2014年《步步高》高三物理一轮复习第九章 第1讲 电磁感应现象 楞次定律(人教版)

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【变式跟踪1】 (单选)如图9－1－5所示，绕
在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和
电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有 一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中 铜环A中没有感应电流的是 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匀速移动 ( )． 图9－1－5
C．通电时，使滑动变阻器的滑片P加速移动
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阅卷老师叮咛
易失分点
1．不能正确确定所研究的回路．
2．对楞次定律中的“阻碍”理解不透． 3．不能灵活选用楞次定律推广的规律．
4．分不清感应电流的磁场和原磁场的关系．
应对策略 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”．
①匀强磁场；②磁感线的方向与
平面垂直，即B⊥S.
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电磁感应现象Ⅰ 感应电流的产生条件 Ⅱ (考纲要求)
【思维驱动】
(多选)如图9－1－2所示，一个矩形线框
从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强 磁场中，然后再从磁场中穿出．已知匀 强磁场区域的宽度L大于线框的高度h， 下列说法正确的是 ( )．
B．向左加速运动 D．向左减速运动
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解析
MN 向右运动，说明 MN 受到向右的安培力，因为 ab
左手定则 在 MN 处的磁场垂直纸面向里―――――→MN 中的感应电流 安培定则 由 M→N ―――――→ L1 中 感 应 电 流 的 磁 场 方 向 向 上
楞次定律 L2中磁场方向向上减弱 ―――――→ ；若 L2 中磁场方向向上 L2中磁场方向向下增强
(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则．
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命题热点9
电磁感应现象和楞次定律
命题专家评述
考情分析
近三年我省高考试题中，对电磁感应现象和楞次定律的
考查是高频考点，3年3考． 高考题型：选择题 命题趋势 2014年对电磁感应现象和楞次定律可能还会单独命题，
也可能容纳到计算题中．
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
(
)．
图9－1－9
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
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解析
MN向右加速滑动，根据右手定则，MN中的电流
方向从N→M，且大小在逐渐变大，根据安培定则知，电 磁铁A的左端为N极，且磁场强度逐渐增强，根据楞次定 律知，B环中的感应电流产生的内部磁场方向向右，B被A 排斥．故D正确．
图9－1－11
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A．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动，都
能引起电流计指针向左偏转
B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向 右偏转 C．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电 流计指针静止在中央
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解析
当滑动变阻器R的滑动触头c向左滑动时，电路中的电流
变大，螺线管产生的磁场逐渐增强，穿过a的磁通量变大，根据 楞次定律可知，a向左摆动；b处于螺线管内部，其周围的磁场
为匀强磁场，方向水平向左，圆环中虽然也产生感应电流，但
根据左手定则可判断出，安培力与b在同一个平面内，产生的效 果是使圆环面积缩小，并不使其摆动，所以C项正确．
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【知识存盘】
发生变化 1．电磁感应现象：当穿过闭合电路的磁通量_________时，
感应电流 电路中有__________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 切割磁感线 (2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做___________ 运动．
磁通量Φ＝Φ内－Φ外．对A、B两环，Φ内相同；而 A
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对于Φ外，B的大于A的，所以ΦA>ΦB.故正确答案为A.
【知识存盘】
1．概念：在磁感应强度为B的匀强
磁场中，与磁场方向_____的面 垂直
积S与B的乘积． BS 2．公式：Φ＝ ____． 1 T· 2 m 3．单位：1 Wb＝ ______ ． 4．公式的适用条件
图9－1－3
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A．三者同时落地 解析
B．甲、乙同时落地，丙后落地
C．甲、丙同时落地，乙后落地 D．乙、丙同时落地，甲后落地 甲是铜线框，在下落过程中产生感应电流，所受的安培力 阻碍它的下落，故所需的时间长；乙没有闭合回路，丙是塑料线 框，故都不会产生感应电流，它们做自由落体运动，故D正确． 答案 D
答案
D
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借题发挥
“三个定则与一个定律”的规范应用
1．一般解题步骤
(1)分析题干条件，找出闭合电路或切割磁感线的导体棒． (2)结合题中的已知条件和待求量的关系选择恰当的规律．
(3)正确地利用所选择的规律进行分析和判断．
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； (2)因动而生电(v、B→I)→右手定则；
第1讲 电磁感应现象 楞次定律
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磁通量 【思维驱动】
Ⅰ(考纲要求)
(单选)如图9－1－1所示，在条形磁铁外套有A、
B两个大小不同的圆环，穿过A环的磁通量ΦA 与穿过B环的磁通量ΦB相比较 A．ΦA>ΦB C．ΦA＝ΦB 解析 答案 ( )． B．ΦA<ΦB 图9－1－1
D．不能确定
【典例2】 (单选)某实验小组用如图9－1－6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，通过电流计的
感应电流方向是 A．a→G→b C．b→G→a ( )． 图9－1－6
B．先a→G→b，后b→G→a D．先b→G→a，后a→G→b
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解析
①确定原磁场的方向：条形磁铁在穿入线圈的过程中，
(
)．
图9－1－10
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A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零
B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变
C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起 D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起 解析 电路正常或短路时，火线和零线中通过的电流大小相等、 方向相反，故L1中火线与零线中电流产生的磁场相抵消，铁芯 中的磁通量为零，L2中无感应电流产生，电磁铁中也就无电流， 开关K不会被吸起．由上述分析可知，A、B项正确，C项错 误．当地面上的人接触火线发生触电时，火线与零线中的电流
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2．判断感应电流方向的“四步法”
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考点三
楞次定律、右手定则、左手定则、安培定 则的综合应用
【典例3】 (多选)如图9－1－8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 C．向右减速运动wenku.baidu.com( )． 图9－1－8
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高考佐证 (多选)(2012· 江苏单科，7)某同学设计的家庭电路保护装置如图 9－1－10所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成．当右 侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起 铁质开关K，从而切断家庭电路．仅考虑L1在铁芯中产生的磁
场，下列说法正确的有
D．将电键突然断开的瞬间 解析 答案 当线圈中通恒定电流时，产生的磁场为稳恒磁场， 通过铜环A的磁通量不发生变化，不会产生感应电流． A
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借题发挥
电磁感应现象是否发生判断流程：
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考点二
楞次定律的理解及应用
楞次定律中“阻碍”的含义
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答案
C
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借题发挥
1．应用“程序法”解题的注意事项 “程序法”是分析、解决物理问题的一种常见方法，在使用“程 序法”处理问题时，需注意以下两点： (1)根据题目类型制定一个严谨、简洁的解题程序；
(2)在分析和解决问题时，要严格按照解题程序进行，这样可
以规范解题过程、减少失误、节约解题时间．
视)，电流从a→G→b.
答案 D
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【变式跟踪2】 (单选)如图9－1－7所示， 通电螺线管左侧和内部分别静止吊一导
体环a和b，当滑动变阻器R的滑动触头c
向左滑动时 A．a向左摆，b向右摆 C．a向左摆，b不动 ( )． 图9－1－7
B．a向右摆，b向左摆 D．a向右摆，b不动
安培定则 右手定则 减弱―――――→PQ 中电流为 Q→P 且减小―――――→向右 安培定则 减速运动；若 L2 中磁场方向向下增强―――――→PQ 中电流 右手定则 为 P→Q 且增大―――――→向左加速运动． 答案 BC
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【变式跟踪3】 (单选)如图9－1－9所示，导 轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导线 MN在导轨上向右加速滑动时，正对电磁
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解析
题中图示位置无论螺线管中的电流怎样发生变化，
均无磁感线穿过线圈平面，磁通量始终为零，故无感应电
流产生，选项A错误．若螺线管绕垂直于线圈平面且过线
圈圆心的轴转动，穿过线圈的磁通量始终为零，故无感应 电流产生，选项B错误．若线圈a以MN为轴转动，穿过线 圈的磁通量始终为零，故无感应电流产生，选项C错 误．若线圈绕垂直于MN的直径转动，穿过线圈的磁通量 会发生变化，故有感应电流产生，选项D正确． 答案 D
大小不再相等，则L2中产生感应电流，电磁铁也就能把开关K吸
起，即D正确． 答案 ABD
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【预测1】 (单选)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，如图9－1－11连接．在开关闭合、
线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻 器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转．由此 可以推断 ( )．
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楞次定律
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三定则一定律 基本现象 运动电荷、电流产生 电流的磁效应 磁场 磁场对运动电荷、电 磁场力 流的作用 部分导体做切割磁感 线运动 电磁感应 闭合回路的磁通量变 化
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适用范围
安培定则
左手定则 右手定则 楞次定律
磁场方向向下．
②明确回路中磁通量的变化情况：线圈中向下的磁通量增加． ③由楞次定律的“增反减同”可知：线圈中感应电流产生的磁场 方向向上． ④应用右手定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视)即：
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，由楞次定律可得线圈中将产生顺时针方向的感应电流(俯
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__________；如果回 感应电流 感应电动势 感应电流 路不闭合，则只有___________，而无__________．
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楞次定律 【思维驱动】
Ⅱ (考纲要求)
(单选)如图9－1－3所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口 的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一 薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放(各 线框下落过程中不翻转)，则以下说法正确的是( )．
考点一
电磁感应现象是否发生的判断
【典例1】 (单选)如图9－1－4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 ( 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 )． 图9－1－4
图9－1－2
A．线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生
B．线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生
C．线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能转化成电能 D．整个线框都在磁场中运动时，机械能转化成电能
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解析
产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生
变化，线框全部在磁场中时，磁通量不变，不产生感应电 流，故选项B、D错误．线框进入和穿出磁场的过程中磁 通量发生变化，产生了感应电流，故选项A正确．在产生 感应电流的过程中线框消耗了机械能，故选项C正确． 答案 AC