高考物理一轮复习讲义专题13.1　电磁感应现象　楞次定律（原卷版）

专题13.1电磁感应现象楞次定律【讲】【讲核心素养】1.物理观念：通过实验，理解电磁感应现象。2.科学思维：通过实验，掌握楞次定律3.科学探究：通过实验，了解电磁感应现象，了解产生感应电流的条件。知道电磁感应现象的应用及其对现代社会的影响。【讲考点题型】【知识点一】电磁感应现象的理解和判断一、磁通量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与B的乘积。2．公式：Φ＝BS；适用条件：匀强磁场；磁感线的方向与平面垂直，即B⊥S。3．单位：1Wb＝1_T·m2。5．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（1）当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应．（2）感应电流产生的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化．2．实质：产生感应电动势，如果电路闭合，则有感应电流．如果电路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流．【例1】（2022·上海奉贤·二模）扫描隧道显微镜可探测样品表面原子尺寸上的形貌。为了有效减弱外界振动对它的扰动，在其圆盘周边沿其径向对称竖直安装若干对紫铜薄板，图示为其中的一个紫铜薄板，利用磁场来衰减其微小振动，按四种方法施加恒定磁场，则对铜板上下及其左右振动的衰减最有效的方法是（）A． B．C． D．【素养升华】本题考察的学科素养主要是物理观念和科学探究。【变式训练1】（多选）（2022·山东聊城一中高三开学考试）“让体育走进生活，让体育锻炼人人可为、人人爱为，既是体育强国建设的目标，也是推动人的全面发展的重要途径”。深受喜爱的健身车的磁控阻力原理如图所示，在铜质飞轮的外侧有一些磁铁（与飞轮不接触），人在健身时带动飞轮转动，磁铁会对飞轮产生阻碍，拉动控制拉杆可以改变磁铁与飞轮间的距离。则（）A．飞轮受到阻力大小与其材料密度有关B．飞轮受到阻力大小与其材料电阻率无关C．飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，其受到的阻力越大D．磁铁与飞轮间距离不变时，飞轮转速越大，其受到的阻力越大【方法总结】1．常见的产生感应电流的三种情况2．判断电路中能否产生感应电流的一般流程【知识点二】感应电流方向的判断1．用楞次定律判断（1）楞次定律中“阻碍”的含义：2．用右手定则判断该方法只适用于切割磁感线产生的感应电流，注意三个要点：（1）掌心——磁感线垂直穿入掌心；（2）拇指——指向导体运动的方向；（3）四指——指向感应电流的方向．【特别提醒】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。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2】（2022·北京·高考真题）如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框SKIPIF1<0，SKIPIF1<0边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（）A．线框中产生的感应电流方向为SKIPIF1<0B．线框中产生的感应电流逐渐增大C．线框SKIPIF1<0边所受的安培力大小恒定D．线框整体受到的安培力方向水平向右【素养升华】本题考察的学科素养主要是科学思维。【变式训练2】（2022·云南省玉溪第一中学高三开学考试）如图，面积为SKIPIF1<0的50匝线圈处于匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面向里。已知磁感应强度以0.5T/s的变化率增强，定值电阻SKIPIF1<0，线圈电阻SKIPIF1<0，不计其它电阻。下列说法正确的是（）A．线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向 B．线圈中产生的感应电动势大小为E=75VC．通过SKIPIF1<0的电流为I=5A D．ab两端的电压为U=4V【技巧总结】判断感应电流方向的“四步法”【知识点三】楞次定律推论的应用内容例证阻碍原磁通量变化——“增反减同”磁铁靠近线圈，B感与B原方向相反阻碍相对运动——“来拒去留”使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”P、Q是光滑固定导轨，a、b是可动金属棒，磁铁下移，a、b靠近阻碍原电流的变化——“增反减同”合上S，B先亮安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的应用对比基本现象因果关系应用规律运动电荷、电流产生磁场因电生磁安培定则磁场对运动电荷、电流有作用力因电受力左手定则部分导体做切割磁感线运动因动生电右手定则闭合回路磁通量变化因磁生电楞次定律【方法提炼】1.左、右手定则巧区分（1）区分左手定则和右手定则的根本是抓住“因果关系”：“因电而动”——用左手，“因动生电”——用右手。（2）使用中左手定则和右手定则很容易混淆，为了便于记忆，可把两个定则简单地总结为通电受力，“力”的最后一笔“丿”向左，用左手；运动生电，“电”的最后一笔“乚”向右，用右手。2.解题思路（1）应用楞次定律时，一般要用到安培定则来分析原来磁场的分布情况．（2）研究感应电流受到的安培力，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的方向，或者直接应用楞次定律的推论确定．（3）“三定则、一定律”中只要是涉及力的判断都用左手判断，涉及“电生磁”或“磁生电”的判断都用右手判断，即“左力右电”．【例3】（2022·安徽·合肥市第八中学模拟预测）如图，一个有小缺口ab的圆形导线圈固定在绝缘的水平面上，c为线圈上的一点，圆弧bc小于半圆。一个条形磁铁N极向下，沿着线圈的竖直轴线向下运动，在靠近线圈的过程中（）A．a点电势比b点的电势高B．a点电势比b点的电势低C．若用相同导线将ab接通，b点的电势比c点高D．若用相同导线将ab接通，b点的电势比c点低【素养升华】本题考察的学科素养主要是科学思维。【变式训练3】（多选）（2022·四川省泸县第二中学模拟预测）如图甲所示，螺线管SKIPIF1<0穿过一固定圆形线圈SKIPIF1<0，SKIPIF1<0中通有变化电流SKIPIF1<0，规定如图乙所示的电流方向为正，电流随时间变化的规律如图所示，则（）A．SKIPIF1<0时刻，线圈SKIPIF1<0有收缩的趋势 B．SKIPIF1<0时刻，线圈SKIPIF1<0中没有电流C．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0中电流在增大 D．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0中磁通量的变化率增大【规律方法】楞次定律中“阻碍”的问题的思路【知识点四】探究影响感应电流方向的因素【例4】 （2022·全国·高三课时练习）在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中：（1）先观察电流表指针偏转方向与________方向的对应关系，查明线圈中导线的绕向，以便从指针的偏转方向确定感应电流的磁场方向。（2）下表为某同学记录的实验现象：序号磁体磁场的方向（正视）磁体运动情况指针偏转情况感应电流的磁场方向（正视）1向下插入线圈向左向上2向下拔出线圈向右向下3向上插入线圈向右向下4向上拔出线圈向左向上①由实验记录1、3得出的结论：穿过闭合回路的磁通量________时，感应电流的磁场与原磁场方向________。②由实验记录2、4得出的结论：穿过闭合回路的磁通量________时，感应电流的磁场与原磁场方向________。③由实验记录1、2、3、4得出的结论是：______。【素养提升】本题考察的学科素养主要是科学探究。【变式训练4】（2022·四川省内江市第一中学高三开学考试）（1）探究电磁感应现象应选用如图___________（选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验。（2）在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则：在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中电流表的指针将___________偏转，（选填“向左”、“向右”或“不发生”）；在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，电流表的指针将___________偏转；（选填“向左”、“向右”或“不发生”）。（3）在图丁中，R为光敏电阻，轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当