（江蘇專版）2022年高考物理總復習 第38講 電磁感應現(xiàn)象楞次定律講義

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1、（江蘇專版）2022年高考物理總復習 第38講 電磁感應現(xiàn)象楞次定律講義 考情剖析 考查內(nèi)容 考綱要求 考查年份 考查詳情 能力要求 電磁感應現(xiàn)象、感應電流的產(chǎn)生條件、楞次定律 Ⅰ、Ⅱ 16年 T6—選擇，考查楞次定律和法拉第電磁感應 定律的應用 理解與分析綜合 17年 T1—選擇，考查對磁通量概念的理解 理解 弱項清單,1.磁通量的概念理解有錯； 2．不理解電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生的本質(zhì)原因(磁通量發(fā)生變化)； 3．感應電流產(chǎn)生的條件理解不深刻； 4．不能正確區(qū)分感應電流磁場與原磁場． 知識整合 一、電

2、磁感應現(xiàn)象 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．電磁感應現(xiàn)象：只要穿過閉合電路的________發(fā)生變化，閉合回路中就有電流產(chǎn)生，這種利用______________的現(xiàn)象叫做電磁感應，產(chǎn)生的電流叫做________． 2．產(chǎn)生感應電流的條件 (1)回路________； (2)穿過回路的________發(fā)生變化． (3)補充說明：無論回路是否閉合，只要穿過線圈平面的________發(fā)生變化，線圈中就有感應電動勢產(chǎn)生，產(chǎn)生感應電動勢的那部分導體相當于________；如果電路閉合，則有________，電路不閉合，則只有________而無感應電流． 3．電磁感應現(xiàn)象

3、中的能量轉(zhuǎn)化：發(fā)生電磁感應現(xiàn)象時，機械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為________． 二、感應電流方向的判定 1．楞次定律 (1)內(nèi)容：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要________引起感應電流的磁通量的變化． (2)適用情況：所有________現(xiàn)象． 2．右手定則 (1)內(nèi)容：伸開右手，使拇指與其余四指________，并且都與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線________，并使拇指指向________的方向，這時四指所指的方向就是________的方向． (2)適用情況：閉合電路中的__________切割磁感線產(chǎn)生感應電流的情況． 方法技巧考點1　感應電流的產(chǎn)生條件

4、 1．條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化． 特例：閉合電路的一部分導體在磁場內(nèi)做切割磁感線運動． 2．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． 3．判斷電磁感應現(xiàn)象是否發(fā)生的一般流程 【典型例題1】　如圖所示，一通電螺線管b放在閉合金屬線圈a內(nèi)，螺線管的中心軸線恰和線圈的一條直徑MN重合．要使線圈a中產(chǎn)生感應電流，可采用的方法有(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．使通電螺線管中的電流發(fā)生變化 B．使螺線管繞垂直于

5、線圈平面且過線圈圓心的軸轉(zhuǎn)動 C．使線圈a以MN為軸轉(zhuǎn)動 D．使線圈繞垂直于MN的直徑轉(zhuǎn)動 【典型例題2】　(17年揚州模擬)法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)了“磁生電”現(xiàn)象．如圖，他把兩個線圈繞在同一個軟鐵環(huán)上，線圈A和電池連接，線圈B用導線連通，導線下面平行放置一個小磁針，實驗中可能觀察到的現(xiàn)象是(　　) A．用一節(jié)電池作電源小磁針不偏轉(zhuǎn)，用十節(jié)電池作電源小磁針會偏轉(zhuǎn) B．線圈B匝數(shù)較少時小磁針不偏轉(zhuǎn)，匝數(shù)足夠多時小磁針會偏轉(zhuǎn) C．線圈A和電池連接瞬間，小磁針會偏轉(zhuǎn) D．線圈A和電池斷開瞬間，小磁針不偏轉(zhuǎn) 考點2　楞次定律及其推論的應用 1．楞次定律中“

6、阻礙”的理解 誰阻礙誰 感應電流的磁場阻礙原磁場 阻礙的是什么 阻礙的是原磁場的磁通量的變化 如何阻礙 磁通量增加時感應電流的磁場與原磁場方向相反(阻礙磁通量的增加)；磁通量減小時感應電流的磁場方向與原磁場方向一致(阻礙磁通量的減小)，即“增反減同” 阻礙的結(jié)果 “阻礙”不是“阻止”，只是延緩了磁通量的變化，這種變化仍將繼續(xù)進行 2.楞次定律的推廣 推廣表述：感應電流的效果總是阻礙產(chǎn)生感應電流的原因．其具體方式為： (1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”． (2)阻礙相對運動——“來拒去留”． (3)使線圈面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”． (4)阻礙原電流

7、的變化(自感現(xiàn)象)——“增反減同”． 3．應用楞次定律解題的一般程序 【典型例題3】　(16年南通模擬)如圖所示，a、b都是較輕的鋁環(huán)，a環(huán)閉合，b環(huán)斷開，橫梁可以繞中間支點自由轉(zhuǎn)動，開始時整個裝置靜止．下列說法中正確的是(　　) A．條形磁鐵插入a環(huán)時，橫梁不會發(fā)生轉(zhuǎn)動 B．只有當條形磁鐵N極拔出a環(huán)時，橫梁才會轉(zhuǎn)動 C．條形磁鐵用相同方式分別插入a、b環(huán)時，兩環(huán)轉(zhuǎn)動情況相同 D．鋁環(huán)a產(chǎn)生的感應電流總是阻礙環(huán)與磁鐵間的相對運動 　1.(多選)如圖所示，一閉合線圈用細線懸掛著，一條形磁鐵從遠方垂直線圈平面向線圈靠近，下列說法正確的是(　　)

8、 A．不知道磁鐵極性，無法確定線圈運動趨勢 B．不管磁鐵極性如何，線圈都將向右運動 C．不管磁鐵極性如何，線圈都有收縮趨勢 D．不管磁鐵極性如何，線圈都有擴張趨勢 考點3　左手定則、右手定則及其與楞次定律的綜合應用 1．右手定則是楞次定律的特例，用于判斷導線在磁場中切割磁感線時產(chǎn)生感應電流的情況． 2．安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律綜合應用的比較 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、電流有作用力 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 　　

9、【典型例題4】　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運動，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，且兩桿速度vcd>vab，則abdc回路有電流，電流方向為a→c→d→b→a 　　　2.(多選)如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移

10、動的金屬棒PQ、MN，當PQ在外力的作用下運動時，MN在磁場力作用下向右運動，則PQ所做的運動可 能是(　　) A．向右勻加速運動 B．向左勻加速運動 C．向右勻減速運動 D．向左勻減速運動 當堂檢測　　1.如圖，一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導線在同一豎直平面內(nèi)，環(huán)的圓心與兩導線距離相等，環(huán)的直徑小于兩導線間距．兩導線中通有大小相等、方向向下的恒定電流．若(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．金屬環(huán)向上運動，則環(huán)上的感應電流方向為順時針方向 B．金屬環(huán)向下運動，則環(huán)上的感應電流方向為順時針方向 C．金屬環(huán)向左側(cè)直導線靠近

11、，則環(huán)上的感應電流方向為逆時針 D．金屬環(huán)向右側(cè)直導線靠近，則環(huán)上的感應電流方向為逆時針 第1題圖 　　第2題圖 2．(多選)如圖所示，一用細線懸著的閉合通電螺旋管套在線圈正中間，且關(guān)于通電螺旋管軸線軸對稱，增大通電螺旋管的電流，下列說法正確的是(　　) A．線框中感應電流從左向右看為順時針 B．線框中感應電流從左向右看為逆時針 C．線框有擴張的趨勢 D．懸線拉力增大 3．電阻R、電容器C與一線圈連成閉合電路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖所示．現(xiàn)使磁鐵開始自由下落，在N極接近線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是(

12、　　) A．從a到b，上極板帶正電 B．從a到b，下極板帶正電 C．從b到a，上極板帶正電 D．從b到a，下極板帶正電 第3題圖 　　第4題圖 4．如圖所示，質(zhì)量為m的銅質(zhì)小閉合線圈靜置于粗糙水平桌面上．當一個豎直放置的條形磁鐵貼近線圈，沿線圈中線由左至右從線圈正上方等高、勻速經(jīng)過時，線圈始終保持不動．則關(guān)于線圈在此過程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情況，以下判斷正確的是(　　) A．FN先大于mg，后小于mg B．FN一直大于mg C．Ff先向左，后向右 D．線圈中的電流方向始終不變 5．(17年南通模擬)如圖甲所示，長直導線

13、與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi)，長直導線中的電流i隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示．在0～時間內(nèi)，直導線中電流向上，則在～T時間內(nèi)，線框中感應電流的方向與所受安培力的合力方向分別是(　　) 第5題圖 A．順時針，向左 B．逆時針，向右 C．順時針，向右 D．逆時針，向左 第38講　電磁感應現(xiàn)象 楞次定律知識整合 基礎(chǔ)自測 一、1.磁通量　磁場產(chǎn)生電流　感應電流 2．(1)閉合　(2)磁通量　(3)磁通量　電源　感應電流　感應電動勢 3．電能 二、1.(1)阻礙　(2)電磁感應 2．(1)垂直　從掌心進入　導線運動　感應電流　(2)部分導體 方法技巧 ·典

14、型例題1·D　【解析】　要使線圈a中產(chǎn)生感應電流，需使得穿過線圈的磁通量發(fā)生變化．圖中螺線管和線圈在同一平面，無論電流如何，穿過線圈的磁通量始終為零，要使磁通量發(fā)生變化，需使得螺線管與線圈不共面，故答案選D. ·典型例題2·C　【解析】　用電池作電源時線圈A中電流不變，故線圈B中磁通量不發(fā)生改變，沒有感應電流產(chǎn)生，小磁針不偏轉(zhuǎn)，故A、B錯誤；線圈A和電池連接瞬間或斷開瞬間，線圈B中磁通量均發(fā)生改變，產(chǎn)生感應電流，感應電流的磁場使小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故C正確． ·典型例題3·D　【解析】　電磁感應現(xiàn)象中“阻礙”兩字對應著感應電流產(chǎn)生的安培力的效果．不管磁鐵是插入還是拔出a環(huán)，環(huán)中都有感應電流產(chǎn)生

15、，感應電流的磁場將阻礙環(huán)與磁鐵間的相對運動，所以橫梁將轉(zhuǎn)動；因b環(huán)不閉合，磁鐵插入時不產(chǎn)生感應電流，橫梁不轉(zhuǎn)動；綜上分析，D選項正確． ·變式訓練1·BC　【解析】　根據(jù)楞次定律的推廣表述——“來拒去留”和“增縮減擴”(與磁鐵極性無關(guān))，可知B、C選項正確． ·典型例題4·D　【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

16、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． ·變式訓練2·BC　【解析】　設(shè)PQ向右運動，用右手定則和安培定則判定可知穿過L1的磁感線方向向上．若PQ向右加速，則穿過L1的磁通量增加，用楞次定律判定可知通過MN的感應電流方向是從N指向M，對MN用左手定則判定可知MN向左運動，故A選項不正確；若PQ向右減速運動，則穿過L1的磁通量減小，用楞次定律判定可知通過MN的感應電流方向是從M指向N，用左手定則可知MN向右運動，故選項C正確；同理設(shè)PQ向左運動，用上述類似的方法可判定選項B正確，而選項D錯誤． 當堂檢測 1．D　【解析】　先根據(jù)安培定則結(jié)

17、合對稱性明確磁場分布：圓環(huán)豎直直徑左側(cè)磁場垂直紙面向外，豎直直徑右側(cè)磁場垂直紙面向里，穿過圓環(huán)的磁通量為0.當上下移動圓環(huán)時環(huán)內(nèi)磁通量一直保持為0，不產(chǎn)生感應電流，故AB選項錯誤；當向左移動圓環(huán)時因環(huán)內(nèi)磁通量增加而產(chǎn)生感應電流，根據(jù)楞次定律可知感應電流的磁場應垂直紙面向里，再由安培定則可以判斷環(huán)內(nèi)電流應為順時針，C選項錯誤；同理可得D選項正確． 2．AC　【解析】　根據(jù)安培定則明確通電螺線管磁場分布．增大電流則線圈中磁通量增大，根據(jù)楞次定律可得此時感應電流方向從左向右看為順時針，故A選項正確而B選項錯誤；再根據(jù)左手定則可判斷出線圈所受安培力指向線圈外側(cè)，故C選項正確；而根據(jù)磁場對稱性可得線框

18、所受安培力合力為0，所以細線拉力始終等于線圈重力，故D選項錯誤． 3．D　【解析】　當磁鐵N極向下運動時，穿過線圈的磁通量變大，由楞次定律可得，感應磁場方向與原磁場方向相反，再由安培定則可得感應電流方向沿線圈盤旋而下，由于線圈相當于電源，線圈下端相當于電源的正極，則流過R的電流方向是從b到a，對電容器充電下極板帶正電．故D正確． 4．A　【解析】　條形磁鐵向右運動的過程中，線圈中的磁通量先增加后減小，為阻礙磁通量的變化，線圈先有向下的運動趨勢，后有向上的運動趨勢，故FN先大于mg，后小于mg，A項正確，B項錯誤；條形磁鐵相對線圈一直向右運動，為阻礙相對運動，線圈有向右運動的趨勢，故摩擦力Ff一直向左，C項錯誤；線圈中的磁通量先增加后減小，據(jù)楞次定律可知，感應電流的方向(俯視)先逆時針后順時針，D項錯誤． 5．B　【解析】　在0～時間內(nèi)，直導線中電流向上，由題圖乙知，在～T時間內(nèi)，直導線電流方向也向上，根據(jù)安培定則知，導線右側(cè)磁場的方向垂直紙面向里，電流逐漸增大，則磁場逐漸增強，根據(jù)楞次定律，金屬線框中產(chǎn)生逆時針方向的感應電流．根據(jù)左手定則，金屬線框左邊受到的安培力方向向右，右邊受到的安培力向左，離導線越近，磁場越強，則左邊受到的安培力大于右邊受到的安培力，所以金屬線框所受安培力的合力方向向右，故B正確，A、C、D錯誤．