《高考物理 電磁感應(yīng)精講精練 電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律學案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理 電磁感應(yīng)精講精練 電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律學案（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律 一、磁通量 1．概念：磁感應(yīng)強度B與面積S的乘積． 2．計算 (1)公式：Φ＝BS. (2)適用條件：①勻強磁場；②S是垂直磁場的有效面積． (3)單位：韋伯(Wb)，1 Wb＝1_T·m2. 3．意義：穿過某一面積的磁感線的條數(shù)． 4．標矢性：磁通量是標量，但有正、負． 二、電磁感應(yīng) 1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象 當穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，電路中有電流產(chǎn)生，這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象． 2．產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的條件 (1)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件 無論回路是否閉合，只要穿過線圈平面的磁通量發(fā)生變化，回路中就有感應(yīng)電動勢．產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部

2、分導體相當于電源． (2)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 ①電路閉合．②磁通量變化． 三、感應(yīng)電流方向的判斷 1．右手定則：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心垂直進入，并使拇指指向?qū)Ь€運動的方向，這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向．如右圖所示． 2．楞次定律 內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化． 1．判斷正誤 (1)磁通量雖然是標量，但有正、負之分．(√) (2)當導體切割磁感線運動時，導體中一定產(chǎn)生感應(yīng)電流．(×) (3)穿過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)．(√) (4)電路中磁通量發(fā)生變

3、化時，就一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流．(×) (5)感應(yīng)電流的磁場總是與原磁場方向相反．(×) (6)楞次定律和右手定則都可以判斷感應(yīng)電流的方向，二者沒什么區(qū)別．(×) (7)回路不閉合時，穿過回路的磁通量發(fā)生變化也會產(chǎn)生“阻礙”作用．(×) 2．如圖所示，勻強磁場中有一個矩形閉合導線框．在下列四種情況下，線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) A．如圖甲所示，保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中左右運動 B．如圖乙所示，保持線框平面始終與磁感線平行，線框在 磁場中上下運動 C．如圖丙所示，線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線AB轉(zhuǎn)動 D．如圖丁所示，線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感

4、線平行的軸線CD轉(zhuǎn)動 解析：選C.保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中左右運動，磁通量一直為零，故磁通量不變，無感應(yīng)電流，選項A錯誤；保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中上下運動，磁通量一直為零，故磁通量不變，無感應(yīng)電流，選項B錯誤；線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線AB轉(zhuǎn)動，磁通量周期性地改變，故一定有感應(yīng)電流，故選項C正確；線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線平行的軸線CD轉(zhuǎn)動，磁通量一直為零，故磁通量不變，無感應(yīng)電流，選項D錯誤． 3．如圖，在一水平、固定的閉合導體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵(N極朝上，S極朝下)由靜止開始下落，磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸，關(guān)于圓環(huán)中感

5、應(yīng)電流的方向(從上向下看)，下列說法正確的是(　　) A．總是順時針 B．總是逆時針 C．先順時針后逆時針 D．先逆時針后順時針 解析：選C.磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸，則導體環(huán)中，先是向上的磁通量增加，磁鐵過中間以后，向上的磁通量減少，根據(jù)楞次定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向先順時針后逆時針，選項C正確． 4．如圖所示，AOC是光滑的金屬導軌，電阻不計，AO沿豎直方向，OC沿水平方向；PQ是金屬直桿，電阻為R，幾乎豎直斜靠在導軌AO上，由靜止開始在重力作用下運動，運動過程中P、Q端始終在金屬導軌AOC上；空間存在著垂直紙面向外的勻強磁場，則在PQ桿從開始滑動到P端滑到OC的過程中

6、，PQ中感應(yīng)電流的方向(　　) A．始終是由P→Q B．始終是由Q →P C．先是由P→Q，后是由Q →P D．先是由Q →P，后是由P→Q 解析：選C.在PQ桿滑動的過程中，△POQ的面積先增大后減小，穿過△POQ的磁通量先增加后減少，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的方向先是由P →Q，后是由Q →P，C正確． 考點一　電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷 1．穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化的四種情況 (1)磁感應(yīng)強度B不變，線圈面積S發(fā)生變化． (2)線圈面積S不變，磁感應(yīng)強度B發(fā)生變化． (3)線圈面積S變化，磁感應(yīng)強度B也變化，它們的乘積BS發(fā)生變化． (4)線圈面積S不變，磁感應(yīng)強

7、度B也不變，但二者之間夾角發(fā)生變化． 2．判斷電磁感應(yīng)現(xiàn)象能否發(fā)生的一般流程： 1. 如圖所示，一個U形金屬導軌水平放置，其上放有一個金屬導體棒ab，有一個磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ.在下列各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) A．a(chǎn)b向右運動，同時使θ減小 B．使磁感應(yīng)強度B減小，θ角同時也減小 C．a(chǎn)b向左運動，同時增大磁感應(yīng)強度B D．a(chǎn)b向右運動，同時增大磁感應(yīng)強度B和θ角(0°<θ<90°) 解析：選A.本題中引起磁通量變化都有兩個方面，面積的變化和夾角改變，向右運動的同時θ減小都會使磁通量變大，所以A

8、項正確． 2．現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關(guān)按如圖所示連接．下列說法中正確的是(　　) A．開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出都會引起電流計指針偏轉(zhuǎn) B．線圈A插入線圈B中后，開關(guān)閉合和斷開的瞬間電流計指針均不會偏轉(zhuǎn) C．開關(guān)閉合后，滑動變阻器的滑片P勻速滑動，會使電流計指針靜止在中央零刻度 D．開關(guān)閉合后，只有滑動變阻器的滑片P加速滑動，電流計指針才能偏轉(zhuǎn) 解析：選A.只要閉合回路磁通量發(fā)生變化就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A正確，B錯誤；開關(guān)閉合后，只要滑片P滑動就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C、D錯誤． 3．(多選)1824年，法國科學家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗

9、”．實驗中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示．實驗中發(fā)現(xiàn)，當圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后．下列說法正確的是(　　) A．圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢 B．圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉(zhuǎn)動 C．在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化 D．圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉(zhuǎn)動 解析：選AB.A.當圓盤轉(zhuǎn)動時，圓盤的半徑切割磁針產(chǎn)生的磁場的磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，選項A正確； B．如圖所示，銅圓盤上存在許多小的閉合回路，當圓盤轉(zhuǎn)動時，穿

10、過小的閉合回路的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流阻礙其相對運動，但抗拒不了相對運動，故磁針會隨圓盤一起轉(zhuǎn)動，但略有滯后，選項B正確； C．在圓盤轉(zhuǎn)動過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量始終為零，選項C錯誤； D．圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成的電流的磁場方向沿圓盤軸線方向，會使磁針沿軸線方向偏轉(zhuǎn)，選項D錯誤． 確定磁通量變化的兩種方法 (1)通過對穿過回路磁感線條數(shù)的分析和計算，可以確定磁通量是否變化． (2)依據(jù)公式Φ＝BSsin θ(θ是B與S的夾角)確定磁通量與哪些因素有關(guān)． 考點二　楞次定律的理解及應(yīng)用 1．判斷感應(yīng)電流方向的兩種方

11、法 方法一　用楞次定律判斷 方法二　用右手定則判斷 該方法適用于切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流．判斷時注意掌心、拇指、四指的方向： (1)掌心——磁感線垂直穿入； (2)拇指——指向?qū)w運動的方向； (3)四指——指向感應(yīng)電流的方向． 2．楞次定律推論的應(yīng)用 楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為：感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因，列表說明如下： 內(nèi)容 例證 阻礙原磁通量變化——“增反減同” 阻礙相對運動——“來拒去留” 使回路面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴” B減小，線圈擴張 阻礙原電流的變化——“增反減同”　 考向1

12、：應(yīng)用楞次定律判感應(yīng)電流方向 [典例1]　如圖所示，在磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中，有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細桿懸掛在O點，并可繞O點擺動．金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開始釋放，在擺動到左側(cè)最高點的過程中，細桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面．則線框中感應(yīng)電流的方向是(　　) A．a(chǎn)→b→c→d→a B．d→c→b→a→d C．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a D．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d 解析　由楞次定律可知，在線框從右側(cè)擺動到O點正下方的過程中，向上的磁通量在減小，故感應(yīng)電流的方向

13、沿d→c→b→a→d；同理，線框從O點正下方向左側(cè)擺動的過程中，電流方向沿d→c→b→a→d，B正確． 答案　B 考向2：右手定則判感應(yīng)電流的方向 [典例2]　如圖所示，MN、GH為光滑的水平平行金屬導軌，ab、cd為跨在導軌上的兩根金屬桿，垂直紙面向外的勻強磁場垂直穿過MN、GH所在的平面，則(　　) A．若固定ab，使cd向右滑動，則abdc回路有電流，電流方向為a→b→d→c→a B．若ab、cd以相同的速度一起向右滑動，則abdc回路有電流，電流方向為a→c→d→b→a C．若ab向左、cd向右同時運動，則abdc回路中的電流為零 D．若ab、cd都向右運動，且兩桿速

14、度vcd＞vab，則abdc回路有電流，電流方向為a→c→d→b→a 解析　由右手定則可判斷出A項做法使回路產(chǎn)生順時針方向的電流，故A項錯．若ab、cd同向運動且速度大小相同，ab、cd所圍面積不變，磁通量不變，故不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B項錯．若ab向左，cd向右，則abdc回路中有順時針方向的電流，故C項錯．若ab、cd都向右運動，且兩桿速度vcd＞vab，則ab、cd所圍面積發(fā)生變化，磁通量也發(fā)生變化，由楞次定律可判斷出，abdc回路中產(chǎn)生順時針方向的電流，故D項正確． 答案　D 考向3：“阻礙法”的應(yīng)用 [典例3]　(2017·東北三省五校聯(lián)考)如圖，圓環(huán)形導體線圈a平放在水平桌面上

15、，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器連接成如圖所示的電路．若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列表述正確的是(　　) A．線圈a中將產(chǎn)生俯視順時針方向的感應(yīng)電流 B．穿過線圈a的磁通量減少 C．線圈a有擴張的趨勢 D．線圈a對水平桌面的壓力FN將增大 解析　當滑片P向下移動時滑動變阻器連入電路的電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知通過b的電流增大，從而判斷出穿過線圈a的磁通量增加，方向向下，選項B錯誤；根據(jù)楞次定律即可判斷出線圈a中感應(yīng)電流方向俯視應(yīng)為逆時針，選項A錯誤；再根據(jù)楞次定律“阻礙”含義的推廣，線圈a應(yīng)有收縮或遠離b的趨勢來阻礙磁通量的增加

16、，所以C錯誤，D正確． 答案　D 感應(yīng)電流方向判斷的兩點注意 (1)楞次定律可應(yīng)用于磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況(包括一部分導體切割磁感線運動的情況)． (2)右手定則只適用于一段導體在磁場中做切割磁感線運動的情景，是楞次定律的一種特殊情況． 考點三　“三定則、一定律”的理解及應(yīng)用 1．“三個定則、一個定律”的應(yīng)用對比： 名稱 基本現(xiàn)象 因果關(guān)系 應(yīng)用的定則或定律 電流的磁效應(yīng) 運動電荷、電流產(chǎn)生磁場 因電生磁 安培定則 洛倫茲力、安培力 磁場對運動電荷、電流有作用力 因電受力 左手定則 電磁感應(yīng) 部分導體做切割磁感線運動 因動生電 右手定則

17、 閉合回路磁通量變化 因磁生電 楞次定律 2.三個定則、一個定律”的相互聯(lián)系： (1)應(yīng)用楞次定律時，一般要用到安培定則． (2)研究感應(yīng)電流受到的安培力，一般先用右手定則確定電流方向，再用左手定則確定安培力的方向，有時也可以直接應(yīng)用楞次定律的推論確定． 1．(多選)如圖所示，在勻強磁場中放有平行金屬導軌，它與大線圈M相連接，要使小導線圈N獲得順時針方向的感應(yīng)電流，則放在金屬導軌上的金屬棒ab的運動情況是(兩線圈共面放置)(　　) A．向右勻速運動 B．向左加速運動 C．向右減速運動 D．向右加速運動 解析：選BC.欲使N產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場方

18、向垂直紙面向里，由楞次定律可知有兩種情況：一是M中有沿順時針方向逐漸減小的電流，使其在N中的磁場方向向里，且磁通量在減?。欢荕中有逆時針方向逐漸增大的電流，使其在N中的磁場方向向外，且磁通量在增大．因此對前者應(yīng)使ab向右減速運動；對于后者，則應(yīng)使ab向左加速運動． 2．(多選)如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，MN的左邊有一如圖所示的閉合電路，當PQ在一外力的作用下運動時，MN向右運動，則PQ所做的運動可能是(　　) A．向右加速運動 B．向左加速運動 C．向右減速運動 D．向左減速運動 解析：選BC.MN向右運動，說明MN受到向右的安培力，因

19、為ab在MN處的磁場垂直紙面向里MN中的感應(yīng)電流由M→NL1中感應(yīng)電流的磁場方向向上.若L2中磁場方向向上減弱PQ中電流為Q→P且減小向右減速運動；若L2中磁場方向向下增強PQ中電流為P→Q且增大向左加速運動． 3．(多選)如圖所示，兩個線圈套在同一個鐵芯上，線圈的繞向在圖中已經(jīng)標出．左線圈連著平行導軌M和N，導軌電阻不計，在導軌垂直方向上放著金屬棒ab，金屬棒處在垂直于紙面向外的勻強磁場中．下列說法中正確的是(　　) A．當金屬棒ab向右勻速運動時，a點電勢高于b點，c點電勢高于d點 B．當金屬棒ab向右勻速運動時，b點電勢高于a點，c點與d點等電勢 C．當金屬棒ab向右加速運動

20、時，b點電勢高于a點，c點電勢高于d點 D．當金屬棒ab向右加速運動時，b點電勢高于a點，d點電勢高于c點 解析：選BD.當金屬棒向右勻速運動而切割磁感線時，金屬棒產(chǎn)生恒定感應(yīng)電動勢，由右手定則判斷電流方向由a→b.根據(jù)電流從電源(ab相當于電源)正極流出沿外電路回到電源負極的特點，可以判斷b點電勢高于a點．又左線圈中的感應(yīng)電動勢恒定，則感應(yīng)電流也恒定，所以穿過右線圈的磁通量保持不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，A錯誤，B正確．當ab向右做加速運動時，由右手定則可推斷φb>φa，電流沿逆時針方向． 又由E＝BLv可知ab導體兩端的E不斷增大，那么左邊電路中的感應(yīng)電流也不斷增大，由安培定則可判斷它在鐵芯中的磁感線方向是沿逆時針方向的，并且場強不斷增強，所以右邊電路的線圈中的向上的磁通量不斷增加．由楞次定律可判斷右邊電路的感應(yīng)電流方向應(yīng)沿逆時針，而在右線圈組成的電路中，感應(yīng)電動勢僅產(chǎn)生在繞在鐵芯上的那部分線圈上．把這個線圈看作電源，由于電流是從c沿內(nèi)電路(即右線圈)流向d，所以d點電勢高于c點，C錯誤，D正確． 左、右手定則區(qū)分技巧 (1)抓住“因果關(guān)系”：“因動而電”——用右手；“因電而動”——用左手． (2)形象記憶：把兩個定則簡單地總結(jié)為“通電受力用左手，運動生電用右手”．“力”的最后一筆“丿”方向向左，用左手；“電”的最后一筆“乚”方向向右，用右手． 10