通用版高考物理一轮复习第十章第62课时电磁感应现象和楞次定律双基落实课讲义含解析
2019年高考物理一轮复习:电磁感应现象楞次定律讲义含解析
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Ⅰ1.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),1Wb=1_T·m2。
(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Ⅱ1.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。
高考物理第一轮考点总复习-电磁感应现象、磁通量、楞次定律PPT教学课件
• 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
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• A、B两种情况中,无论开关向哪边闭 合,都是线圈中的电流增大,产生的磁场 增强,穿过金属环N的磁通量增大,N都要 远离线圈,以阻碍磁通量的改变;C、D两 种情况中,当滑片向左移动时,电路中的 电阻增大,电流减小,则穿过金属环N的磁 通量减小,N将靠近线圈,C对;D选项正 好相反,D错误.选C.
BS(磁感线与平面垂
• (2)如果磁感线与平面不垂直,上式中 的S为平面在垂直于磁感线方向上的投 影面积,则
• Φ=BSsinθ(θ为B、S之间的夹角).
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• (3)磁通量的变化ΔΦ标=Φ2-Φ1.
• (4)磁通量是 量,但有正负之分,若有
两 一个方方向向的相磁反 通的 量磁 为场 正穿 ,过 则某另一一平方代面向数,的和设磁某通
如图10-1-1所示,下列情况下abcd中有 感应电流产生的是( )
A.将abcd垂直纸面向纸
外平移
B.将abcd向上平移
C.将abcd以ab为轴转 动60°
D.将abcd以cd为轴转 动62002°1/01/22
图10-1-1
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当线框向纸外平移时,穿过线框的磁通量没有改变,没 有感应电流产生,A 错;向上平移时,穿过线框的磁通量不 变,无感应电流产生,B 错;以 ab 边为轴转动 60°的过程中, 线框面积在垂直磁场方向的投影的面积没有发生改变,穿过 线框的磁通量没有改变,也没有感应电流,C 错;以 cd 边 为轴转动 60°的过程中,线框面积在垂直磁场方向的投影在 磁场中的面积发生改变,根据 Φ=BS,可知穿过线框的磁 通量改变,有感应电流产生.
高考物理一轮总复习 专题10 电磁感应 第1讲 电磁感应现象、楞次定律课件.pptx
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• 三、感应电流方向的判断
阻碍 磁通量
运动方向 切割
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1.[对磁通量的考查]如图所示,正方形线圈 abcd 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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2.判断感应电流的流程 (1)弄清楚回路内的磁场分布,确定该回路的磁通量 Φ. (2)Φ 不变→无感应电流. Φ 变化→回不路闭闭合合,,无有感感应应电电流流,但. 有感应电动势.
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• 例1 如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一 个金属导体棒ab,有一个磁感应强度为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( )
电流表与线圈组成闭合回路,使线圈在某一
个与磁场平行的平面内沿各个方向运动,也
不会有示数,D项错误.
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•考点1 电磁感应现象的判断
• 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.
A.B2L2
B.NB2L2
C.BL2
D.NBL2
【答案】A 【解析】穿过线圈的磁通量 Φ=BS=B·12L2=B2L2,选项 A 正确.
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• 2.[对电磁感应现象的考查]假如有一宇航员登月后,想探 测一下月球表面是否有磁场,他手边有一只灵敏电流表和 一个小线圈,则下列推断正确的是( )
• A.直接将电流表放于月球表面,看是否有示数来判断磁场 的有无
高考物理 专题十 电磁感应现象 楞次定律【高考复习课件】
B.0,Babω D.Bab,Babω
图 10-1-5
错解分析:有同学误认为 t=0 时,线圈平面与磁场方向平 行,磁通量为零,对应的磁通量的变化率也为零,选 A.
磁通量Φ=BS⊥(S⊥是线圈垂直磁场的面积),磁通量的变化 量ΔΦ=Φ2-Φ1,两者的物理意义截然不同,不能理解为磁通量 为零,磁通量的变化率也为零.
应用楞次定律时,特别要注意感应电流的磁场阻 碍的是引起感应电流的磁通量的变化,不能把“阻碍变化”简 单地理解为原磁场均匀减少.如原磁场竖直向下,均匀减小, 感应电流就是顺时针;若原磁场均匀增加,感应电流就是逆时 针.
1.(单选)(2010 年广州调研)如图 10-1-4 所示,在匀强磁 场中的矩形金属轨道上,有等长的两根金属棒 ab 和 cd,它们以 相同的速度匀速运动,则 ( B )
1.(双选)关于感应电动势和感应电流,下列说法中正确的 是 ( BC )
A.只有当电路闭合, 且穿过电路的磁通量发生变化时, 电路中才有感应电动势
B.只有当电路闭合,且穿过电路的磁通量发生变化时,电 路中才有感应电流
C.不管电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化, 电路中就有感应电动势
D.不管电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化, 电路中就有感应电流
图 10-1-3 A.流过 R 的电流由 d 到 c,流过 r 的电流由 b 到 a B.流过 R 的电流由 c 到 d,流过 r 的电流由 b 到 a C.流过 R 的电流由 d 到 c,流过 r 的电流由 a 到 b D.流过 R 的电流由 c 到 d,流过 r 的电流由 a 到 b
解析:根据右手定则,可判断 PQ 作为电源,Q 端电势高, 在 PQcd 回路中,电流为逆时针方向,即流过 R 的电流为由 c 到 d,在电阻 r 的回路中,电流为顺时针方向,即流过 r 的电流 为由 b 到 a.当然也可以用楞次定律,通过回路的磁通量的变化 判断电流方向.
高考物理一轮复习101电磁感应现象和楞次定律课件
2021/12/9
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题型 3 楞次定律的拓展应用——“来拒去留” [典例 3] 如图所示,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 (B)
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
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A.ΔΦ1>ΔΦ2,两次运动中线框中均有沿 adcba 方向电流出现 B.ΔΦ1=ΔΦ2,两次运动中线框中均有沿 abcda 方向电流出现 C.ΔΦ1<ΔΦ2,两次运动中线框中均有沿 adcba 方向电流出现 D.ΔΦ1<ΔΦ2,两次运动中线框中均有沿 abcda 方向电流出现
4.公式的适用条件 (1)__匀__强__磁__场____. (2)磁感线的方向与平面垂直,即 B⊥S. 5.磁通量的意义 磁通量可以理解为穿过某一面积的__磁__感__线__的条数.
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[小题练通] 1.关于磁通量,下列说法中正确的是( C ) A.磁通量不仅有大小而且有方向,所以是矢量 B.磁通量越大,磁感应强度越大 C.通过某一平面的磁通量为零,该处磁感应强度不一定为零 D.磁通量就是磁感应强度
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2.(多选)如图所示,若电阻 R1 上有 a→b 的感应电流通过,则 应发生在( AC )
A.合上 K 时 B.断开 K 时 C.K 合上后,将变阻器 R 的滑动触头 c 向左移动时 D.K 合上后,将变阻器 R 的滑动触头 c 向右移动时
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第十章第1讲电磁感应现象和楞次定律-2025年高考物理一轮复习PPT课件
解析
高考一轮总复习•物理
第25页
1.[“三则一律”的应用](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
答案
高考一轮总复习•物理
第26页
高考一轮总复习•物理
第9页
2.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 C.1∶4
B.1∶2 D.4∶1
答案
高考一轮总复习•物理
3.如图所示的各图所描述的物理情境中,没有产生感应电流的是( )
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2.“三则一律”的应用技巧 (1)应用楞次定律,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 定安培力的方向,有时也可以直接用楞次定律的推广应用确定.
高考一轮总复习•物理
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典例 2 (2024·山西太原模拟)(多选)如图所示装置中,ab、cd 杆垂直放置在导轨上,与 导轨接触良好,杆与导轨之间的摩擦力不计.原来 ab、cd 杆均静止,当 ab 杆做如下哪些运 动时,cd 杆将向左移动( )
解析
高考一轮总复习•物理
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重难考点 全线突破
高考一轮总复习•物理
考点 感应电流方向的判断
1.楞次定律中“阻碍”的含义
第13页
高考一轮总复习•物理
2.应用楞次定律的思路
第14页
高考一轮总复习•物理
第15页
典例 1 如图所示,两匀强磁场的磁感应强度 B1 和 B2 大小相等、方向相反.金属圆环 的直径与两磁场的边界重合.下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是( )
高考物理一轮复习第十章电磁感应第一讲电磁感应现象楞次定律课件
楞次定律中“阻碍”的含义
题组突破 (tūpò)
第二十页,共47页。
考点(kǎo diǎn)二
题组突破 (tūpò)
2-1.[感应电流方向的判定] (2014·高考海南卷)如图,在一水 平、固定的闭合导体圆环上方有一条形磁铁(N 极朝上,S 极朝 下)由静止开始下落,磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触,关于 圆环中感应电流的方向(从上向下看),下列说法正确的是( ) A.总是顺时针 B.总是逆时针 C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针
[反思总结]
电磁感应现象能否发生的判断流程
1.确定研究的闭合回路. 2.弄清楚回路内的磁场分布,并确定其磁通量 Φ.
Φ不变→无感应电流 3.Φ变化→回 不路 闭闭 合合 ,, 无有 感感 应应 电电 流流 ,但有感应电动势
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考点(kǎo 二
diǎn)
对楞次定律的理解及应用(yìngyòng) (自主学习)
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三、楞次定律
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[小题快练] 1.判断题 (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)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化.( √ )
二
2-2.[楞次定律的应用] (多选)(2017·广东中山一中等七校联考)如
图(a)所示,圆形线圈 P 静止在水平桌面上,其正上方悬挂一相同的
题组突破 (tūpò)
高考物理一轮复习第十章第1讲电磁感应现象楞次定律课件高三全册物理课件
2021/12/9
第十五页,共四十六页。
2.感应电流方向判断的两种方法 法 1:用楞次定律判断
法 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.
2021/12/9
第十章
电磁感应(diàncí-gǎnyìng)
2021/12/9
第一页,共四十六页。
第1讲 电磁感应现象(xiànxiàng) 楞次定律
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第二页,共四十六页。
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第三页,共四十六页。
考点 1 磁通量 电磁感应现象
1.磁通量 (1)计算式:Φ=B·S·cosα 当B⊥S时,Φ最大 当B∥S时,Φ=0 (2)理解:穿过某一平面磁感线的条数.
(2)从感应电流的磁场阻碍磁通量的变化的角度来讲,当原磁场的 磁通量增加时,闭合回路的面积有缩小的趋势,以阻碍磁通量的增大; 当原磁场的磁通量减小时,闭合回路的面积有扩大的趋势,以阻碍磁 通量的减小,简称“增缩减扩”.
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考点 3 “三定则、一定律”的综合应用
2021/12/9
第二十四页,共四十六页。
解析:从上往下看,0~1 s 内螺线管中的电流正向增加,根 据右手定则可知,产生的磁场向上增加,根据楞次定律可知,圆 环中的感应电流沿顺时针方向,选项 A 正确;0~1 s 内正向电流 增大,根据楞次定律,金属环与螺线管间为斥力,圆环对桌面的 压力大于圆环的重力,圆环面积有缩小的趋势,选项 B、C 错误; 1~2 s 正方向电流减小,2~3 s 反向电流增大,根据楞次定律, 金属环中感应电流的磁场方向不变,感应电流方向不变,D 错误.
高考物理一轮复习10第1讲电磁感应现象楞次定律课件
高考物理一轮复习10第1讲电磁感应现象楞次定律课件
2021/4/17
高考物理一轮复习10第1讲电磁感应现象楞次定律课件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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第1讲 电磁感应现象 楞次定律
【知识建构】 一、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与B的乘 积。 2.公式:Φ=_B_S_。 3.单位:1 Wb=_1__T_·__m_2。 4.标矢性:磁通量是_标__量__,但有正负。
(×) (4)电路不闭合,穿过回路的磁通量变化时,也会产生“阻碍”作用。 ( × ) (5)凡可以用右手定则判断感应电流方向的,均能用楞次定律判断。 ( √ )
休息时间到啦
同学们,下课休息十分钟。现在是休息时 间,你们休息一下眼睛,
看看远处,要保护好眼睛哦~站起来动一动 ,久坐对身体不好哦~
2021/4/17
高考物理一轮复习10第1讲电磁感应现象楞次 定律课件
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【情境辨析】 如图所示,连接仪器,观察螺线管的绕线方向。当磁铁N极插入线圈时,表针 摆动方向如图所示。
(1)只要闭合导体回路内有磁通量,闭合导体回路中就有感应电流产生。 ( × ) (2)穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部一定有感应电流产生。 ( × ) (3)感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化,所以原磁通量不变。
5.示例:
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。 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: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__。
第十二章 电磁感应 第61课时 电磁感应现象 楞次定律 [双基落实课]-2025届高考物理一轮复习课
中将产生逆时针方向(俯视)的感应电流,并且线圈a有缩小和远离
螺线管b的趋势,线圈a对水平桌面的压力FN将增大,故选项A、C错
误,D正确。
目录
高中总复习·物理
考点三
“三定则、一定律”的综合问题
[互动共研类]
“三定则、一定律”的比较
定则或定律
磁铁的机械能一部分转化为电能,由能量守恒定律可知,磁铁的机械
能减少,C正确;磁铁自由下落时,落地速度v= 2ℎ,由于磁铁下
落穿过铝环时能量有损失,磁铁落地速度应小于v= 2ℎ,D错误。
目录
高中总复习·物理
考法三 “增缩减扩”
【典例3】 如图所示,圆环形导线圈a平放在水平桌面上,在线圈a
的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管b与电源、滑动
感应电流方向为abcd(顺时针),C正确;汽车进入线圈2过程中,
穿过线圈abcd的磁通量增大,根据楞次定律可知产生感应电流方向
为adcb(逆时针),再根据左手定则,可知汽车受到的安培力方向
与速度方向相反,D错误。
目录
高中总复习·物理
2. 【感应电流有无的判断】
法拉第“磁生电”这一伟大的发现,引领人类进入了电气时代。关
“来拒去留”原则,可判断磁铁在下落过程中,受铝环对它的作用力
始终竖直向上,但当磁铁的中心与铝环在同一个平面内时,穿过铝环
的磁通量最大,磁通量的变化率为0,此时铝环内没有感应
目录
高中总复习·物理
电流,所以在该点磁铁的加速度等于g,B错误;在磁铁下落过程中,
铝环中产生感应电流,铝环中有电能产生,磁铁在整个下落过程中,
于下列实验说法正确的是(
高考物理一轮复习 第十章 第62课时 电磁感应现象和楞次定律(双基落实课)课件
12/9/2021
第十八页,共三十四页。
[融会贯通] 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:
内容
例证
阻碍原磁通量变化——“增反减同”
阻碍(zǔ ài)相对运动——“来拒去留”
使回路面积有扩大或缩小的趋势(qūshì)
——“增缩减扩”
阻碍原电流(diànliú)的变化——“增反减同”
开关 S 瞬间
()
A.从左侧看环中感应电流沿顺时针方向
B.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力
C.若将铜环放在线圈右侧,环将向左运动
1D2/9./2021电池正负极调换后,环不能向左弹射
第二十六页,共三十四页。
解析:在闭合开关 S 的过程中,固定线圈中电流为右侧流入, 磁场向左变强,则由楞次定律可知,环中感应电流由左侧看沿 顺时针方向,故 A 正确;由于铜环的电阻较小,故铜环中感应 电流较大,铜环受到的安培力要大于铝环,故 B 正确;若铜环 放在线圈右侧,根据“来拒去留”可得,环将向右运动,故 C 错误;电池正负极调换后,环受力仍向左,故仍将向左弹射, 故 D 错误。 答案:AB
()
A.若使线框向东平移,则 a 点电势比 d 点电势低
B.若使线框向北平移,则 a 点电势等于 b 点电势
C.若以 ad 边为轴,将线框向上翻转 90°,则翻转过程线框
中电流方向始终为 adcba 方向
D.若以 ab 边为轴,将线框向上翻转 90°,则翻转过程线框
中电流方向始终为 adcba 方向
12/9/2021
第十九页,共三十四页。
归纳迁移·综合提能
1.三定则、一定律的比较
安培定则
高考物理一轮复习第十章电磁感应第讲电磁感应现象楞次定律学案
第1讲电磁感觉现象楞次定律[高考命题解读]解析年份高考(全国卷)四年命题情况比较解析1.观察方式高考对本章内容观察命题频率较高,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,观察很多的知识点有:感觉电流的产生条件、方向判断和导体切割磁感线产生感觉电动势的计算,同时也会与力学、磁场、能量等知识综合观察及图象问题的观察.2.命题趋势(1)楞次定律、右手定则、左手定则的应用.(2)与图象结合观察电磁感觉现象.(3)经过“杆+导轨”模型,“线圈穿过有界磁场”模型,观察电磁感觉与力学、电路、能量等知识的综合应用.题号命题点2013年Ⅰ卷17题电磁感觉及图象Ⅰ卷25题电磁感觉力电综合Ⅱ卷16题线框在磁场的匀变速运动2014年Ⅰ卷14题考据“由磁产生电”设想的实验Ⅰ卷18题电磁感觉多过程及图象问题Ⅱ卷25题电磁感觉规律综合应用2015年Ⅰ卷19题电磁感觉与电路知识的综合Ⅱ卷15题转动切割、双棒切割等知识2016年Ⅰ卷24题经过电磁感觉力电综合,观察了双杆切割的知识Ⅱ卷20题转动切割和电路解析的知识Ⅱ卷24题经过电磁感觉力电综合,观察了单杆切割的知识Ⅲ卷25题经过电磁感觉力电综合,观察了单杆切割的知识一、电磁感觉现象的判断1.磁通量(1)看法:在磁感觉强度为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磁通量能够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相同多时,磁通量为零.(6)磁通量变化:ΔΦ=Φ2-Φ1.2.电磁感觉现象(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觉电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感觉.(2)产生条件:穿过闭合回路的磁通量发生变化.(3)能量转变:发生电磁感觉现象时,机械能或其他形式的能转变成电能,该过程依照能量守恒定律.二、楞次定律的理解及应用1.内容:感觉电流的磁场总要阻拦引起感觉电流的磁通量的变化.2.适用情况:所有的电磁感觉现象.3.“阻拦”的含义谁阻拦谁→↓阻拦什么↓如何阻拦→时,感觉电流的磁场方向与原磁场的方向相同,即“增反减同”↓阻拦收效→阻拦其实不是阻拦,可是延缓了磁通量的变化,这种变化将连续进行4.右手定则(1)内容:张开右手,使拇指与其他四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指导游线运动的方向,这时四指所指的方向就是感觉电流的方向.(2)适用情况:导体切割磁感线产生感觉电流.三、三定则必然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、电流的作用力左手定则电磁感觉部分导体做切割磁感线运动右手定则闭合回路磁通量变化楞次定律[深度思虑] 1.右手定则与左手定则的差异:“因电而动”——用左手定则,“因动而电”——用右手定则.2.安培定则与楞次定律的差异:“因电生磁”——用安培定则.“因磁生电”——用楞次定律(或右手定则).1.判断以下说法可否正确.(1)穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中不用然有感觉电流产生.(×)(2)线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没有感觉电流产生.(√)(3)当导体切割磁感线时,必然产生感觉电动势.(√)(4)回路不闭合,穿过回路的磁通量变化时,也会产生“阻拦”作用.(×)(5)感觉电流的磁场必然阻拦引起感觉电流的磁场的磁通量变化.(√)(6)感觉电流的方向可能与B的方向平行,但必然与v的方向垂直.(×) 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abcd 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,磁感觉强度为B0,此时MN到达的地址恰好使MbcN组成一个边长为l的正方形.为使MN棒中不产生感觉电流,从t=0开始,磁感觉强度B随时间t变化的表示图为()图1答案C解析为了使MN棒中不产生感觉电流,即让MN棒与线框组成回路的磁通量保持不变,也许使导线切割磁感线产生的感觉电动势E1与磁场变化产生的感生电动势E2大小相等,即Blv=ΔBSΔt,随着磁场减弱,而面积增大,故ΔBΔt减小,应选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.在以下四种情况下,线框中会产生感觉电流的是()图2A.如图甲所示,保持线框平面向来与磁感线平行,线框在磁场中左右运动B.如图乙所示,保持线框平面向来与磁感线平行,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转动答案C4.(人教版选修3-2P14第6题改编)(多项选择)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,后又取出插向另一个小环,同学们看到的现象及现象解析正确的选项是()图3A.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,左环中不产生感觉电动势和感觉电流D.磁铁插向右环,右环中产生感觉电动势和感觉电流答案BD命题点一电磁感觉现象的判断对感觉电流产生条件的理解1.判断产生感觉电流的两种方法(1)闭合电路的一部分导体切割磁感线;(2)一闭合二变磁,即导体回路必定闭合,穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,二者缺一不能.2.磁通量变化的四种情况(1)B不变,S变化,则ΔΦ=B·ΔS;(2)B 变化,S 不变,则ΔΦ=ΔB ·S ;(3)B 变化,S 也变化,则ΔΦ=B 2S 2-B 1S 1;(4)B 不变,S 不变,线圈平面与磁场方向的夹角θ变化,则ΔΦ=BS (sin θ2-sin θ1). 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.以下说法中正确的选项是( )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,开关闭合和断开的刹时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,电流计指针才会偏转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觉电流,故A 正确,B 错误;开关闭合后,只要滑片P 滑动就会产生感觉电流,故C 、D 错误.电磁感觉现象可否发生的判断流程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Φ.3.⎩⎪⎨⎪⎧ Φ不变→无感觉电流Φ变化→⎩⎨⎧ 回路闭合,有感觉电流不闭合,无感觉电流,但有感觉电动势1.(2014·新课标Ⅰ·14)在法拉第时代,以下考据“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感觉电流的是()A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,尔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,尔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刹时,观察电流表的变化答案D解析产生感觉电流必定满足的条件: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,不能够产生感觉电流,应选项A、B不能够观察到电流表的变化;选项C满足产生感觉电流的条件,也能产生感觉电流,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,应选项C也不能够观察到电流表的变化;选项D满足产生感觉电流的条件,能产生感觉电流,能够观察到电流表的变化,所以选D.2.(多项选择)(2015·全国Ⅰ·19)1824年,法国科学家阿拉果完成了出名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用娇嫩细线悬挂一枚能够自由旋转的磁针,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.以下说法正确的选项是()图5A.圆盘上产生了感觉电动势B.圆盘内的涡电流产生的磁场以致磁针转动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,此电流产生的磁场以致磁针转动答案 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,产生感觉电动势,选项A 正确.以下列图,铜圆盘上存在好多小的闭合回路,当圆盘转动时,穿过小的闭合回路的磁通量发生变化,回路中产生感觉电流,依照楞次定律,感觉电流阻拦其相对运动,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向来为零,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觉电流方向的“三步走”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~T 2时间内,直导线中电流向上,则在T 2~T 时间内,线框中感觉电流的方向与所受安培力的合力方向分别是( )图6A .顺时针,向左B .逆时针,向右C .顺时针,向右D .逆时针,向左①i 随时间t 的变化关系;②在0~T 2时间内,直导线中电流向上.答案 B解析在0~T2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,依照安培定则知,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,依照楞次定律,金属线框中产生逆时针方向的感觉电流.依照左手定则,金属线框左侧碰到的安培力方向向右,右侧碰到的安培力向左,离导线越近,磁场越强,则左侧碰到的安培力大于右侧碰到的安培力,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.楞次定律推论的应用技巧1.线圈(回路)中磁通量变化时,阻拦原磁通量的变化——应用“增反减同”的规律;2.导体与磁体间有相对运动时,阻拦相对运动——应用“来拒去留”的规律;3.当回路能够形变时,感觉电流可使线圈面积有扩大或减小的趋势——应用“增减少扩”的规律;4.自感现象中,感觉电动势阻拦原电流的变化——应用“增反减同”的规律.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ab,整个装置放在竖直方向的匀强磁场中,如图7所示.以下说法中正确的选项是()图7A.只有当磁场方向向上且增强,ab杆才可能向左搬动B.只有当磁场方向向下且减弱,ab杆才可能向右搬动C.无论磁场方向如何,只要磁场减弱,ab杆即可能向右搬动D.当磁场变化时,ab杆中必然有电流产生,且必然会搬动答案C解析由楞次定律可知,当闭合回路的磁通量增大时,导体棒将向左搬动,阻拦磁通量的增加,当闭合回路的磁通量减小时,导体棒将向右运动,以便阻拦磁通量的减小,与磁场方向没关,应选C.4.(多项选择)用如图8所示的实验装置研究电磁感觉现象,以下说法正确的选项是()图8A.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,故线圈中会产生感觉电流,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,线圈中也会产生感觉电流,应选项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,故无感觉电流产生,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,电路中无感觉电流,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穿过.现将环从地址Ⅰ释放,环经过磁铁到达地址Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端周边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9A.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解析金属圆环从地址Ⅰ到地址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向来向下,对磁铁受力解析可知F T1>mg,F T2>mg,A正确.命题点三三定则必然律的综合应用例3如图10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10A.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“阻拦”其运动,选项A、B错误;金属棒ab沿导轨向右运动时,感觉电动势E=Blv,感觉电流I=ER,安培力F=BIl=B2l2vR,可见,选项C正确;依照右手定则可知,流过金属棒ab的感觉电流的方向是从b流向a,所以流过螺线管的电流方向是从A端到达B端,依照右手螺旋定则可知,螺线管的A端为S极,选项D错误.三定则必然律的应用技巧1.应用楞次定律时,一般要用到安培定则.2.研究感觉电流碰到的安培力时,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,有时也能够直接应用楞次定律的推论确定.6.如图11所示,线圈两端与电阻相连组成闭合回路,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11A.经过电阻的感觉电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互排斥B.经过电阻的感觉电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互排斥C.经过电阻的感觉电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互吸引D.经过电阻的感觉电流的方向由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,经过电阻的感觉电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互排斥.7.(多项选择)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以下哪一种运动时,铜制线圈c中将有感觉电流产生且被螺线管吸引()图12A.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不变,无感觉电流出现,A错误;当导体棒向左减速运动时,由右手定则可判断回路中出现从b→a的感觉电流且减小,由安培定则知螺线管中感觉电流的磁场向左在减弱,由楞次定律知c中出现顺时针感觉电流(从右向左看)且被螺线管吸引,B对;同理可判断C对,D错.题组1电磁感觉现象的判断1.以下列图中能产生感觉电流的是()答案B解析依照产生感觉电流的条件:A中,电路没闭合,无感觉电流;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,有感觉电流;C中,穿过闭合线圈的磁感线相互抵消,磁通量恒为零,无感觉电流;D中,闭合回路中的磁通量不发生变化,无感觉电流.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的刹时,套环立刻跳起.某同学另找来器材再研究此实验.他连接好电路,经重复实验,线圈上的套环均未动.比较老师演示的实验,以下四个选项中,以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.所用套环的资料与老师的不相同答案D解析无论实验用的是交流电还是直流电,闭合开关S的刹时,穿过套环的磁通量均增加,只要套环的资料是导体,套环中就能产生感觉电流,套环就会跳起.若是套环是用塑料做的,则不能够产生感觉电流,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Ⅱ,第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ,设先后两次经过金属框的磁通量变化量大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则()图2A.ΔΦ1>ΔΦ2,两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现B.ΔΦ1=ΔΦ2,两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现C.ΔΦ1<ΔΦ2,两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现D.ΔΦ1<ΔΦ2,两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现答案C解析设金属框在地址Ⅰ的磁通量为Φ1,金属框在地址Ⅱ的磁通量为Φ2,由题可知:ΔΦ1=|Φ2-Φ1|,ΔΦ2=|-Φ2-Φ1|,所以金属框的磁通量变化量大小ΔΦ1<ΔΦ2,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,有一磁感觉强度为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.在以下各过程中,必然能在轨道回路里产生感觉电流的是()图3A.ab向右运动,同时使θ减小B.使磁感觉强度B减小,θ角同时也减小C.ab向左运动,同时增大磁感觉强度BD.ab向右运动,同时增大磁感觉强度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 cosθ,对A选项,S增大,θ减小,cosθ增大,则Φ增大,A正确.对B选项,B减小,θ减小,cosθ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,cosθ减小,Φ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,以下说法正确的选项是()图4A.向左拉出和向右拉出,其感觉电流方向相反B.无论从什么方向拉出,金属圆环中的感觉电流方向总是顺时针C.无论从什么方向拉出,环中的感觉电流方向总是逆时针D.在此过程中感觉电流大小不变答案B解析金属圆环无论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,依照楞次定律知,感觉电流的方向相同,感觉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觉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,感觉电流的大小也在发生变化,D错误.6.(多项选择)如图5所示,在磁感觉强度大小为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点左右摇动.金属线框从图示地址的右侧某一地址由静止释放,在摇动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框平面向来处于同一平面,且垂直纸面.则以下说法中正确的选项是()图5A.线框中感觉电流的方向先是d→c→b→a→d,后是a→b→c→d→aB.线框中感觉电流的方向是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解析线框从图示地址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觉电流的方向为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觉电流的方向为d→c→b→a→d.7.(多项选择)北半球地磁场的竖直重量向下.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abcd,线圈的ab边沿南北方向,ad边沿东西方向.以下说法中正确的选项是()图6A.若使线圈向东平动,则a点的电势比b点的电势低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为轴将线圈向上翻转,则线圈中感觉电流方向为a→b→c→d→a D.若以ab为轴将线圈向上翻转,则线圈中感觉电流方向为a→d→c→b→a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觉电动势大小相同,a点电势比b点电势低,A正确;同理,线圈向北平动,则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,向下的磁通量减小了,感觉电流的磁场方向应该向下,再由右手螺旋定则知,感觉电流的方向为a→b→c→d→a,则C正确,D错误.题组3三定则必然律的综合应用8.如图7所示,金属棒ab置于水平放置的U形圆滑导轨上,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左侧的无磁场所区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 作用下从磁场左界线ef处由静止开始向右运动后,以下有关圆环的说法正确的选项是()图7A.圆环内产生变大的感觉电流,圆环有缩短的趋势B.圆环内产生变大的感觉电流,圆环有扩大的趋势C.圆环内产生变小的感觉电流,圆环有缩短的趋势D.圆环内产生变小的感觉电流,圆环有扩大的趋势答案C解析依照右手定则,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觉电流,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,abdc回路中的感觉电流逐渐增大,穿过圆环的磁通量也逐渐增大,依照楞次定律可知,圆环将有缩短的趋势以阻拦圆环磁通量的增大;abdc回路中的感觉电流I=BlvR,感觉电流的变化率ΔIΔt=BlaR,又由于金属棒向右运动的加速度a减小,所以感觉电流的变化率减小,圆环内磁通量的变化率减小,所以在圆环中产生的感觉电流不断减小,选项C正确.9.(多项选择)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,以下说法正确的选项是()图8A.A中产生逆时针的感觉电流B.A中产生顺时针的感觉电流C.A拥有缩短的趋势D.A拥有扩展的趋势答案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,感觉电流的磁场与原磁场的方向相反,所以感觉电流的磁场的方向垂直纸面向里,A中感觉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环拥有面积扩展的趋势,故C错误,D正确.10.如图9所示,两个线骗局在同一个铁芯上,线圈的绕向以下列图.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,以下说法正确的选项是()。
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通用版高考物理一轮复习第十章第62课时电磁感应现象和楞次定律双基落实课讲义含解析 电磁感应 考 纲 要 求考 情 分 析电磁感应现象Ⅰ 1.命题规律 近几年高考对该部分内容重点考查了感应电流的产生、感应电动势的方向判断和大小计算等。
常以选择题形式考查对基础知识、基本规律的理解与应用,以计算题的形式考查综合性问题,如动力学、能量、电路、图像等与电磁感应结合的问题,一般难度较大,分值较高。
2.考查热点预计近几年高考对该部分内容仍将以法拉第电磁感应定律为核心,利用与之相关的力电综合问题,考查学生的综合分析及运用数学知识解决物理问题的能力。
在复习过程中还要多关注电磁感应现象与现代科技、生活相结合的新情景题目。
磁通量Ⅰ 法拉第电磁感应定律Ⅱ 楞次定律 Ⅱ 自感、涡流 Ⅰ 第62课时 电磁感应现象和楞次定律(双基落实课)点点通(一) 对电磁感应现象的理解和判断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中做切割磁感线运动。
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,则只产生感应电动势,而无感应电流。
[小题练通]1.(鲁科教材原题)如图所示,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( )A.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解析:选B 条形磁铁以速度v向螺线管靠近时,螺线管中磁通量增加,故会产生感应电流,B正确。
2.(多选)(沪科教材原题)如图所示,导线ab和cd互相平行,在下列情况中,使导线cd中有感应电流产生的是( )A.将开关S闭合或断开B.开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P向右移动C.开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P向左移动D.开关S始终闭合,滑动变阻器的滑片P也不移动解析:选ABC 开关S闭合或断开,以及滑动变阻器的滑片P向左、右移动时,ab中电流均会发生变化,导致电流周围磁场发生变化,穿过cd所在的闭合回路的磁通量发生变化,故cd中产生感应电流,A、B、C正确。
3.如图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( )A.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.如图丙所示,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转动解析:选C 题图甲中线框左、右运动,题图乙中线框上、下运动,题图丁中线框绕与磁感线平行的轴线CD转动,穿过线框的磁通量始终为零,故不能产生感应电流,只有题图丙中线框绕与磁感线垂直的轴线AB转动时,线框中磁通量会发生改变而产生感应电流。
故C正确。
[融会贯通]判断有无感应电流的步骤(1)确定研究的回路。
(2)弄清楚回路内的磁场分布,并确定穿过该回路的磁通量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。
点点通(二) 楞次定律和右手定则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:适用于一切回路磁通量变化的情况。
2.右手定则(1)使用方法伸开右手,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)适用范围:适用于部分导线切割磁感线的情况。
[小题练通]1.(多选)如图所示,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( )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解析:选BD 磁铁插向左环,左环不闭合,不会产生感应电流,但会产生感应电动势,而磁铁插向右环,右环中会产生感应电动势和感应电流,根据楞次定律,磁铁插向右环时,横杆会发生转动,故B 、D 正确。
2.(鲁科教材原题)某实验小组用如图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线圈时,通过电流计的感应电流方向是( )A .a →G→bB .先a →G→b ,后b →G→aC .b →G→aD .先b →G→a ,后a →G→b解析:选D 根据楞次定律,磁铁穿进线圈时,电流方向是b →G→a ,穿出线圈时,电流方向是a→G→b,故D正确。
3.(多选) (沪科教材原题)如图所示,P为固定闭合电路的一段导体的横截面。
若使一对异性磁极相对P运动,并让P始终处于磁场中,则下列说法中正确的是( ) A.磁极竖直向上运动时,P中不产生感应电流B.磁极竖直向下运动时,P中产生指向纸外的感应电流C.磁极向左运动时,P中产生指向纸里的感应电流D.磁极向右运动时,P中产生指向纸里的感应电流解析:选AD 磁极竖直上、下运动时,P不切割磁感线,故不产生感应电流,A正确,B错误;磁极左、右运动时,P切割磁感线,产生感应电流,根据右手定则,磁极向左运动时,P中产生指向纸外的感应电流,C错误;磁极向右运动时,P中产生指向纸里的感应电流,D正确。
[融会贯通]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:内容例证阻碍原磁通量变化——“增反减同”阻碍相对运动——“来拒去留”使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”阻碍原电流的变化——“增反减同”1.三定则、一定律的比较适用范围基本现象安培定则电流的磁效应电流、运动电荷周围产生磁场左手定则磁场力磁场对电流、运动电荷的作用右手定则部分导线做切割磁感线运动电磁感应楞次定律闭合回路的磁通量发生变化(1)三个定则特别容易混淆,可用特殊方法记忆,比如左“力”右“电”,先左后右(先学磁场力,后学电磁感应)。
(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。
[课堂综合训练]1.(多选)(2018·全国卷Ⅰ)如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。
将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态。
下列说法正确的是( )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:选AD 根据安培定则,开关闭合时铁芯上产生水平向右的磁场,开关闭合后的瞬间,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,故A正确;同理,D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,故B、C错误。
2. 如图所示,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绕环心O转动时,A产生顺时针方向电流且具有扩展趋势,则B的转动情况是( )A.顺时针加速转动B.顺时针减速转动C.逆时针加速转动D.逆时针减速转动解析:选A 由题意可知,A中感应电流为顺时针,由右手螺旋定则可知,A中感应电流的内部磁场向里,由楞次定律可知,引起感应电流的原磁场可能为:向外增大或向里减小;若原磁场向外增大,则B中电流应为逆时针且逐渐增大,由于B带负电,故B应顺时针转动且转速增大;若原磁场向里减小,则B中电流应为顺时针且逐渐减小,故B应逆时针转动且转速减小;又因为导体环A具有扩展趋势,则B中电流应与A中电流方向相反,即B应顺时针转动且转速增大,A正确。
3.(多选)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的,电磁驱动原理如图所示,当固定线圈上突然通过直流电流时,线圈端点的金属环被弹射出去,现在固定线圈左侧同一位置,先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环,且电阻率ρ铜<ρ铝,闭合开关S瞬间( ) A.从左侧看环中感应电流沿顺时针方向B.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力C.若将铜环放在线圈右侧,环将向左运动D.电池正负极调换后,环不能向左弹射解析:选AB 在闭合开关S的过程中,固定线圈中电流为右侧流入,磁场向左变强,则由楞次定律可知,环中感应电流由左侧看沿顺时针方向,故A正确;由于铜环的电阻较小,故铜环中感应电流较大,铜环受到的安培力要大于铝环,故B正确;若铜环放在线圈右侧,根据“来拒去留”可得,环将向右运动,故C错误;电池正负极调换后,环受力仍向左,故仍将向左弹射,故D错误。
4.(多选)(2019·湖北八校联考)已知地磁场类似于条形磁铁产生的磁场,地磁场N极位于地理南极附近。
如图所示,在湖北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框abcd,线框的ad边沿南北方向,ab边沿东西方向,下列说法正确的是( )A.若使线框向东平移,则a点电势比d点电势低B.若使线框向北平移,则a点电势等于b点电势C.若以ad边为轴,将线框向上翻转90°,则翻转过程线框中电流方向始终为adcba 方向D.若以ab边为轴,将线框向上翻转90°,则翻转过程线框中电流方向始终为adcba 方向解析:选AC 地球北半球的磁场方向由南向北斜向下分布,可分解为水平向北和竖直向下两个分量。
若线框向东平移,根据右手定则可知a点电势低于d点电势,A项正确;若线框向北平移,根据右手定则可知a点电势高于b点电势,B项错误;若以ad边为轴,将线框向上翻转90°过程中,穿过线框的磁通量逐渐减小,根据楞次定律及安培定则可知,线框中的电流方向始终为adcba方向,C项正确;若以ab边为轴,将线框向上翻转90°过程中,穿过线框的磁通量先增大后减小,根据楞次定律及安培定则可知,线框中的电流方向为先沿abcda方向再沿adcba方向,故D项错误。
5.如图所示,通电导线MN与单匝圆形线圈a共面,位置靠近圆形线圈a左侧且相互绝缘。
当MN中电流突然减小时,下列说法正确的是( )A.线圈a中产生的感应电流沿顺时针方向B.线圈a中产生的感应电流沿逆时针方向C.线圈a所受安培力的合力方向垂直纸面向里D.线圈a所受安培力的合力方向水平向左解析:选A 根据安培定则,MN中电流产生的磁场在MN左侧垂直纸面向外,在MN右侧垂直纸面向里,由于MN位置靠近线圈a左侧,所以线圈a中合磁场方向为垂直纸面向里,当MN中电流突然减小时,垂直纸面向里的磁通量减少,根据楞次定律可知,线圈a中产生的感应电流沿顺时针方向,选项A正确,B错误;由左手定则可知,线圈a左侧所受安培力方向水平向右,线圈a右侧所受安培力方向水平向右,所以线圈a所受安培力的合力方向水平向右,选项C、D错误。