专题91 电磁感应现象 楞次定律教学案 2017年高考物理一轮复习资料原卷版

1、 、知道电磁感应现象以及产生感应电流的条件。1 理解磁通量的定义，理解磁通量的变化、变化率以及净磁通量的概念。2 理解棱次定律的实质，能熟练运用棱次定律来分析电磁感应现象中感应电流的方向。3 理解右手定则并能熟练运用该定则判断感应电流的的方向。4 一、磁通量 与B的乘积。1概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S BS。2公式：2 。单位：1 Wb1Tm3 4公式的适用条件 (1)匀强磁场； 。磁感线的方向与平面垂直，即BS(2) 二、电磁感应现象 电磁感应现象1 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。:.来源 2产生感应电流的条件 (1)条件：穿过闭

2、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，则只有感 应电动势，而无感应电流。 三、楞次定律 楞次定律1 内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化(1) (2)适用情况：所有的电磁感应现象 含义”2楞次定律中“阻碍的 感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场谁阻碍谁)的磁通量的变化 阻碍什么阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身 如何阻碍 当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当磁通量 减少时，感应电流的磁场方向

3、与原磁场的方向相同，即“增反减同” 阻碍效果阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行 3楞次定律的使用步骤 4右手定则 (1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向 (2)适用情况：导体切割磁感线产生感应电流 高频考点一 电磁感应现象的判断 例1在一空间有方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场，如图1所示，垂直纸面向外的磁场分布在一半径为a的圆形区域内，垂直纸面向里的磁场分布在除圆形区域外的整个区域，该平面内有一半径为b(b2a)的圆形线圈，线圈平面与磁感应强

4、度方向垂直，线圈与半径为a的圆形区域是同心圆从某时B刻起磁感应强度大小开始减小到，则此过程中该线圈磁通量的变化量的大小为( ) 2 图1 12222bB()a B( b2A.B2a ) 2+Z+X+X+K+科来源学12222bB() 2aD. ) bBC(a 2) (设想的实验中，能观察到感应电流的是”由磁产生电“【变式探究】在法拉第时代，下列验证A将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 C将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化 D绕在同一铁环上

5、的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化 来源:.【举一反三】现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图2所示连接下列说法中正确的是( ) 图2 A开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转 B线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转 C开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度 D开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转 【方法规律】电磁感应现象能否发生的判断流程 1确定研究的闭合回路 2明确回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量. 无感应电流不变? 回路

6、闭合，有感应电流? 3.?变化?不闭合，无感应电流，但有感应电动势? 楞次定律的理解及应用高频考点二例2如图3，在一水平、固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁(N极朝上，S极朝下)由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应电流的方向(从上向下看)，下列说法正确的是( ) 图3 A总是顺时针 B总是逆时针 先逆时针后顺时针D 先顺时针后逆时针C【变式探究】很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐让条形磁铁从静止开始下落条形磁铁在圆筒中的运动速 率( ) A均匀增大 B先增大，后减小 D先增大，再减小，最

7、后不变C逐渐增大，趋于不变 【举一反三】(多选)如图4，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形，则磁场可能( ) 图4 A逐渐增强，方向向外 B逐渐增强，方向向里 D逐渐减弱，方向向外 逐渐减弱，方向向里 C【变式探究】如图5所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为M、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面，则线框中感应电流的方向是( ) 图5 Aabcda Bdcbad C先是dcbad，后是abcd

8、a D先是abcda，后是dcbad 【方法规律】应用楞次定律判断感应电流和电动势的方向 1利用楞次定律判断的电流方向也是电路中感应电动势的方向，利用右手定则判断的电流方向也是做切割磁感线运动的导体上感应电动势的方向若电路为开路，可假设电路闭合，应用楞次定律或右手定则确定电路中假想电流的方向即为感应电动势的方向 2在分析电磁感应现象中的电势高低时，一定要明确产生感应电动势的那部分电路就是电源在电源内部，电流方向从低电势处流向高电势处 三定则一定律的综合应用 高频考点三例3(多选)如图6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的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力

9、的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是( ) 图6 A向右加速运动 B向左加速运动 D 向左减速运动 C向右减速运动 【变式探究】(多选)如图7所示，一电子以初速度v沿与金属板平行的方向飞入MN极板间，突然发现电子向M板偏转，若不考虑磁场对电子运动方向的影响，则产生这一现象的原因可能是( ) 图7 A开关S闭合瞬间 B开关S由闭合后断开瞬间 C开关S是闭合的，变阻器滑片P向右迅速滑动 D开关S是闭合的，变阻器滑片P向左迅速滑动 【举一反三】(多选)如图8所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引( ) 图8 A向右做

10、匀速运动 B向左做减速运动 D向右做加速运动向右做减速运动C 【方法技巧】三定则一定律的应用技巧 1应用楞次定律时，一般要用到安培定则 2研究感应电流受到的安培力时，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力方向，有时也可以直接应用楞次定律的推论确定 ，磁场方向与圆环所在平面垂直磁b所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、【2016北京卷】如图1-1不考虑两，和E1，圆环中产生的感应电动势分别为E随时间均匀增大感应强度B两圆环半径之比为2ba) ( 圆环间的相互影响下列说法正确的是 图1-:.来源 1，感应电流均沿逆时针方向4EAEba ，感应电流均沿顺时针方向41EBEba ，感应电流均

11、沿逆时针方向1EE2Cba 1，感应电流均沿顺时针方向E2EDba所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动江苏卷】电吉他中电拾音器的基本结构如图1-2【2016) 时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的有( 图1- A选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 B取走磁体，电吉他将不能正常工作 C增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 D磁振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 1.【2015上海24】1如图所示，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量为0.02kg，在v?2m/s、与导线成60角的初速度运动，该平面上以其最终的运动状态是_，环中最多能产生0

12、的电能。_J 如图所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度2】32.【2015海南，将此棒弯成两段长度相等且相互v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小运动时，棒两垂直的折弯，置于磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v? 等于（）端的感应电动势大小为，则 ? 22 D1 1/2 B CA 23.【2015上海20】5如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相连，导体棒垂直静置 于导轨上构成回路。在外力F作用下，回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动。在匀速运动过程中外力FWWWW，回路中产生的焦耳热，磁场力对导体棒

13、做功，重力对磁铁做功，磁铁克服磁场力做功做功G21FE。则，导体棒获得的动能为 为QK W?QW?W?QW?EW?W?E?Q AB D C1KF2K1G1 4.【2015全国新课标15】7如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为U、U、baU 。下列判断正确的是l边的长度为bc。已知c AU U，金属框中无电流 caBU U，金属框中电流方向沿a-b-c-a cbCU=-1/2Bl2，金属框中无电流 bcDU=1/2Bl2w，金属框中电流方向沿a-c-b-a bc5.【2015全国新

14、课标19】81824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是 A圆盘上产生了感应电动势 B圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动 C在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化 D圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动 6.【2015福建18】9如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水、ab，在水平拉力作用下沿的导

15、体棒中。一接入电路电阻为RPQB平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场 dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中（ ） APQ 流先增大后减小中电 BPQ两端电压先减小后增大 CPQ上拉力的功率先减小后增大 D线框消耗的电功率先减小后增大 7.【2015北京20】10利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通（IC卡）的工作原理及相关问题。IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC的振荡电路。公交卡上的读卡机（刷卡时“嘀”的响一声的机器）向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充

16、电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是（ ） AIC卡工作场所所需要的能量来源于卡内的电池 B仅当读卡器发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作 C若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，在线圈L中不会产生感应电流 DIC卡只能接收读卡器发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息 “”形光滑金属导轨，间距为l。导轨间有】11如图所示，abcd为水平放置的平行198.【2015安徽?倾斜放置，与导轨成MNB，导轨电阻不计。已知金属杆垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨

17、接触良好）。则 Blv A电路中感应电动势的大小为 ?sin?sinBv B电路中感应电流的大小为 r2B?sinlv 金属杆所受安培力的大小为C r22vBl D金属杆的热功率为 ? sinr1.(2014新课标全国卷，14)在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是( ) A将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察C电流表的变化 D绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电

18、或断电的瞬间，观察电流表的变化 2.(2014海南卷，1)如图5，在一水平、固定的闭合导体圆环上方。有一条形磁铁(N极朝上，S极朝下)由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应电流的方向(从上向下看)，下列说法正确的是( ) 图5&来学 A总是顺时针 B总是逆时针 C先顺时针后逆时针 D先逆时针后顺时针很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁20)3.(2014全国大纲卷，沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中) 的运动速率( A均匀增大 B先增大，后减小 C逐渐增大，趋于不变 再减小，最后不

19、变D先增大，竖直放置，小磁块先后在两P和塑料管Q广东卷）如图2（20148所示，上下开口、内壁光滑的铜管) (管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块 A在P和Q中都做自由落体运动 B在两个下落过程中的机械能都守恒 C在P中的下落时间比在Q中的长 中的大Q中的速度比在P落至底部时在D4（2014重庆卷）某电子天平原理如题8图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接，当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下 运动(骨架与磁极不接触)，随

20、后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物的质量，已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g.问 题8图 (1)线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从C端还是从D端流出？ (2)供电电流I是从C端还是D端流入？求重物质量与电流的关系 (3)若线圈消耗的最大功率为P，该电子天平能称量的最大质量是多少？ 5.（2013新课标全国卷）在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用下列叙述符合史实的是( ) A奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系 B安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，

21、提出了分子环流假说 C法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流 D楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 6.（2013天津卷）超导现象是20世纪人类重大发现之一，日前我国已研制出世界传输电流最大的高温超导电缆并成功示范运行 (1)超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零，这种性质可以通过实验研究将一个闭合超导金属圆环水平放置在匀强磁场中，磁感线垂直于圆环平面向上，逐渐降低温度使环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场，若此后环中的电流不随时间变化，则表明其电阻为零请指出自上往下看环

22、中电流方 向，并说明理由 (2)为探究该圆环在超导状态的电阻率上限，研究人员测得撤去磁场后环中电流为I，并经一年以上的时间t未检测出电流变化实际上仪器只能检测出大于I的电流变化，其中，当电流的变化小于I ，环中定向移动电子的S时，仪器检测不出电流的变化，研究人员便认为电流没有变化设环的横截面积为平均速率为v，电子质量为m、电荷量为e.试用上述给出的各物理量，推导出的表达式 (3)若仍使用上述测量仪器，实验持续时间依旧为t，为使实验获得的该圆环在超导状态的电阻率上限的准确程度更高，请提出你的建议，并简要说明实现方法 1在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用下列叙述不

23、符合史实的是( ) A奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系 B安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说 C法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流 D楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 2如图1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.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是( ) 图1 Aab向右运动，同时使减小 B使磁感应强度

24、B减小，角同时也减小 Cab向左运动，同时增大磁感应强度B Dab向右运动，同时增大磁感应强度B和角(0v a到b到d到c回路有电流，电流方向由abdc，则abcd4如图3所示，ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中，线圈ab将( ) 图3 A静止 B逆时针转动 C顺时针转动 D发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动的方向 5如图4所示，通电导线MN与单匝圆形线圈a共面，位置靠近圆形线圈a左侧且相互绝缘当MN中电流突然减小时，下列说法正确的是( ) 图4 A线圈a中产生的感应电流方向为顺时针方向 B线圈a中产生的感应电流方向为逆时针

25、方向 C线圈a所受安培力的合力方向垂直纸面向里 D线圈a所受安培力的合力方向水平向左 6如图5所示，一圆形金属线圈放置在水平桌面上，匀强磁场垂直桌面竖直向下，过线圈上A点作切线OO，OO与线圈在同一平面上在线圈以OO为轴翻转180的过程中，线圈中电流流向( ) 图5 A始终为ABCA B始终为ACBA C先为ACBA，再为ABCA D先为ABCA，再为ACBA 7长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止，如图6甲所示长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的交流电：iI关规定沿长直导线方向向上的电流为正方向图象如图乙所示ti，tsin m于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是( ) 图6 A由顺时针方向变为逆时针方向 B由逆时针方向变为顺时针方向 C由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向 D由逆时针