2016《名师面对面》高考物理大一轮复习课件：第9章 第1讲电磁感应现象 楞次定律资料

第九章
电磁感应
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楞次定律推论的灵活应用
应用楞次定律定性分析电磁感应现象时，可以从楞次定律
的另一种表述出发进行分析，即感应电流的效果总是要反抗产
生感应电流的原因．针对具体情景，灵活利用楞次定律的以下 推论来快速解题：①阻碍原磁通量的变化，即“增反减同”， 如线圈转动、扩张等；②阻碍闭合回路的面积变化．即“增缩 减扩”；③阻碍导体的相对运动，即“来拒去留”；④阻碍原
电流的变化(自感)即“增反减同”．
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(多选)如图9－1－6所示，光滑固定导轨M、N水
平放置，2根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回
路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时( A．P、Q将互相靠拢 B．P、Q将互相远离 C．磁铁的加速度仍为g )
D．磁铁的加速度小于g
都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，并使拇指
感应电流 的方 指向导体运动方向，这时四指所指的方向就是_________ 向．
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3．正确区分楞次定律与右手定则的关系
导体运动切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起 感应电流的特例，所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律
时刻ab杆的位置如图所示，则此时刻(
)
图 9－1－5
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A．有电流通过电流表，方向由c向d，作用于ab的安培力 向右 B．有电流通过电流表，方向由c向d，作用于ab的安培力 向左
C．有电流通过电流表，方向由d向c，作用于ab的安培力
向右 D．无电流通过电流表，作用于ab的安培力为零 【答案】A
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【解析】当金属杆ab顺时针方向转动时，切割磁感线，由 法拉第电磁感应定律知产生感应电动势，由右手定则可知将产
生由 a 到 b 的感应电流，电流表的 d 端与 a 端相连， c 端与 b 端相
连，则通过电流表的电流是由c到d，而金属杆在磁场中会受到 安培力的作用，由左手定则可判断出安培力的方向为水平向 右，阻碍金属杆的运动，所以A正确．
答案 D
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一题一得 (1)楞次定律的应用步骤：
(2)楞次定律与右手定则：一般与特殊的关系，可交叉使 用，互为检验，灵活应用．当闭合电路中磁通量的变化量是由
导体切割磁感线而引起的，感应电流的方向优先用右手定则判
定，而变化的磁场产生感应电流的方向用楞次定律判定较简 便．
的特例．用右手定则能判定的，一定也能用楞次定律判定，只
是不少情况下，不如用右手定则判定来得简单方便．反过来， 用楞次定律能判定的，并不是用右手定则都能判断出来．如闭 合圆形导线中的磁场逐渐增强，用右手定则就难以判定感应电 流的方向；相反，用楞次定律就很容易判定出来．
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第九章 电磁感应
法拉第电磁感应定律
楞次定律
Ⅱ
Ⅱ
自感、涡流
Ⅰ
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第1讲 电磁感应现象
楞次定律
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一、电磁感应现象
1．电磁感应现象 发生变化 时，电路中有 当穿过闭合电路的磁通量_________
感应电流产生的现象． ________ 2．产生感应电流的条件 切割磁感线 运 表述1：闭合电路的一部分导体在磁场内做___________ 动．
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解析 在运动到 A 正下方的过程中，穿过线圈 B 的磁通量 先向外的增大，后减小，然后再向里的增大，后减小，最后又 向外增大，选项 A 错误；根据安培定则，可知线框 B 中感应电 流的方向为顺时针→逆时针→顺时针→逆时针，选项 B 错误； 安培力对线框有阻碍作用，安培力的合力不为零且做负功，线 框的机械能减小，选项 C 错误，D 正确．
这种变化将继续进行，最终结果不受影响
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由于“阻碍”，为了维持原磁场的变化，必须有外力克服
这一“阻碍”而做功，从而导致其他形式的能转化为电能．因 此楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体现．
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(单选)如图9－1－4所示，两个完全相同的矩形导
积为S的回路原来的磁感应强度垂直纸面向里，后来磁感应强
度的方向恰好与原来相反，则回路中磁通量的变化为2BS，而 不是零．
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【跟踪训练】 1．(单选)如图9－1－1所示，正方形线圈位于纸面内，边 长为L，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直 于纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，则穿过 线圈的磁通量为(
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(多选)(2015年清远模拟)如图9－1－8所示
是某电磁冲击钻的原理图，若突然发现钻头M向右运动，则可
能是( )
图 9－1－8
A．开关S闭合瞬间 B．开关S由闭合到断开的瞬时 C．开关S已经是闭合的，变阻器滑片P向左迅速滑动
D．开关S已经是闭合的，变阻器滑片P向右迅速滑动
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第九章 电磁感应
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考纲展示
电磁感应现象 磁通量
要求
Ⅰ Ⅰ
考纲解读
1.理解电磁感应现象、产生感应电流的 条件，能熟练运用楞次定律和右手定则判断 感应电流的方向、熟练运用法拉第电磁感应 定律计算感应电动势的大小．对于电磁感应 中的图象问题，应主要掌握B－t、Φ－t图和 E－t、I－t图的相互转换． 2．在电磁感应的综合问题中，主要的 类型有滑轨类、矩形线圈穿越有界磁场区域 等．其中特别要注意安培力可能是变力且克 服安培力做功使其他形式的能转化为电能， 安培力做了多少功，电路中就产生多少电 能．复习的重点是电磁感应与电路规律的综 合应用、电磁感应与力学规律的综合应用．
图 9－1－7
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方法二
根据楞次定律的推论解题．
磁铁靠近回路，回路中的磁通量增加．由楞次定律的推 论，可知为阻碍磁通量的增加即磁铁的靠近，P、Q将互相靠 近且磁铁的加速度小于g.
答案 AD
一题一得 楞次定律的应用关键在于对 “阻碍”一词的理 解和延伸，利用它的推论可方便、快捷解题．
【答案】AC
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【解析】当开关突然闭合时，左线圈上有了电流，产生磁
场，而对于右线圈来说，磁通量增加，由楞次定律，可知为了
阻碍磁通量的增加，钻头M向右运动远离左边线圈，故选项 A 正确， B 错误；开关闭合时，当变阻器滑片 P 突然向左滑动 时，回路的电阻减小，回路电流增大，产生的磁场增强，穿过 右线圈的磁通量增大，为了阻碍磁通量的增加，钻头M向右运
BL2 A. 2 C．BL2
)
NBL2 B. 2 D.NBL2
【答案】A
图 9－1－1
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2．(单选)下图各种情形，金属线框或线圈里不能产生感应 电流的是( )
A
B
C
【答案】A
D
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二、楞次定律和右手定则 1．楞次定律 引起感应电流的磁通量 内容：感应电流的磁场总要阻碍_____________________ 的变化． 2．右手定则：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且
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(多选)如图9－1－2所示，O1O2是矩形导线框abcd
的对称轴，其左方有匀强磁场．下列哪些情况下abcd中有感应
电流产生( ) A．将abcd向纸外平移 B．将abcd向右平移 C．将abcd以ab为轴转动60° D．将abcd以cd为轴转动60°
图 9－1－2
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A
B
C
【答案】CD
D
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感应电流产生的条件 电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合且 磁通量发生变化，则有感应电流产生，如果回路不闭合，则只
产生感应电动势，而不会形成持续的电流．我们看变化是看回
路中的磁通量是否发生变化，而不是看回路外面的磁通量变 化．
图 9－1－6
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解析 方法一 设磁铁下端为 N 极， 如 图 9－1－7 所示，根据楞次定律可判断出 P、Q 中感应电流方向，根据左手定则可判 断 P、Q 所受安培力的方向，可见 P、Q 将 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.当下端为 S 极时，可得到同样的结果．
Байду номын сангаас图 9－1－3
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楞次定律的理解和应用 对楞次定律中“阻碍”的理解见下表. 谁阻碍谁 是感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁场(原 磁场)的磁通量变化
阻碍什么 阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身
当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的 如何阻碍 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，即“增反减同” 阻碍效果 阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化快慢，
动远离左边线圈，故选项C正确，D错误．
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右手定则、左手定则、安培定则的比较与应用
这 3个定则都是用来反映几个物理量间方向关系的定则，
要注意它们各自的使用条件和对应的因果关系.
因 安培定则 左手定则 右手定则 电流 运动电荷或电流 导线在磁场中做切割 磁感线运动
果 产生磁场 受磁场力作用
解析 A、C 两种情况下穿过 abcd 的磁通量没有发生变化， 无感应电流产生．B、D 两种情况下磁通量在减少，有感应电 流产生．
答案 BD
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一题一得 据Φ＝BScos θ，可知磁通量发生变化的几种基
本情况：①回路面积不变，而磁感应强度发生变化；②磁感应
强度不变，而回路面积发生变化；③磁感应强度和回路面积均 不变，但回路平面与磁场方向的夹角θ发生了变化．
线框 A 、 B 在靠得很近的竖直平面内，线框的对应边相互平 行．线框A固定且通有电流 I，线框B从图示位置由静止释放， 在运动到A正下方的过程中( )
A．穿过线框B的磁通量先变小后变大 B．线框B中感应电流的方向先顺时针后
逆时针
C．线框B所受安培力的合力为零 D．线框B的机械能一直减小
图 9－1－4
发生变化． 表述2：穿过闭合电路的磁通量_________
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3．引起磁通量Φ变化的常见情况
(1)电路中部分导线做切割磁感线运动或回路面积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)导致Φ变化． 易错警示：磁通量的变化，应注意方向的变化，如某一面
【跟踪训练】 3．(多选)(2015年揭阳模拟)下面是验证楞次定律实验的示 意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔
出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图
中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对于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，其中符合实际情况的是
(
)
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( 单 选 ) 如 图 9 － 1 － 5 所 示 ， ab 为 一 金 属 杆，它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕 a点在纸面内 转动；S为以a为圆心位于纸面内的金属环；在杆转动过程中， 杆的 b 端与金属环保持良好接触； A 为电流表，其一端与金属 环相连，一端与 a点良好接触．当杆沿顺时针方向转动时，某
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( 单选 ) 在无限长直线电流的磁场中，有一 闭合的金属线框abcd，线框平面与直导线ef在同一平面内，如 图9－1－3 所示，当线框做下列哪种运动时，线框中不能产生 感应电流( ) A．水平向左平动
B．竖直向下平动
C．垂直纸面向外平动 D．绕bc边转动 【答案】A
归 纳 因电生磁 因电受力
产生感应电动势 因动生电
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(多选)如图9－1－9所示，水平放置的2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所做的运动可能是 ( )
A．向右匀加速运动
B．向左匀加速运动 C．向右匀减速运动 D．向左匀减速运动