2025届高考物理一轮复习第十章电磁感应第一节磁通量电磁感应现象和楞次定律学案新人教版

PAGE7-第一节磁通量电磁感应现象和楞次定律1．磁通量(Φ)是指表示穿过某一面积的磁感线条数，是标量，等于磁感应强度B与垂直于磁场方向平面的面积S的乘积，即Φ＝BS。2．假如B与穿过的平面有夹角存在，则Φ＝BSsinθ3．只要穿过闭合回路的磁通量发生变更，闭合回路中就有电流产生，这种现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。4．产生感应电流的条件：闭合回路中磁通量发生变更，产生电流的方向用楞次定律推断。5．留意：磁通量的变更，应留意方向的变更，如某一面积为S的回路原来的磁感应强度垂直纸面对里，如右图所示，后来磁感应强度的方向恰好与原来相反，则回路中磁通量的变更量为2BS，而不是零。6．感应电流具有这样的方向，就是感应电流产生的磁场，总要阻碍引起感应电流的磁通量的变更，这个定律叫做楞次定律。7．楞次定律的三种详细表述形式：①感应电流的磁场总是阻碍原磁场或原磁通量的变更(用处：确定感应电流的方向);②感应电流所受原磁场的安培力总是阻碍相对运动(用处：很快确定安培力的方向)；③感应电流总是阻碍原电流的变更(用处：分析自感现象)。8．推断感应电流的方向通常采纳右手定则进行，即：将右手握紧，大拇指指向磁通量削减的方向，则四指环绕的方向为电流方向。例1如图所示，导线框abcd与导线AB在同一平面内，直导线中通有恒定电流I，在线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是()A．先abcda，再dcbad，后abcdaB．先abcda，再dcbadC．始终dcbadD．先dcbad，再abcda，后dcbad【解析】通电导线AB所产生的磁场，在AB的左侧方向是垂直纸面对外的，而在AB的右侧方向是垂直纸面对里的，并且离导线越近磁场越强。线框起先向右运动时，穿过线框的向外的磁通量是渐渐增加的，依据楞次定律可以推断出此时线框中的感应电流方向是dcbad。一旦线框的cd边越过通电导线AB，穿过线框的磁通量既有向外的，也有向里的，并且向外的磁通量减小，而向里的磁通量增加，由楞次定律可以推断出这一过程中线框中的感应电流方向是abcda。随着线框接着向右运动，当它的ab边越过通电导线AB后，穿过线框的磁通量就只有垂直纸面对里的了，并且在渐渐减小，由楞次定律推断出线框中感应电流的方向是dcbad。综合以上分析，答案应选D。【答案】D例2如图所示，边长为100cm的正方形闭合线圈置于磁场中，线圈的ad、bc两边中点连线OO′的左右两侧分别存在着方向相同、磁感应强度大小各为B1＝0.60T、B2＝0.40T的匀强磁场。起先时，线圈平面与磁场垂直，若从上往下看，线圈逆时针转37°和180°角时，穿过线圈的磁通量分别变更了多少？【解析】在起先位置，线圈与磁场垂直，则Φ1＝B1·eq\f(S,2)＋B2·eq\f(S,2)＝(0.60×eq\f(1,2)＋0.40×eq\f(1,2))Wb＝0.50Wb线圈绕OO′转动37°角时Φ2＝B1·eq\f(S,2)cos37°＋B2·eq\f(S,2)cos37°＝(0.60×eq\f(1,2)×0.8＋0.40×eq\f(1,2)×0.8)Wb＝0.40Wb磁通量的变更量ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(0.40－0.50)Wb＝－0.10Wb线圈绕OO′转动180°角时，若规定穿过原线圈平面的磁通量为正，转过180°后，穿过线圈的磁通量则为负值，即Φ3＝－B1·eq\f(S,2)－B2·eq\f(S,2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－0.60×\f(1,2)－0.40×\f(1,2)))Wb＝－0.50Wb磁通量的变更量ΔΦ′＝Φ3－Φ1＝(－0.50－0.50)Wb＝－1.0Wb【答案】－0.1Wb，－1.0Wb1．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的试验中，能视察到感应电流的是()A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后视察电流表的变更B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后视察电流表的变更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，再到相邻房间去视察电流的变更。D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，视察电流表的变更2．如图所示，通电直导线L和平行导轨在同一平面内，金属棒ab静止在导轨上并与导轨组成闭合回路，ab可沿导轨自由滑动，当通电导线L向左运动时()A．ab棒将向左滑动B．ab棒将向右滑动C．ab棒仍保持静止D．ab棒的运动方向与通电导线上电流方向有关3．如图所示，a和b为两闭合的金属线圈，c为通电线圈，由于c上电流变更，a上产生顺时针方向电流，下列说法中正确的是()A．c上的电流方向肯定是逆时针方向B．b上可能没有感应电流C．b上的感应电流可能是逆时针方向D．b上的感应电流肯定是顺时针方向4．如图所示，在线圈的左、右两侧分别套上绝缘的金属环a、b，导体AB在匀强磁场中下落的瞬时，a、b环将()A．向线圈靠拢B．向两侧跳开C．一起向左侧运动D．一起向右侧运动5．长直导线与矩形线框abcd在同一平面中静止不动，如图甲所示。长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变更的交变电流：i＝Imsinωt，i－t图象如图乙所示。规定沿长直导线主向上的电流为正方向。关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()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．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向6．如图，固定在水平面上的U形金属框上，静止放置有一金属杆ab，整个装置处于竖直向上的磁场中。当磁感应强度B匀称减小时，杆ab总保持静止，则在这一过程中()A．杆中的感应电流方向是从a到bB．杆中的感应电流大小匀称增大C．金属杆所受安培力水平向左D．金属杆受到的摩擦力渐渐减小1．(多选)如图所示，光滑固定的金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时()A．P、Q将相互靠拢 B．P、Q将相互远离C．磁铁的加速度仍为g D．磁铁的加速度小于g2．(多选)某闭合三棱柱如图所示，处于磁感应强度为1T、方向沿x轴正方向的匀强磁场中，已知AB＝0.4m,BE＝0.3m,AD＝0.2m，ABOD为在yOz平面内的矩形，BEFO为在xOy平面内的矩形，下列推断正确的是()A．穿过图中ABOD面的磁通量为0.08WbB．穿过图中BEFO面的磁通量为0.06WbC．穿过图中AEFD面的磁通量为0.1WbD．穿过图中DOF面的磁通量为03．如图所示，水平放置的光滑杆上套有A、B、C三个金属环，其中B接电源。在接通电源的瞬间，A、C两环()A．都被B吸引 B．都被B排斥C．A被吸引，C被排斥 D．A被排斥，C被吸引4．如图所示，一个金属圆盘安装在竖直的转动轴上，置于蹄形磁铁之间，两块铜片A、O分别与金属圆盘的边缘和转动轴接触。若使金属圆盘按图示方向(俯视顺时针方向)转动起来，下列说法正确的是()A．电阻R中有Q→R→P方向的感应电流B．电阻R中有P→R→Q方向的感应电流C．穿过圆盘的磁通量始终没有变更，电阻R中无感应电流D．调换磁铁的N、S极同时变更金属圆盘的转动方向，R中感应电流的方向也会发生变更5．如图所示，在垂直于纸面对里的匀强磁场中有由两个大小不等的圆环M、N连接而成的导线框，沿图中箭头方向用外力将N环拉扁，该过程中，关于M环中感应电流的说法正确的是()A．有顺时针方向的感应电流产生，且M环有扩张的趋势B．有逆时针方向的感应电流产生，且M环有扩张的趋势C．有顺时针方向的感应电流产生，且M环有收缩的趋势D．有逆时针方向的感应电流产生，且M环有收缩的趋势6．如图所示，一平面线圈用细杆悬于P点，起先时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向分别为()A．逆时针方向，逆时针方向B．逆时针方向，顺时针方向C．顺时针方向，顺时针方向D．顺时针方向，逆时针方向7．如图所示，有一固定的超导体圆环，在其右侧放着一条形磁铁，此时圆环中没有电流，当把磁铁向右方移动时，由于电磁感应，在超导体圆环中产生了肯定电流()A．该电流的方向如图中箭头所示，磁铁移走后，电流很快消逝B．该电流的方向如图中箭头所示，磁铁移走后，电流接着维持C．该电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁移走后，电流很快消逝D．该电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁移走后，电流接着维持8．(多选)如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为7匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面对里