高考物理一轮复习学案 专题电磁感应现象楞次定律Word文件下载.docx

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5．磁通量的意义：

磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数．

二、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，那么只有感应电动势，而无感应电流．

三、楞次定律

[小题快练]

1．判断题

（1）闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生．（×

）

（2）穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关．（√）

（3）线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生．（√）

（4）当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势．（√）

（5）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．（×

（6）感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化．（√）

2.如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ，在下列各过程中，一定能在轨道回路中产生感应电流的是（A）

A．ab向右运动，同时使θ减小

B．使磁感应强度B减小，同时θ角也减小

C．ab向左运动，同时增大磁感应强度B

D．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角（0°

<

θ<

90°

）

3．如图所示，一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，环中的感应电流（自左向右看）（C）

A．沿顺时针方向

B．先沿顺时针方向后沿逆时针方向

C．沿逆时针方向

D．先沿逆时针方向后沿顺时针方向

4．（多选）如图所示为地磁场磁感线的示意图．在北半球地磁场的竖直分量向下，飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变．由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1，右方机翼末端处的电势为φ2，则（AC）

A．若飞机从西往东飞，φ1比φ2高

B．若飞机从东往西飞，φ2比φ1高

C．若飞机从南往北飞，φ1比φ2高

D．若飞机从北往南飞，φ2比φ1高

考点探究§

考点一　电磁感应现象的判断

常见的产生感应电流的三种情况

1.扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌，为了有效隔离外界震动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小震动，如图所示，无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；

出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右震动的衰减最有效的方案是（　　）

答案：

A

2.如图所示，闭合圆形导体线圈放置在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行，当磁感应强度逐渐增大时，以下说法正确的是（　　）

A．线圈中产生顺时针方向的感应电流

B．线圈中产生逆时针方向的感应电流

C．线圈中不会产生感应电流

D．线圈面积有缩小的倾向

C

考点二　对楞次定律的理解及应用

楞次定律中“阻碍”的含义

1.如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直．金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面．现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是（　　）

A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向

B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向

C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向

D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向

D

2.（多选）如图（a）所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴，Q中通有变化的电流，电流变化的规律如图（b）所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则（　　）

A．t1时刻，FN＞G　　　　　

B．t2时刻，FN＞G

C．t3时刻，FN＜G

D．t4时刻，FN＜G

AD

3.如图所示，螺线管与灵敏电流计相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管．下列说法正确的是（　　）

A．电流计中的电流先由a到b，后由b到a

B．a点的电势始终低于b点的电势

C．磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量

D．磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度

考点三　楞次定律推论的应用

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引起感应电流的原因．

列表说明如下：

1.如图所示，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘．当矩形线圈突然向右运动时，线圈所受安培力的合力方向（　　）

A．向左　　　　　　　B．向右

C．垂直纸面向外D．垂直纸面向里

2.如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合．现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则（　　）

A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大

B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小

C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小

D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大

B

考点四　“三个定则，一个定律”的综合应用

名称

基本现象

应用的定则或定律

电流的磁效应

运动电荷、电流产生磁场

安培定则（因电而生磁）

洛伦兹力、安培力

磁场对运动电荷、电流有作用力

左手定则（因电而受力）

电磁感应

部分导体做切割磁感线运动

右手定则（因动而生电）

闭合回路磁通量变化

楞次定律（因磁而生电）

[例题]如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是（　　）

A．ab中的感应电流方向由b到a

B．ab中的感应电流逐渐减小

C．ab所受的安培力保持不变

D．ab所受的静摩擦力逐渐减小

解析：

导体棒ab、电阻R、导轨构成闭合回路，磁感应强度均匀减小（＝k为一定值），则闭合回路中的磁通量减小，根据楞次定律，可知回路中产生顺时针方向的感应电流，ab中的电流方向由a到b，故A错误；

根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E＝＝＝k·

S，回路面积S不变，即感应电动势为定值，根据欧姆定律I＝，所以ab中的电流大小不变，故B错误；

安培力F＝BIL，电流大小不变，磁感应强度减小，则安培力减小，故C错误；

导体棒处于静止状态，所受合力为零，对其进行受力分析，水平方向静摩擦力f与安培力F等大反向，安培力减小，则静摩擦力减小，故D正确．

1.（多选）如图所示，在匀强磁场中，放有一与线圈D相连接的平行导轨，要使放在线圈D中的线圈A（A、D两线圈同心共面）各处受到沿半径方向指向圆心的力，金属棒MN的运动情况可能是（　　）

A．匀速向右　　　　　　　B．加速向左

C．加速向右D．减速向左

若金属棒MN匀速向右运动，则线圈D与MN组成回路中的电流恒定，故穿过线圈A的磁通量不变，线圈A不受安培力作用，A错误；

若金属棒MN加速向左运动，则线圈D与MN组成回路中的电流不断增强，故穿过线圈A的磁通量不断增强，根据楞次定律，为阻碍磁通量的增强，线圈A有收缩的趋势，受到沿半径方向指向圆心的安培力，B正确；

同理可得，当金属棒MN加速向右运动时，线圈A有收缩的趋势，受到沿半径方向指向圆心的安培力，C正确；

当金属棒MN减速向左运动时，线圈A有扩张的趋势，受到沿半径方向背离圆心的安培力，D错误．

BC

随堂练习§

1．（多选）以下叙述正确的是（　　）．

A．法拉第发现了电磁感应现象

B．惯性是物体的固有属性，速度大的物体惯性一定大

C．牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因

D．感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果

解析　电磁感应现象的发现者是法拉第，故选项A正确；

惯性是物体本身固有的属性，质量是物体惯性大小的唯一量度，故选项B错误；

伽利略通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因，故选项C错误；

楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的表现，故选项D正确．

答案　AD

2．如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下．在将磁铁的S极插入线圈的过程中（　　）．

A．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥

B．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥

C．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互吸引

D．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互吸引

解析　将磁铁的S极插入线圈的过程中，由楞次定律知，通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥，则B选项正确．

答案　B

3.（多选）绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、开关相连，如图所示．线圈上端与电源正极相连，闭合开关的瞬间，铝环向上跳起．若保持开关闭合，则（　　）

A．铝环不断升高

B．铝环停留在某一高度

C．铝环跳起到某一高度后将回落

D．如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变

解析开关闭合瞬间，铝环中的磁通量增加，产生的感应电流受到安培力作用使铝环运动，运动的效果阻碍磁通量的变化，所以铝环向上跳起，开关闭合后，线圈周围的磁场恒定，则铝环跳起到某一高度后将回落，所以A、B错误，C正确；

当电源的正负极对调后现象不变，D正确．

答案CD

4．（多选）如图所示，虚线矩形abcd为匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，圆形闭合金属线框以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动．如图所示给出的是圆形闭合金属线框的四个可能到达的位置，则圆形闭合金属线框的速度可能为零的位置是（　　）．

解析　因为线框在进、出磁场时，线框中的磁通量发生变化，产生感应电流，安培力阻碍线框运动，使线框的速度可能减为零，故A、D正确．

5．如图所示，甲、乙两个矩形线圈同处在纸面内，甲的ab边与乙的cd边平行且靠得较近，甲、乙两线圈分别处在垂直纸面方向的匀强磁场中，穿过甲的磁感应强度为B1，方向指向纸面内，穿过乙的磁感应强度为B2，方向指向纸面外，两个磁场可同时变化，当发现ab边和cd边间有排斥力时，磁场的变化情况可能是（　　）．

A．B1变小，B2变大B．B1变大，B2变大

C．B1变小，B2变小D．B1不变，B2变小

解析　ab边与cd边有斥力，则两边通过的电流方向一定相反，由楞次定律可知，当B1变小，B2变大时，ab边与cd边中的电流方向相反．

答案　A

6．直导线ab放在如图所示的水平导体框架上，构成一个闭合回路．长直导线cd和框架处在同一个平面内，且cd和ab平行，当cd中通有电流时，发现ab向左滑动．关于cd中的电流下列说法正确的是（　　）．

A．电流肯定在增大，不论电流是什么方向

B．电流肯定在减小，不论电流是什么方向

C．电流大小恒