高三物理总复习顶层设计课件第十章电磁感应101

A．P、Q 将相互靠拢 C．磁铁的加速度仍为 g
B．P、Q 将互相远离 D．磁铁的加速度小于 g
解题导思： (1)感应电流的磁场总会阻碍原磁通量的变化，会阻碍条形磁铁的相对 运动吗？ 答：会。 (2)磁铁除了受到重力作用外还受其他力的作用吗？ 答：还会受到感应电流给它的磁场力作用。
解析 方法一：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，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 AD。
解析 当金属棒向右匀速运动而切割磁感线时，金属棒产生恒定感应电动 势，由右手定则判断电流方向由 a→b，根据电流从电源(ab 相当于电源)正极流 出沿外电路回到电源负极的特点，可以判断 b 点电势高于 a 点。又左线圈中的 感应电动势恒定，则感应电流也恒定，所以穿过右线圈的磁通量保持不变，不 产生感应电流。
A．导线框进入磁场时，感应电流方向：a→b→c→d→a B．导线框离开磁场时，感应电流方向：a→d→c→b→a C．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右 D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左
解析 由楞次定律可知，导线框进入磁场时，感应电流磁场垂直纸面向里， 由安培定则知，感应电流方向为 a→d→c→b→a，故 A 项错。同理可判断导线 框离开磁场时感应电流方向为 a→b→c→d→a，故 B 项错。由楞次定律的“阻 碍”含义，阻碍相对运动，故无论进入还是离开磁场，安培力方向都是水平向 左的。
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 C．Φ3 最大
B．Φ2 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。
解析 两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路，当 AB 向右运动时，回 路中磁通量增加，结合安培定则判断回路中感应电流的方向是 B→A→C→D→B。再根据左手定则，可判断出磁场对 CD 的作用力向右，对 AB 的作用力向左。故选项 B、D 正确。
答案 BD
微考点 悟方法
核心考点 分层突破
核心微讲 1．判断电磁感应现象是否发生的一般流程
(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。
母题导航 【母题】 (多选)如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕 向在图中已经标出。左线圈连着平行导轨 M 和 N，导轨电阻不计，在导 轨垂直方向上放着金属棒 ab，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。 下列说法正确的是( )
A．在 B 放入磁场的过程中，B 中将产生感应电流；当稳定 后，感应电流消失
B．在 B 放入磁场的过程中，B 中将产生感应电流；当稳定后，感应 电流仍存在
C．若 A 的 N 极朝上，B 中感应电流的方向为顺时针方向(俯视) D．若 A 的 N 极朝上，B 中感应电流的方向为逆时针方向(俯视)
解析 当将 B 环靠近 A 时，由于越靠近 A 物体，其磁场就越强，磁感线 就越密，所以在靠近过程中 B 环会切割磁感线运动，即在该环中会产生感应电 流；由于发生了超导，即没有电阻，所以此时 B 环中的电流不会变小，且永远 存在，故 A 错误，B 正确；此时圆环 B 水平放在磁铁 A 上且悬浮在磁铁 A 的 上方空中，即其相互排斥，这就说明 B 环的下面是 N 极，故安培定则可判断此 时用右手握时，大拇指应朝下，故感应电流为顺时针方向(俯视)，故 C 正确， D 错误。
当 ab 向右做加速运动时，由右手定则可推断 φb＞φa，电流沿逆时针方向。 又由 E＝BLv 可知 ab 导体两端的 E 不断增大，那么左边电路中的感应电流也 不断增大，由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的，并 且磁场不断增强，所以右边电路的线圈中的向上的磁通量不断增加。由楞次定 律可判断右边电路的感应电流方向应沿逆时针，而在右线圈的电路中，感应电 动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上。把这个线圈看作电源，由于电流是 从 c 沿内电路(即右线圈)流向 d，所以 d 点电势高于 c 点。
答案 C
2．(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( )
A
B
C
D
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 B
3．(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。一个矩形闭合导线框 abcd，沿纸面由位置 1(左)匀速运动到位置 2(右)。则( )
解析 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，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，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，则 C 正确，D 错误。
答案 BC
1－2.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→a D．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 根据楞次定律中“增缩减扩”的原理，无论磁场方向如何，只要磁 场增强，导体棒就可能向左移动，只要磁场减弱，导体棒就可能向右移动，A、 B 错误，C 正确。当磁场变化时，ab 杆中一定有电流产生，ab 杆也一定受安培 力，但如果安培力小于金属杆与框架间的最大静摩擦力，则 ab 杆不会移动，D 错误。
A．FN 先小于 mg 后大于 mg，运动趋势向左 B．FN 先大于 mg 后小于 mg，运动趋势向左 C．FN 先小于 mg 后大于 mg，运动趋势向右 D．FN 先大于 mg 后小于 mg，运动趋势向右
解析 条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时，通过线圈的磁通量先增加 后又减小。当通过线圈磁通量增加时，为阻碍其增加，在竖直方向上线圈有向 下运动的趋势，所以线圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上有向右运动 的趋势，当通过线圈的磁通量减小时，为阻碍其减小，在竖直方向上线圈有向 上运动的趋势，所以线圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右运动 的趋势。综上所述，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。
微知识❸ 楞次定律
基|础|诊|断 一、思维诊断 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．当导体切割磁感线运动时，一定产生感应电动势( √ )
答案 D
2－2.在水平面内有一固定的 U 形裸金属框架，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，如图所示。下列 说法正确的是( )
A．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 D
4．(右手定则)(2017·佛山模拟)(多选)两根相互平行的金属导轨水平放 置于如图所示的匀强磁场中，与导轨接触良好的导体棒 AB 和 CD 可以自 由滑动。当 AB 在外力 F 作用下向右运动时，下列说法正确的是( )
A．导体棒 CD 内有电流通过，方向是 D→C B．导体棒 CD 内有电流通过，方向是 C→D C．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
答案 C
核心微讲 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： (1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”； (2)阻碍相对运动——“来拒去留”； (3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”； (4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”。
典例微探 【例】 (多选)如图所示，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。当一条形磁铁从 高处下落接近回路时( )
A．当金属棒 ab 向右匀速运动时，a 点电势高于 b 点，c 点电势高于 d点
B．当金属棒 ab 向右匀速运动时，b 点电势高于 a 点，c 点与 d 点等 电势
C．当金属棒 ab 向右加速运动时，b 点电势高于 a 点，c 点电势高于 d点
D．当金属棒 ab 向右加速运动时，b 点电势高于 a 点，d 点电势高于 c点
答案 C
微专题 巧突破
专题微讲 突破瓶颈
“三个定则，一个定律”的综合应用
核心微讲
1．应用现象
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、电流有作用力
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.应用区别
关键是抓住因果关系：
(1)因电而生磁(I→B)→安培定则；
第十章 电磁感应
•【考情微解读】
第1讲 电磁感应现象 楞次定律
微知识 对点练 微考点 悟方法 微专题 巧突破 微考场 提技能
微知识 对点练
教ຫໍສະໝຸດ Baidu回扣 基础自检
知|识|梳|理 微知识❶ 磁通量 1．磁通量：设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，该平面 的面积 S 与磁感应强度 B 的 乘积 叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通。 公式： Φ＝BS ，单位： 韦伯 ，符号：_W__b__。1 Wb＝ 1 T·m2 。 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❷ 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 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 。
2．感应电流方向判断的两种方法 方法一：用楞次定律判断
方法二：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。
题组突破 1－1.(2017·安徽联考)(多选)磁悬浮高速列车在我国上海已投 入正式运行。如图所示就是磁悬浮的原理，图中 A 是圆柱形磁铁， B 是用超导材料制成的超导圆环，将超导圆环 B 水平放在磁铁 A 上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁 A 的上方空中，则( )
方法二：根据楞次定律的另一表述——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 AD。
答案 AD
题组微练 2－1.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 正上方等高快速经过时，若线圈 始终不动，则关于线圈受到的支持力 FN 及在 水平方向运动趋势的正确判断是( )