《2018年高考物理一輪復習 第十章 電磁感應 第1講 電磁感應現(xiàn)象、楞次定律教學案（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018年高考物理一輪復習 第十章 電磁感應 第1講 電磁感應現(xiàn)象、楞次定律教學案（含解析）（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第1講　電磁感應現(xiàn)象、楞次定律 ? 教材知識梳理 一、磁通量 1．磁通量 (1)定義：磁感應強度B與垂直磁場方向的面積S的________． (2)公式：Φ＝________(B⊥S)；單位：韋伯(Wb)． (3)矢標性：磁通量是________，但有正負． 2．磁通量的變化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1. 3．磁通量的變化率(磁通量變化的快慢)：磁通量的變化量與所用時間的比值，即，與線圈的匝數(shù)無關． 二、電磁感應現(xiàn)象 1．電磁感應現(xiàn)象 當穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，電路中有________產(chǎn)生的現(xiàn)象． 2．產(chǎn)生感應電流的條件 (1)閉合電路；(2)________發(fā)

2、生變化． 三、感應電流的方向 1．楞次定律：感應電流的磁場總要________引起感應電流的________的變化．適用于一切電磁感應現(xiàn)象． 2．右手定則：伸開右手，使拇指與四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內；讓磁感線穿入掌心，右手拇指指向________方向，這時其余四指指向就是感應電流的方向．適用于導線________產(chǎn)生感應電流． 答案：一、1.(1)乘積　(2)BS　(3)標量 二、1.感應電流　2.(2)磁通量 三、1.阻礙　磁通量　2.導線運動　切割磁感線 【思維辨析】 (1)閉合電路內只要有磁通量，就有感應電流產(chǎn)生．(　　) (2)穿過線圈的磁通量和線圈的

3、匝數(shù)無關．(　　) (3)線框不閉合時，即使穿過線框的磁通量發(fā)生變化，線框中也沒有感應電流產(chǎn)生．(　　) (4)當導體切割磁感線時，一定產(chǎn)生感應電動勢．(　　) (5)由楞次定律知，感應電流的磁場一定與引起感應電流的磁場方向相反．(　　) (6)磁通量變化量越大，感應電動勢越大．(　　) (7)自感現(xiàn)象是電磁感應現(xiàn)象的應用．(　　) 答案：(1)(×)　(2)(√)　(3)(√)　(4)(√)　(5)(×) (6)(×)　(7)(√) ? 考點互動探究 　考點一　電磁感應現(xiàn)象的理解與判斷 1.磁通量發(fā)生變化的三種常見情況 (1)磁場強弱不變，回路面積改變． (2)回

4、路面積不變，磁場強弱改變． (3)回路面積和磁場強弱均不變，但二者的相對位置發(fā)生改變． 2．判斷是否產(chǎn)生感應電流的流程 (1)確定研究的回路． (2)弄清楚回路內的磁場分布，并確定該回路的磁通量Φ. (3) 1 圖10-26-1中能產(chǎn)生感應電流的是(　　) 圖10-26-1 答案：B　[解析] 根據(jù)產(chǎn)生感應電流的條件：A中，電路沒閉合，無感應電流；B中，磁感應強度不變，面積增大，閉合電路的磁通量增大，有感應電流；C中，穿過線圈的磁感線相互抵消，Φ恒為零，無感應電流；D中，磁通量不發(fā)生變化，無感應電流． 式題 在法拉第時代，下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設想的實驗中，能觀察到感應

5、電流的是(　　) A．將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化 B．在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化 C．將一房間內的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化 D．繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化 答案：D　[解析] 只形成閉合回路，回路中的磁通量不變化，不會產(chǎn)生感應電流，A、B、C錯誤；給線圈通電或斷電瞬間，通過閉合回路的磁通量變化，會產(chǎn)生感應電流，能觀察到電流表的變化，D正確． 　考點二　楞次定律的理解與應用 楞次定律中

6、“阻礙”的含義 考向一　應用楞次定律判斷感應電流方向的“四步法” 2 某實驗小組用如圖10-26-2所示的實驗裝置來驗證楞次定律，當條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時，通過電流表G的感應電流方向是(　　) 圖10-26-2 A．a(chǎn)→G→b B．先a→G→b，后b→G→a C．b→G→a D．先b→G→a，后a→G→b 答案：D　 [解析] 解答本題時可按以下順序進行： (1)條形磁鐵在穿入線圈的過程中，原磁場方向向下． (2)穿過線圈向下的磁通量增加． (3)由楞次定律可知：感應電流的磁場方向向上． (4)應用安培定則可判斷：感應電流的方向為逆時針(俯視)，

7、即由b→G→a. 同理可以判斷；條形磁鐵穿出線圈的過程中，向下的磁通量減小，感應電流產(chǎn)生的磁場方向向下，感應電流的方向為順時針(俯視)，即由a→G→b. 式題 (多選)如圖10-26-3所示，一電子以初速度v沿與金屬板平行的方向飛入M、N極板間，突然發(fā)現(xiàn)電子向M板偏轉，若不考慮磁場對電子運動方向的影響，則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是(　　) 圖10-26-3 A．開關S閉合瞬間 B．開關S由閉合到斷開瞬間 C．開關S是閉合的，變阻器滑片P向右迅速滑動 D．開關S是閉合的，變阻器滑片P向左迅速滑動 答案：AD　[解析] 電子向M板偏轉，說明M板為正極，則感應電流如圖：由安培定則得

8、，感應電流磁場方向水平向左，而原磁場方向水平向右，由楞次定律得原磁場增強，即原電流增加，故A、D正確． 考向二　利用楞次定律的推論速解電磁感應問題 電磁感應現(xiàn)象中因果相對的關系恰好反映了自然界的這種對立統(tǒng)一規(guī)律，對楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應電流的“效果”總是阻礙產(chǎn)生感應電流的原因，可由以下四種方式呈現(xiàn)： (1)阻礙原磁通量的變化，即“增反減同”． (2)阻礙相對運動，即“來拒去留”． (3)使線圈面積有擴大或縮小的趨勢，即“增縮減擴”． (4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)，即“增反減同”． 3 如圖10-26-4所示，光滑固定導軌M、N水平放置，兩根導體棒P、Q平

9、行放置在導軌上，形成一個閉合回路，當一條形磁鐵從高處下落接近回路時(　　) 圖10-26-4 A．P、Q將互相靠攏 B．P、Q將互相遠離 C．磁鐵的加速度仍為g D．磁鐵的加速度大于g 答案：A　 [解析] 解法一：根據(jù)楞次定律的另一表述：感應電流效果總是要反抗產(chǎn)生感應電流的原因．本題中“原因”是回路中磁通量的增加，歸根結底是因為磁鐵靠近回路，“效果”便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近．所以，P、Q將互相靠攏且磁鐵的加速度小于g，選項A正確． 解法二：設磁鐵下端為N極，畫出的磁感線如圖所示，根據(jù)楞次定律可判斷出P、Q中的感應電流方向，根據(jù)左手定則可判斷P、Q所受安培力的方向，

10、可見，P、Q將相互靠攏．由于回路所受安培力的合力向下，由牛頓第三定律知，磁鐵將受到向上的反作用力，從而加速度小于g.當磁鐵下端為S極時，根據(jù)類似的分析可得到相同的結論．所以本題選項A正確． 式題 (多選)如圖10-26-5所示，勻強磁場垂直于軟導線回路平面，由于磁場發(fā)生變化，回路變?yōu)閳A形，則磁場可能(　　) 圖10-26-5 A．逐漸增強，方向向外 B．逐漸增強，方向向里 C．逐漸減弱，方向向外 D．逐漸減弱，方向向里 答案：CD　[解析] 根據(jù)楞次定律，感應電流的磁場方向總是阻礙閉合回路中磁通量的變化，體現(xiàn)在面積上是“增縮減擴”，而回路變?yōu)閳A形，面積增加了，說明磁場逐漸

11、減弱．因不知回路中電流方向，故無法判定磁場方向，故C、D都有可能． 　考點三　左手定則、右手定則、楞次定律、安培定則 1.“三個定則”“一個定律”的比較 基本現(xiàn)象 應用的定則或定律 運動電荷、電流產(chǎn)生磁場 安培定則 磁場對運動電荷、電流有力的作用 左手定則 電磁感應 部分導體做切割磁感線運動 右手定則 閉合回路磁通量變化 楞次定律 2．“三個定則”和“一個定律”的因果關系 (1)因電而生磁(I→B)→安培定則； (2)因動而生電(v、B→I安)→右手定則； (3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則； (4)因磁而生電(S、B→I安)→楞次定律． 4

12、(多選)如圖10-26-6所示，水平放置的兩條光滑的金屬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(　　) 圖10-26-6 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 答案：BC　 [解析] MN向右運動，說明MN受到向右的安培力，因為ab在MN處的磁場垂直紙面向里MN中的感應電流方向為M→NL1中感應電流的磁場方向向上.若L2中磁場方向向上減弱PQ中電流方向為Q→P且減小向右減速運動；若L2中磁場方向向下增強PQ中電流方向為P→Q且增大向左加速運

13、動． 式題 (多選)如圖10-26-7所示裝置中，cd桿原來靜止．當ab桿做如下哪些運動時，cd桿將向右移動(　　) 圖10-26-7 A．向右勻速運動 B．向右加速運動 C．向左加速運動 D．向左減速運動 答案：BD　[解析] ab勻速運動時，ab中感應電流恒定，L1中磁通量不變，穿過L2的磁通量不變，L2中無感應電流產(chǎn)生，cd保持靜止，A錯誤；ab向右加速運動時，L2中的磁通量向下增大，通過cd的電流方向由c到d，cd向右移動，B正確；同理可得C錯誤，D正確． ■ 方法技巧 左、右手定則巧區(qū)分 (1)右手定則與左手定則的區(qū)別：抓住“因果關系”才能無誤，“因動而電”—

14、—用右手；“因電而動”——用左手． (2)左手定則和右手定則很容易混淆，為了便于區(qū)分，可把兩個定則簡單地總結為“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“”方向向右，用右手． 【教師備用習題】 1．如圖所示，矩形線框在磁場內做的各種運動中，能夠產(chǎn)生感應電流的是(　　) [解析] B　根據(jù)產(chǎn)生感應電流的條件可知，能夠產(chǎn)生感應電流的是圖B. 2．如圖所示，一個有彈性的金屬圓環(huán)被一根橡皮繩吊于通電直導線的正下方，直導線與圓環(huán)在同一豎直面內，當通電直導線中電流增大時，彈性圓環(huán)的面積S和橡皮繩的長度l將(　　) A．S增大，l變長

15、 B．S減小，l變短 C．S增大，l變短 D．S減小，l變長 [解析] D　當通電直導線中電流增大時，穿過金屬圓環(huán)的磁通量增大，金屬圓環(huán)中產(chǎn)生感應電流，根據(jù)楞次定律，感應電流產(chǎn)生的效果要阻礙磁通量的增大，一是用縮小面積的方式進行阻礙，二是用遠離直導線的方式進行阻礙．選項D正確． 3．如圖所示，環(huán)形金屬軟彈簧套在條形磁鐵的中心位置．若將彈簧在磁鐵中心面所在的豎直平面內向外拉，使其所包圍的面積增大，則穿過彈簧所包圍面積的磁通量將(　　) A．增大 B．減小 C．不變 D．無法確定如何變化 [解析] B　穿過彈簧所圍面積的磁通量應為合磁通量，磁鐵內部由S極指向N極的磁通量不變

16、，而其外部由N極指向S極的磁通量隨面積的增大而增大，故合磁通量減小，選項B正確． 4．[2015·湖北荊門調研] 如圖所示，老師讓學生觀察一個物理小實驗：一輕質橫桿兩側各固定一金屬環(huán)，橫桿可繞中心點自由轉動，老師拿一條形磁鐵插向其中一個小環(huán)，后又取出插向另一個小環(huán)，同學們看到的現(xiàn)象是(　　) A．磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉動 B．磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉動 C．把磁鐵從左環(huán)中拔出，左環(huán)會跟著磁鐵運動 D．把磁鐵從右環(huán)中拔出，右環(huán)不會跟著磁鐵運動 [解析] B　磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉動；磁鐵插向左環(huán)，由于左環(huán)不是閉合回路，沒有感應電流產(chǎn)生，橫桿不發(fā)生轉動，選項A錯誤，B正確；把磁

17、鐵從左環(huán)中拔出，左環(huán)不會跟著磁鐵運動，把磁鐵從右環(huán)中拔出，右環(huán)會跟著磁鐵運動，選項C、D錯誤． 5．北半球地磁場的豎直分量向下，如圖所示，在北京某中學實驗室的水平桌面上，放置著邊長為L的正方形閉合導體線圈abcd，線圈的ab邊沿南北方向，ad邊沿東西方向．下列說法中正確的是(　　) A．若使線圈向東平動，則a點的電勢比b點的電勢高 B．若使線圈向北平動，則a點的電勢比b點的電勢低 C．若以ab邊為軸將線圈向上翻轉，則線圈中的感應電流方向為a→b→c→d→a D．若以ab邊為軸將線圈向上翻轉，則線圈中的感應電流方向為a→d→c→b→a [解析] C　線圈向東平動時，ab和cd兩邊

18、切割磁感線，且兩邊切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢大小相等，a點電勢比b點電勢低，選項A錯誤；同理，線圈向北平動，則a、b兩點的電勢相等，高于c、d兩點的電勢，選項B錯誤；以ab邊為軸將線圈向上翻轉，向下的磁通量減小，感應電流的磁場方向應該向下，再由安培定則知，感應電流的方向為a→b→c→d→a，選項C正確，D錯誤． 6．(多選)如圖所示，磁場垂直于紙面，磁感應強度在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布．一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點，將圓環(huán)拉至位置a后無初速度釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過程中(　　) A．感應電流方向先逆時針后順時針再逆時針 B．感應電流的方向一直是逆時針 C．安培力方向始終

19、與速度方向相反 D．安培力方向始終沿水平方向 [解析] AD　圓環(huán)從位置a無初速度釋放，在到達磁場分界線前，穿過圓環(huán)向里的磁感線條數(shù)增加，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)內感應電流的方向為逆時針，圓環(huán)經(jīng)過磁場分界線時，穿過圓環(huán)向里的磁感線條數(shù)減少，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)內感應電流的方向為順時針；圓環(huán)通過磁場分界線后，穿過圓環(huán)向外的磁感線條數(shù)減少，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)內感應電流的方向為逆時針；因磁場在豎直方向分布均勻，圓環(huán)所受豎直方向的安培力平衡，故總的安培力沿水平方向．綜上所述，選項A、D正確． 7．某同學設計了一個電磁沖擊鉆，其原理示意圖如圖所示，若發(fā)現(xiàn)鉆頭M突然向右運動，則可能是(　　)

20、 A．開關S由斷開到閉合的瞬間 B．開關S由閉合到斷開的瞬間 C．保持開關S閉合，變阻器滑片P加速向右滑動 D．保持開關S閉合，變阻器滑片P勻速向右滑動 [解析] A　若發(fā)現(xiàn)鉆頭M突然向右運動，則兩螺線管互相排斥，根據(jù)楞次定律，可能是開關S由斷開到閉合的瞬間，選項A正確． 8．如圖所示，線圈平面與水平方向夾角θ＝60°，磁感線豎直向下，線圈所圍的面積S＝0.4 m2，勻強磁場的磁感應強度B＝0.6 T，則穿過線圈的磁通量Φ為多少？把線圈以cd為軸順時針轉過120°角，則穿過線圈的磁通量的變化量為多少？ [答案] 0.12 Wb　0.36 Wb [解析] 線圈在垂直磁場方向上的投影面積 S⊥＝Scos 60°＝0.4× m2＝0.2 m2 穿過線圈的磁通量Φ1＝BS⊥＝0.6×0.2 Wb＝0.12 Wb 線圈沿順時針方向轉過120°角后變?yōu)榕c磁場垂直，但由于此時磁感線從線圈平面穿入的方向與原來相反，故此時通過線圈的磁通量 Φ2＝－BS＝－0.6×0.4 Wb＝－0.24 Wb 故磁通量的變化量 ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|－0.24－0.12|Wb＝0.36 Wb 10