2019版一轮物理沪科版课件：第十章 第1讲 电磁感应现象 楞次定律 精品

解析：带电圆盘加速转动时，形成顺时针方向(从上往下看)的 电流，根据右手螺旋定则可知，在圆盘上方形成的磁场方向向 下，由于加速转动，所以电流增大，磁场增强，穿过金属圆环 B 的磁通量增大，根据楞次定律可知，金属圆环 B 有缩小的趋 势，且金属圆环 B 有向上的运动趋势，所以丝线受到的拉力减 小，故选项 B 正确． 答案：B
2．[磁通量及变化量的计算] 在一空间有方向相
反、磁感应强度大小均为 B 的匀强磁场，如图所示，
垂直纸面向外的磁场分布在一半径为 a 的圆形区域
内，垂直纸面向里的磁场分布在除圆形区域外的整
个区域，该平面内有一半径为 b(b＞ 2a)的圆形线 圈，线圈平面与磁感应强度方向垂直，线圈与半径为 a 的圆形区域
()
A．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 [思路点拨] (1)根据圆盘的转动方向判断线圈 A 中的电流方 向． (2)根据圆盘的转动性质判断线圈 A 中电流大小变化特点． (3)根据 A 中电流的特点分析线圈 B 中磁通量的变化及金属棒 ab 的电流．
线圈 A(A、D 两线圈同心共面)各处受到沿半径方向指向圆心的
力，金属棒 MN 的运动情况可能是( )
A．匀速向右
B．加速向左
C．加速向右
D．减速向左
解析：若金属棒 MN 匀速向右运动，则线圈 D 与 MN 组成回路 中的电流恒定，故穿过线圈 A 的磁通量不变，线圈 A 不受安培 力作用，选项 A 错误；若金属棒 MN 加速向左运动，则线圈 D 与 MN 组成回路中的电流不断增强，故穿过线圈 A 的磁通量不 断增强，根据楞次定律，为阻碍磁通量的增强，线圈 A 有收缩 的趋势，受到沿半径方向指向圆心的安培力，选项 B 正确；同 理可得，当金属棒 MN 加速向右运动时，线圈 A 有收缩的趋势， 受到沿半径方向指向圆心的安培力，选项 C 正确；当金属棒 MN 减速向左运动时，线圈 A 有扩张的趋势，受到沿半径方向 背离圆心的安培力，选项 D 错误． 答案：BC
Φ不变→无感应电流
(3)Φ变化→回 回路 路闭 不合 闭， 合有 ，感 无应 感电 应流 电； 流，但有感应
电动势
2．磁通量 Φ 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．
题组突破训练
[真题点评] (1)此题重点考查因面积变化引起 PQRS 中磁通量 变化产生感应电流，而感应电流又影响 T 中磁通量变化，故采 用楞次定律判断感应电流方向． (2)金属棒 PQ 的运动切割磁感线，也可以应用右手定则判感应 电流的方向．
拓展 1 “切割类“感应电流方向的判断 1．(多选)(2018·海南“七校联盟”联考)如图所示，在一竖直平 面内的三条平行导线上串有两个电阻 R1 和 R2，导体棒 PQ 与三 条导线均接触良好，匀强磁场的方向垂直纸面向里，导体棒的 电阻可忽略．若导体棒向左加速运动，则( ) A．流经 R1 的电流方向向上 B．流经 R2 的电流方向向下 C．流经 R1 的电流方向向下 D．流经 R2 的电流方向向上
三、楞次定律
■ 思维判断 (1)磁通量虽然是标量，但有正、负之分．(√ ) (2)磁通量与线圈的匝数无关．( √ ) (3)闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生．( × ) (4)电路中的磁通量发生变化时，就一定会产生感应电流．( × ) (5)电路中有感应电流产生时，一定有磁通量的变化．( √ )
2.[三定则一定律的应用] (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
解析：MN 向右运动，说明 MN 受到向右的力，因为通电导线 ab 在 MN 处产生垂直纸面向里的磁场，那么 MN 在周围不变化的磁场中 只能受到向右的安培力，通过左手定则判断可知 MN 中有感应电流， 方向由 M→N，由安培定则得出 L1 中感应电流的磁场方向向上阻碍 原磁场变化，那么 L1 中原磁场必然是向上减弱或是向下增强，得出 L2 中磁场也是向上减弱或向下增强．因为 PQ 运动导致 PQ 与 L2 组 成的回路中磁通量有变化，若 L2 中磁场方向向上减弱，那么电流也 减弱，逆用安培定则判断出 PQ 中电流为 Q→P 且减小，由楞次定律 或右手定则判断 PQ 向右减速运动；若 L2 中磁场方向向下增强，PQ 中电流为 P→Q 且增大，则 PQ 向左加速运动． Φ1＝πB(b2－a2)－πBa2，磁感
应强度大小为B2时线圈磁通量 Φ2＝12πB(b2－a2)－12πBa2，因此
该线圈磁通量的变化量的大小为
ΔΦ
＝
|Φ2
－
Φ1|
＝
1 2
πB(b2
－
2a2)，故选项 D 正确． 答案：D
核心要点突破
1．楞次定律中“阻碍”的含义
解析：导体棒 PQ 向左切割磁感线运动时，由右手定则可判断 出导体棒与 R1 组成的回路中产生的感应电流是顺时针方向，即 流经 R1 的电流方向向上，选项 A 正确；导体棒与电阻 R2 组成 的回路中产生的感应电流是逆时针方向，即流经 R2 的电流方向 向上，选项 D 正确． 答案：AD
拓展 2 “阻碍法”判断导体的形变 2.(2018·湖南长郡中学月考)如图所示，A 为水平放置 的橡胶圆盘，在其侧面均匀带有负电荷，在 A 正上 方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环 B(丝线未画出)，使 B 的环面与圆盘 A 平行，其轴线与圆盘 A 的轴线重 合．现使圆盘 A 由静止开始绕其轴线按图中箭头方向加速转动， 则( ) A．金属圆环 B 有扩张的趋势，丝线受到的拉力增大 B．金属圆环 B 有收缩的趋势，丝线受到的拉力减小 C．金属圆环 B 有扩张的趋势，丝线受到的拉力减小 D．金属圆环 B 有收缩的趋势，丝线受到的拉力增大
解析：磁块在铜管 P 中运动时，铜管中产生感应电流，根据楞 次定律，磁块会受到向上的磁场力，因此磁块下落的加速度小 于重力加速度，且机械能不守恒，选项 A、B 错误；磁块在塑 料管 Q 中运动时，只受重力的作用，做自由落体运动，机械能 守恒，磁块落至底部时，根据直线运动规律和功能关系，磁块 在 P 中的下落时间比在 Q 中的长，落至底部时在 P 中的速度比 在 Q 中的小，选项 C 正确，选项 D 错误． 答案：C
是同心圆．从某时刻起磁感应强度大小均开始减小到B2 ，则此过程中 该线圈磁通量的变化量的大小为( )
A.12πB(b2－a2)
B．πB(b2－2a2)
C．πB(b2－a2)
D.12πB(b2－2a2)
解析：计算磁通量 Φ 时，磁感线既有垂直纸面向外的，又有垂
直纸面向里的，所以可以取垂直纸面向里的方向为正方向．磁
2．判断感应电流方向的“四步法”
真题拓展探究
[典例 1] (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( )
通量变化
右手定则 楞次定律
2.“三定则”“一定律”的相互联系 (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，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，有时也可以直接应用楞 次定律的推论确定．
[典例 2] 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导轨上，如图所示．导轨上有一根 金属棒 ab 处在竖直向上的匀强磁场中．下列说法正确的是
(6)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．( × ) (7)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．( ×)
[高频考点•分类突破]
核心要点突破
1．有无判断感应电流的流程 (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.
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，电路中有感应电流产生 的现象． 2．产生感应电流的条件 (1)条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化． (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．
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，那么只有感应电动势 ， 而无 感应电流．
拓展 3 “阻碍法”判导体的运动 3．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] 由右手定则知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从 圆心流向边缘，线圈 A 中产生的磁场方向向下且磁场增强．由 楞次定律知，线圈 B 中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则 知，ab 棒中感应电流方向由 a→b.由左手定则知，ab 棒受的安 培力方向向左，将向左运动，故 A 错；同理 B、D 错，C 对．
[答案] C
[方法技巧] 多定则应用的技巧 多定则应用的关键是抓住因果关系： (1)因电而生磁→安培定则． (2)因动而生电→右手定则． (3)因电而受力→左手定则． (4)因磁而生电→楞次定律．
题组突破训练