《高考备考指南 理科综合 物理》课件-第10章 第1讲

电磁感应第十章考点内容要求新课标卷真题考纲解读电磁感应现象Ⅰ2014Ⅰ卷14题1．应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向．2．结合各种图像(如Φ－t图像、B－t图像和i－t图像)，考查感应电流的产生条件及其方向的判定，导体切割磁感线产生感应电动势的计算．3．电磁感应现象与磁场、电路、力学等知识的综合，以及电磁感应与实际相结合的题目．磁通量Ⅰ法拉第电磁感应定律Ⅱ2016Ⅰ卷24题，Ⅱ卷20、24题，Ⅲ卷21、25题2015Ⅱ卷15题2014Ⅲ卷20题，Ⅱ卷25题楞次定律Ⅱ2015Ⅰ卷19题自感、涡流Ⅰ第1讲电磁感应现象楞次定律栏目导航01知识梳理回顾03随堂限时集训02考点各个击破04配套训练知识梳理回顾1一、电磁感应现象1．电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量____________时，电路中有____________产生的现象．2．产生感应电流的条件表述1：闭合电路的一部分导体在磁场内做______________运动．表述2：穿过闭合电路的磁通量____________．发生变化感应电流切割磁感线发生变化3．引起磁通量Φ变化的常见情况(1)电路中部分导线做切割磁感线运动或回路面积S变化导致Φ变化．(2)回路中磁感应强度B随时间或位置变化导致Φ变化．(3)线圈在磁场中转动(B与S的夹角发生变化)导致Φ变化．易错警示：磁通量的变化，应注意方向的变化．如某一面积为S的回路原来的磁感应强度垂直纸面向里，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化为2BS，而不是零．【答案】B【解析】由于圆环不闭合，即使磁通量增加，也不产生感应电流，故A错误．由图知，闭合回路的面积增大，磁通量增加，将产生感应电流，故B正确．根据安培定则知，穿过圆环的磁通量完全抵消，磁通量为零，且保持不变，所以不产生感应电流，故C错误．线框垂直于磁感线运动，虽然切割磁感线，但穿过线框的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，故D错误．2．(多选)(2017届广西名校模拟)如图所示是“探究电磁感应的产生条件”的实验装置．下列情况中会引起电流表指针偏转的是(

)A．闭合开关时 B．断开开关时C．闭合开关后拔出线圈A时 D．断开开关后移动变阻器的滑片时【答案】ABC【解析】闭合开关时，穿过B线圈的磁通量从无到有，磁通量发生变化，产生感应电流，电流表指针发生偏转，故A正确．断开开关时，穿过B线圈的磁通量从有到无，磁通量发生变化，产生感应电流，电流表指针发生偏转，故B正确．闭合开关后，拔出线圈A时，穿过B线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，电流表指针发生偏转，故C正确．断开开关后，移动滑动变阻器，穿过线圈B的磁通量始终为零，磁通量不变，不产生感应电流，故D错误．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跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，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来得简单方便．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．夯基题组3．(2016年海南卷)如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距．两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流．若(

)A．金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向B．金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向C．金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针D．金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针【答案】D【解析】直导线之间的磁场是对称的，圆环在中间时，通过圆环的磁通量为零，金属环上下运动的时候，圆环的磁通量不变，不会有感应电流产生，故A、B错误．金属环向左侧直导线靠近，则穿过圆环的磁场垂直纸面向外并且增强，根据楞次定律可知，环上的感应电流方向为顺时针，故C错误．金属环向右侧直导线靠近，则穿过圆环的磁场垂直纸面向里并且增强．根据楞次定律可得，环上的感应电流方向为逆时针，故D正确．考点各个击破2电磁感应现象的实质是产生感应电动势．如果回路闭合且磁通量发生变化，则有感应电流产生；如果回路不闭合，则只产生感应电动势，而不会形成持续的电流．我们是看回路中的磁通量是否发生变化，而不是看回路外面的磁通量变化．考点1感应电流产生的条件例1

(2017届衡阳校级一模)在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是(

)A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化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，再到相邻房间去观察电流表的变化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，观察电流表的变化解析：将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，回路中没有磁通量的变化，不能产生感应电流，观察到电流表没有变化，故A错误．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，回路中没有磁通量的变化，不能产生感应电流，观察到电流表没有变化，故B错误．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的过程中有感应电流产生，但是之后再到相邻房间去观察时，回路中已经没有磁通量的变化，此时观察到的电流表没有变化，故C错误．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，回路中的磁通量发生变化，能观察到电流表的变化，故D正确．答案：D练1

(2017年钦州校级期末)矩形闭合线圈平面跟磁感线方向平行，如图所示．下列情况线圈中有感应电流的是(

)A．线圈绕ab轴转动 B．线圈垂直纸面向外平动C．线圈沿ab轴下移 D．线圈绕cd轴转动【答案】A【解析】根据感应电流产生的条件，当线圈绕ab轴转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，故A正确．线圈垂直纸而向外平动，磁场与线圈平行，线圈有效面积为零，故ΔΦ＝0，无电流产生，故B错误．线圈沿ab轴下移，磁场与线圈平行，线圈有效面积为零，故ΔΦ＝0，无电流产生，故C错误．线圈绕cd轴转动，磁场与线圈平行，线圈有效面积为零，故ΔΦ＝0，无电流产生，故D错误．感应电流的产生条件1．产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化．2．磁通量发生变化的常见情况(1)闭合电路的部分导体做切割磁感线运动，即线圈面积S发生变化导致Φ变化．(2)线圈在磁场中转动导致Φ变化．(3)磁感应强度变化(随时间、位置变化)导致Φ变化．如磁体对线圈发生相对运动．1．对楞次定律中“阻碍”的理解考点2楞次定律的理解和应用谁阻碍谁是感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量变化阻碍什么阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身如何阻碍当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同”阻碍效果阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化快慢，这种变化将继续进行，最终结果不受影响2.由于“阻碍”，为了维持原磁场的变化，必须有外力克服这一“阻碍”而做功，从而导致其他形式的能转化为电能．因此楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体现．解析：由图示可知，在磁铁S极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变小．由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿逆时针方向，故A错误．由图示可知，在磁铁S极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大．由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流顺时针方向，故B错误．同时，在磁铁N极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变大．由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，故C错误．由图示可知，在磁铁N极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大．由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流逆时针方向，故D正确．答案：D1．楞次定律的应用步骤2．楞次定律与右手定则：一般与特殊的关系，可交叉使用，互为检验，灵活应用．当闭合电路中磁通量的变化量是由导体切割磁感线引起的，感应电流的方向优先用右手定则判定；而变化的磁场产生感应电流的方向用楞次定律判定较简便．应用楞次定律定性分析电磁感应现象时，可以从楞次定律的另一种表述出发进行分析，即感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因．针对具体情景，灵活利用楞次定律的以下推论来快速解题：①阻碍原磁通量的变化，即“增反减同”，如线圈转动、扩张等；②阻碍闭合回路的面积变化，即“增缩减扩”；③阻碍导体的相对运动，即“来拒去留”；④阻碍原电流的变化(自感)即“增反减同”．考点3楞次定律推论的灵活应用例3

(2017届镇江模拟)航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示．当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去．现在线圈左侧同一位置先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，电阻率ρ铜＜ρ铝，则合上开关S的瞬间(

)A．从左侧看，环中产生沿逆时针方向的感应电流B．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力C．若将金属环置于线圈的右侧，环将向右弹射D．电池正负极调换后，金属环仍能向左弹射解析：线圈中电流为左侧流入，磁场方向为向右．在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，感应电流由左侧看为逆时针，故A正确．由于铜环的电阻较小，则铜环中感应电流较大，故铜环受到的安培力要大于铝环，故B正确．若环放在线圈右方，根据“来拒去留”可得，环将向右运动，故C正确．电池正负极调换后，金属环受力向左，故仍将向左弹出，故D正确．答案：ABCD练2

(2017届青浦二模)如图所示，两同心圆环A、B置于同一光滑水平桌面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环．若A环以图示的顺时针方向转动，且转速逐渐增大，则(

)A．B环将顺时针转动起来 B．B环对桌面的压力将增大C．B环将有沿半径方向扩张的趋势 D．B环中有顺时针方向的电流【答案】C【解析】A环以图示的顺时针方向绕圆心由静止转动．设绝缘环带正电，所以产生顺时针方向的电流，使得B环中的磁通量变大，由楞次定律可得感应电流方向是逆时针的，两环的电流方向相反，则具有沿半径扩张趋势．若绝缘环带负电，所以产生逆时针方向的电流，使得B环中的磁通量仍变大，由楞次定律可得感应电流方向是顺时针的，两环的电流方向仍相反，则仍具有沿半径扩张趋势．由上可知，B环不会转动，同时对桌面的压力不变，故C正确，A、B、D错误．感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因．具体有以下几种情形：1．当回路中的磁通量发生变化时，感应电流的效果是阻碍原磁通量的变化，即“增反减同”．2．当出现引起磁通量变化的相对运动时，感应电流的效果是阻碍导体间的相对运动，即“来拒去留”．3．当闭合回路发生形变时，感应电流的效果是阻碍回路发生形变即“增缩减扩”．4．当线圈自身的电流发生变化(自感现象)时，感应电流的效果是阻碍原来的电流发生变化即“增反减同”．考点4右手定则、左手定则、安培定则的比较与应用比较因果归纳安培定则电流产生磁场因电生磁左手定则运动电荷或电流受磁场力作用因电受力右手定则导线在磁场中做切割磁感线运动产生感应电动势因动生电解析：MN在磁场B1的作用下向右运动，由右手定则可知MN中的感应电流的方向从N流向M，线圈中感应电流的方向向下，所以原磁场的方向可能向下减小，也可能是向上增大．(1)若原磁场向下减小，则L2中的电流的方向向左，电流由P流向Q，并且在减小，所以产生该感应电流的磁场方向可以是向下，在减速减小；或向上，在减速增大．(2)若原磁场向上增大，则L2中的电流的方向向右，电流由Q流向P，并且在增大，所以产生该感应电流的磁场方向可以是向上，在加速增大；或向下，在加速减小．由图可知，只有D图与分析(1)对应，故A、B、C