高考物理一轮复习第9章电磁感应基础课时24电磁感应现象楞次定律课件综述

1、高考导航考点内容考点内容要求要求说明说明高考命题实况高考命题实况命题热点命题热点2014江苏卷江苏卷 2015江苏卷江苏卷电磁感应现象电磁感应现象(1)楞次定律、右手定则楞次定律、右手定则判断感应电流的方向；判断感应电流的方向；(2)感应电动势方向的判感应电动势方向的判断和大小的计算；断和大小的计算；(3)与图象结合考查电磁与图象结合考查电磁感应现象；感应现象；(4)电磁感应与力学、电电磁感应与力学、电路、能量相结合的综合考路、能量相结合的综合考查查感应电流的产感应电流的产生条件生条件法拉第电磁感法拉第电磁感应定律应定律楞次定律楞次定律限于导线方向与限于导线方向与磁场方向、运动磁场方向、运动方

2、向垂直的情况方向垂直的情况T13分分T94分分T1315分分T43分分T1315分分自感和涡流自感和涡流T74分分T1110分分基础课时基础课时24电磁感应现象楞次定律电磁感应现象楞次定律知识梳理知识梳理知识点一、磁通量知识点一、磁通量1.概念概念：在磁感应强度为：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向的匀强磁场中，与磁场方向_的面的面积积S与与B的乘积。的乘积。2.公式公式：_。3.单位单位：1Wb_。4.公式的适用条件公式的适用条件(1)匀强磁场；匀强磁场；(2)磁感线的方向与平面垂直，即磁感线的方向与平面垂直，即BS。5.磁通量的意义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

3、数。磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数。BS垂直垂直1Tm2知识点二、电磁感应现象感应电流的产生条件知识点二、电磁感应现象感应电流的产生条件1.电磁感应现象电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量当穿过闭合电路的磁通量_时，电路中有时，电路中有_产产生的现象。生的现象。2.感应电流的产生条件感应电流的产生条件(1)条件：穿过闭合电路的磁通量条件：穿过闭合电路的磁通量_。(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做_运动。运动。3.产生电磁感应现象的实质产生电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生电磁感应现象的实质是产生_，如果回路闭合，则，如果回路闭合，则

4、产生产生_；如果回路不闭合，那么只有；如果回路不闭合，那么只有_，而无而无_。发生变化发生变化感应电流感应电流发生变化发生变化切割磁感线切割磁感线感应电动势感应电动势感应电流感应电流感应电动势感应电动势感应电流感应电流知识点三、楞次定律知识点三、楞次定律切割切割运动方向运动方向磁通量磁通量阻碍阻碍思考思考如图如图1所示，矩形闭合线圈所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，竖直放置，OO是它的对称轴，通电直导线是它的对称轴，通电直导线AB与与OO平行，且平行，且AB、OO所在平面与线圈平面垂所在平面与线圈平面垂直，直，AB中通有如图所示的电流中通有如图所示的电流I，请回答：，请回答：图图1(1)穿过

5、线圈穿过线圈abcd中的磁通量为多少？中的磁通量为多少？(2)AB中电流中电流I逐渐增大，线圈逐渐增大，线圈abcd中有感中有感应电流吗？应电流吗？(3)要使线圈要使线圈abcd中产生感应电流，可行的做法有哪些中产生感应电流，可行的做法有哪些(至少答出两至少答出两种方法种方法)?1.如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是电流的是()诊断自测诊断自测解析解析根据产生感应电流的条件，闭合回路内磁通量发生变根据产生感应电流的条件，闭合回路内磁通量发生变化才能产生感应电流，只有选项化才能产生感应电流，只有选项B正确。正确。答

6、案答案B2.(多选多选)如图如图2所示，在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一所示，在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环。以下判断中正确的是铜质圆环。以下判断中正确的是()图图2A.释放圆环，环下落时产生感应电流释放圆环，环下落时产生感应电流B.释放圆环，环下落时无感应电流释放圆环，环下落时无感应电流C.释放圆环，环下落时环的机械能守恒释放圆环，环下落时环的机械能守恒D.释放圆环，环下落时环的机械能不守恒释放圆环，环下落时环的机械能不守恒答案答案BC3.如图如图3所示，正方形线圈所示，正方形线圈abcd位于纸面内，位于纸面内，边长为边长为L，匝数为，匝数为N，过，过ab中点和中点和c

7、d中点的中点的连线连线OO恰好位于垂直纸面向里的匀强磁恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为场的右边界上，磁感应强度为B，则穿过，则穿过线圈的磁通量为线圈的磁通量为()图图3答案答案A4.如图如图4所示，一圆形金属线圈放置在水平桌面上，匀强磁场垂所示，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，过线圈上直桌面竖直向下，过线圈上A点做切线点做切线OO，OO与线圈在同与线圈在同一平面上。在线圈以一平面上。在线圈以OO为轴翻转为轴翻转180的过程中，线圈中电的过程中，线圈中电流流向流流向()图图4A.始终由始终由ABCAB.始终由始终由ACBAC.先由先由ACBA再由再

8、由ABCAD.先由先由ABCA再由再由ACBA解析解析在线圈以在线圈以OO为轴翻转为轴翻转090的过程中，穿过线圈正的过程中，穿过线圈正面向里的磁通量逐渐减小，则感应电流产生的磁场垂直桌面下，面向里的磁通量逐渐减小，则感应电流产生的磁场垂直桌面下，由右手螺旋定则可知感应电流方向为由右手螺旋定则可知感应电流方向为ABCA；线圈以；线圈以OO为轴翻转为轴翻转90180的过程中，穿过线圈反面向里的磁的过程中，穿过线圈反面向里的磁通量逐渐增加，则感应电流产生的磁场垂直桌面向上，由右手通量逐渐增加，则感应电流产生的磁场垂直桌面向上，由右手螺旋定则可知感应电流方向仍然为螺旋定则可知感应电流方向仍然为ABC

9、A，A正确。正确。答案答案A考点一电磁感应现象的判断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常见的产生感应电流的三种情况【例【例1】(2014新课标全国卷新课标全国卷，14)在法拉第时代，下列验证在法拉第时代，下列验证“由磁产生电由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是设想的实验中，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流表的变化C.将一房间内的线

10、圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中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.绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化解析解析产生感应电流的条件是：穿过闭合回路中的磁通量发生产生感应电流的条件是：穿过闭合回路中的磁通量发生变化，引起磁通量变化的原因有变化，引起磁通量变化的原因有闭合回路中的磁场变化；闭合回路中的磁场变化；在磁场不变的条件下，闭合回路中的有

11、效面积变化；在磁场不变的条件下，闭合回路中的有效面积变化；闭合回闭合回路的面积、磁场均变化。选项路的面积、磁场均变化。选项A、B、C中的闭合回路的面积及中的闭合回路的面积及回路中的磁场均不变，故选项回路中的磁场均不变，故选项A、B、C均错误；在选项均错误；在选项D中线中线圈通电或断电的瞬间改变了电流的大小，使另一个闭合回路中圈通电或断电的瞬间改变了电流的大小，使另一个闭合回路中的磁场发生变化，故有感应电流产生，选项的磁场发生变化，故有感应电流产生，选项D正确。正确。答案答案D方法提炼方法提炼电磁感应现象能否发生的判断流程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。确定研究的闭合回路

12、。(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定其磁通量弄清楚回路内的磁场分布，并确定其磁通量。【变式训练】【变式训练】1.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈、线圈B、电流计及、电流计及开关按如图开关按如图5所示连接。下列说法中正确的是所示连接。下列说法中正确的是()图图5A.开关闭合后，线圈开关闭合后，线圈A插入或拔出线圈插入或拔出线圈B都会引起电流计指都会引起电流计指针偏转针偏转B.线圈线圈A插入线圈插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转针均不会偏转C.开关闭合后，滑动变阻器的滑片开关闭合后，滑动变阻器

13、的滑片P匀速滑动，会使电流计匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度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开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计加速滑动，电流计指针才能偏转指针才能偏转解析解析开关闭合后，线圈开关闭合后，线圈A插入或拔出线圈插入或拔出线圈B都会引起穿过线都会引起穿过线圈圈B的磁通量的变化，从而使电流计指针偏转，选项的磁通量的变化，从而使电流计指针偏转，选项A正确；正确；线圈线圈A插入线圈插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，线圈中后，开关闭合和断开的瞬间，线圈B的磁的磁通量会发生变化，电流计指针会偏转，选项通量会发生变化，电流计指针会偏转，选项B错

14、误；开关闭合错误；开关闭合后，滑动变阻器的滑片后，滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动，都会导无论匀速滑动还是加速滑动，都会导致线圈致线圈A的电流变化，使线圈的电流变化，使线圈B的磁通量变化，电流计指针都的磁通量变化，电流计指针都会发生偏转，选项会发生偏转，选项C、D错误。错误。答案答案A考点二楞次定律的理解及应用考点二楞次定律的理解及应用楞次定律中楞次定律中“阻碍阻碍”的含义的含义图图6A.顺时针，向左顺时针，向左B.逆时针，向右逆时针，向右C.顺时针，向右顺时针，向右D.逆时针，向左逆时针，向左答案答案B方法提炼方法提炼1.判断感应电流的方法判断感应电流的方法(1)楞次定律楞次定律(

15、2)右手定则右手定则2.判断感应电流方向的判断感应电流方向的“四步法四步法”【变式训练】【变式训练】2.(2014海南单科，海南单科，1)如图如图7，在一水平、固定的闭合导体圆环上，在一水平、固定的闭合导体圆环上方。有一条形磁铁方。有一条形磁铁(N极朝上，极朝上，S极朝下极朝下)由静止开始下落，磁铁由静止开始下落，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(从从上向下看上向下看)，下列说法正确的是，下列说法正确的是()图图7A.总是顺时针总是顺时针B.总是逆时针总是逆时针C.先顺时针后逆时针先顺时针后逆时针D.先逆时针后顺时针先

16、逆时针后顺时针解析解析由条形磁铁的磁场分布可知，磁铁下落的过程，闭合由条形磁铁的磁场分布可知，磁铁下落的过程，闭合圆环中的磁通量始终向上，并且先增加后减少，由楞次定律圆环中的磁通量始终向上，并且先增加后减少，由楞次定律可判断出，从上向下看时，闭合圆环中的感应电流方向先顺可判断出，从上向下看时，闭合圆环中的感应电流方向先顺时针后逆时针，时针后逆时针，C正确。正确。答案答案C考点三楞次定律推论的应用考点三楞次定律推论的应用楞次定律中楞次定律中“阻碍阻碍”的含义可以推广为：感应电流的效果总是阻的含义可以推广为：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：碍引起感应电流的原因，列表说明如下

17、：内容内容例证例证阻碍原磁通量变化阻碍原磁通量变化“增反减同增反减同”阻碍相对运动阻碍相对运动“来来拒去留拒去留”使回路面积有扩大或缩小的趋使回路面积有扩大或缩小的趋势势“增缩减扩增缩减扩”阻碍原电流的变化阻碍原电流的变化“增反增反减同减同”(见基础课时见基础课时25)合上合上S，B先亮先亮【例【例3】如图如图8所示，粗糙水平桌面上有一质量为所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形的铜质矩形线圈。当一竖直放置的通有恒定电流的螺线管沿线圈中线线圈。当一竖直放置的通有恒定电流的螺线管沿线圈中线AB正正上方水平快速通过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支上方水平快速通过时，若线圈始终不动，则关于

18、线圈受到的支持力持力FN及在水平方向的运动趋势，下列说法中正确的是及在水平方向的运动趋势，下列说法中正确的是()图图8A.FN先小于先小于mg后大于后大于mg，运动趋势向左，运动趋势向左B.FN先大于先大于mg后小于后小于mg，运动趋势先向右后向左，运动趋势先向右后向左C.FN先小于先小于mg后大于后大于mg，运动趋势先向左后向右，运动趋势先向左后向右D.FN先大于先大于mg后小于后小于mg，运动趋势向右，运动趋势向右解析解析通电螺线管从线圈正上方快速通过时，通过线圈的磁通量通电螺线管从线圈正上方快速通过时，通过线圈的磁通量先增大后减小。当通过线圈磁通量增大时，为阻碍其增大，在竖先增大后减小。

19、当通过线圈磁通量增大时，为阻碍其增大，在竖直方向上线圈有向下运动的趋势，所以线圈受到的支持力大于其直方向上线圈有向下运动的趋势，所以线圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上线圈有向右运动的趋势；当通过线圈的磁通重力，在水平方向上线圈有向右运动的趋势；当通过线圈的磁通量减小时，为阻碍其减小，在竖直方向上线圈有向上运动的趋势，量减小时，为阻碍其减小，在竖直方向上线圈有向上运动的趋势，所以线圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上线圈有向右运所以线圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上线圈有向右运动的趋势。综上所述，线圈所受到的支持力先大于重力后小于重动的趋势。综上所述，线圈所受到的支持力先大于重力后

20、小于重力，运动趋势总是向右，力，运动趋势总是向右，D正确。正确。答案答案D【变式训练】【变式训练】3.“来拒去留来拒去留”很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一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铁在圆筒中的运动速率()A.均匀增大均匀增大B.先增大，后减小先增大，后减小C.逐渐增大，趋于不变逐渐增大，趋于不变D.先增大，再减小，最后不变先增大，再减小

21、，最后不变解析解析竖直圆筒相当于闭合电路，磁铁穿过闭合电路，产生竖直圆筒相当于闭合电路，磁铁穿过闭合电路，产生感应电流，根据楞次定律感应电流，根据楞次定律“来拒去留来拒去留”的规律，磁铁受到向的规律，磁铁受到向上的阻碍磁铁运动的安培力，开始时磁铁的速度小，产生的上的阻碍磁铁运动的安培力，开始时磁铁的速度小，产生的感应电流也小，安培力也小，磁铁加速运动，随着速度的增感应电流也小，安培力也小，磁铁加速运动，随着速度的增大，产生的感应电流增大，安培力也增大，直到安培力等于大，产生的感应电流增大，安培力也增大，直到安培力等于重力，磁铁匀速运动，选项重力，磁铁匀速运动，选项C正确。正确。答案答案C4.“

22、增缩减扩增缩减扩”(多选多选)如图如图9所示匀强磁场所示匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形。则该磁场变化，回路变为圆形。则该磁场()图图9A.逐渐增强，方向向外逐渐增强，方向向外B.逐渐增强，方向向里逐渐增强，方向向里C.逐渐减弱，方向向外逐渐减弱，方向向外D.逐渐减弱，方向向里逐渐减弱，方向向里解析解析软导线回路变为圆形，线圈的面积变大，根据楞次定软导线回路变为圆形，线圈的面积变大，根据楞次定律可知，穿过回路平面向里或向外的磁感应强度在逐渐减弱，律可知，穿过回路平面向里或向外的磁感应强度在逐渐减弱，A、B错误，错误，C、D正确。正确

23、。答案答案CD考点四考点四“三个定则、一个定律三个定则、一个定律”的综合应用的综合应用名称名称基本现象基本现象应用的定则或定律应用的定则或定律电流的磁电流的磁效应效应运动电荷、电流产生磁场运动电荷、电流产生磁场安培定则安培定则(因电而生磁因电而生磁)洛伦兹力、洛伦兹力、安培力安培力磁场对运动电荷、电流有磁场对运动电荷、电流有作用力作用力左手定则左手定则(因电而受力因电而受力)电磁感应电磁感应部分导体做切割磁感线运部分导体做切割磁感线运动动右手定则右手定则(因动而生电因动而生电)闭合回路磁通量变化闭合回路磁通量变化楞次定律楞次定律(因磁而生电因磁而生电)【例【例4】(多选多选)如图如图10所示，

24、水平放置的两条光滑轨道上有可所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，在外力的作用下运动时，MN向右运动。则向右运动。则PQ所做的运动可能所做的运动可能是是()图图10A.向右加速运动向右加速运动B.向左加速运动向左加速运动C.向右减速运动向右减速运动D.向左减速运动向左减速运动答案答案BC【变式训练】【变式训练】5.(多选多选)如图如图11所示，在匀强磁场中，放有一与线圈所示，在匀强磁场中，放有一与线圈D相连接的相连接的平行导轨，要使放在线圈平行导轨，要使放在线圈D中的线圈中的线圈A

25、(A、D两线圈同心共面两线圈同心共面)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的运动情况可的运动情况可能是能是()图图11A.匀速向右匀速向右B.加速向左加速向左C.加速向右加速向右D.减速向左减速向左解析解析若金属棒若金属棒MN匀速向右运动，则线圈匀速向右运动，则线圈D与与MN组成回路，组成回路，产生恒定电流，穿过线圈产生恒定电流，穿过线圈A的磁通量不变，线圈的磁通量不变，线圈A不受安培力作不受安培力作用，故选项用，故选项A错误；若金属棒错误；若金属棒MN加速向左运动，则线圈加速向左运动，则线圈D与与MN组成回路中的电流不断增强，故穿过线圈组成回路中的

26、电流不断增强，故穿过线圈A的磁通量不断增的磁通量不断增强，根据楞次定律，为阻碍磁通量的增强，线圈强，根据楞次定律，为阻碍磁通量的增强，线圈A有收缩的趋有收缩的趋势，受到沿半径方向指向圆心的安培力，选项势，受到沿半径方向指向圆心的安培力，选项B正确；同理可正确；同理可得，当金属棒得，当金属棒MN加速向右运动时，线圈加速向右运动时，线圈A有收缩的趋势，受到有收缩的趋势，受到沿半径方向指向圆心的安培力，选项沿半径方向指向圆心的安培力，选项C正确；当金属棒正确；当金属棒MN减速减速向左运动时，线圈向左运动时，线圈A有扩张的趋势，受到沿半径方向背离圆心有扩张的趋势，受到沿半径方向背离圆心的安培力，选项的

27、安培力，选项D错误。所以本题选错误。所以本题选B、C。答案答案BC1.(多选多选)如图如图12所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场中，然后再从磁场中穿出。已知匀强磁场区域的进入匀强磁场中，然后再从磁场中穿出。已知匀强磁场区域的宽度宽度L大于线框的高度大于线框的高度h，下列说法正确的是，下列说法正确的是()图图12A.线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生B.线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生C.线框在进入和穿

28、出磁场的过程中，都是机械能转化成电能线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能转化成电能D.整个线框都在磁场中运动时，机械能转化成电能整个线框都在磁场中运动时，机械能转化成电能答案答案AC2.如图如图13甲所示，在同一平面内有两个相互绝缘的金属圆环甲所示，在同一平面内有两个相互绝缘的金属圆环A、B，圆环圆环A平分圆环平分圆环B为面积相等的两部分，当圆环为面积相等的两部分，当圆环A中的电流如图中的电流如图乙所示变化时，甲图中乙所示变化时，甲图中A环所示的电流方向为正，下列说法正环所示的电流方向为正，下列说法正确的是确的是()图图13A.B中始终没有感应电流中始终没有感应电流B.B中有顺时针方向的感

29、应电流中有顺时针方向的感应电流C.B中有逆时针方向的感应电流中有逆时针方向的感应电流D.B中先有顺时针方向的感应电流，后有逆时针方向的感应电流中先有顺时针方向的感应电流，后有逆时针方向的感应电流解析解析由于圆环由于圆环A中的电流发生了变化，故圆环中的电流发生了变化，故圆环B中一定有感应中一定有感应电流产生，由楞次定律判定电流产生，由楞次定律判定B中有顺时针方向的感应电流，故选中有顺时针方向的感应电流，故选项项B正确。正确。答案答案B3.(多选多选)如图如图14所示的电路中，若放在水平光滑金属导轨上的所示的电路中，若放在水平光滑金属导轨上的ab棒棒突然向右移动，这可能发生在突然向右移动，这可能发

30、生在()图图14A.闭合开关闭合开关S的瞬间的瞬间B.断开开关断开开关S的瞬间的瞬间C.闭合开关闭合开关S后，减小滑动变阻器后，减小滑动变阻器R的阻值时的阻值时D.闭合开关闭合开关S后，增大滑动变阻器后，增大滑动变阻器R的阻值时的阻值时解析解析本题中线圈本题中线圈L1和和L2绕在同一个铁芯上，因此穿过二者的磁绕在同一个铁芯上，因此穿过二者的磁通量始终相等。只要通量始终相等。只要L1中的电流发生变化，穿过中的电流发生变化，穿过L2的磁通量就随的磁通量就随之发生变化，之发生变化，L2中就有感应电流产生，中就有感应电流产生，ab棒就受安培力的作用发棒就受安培力的作用发生移动。显然，对生移动。显然，对ab棒来说棒来说“因电而动因电而动”，故可由左手定则确定，故可由左手定则确定其中的电流方向。由左手定则判定其中的电流