2024版高考物理一轮总复习专题十电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律课件

第1讲电磁感应现象、楞次定律核心素养重要考点物理观念(1)理解电磁感应现象、磁通量、自感、涡流等概念；(2)掌握右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律等重要规律1.电磁感应现象、磁通量2.法拉第电磁感应定律3.楞次定律的应用4.自感、涡流现象的分析理解科学思维综合应用楞次定律、法拉第电磁感应定律分析问题的能力科学探究通过实验探究影响感应电流方向的因素，提高定性和定量分析问题的能力科学态度与责任了解电磁感应知识在生活、生产和科学技术中的应用一、磁通量1.概念：磁感应强度B与面积S的________.

2.公式：Φ＝________.适用条件：匀强磁场；S是________磁场的有效面积.

单位：韦伯(Wb)，1Wb＝________.

1T·m2垂直乘积

BS

3.意义：穿过某一面积的磁感线的________.

【答案】条数4.标矢性：磁通量是________，但有正、负.

【答案】标量二、电磁感应1.电磁感应现象：当穿过闭合电路的________发生变化时，电路中有电流产生，这种现象称为电磁感应现象.

【答案】磁通量2.产生感应电流的条件.(1)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__________运动.

【答案】(1)发生变化(2)切割磁感线3.能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为________.

【答案】电能三、感应电流方向的判断阻碍磁通量运动的方向切割(1)磁通量是标量，但有正、负，若磁通量为正，表示磁感线从规定的正面穿入；磁通量为负则反之.(2)“阻碍”不一定是相反，“阻碍”的是磁通量的变化；“阻碍”也不是阻止，而是延缓磁通量的变化过程.(3)右手定则是楞次定律的特例，楞次定律适用于所有电磁感应现象，而右手定则适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况.1.[产生感应电流的条件]如图所示，条形磁铁以速度v向螺线管靠近，下列说法正确的是(

)A.螺线管中不会产生感应电流B.螺线管中会产生感应电流C.只有磁铁速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流D.只有在磁铁的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流【答案】B2.[产生感应电流的条件](多选)如图所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动.用一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，看到的现象及现象分析正确的是(

)A.磁铁插向左环，横杆发生转动B.磁铁插向右环，横杆发生转动C.磁铁插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流D.磁铁插向右环，右环中产生感应电动势和感应电流【答案】BD3.[感应电流的方向]如图所示，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(

)A.始终为A→B→C→AB.始终为A→C→B→AC.先为A→C→B→A，后变为A→B→C→AD.先为A→B→C→A，后变为A→C→B→A【答案】A

【解析】在线圈以OO'为轴翻转0～90°的过程中，穿过线圈正面向里的磁通量逐渐减小，由楞次定律可知感应电流方向为A→B→C→A；线圈以OO'为轴翻转90°～180°的过程中，穿过线圈反面向里的磁通量逐渐增加，由楞次定律可知感应电流方向仍然为A→B→C→A，故A正确.4.[感应电流的方向]如图所示，两个线圈A、B套在一起，线圈A中通有电流，方向如图所示.当线圈A中的电流突然增强时，线圈B中的感应电流方向为(

)A.沿顺时针方向B.沿逆时针方向C.无感应电流D.先沿顺时针方向，再沿逆时针方向【答案】A考点1电磁感应现象的判断[基础考点]1.产生感应电流的几种常见情况2.判断感应电流的流程1.如图，法拉第在一个软铁圆环上绕两个互相绝缘的线圈a和b.a与电池、开关组成回路，b的两端用导线连接，导线正下方有一枚小磁针.使法拉第在“磁生电”方面取得突破性进展的现象是(

)A.闭合开关瞬间，观察到小磁针发生偏转B.闭合开关后，观察到小磁针保持偏转状态C.断开开关瞬间，观察到小磁针不发生偏转D.断开开关后，观察到小磁针保持偏转状态【答案】A

【解析】闭合开关瞬间，线圈a中电流发生变化，在线圈b中会产生感应电流，可观察到小磁针发生偏转，A正确；闭合开关后，线圈a中电流不发生变化，在线圈b中不会产生感应电流，观察到小磁针不偏转，B错误；断开开关瞬间，线圈a中电流发生变化，在线圈b中会产生感应电流，观察到小磁针发生偏转，C错误；断开开关后，线圈a中电流不发生变化，在线圈b中不会产生感应电流，观察到小磁针不偏转，D错误.2.(2022年广东卷)(多选)如图所示，水平地面(xOy平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线.P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，MN平行于y轴，PN平行于x轴.一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行.下列说法正确的有(

)A.N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同B.线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变C.线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流D.线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等【答案】AC

【解析】依题意，M、N两点连线与长直导线平行、两点与长直导线的距离相同，根据右手螺旋定则可知，通电长直导线在M、N两点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，A正确；在向N点平移过程中，磁感线穿进与穿出线圈不再对称，线圈的磁通量会发生变化，B错误；根据右手螺旋定则，线圈从P点竖直向上运动过程中，磁感线穿进与穿出线圈对称，线圈的磁通量始终为零，没有发生变化，线圈无感应电流，C正确；线圈从P点到M点与从P点到N点，线圈的磁通量变化量相同，依题意P点到M点所用时间较从P点到N点时间长，根据法拉第电磁感应定律，则两次的感应电动势不相等，D错误.考点2楞次定律的理解及应用[基础考点]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方法一：用楞次定律判断.方法二：用右手定则判断.该方法适用于切割磁感线产生的感应电流.要注意掌心、大拇指、四指的方向：掌心——磁感线垂直穿过；大拇指——指向导体运动的方向；四指——指向感应电流的方向.1.如图为电磁刹车实验装置，小车底面安装有矩形导线框abcd，线框底面平行于地面，在小车行进方向有与abcd等宽、等长的有界匀强磁场，磁场方向垂直地面向上.小车进入磁场前撤去牵引力，小车穿过磁场后滑行一段距离停止.则小车(

)A.进入磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为adcbaB.离开磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为abcdaC.穿过磁场的过程中，中间有一段时间矩形导线框中没有感应电流D.穿过磁场的过程中，矩形导线框受到的安培力方向始终水平向左【答案】D

【解析】根据楞次定律可知，进入磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为abcda，离开磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为adcba，A、B错误；因线圈与磁场等宽、等长，则穿过磁场的过程中，矩形导线框中始终有感应电流，C错误；根据左手定则可知，穿过磁场的过程中，矩形导线框受到的安培力方向始终水平向左，D正确.2.(2022年汕头模拟)图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置.下列说法正确的是(

)A.按下按钮过程，螺线管P端电势较高B.松开按钮过程，螺线管Q端电势较高C.按住按钮不动，螺线管没有产生感应电动势D.按下和松开按钮过程，螺线管一定会产生大小相同的感应电动势【答案】C

【解析】按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从P端流入从Q端流出，螺线管充当电源，则Q端电势较高，A错误；松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从Q端流入，从P端流出，螺线管充当电源，则P端电势较高，B错误；按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，螺线管不会产生感应电动势，C正确；按下和松开按钮过程，螺线管中磁通量的变化率不一定相同，故螺线管产生的感应电动势不一定相同，D错误.3.(多选)高速铁路列车通常使用磁力刹车系统.磁力刹车工作原理可简述如下：将磁铁的N极靠近一块正在以逆时针方向旋转的圆形铝盘，使磁感线垂直铝盘向内，铝盘随即减速，如图所示.图中磁铁左方铝盘的甲区域(虚线区域)朝磁铁方向运动，磁铁右方铝盘的乙区域(虚线区域)朝离开磁铁方向运动.下列有关铝盘刹车的说法正确的是(

)A.铝盘甲区域的感应电流产生垂直铝盘向外的磁场B.铝盘乙区域的感应电流产生垂直铝盘向外的磁场C.磁铁与感应电流之间的作用力，会使铝盘减速D.若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，则磁铁对空洞铝盘所产生的减速效果与实心铝盘相同【答案】AC考点3一定律、三定则的综合应用[能力考点]1.规律比较定则或定律适用的情况安培定则判断运动电荷、电流产生的磁场方向左手定则判断磁场对运动电荷、电流的作用力右手定则电磁感应部分导体切割磁感线运动产生电流的方向楞次定律闭合回路中磁通量发生变化产生电流的方向2.“三个定则”和“一个定律”的因果关系(1)因电而生磁(I→B)→安培定则(即右手螺旋定则)；(2)因动而生电(v、B→I安)→右手定则；(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则；(4)因磁而生电(S、B→I安)→楞次定律.例1

(2022年广东模拟)如图a所示，导体棒甲、导轨、硬金属环乙构成闭合回路，硬金属环丙放在乙的正中央，导棒甲在匀强磁场中向右做加速运动；把导棒甲和磁场去掉，如图b所示在导轨的两端加上电源，下列说法正确的是(

)A.对图a，乙、丙两金属环的电流方向相同B.对图a，丙有扩张的趋势C.对图b，若电源是直流电源，则丙没有电能生成D.对图b，若电源是正弦交流电，则每个周期内乙、丙的排斥时间为半个周期【答案】D

【解析】根据右手定则判断可知，图a中金属环乙中感应电流方向沿顺时针方向.根据安培定则可知，穿过金属环丙的磁通量垂直纸面向里增加，则根据楞次定律判断可知，金属环丙中感应电流方向沿逆时针方向，A错误；由于图a中乙丙两金属环的电流方向相反，则根据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥可知，图a中金属环丙有收缩的趋势，B错误；在导轨的两端加上电源瞬间，金属环丙中的磁通量会突然增大，则金属环丙中也会产生感应电流，C错误；正弦交流电在每个周期内有半个周期电流在增强，半个周期电流在减弱，则金属环乙产生的磁场有半个周期在增强，半个周期在减弱，根据楞次定律判断可知，乙丙两金属环的电流在半个周期内方向相同，半个周期内方向相反.所以每个周期内乙丙的排斥时间为半个周期，D正确.1.(多选)如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出.左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中.下列说法正确的是(

)A.当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B.当金属棒ab向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势C.当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点D.当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点【答案】BD2.如图所示，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带负电绝缘环，A为导体环.当B绕环心转动时，导体环A产生顺时针电流且具有扩展趋势，则B的转动情况是(

)A.顺时针加速转动 B.顺时针减速转动C.逆时针加速转动 D.逆时针减速转动【答案】A小实验*探究影响感应电流方向的因素1.实验器材线圈、灵敏电流计、磁铁、电池、开关、滑动变阻器、导线若干.2.实验步骤(1)按图连接电路，闭合开关，记录下G中流入电流方向与灵敏电流计G中指针偏转方向的关系.(2)记下线圈绕向，将线圈和灵敏电流计构成通路.(3)把条形磁铁N极(或S极)向下插入线圈中，并从线圈中拔出，每次记下电流计中指针偏转方向，然后根据步骤(1)的结论，判定出感应电流方向，从而可确定感应电流的磁场方向.(4)记录实验现象.例2如图所示为“探究电磁感应产生条件及其规律”的实验装置.(1)将图中所缺的导线补接完整.(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流表的指针向右偏转了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流表指针将________.

如图右偏②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左滑动时，灵敏电流表指针将________.

③在做“探究电磁感应现象”实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将__________.

A.因电路不闭合，无电磁感应现象B.有电磁感应现象，但