2024届一轮复习新人教版 第十一章第1讲　电磁感应现象　楞次定律 课件（38张）

第十一章电磁感应细研考题·明晰考什么提炼规律·忖测怎么考高考年份命题轨迹考查点1.命题难度:本章内容高考要求较高,多为选择题、又有计算题。2.命题频率:本章内容属于高考考查的热点,考查的具体内容主要包括以下几个方面:①对楞次定律和法拉第电磁感应定律理解的考查;②结合新情境的电磁感应问题、电磁感应的图像问题;③电磁感应与动力学、能量、电路、动量等相结合的综合问题。3.命题情境:电磁感应是高考考查的重点内容,常以电磁炉、电子秤、电磁卡、电磁焊接技术、磁电式速度传感器、真空管道、超高速列车、磁悬浮列车、电磁轨道炮、电磁驱动、电磁阻尼等各种生活实践类模型呈现,尤其是以杆轨模型、电磁感应与动力学、能量动量结合问题,电磁感应的图像问题等探究类问题出现。2022全国甲卷T16(6分)利用正方形线框的边长与圆线框的直径相等、正六边形线框边长与圆线框的半径相等模型,考查法拉第电磁感应定律全国甲卷T20(6分)利用磁场中,电容器、导体棒和电阻R构成的非纯电阻电路,考查电磁感应现象中的动力学、能量问题全国乙卷T24(12分)在磁感应强度大小随时间t变化的磁场中,考查金属框所受安培力、产生的焦耳热山东卷T12(4分)利用线框的有效切割长度的变化,考查感应电动势的变化情况广东卷T10(6分)利用长直导线的磁场,考查右手螺旋定则、法拉第电磁感应定律湖南卷T10(5分)利用双金属棒模型,考查左手定则、电磁感应中的电荷量问题河北卷T5(4分)利用大、小圆线圈中磁场变化产生的感应电动势情境,考查法拉第电磁感应定律河北卷T8(6分)利用金属棒切割磁感线,分析相关图像问题2021全国甲卷T21(6分)以分析两个不同的闭合线圈进入匀强磁场的运动为背景考查电磁感应中的动力学问题4.模型图示全国乙卷T25(20分)以U形导体框与金属棒在光滑斜面上进出匀强磁场的运动为背景考查电磁感应中的动力学问题山东卷T8(3分)以迷你系绳卫星为背景,考查万有引力定律与电磁感应的综合应用山东卷T12(4分)以金属棒在复合磁场中的运动为背景考查电磁感应中的动力学问题广东卷T10(6分)以金属杆转动切割磁感线为背景考查感应电动势的计算福建卷T7(6分)以双棒模型为背景考查动量守恒和能量守恒湖南卷T10(5分)以相连的金属框通过匀强磁场为背景考查电磁感应中的能量问题河北卷T7(4分)以与电容器相连的导轨上的金属杆运动为背景考查电磁感应定律的相关应用第1讲电磁感应现象楞次定律梳理必备知识回归教材一、磁通量1.磁通量(1)定义:磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的

。(2)公式:Φ=

(B⊥S);单位:韦伯(Wb)。(3)矢标性:磁通量是

,但有正负。2.磁通量的变化量:ΔΦ=Φ2-Φ1。乘积BS标量无关快慢二、电磁感应现象1.电磁感应现象当穿过闭合导体回路的

发生变化时,闭合导体回路中有

产生的现象。2.产生感应电流的条件(1)存在

导体回路。(2)

发生变化。三、感应电流的方向判断1.楞次定律(1)内容:感应电流的磁场总要

引起感应电流的

的变化。(2)适用范围:一切电磁感应现象。磁通量感应电流闭合磁通量阻碍磁通量2.右手定则(1)内容:如图所示,伸开右手,使拇指与其余四个手指

,并且都与手掌在同一个平面内;让

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

的方向。(2)适用情况:判断导线

产生的感应电流方向。垂直磁感线感应电流切割磁感线[教材情境](粤教版选择性必修第二册第37页第3题)一铝制导体圆环竖直套在一根固定的水平光滑绝缘杆ab上。1.正误辨析(1)图中条形磁铁靠近圆环的过程中,通过圆环的磁通量不变,但有电流产生。(

)(2)圆环不闭合时,即使穿过圆环的磁通量发生变化,圆环中也没有感应电流产生。(

)(3)图中条形磁铁靠近或远离圆环的过程中,圆环中两次产生的感应电流方向是相反的。(

)(4)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。(

)(5)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化。(

)×√√×√2.(多选)如图,一铝制导体圆环竖直固定在水平杆ab上,当把条形磁铁的N极向左靠近圆环时,下列说法正确的是(

)A.圆环中感应电流的方向为顺时针(从左向右看)B.圆环有向右运动的趋势C.当把条形磁铁掉头后的S极向左靠近圆环时,圆环中感应电流的方向仍然为顺时针(从左向右看)D.圆环有收缩的趋势AD解析:条形磁铁的N极向左靠近圆环时,圆环中磁场方向向左且磁通量增加,根据楞次定律可得,圆环中感应电流产生的磁场方向向右,根据安培定则,圆环中感应电流的方向为顺时针(从左向右看),故A项正确;条形磁铁的N极向左靠近圆环时,圆环中磁通量变化产生感应电流,根据“来拒去留”可得圆环有向左运动的趋势,故B项错误;条形磁铁的S极向左靠近圆环时,圆环中磁场方向向右且磁通量增加,根据楞次定律可得,圆环中感应电流产生的磁场方向向左,根据安培定则,圆环中感应电流的方向为逆时针(从左向右看),故C项错误;条形磁铁的N极向左靠近圆环时,圆环中磁通量增大产生感应电流,根据“增缩减扩”可知圆环有收缩的趋势,故D项正确。提升关键能力突破考点考点一电磁感应现象的理解和判断1.判断电路中能否产生感应电流的一般流程2.判断磁通量是否变化的方法(1)根据公式Φ=BSsinθ(θ为B与S间的夹角)判断。(2)根据穿过平面的磁感线的条数是否变化判断。3.产生感应电流的三种常见情况闭合线圈在磁场中切割磁感线就一定产生感应电流吗?提示:不一定。如图所示,从闭合线圈ad边刚进入磁场到bc边刚要离开磁场的过程中,虽然ad边和bc边都切割磁感线,但闭合线圈的磁通量未发生变化,因此线圈中无感应电流产生。可见,不能把切割磁感线作为产生感应电流的条件。[例1][对磁通量的理解](2022·河北邢台模拟)如图,在水平虚线MN右方存在方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。边长为L的n匝线圈垂直磁场放置,线圈左边一半在磁场外,右边一半在磁场内。线圈以MN边为轴顺时针旋转60°,穿过线圈的磁通量变化量的大小为(

)B关于磁通量的注意事项(1)磁通量虽然是标量,但有正负。其正负不代表大小,只反映磁通量是怎么穿过某一平面的,如若规定向里穿过某一平面的磁通量为正,则向外为负。在计算磁通量变化时更应注意。(2)磁通量计算要注意“有效面积”。公式Φ=BS中的面积S指的是垂直于匀强磁场方向的面积,若所研究平面与磁场方向不垂直,应取垂直磁场方向上的投影面积,即为有效面积。A[例2][对感应电流有无的判断]下列各图所描述的物理情境中,没有感应电流的是(

)解析:A项中开关S闭合稳定后,穿过线圈甲的磁通量保持不变,线圈甲中不产生感应电流,故A符合题意;B项中磁铁向铝环乙靠近,穿过铝环的磁通量在增大,铝环中产生感应电流,故B不符合题意;C项中金属框从A向B运动,穿过金属框的磁通量时刻在变化,金属框中产生感应电流,故C不符合题意;D项中铜盘在磁场中按题图方向转动,铜盘的无数“辐条”切割磁感线,与外电路构成闭合回路,产生感应电流,故D不符合题意。考点二感应电流方向的判断1.楞次定律中“阻碍”的含义2.判断感应电流方向的两种方法(1)用楞次定律判断。(2)用右手定则判断。该方法适用于部分导体切割磁感线产生的感应电流。判断时注意掌心、拇指、四指的方向:①掌心——磁感线垂直穿入;②拇指——指向导体运动的方向;③四指——指向感应电流的方向。[例3][对楞次定律的理解](2023·江苏苏州模拟)如图所示,条形磁铁用细线悬挂在O点。O点正下方固定一个水平放置的铝线圈。让磁铁在竖直面内摆动,下列说法中正确的是(

)A.在一个周期内,线圈内感应电流的方向改变2次B.磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用C.磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力D.磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力,有时是动力C解析:在一个周期之内,穿过铝线圈的磁通量先增大,后减小,再增大,最后又减小,穿过铝线圈磁场方向不变,磁通量变化趋势改变,感应电流方向发生改变,因此在一个周期内,感应电流方向改变4次,A不符合题意;由楞次定律可知,磁铁靠近铝线圈时受到斥力作用,远离铝线圈时受到引力作用,B不符合题意;由楞次定律可知,感应电流的作用力总是阻碍磁铁与线圈的相对运动,感应电流对磁铁的作用力总是阻力,C符合题意,D不符合题意。楞次定律的推论内容例证增反减同(阻碍原磁通量的变化;阻碍原电流的变化)磁体靠近线圈,B感与B原方向相反当I1增大时,环B中的感应电流方向与I1相反;当I1减小时,环B中的感应电流方向与I1相同闭合S,B灯先亮,A灯逐渐变亮来拒去留(阻碍相对运动)磁体靠近,是斥力;磁体远离,是引力。作用力总是阻碍磁体与圆环相对运动增缩减扩(适用于单向磁场)P、Q是光滑固定导轨,a、b是可动金属棒,磁体下移(上移),a、b靠近(远离),使回路面积有缩小(扩大)的趋势增离减靠当开关S闭合时,左环向左摆动、右环向右摆动,远离通电线圈。通过远离和靠近阻碍磁通量的变化说明以上情况“殊途同归”,实质上都是以不同的方式阻碍磁通量的变化[例4][楞次定律判断感应电流的方向](2022·广东珠海模拟)如图所示,导线AB与CD平行,若电流从a端流入时,电流表指针左偏。下列说法正确的是(

)A.断开开关瞬间,电流表指针向右偏转B.闭合开关瞬间,电流表指针向右偏转C.闭合开关后,由于互感使得电流表保持有示数D.闭合开关后,若滑动变阻器的滑片向右移动,电流表指针向左偏转A解析:断开开关瞬间,导线CD与电流表形成的回路的磁通量(穿过纸面向外)会减小,根据楞次定律可知,此时产生的感应电流方向为逆时针方向,即电流从b端流入,电流表指针右偏,故A正确;闭合开关瞬间,导线AB通过向右的电流,则根据安培定则可知,导线AB会在导线CD与电流表形成的回路中产生一个垂直纸面向外且变大的磁场,根据楞次定律可知,此时产生的感应电流方向为顺时针方向,即电流从a端流入,电流表指针左偏,故B错误;由于题图中电源为直流电,所以闭合开关后,导线CD与电流表形成的回路磁通量不会发生变化,则电流表不会有示数,故C错误;闭合开关后,若滑动变阻器的滑片向右移动,则电路中的电流减小,导线AB产生的磁场减弱,导线CD与电流表形成的回路的磁通量会减小,根据楞次定律可知,此时产生的感应电流方向为逆时针方向,即电流从b端流入,电流表指针向右偏,故D错误。[例5][右手定则判断感应电流的方向]下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情境,导体ab上的感应电流方向为a→b的是(

)A解析:ab顺时针转动,运用右手定则,磁感线穿过手心,拇指指向顺时针方向,则导体ab上的感应电流方向为a→b,故A正确;ab向纸外运动,运用右手定则时,磁感线穿过手心,拇指指向纸外,则知导体ab上的感应电流方向为b→a,故B错误;穿过回路的磁通量减小,由楞次定律知,回路中感应电流方向由b→a→d→c,则导体ab上的感应电流方向为b→a,故C错误;ab棒沿导轨向下运动,由右手定则判断知导体ab上的感应电流方向为b→a,故D错误。考点三“三定则、一定律”的综合应用1.“三个定则”“一个定律”的比较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磁场对电流的作用磁场对运动电荷、电流有作用力左手定则电磁感应部分导体做切割磁感线运动右手定则闭合回路磁通量变化楞次定律2.“三定则、一定律”的联系(1)应用楞次定律时,一般要用到安培定则。(2)判断感应电流所受安培力方向的“两法”。①先用右手定则确定电流的方向,再用左手定则确定安培力的方向。②直接应用楞次定律的推论确定——“来拒去留”“增离减靠”等。[例6][因电生动现象的判断](2022·福建龙岩模拟)如图所示,水平桌面上固定一通电直导线,电流方向如图,且电流逐渐增大,导线右侧有一金属导线制成的圆环,且圆环始终静止在水平桌面上。则(

)A.圆环中产生顺时针方向的感应电流B.圆环中产生恒定的感应电流C.圆环有扩张的趋势D.圆环受到水平向左的摩擦力D解析:直导线通电流向上,由安培定则可知,在右侧产生的磁感线向里,电流增大,穿过圆环的磁通量增大,根据楞次定律可知感应电流的磁场向外,则感应电流为逆时针,故A错误;根据题意直导线中电流逐渐增大,但只有直导线中的电流均匀增大,才能使圆环中的磁通量均匀增大,从而产生恒定的感应电流,故B错误;穿过圆环的磁通量增大,根据楞次定律的理解“增缩减扩”,可知圆环有收缩的趋势,故C错误;为了“抵抗”自身磁通量的增大,圆环将有远离导线的趋势,因圆环始终静止在水平桌面上,则圆环受到水平向左的摩擦力和向右的安培力平衡,故D正确。在[例6]中,