《 备考指南 物理 》课件-第10章 第1讲

电磁感应第十章核心素养新课程标准命题分析物理观念(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的产生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．以考查“物理观念”素养为主．(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．以考查“科学思维”素养为主，同时也融入考查“物理观念”素养．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、能的问题；电磁感应规律在生产、生活、科技中的应用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第1讲电磁感应现象楞次定律栏目导航01知识梳理查漏03配套训练02题点

各个击破知识梳理查漏11．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．电磁感应现象知识一匀强磁场垂直BS

1T·m2

标量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________．磁通量闭合变化感应电动势电能【自测1】(2022年徐州模拟)下列各图所描述的物理情境中，没有产生感应电流的是

(

)A．开关S闭合稳定后，线圈N中B．磁铁向铝环A靠近，铝环A中C．金属框从A向B运动，金属框中D．铜盘在磁场中转动，电阻R中【答案】A1．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．楞次定律和右手定则知识二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相吻合的是 (

)【答案】D题点各个击破21．常见的产生感应电流的三种情况命题点一感应电流产生的条件[自修掌握类]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，待电路稳定又落下来．某同学由此实验受到启发，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【答案】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，跳起更高，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，跳起更高，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会落下来，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，只是跳起更高，但还会掉下来，故D错误．1．(多选)(2021年广东卷)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【答案】AD2．(2020年江苏卷)如图所示，两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反．金属圆环的直径与两磁场的边界重合．下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是

(

)A．同时增大B1减小B2B．同时减小B1增大B2C．同时以相同的变化率增大B1和B2D．同时以相同的变化率减小B1和B2【答案】B【解析】产生顺时针方向的感应电流则感应磁场的方向垂直纸面向里．由楞次定律可知，圆环中的净磁通量变化为向里磁通量减少或者向外的磁通量增多，A错误，B正确．同时以相同的变化率增大B1和B2，或同时以相同的变化率减小B1和B2，两个磁场的磁通量总保持大小相同，方向相反，所以总磁通量为0，不会产生感应电流，C、D错误．思维导悟判断能否产生电磁感应现象，关键是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·Ssinθ；(2)B、θ不变，S改变，这时ΔΦ＝ΔS·Bsinθ；(3)B、S不变，θ改变，这时ΔΦ＝BS(sinθ2－sinθ1)；(4)B、S、θ中的两个或三个量变化引起磁通量变化．1．楞次定律中“阻碍”的含义命题点二楞次定律的理解和应用[师生共研类]2．楞次定律的使用步骤例2如图是电磁冲击钻的原理示意图．若发现静止的钻头M突然向右运动，则可能是

(

)A．开关S由断开到闭合的瞬间B．电源反向连接后开关S由闭合到断开的瞬间C．保持开关S闭合，滑动变阻器滑片P加速向右滑动D．保持开关S闭合，滑动变阻器滑片P减速向右滑动【答案】A【解析】开关S由断开到闭合的瞬间，穿过M的磁通量变大．为阻碍磁通量变大，钻头向右运动，A正确．电源反向连接，开关S断开的瞬间，穿过M的磁通量减小．为阻碍磁通量的减小，钻头向左运动，B错误．保持开关S闭合，变阻器滑片P加速向右滑动时接入电阻增大，电流减小，穿过M的磁通量减小．为阻碍磁通量减小，钻头向左运动，C错误．保持开关S闭合，滑动变阻器滑片P减速向右滑动时，接入电阻增大，电流减小，穿过M的磁通量减小．为阻碍磁通量减小，钻头向左运动，D错误．思路

明确冲击钻的原理，知道当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，闭合电路中产生感应电流．由楞次定律可知，感应电流的磁场总是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．(2021届北京名校期末)如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中

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)A．穿过线框的磁通量保持不变B．线框中感应电流方向保持不变C．线框所受安培力的合力为零D．线框的机械能不断增大【答案】B2．(多选)(2021届海南七校联考)如图所示，在一竖直平面内的三条平行导线上串有两个电阻R1和R2，导体棒PQ与三条导线均接触良好．匀强磁场的方向垂直纸面向里，导体棒的电阻可忽略．若导体棒向左加速运动，则

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)A．流经R1的电流方向向上B．流经R2的电流方向向下C．流经R1的电流方向向下D．流经R2的电流方向向上【答案】AD【解析】导体棒PQ向左切割磁感线运动时，由右手定则可判断出导体棒与R1组成的回路中产生的感应电流是顺时针方向，即流经R1的电流方向向上，A正确．导体棒与电阻R2组成的回路中产生的感应电流是逆时针方向，即流经R2的电流方向向上，D正确．3．如图，金属环A用绝缘轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧．闭合开关，电路稳定后，若变阻器的滑片P向左移动，则

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)A．金属环A向左运动，同时向外扩张B．金属环A向左运动，同时向里收缩C．金属环A向右运动，同时向外扩张D．金属环A向右运动，同时向里收缩【答案】B【解析】变阻器滑片P向左移动，电阻变小，电流变大．据楞次定律，感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相反，故相互排斥，金属环A将向左运动．因磁通量增大，金属环A有收缩趋势．A、C、D错误，B正确．4．(2020年全国卷Ⅲ)如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环．圆环初始时静止．将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到 (

)A．拨至M端或N端，圆环都向左运动B．拨至M端或N端，圆环都向右运动C．拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动D．拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动【答案】B【解析】无论开关S拨至哪一端，当把电路接通的一瞬间，左边线圈中的电流从无到有，电流在线圈轴线上的磁场从无到有，从而引起穿过圆环的磁通量突然增大．根据楞次定律(增反减同)，右边圆环中产生了与左边线圈中方向相反的电流．异向电流相互排斥，所以无论哪种情况，圆环均向右运动．故选B．思维导悟应用楞次定律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．“一定律、三定则”的比较命题点三右手定则、左手定则、安培定则的比较与应用[师生共研类]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

(多选)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，在MN的左边有一闭合电路．当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是 (

)A．向右加速运动

B．向左加速运动C．向右减速运动

D．向左减速运动【答案】BC【解析】MN向右运动，说明MN受到向右的安培力．因为ab在MN处的磁场垂直于纸面向里，用左手定则可判断MN中的感应电流由M流向N.再用安培定则判断L1中感应电流的磁场方向向上，然后用楞次定律可判断出L2中磁场方向向上减弱、L2中磁场方向向下增强．若L2中磁场方向向上减弱，由安培定则可知PQ中电流从Q到P且减小，后由右手定则知PQ向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强，由安培定则可知PQ中电流从P到Q且增大，后由右手定则知PQ向左加速运动．1．(多选)(2022年抚州月考)如图所示，在一水平固定放置的闭合导体圆环上方一条形磁铁从离地面高h处由静止开始下落，最后落在水平地面上．磁铁下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过而不与圆环接触．若不计空气阻力，重力加速度为g.则下列说法正确的是

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)A．在磁铁下落的整个过程中，从上向下看圆环，圆环中的感应电流方向始终为逆时针B．在磁铁下落的整个过程中，从上向下看圆环，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针C．磁铁在整个下落过程中，圆环对它的作用力方向始终竖直向上【答案】BC2．(2021年河北卷)如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B.导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O点为坐标原点．狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为θ，一电容为C的电容器与导轨左端相连．导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F的作用下从O点开始以速度v向右匀速运动．忽略所有电阻．下列说法正确的是

(