感应定律ⅡⅡ卷T24:电磁感应与图象问题Ⅲ卷T25:楞次定律的理解与应用Ⅰ卷T19:楞次定律的理解与应用Ⅱ卷T18:电磁感应与图象问题Ⅲ卷T20:电磁感应与图象问题Ⅱ卷T21:电磁感应与图象问题Ⅲ卷T19:电磁感应与图象问题楞次定律Ⅱ自感、涡流Ⅰ备考策略:1.考查方式:电磁感应的考查在全国卷中出现的频率高,大部分出现在选择题型中,有时也出现在计算题中.考查频率较高的知识点有“判断感应电流的产生”“判断感应电流的方向”“感应电动势的计算”等,并经常综合运动学、力学、磁场、能量等知识进行考查.2.命题趋势:(1)对应用楞次定律、右手定则结合左手定则来综合判断感应电流和安培力的方向等基础能力的考查;(2)结合Φt,B t,i t,v t等图象对法拉第电磁感应定律的应用进行考查;(3)“单杆”或“双杆”模型的考查,尤其是在把“动量定理”“动量守恒定律”列为必考点之后,要特别注意结合“通过横截面的电荷量”考查动量定理的应用.第1节电磁感应现象楞次定律一、磁通量1.概念:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积S与B的乘积叫做穿过这个面积的磁通量.2.公式:Φ=BS,单位符号是Wb.(1)匀强磁场.(2)S为垂直于磁场的有效面积.4.物理意义:相当于穿过某一面积的磁感线的条数.二、电磁感应现象因磁通量的变化而产生电流的现象.(1)穿过闭合电路的磁通量发生变化.(2)闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动.实质是产生感应电动势,如果回路闭合则产生感应电流;如果回路不闭合,则只有感应电动势,而无感应电流.知识解读图1中AB导体棒切割磁感线运动时,AB导体棒、导线、电流表构成的回路中磁感应强度没有变化,磁场的有效面积发生了变化,引起磁通量发生变化,回路产生了感应电流. 图2中线圈和电流表构成的回路,磁铁插入、抽出时,线圈的面积没有变化,线圈内的磁感应强度发生了变化,引起磁通量发生变化,回路产生了感应电流.磁铁停在线圈中时,线圈的磁通量不发生变化,回路中不产生感应电流.三、感应电流方向的判断(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X围:一切电磁感应现象.(1)内容:如图,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;让磁感线垂直穿入手心,并使拇指指向导线运动的方向,其余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.自主探究在图中,假定导体棒AB向右运动.(1)我们研究的是哪个闭合电路?(2)当导体棒AB向右运动时,穿过这个闭合电路的磁通量是增大还是减小?(3)感应电流的磁场应该是沿哪个方向的?(4)导体棒AB中的感应电流是沿哪个方向的?答案:(1)ABEF (2)增大(3)垂直轨道平面向外(4)A→B(1)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关.( √)(2)1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象.( √)(3)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.( ×)(4)闭合电路内只要有磁通量,就有感应电流产生.( ×)(5)感应电流的磁场一定阻止引起感应电流的磁场的磁通量的变化.( ×)2.(2019·某某某某模拟)如图所示,匀强磁场垂直圆形线圈指向纸内,a,b,c,d为圆形线圈上等距离的四点,现用外力在上述四点将线圈拉成正方形,且线圈仍处在原平面内,则在线圈发生形变的过程中( A)解析:周长一定时,圆形的面积最大.现用外力在四点将线圈拉成正方形,线圈面积变小,磁通量变小,有感应电流产生,由楞次定律可知线圈中将产生顺时针方向的感应电流,故A正确.3.(2019·某某某某模拟)(多选)如图所示,一根长导线弯曲成“”形,通以直流电流I,正中间用绝缘线悬挂一金属环C,环与导线处于同一竖直平面内.在电流I增大的过程中,下列判断正确的是( BC)解析:由Φ=BS知,金属环的面积S不变,I增大,B增大,所以金属环中有感应电流产生,A错误;由楞次定律得,金属环中感应电流方向沿逆时针,B正确;由于环的上半部分所在处的磁感应强度大于下半部分所在处的磁感应强度,由左手定则可知F方向向下,所以F拉=mg+F,拉力大于重力,C正确,D错误.4.( AC)解析:线圈靠近磁铁时磁通量向上增加,由楞次定律知,产生的感应电流阻碍磁通量的增加,感应电流的磁场方向向下,感应电流方向为顺时针,线圈所受的安培力向上;同理,线圈远离磁铁时,线圈产生逆时针方向的电流,安培力向上,所以安培力始终为阻力.安培力对线圈做负功,线圈的机械能减小,A,C正确,B,D错误.考点一电磁感应现象的判断(1)电路中部分导线做切割磁感线运动,回路面积S变化导致Φ变化.(2)回路中磁感应强度B随时间或位置发生变化导致Φ变化.(3)线圈在磁场中转动(B与S的夹角发生变化)或B,S都变化后,其乘积BS发生变化,导致Φ变化.判断电磁感应现象是否发生的一般步骤[例1](2019·某某静安区二模)如图所示,一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内,螺线管的中心线正好和线圈的一条直径MN重合.要使线圈a中产生感应电流,可采用的方法有( D)解析:图中位置,穿过线圈a中的磁通量为零,使螺线管上的电流发生变化,或使螺线管在线圈a 所在平面内转动,或使线圈a以MN为轴转动,穿过线圈中的磁通量依然总是为零,只有使线圈a 以与MN垂直的一条直径为轴转动,才能改变穿过线圈中的磁通量,D项正确.[针对训练]在匀强磁场中,有两条平行金属导轨a,b,磁场方向垂直a,b所在的平面向下,c,d为串接有电流表、电压表的两金属棒,如图所示,两棒以相同的水平速度向右匀速运动,则以下结论正确的是( D)A.电压表有读数,电流表没有读数B.电压表有读数,电流表也有读数C.电压表无读数,电流表有读数D.电压表无读数,电流表也无读数解析:当两棒以相同的水平速度向右匀速运动时,回路的磁通量不变,没有感应电流产生,电流表没有读数.电压表是由电流表改装而成的,核心的部件是电流表,没有电流,指针不偏转,电压表也没有读数.故A,B,C错误,D正确.考点二楞次定律的理解与应用1.楞次定律中“阻碍”的含义内容例证阻碍原磁通量变化——“增反减同”磁铁靠近线圈,B感与B原方向相反磁铁靠近有斥力阻碍相对运动——“来拒去留”磁铁远离有引力使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”P,Q是光滑固定导轨,a,b是可动金属棒,磁铁下移,a,b靠近阻碍原电流的变化——“增反减同”闭合开关S,B先亮[例2](2019·某某某某二模)如图所示,一个N极朝下的条形磁铁竖直下落,恰能穿过水平放置的固定矩形导线框,则( A)A.磁铁经过位置①时,线框中感应电流沿abcd方向;经过位置②时,沿adcb方向B.磁铁经过位置①时,线框中感应电流沿adcb方向;经过位置②时,沿abcd方向C.磁铁经过位置①和②时,线框中的感应电流都沿abcd方向D.磁铁经过位置①和②时,线框中感应电流都沿adcb方向解析:当磁铁经过位置①时,穿过线框的磁通量向下且不断增加,由楞次定律可确定感应电流的磁场方向向上,阻碍磁通量的增加,根据右手螺旋定则可判定感应电流应沿abcd方向.同理可判断当磁铁经过位置②时,感应电流沿adcb方向.故A正确.用楞次定律判断(“四步法”)1.(增反减同)(多选)如图(甲)所示为放在同一水平面内的两个闭合同心圆形线圈A,B,线圈A 中通入如图(乙)所示的电流,t=0时电流方向为顺时针[如图(甲)中箭头所示],则下列说法中正确的是( ABD)1~t2时间内,线圈B内有顺时针方向的电流,线圈B有扩X的趋势1~t2时间内,线圈B内感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里C.在0~t1时间内,线圈B内有逆时针方向的电流D.在0~t1时间内,线圈B有收缩的趋势解析:由图(乙)可知,线圈A中的电流先顺时针减小后逆时针增大,产生的磁场先减小后增大,根据楞次定律“增反减同”可知,线圈B中的感应电流方向一直为顺时针方向;两线圈中的电流先同向后反向,两线圈先吸引后排斥,线圈B先有收缩趋势后有扩X趋势,故A,B,D正确,C错误.2.(来拒去留)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N及在水平方向运动趋势的判断,正确的是( D)A.N先小于mg后大于mg,运动趋势向左B.N先大于mg后小于mg,运动趋势向左C.N先小于mg后大于mg,运动趋势向右D.N先大于mg后小于mg,运动趋势向右解析:根据楞次定律“来拒去留”分析知线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力,运动趋势总是向右,D项正确.考点三“三定则一定律”的综合应用1.“三个定则、一个定律”的应用对比名称现象规律因果关系电流的磁效应运动电荷、电流产生磁场安培定则因电而生磁(I→B)磁场力磁场对运动电荷、电流的作用左手定则因电而受力(I,B→Fq,B→f)电磁感应回路磁通量变化楞次定律因磁而生电(ΔΦ→I)导体做切割磁感线运动右手定则因动而生电(v,B→I)(1)应用楞次定律时,一般要用到安培定则.(2)研究感应电流受到的安培力时,一般先用右手定则确定电流方向,再用左手定则确定安培力方向,有时也可以直接应用楞次定律的推论确定.[例3] (2019·某某某某二模)如图所示,金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路,金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动,则( C)C.ab棒向右运动速度v越大,所受安培力越大D.螺线管产生的磁场,A端为N极解析:金属棒ab向右运动切割磁感线,根据右手定则判断感应电流方向由b→a,再根据左手定则判断棒所受安培力水平向左,故A,B错误;ab的速度越大,感应电流越大,所受安培力就越大,C正确;根据安培定则可判定螺线管的B端为N极,A端为S极,D错误.左、右手定则巧区分(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)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.1.( AB )A.P向右摆动的过程中,P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)B.P向右摆动的过程中,Q也会向右摆动C.P向右摆动的过程中,Q会向左摆动D.若用手左右摆动Q,P会始终保持静止解析:P向右摆动的过程中,线框中的磁通量减少,根据楞次定律,P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看),选项A正确;P向右摆动的过程中,P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看),Q中的电流方向也为顺时针方向(从右向左看),由左手定则知,Q线圈下侧将受到向右的安培力作用,所以Q也会向右摆动,选项B正确,C错误;若用手左右摆动Q,切割磁感线产生感应电动势,P线圈中产生感应电流,在安培力作用下发生摆动,选项D错误.2.(2019·某某某某二模)(多选)如图所示,要使铜制线圈c中有感应电流产生且被螺线管吸引,则金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做的运动可能是( BC)解析:当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流,线圈中的磁通量恒定,无感应电流出现,A项错误;当导体棒向左做减速运动时,由右手定则可判定回路中出现了方向为b→a且大小减小的感应电流,由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左且在减弱,由楞次定律知c中出现顺时针方向(从右向左看)的感应电流且被螺线管吸引,B项正确;同理可判定C项正确,D项错误.1.(2019·全国Ⅲ卷,14)楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现?( D)解析:楞次定律指感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化,这种阻碍作用做功将其他形式的能转变为感应电流的电能,所以楞次定律的阻碍过程实质上就是能量转化的过程,选项D正确.2.(2017·全国Ⅰ卷,18)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示.无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是( A)解析:紫铜薄板上下振动时,方案B,C,D中穿过薄板的磁通量不发生变化,没有感应电流产生;方案A中,无论是上下还是左右振动,薄板中的磁通量都会发生变化,产生的感应电流会阻碍紫铜薄板上下及其左右振动,达到衰减的效果,选项A正确.3.(2018·全国Ⅰ卷,19)(多选)( AD)A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动解析:根据安培定则,开关闭合时铁芯上产生水平向右的磁场.根据楞次定律,直导线上将产生由南向北的电流,根据安培定则,直导线上方的磁场垂直纸面向里,故小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动,A正确;开关闭合并保持一段时间后,直导线上没有感应电流,故小磁针的N极指北,B,C错误;开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,根据楞次定律,直导线上将产生由北向南的电流,这时直导线上方的磁场垂直纸面向外,故小磁针N极朝垂直纸面向外的方向转动,D正确.4.(2019·某某某某中学模拟)(多选)如图所示,将若干匝线圈固定在光滑绝缘杆上,另一个金属环套在杆上与线圈共轴,当合上开关时线圈中产生磁场,金属环就可被加速弹射出去.现在线圈左侧同一位置处,先后放置形状、大小相同的铜环和铝环(两环分别用横截面积相等的铜和铝导线制成),且铝的电阻率大于铜的电阻率,闭合开关S的瞬间,下列描述正确的是( AC)D.若金属环出现断裂,不会影响其向左弹射解析:线圈中通电,由安培定则可知磁场方向向左,通过金属环的磁通量增加,从左侧看环中有顺时针方向的感应电流,故A项正确;异向电流互相排斥,环与线圈相互排斥,且线圈之间电流方向相同,相互吸引,因此,线圈有缩短的趋势,B项错误;因铜环的电阻小,铜环中感应电流大,受到的安培力大,C项正确;若金属环出现断裂,就不能构成闭合回路,环中有感应电动势,无感应电流,不受安培力作用,故不会被向左弹出,D项错误.。
2019届高考物理一轮复习第十单元电磁感应10_1电磁感应现象楞次定律配套课件
【答案】
C
【解析】 矩形线圈如图所示放置， 匀强磁场方向向左上方， 平面水平放置时通过线圈的磁通量为 Φ1＝BSsinθ＝ BSsin30° 1 ＝ BS. 2 规定此时穿过线圈为正面， 则当线圈绕轴转 90°角时， 穿过 线圈反面，则其磁通量 Φ2＝－BSsinθ′＝－BSsin60°＝－ 3 BS. 2
【答案】 【解析】
A ab 向右运动，回路面积增大，θ减小， cosθ增
大，由 Φ＝ BScosθ知，Φ增大，故 A 项正确．同理可判断 B、 C、 D 中 Φ 不一定变化，不一定产生感应电流．
考点三
判断感应电流方向的方法
1．用楞次定律判断 (1)楞次定律中“阻碍 ”的含义：
(2)应用楞次定律的思路：
二、电磁感应现象 产生感应电流的条件 (1)电路闭合； (2)磁通量变化． 感应电流的方向 (1)楞次定律：适用所有的电磁感应现象． 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)右手定则：适用导体切割磁感线的情况． 使拇指与其余四个手指垂直且在同一个平面内， 让磁感线从 掌心进入，使拇指指向导体运动方向，四指所指的方向就是感应 电流的方向．
【答案】
A
【解析】 当加恒定磁场后， 当紫铜薄板上下及左右振动时， 导致穿过板的磁通量变化，从而产生感应电流，感应磁场进而阻 碍板的运动，而 B、D 两项，只能左右振动时，才有磁通量变化， 上下振动， 却没有磁通量变化， 因此只有 A 项穿过板的磁通量变 化，故 A 项正确，B、 C、 D 三项错误．
2．用右手定则判断 该方法只适用于切割磁感线产生的感应电流，注意三个要 点： (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．
2019高考物理一轮复习第10章学案01 电磁感应基础 [解析]
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第十章电磁感应高考导航学案01 电磁感应基础知识点一、磁通量Ⅰ1．定义：匀强磁场中，磁感应强度(B)与垂直磁场方向的面积(S)的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通。
可以理解为穿过某一面积的磁感线条数。
2．公式：Φ＝BS。
①匀强磁场B；②S是垂直磁场中的有效面积S⊥；③与线圈匝数n无关。
3．单位：韦伯(Wb)，1 Wb＝1 T·m2。
5．标量性：磁通量是标量，但有正负之分。
正负是人为规定的，即任何一个平面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿入时磁通量为正，则磁感线从反面穿入时为负。
6．磁通量的变化量：穿过某个平面的磁通量的变化量等于末磁通量Φ2与初磁通量Φ1的差值。
7．磁通量的变化率(磁通量变化的快慢)：磁通量的变化量与发生此变化所用时间的比值。
知识点二、电磁感应现象Ⅰ1．电磁感应现象：当穿过闭合电路的磁通量发生改变时，电路中有感应电流产生的现象。
2．产生感应电流的条件：(1)电路闭合；(2)磁通量发生变化。
3．电磁感应现象的实质：磁通量的变化在回路中产生了感应电动势，如果回路闭合则产生感应电流；如果不闭合，则只产生感应电动势，而不产生感应电流。
4．能量转化：将机械能或其他形式的能转化为电能，在电路中又将电能转化为其他形式的能。
知识点三、法拉第电磁感应定律Ⅱ1．感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势。
(1) 产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。
(2) 实质：变化的磁场周围会产生感生电场，导体中自由电荷在感生电场的作用下分布。
2．法拉第电磁感应定律：(1) 内容：(2) ，其中n为线圈匝数。
3．感生电动势：4．动生电动势：5．感应电动势的平均值和瞬时值：(1) E ＝n ΔΦΔt，ΔΦ＝Φ2－Φ1，是平均感应电动势，磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。
(2) E ＝BL v ，v 取平均值，则求得平均感应电动势；v 取瞬时值，则求得瞬时感应电动势，6．通过回路截面的电荷量q ：q ＝I －Δt ＝n ΔΦΔtR Δt ＝n ΔΦR 。
【人教版】2019届高三物理一轮总复习 教师用书(下)第10章 第1节 电磁感应现象 楞次定律 含解析
第章电磁感应[全国卷三年考点考情]说明：(1)导体切割磁感线时感应电动势的计算，只限于l垂直于B、v的情况．(2)在电磁感应现象里，不要求判断内电路中各点电势的高低．(3)不要求用自感系数计算自感电动势．第一节电磁感应现象楞次定律(对应学生用书第183页)[教材知识速填]知识点1磁通量电磁感应现象1．磁通量(1)概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S和B的乘积．(2)公式：Φ＝B·S.适用条件：(1)匀强磁场；(2)S为垂直磁场的有效面积．(3)单位：1 Wb＝1 T·m2(4)矢标性：磁通量的正、负号不表示方向，磁通量是标量．2．电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生的现象．3．产生感应电流的条件(1)条件：①电路闭合；②磁通量发生变化．(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动．4．电磁感应现象的实质：磁通量发生变化时，电路中产生感应电动势，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．易错判断(1)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．(×)(2)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．(√)(3)当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势．(√)知识点2感应电流方向的判断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场的磁通量的变化．(2)适用范围：一切电磁感应现象．图10-1-12．右手定则(1)使用方法①让磁感线穿入右手手心．②使大拇指指向导体运动的方向．③则其余四指指向感应电流的方向．(2)适用情况：部分导体切割磁感线的情况．易错判断(1)感应电流的磁场总是与原磁场方向相反．(×)(2)楞次定律和右手定则都可以判断感应电流的方向，二者没什么区别．(×)(3)感应电流的磁场一定阻止引起感应电流的磁场的磁通量的变化．(×)[教材习题回访]考查点：判断感应电流的产生1．(鲁科版选修3－2P8T3)如图10-1-2所示，条形磁铁以速度v向螺线管靠近，下面几种说法中正确的是()图10-1-2A．螺线管中不会产生感应电流B．螺线管中会产生感应电流C．只有磁铁速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流D．只有在磁铁的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流[答案]B考查点：判断感应电流的方向2．(粤教版选修3－2P12T2改编)一矩形线框abcd与长直通电导线处于同一平面内，ad边与导线平行，如图10-1-3所示，当线框在此平面内向右运动到导线的右边的过程中，则线框内感应电流方向为()图10-1-3A．一直沿顺时针方向B．一直沿逆时针方向C．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向D．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向，最后沿顺时针方向[答案]D考查点：楞次定律的理解3．(人教版选修3－2P14T6改编)(多选)如图10-1-4所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象及现象分析正确的是()图10-1-4A．磁铁插向左环，横杆发生转动B．磁铁插向右环，横杆发生转动C．磁铁插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流D．磁铁插向右环，右环中产生感应电动势和感应电流[答案]BD考查点：判断感应电流的方向4．(粤教版选修3－2P13T4改编)如图10-1-5所示，两个线圈A、B套在一起，线圈A中通有电流，方向如图所示．当线圈A中的电流突然增强时，线圈B中的感应电流方向为()图10-1-5A．沿顺时针方向B．沿逆时针方向C．无感应电流D ．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向 [答案] A(对应学生用书第184页)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． 2．判断磁通量是否变化的两种方法(1)根据公式判断．(2)根据穿过线圈的磁感线的条数变化判断． 3．判断电磁感应现象是否发生的一般流程(1)确定研究的回路．(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量Φ. (3)⎩⎪⎨⎪⎧Φ不变→无感应电流.Φ变化→⎩⎨⎧回路闭合，有感应电流；回路不闭合，无感应电流，但有感应电动势.[题组通关]1．(2018·佛山高三质检)如图10-1-6所示，一通电螺线管b 放在闭合金属线圈a 内，螺线管的中心轴线恰和线圈的一条直径MN 重合．要使线圈a 中产生感应电流，可采用的方法有( )【导学号：84370432】图10-1-6 A ．使通电螺线管中的电流发生变化B．使螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动C．使线圈a以MN为轴转动D．使线圈绕垂直于MN的直径转动D[在A、B、C三种情况下，穿过线圈a的磁通量始终为零，因此不产生感应电流，A、B、C错误；选项D中，当线圈绕垂直于MN的直径转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，故D正确．]2.将一圆形导线环水平放置，在圆环所在的空间加上一水平向右的匀强磁场，mn、pq为圆环上两条互相垂直的直径，mn为水平方向，pq为竖直方向．则下列选项中能使圆环中产生感应电流的是()图10-1-7A．让圆环以过圆心且垂直于圆环平面的轴顺时针转动B．让圆环在水平面内向右平动C．让圆环以mn为轴转动D．让圆环以pq为轴转动D[圆环在匀强磁场中运动，磁感应强度B为定值，根据ΔΦ＝B·ΔS知：只要回路中相对磁场的正对面积改变量ΔS≠0，则磁通量一定改变，回路中一定有感应电流产生．当圆环以过圆心且垂直于圆环平面的轴顺时针转动时，圆环相对磁场的正对面积始终为零，因为ΔS＝0，因而无感应电流产生，A错误；当圆环水平向右平动时，同样ΔS＝0，因而无感应电流产生，B错误；当圆环以mn为轴转动时，圆环相对磁场的正对面积改变量ΔS仍为零，回路中仍无感应电流，C错误；当圆环以pq为轴转动时，圆环相对磁场的正对面积发生了改变，回路中产生了感应电流，D正确．]1．楞次定律中“阻碍”的含义2．感应电流方向判断的两种方法(1)用楞次定律判断(2)用右手定则判断该方法适用于部分导体切割磁感线．判断时注意掌心、四指、拇指的方向：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．[多维探究]考向1线圈类感应电流方向的判断1．如图10-1-8甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示．在0～T2时间内，直导线中电流向上，则在T2～T 时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是( )图10-1-8 A ．顺时针，向左 B ．逆时针，向右 C ．顺时针，向右D ．逆时针，向左B [在0～T 2时间内，直导线中电流向上，由题图乙知，在T2～T 时间内，直导线电流方向也向上，根据安培定则知，导线右侧磁场的方向垂直纸面向里，电流逐渐增大，则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生逆时针方向的感应电流．根据左手定则，金属线框左边受到的安培力方向向右，右边受到的安培力向左，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属线框所受安培力的合力方向向右，故B 正确，A 、C 、D 错误．](2017·杭州模拟)如图所示，匀强磁场垂直圆形线圈指向纸内，a 、b 、c 、d 为圆形线圈上等距离的四点，现用外力在上述四点将线圈拉成正方形，且线圈仍处在原先所在平面内，则在线圈发生形变的过程中( )A ．线圈中将产生abcda 方向的感应电流B ．线圈中将产生adcba 方向的感应电流C ．线圈中感应电流方向无法判断D ．线圈中无感应电流A[周长一定时，圆形的面积最大．本题线圈面积变小，磁通量变小，有感应电流产生．由楞次定律可知线圈中将产生顺时针方向的感应电流．故A正确．]考向2平动切割类2．如图10-1-9所示，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒．ab和cd用导线连成一个闭合回路．当ab棒向右运动时，cd金属棒受到向下的安培力．下列说法正确的是()【导学号：84370433】图10-1-9A．由此可知d端电势高于c端电势B．由此可知Ⅰ是S极C．由此可知Ⅰ是N极D．当cd棒向下运动时，ab导线受到向左的安培力C[根据题意可知：cd中电流的方向由c→d，c端电势高于d端，A错误；ab中电流的方向由b→a，对ab应用右手定则可知Ⅰ是N极，Ⅱ是S极，B错误，C正确．当cd棒向下运动时，回路中会产生由d→c的电流，则ab中电流的方向由a→b，根据左手定则可知，ab受的安培力向右，D错误．]考向3转动切割类3．(多选)如图10-1-10所示，在直线电流附近有一根金属棒ab，当金属棒以b 端为圆心，以ab为半径，在过导线的平面内匀速旋转到达图中的位置时()图10-1-10A．a端聚积电子B．b端聚积电子C．金属棒内电场强度等于零D．棒ab两端的电势φa>φbBD[根据右手定则可确定棒b端聚积电子，A错，B对；由于a、b两端存在电势差，φa>φb，故金属棒中电场强度不等于零，C错，D对．]“三个定则、一个定律”的应用对比[母题](多选)如图10-1-11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 ，MN 的左边有一闭合电路，当PQ 在外力的作用下运动时，MN 向右运动，则PQ 所做的运动可能是( )图10-1-11 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 【自主思考】(1)如何判断MN 所在处的磁场方向？由MN 的运动方向，如何进一步判断MN 中的电流方向？[提示] 根据安培定则、左手定则．(2)如何判断线圈L 1中的磁场方向和L 2中磁场的方向及变化情况？[提示] 根据安培定则判断L 1中的磁场方向，再由楞次定律判断L 2中磁场的方向及变化．(3)如何判断PQ 的运动情况？[提示] 已知L 2中的磁场方向及变化情况，可根据安培定则和右手定则判断PQ 的运动情况．BC [MN 向右运动，说明MN 受到向右的安培力，因为ab 在MN 处的磁场垂直纸面向里――――→左手定则MN 中的感应电流由M →N ――――→安培定则L 1中感应电流的磁场方向向上――――→楞次定律⎩⎪⎨⎪⎧L 2中磁场方向向上减弱L 2中磁场方向向下增强；若L 2中磁场方向向上减弱――――→安培定则PQ 中电流为Q →P 且减小――――→右手定则向右减速运动；若L 2中磁场方向向下增强――――→安培定则PQ 中电流为P →Q 且增大――――→右手定则向左加速运动．][母题迁移](多选)两根相互平行的金属导轨水平放置于如图10-1-12所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒AB 和CD 可以自由滑动．当AB 在外力F 作用下向右运动时，下列说法中正确的是( )图10-1-12 A ．导体棒CD 内有电流通过，方向是D →CB ．导体棒CD 内有电流通过，方向是C →DC ．磁场对导体棒CD 的作用力向左D ．磁场对导体棒AB 的作用力向左BD [两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路，分析出磁通量增加，结合安培定则判断回路中感应电流的方向是B →A →C →D →B .以此为基础，再根据左手定则进一步判断CD 、AB 的受力方向，经过比较可得B 、D 正确．](多选)如图所示装置中，cd 杆原来静止．当ab 杆做如下哪些运动时，cd 杆将向右移动( )A ．向右匀速运动B ．向右加速运动C ．向左加速运动D ．向左减速运动BD [ab 匀速运动时，ab 中感应电流恒定，L 1中磁通量不变，穿过L 2的磁通量不变，L2中无感应电流产生，cd保持静止，A错误；ab向右加速运动时，L2中的磁通量向下增大，通过cd的电流方向向下，cd向右移动，B正确；同理可得C错误，D正确．][母题]如图10-1-13所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是()图10-1-13A．线圈a中将产生俯视时顺时针方向的感应电流B．穿过线圈a的磁通量变小C．线圈a有扩张的趋势D．线圈a对水平桌面的压力N将增大D[通过螺线管b的电流如图所示，根据右手螺旋定则判断出螺线管b 所产生的磁场方向竖直向下，滑片P向下滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路电流增大，所产生的磁场的磁感应强度增强，根据楞次定律可知，线圈a中所产生的感应电流的磁场方向竖直向上，再由右手定则可得线圈a中的电流方向为俯视逆时针方向，A错误；由于螺线管b中的电流增大，所产生的磁感应强度增强，线圈a中的磁通量应变大，B错误；根据楞次定律可知，线圈a将阻碍磁通量的增大，因此，线圈a有缩小且远离螺线管的趋势，线圈a对水平桌面的压力将增大，C错误，D正确．]如图所示装置，在cdef 区域内存在垂直纸面向里的变化的匀强磁场，要求线圈a 对桌面的压力大于本身重力，则cdef 内的磁感应强度随时间变化的关系可能是()B [若a 对桌面的压力大于本身重力，则b 中的感应电流应增加，由I ＝N ΔBΔt S R 知ΔB Δt 增大，所以只有B 图正确．][母题迁移]迁移1 磁体靠近两自由移动的金属环1．如图10-1-14所示，两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上，当一条形磁铁向左运动靠近两环时，两环的运动情况是()图10-1-14 A ．同时向左运动，间距增大B ．同时向左运动，间距减小C ．同时向右运动，间距减小D．同时向右运动，间距增大B[根据“来拒去留”可知，两环同时向左运动，又因两环中产生同向的感应电流，相互吸引，故两环间距又减小，B正确．]迁移2磁体靠近面积可变的金属线圈2.(多选)如图10-1-15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()【导学号：84370434】图10-1-15A．P、Q将相互靠拢B．P、Q将相互远离C．磁铁的加速度仍为gD．磁铁的加速度小于gAD[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.]迁移3磁体先靠近又远离金属线圈3. 如图10-1-16所示，质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上．当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时，线圈始终保持不动．则关于线圈在此过程中受到的支持力F N 和摩擦力F f的情况，以下判断正确的是()图10-1-16A．F N先大于mg，后小于mgB．F N一直大于mgC．F f先向左，后向右D．线圈中的电流方向始终不变A[条形磁铁向右运动的过程中，线圈中的磁通量先增加后减小，为阻碍磁通量的变化，线圈先有向下的运动趋势，后有向上的运动趋势，故F N 先大于mg，后小于mg，A项正确，B项错误；条形磁铁相对线圈一直向右运动，为阻碍相对运动，线圈有向右运动的趋势，故摩擦力F f一直向左，C项错误；线圈中的磁通量先增加后减小，据楞次定律可知，感应电流的方向(俯视)先逆时针后顺时针，D项错误．]。
高考物理一轮复习第10章第1节电磁感应现象楞次定律教学案新人教版
高考物理一轮复习第10章第1节电磁感应现象楞次定律教学案新人教版知识点一| 磁通量电磁感应现象1．磁通量(1)概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的平面的面积S和B的乘积。
(2)公式：Φ＝B·S。
适用条件：(1)匀强磁场；(2)S为垂直磁场的有效面积。
(3)单位：1 Wb＝1 T·m2。
(4)矢标性：磁通量的正、负号不表示方向，磁通量是标量。
2．电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中有感应电流产生的现象。
3．产生感应电流的条件(1)条件：①电路闭合；②磁通量发生变化。
(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动。
4．电磁感应现象的实质磁通量发生变化时，电路中产生感应电动势，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。
[判断正误](1)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。
(×)(2)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。
(3)当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势。
(√)考法1 对磁通量的理解1．如图所示，两个同心圆形线圈a、b在同一平面内，其半径大小关系为r a>r b，条形磁铁穿过圆心并与圆面垂直，则穿过两线圈的磁通量Φa、Φb间的大小关系为( )A．Φa>Φb B．Φa＝ΦbC．Φa<Φb D．条件不足，无法判断C[条形磁铁内部的磁感线全部穿过a、b两个线圈，而外部磁感线穿过线圈a的比穿过线圈b的要多，线圈a中磁感线条数的代数和要小，故选项C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分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则( )A．ΔΦ1>ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1<ΔΦ2D．无法确定C[设闭合线框在位置1时的磁通量为Φ1，在位置2时的磁通量为Φ2，直线电流产生的磁场在位置1处比在位置2处要强，故Φ1>Φ2。
2019年高考物理一轮复习第十章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律学案
［高考命题解读］2013 年2014 年第1讲电磁感应现象楞次定律高考(全国卷)四年命题情况对照分析题号I卷17题I卷25题n卷16题命题点电磁感应及图象电磁感应力电综合线框在磁场的匀变速运动I卷14题验证“由磁产生电”设想的实验I卷18题电磁感应多过程及图象问题n卷25题电磁感应规律综合应用I卷19题电磁感应与电路知识的综合2015 年n卷15题转动切割、双棒切割等知识I卷24题通过电磁感应力电综合，考查了双杆切割的知识2016 年n卷20题n卷24题川卷25转动切割和电路分析的知识通过电磁感应力电综合，考查了单杆切割的知识F*\、1 丄通过电磁感应力电综合，考查了单杆切割的知识1.考查方式高考对本章内容考查命题频率较高，大部分以选择题的形式出题，也有部分是计算题，多以中档以上难度的题目来增加试卷的区分度，考查较多的知识点有：感应电流的产生条件、方向判定和导体切割磁感线产生感应电动势的计算，同时也会与力学、磁场、能量等知识综合考查及图象问题的考查.2 •命题趋势(1)楞次定律、右手定则、左手定则的应用.(2)与图象结合考查电磁感应现象.(3)通过“杆+导轨”模型，“线圈穿过有界磁场”模型，考查电磁感应与力学、电路、能量等知识的综合应用•高考题源于教材璽做教材经典习题过好双基关n基础知识梳理、电磁感应现象的判断1 .磁通量(1)概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S与B的乘积.⑵公式：①=BS(3)适用条件：① 匀强磁场.② S 为垂直磁场的有效面积.(4)磁通量是标量(填“标量”或“矢量”). (5) 磁通量的意义：①磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数.②同一线圈平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大; ___ 当它跟磁场方向平行时， 磁通量为零；当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时，磁通量为零. ⑹磁通量变化：△①=①2—①1. 2.电磁感应现象(1) 定义：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这 种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.(2) 产生条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化.(3) 能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能，该过程遵循能量 守恒定律. 二、楞次定律的理解及应用I1. 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. 适用情况：所有的电磁感应现象.3. “阻碍”的含义谁阻碍谁Tf ____ ya阻碍什么T J如何阻碍T当磁通量增加时， 感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反当磁通量减少 时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同,“增反减同”阻碍效果|T |阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行 4.右手定则感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场原磁场 的磁通量的变化阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身f(1)内容：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个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向^(2)适用情况：导体切割磁感线产生感应电流.三、三定则一定律的比较［深度思考］1.右手定则与左手定则的区别：“因电而动”一一用左手定则，“因动而电”一一用右手定则.2.安培定则与楞次定律的区别：“因电生磁”一一用安培定则.“因磁生电” 用楞次定律(或右手定则).❷基础题组自测1.判断下列说法是否正确.(1)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. (X )(2)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.( V )(3)当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势. ( V )(4)回路不闭合，穿过回路的磁通量变化时，也会产生“阻碍”作用. (X )(5)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量变化. ( V )(6)感应电流的方向可能与B的方向平行，但一定与v的方向垂直.(X )2.(人教版选修3-2P9第7题改编)如图1所示，固定于水平面上的金属架abed处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动.t = 0时，磁感应强度为B o, 此时MN到达的位置恰好使MbeN勾成一个边长为I的正方形.为使MN棒中不产生感应电流，从t = 0开始，磁感应强度 B 随时间t 变化的示意图为（）解析 为了使MN 棒中不产生感应电流， 即让MN 棒与线框组成回路的磁通量保持不变， 或者 使导线切割磁感线产生的感应电动势 E i 与磁场变化产生的感生电动势 E 2大小相等，即 BlvA BSA B，随着磁场减弱，而面积增大，故减小，故选C .3.（人教版选修3 — 2P7第1题改编）如图2所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框.在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是（ ）尸r"1-jTJ w叫；5 tJI «—s ~ I L乙丙丁Vi —X图2A. 如图甲所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动< n x、/B. 如图乙所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动/C.如图丙表示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB 转动D.如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD 专动答案 C图1答案C4.（人教版选修3—2P14第6题改编）（多选）如图3所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另个小环，同学们看到的现象及现象分析正确的是（）A.磁铁插向左环，横杆发生转动B.磁铁插向右环，横杆发生转动C.磁铁插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流D.磁铁插向右环，右环中产生感应电动势和感应电流答案BD-------------------------- 抓住题眼重审题总结解题技巧方法--------------------------- 研透命题点命题点一电磁感应现象的判断对感应电流产生条件的理解1.判断产生感应电流的两种方法(1)闭合电路的一部分导体切割磁感线；⑵一闭合二变磁，即导体回路必须闭合，穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，二者缺一不可.2.磁通量变化的四种情况(1) B不变，S变化，则△①=B- A S;⑵B变化，S不变，则△①=A B- S;(3)B变化，S也变化，则△①=BS2—BS；⑷B不变，S不变，线圈平面与磁场方向的夹角0变化，则△①=BS(sin 0 2—sin 0 1).【例1 现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图4所示连接.下列说法中正确的是( )图4A.开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B.线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转4 IC.开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计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，电流计指针才会偏转◎ 辭①带铁芯的线圈A;②线圈B.答案 A解析只要闭合回路磁通量发生变化就会产生感应电流，故A正确，B错误；开关闭合后,只要滑片P滑动就会产生感应电流，故 C D错误.T方法感悟I电磁感应现象能否发生的判断流程1 .确定研究的是否是闭合回路.2.弄清楚回路内的磁场分布，并确定其磁通量①.•①不变T无感应电流丨V13.回路闭合，有感应电流①变化T ................................................ 不闭合，无感应电流，但有感应电动势❻题俎阶梯突破1 . （2014 •新课标I • 14）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，观察电流表的变化答案D解析产生感应电流必须满足的条件：①电路闭合；②穿过闭合电路的磁通量要发生变化. 选项A、B电路闭合，但磁通量不变，不能产生感应电流，故选项A、B不能观察到电流表的变化；选项C满足产生感应电流的条件，也能产生感应电流，但是等我们从一个房间到另一个房间后，电流表中已没有电流，故选项C也不能观察到电流表的变化；选项D满足产生感应电流的条件，能产生感应电流，可以观察到电流表的变化，所以选 D.2.（多选）（2015 •全国I • 19）1824 年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图5所示.实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后•下列说法正确的是（）A.圆盘上产生了感应电动势B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C.在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动答案AB解析当圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，产生感应电动势，选项A正确•如图所示，铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流阻碍其相对运动，但抗拒不了相对运动，故磁针会随圆盘一起转动，但略有滞后，选项B正确；在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零，选项C错误；圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方向，会使磁针沿轴线方向偏转，选项D错误.命题点二楞次定律的理解和应用判断感应电流方向的“三步走”朗斷要研究的I 叫路D ；i二感：一电流明确殊,的方向，少的变化【例2 如图6甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流 i 随时间t 的变化关系如图乙所示•在 0〜£时间内，直导线中电流向上，则在 T 〜T 时间内，线 2 22框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是 （ ） C甲 A.顺时针，向左 B. C.顺时针，向右 D. ◎瑟爲①i 随时间t 的变化关系；②在 答案 B T T 解析 在0〜门时间内，直导线中电流向上，由题图乙知，在 〜T 时间内，直导线电流方向 也向上，根据安培定则知，导线右侧磁场的方向垂直纸面向里，电流逐渐增大，则磁场逐渐 、） 增强，根据楞次定律，金属线框中产生逆时针方向的感应电流.根据左手定则，金属线框左 么/宁边受到的安培力方向向右，右边受到的安培力向左，离导线越近， 磁场越强，则左边受到的 安培力大于右边受到的安培力， 所以金属线框所受安培力的合力方向向右， 故B 正确，A 、C D 错误. 厂I 方法感悟I ---------------------------------------） 楞次定律推论的应用技巧 逆时针， 逆时针, 向右 向左0〜£时间内，直导线中电流向上.1. 线圈（回路）中磁通量变化时，阻碍原磁通量的变化一一应用“增反减同”的规律；2. 导体与磁体间有相对运动时，阻碍相对运动一一应用“来拒去留”的规律；3. 当回路可以形变时，感应电流可使线圈面积有扩大或缩小的趋势一一应用“增缩减扩”的规律；4•自感现象中，感应电动势阻碍原电流的变化——应用“增反减同”的规律. ◎题组阶梯突酸3.在水平面内有一固定的 U 型裸金属框架，框架上静止放置一根粗糙的金属杆置放在竖直方向的匀强磁场中，如图7所示•下列说法中正确的是 （ ）A. 只有当磁场方向向上且增强,B. 只有当磁场方向向下且减弱,C.无论磁场方向如何，只要磁场减弱， ab 杆就可能向右移动D. 当磁场变化时，ab 杆中一定有电流产生，且一定会移动 答案 C 解析 由楞次定律可知，当闭合回路的磁通量增大时， 导体棒将向左移动， 阻碍磁通量的增 加，当闭合回路的磁通量减小时，导体棒将向右运动，以便阻碍磁通量的减小，与磁场方向 无关，故选C. 4.（多选）用如图8所示的实验装置研究电磁感应现象，下列说法正确的是 （ ）A. 当把磁铁N 极向下插入线圈时，电流表指针发生偏转B. 当把磁铁N 极从线圈中拔出时，电流表指针不发生偏转C. 保持磁铁在线圈中相对静止时，电流表指针不发生偏转D. 若磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针发生偏转答案 AC 解析 当把磁铁N 极向下插入线圈时，穿过线圈中的磁通量在变化， 故线圈中会产生感应电 流，电流表指针发生偏转，选项 A 正确；当把磁铁N 极从线圈中拔出时，线圈中也会产生感ab ,整个装ab 杆才可能向图8应电流，故选项B 错误；保持磁铁在线圈中相对静止时， 线圈中的磁通量没有变化，故无感应电流产生，所以电流表指针不发生偏转，选项C 正确；若磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，线圈与磁铁没有相对运动，故穿过线圈的磁通量也不变，电路中无感应电流，电流表 指针不发生偏转，选项 D 错误.5•如图9所示，一质量为 m 的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中的张力分别为F T 1和F T 2,重力加速度大小为g ,则（）图ioA. ab 棒不受安培力作用穿过•现将环从位置I 释放，环经过磁铁到达位置n.设环经过磁铁上端和下端附近时细线A. F TI > mg F T 2> mgB. F TI < mg F T 2< mgC. F TI > mg F T 2< mgD. F TI < mg F T 2> mg答案 A解析 金属圆环从位置I 到位置n 过程中，由楞次定律知，金属圆环在磁铁上端时受力向上,在磁铁下端时受力也向上，则金属圆环对磁铁的作用始终向下，对磁铁受力分析可知 mg F T 2> mg A 正确.F TI > 命题点三三定则一定律的综合应用【例3如图10所示.金属棒 B 中沿导轨向右运动，则（ab 金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒 ab 在匀强磁场B.ab棒所受安培力的方向向右C.ab棒向右运动速度v越大，所受安培力越大D.螺线管产生的磁场， A 端为N 极◎唸富①匀强磁场；②向右运动.答案 C解析 金属棒ab 沿导轨向右运动时，安培力方向向左，以“阻碍”其运动，选项A 、B 错误；EEh 2v金属棒ab 沿导轨向右运动时，感应电动势E = Blv ，感应电流I = R 安培力F = BIl =-R ,可见，选项C 正确；根据右手定则可知，流过金属棒 ab 的感应电流的方向是从 b 流向a ,所以流过螺线管的电流方向是从 A 端到达B 端，根据右手螺旋定则可知，螺线管的A 端为S极，选项D 错误.厂I 方法感悟I -------------------------------------- ]三定则一定律的应用技巧1. 应用楞次定律时，一般要用到安培定则.2. 研究感应电流受到的安培力时，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安 培力方向，有时也可以直接应用楞次定律的推论确定.O 题组阶梯突酸6.如图11所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路， 在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,答案 A解析 将磁铁的S 极插入线圈的过程中，由楞次定律知，通过电阻的感应电流的方向由 a磁铁的S 极朝下.在将磁铁的S 极插入线圈的过程中（A. 通过电阻的感应电流的方向由B. 通过电阻的感应电流的方向由C. 通过电阻的感应电流的方向由D. 通过电阻的感应电流的方向由a 到b ,线圈与磁铁相互排斥 b到a ,线圈与磁铁相互排斥 a 到b ,线圈与磁铁相互吸引 b 到a ,线圈与磁铁相互吸引到b,线圈与磁铁相互排斥.7.（多选）如图12所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引（）A.向右做匀速运动B.向左做减速运动C.向右做减速运动D.向右做加速运动1亠亠X-答案BC解析当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流，线圈中的磁通量恒定不变，无感应电流出现，A错误；当导体棒向左减速运动时，由右手定则可判定回路中出现从a的感应电流且减小，由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱，由楞次定律知c中出现顺时针ifc.感应电流（从右向左看）且被螺线管吸引，B对；同理可判定C对，D错.限时训练练规范练速度课时作业题组1 电磁感应现象的判断~ UXXX -*x答案 B解析根据产生感应电流的条件：A中，电路没闭合，无感应电流；B中，电路闭合，且垂直磁感线的平面的面积增大，即闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C中，穿过闭合线圈图12it1.下列图中能产生感应电流的是（）通入齬大的业溢DX X X 10X的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，无感应电流；D中，闭合回路中的磁通量不发生变化，无感应电流.2•物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”•如图1所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环. 闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起.某同学另找来器材再探究此实验. 他连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动. 对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是( )A.线圈接在了直流电源上B.电源电压过高C.所选线圈的匝数过多D.所用套环的材料与老师的不同答案 D解析无论实验用的是交流电还是直流电，闭合开关S的瞬间，穿过套环的磁通量均增加，只要套环的材料是导体，套环中就能产生感应电流，套环就会跳起.如果套环是用塑料做的, 则不能产生感应电流，也就不会受安培力作用而跳起•选项D正确.3.如图2所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由I平移到H,第二次将金属框绕cd边翻转到n,设先后两次通过金属框的磁通量变化量大小分别为△①i和△①2,则( )a £fI]DN b图2A.△①1 > △①2,两次运动中线框中均有沿B.△①1 = △①2,两次运动中线框中均有沿C.△①1 V △①2,两次运动中线框中均有沿D.△①1V △①2,两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现abcda方向电流出现adcba方向电流出现abcda方向电流出现图1答案C解析 设金属框在位置i 的磁通量为 ①1,金属框在位置n 的磁通量为 ①2,由题可知：△①i =|①2—①1| , △①2= | —①2 —①1|，所以金属框的磁通量变化量大小 △①1V △①2,由安 培定则知两次磁通量均向里减小， 所以由楞次定律知两次运动中线框中均出现沿 adcba 方向 的电流，C 对. 4•如图3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 0.在下列各过程中，一定答案 A 解析 设此时回路面积为 S ,据题意，磁通量 ①二BS cos 0，对A 选项，S 增大，0减小，/cos 0增大，则 ①增大，A 正确.对B 选项，B 减小，0减小，cos 0增大，①可能不变， B 错误.对C 选项，S 减小，B 增大，①可能不变，C 错误.对D 选项，S 增大，B 增大，0A增大，cos 0减小，①可能不变，D 错误.故只有 A 正确.题组2楞次定律的应用5. 如图4所示的金属圆环放在匀强磁场中，将它从磁场中匀速拉出来，下列说法正确的是君 X■TX*X .KKXXX图4XxX K能在轨道回路里产生感应电流的是A. ab 向右运动,同时使 0减小B. 使磁感应强度 B 减小，0C. ab 向左运动, D. ab 向右运动, 同时增大磁感应强度 同时增大磁感应强度A.向左拉出和向右拉出，其感应电流方向相反B.不管从什么方向拉出，金属圆环中的感应电流方向总是顺时针C.不管从什么方向拉出，环中的感应电流方向总是逆时针D.在此过程中感应电流大小不变答案B解析金属圆环不管是从什么方向拉出磁场，金属圆环中的磁通量方向不变，且不断减小，根据楞次定律知，感应电流的方向相同，感应电流的磁场方向和原磁场的方向相同，贝U由右手螺旋定则知感应电流的方向是顺时针方向，A、C错误，B正确；金属圆环匀速拉出磁场过程中，磁通量的变化率在发生变化，感应电流的大小也在发生变化，D错误.6.（多选）如图5所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m阻值为R的闭合矩形金属线框abed,用绝缘轻质细杆悬挂在0点，并可绕0点左右摆动.金属线框从图示位置的右侧某一位置由静止释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面•则下列说法中正确的是（）图5A.线框中感应电流的方向先是C T a^d,后是a^b^e^d^aB.线框中感应电流的方向是d T C T b T a T dC.穿过线框中的磁通量先变大后变小D.穿过线框中的磁通量先变小后变大答案BD解析线框从图示位置的右侧摆到最低点的过程中，穿过线框的磁通量减小，由楞次定律可判断感应电流的方向为d T C T b r a T d,从最低点到左侧最咼点的过程中，穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可判断感应电流的方向为d r e T b r a r d.7.（多选）北半球地磁场的竖直分量向下.如图6所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abed,线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向.下列说法中正确的是（）A. 圆环内产生变大的感应电流，圆环有收缩的趋势B. 圆环内产生变大的感应电流，圆环有扩张的趋势C. 圆环内产生变小的感应电流，圆环有收缩的趋势D. 圆环内产生变小的感应电流，圆环有扩张的趋势 答案 C 解析 根据右手定则，当金属棒 ab 在恒力F 的作用下向右运动时，abdc 回路中会产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于纸面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，abdcA. 若使线圈向东平动，则B. 若使线圈向北平动，则C. D. 若以ab 为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为 若以ab 为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为 答案 AC解析 线圈向东平动时，ba 和cd 两边切割磁感线，且两边切割磁感线产生的感应电动势大 小相同，a 点电势比b 点电势低，A 正确；同理，线圈向北平动，贝U a 、b 两点电势相等，高于c 、d 两点电势，B 错误；以ab 为轴将线圈向上翻转,的磁通量减小了，感应电流的 磁场方向应该向下，再由右手螺旋定则知，感应电流的方向为 a T b T c T d T a ,则 C 正确,D 错误.题组3三定则一定律的综合应用8.如图7所示，金属棒ab 置于水平放置的 U 形光滑导轨上，在ef 右侧存在有界匀强磁场 B, 磁场方向垂直导轨平面向下，在ef 左侧的无磁场区域 cdef 内有一半径很小的金属圆环 L ,厶茗圆环与导轨在同一平面内. 当金属棒ab 在水平恒力F 作用下从磁场左边界 ef 处由静止开始Xc/_Xa 点的电势比b 点的电势低图7回路中的感应电流逐渐增大， 穿过圆环的磁通量也逐渐增大，依据楞次定律可知， 圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环磁通量的增大； abdc 回路中的感应电流I = BR ，感应电流的变化率通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小，选项 C 正确.9.（多选）如图8，两同心圆环 A B 置于同一水平面上，其中导体环•当B 绕轴心顺时针转动且转速增大时，下列说法正确的是 （ ）A. A 中产生逆时针的感应电流B. A 中产生顺时针的感应电流C. A 具有收缩的趋势D. A 具有扩展的趋势 答案 BD解析 由图可知，B 为均匀带负电绝缘环， B 中电流为逆时针方向，由右手螺旋定则可知，电流的磁场垂直纸面向外且逐渐增大；由楞次定律可知，磁场增大时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，所以感应电流的磁场的方向垂直纸面向里， A 中感应电流的方向为顺时针方向，故A 错误，B 正确；B 环外的磁场的方向与 B 环内的磁场的方向相反，当 B 环内的磁场增强时，A 环具有面积扩展的趋势，故 C 错误，D 正确.10•如图9所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图所示.左线圈连着平行导轨M 和N,导轨电阻不计，在垂直于导轨方向上放着金属棒ab,金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法正确的是MgC■ * (卜4卜：.1N bd图9A.当金属棒向右匀速运动时， a 点电势高于b 点，c 点电势高于d 点AI ZV t Bla ~R ，又由于金属棒向右运动的加速度a 减小，所以感应电流的变化率减小, 圆环内磁 B 为均匀带负电绝缘环， A 为。
2019版高考物理总复习第十章电磁感应基础课1电磁感应现象楞次定律学案
“三个定则与一个定律”的综合应用
1. “三个定则”“一个定律”的比较 基本现象
应用的定则或定律
运动电荷、电流产生磁场
安培定则
磁场对运动电荷、电流有力的作用
左手定则
电磁
部分导体做切割磁感线运动
右手定则
感应
闭合回路磁通量变化
楞次定律
2. 三定则一定律的应用技巧
(1) 应用楞次定律时，一般要用到安培定则。
B，则 ( )
图7
A. Q环内有顺时针方向的感应电流
B. Q环内有逆时针方向的感应电流
C. P 环内有顺时针方向的感应电流
D. P 环内有逆时针方向的感应电流
解析 由楞次定律可知 P环内有逆时针方向的感应电流， Q环内没有感应电流产生， 故选项 A、
B、 C错误， D 正确。
答案 D
2. 为了测量列车运行的速度和加速度的大小，可采用如图
当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈， 沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、 匀速经过时，
线圈始终保持不动。 则关于线圈在此过程中受到的支持力 FN和摩擦力 Ff 的情况， 以下判断正
确的是 (
)
图 12 A. FN先大于 mg，后小于 mg B. FN一直大于 mg C. Ff 先向左，后向右 D. 线圈中的电流方向始终不变 解析 当磁铁靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增加，线圈中产生感应电流，线圈受到磁铁的 安培力作用， 根据楞次定律可知， 线圈受到的安培力斜向右下方， 则线圈对桌面的压力增大， 即 FN大于 mg，线圈相对桌面有向右运动趋势， 受到桌面向左的静摩擦力。 当磁铁远离线圈时， 穿过线圈的磁通量减小，同理，根据楞次定律可知，线圈受到的安培力斜向右上方，则线圈 对桌面的压力减小， 即 FN小于 mg，线圈相对桌面有向右运动趋势， 受到桌面向左的静摩擦力。 综上可知， FN先大于 mg，后小于 mg， Ff 始终向左，故选项 B、 C 错误， A 正确；当磁铁靠近 线圈时，穿过线圈向下的磁通量增加，线圈中产生感应电流从上向下看是逆时针方向；当磁 铁远离线圈时， 穿过线圈向下的磁通量减小， 线圈中产生感应电流从上向下看是顺时针方向， 故选项 D 错误。 答案 A
2019版高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 10.1 电磁感应现象 楞次定律
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【解析】选D。以ab为轴转动(小于90°),磁通量减小,有感应电流产生,故A项可行;以 OO′为轴转动(小于90°),磁通量减小,故有感应电流产生,故B项可行;以ad为轴转动(小 于60°),磁通量减小,有感应电流产生,故C项可行;以bc为轴转动(小于60°),磁通量不变, 没有感应电流产生,故D项不可行。本题选不可行的,故选D。
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【慧眼纠错】 (1)磁通量是标量,但有正、负之分,其正负表示大小。 纠错:_________________________________________ ___________________。 (2)线圈的匝数越多,穿过线圈的磁通量越大。 纠错:_________________________________。
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导学号04450218 A.金属环向上运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向 B.金属环向下运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向
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C.金属环向左侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向 D.金属环向右侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向
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圈的磁通量为零,保持不变,线圈中没有感应电流产生,故C项错误;线圈绕OO′轴逆时针 转动90°(俯视),穿过线圈的磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流方向为abcda,故D项 正确。
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【加固训练】
(多选)如图所示, 光滑导电圆环轨道 竖直固定在匀强磁场中,磁场方向与 轨道所在平面垂直,导体棒ab的两端 可始终不离开轨道无摩擦地滑动,当ab由图示位置释放,
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近年届高考物理一轮复习第十章电磁感应第一节电磁感应现象楞次定律课后达标新人教版(2021年整理)
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第一节电磁感应现象楞次定律(建议用时:60分钟)一、单项选择题1。
美国《大众科学》月刊网站报道，美国明尼苏达大学的研究人员发现．一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能．具体而言，只要略微提高温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流,其简化模型如图所示．A为圆柱形合金材料，B为线圈，套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径．现对A进行加热,则（）A．B中将产生逆时针方向的电流B．B中将产生顺时针方向的电流C．B线圈有收缩的趋势D．B线圈有扩张的趋势解析：选D.合金材料加热后，合金材料成为磁体，通过线圈B的磁通量增大，由于线圈B内有两个方向的磁场，由楞次定律可知线圈只有扩张，才能阻碍磁通量的变化，C错误，D正确；由于不知道极性，无法判断感应电流的方向，A、B错误．2.（2018·浙江嘉兴一中测试)如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈,右边门框中有一接收线圈．工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流，则( )A．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针B．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大C．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针D．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化解析:选D。
[精品]2019高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 第1讲 电磁感应现象 楞次定律学案
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第1讲电磁感应现象楞次定律【基础梳理】一、电磁感应现象1．磁通量(1)定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S和B的乘积．(2)公式：Φ＝B·S．(3)单位：1 Wb＝1__T·m2．(4)标矢性：磁通量是标量，但有正、负．(5)物理意义：磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数．2．电磁感应(1)电磁感应现象：当穿过闭合电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．(2)产生感应电流的条件①电路闭合；②磁通量变化．(3)电磁感应现象的实质：电路中产生感应电动势，如果电路闭合则有感应电流产生．(4)能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能．二、感应电流方向的判断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)适用情况：所有的电磁感应现象．2．右手定则(1)内容：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个平面内，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：导体切割磁感线产生感应电流．【自我诊断】判一判(1)磁通量是矢量，有正、负之分．( )(2)当导体切割磁感线运动时，导体中一定产生感应电流．( )(3)穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关．( )(4)电路中磁通量发生变化时，就一定会产生感应电流．( )(5)感应电流的磁场总是与原磁场方向相反．( )(6)楞次定律和右手定则都可以判断感应电流的方向，二者没什么区别．( )提示：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×做一做为了判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示．已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转．(1)将条形磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转．俯视线圈，其绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”)．(2)当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，指针向右偏转．俯视线圈，其绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”)．提示：(1)将磁铁N极向下插入L时，根据楞次定律L的上方应为N极．由电流计指针向左偏转，可确定L中电流由b端流入，根据安培定则，俯视线圈，电流为逆时针，线圈绕向为顺时针．(2)将磁铁远离L，由楞次定律，线圈L上方仍为N极，由于此时电流计指针向右偏转，可确定L中电流由a 端流入．根据安培定则，俯视线圈，电流为逆时针，线圈绕向也为逆时针．答案：(1)顺时针(2)逆时针对电磁感应现象的理解[学生用书P198]【知识提炼】1．常见的产生感应电流的三种情况2．判断电路中能否产生感应电流的一般流程【跟进题组】1．(2017·高考江苏卷)如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a 线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为( )A．1∶1 B．1∶2C．1∶4 D．4∶1解析：选A.磁通量Φ＝B·S，其中B为磁感应强度，S为与B垂直的有效面积．因为是同一磁场，B相同，且有效面积相同，S a＝S b，故Φa＝Φb.选项A正确．2．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接．下列说法中正确的是( )A．开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，电流计指针均不会偏转C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计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，电流计指针才能偏转解析：选A.线圈A插入或拔出，都将造成线圈B处磁场的变化，因此线圈B处的磁通量变化，产生感应电流，故A正确；开关闭合和断开均能引起线圈B中磁通量的变化而产生感应电流，故B错误；开关闭合后，只要移动滑片P，线圈B中磁通量就变化而产生感应电流，故C、D错误．对楞次定律的理解及应用[学生用书P198]【知识提炼】1．楞次定律中“阻碍”的含义2．感应电流方向判断的两种方法法一：用楞次定律判断法二：用右手定则判断该方法适用于部分导体切割磁感线．判断时注意掌心、四指、拇指的方向：(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．【典题例析】(2017·高考全国卷Ⅲ)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( )A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向[解析] 金属杆PQ向右切割磁感线，根据右手定则可知PQRS中感应电流沿逆时针方向；原来T中的磁场方向垂直于纸面向里，金属杆PQ中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外，使得穿过T的磁通量减小，根据楞次定律可知T中产生顺时针方向的感应电流，综上所述，可知A、B、C项错误，D项正确．[答案] D【迁移题组】迁移1 “增反减同”现象1．(多选)如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中( )A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B．感应电流方向一直是逆时针C．安培力方向始终与速度方向相反D．安培力方向始终沿水平方向解析：选AD.从磁场分布可看出：左侧向里的磁场从左向右越来越强，右侧向外的磁场从左向右越来越弱．所以，圆环从位置a运动到磁场分界线前，磁通量向里增大，由楞次定律知，感应电流的磁场与原磁场方向相反即向外，由安培定则知，感应电流沿逆时针方向；同理，跨越分界线过程中，磁通量由向里最大变为向外最大，感应电流沿顺时针方向；继续摆到b的过程中，磁通量向外减小，感应电流沿逆时针方向，A正确，B错误；由于圆环所在处的磁场上下对称，圆环等效水平部分所受安培力使圆环在竖直方向平衡，所以总的安培力沿水平方向，故D正确，C错误．迁移2 “来拒去留”现象2．很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒．一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐．让条形磁铁从静止开始下落．条形磁铁在圆筒中的运动速率( ) A．均匀增大B．先增大，后减小C．逐渐增大，趋于不变D．先增大，再减小，最后不变解析：选C.开始时，条形磁铁以加速度g竖直下落，则穿过铜环的磁通量发生变化，铜环中产生感应电流，感应电流的磁场阻碍条形磁铁的下落．开始时的感应电流比较小，条形磁铁向下做加速运动，且随下落速度增大，其加速度变小．当条形磁铁的速度达到一定值后，相应铜环对条形磁铁的作用力趋近于条形磁铁的重力．故条形磁铁先加速运动，但加速度变小，最后的速度趋近于某个定值．选项C正确．迁移3 “增缩减扩”现象3.(多选)(高考上海卷)如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形．则该磁场( )A．逐渐增强，方向向外B．逐渐增强，方向向里C．逐渐减弱，方向向外D．逐渐减弱，方向向里解析：选CD.回路变为圆形，面积增大，说明闭合回路的磁通量增大，所以磁场逐渐减弱，而磁场方向可能向外，也可能向里，故选项C、D正确．迁移4 右手定则的应用4．如图所示，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( )A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向为a→b→d→c→aB．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a→c→d→b→aC．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路中的电流为零D ．若ab 、cd 都向右运动，且两杆速度v cd >v ab ，则abdc 回路有电流，电流方向为a →c →d →b →a解析：选D.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 项错误；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 项错误；若ab 向左，cd 向右，则abdc 回路中有顺时针方向的电流，故C 项错误；若ab 、cd 都向右运动，且两杆速度v cd >v ab ，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．“一定律、三定则”的综合应用[学生用书P199]【知识提炼】1．“三个定则”“一个定律”的比较(1)因电而生磁(I →B )→安培定则； (2)因动而生电(v 、B →I 安)→右手定则； (3)因电而受力(I 、B →F 安)→左手定则； (4)因磁而生电(S 、B →I 安)→楞次定律．【典题例析】(多选)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ 、MN ，MN 的左边有一闭合电路，当PQ 在外力的作用下运动时，MN 向右运动，则PQ 所做的运动可能是( )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[审题指导] MN 向右运动，说明电流从M →N ，则L 1中的磁场方向向上，可看出L 2中的磁场变化分两种情况讨论：向上减小或向下增加；则可判断L 2中的电流方向，而L 2中的电流是由PQ 运动产生的，再由右手定则判断PQ 的运动性质．[解析] MN 向右运动，说明MN 受到向右的安培力，因为ab 在MN 处的磁场垂直纸面向里――→左手定则MN 中的感应电流由M →N ――→安培定则 L 1中感应电流的磁场方向向上――→楞次定律 ⎩⎪⎨⎪⎧L 2中磁场方向向上减弱L 2中磁场方向向下增强；若L 2中磁场方向向上减弱――→安培定则 PQ 中电流为Q →P 且减小――→右手定则 向右减速运动；若L 2中磁场方向向下增强――→安培定则 PQ 中电流为P →Q 且增大――→右手定则 向左加速运动．故选项B 、C 正确．[答案] BC(1)应用楞次定律时，一般要用到安培定则来分析原来磁场的分布情况．(2)研究感应电流受到的安培力，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力的方向，或者直接应用楞次定律的推论确定．(3)“一定律、三定则”中只要是涉及力的判断都用左手判断，涉及“电生磁”或“磁生电”的判断均用右手判断，即“左力右电”．【迁移题组】迁移1 “因动生电”现象的判断1．(多选)如图所示，金属导轨上的导体棒ab 在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c 中将有感应电流产生且被螺线管吸引( )A ．向右做匀速运动B ．向左做减速运动C ．向右做减速运动D ．向右做加速运动解析：选BC.当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流，线圈中的磁通量恒定不变，无感应电流出现，A 错误；当导体棒向左减速运动时，由右手定则可判定回路中出现从b →a 的感应电流且减小，由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱，由楞次定律知c 中出现顺时针感应电流(从右向左看)且被螺线管吸引，B 正确；同理可判定C 正确，D 错误．迁移2 “因电而动”现象的判断 2.如图所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN 和PQ 之间，ab 和cd 是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑动触头向左滑动，则ab 和cd 棒的运动情况是( )A ．ab 向左运动，cd 向右运动B ．ab 向右运动，cd 向左运动C ．ab 、cd 都向右运动D ．ab 、cd 保持静止解析：选A.由安培定则可知螺线管中磁感线方向向上，金属棒ab 、cd 处的磁感线方向均向下，当滑动触头向左滑动时，螺线管中电流增大，因此磁场变强，即磁感应强度变大，回路中的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流方向为a →c →d →b →a ，由左手定则知ab 受安培力方向向左，cd 受安培力方向向右，故ab 向左运动，cd 向右运动．只有A正确．[学生用书P200]1．(高考全国卷Ⅰ)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：选D.产生感应电流必须满足的条件：①电路闭合；②穿过闭合电路的磁通量要发生变化．选项A、B电路闭合，但磁通量不变，不能产生感应电流，故选项A、B不能观察到电流表的变化；选项C满足产生感应电流的条件，也能产生感应电流，但是等我们从一个房间到另一个房间后，电流表中已没有电流，故选项C也不能观察到电流表的变化；选项D满足产生感应电流的条件，能产生感应电流，可以观察到电流表的变化，所以选D.2.(多选)(2015·高考全国卷Ⅰ)1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”．实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示．实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后．下列说法正确的是( ) A．圆盘上产生了感应电动势B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动解析：选AB.当圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，产生感应电动势，选项A正确；铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流阻碍其相对运动，但抗拒不了相对运动，故磁针会随圆盘一起转动，但略有滞后，选项B正确；在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零，选项C错误；圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方向，会使磁针沿轴线方向偏转，选项D错误．3．如图，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正上方水平快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力F N及在水平方向运动趋势的正确判断是( )A．F N先小于mg后大于mg，运动趋势向左B．F N先大于mg后小于mg，运动趋势向左C．F N先小于mg后大于mg，运动趋势向右D．F N先大于mg后小于mg，运动趋势向右解析：选D.根据楞次定律的推论判断．磁铁靠近线圈时，线圈阻碍它靠近．线圈受到磁场力方向为右偏下，故F N>mg，有向右运动趋势，磁铁从B点离开线圈时，线圈受到磁场力方向向右偏上，故F N<mg，仍有向右运动趋势，因此只有D正确．4．如图所示的装置中，cd杆原来静止，当ab杆做如下哪种运动时，cd杆将向右移动( )A．向右匀速运动B．向右减速运动C．向左加速运动D．向左减速运动解析：选D.ab匀速运动时，ab中感应电流恒定，L1中磁通量不变，穿过L2的磁通量不变，L2中无感应电流产生，cd保持静止，A错误；ab向右减速运动时，L1中的磁通量向上减小，由楞次定律知L2中感应电流产生的磁场方向向下，故通过cd的电流方向向上，cd向左移动，B错误；同理得C错误，D正确．[学生用书P341(单独成册)](建议用时：60分钟)一、单项选择题1.美国《大众科学》月刊网站报道，美国明尼苏达大学的研究人员发现．一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能．具体而言，只要略微提高温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图所示．A为圆柱形合金材料，B为线圈，套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径．现对A进行加热，则( )A．B中将产生逆时针方向的电流B．B中将产生顺时针方向的电流C．B线圈有收缩的趋势D．B线圈有扩张的趋势解析：选D.合金材料加热后，合金材料成为磁体，通过线圈B的磁通量增大，由于线圈B内有两个方向的磁场，由楞次定律可知线圈只有扩张，才能阻碍磁通量的变化，C错误，D正确；由于不知道极性，无法判断感应电流的方向，A、B错误．2.(2018·浙江嘉兴一中测试)如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈．工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流，则( )A．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针B．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大C．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针D．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化解析：选D.当左侧通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流时，通过右侧线圈的磁通量增大，根据楞次定律可以知道，右侧线圈产生的感应电流方向为逆时针，由于磁场是均匀增大，则产生的感应电流为恒定的，故选项A、B错误；当有金属片通过时，接收线圈中磁通量仍然增大，故产生的感应电流方向仍然为逆时针，但是由于金属片中也要产生感应电流，所以接收线圈中的感应电流大小发生变化，故选项C错误，选项D正确．3.如图所示，两个同心圆形线圈a、b在同一平面内，其半径大小关系为r a>r b，条形磁铁穿过圆心并与圆面垂直，则穿过两线圈的磁通量Φa、Φb间的大小关系为( )A．Φa>ΦbB．Φa＝ΦbC．Φa<ΦbD．条件不足，无法判断解析：选C.条形磁铁内部的磁感线全部穿过a、b两个线圈，而外部磁感线穿过线圈a的比穿过线圈b的要多，线圈a中磁感线条数的代数和要小，故选项C正确．4.如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO′是它的对称轴，通电直导线AB与OO′平行，且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直，如要在线圈中形成方向为abcda的感应电流，可行的做法是( )A．AB中电流I逐渐增大B．AB中电流I先增大后减小C．导线AB正对OO′靠近线圈D．线圈绕OO′轴逆时针转动90°(俯视)解析：选D.由于通电直导线AB与OO′平行，且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直．AB中电流如何变化，或AB正对OO′靠近线圈或远离线圈，线圈中磁通量均为零，不能在线圈中产生感应电流，选项A、B、C错误；线圈绕OO′轴逆时针转动90°(俯视)，由楞次定律可知，在线圈中形成方向为abcda的感应电流，选项D正确．5.如图，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过．现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为F T1和F T2，重力加速度大小为g，则( ) A．F T1＞mg，F T2＞mgB．F T1＜mg，F T2＜mgC．F T1＞mg，F T2＜mgD．F T1＜mg，F T2＞mg解析：选A.金属环从位置Ⅰ靠近磁铁上端，因产生感应电流，故“阻碍”相对运动，知金属环与条形磁铁相互排斥，故绳的拉力F T1>mg.同理，当金属环离开磁铁下端时，金属环与磁铁相互吸引，因而绳的拉力F T2>mg，故A正确．6.如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁，从离地面高h处，由静止开始下落，最后落在水平地面上．磁铁下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触．若不计空气阻力．重力加速度为g，下列说法中正确的是( )A．在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)B．磁铁在整个下落过程中，受圆环对它的作用力先竖直向上后竖直向下C．磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变D．磁铁落地时的速率一定等于2gh解析：选A.当条形磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量增加，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为逆时针(从上向下看圆环)，当条形磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为顺时针(从上向下看圆环)，A正确；根据楞次定律的推论“来拒去留”原则，可判断磁铁在整个下落过程中，受圆环对它的作用力始终竖直向上，B错误；磁铁在整个下落过程中，由于受到磁场力的作用，机械能不守恒，C 错误；若磁铁从高度h处做自由落体运动，其落地时的速度v＝2gh，但磁铁穿过圆环的过程中要产生一部分电热，根据能量守恒定律可知，其落地速度一定小于2gh，D错误．7.如图所示，ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中，线圈ab将( )A．静止不动B．逆时针转动C．顺时针转动D．发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动的方向解析：选C.滑片P向右滑动过程中，电流增大，线圈处的磁场变强，磁通量增大，根据“阻碍”含义，线圈将阻碍磁通量增大而顺时针转动，故C正确．8．(2018·青岛模拟)如图甲所示，水平面上的平行导轨MN、PQ上放着两根导体棒ab、cd，两棒中间用绝缘丝线系住．开始时匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示，I和F T分别表示流过导体棒中的电流和丝线的拉力(不计电流之间的相互作用力)，则在t0时刻( )A．I＝0，F T＝0 B．I＝0，F T≠0C．I≠0，F T＝0 D．I≠0，F T≠0解析：选C.t0时刻，磁场变化，磁通量变化，故I≠0；由于B＝0，故ab、cd所受安培力均为零，丝线的拉力为零，C项正确．9.如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块( )A．在P和Q中都做自由落体运动B．在两个下落过程中的机械能都守恒C．在P中的下落时间比在Q中的长D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大解析：选C.小磁块在铜管中下落，产生电磁感应现象，根据楞次定律的推论——阻碍相对运动可知，小磁块下落过程中受到向上的电磁阻力，而在塑料管中下落，没有电磁感应现象，小磁块做自由落体运动，故C正确．二、多项选择题10．(2018·海南省嘉积模拟)电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁由静止开始下落，在N极接近线圈上端的过程中，下列说法正确的是( )A．流过R的电流方向是a到bB．电容器的下极板带正电C．磁铁下落过程中，加速度保持不变D．穿过线圈的磁通量不断增大解析：选BD.在N极接近线圈上端的过程中，线圈中向下的磁通量在变大，所以选项D正确；根据楞次定律可以得出，感应电流方向为逆时针(俯视图)，流过R的电流方向是b到a，选项A错误；线圈的下部相当于电源的正极，电容器的下极板带正电，所以选项B正确；磁铁下落过程中，重力不变，线圈对磁铁的作用力变化，所以合力变化，加速度变化，所以选项C错误．11.如图所示，固定的光滑金属导轨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( )A．P、Q将相互靠拢B．P、Q将相互远离C．磁铁的加速度仍为gD．磁铁的加速度小于g解析：选AD.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中的感应电流方向如图所示，根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向．可见，P、Q将相互靠拢．由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律知，磁铁将受到向上的反作用力，因而加速度小于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.法二：根据楞次定律的另一种表述——感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因．本题中“原因”是回。
2019年度高考物理一轮复习第十章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律学案
第1讲电磁感应现象楞次定律一、磁通量1.概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S与B的乘积.2.公式：Φ＝BS.3.适用条件：(1)匀强磁场.(2)S为垂直磁场的有效面积.4.磁通量是标量(填“标量”或“矢量”).5.物理意义：相当于穿过某一面积的磁感线的条数.如图1所示，矩形abcd、abb′a′、a′b′cd的面积分别为S1、S2、S3，匀强磁场的磁感应强度B与平面a′b′cd垂直，则：图1(1)通过矩形abcd的磁通量为BS1cos θ或BS3.(2)通过矩形a′b′cd的磁通量为BS3.(3)通过矩形abb′a′的磁通量为0.6.磁通量变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1.二、电磁感应现象1.定义：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.2.条件(1)条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化.(2)例如：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动.3.实质产生感应电动势，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.自测1 (多选)下列说法正确的是( )A.闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生B.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C.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D.当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势答案CD三、感应电流方向的判定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.2.右手定则(1)内容：如图2，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，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向.图2(2)适用情况：导线切割磁感线产生感应电流.自测2 如图3所示，一圆形金属线圈放置在水平桌面上，匀强磁场垂直桌面竖直向下，过线圈上A点作切线OO′，OO′与线圈在同一平面上.在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中，线圈中电流流向( )图3A.始终为A→B→C→AB.始终为A→C→B→AC.先为A→C→B→A，再为A→B→C→AD.先为A→B→C→A，再为A→C→B→A答案 A解析在线圈以OO′为轴翻转0～90°的过程中，穿过线圈正面向里的磁通量逐渐减小，则感应电流产生的磁场垂直桌面向下，由楞次定律可知感应电流方向为A→B→C→A；线圈以OO′为轴翻转90°～180°的过程中，穿过线圈反面向里的磁通量逐渐增加，则感应电流产生的磁场垂直桌面向上，由楞次定律可知感应电流方向仍然为A→B→C→A，A正确.命题点一电磁感应现象的理解和判断常见的产生感应电流的三种情况例1 如图4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θ.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4A.ab向右运动，同时使θ减小B.使磁感应强度B减小，θ角同时也减小C.ab向左运动，同时增大磁感应强度BD.ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)答案 A解析设此时回路面积为S，据题意，磁通量Φ＝BS cos θ，对A选项，S增大，θ减小，cos θ增大，则Φ增大，A正确.对B选项，B减小，θ减小，cos θ增大，Φ可能不变，B错误.对C选项，S减小，B增大，Φ可能不变，C错误.对D选项，S增大，B增大，θ增大，cos θ减小，Φ可能不变，D错误.故只有A正确.变式1 (多选)如图5所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系.四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图中所示，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是( )图5A.线圈a中有感应电流B.线圈b中有感应电流C.线圈c中无感应电流D.线圈d中无感应电流答案AD变式2 (多选)(2015·全国卷Ⅰ·19)1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图6所示.实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后.下列说法正确的是( )图6A.圆盘上产生了感应电动势B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C.在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动答案AB解析当圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，产生感应电动势，选项A正确.如图所示，铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流阻碍其相对运动，但抗拒不了相对运动，故磁针会随圆盘一起转动，但略有滞后，选项B正确；在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零，选项C错误；圆盘中的电子定向移动不会产生定向移动的电流，因为圆盘本身不带电(圆盘内正负电荷代数和为零)，故圆盘转动时没有因电子随圆盘定向移动形成的电流，选项D错误.命题点二感应电流方向的两种判断方法1.用楞次定律判断(1)楞次定律中“阻碍”的含义：(2)应用楞次定律的思路：2.用右手定则判断该方法只适用于切割磁感线产生的感应电流，注意三个要点：(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.例2 (2017·全国卷Ⅲ·15)如图7，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( )图7A.PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B.PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿顺时针方向C.PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿逆时针方向D.PQRS 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PQRS 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. 例3 (2017·湖北武汉名校联考)如图8甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示.在0～T2时间内，直导线中电流向上，则在T2～T 时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是( )图8A.顺时针，向左B.逆时针，向右C.顺时针，向右D.逆时针，向左 答案 B解析 在0～T 2时间内，直导线中电流向上，由题图乙知，在T2～T 时间内，直导线电流方向也向上，根据安培定则知，导线右侧磁场的方向垂直纸面向里，电流逐渐增大，则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生逆时针方向的感应电流.根据左手定则，金属线框左边受到的安培力方向向右，右边受到的安培力向左，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属线框所受安培力的合力方向向右，故B 正确，A 、C 、D 错误.变式3 (2017·贵州遵义航天中学模拟)如图9所示，在通电长直导线AB 的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属线圈P ，AB 在线圈平面内.当发现闭合线圈向右摆动时( )图9A.AB 中的电流减小，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流B.AB 中的电流不变，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流C.AB 中的电流增大，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流D.AB 中的电流增大，用楞次定律判断得线圈中产生顺时针方向的电流 答案 C解析 根据安培定则可知线圈所在处的磁场方向垂直纸面向里，若直导线中的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律得到：线框中感应电流方向为逆时针方向.根据左手定则可知线圈所受安培力指向线圈内，由于靠近导线磁场强，则安培力较大；远离导线磁场弱，则安培力较小.因此线圈离开AB 直导线，即向右摆动，反之产生顺时针方向的电流，向左摆动，故C 正确.变式4 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，匀强磁场垂直穿过MN 、GH 所在的平面，如图10所示，则()图10A.若固定ab ，使cd 向右滑动，则abdc 回路有电流，电流方向由a 到b 到d 到cB.若ab 、cd 以相同的速度一起向右滑动，则abdc 回路有电流，电流方向由c 到d 到b 到aC.若ab 向左、cd 向右同时运动，则abdc 回路电流为0D.若ab 、cd 都向右运动，且两棒速度v cd >v ab ，则abdc 回路有电流，电流方向由c 到d 到b 到a 答案 D解析 若固定ab ，使cd 向右滑动，由右手定则知应产生顺时针方向的电流，故A 错.若ab 、cd 同向运动且速度大小相同，ab 、cd 所围的面积不变，磁通量不变，不产生感应电流，故B 错.若ab 向左、cd 向右同时运动，则abdc 回路中有顺时针方向的电流，故C 错.若ab 、cd 都向右运动，且v cd >v ab ，则ab 、cd 所围的面积发生变化，磁通量也发生变化，故由楞次定律可判断出产生由c 到d 到b 到a 的电流，故D 正确. 命题点三 楞次定律推论的应用楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因，列表说明如下：磁铁远离，是引力例4 如图11所示，光滑平行导轨M 、N 固定在同一水平面上，两根导体棒P 、Q 平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )图11A.P 、Q 将互相靠拢B.P 、Q 将互相远离C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度大于g 答案 A解析 解法一 根据楞次定律的另一表述“感应电流的效果总是要阻碍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 将互相靠拢且磁铁的加速度小于g ，选项A 正确. 解法二 设磁铁下端为N 极，根据楞次定律可判断出P 、Q 中的感应电流方向，如图所示，根据左手定则可判断P 、Q 所受安培力的方向，可见，P 、Q 将相互靠拢.由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律知，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论，选项A 正确.变式5 (2018·湖北宜昌质检)如图12所示，一个N 极朝下的条形磁铁竖直下落，恰能穿过水平放置的固定矩形导线框，则( )图12A.磁铁经过位置①时，线框中感应电流沿abcd方向；经过位置②时，沿adcb方向B.磁铁经过位置①时，线框中感应电流沿adcb方向；经过位置②时，沿abcd方向C.磁铁经过位置①和②时，线框中的感应电流都沿abcd方向D.磁铁经过位置①和②时，线框中感应电流都沿adcb方向答案 A解析当磁铁经过位置①时，穿过线框的磁通量向下且不断增加，由楞次定律可确定感应电流的磁场方向向上，阻碍磁通量的增加，根据右手螺旋定则可判定感应电流应沿abcd方向.同理可判断当磁铁经过位置②时，感应电流沿adcb方向.变式6 在水平面内有一固定的U型裸金属框架，框架上静止放置一根粗糙的金属杆ab，整个装置放在竖直方向的匀强磁场中，如图13所示.下列说法中正确的是( )图13A.只有当磁场方向向上且增强，ab杆才可能向左移动B.只有当磁场方向向下且减弱，ab杆才可能向右移动C.无论磁场方向如何，只要磁场减弱，ab杆就可能向右移动D.当磁场变化时，ab杆中一定有电流产生，且一定会移动答案 C解析由楞次定律可知，当闭合回路的磁通量增大时，导体棒将向左移动，阻碍磁通量的增加，当闭合回路的磁通量减小时，导体棒将向右运动，以便阻碍磁通量的减小，与磁场方向无关，故选C.命题点四 三定则一定律的应用安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的应用对比：例5 (多选)如图14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 ，MN 的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ 在一外力的作用下运动时，MN 向右运动，则PQ 所做的运动可能是( )图14A.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解析 MN 向右运动，说明MN 受到向右的安培力，因为ab 在MN 处的磁场垂直纸面向里―――→左手定则MN 中的感应电流方向为M →N ―――→安培定则L 1中感应电流的磁场方向向上―――→楞次定律⎩⎪⎨⎪⎧L 2中磁场方向向上减弱L 2中磁场方向向下增强.若L 2中磁场方向向上减弱―――→安培定则PQ 中电流方向为Q →P 且减小―――→右手定则向右减速运动；若L 2中磁场方向向下增强―――→安培定则PQ 中电流方向为P →Q 且增大―――→右手定则向左加速运动.变式7 (多选)如图15所示，金属导轨上的导体棒ab 在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c 中将有感应电流产生且被螺线管吸引( )图15A.向右做匀速运动B.向左做减速运动C.向右做减速运动D.向右做加速运动答案BC解析当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流，线圈中的磁通量恒定，无感应电流出现，A错；当导体棒向左做减速运动时，由右手定则可判定回路中出现了b→a的感应电流且减小，由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱，由楞次定律知c中出现顺时针方向的感应电流(从右向左看)且被螺线管吸引，B对；同理可判定C对，D错.变式8 置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A 相连.套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平光滑导轨上，如图16所示.导轨上有一根金属棒ab静止处在垂直于纸面向外的匀强磁场中.下列说法正确的是( )图16A.圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动B.圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动C.圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动D.圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向左运动答案 C1.(2018·河北邢台质检)下列说法中正确的是( )A.当穿过某个面的磁通量等于零时，该区域的磁感应强度一定为零B.磁感应强度的方向一定与通电导线所受安培力方向、直导线方向都垂直C.感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果D.洛伦兹力不改变运动电荷的速度答案 C解析当磁场与平面平行时，磁通量为零，而磁感应强度不一定为零，故A错误；根据左手定则可知，安培力一定与磁感应强度及电流方向垂直，而磁场方向一定与通电导线所受安培力方向垂直，但不一定与直导线方向垂直，故B错误；感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果，故C正确；洛伦兹力对电荷不做功，因此不改变运动电荷的速度大小，但可以改变速度的方向，故D错误.2.下列图中能产生感应电流的是( )答案 B解析根据产生感应电流的条件：A中，电路没闭合，无感应电流；B中，电路闭合，且垂直磁感线的平面的面积增大，即闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C中，穿过闭合线圈的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，无感应电流；D中，闭合回路中的磁通量不发生变化，无感应电流.3.物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”.如图1所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环.闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起.某同学另找来器材再探究此实验.他连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动.对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是( )图1A.线圈接在了直流电源上B.电源电压过高C.所选线圈的匝数过多D.所用套环的材料与老师的不同答案 D解析无论实验用的是交流电还是直流电，闭合开关S的瞬间，穿过套环的磁通量均增加，只要套环的材料是导体，套环中就能产生感应电流，套环就会跳起.如果套环是用塑料做的，则不能产生感应电流，也就不会受安培力作用而跳起.选项D正确.4.如图2所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下.在将磁铁的S极插入线圈的过程中( )图2A.通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥B.通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥C.通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互吸引D.通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互吸引答案 A解析将磁铁的S极插入线圈的过程中，由楞次定律知，通过电阻的感应电流的方向由a 到b，线圈与磁铁相互排斥.5.如图3所示的金属圆环放在匀强磁场中，将它从磁场中匀速拉出来，下列说法正确的是( )图3A.向左拉出和向右拉出，其感应电流方向相反B.不管从什么方向拉出，金属圆环中的感应电流方向总是顺时针C.不管从什么方向拉出，环中的感应电流方向总是逆时针D.在此过程中感应电流大小不变答案 B解析金属圆环不管是从什么方向拉出磁场，金属圆环中的磁通量方向不变，且不断减小，根据楞次定律知，感应电流的方向相同，感应电流的磁场方向和原磁场的方向相同，则由右手螺旋定则知感应电流的方向是顺时针方向，A、C错误，B正确；金属圆环匀速拉出磁场过程中，磁通量的变化率在发生变化，感应电流的大小也在发生变化，D错误.6.如图4所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为F T1和F T2，重力加速度大小为g，则( )图4A.F T1＞mg，F T2＞mgB.F T1＜mg，F T2＜mgC.F T1＞mg，F T2＜mgD.F T1＜mg，F T2＞mg答案 A解析金属圆环从位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中，由楞次定律知，金属圆环在磁铁上端时受力向上，在磁铁下端时受力也向上，则金属圆环对磁铁的作用力始终向下，对磁铁受力分析可知F T1＞mg，F T2＞mg，A正确.7.(多选)如图5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在磁场力的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是( )图5A.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解析设PQ向右运动，用右手定则和安培定则判定可知穿过L1的磁感线方向向上.若PQ向右加速运动，则穿过L1的磁通量增加，用楞次定律判定可知通过MN的感应电流方向是N→M，对MN用左手定则判定，可知MN向左运动，可见A选项不正确.若PQ向右减速运动，则穿过L1的磁通量减少，用楞次定律判定可知通过MN的感应电流方向是M→N，对MN用左手定则判定，可知MN是向右运动，可见C正确.同理设PQ向左运动，用上述类似的方法可判定B 正确，而D错误.8.如图6所示，金属棒ab 、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab 在匀强磁场B 中沿导轨向右运动，则( )图6A.ab 棒不受安培力作用B.ab 棒所受安培力的方向向右C.ab 棒向右运动速度v 越大，所受安培力越大D.螺线管产生的磁场，A 端为N 极答案 C解析 金属棒ab 沿导轨向右运动时，安培力方向向左，“阻碍”其运动，选项A 、B 错误；金属棒ab 沿导轨向右运动时，感应电动势E ＝Blv ，感应电流I ＝E R ，安培力F ＝BIl ＝B 2l 2v R，可见，选项C 正确；根据右手定则可知，流过金属棒ab 的感应电流的方向是从b 流向a ，所以流过螺线管的电流方向是从A 端到达B 端，根据右手螺旋定则可知，螺线管的A 端为S 极，选项D 错误.9.(多选)如图7所示，在磁感应强度大小为B 、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m 、阻值为R 的闭合矩形金属线框abcd ，用绝缘轻质细杆悬挂在O 点，并可绕O 点左右摆动.金属线框从图示位置的右侧某一位置由静止释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面.则下列说法中正确的是( )图7A.线框中感应电流的方向先是d →c →b →a →d ，后是a →b →c →d →aB.线框中感应电流的方向是d →c →b →a →dC.穿过线框中的磁通量先变大后变小D.穿过线框中的磁通量先变小后变大答案 BD解析 线框从图示位置的右侧摆到最低点的过程中，穿过线框的磁通量减小，由楞次定律可判断感应电流的方向为d →c →b →a →d ，从最低点到左侧最高点的过程中，穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d.10.(多选)如图8，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带负电绝缘环，A为导体环.当B绕轴心顺时针转动且转速增大时，下列说法正确的是( )图8A.A中产生逆时针的感应电流B.A中产生顺时针的感应电流C.A具有收缩的趋势D.A具有扩张的趋势答案BD解析由题图可知，B为均匀带负电绝缘环，B中电流为逆时针方向，由右手螺旋定则可知，电流的磁场垂直纸面向外且逐渐增大；由楞次定律可知，磁场增大时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，所以感应电流的磁场的方向垂直纸面向里，A中感应电流的方向为顺时针方向，故A错误，B正确；B环外的磁场的方向与B环内的磁场的方向相反，当B环内的磁场增强时，A环具有面积扩张的趋势，故C错误，D正确.11.如图9所示，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内.当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，下列有关圆环的说法正确的是( )图9A.圆环内产生变大的感应电流，圆环有收缩的趋势B.圆环内产生变大的感应电流，圆环有扩张的趋势C.圆环内产生变小的感应电流，圆环有收缩的趋势D.圆环内产生变小的感应电流，圆环有扩张的趋势答案 C解析根据右手定则，当金属棒ab在恒力F的作用下向右运动时，abdc回路中会产生逆时。
高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 第1讲 电磁感应现象、楞次定律教学案(含解析)
第1讲电磁感应现象、楞次定律➢教材知识梳理一、磁通量1．磁通量(1)定义：磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的________．(2)公式：Φ＝________(B⊥S)；单位：韦伯(Wb)．(3)矢标性：磁通量是________，但有正负．2．磁通量的变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1.3．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ΔΦΔt，与线圈的匝数无关．二、电磁感应现象1．电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有________产生的现象．2．产生感应电流的条件(1)闭合电路；(2)________发生变化．三、感应电流的方向1．楞次定律：感应电流的磁场总要________引起感应电流的________的变化．适用于一切电磁感应现象．2．右手定则：伸开右手，使拇指与四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线穿入掌心，右手拇指指向________方向，这时其余四指指向就是感应电流的方向．适用于导线________产生感应电流．答案：一、1.(1)乘积(2)BS(3)标量二、1.感应电流 2.(2)磁通量三、1.阻碍磁通量 2.导线运动切割磁感线【思维辨析】(1)闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生．( )(2)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关．( )(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．( )(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)磁通量变化量越大，感应电动势越大．( )(7)自感现象是电磁感应现象的应用．( )答案：(1)(×)(2)(√)(3)(√)(4)(√)(5)(×) (6)(×)(7)(√)➢考点互动探究考点一电磁感应现象的理解与判断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．2．判断是否产生感应电流的流程(1)确定研究的回路．(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量Φ.(3)⎩⎪⎨⎪⎧Φ不变→无感应电流Φ变化→⎩⎪⎨⎪⎧不闭合，无感应电流，但有感应电动势回路闭合，有感应电流 图10261中能产生感应电流的是( )图10261答案：B [解析] 根据产生感应电流的条件：A 中，电路没闭合，无感应电流；B 中，磁感应强度不变，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C 中，穿过线圈的磁感线相互抵消，Φ恒为零，无感应电流；D 中，磁通量不发生变化，无感应电流．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，观察电流表的变化答案：D [解析] 只形成闭合回路，回路中的磁通量不变化，不会产生感应电流，A、B、C错误；给线圈通电或断电瞬间，通过闭合回路的磁通量变化，会产生感应电流，能观察到电流表的变化，D正确．考点二楞次定律的理解与应用楞次定律中“阻碍”的含义考向一应用楞次定律判断感应电流方向的“四步法”2 某实验小组用如图10262所示的实验装置来验证楞次定律，当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流表G的感应电流方向是( )图10262A．a→G→bB．先a→G→b，后b→G→aC．b→G→aD．先b→G→a，后a→G→b答案：D[解析] 解答本题时可按以下顺序进行：(1)条形磁铁在穿入线圈的过程中，原磁场方向向下．(2)穿过线圈向下的磁通量增加．(3)由楞次定律可知：感应电流的磁场方向向上．(4)应用安培定则可判断：感应电流的方向为逆时针(俯视)，即由b→G→a.同理可以判断；条形磁铁穿出线圈的过程中，向下的磁通量减小，感应电流产生的磁场方向向下，感应电流的方向为顺时针(俯视)，即由a→G→b.(多选)如图10263所示，一电子以初速度v沿与金属板平行的方向飞入M、N极板间，突然发现电子向M板偏转，若不考虑磁场对电子运动方向的影响，则产生这一现象的原因可能是( )图10263A．开关S闭合瞬间B．开关S由闭合到断开瞬间C．开关S是闭合的，变阻器滑片P向右迅速滑动D．开关S是闭合的，变阻器滑片P向左迅速滑动答案：AD [解析] 电子向M板偏转，说明M板为正极，则感应电流如图：由安培定则得，感应电流磁场方向水平向左，而原磁场方向水平向右，由楞次定律得原磁场增强，即原电流增加，故A、D正确．考向二利用楞次定律的推论速解电磁感应问题电磁感应现象中因果相对的关系恰好反映了自然界的这种对立统一规律，对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的“效果”总是阻碍产生感应电流的原因，可由以下四种方式呈现：(1)阻碍原磁通量的变化，即“增反减同”．(2)阻碍相对运动，即“来拒去留”．(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势，即“增缩减扩”．(4)阻碍原电流的变化(自感现象)，即“增反减同”．如图10264所示，光滑固定导轨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，当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )图10264A．P、Q将互相靠拢B．P、Q将互相远离C．磁铁的加速度仍为gD．磁铁的加速度大于g答案：A[解析] 解法一：根据楞次定律的另一表述：感应电流效果总是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，归根结底是因为磁铁靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近．所以，P、Q将互相靠拢且磁铁的加速度小于g，选项A正确．解法二：设磁铁下端为N极，画出的磁感线如图所示，根据楞次定律可判断出P、Q中的感应电流方向，根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向，可见，P、Q将相互靠拢．由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律知，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论．所以本题选项A正确．(多选)如图10265所示，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形，则磁场可能( )图10265A．逐渐增强，方向向外B．逐渐增强，方向向里C．逐渐减弱，方向向外D．逐渐减弱，方向向里答案：CD [解析] 根据楞次定律，感应电流的磁场方向总是阻碍闭合回路中磁通量的变化，体现在面积上是“增缩减扩”，而回路变为圆形，面积增加了，说明磁场逐渐减弱．因不知回路中电流方向，故无法判定磁场方向，故C、D都有可能．考点三左手定则、右手定则、楞次定律、安培定则1.“三个定则”“一个定律”的比较基本现象应用的定则或定律运动电荷、电流产生磁场安培定则磁场对运动电荷、电流有力的作用左手定则部分导体做切割磁感线运动右手定则电磁感应闭合回路磁通量变化楞次定律2．“三个定则”和“一个定律”的因果关系(1)因电而生磁(I→B)→安培定则；(2)因动而生电(v、B→I安)→右手定则；(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则；(4)因磁而生电(S、B→I安)→楞次定律．4 (多选)如图10266所示，水平放置的两条光滑的金属轨道上有可自由移动的金属棒PQ 、MN ，MN 的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ 在一外力的作用下运动时，MN 向右运动，则PQ 所做的运动可能是( )图10266A ．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[解析] MN 向右运动，说明MN 受到向右的安培力，因为ab 在MN 处的磁场垂直纸面向里――→左手定则MN 中的感应电流方向为M →N ――→安培定则L 1中感应电流的磁场方向向上――→楞次定律⎩⎪⎨⎪⎧L 2中磁场方向向上减弱L 2中磁场方向向下增强.若L 2中磁场方向向上减弱――→安培定则PQ 中电流方向为Q →P 且减小――→右手定则向右减速运动；若L 2中磁场方向向下增强――→安培定则PQ 中电流方向为P →Q 且增大――→右手定则向左加速运动．(多选)如图10267所示装置中，cd 杆原来静止．当ab 杆做如下哪些运动时，cd 杆将向右移动( )图10267A ．向右匀速运动B ．向右加速运动C ．向左加速运动D．向左减速运动答案：BD [解析] ab匀速运动时，ab中感应电流恒定，L1中磁通量不变，穿过L2的磁通量不变，L2中无感应电流产生，cd 保持静止，A错误；ab向右加速运动时，L2中的磁通量向下增大，通过cd的电流方向由c到d，cd向右移动，B正确；同理可得C 错误，D正确．■ 方法技巧左、右手定则巧区分(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)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【教师备用习题】1．如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是( )[解析] B 根据产生感应电流的条件可知，能够产生感应电流的是图B.2．如图所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将( )A．S增大，l变长B．S减小，l变短C．S增大，l变短D．S减小，l变长[解析] D 当通电直导线中电流增大时，穿过金属圆环的磁通量增大，金属圆环中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流产生的效果要阻碍磁通量的增大，一是用缩小面积的方式进行阻碍，二是用远离直导线的方式进行阻碍．选项D正确．3．如图所示，环形金属软弹簧套在条形磁铁的中心位置．若将弹簧在磁铁中心面所在的竖直平面内向外拉，使其所包围的面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将( )A．增大B．减小C．不变D．无法确定如何变化[解析] B 穿过弹簧所围面积的磁通量应为合磁通量，磁铁内部由S极指向N极的磁通量不变，而其外部由N极指向S极的磁通量随面积的增大而增大，故合磁通量减小，选项B正确．4．[2015·湖北荆门调研] 如图所示，老师让学生观察一个物理小实验：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是( )A．磁铁插向左环，横杆发生转动B．磁铁插向右环，横杆发生转动C．把磁铁从左环中拔出，左环会跟着磁铁运动D．把磁铁从右环中拔出，右环不会跟着磁铁运动[解析] B 磁铁插向右环，横杆发生转动；磁铁插向左环，由于左环不是闭合回路，没有感应电流产生，横杆不发生转动，选项A错误，B正确；把磁铁从左环中拔出，左环不会跟着磁铁运动，把磁铁从右环中拔出，右环会跟着磁铁运动，选项C、D错误．5．北半球地磁场的竖直分量向下，如图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置着边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向．下列说法中正确的是( )A．若使线圈向东平动，则a点的电势比b点的电势高B．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低C．若以ab边为轴将线圈向上翻转，则线圈中的感应电流方向为a→b→c→d→aD．若以ab边为轴将线圈向上翻转，则线圈中的感应电流方向为a→d→c→b→a[解析] C 线圈向东平动时，ab和cd两边切割磁感线，且两边切割磁感线产生的感应电动势大小相等，a点电势比b点电势低，选项A错误；同理，线圈向北平动，则a、b两点的电势相等，高于c、d两点的电势，选项B错误；以ab边为轴将线圈向上翻转，向下的磁通量减小，感应电流的磁场方向应该向下，再由安培定则知，感应电流的方向为a→b→c→d→a，选项C正确，D错误．6．(多选)如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速度释放，在圆环从a摆向b的过程中( )A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B．感应电流的方向一直是逆时针C．安培力方向始终与速度方向相反D．安培力方向始终沿水平方向[解析] AD 圆环从位置a无初速度释放，在到达磁场分界线前，穿过圆环向里的磁感线条数增加，根据楞次定律可知，圆环内感应电流的方向为逆时针，圆环经过磁场分界线时，穿过圆环向里的磁感线条数减少，根据楞次定律可知，圆环内感应电流的方向为顺时针；圆环通过磁场分界线后，穿过圆环向外的磁感线条数减少，根据楞次定律可知，圆环内感应电流的方向为逆时针；因磁场在竖直方向分布均匀，圆环所受竖直方向的安培力平衡，故总的安培力沿水平方向．综上所述，选项A、D正确．7．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[解析] A 若发现钻头M 突然向右运动，则两螺线管互相排斥，根据楞次定律，可能是开关S 由断开到闭合的瞬间，选项A 正确．8．如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ＝60°，磁感线竖直向下，线圈所围的面积S ＝0.4 m 2，匀强磁场的磁感应强度B ＝0.6 T ，则穿过线圈的磁通量Φ为多少？把线圈以cd 为轴顺时针转过120°角，则穿过线圈的磁通量的变化量为多少？[答案] 0.12 Wb 0.36 Wb[解析] 线圈在垂直磁场方向上的投影面积 S ⊥＝S cos 60°＝0.4×12m 2＝0.2 m 2穿过线圈的磁通量Φ1＝BS ⊥＝0.6×0.2 Wb ＝0.12 Wb线圈沿顺时针方向转过120°角后变为与磁场垂直，但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反，故此时通过线圈的磁通量 Φ2＝－BS ＝－0.6×0.4 Wb ＝－0.24 Wb故磁通量的变化量ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|－0.24－0.12|Wb ＝0.36 Wb。
2019届高三物理第一轮复习第十章电磁感应《电磁感应现象、楞次定律》学案学生版
第十章电磁感应第一节电磁感应现象、楞次定律考点一电磁感应现象的判断【典例1】(多选)下列情况能产生感应电流的是()A.如图(甲)所示,导体AB顺着磁感线运动B.如图(乙)所示,条形磁铁插入或拔出线圈时C.如图(丙)所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通时D.如图(丙)所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通,当改变滑动变阻器的阻值时【即时训练1】(2017·江苏卷，1)如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()A．1∶1 B．1∶2C．1∶4 D．4∶1考点二楞次定律的理解及应用1.楞次定律中“阻碍”的含义2.楞次定律的使用步骤3.右手定则(1)内容:①磁感线穿入手手心.②大拇指指向的方向.③其余四指指向的方向.(2)适用范围:适用于切割磁感线.【典例2】(2018·江西重点中学联考)(多选)如图所示,一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内,其下方(略靠前,能让线框穿过)固定一根与线框平面平行的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流.释放线框,它由实线位置下落到虚线位置未发生转动,在此过程中() A.线框中感应电流方向依次为ACBA→ABCA→ACBAB.线框的磁通量为零时,感应电流却不为零C.线框所受安培力的合力方向依次为上→下→上D.线框所受安培力的合力为零,做自由落体运动【即时训练2】(2017·课标卷Ⅰ，18)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌．为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示．无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是()【即时训练3】某磁场磁感线如图所示,有一铜线圈自图示A位置下落至B位置,在下落过程中,自上往下看,线圈中感应电流的方向是()A.始终顺时针B.先顺时针再逆时针C.始终逆时针D.先逆时针再顺时针【即时训练4】(2018·海南七校联考)如图所示,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( )A.若固定ab,使cd向右滑动,则abcd回路有电流,电流方向为a→b→d→c→a,c,d两点电势ϕd>ϕcB.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a→c→d→b→aC.若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路中的电流为零D.若ab,cd都向右运动,且两杆速度v cd>v ab,则abdc回路有电流,电流方向为a→c→d→b→a,c,d两点电势ϕd>ϕc考点三“三定则一定律”的综合应用【典例3】(多选)如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ,MN,MN的左边有一闭合电路,当PQ在外力的作用下运动时,MN向右运动.则PQ所做的运动可能是()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【即时训练5】(多选)如图所示,一电子以初速度v沿与金属板平行的方向飞入MN极板间,突然发现电子向M板偏转,若不考虑磁场对电子运动方向的影响,则产生这一现象的原因可能是()A.开关S闭合瞬间B.开关S先闭合后断开瞬间C.开关S是闭合的,变阻器滑片P向右迅速滑动D.开关S是闭合的,变阻器滑片P向左迅速滑动【巩固练习】1.(楞次定律的应用)(2016·海南卷,4)如图,一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内,环的圆心与两导线距离相等,环的直径小于两导线间距.两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流.若()A.金属环向上运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向B.金属环向下运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向C.金属环向左侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针D.金属环向右侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针2.(三定则一定律的综合应用)(2017·全国Ⅲ卷,15)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()A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向3.(“二次感应”问题)(2016·上海卷,19)(多选)如图(a),螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场,以图中箭头所示方向为其正方向.螺线管与导线框abcd相连,导线框内有一小金属圆环L,圆环与导线框在同一平面内,当螺线管内的磁感应强度B随时间按图(b)所示规律变化时( )A.在t1～t2时间内,L有收缩趋势B.在t2～t3时间内,L有扩张趋势C.在t2～t3时间内,L内有逆时针方向的感应电流D.在t3～t4时间内,L内有顺时针方向的感应电流4.如图所示,金属导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,当与导轨接触良好的导线MN在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B被A排斥5.(2017·江西模拟)如图所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路.在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A.不计铁芯和铜环A之间的摩擦.则下列情况中铜环A会向右运动的是( )A.线圈中通以恒定的电流B.通电时,使滑动变阻器的滑片P向右匀速移动C.通电时,使滑动变阻器的滑片P向左加速移动D.开关突然断开的瞬间。
高考物理一轮复习 第10章 电磁感应 第1节 电磁感应现象 楞次定律教案(含解析)-人教版高三全册物
第1节电磁感应现象楞次定律一、磁通量1．概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S与B的乘积。
2．公式：Φ＝BS。
3．适用条件：(1)匀强磁场。
(2)S为垂直磁场的有效面积。
4．磁通量是标量(填“标量”或“矢量”)。
5．物理意义：相当于穿过某一面积的磁感线的条数。
如图所示，矩形abcd、abb′a′、a′b′cd的面积分别为S1、S2、S3，匀强磁场的磁感应强度B与平面a′b′cd垂直，则：(1)通过矩形abcd的磁通量为BS1cos θ或BS3。
(2)通过矩形a′b′cd的磁通量为BS3。
(3)通过矩形abb′a′的磁通量为0。
6．磁通量变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1。
二、电磁感应现象1．定义：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应。
2．条件(1)条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。
(2)例如：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。
3．实质产生感应电动势，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。
三、感应电流方向的判定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X围：一切电磁感应现象。
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，并使拇指指向导线运动的方向，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。
1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。
(√)(2)闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生。
(×)(3)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关。
(√)(4)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。
(√)(5)当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势。
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第1讲电磁感应现象楞次定律
[高考命题解读]
一、电磁感应现象的判断
1．磁通量
(1)概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S与B的乘积．
(2)公式：Φ＝BS.
(3)适用条件：
①匀强磁场．
②S为垂直磁场的有效面积．
(4)磁通量是标量(填“标量”或“矢量”)．
(5)磁通量的意义：
①磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数．
②同一线圈平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大；当它跟磁场方向平行时，磁通量为零；当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时，磁通量为零．
(6)磁通量变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1.
2．电磁感应现象
(1)定义：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应．
(2)产生条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化．
(3)能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能，该过程遵循能量守恒定律．
二、楞次定律的理解及应用
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．适用情况：所有的电磁感应现象．
3．“阻碍”的含义
谁阻碍谁
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阻碍什么
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如何阻碍→
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阻碍效果。