《高考备考指南 物理 》课件-第1讲　电磁感应现象　楞次定律

电磁感应第十章

第1讲电磁感应现象楞次定律(本讲对应系统用书P219)核心素养新课程标准物理观念(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规律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命题分析1.考查方式：(1)电磁感应是高考考查的重点内容.利用楞次定律判断感应电流产生的条件和感应电流的方向，在高考中多以选择题形式出现，难度中等.(2)电磁感应现象与磁场、电路、力学、能量以及图像问题相联系的综合问题是高考中的重点和难点，将各部分知识和规律综合考查也是高考的热点之一，高考中常以计算题形式出现，难度较大.2.广东命题趋势：电磁感应现象、磁通量、楞次定律、法拉第电磁感应定律；能量守恒定律在电磁感应中的应用；楞次定律、法拉第电磁感应定律的综合应用；电磁感应中的电路问题、图像问题、能量问题；电磁感应规律在生产、生活、科技中的应用栏目导航01知识

梳理查漏02题点

各个击破03配套训练知识梳理查漏1知识一

电磁感应现象1.磁通量(1)定义：在磁感应强度为B的__________中，与磁场方向________的面积S和B的乘积.

(2)公式：Φ=________.

(3)单位：1Wb=________.

(4)标矢性：磁通量是________，有正、负.

(5)物理意义：磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数.标量1T·m2

BS

垂直匀强磁场2.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.

(2)产生感应电流的条件①电路________；②磁通量________.

(3)电磁感应现象的实质：电路中产生____________，如果电路闭合则有感应电流产生.

(4)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________.

电能感应电动势变化闭合磁通量【自测1】(2023年杭州模拟)如图所示的手压式手电筒，通过反复按压手柄，电筒内的磁铁与线圈发生相对运动，能使电筒发光.这种发电是利用了()A.尖端放电 B.电磁感应C.静电平衡 D.静电屏蔽B知识二

楞次定律和右手定则1.楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍______________________的变化.

2.右手定则：伸开右手让大拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，并使大拇指指向导体运动方向，这时四指所指的方向就是__________的方向.

引起感应电流的磁通量感应电流3.正确区分楞次定律与右手定则的关系导体运动切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例，所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的特例.用右手定则能判定的，一定也能用楞次定律判定，只是不少情况下，不如用右手定则判定简单方便.反过来，用楞次定律能判定的，未必能用右手定则判断出来.如闭合圆形导线中的磁场逐渐增强，用右手定则就难以判定感应电流的方向，相反用楞次定律就很容易判定出来.【自测2】如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动使圆环内产生了感应电流.下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况吻合的是()D题点各个击破2命题点一感应电流产生的条件［自修掌握类］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例1如图所示为“跳环实验”的实验装置：将一个带较长铁芯的线圈L、开关S和直流电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环.闭合开关S的瞬间，套环立刻沿铁芯竖直跳起一定高度，待电路稳定后又落下来.某同学受此实验启发，设想在此实验的基础上进行改进，使套环跳起后不落下来且悬在线圈正上方，成为一个“磁悬浮环”.下列哪种方案可能实现他的设想()A.增大直流电源的电压B.选用匝数更多的线圈C.把直流电源换成交流电源D.选用质量较小的金属套环C【解析】增大直流电源的电压，在套环中产生的感应电流更大，套环跳得更高，但还会掉下来，故A错误.选用匝数更多的线圈，在套环中产生的感应电流更大，套环跳得更高，但还会掉下来，故B错误.把直流电源换成交流电源，则在线圈中始终有感应电流产生，则套环总受安培力作用，这样可以使套环跳起后不落下而悬在线圈正上方，成为一个磁悬浮环，故C正确.选用质量较小的金属套环，同样在套环中产生感应电流，只是跳得更高，但还会掉下来，故D错误.1.(多选)(2022年广东卷)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的圆心在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.根据右手螺旋定则，线圈在P点时，磁感线穿进与穿出在线圈中对称，磁通量为零.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且没有变化，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点所用的时间较从P点到N点的时间长，根据法拉第电磁感应定律，两次的感应电动势不相等，D错误.2.(多选)如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨abc和de，ab与de平行，bc是以O为圆心的圆弧导轨，圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图所示的匀强磁场.金属杆OP的O端与e点用导线相接，P端与圆弧bc接触良好.初始时，可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上.若杆OP绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的是()A.杆OP产生的感应电动势恒定B.杆OP受到的安培力不变C.杆MN做匀加速直线运动D.杆MN中电流逐渐减小AD

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判断能否产生电磁感应现象，关键看回路的磁通量是否发生了变化.磁通量的变化量ΔΦ=Φ2-Φ1主要有下列四种形式：(θ为B与S的夹角)(1)S、θ不变，B改变，这时ΔΦ=ΔB·Ssin

θ；(2)B、θ不变，S改变，这时ΔΦ=ΔS·Bsin

θ；(3)B、S不变，θ改变，这时ΔΦ=BS(sin

θ2-sin

θ1)；(4)B、S、θ中的两个或三个量变化引起磁通量变化. 命题点二楞次定律的理解和应用［师生共研类］1.楞次定律中“阻碍”的含义2.楞次定律的使用步骤例2右图是动圈式麦克风的示意简图，磁体固定在适当的位置，线圈与一个膜片连接，声波传播时可使膜片左右移动，从而引起线圈运动产生感应电流.则线圈()A.向右移动时，感应电流从a流向bB.向左移动时，感应电流从b流向aC.先向右移动后向左移动时，感应电流一直从a流向bD.先向右移动后向左移动时，感应电流先从b流向a再从a流向bD【解析】由图可知，线圈中原磁场方向向右.当线圈向右移动时，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流在线圈中的磁场方向向左，由安培定则可知感应电流方向从b流向a；当线圈向左移动时，穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律，感应电流在线圈中的磁场方向向右，由安培定则可知感应电流从a流向b，故D正确.思路

由楞次定律可知，感应电流的磁场总要阻碍原磁通量的变化，安培力总是阻碍磁体间的相对运动.1.(2023年海南卷)汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd，埋在地下的线圈分别为1、2，通上顺时针(俯视)方向电流.当汽车经过线圈时()A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上B.汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcdC.汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcdD.汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同C【解析】由题知，埋在地下的线圈1、2通顺时针(俯视)方向的电流，则根据右手定则可知线圈1、2产生的磁场方向竖直向下，A错误.汽车进入线圈1过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb(逆时针)，B错误.汽车离开线圈1过程中，磁通量减小，根据楞次定律可知产生感应电流方向为abcd(顺时针)，C正确.汽车进入线圈2过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb(逆时针)，再根据左手定则，可知汽车受到的安培力方向与速度方向相反，D错误.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.按下门铃按钮的过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮时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，螺线管产生大小相同的感应电动势C【解析】按下按钮的过程中，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.按下和松开按钮的过程中，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.思维导航

判断感应电流和电动势的方向1.利用楞次定律判断的感应电流的方向也是电路中感应电动势的方向，利用右手定则判断的感应电流方向也是做切割磁感线运动的导体上感应电动势的方向.若电路为开路，可假设电路闭合，应用楞次定律或右手定则确定电路中假想电流的方向即为感应电动势的方向.2.在分析电磁感应现象中的电势高低时，一定要明确产生感应电动势的那部分电路就是电源.在电源内部，电流方向从低电势处流向高电势处.命题点三右手定则、左手定则、安培定则的比较与应用［师生共研类］“一定律、三定则”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(因电生磁)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(因电受力)电磁感应部分导体做切割磁感线运动右手定则(因动生电)闭合回路磁通量变化楞次定律(因磁生电)例3

(2023年湖北卷)近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通信，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大.如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为1.0cm、1.2cm和1.4cm，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘.若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为103T/s，则线圈产生的感应电动势最接近()A.0.30V B.0.44VC.0.59V D.4.3V

B1.(2023年江苏卷)如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘.现使导体棒绕O点在纸面内逆时