2014届物理一轮复习教学案-电磁感应现象-楞次定律(共4页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上电磁感应现象楞次定律 一考点整理 基本概念 1磁通量：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，即 = 磁通量单位是 ，用Wb表示，1 Wb = T·m2公式的适用条件： 磁场； 磁感线的方向与平面 ，即B S2电磁感应现象：当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生的现象 产生感应电流的条件：穿过 电路的磁通量发生 特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动 产生电磁感应现象的实质：电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合则产生感应电流；如果回路不闭合，则只有感应 ，而无 3楞次定律：感应电流的磁场总是要 引起感应电流的磁通量的 右手定则：拇指、掌心、四指在 内，让右手大拇与其他余四指 ，让磁感线穿过手心，拇指指向 方向，其余四指指向感应电流方向，如图所示 二思考与练习 思维启动 1如图所示，在条形磁铁外套有A、B两个大小不同的圆环，穿过A环的磁通量A与穿过B环的磁通量B相比较 （ ）AA>B BA < B CA = B D不能确定2如图所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场中，然后再从磁场中穿出已知匀强磁场区域的宽度L大于线框的高度h，下列说法正确的是 （ ）A线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生B线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生C线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能转化成电能D整个线框都在磁场中运动时，机械能转化成电能3如图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放（各线框下落过程中不翻转），则以下说法正确的是 （ ）A三者同时落地B甲、乙同时落地，丙后落地C甲、丙同时落地，乙后落地D乙、丙同时落地，甲后落地 三考点分类探讨 典型问题 考点1电磁感应现象是否发生的判断【例1】如图所示，一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内，螺线管的中心轴线恰和线圈的一条直径MN重合要使线圈a中产生感应电流，可采用的方法有 （ ）A使通电螺线管中的电流发生变化B使螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动C使线圈a以MN为轴转动D使线圈绕垂直于MN的直径转动【变式跟踪1】如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是 （ ）A线圈中通以恒定的电流 B通电时，使滑动变阻器的滑片P匀速移动C通电时，使滑动变阻器的滑片P加速移动 D将电键突然断开的瞬间考点2楞次定律的理解及应用【例2】某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是 （ ）Aa G b B先a G b，后b G aCb G a D先b G a，后a G b【变式跟踪2】如图所示，通电螺线管左侧和内部分别静止吊一导体环a和b，当滑动变阻器R的滑动触头c向左滑动时 （ ）Aa向左摆，b向右摆 Ba向右摆，b向左摆Ca向左摆，b不动 Da向右摆，b不动考点3楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综合应用【例3】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，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【变式跟踪3】如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导线MN在导轨上向右加速滑动时，正对电磁铁A的圆形金属环B中 （ ）A有感应电流，且B被A吸引 B无感应电流C可能有，也可能没有感应电流 D有感应电流，且B被A排斥 四考题再练 高考试题 1【2012·江苏】某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有（ ）A家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变C家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起【预测1】现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关，如图连接在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转由此可以推断（ ）A线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转B线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转C滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央D因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向2【2012·北京】物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和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，套环立刻跳起某同学另找来器材再探究此实验他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是 （ ）A线圈接在了直流电源上 B电源电压过高C所选线圈的匝数过多 D所用套环的材料与老师的不同【预测2】如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁，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，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触若不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是 （ ）A在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针（从上向下看圆环）B磁铁在整个下落过程中，所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下C磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变D磁铁落地时的速率一定等于 五课堂演练 自我提升 1现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图所示连接下列说法中正确的是（ ）A电键闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C电键闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度D电键闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转2如图所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是 （ ）A圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动B圆盘以某一水平直径为轴匀速转动C圆盘在磁场中向右匀速平移D匀强磁场均匀增加3如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由平移到，第二次将金属框绕cd边翻转到，设先后两次通过金属框的磁通量变化大小分别为1和2，则 （ ）A1 > 2，两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现B1 = 2，两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现C1 < 2，两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现D1 < 2，两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现4如图所示，一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，环中的感应电流（自左向右看） （ ）A沿顺时针方向 B先沿顺时针方向后沿逆时针方向C沿逆时针方向 D先沿逆时针方向后沿顺时针方向5如图所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过现将环从位置释放，环经过磁铁到达位置设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则 （ ）AT1 > mg，T2 > mg BT1 < mg，T2 < mgCT1 > mg，T2 < mg DT1 < mg，T2 > mg61931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验他设想：如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，那么，从上向下看这个线圈中将出现（ ）A先是逆时针方向，然后是顺时针方向的感应电流B先是顺时针方向，然后是逆时针方向的感应电流C顺时针方向的持续流动的感应电流D逆时针方向的持续流动的感应电流7北半球地磁场的竖直分量向下如下图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向下列说法中正确的是 （ ）A若使线圈向东平动，则b点的电势比a点的电势低B若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低C若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为abcdaD若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为adcba8如图所示，虚线abcd为矩形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，圆形闭合金属线框以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动如右图所示给出的是圆形闭合金属线框的四个可能到达的位置，则圆形闭合金属线框的速度可能为零的位置是9如图a所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流i，电流随时间变化的规律如图b所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，则在下列时刻 （ ）At1时刻N>G，P有收缩的趋势Bt2时刻NG，此时穿过P的磁通量最大Ct3时刻NG，此时P中无感应电流Dt4时刻N<G，此时穿过P的磁通量最小10如图为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY运动（O是线圈中心），则 （ ）A从X到O，电流由E经G流向F，先增大再减小B从X到O，电流由F经G流向E，先减小再增大C从O到Y，电流由F经G流向E，先减小再增大D从O到Y，电流由E经G流向F，先增大再减小11如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈均与传送带以相同的速度匀速运动为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，线圈进入磁场前等距离排列，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图形，判断下列说法正确的是（ ）A若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动B若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动C从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈D从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈12如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连接，要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是（两线圈共面放置） （ ）A向右匀速运动B向左加速运动C向右减速运动D向右加速运动参考答案： 一考点整理 基本概念 1BS 韦伯 1 匀强 垂直 2闭合 变化 电动势 感应电流3阻碍 变化 同一平面 垂直 导体运动 二思考与练习 思维启动 1A；磁通量 = 内外对A、B两环，内相同；而对于外，B的大于A的，所以A > B，故正确答案为A2AC；产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，线框全部在磁场中时，磁通量不变，不产生感应电流，故选项B、D错误线框进入和穿出磁场的过程中磁通量发生变化，产生了感应电流，故选项A正确在产生感应电流的过程中线框消耗了机械能，故选项C正确3D；甲是铜线框，在下落过程中产生感应电流，所受的安培力阻碍它的下落，故所需的时间长；乙没有闭合回路，丙是塑料线框，故都不会产生感应电流，它们做自由落体运动，故D正确 三考点分类探讨 典型问题 例1 D；题中图示位置无论螺线管中的电流怎样发生变化，均无磁感线穿过线圈平面，磁通量始终为零，故无感应电流产生，选项A错误若螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动，穿过线圈的磁通量始终为零，故无感应电流产生，选项B错误若线圈a以MN为轴转动，穿过线圈的磁通量始终为零，故无感应电流产生，选项C错误若线圈绕垂直于MN的直径转动，穿过线圈的磁通量会发生变化，故有感应电流产生，选项D正确变式1 A；当线圈中通恒定电流时，产生的磁场为稳恒磁场，通过铜环A的磁通量不发生变化，不会产生感应电流例2 D； 确定原磁场的方向：条形磁铁在穿入线圈的过程中，磁场方向向下 明确回路中磁通量的变化情况：线圈中向下的磁通量增加 由楞次定律的“增反减同”可知：线圈中感应电流产生的磁场方向向上 应用右手定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视)即：bGa同理可以判断：条形磁铁穿出线圈的过程中，向下的磁通量减小，由楞次定律可得线圈中将产生顺时针方向的感应电流（俯视），电流从aGb变式2 C；当滑动变阻器R的滑动触头c向左滑动时，电路中的电流变大，螺线管产生的磁场逐渐增强，穿过a的磁通量变大，根据楞次定律可知，a向左摆动；b处于螺线管内部，其周围的磁场为匀强磁场，方向水平向左，圆环中虽然也产生感应电流，但根据左手定则可判断出，安培力与b在同一个平面内，产生的效果是使圆环面积缩小，并不使其摆动，所以C项正确例3 BC变式3 D；MN向右加速滑动，根据右手定则，MN中的电流方向从NM，且大小在逐渐变大，根据安培定则知，电磁铁A的左端为N极，且磁场强度逐渐增强，根据楞次定律知，B环中的感应电流产生的内部磁场方向向右，B被A排斥故D正确 四考题再练 高考试题 1ABD；电路正常或短路时，火线和零线中通过的电流大小相等、方向相反，故L1中火线与零线中电流产生的磁场相抵消，铁芯中的磁通量为零，L2中无感应电流产生，电磁铁中也就无电流，开关K不会被吸起由上述分析可知，A、B项正确，C项错误当地面上的人接触火线发生触电时，火线与零线中的电流大小不再相等，则L2中产生感应电流，电磁铁也就能把开关K吸起，即D正确预测1 B；电流计指针是否发生偏转取决于穿过线圈B的磁通量是否发生变化，而电流计中指针的偏转方向取决于穿过线圈B的磁通量是变大还是变小由题意知当P向左滑动时，线圈A中的电流变小，导致穿过线圈B的磁通量减小，电流计中指针向右偏转依此推理，若穿过线圈B的磁通量增大时，电流计指针向左偏转线圈A上移时，线圈A中线芯向上拔出或断开开关，穿过线圈B的磁通量减小，指针向右偏，A错、B对；P匀速向左滑动时穿过线圈B的磁通量减小，指针向右偏转，P匀速右滑时穿过线圈B的磁通量增大，指针向左偏转，故C错2D；开关闭合的瞬间，电流迅速增大，线圈产生的磁场由0开始迅速增大，穿过套环的磁通量增加，为阻碍磁通量的增加，金属套环产生感应电流，并向着使磁通量减少的方向运动，故会立刻跳起，若选用非金属材质的套环，则套环中不会产生感应电流，不会受磁场力的作用，当然也不会跳起，D正确预测2 A；当条形磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量增加，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为逆时针，当条形磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为顺时针，A正确；根据楞次定律的推论“来拒去留”原则，可判断磁铁在整个下落过程中，所受圆环对它的作用力始终竖直向上，B错误；磁铁在整个下落过程中，由于受到磁场力的作用，磁铁的机械能不守恒，C错误；若磁铁从高度h处做自由落体运动，其落地时的速度为v = ，但磁铁穿过圆环的过程中要产生一部分电热，根据能量守恒定律可知，其落地速度一定小于，D错误 五课堂演练 自我提升 1A；电键闭合后，线圈A插入或拔出都会引起穿过线圈B的磁通量发生变化，从而电流计指针偏转，选项A正确；线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间，线圈B的磁通量会发生变化，电流计指针会偏转，选项B错误；电键闭合后，滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动，都会导致线圈A的电流发生变化，线圈B的磁通量变化，电流计指针都会发生偏转，选项C、D错误2BD；只有当圆盘中的磁通量发生变化时，圆盘中才产生感应电流，当圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动或圆盘在磁场中向右匀速平移时，圆盘中的磁通量不发生变化，不能产生感应电流，A、C错误；当圆盘以某一水平直径为轴匀速转动或匀强磁场均匀增加时，圆盘中的磁通量发生变化，圆盘中将产生感应电流，B、D正确3C；设金属框在位置的磁通量为，在位置的磁通量为，由题可知：1 = | I|，2 = | I |，所以金属框的磁通量变化大小1 <2，由安培定则知两次磁通量均向里减小，所以由楞次定律知两次运动中线框中均出现沿adcba方向的电流，C对4C；条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，向右的磁通量一直增加，根据楞次定律，环中的感应电流（自左向右看）为逆时针方向，C对5A；金属圆环从位置到位置过程中，由楞次定律知，金属圆环在磁铁上端时受安培力向上，在磁铁下端时受安培力也向上，则金属圆环对磁铁的作用力始终向下，对磁铁受力分析可知T1 > mg，T2 > mg，A项正确6D；磁单极子从上向下穿过超导线圈时，磁通量先向下增加又向上减少，由楞次定律可知，感应磁场方向向上，由安培定则可知，感应电流方向始终为逆时针方向超导线圈的电阻为零，因此，线圈一旦激起电流便持续流动下去7C；由右手定则知，若使线圈向东平动，线圈的ab边和cd边切割磁感线，c(b)点电势高于d(a)点电势，故A错误；同理知B错若以ab为轴将线圈向上翻转，穿过线圈平面的磁通量将变小，由楞次定律可判断线圈中感应电流方向为abcda，C对，D错8AD；因为线框在进、出磁场时，线框中的磁通量发生变化，产生感应电流，安培力阻碍线框运动，使线框的速度可能减为零，故A、D正确9AB；t1时刻电流i增大，穿过线圈的磁通量增大，为反抗磁通量的增大，线圈有收缩的趋势，同时有远离螺线管向下运动的趋势，N>G，A正确；t2时刻电流i不变，穿过线圈的磁通量不变，感应电流为零，NG，B正确；同理t3时刻N<G，有感应电流，t4时刻NG，P中无感应电流，C、D均错误10D；在磁极绕转轴从X到O匀速转动，穿过线圈平面的磁通量向上增大，根据楞次定律可知线圈中产生顺时针方向的感应电流，电流由F经G流向E，又导线切割磁感线产生感应电动势E感BLv，导线处的磁感应强度先增后减可知感应电动势先增加后减小，则电流先增大再减小，A、B均错；在磁极绕转轴从O到Y匀速转动，穿过线圈平面的磁通量向上减小，根据楞次定律可知线圈中产生逆时针方向的感应电流，电流由E经G流向F，又导线切割磁感线产生感应电动势E感BLv，导线处的磁感应强度先增后减可知感应电动势先增加后减小，则电流先增大再减小，C错、D对11AD；若线圈合格，则由于电磁感应现象会向左移动一定距离，且合格线圈移动的距离相等，移动后线圈的间距也等于移动前的间距，由图知线圈3与其他线圈间距不符，不合格12BC；欲使N产生顺时针方向的感应电流，感应电流磁场垂直纸面向里，由楞次定律可知有两种情况：一是M中有顺时针方向逐步减小的电流，使其在N中的磁场方向向里，且磁通量在减小；二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流，使其在N中的磁场方向向外，且磁通量是在增大因此对前者应使ab减速向右运动对于后者，则应使ab加速向左运动，故应选B、C专心-专注-专业