高考物理一轮复习专题40电磁感应楞次定律含解析431.pdf

第-1-页 专题 40 电磁感应 楞次定律讲 1高考对本专题内容考察较多的是感应电流的产生条件、方向 2电磁感应现象及磁场、电路、力学、能量等知识联系的综合题以及感应电流或感应电动势的图象问题在高考中频繁出现 3该局部知识及其他学科知识相互渗透也是命题的趋势，同时将该局部知识同生产、生活实际、高科技等相结合，注重考察学生分析、解决实际问题的能力 4试题题型全面，选择题、解答题都可能出现，且解答题难度较大，涉及知识点多，考察综合能力，从而增加试题的区分度 1知道电磁感应现象产生的条件 2理解磁通量及磁通量变化的含义，并能计算 3掌握楞次定律与右手定那么的应用，并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向 一、磁通量 1定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，及磁场方向垂直的面积S与B的乘积 2公式：BS 适用条件：1匀强磁场 2S为垂直磁场的有效面积 3磁通量是标量填“标量或“矢量 4磁通量的意义：1磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数 第-2-页 2同一平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大；当它跟磁场方向平行时，磁通量为零；当正向穿过线圈平面的磁感线条数与反向穿过的一样多时，磁通量为零 二、电磁感应现象 1电磁感应现象：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应 2产生感应电流的条件：表述 1：闭合回路的一局部导体在磁场内做切割磁感线的运动 表述 2：穿过闭合回路的磁通量发生变化 3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 深化拓展 当回路不闭合时，没有感应电流，但有感应电动势，只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象，且产生感应电动势的那局部导体或线圈相当于电源 三、感应电流方向的判断 1楞次定律 1内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 2适用情况：所有的电磁感应现象 2右手定那么 1内容：伸开右手，使拇指及其余四个手指垂直，并且都及手第-3-页 掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导体运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向 2适用情况：导体棒切割磁感线产生感应电流 考点一 电磁感应现象能否发生的判断 1磁通量发生变化的三种常见情况 1磁场强弱不变，回路面积改变；2回路面积不变，磁场强弱改变；3回路面积与磁场强弱均不变，但二者的相对位置发生改变 2判断流程：1确定研究的闭合回路 2弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量 3 不变无感应电流变化 回路闭合，有感应电流不闭合，无感应电流，但有感应电动势 重点归纳 1、判断电磁感应现象是否发生的一般流程 典型案例多项选择如图为“研究电磁感应现象的实验装置如果在原线圈插入副线圈后保持不动，闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合电键后，以下情况下电流计指针偏转情况是 A将原线圈迅速从副线圈中拔出时，指针向左偏转一下 B保持电建闭合状态时，指针一直偏在零点右侧 第-4-页 C滑动变阻器触头迅速向左滑动时，指针向右偏转一下 D将原线圈内铁芯 A 快速拔出时，指针向左偏转一下【答案】AD【名师点睛】电磁感应现象是否发生判断流程：针对练习 1如下图，一个闭合三角形导线框位于竖直平面内，其下方固定一根及线框所在的竖直平面平行且很靠近但不重叠的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流线框从实线位置由静止释放，在其后的运动过程中 A线框中的磁通量为零时其感应电流也为零 B线框中感应电流方向为先顺时针后逆时针 C 线框受到安培力的合力方向竖直向上 D 线框减少的重力势能全部转化为电能【答案】C【名师点睛】此题考察通电直导线的磁场的特点与楞次定律的应用，该过程中，要注意穿越导线时，先是向外的磁通量减小，一直减小到 0，之后变成向里的磁通量，并逐渐增大这一过程是连续的，始终有感应电流存在属于根底题型，易错题。针对练习 2如下图，将一个矩形小线圈放在一个大匀强磁场中，线圈平面平行于磁感线，那么线圈中有感应电流产生的是 A当矩形线圈做平行于磁感线的平动 B当矩形线圈做垂直于磁感线的平动 C当矩形线圈绕AB边做转动时 第-5-页 D当矩形线圈绕 BC 边做转动时【答案】C【名师点睛】此题考察应用感应电流产生的条件判断实际问题的能力，常规题，情景并不复杂。考点二 利用楞次定律判断感应电流的方向 1楞次定律中“阻碍的含义 重点归纳 1判断感应电流方向的“四步法 2用右手定那么判断 该方法适用于局部导体切割磁感线判断时注意掌心、四指、拇指的方向：1掌心磁感线垂直穿入；2拇指指向导体运动的方向；3四指指向感应电流的方向 3楞次定律的推广应用 楞次定律中“阻碍的主要表现形式：1阻碍原磁通量的变化“增反减同；2阻碍相对运动“来拒去留；3使线圈面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩；4阻碍原电流的变化自感现象“增反减同 4“三个定那么、一个定律的综合应用技巧 1应用现象及规律比拟 第-6-页 根本现象 应用的定那么或定律 运动电荷、电流产生的磁场 安培定那么 磁场对运动电荷、电流的作用力 左手定那么 电磁 感应 局部导体做切割磁感线运动 右手定那么 闭合回路磁通量变化 楞次定律 2应用技巧 多定那么应用的关键是抓住因果关系：无论是“安培力还是“洛伦兹力，只要是“力都用左手判断“电生磁或“磁生电均用右手判断 因电而生磁IB安培定那么；因动而生电v、BI右手定那么；因电而受力I、BF安左手定那么 3一般解题步骤 分析题干条件，找出闭合电路或切割磁感线的导体棒 结合题中的条件与待求量的关系选择恰当的规律 正确地利用所选择的规律进展分析与判断 典型案例如下图，A，B 都是很轻的铝环，分别吊在绝缘细杆的两端，杆可绕中间竖直轴在水平面内转动，环 A 是闭合的，环 B 是断开的。假设用磁铁分别接近这两个圆环，那么下面说法正确的选项是:第-7-页 A磁铁 N 极接近 A 环时，A 环被吸引，而后被推开 B磁铁 N 极远离 A 环时，A 环被排斥，而后随磁铁运动 C磁铁 N 极接近 B 环时，B 环被排斥，远离磁铁运动 D磁铁的任意一磁极接近 A 环时，A 环均被排斥【答案】D【名师点睛】当磁铁的运动，导致两金属圆环的磁通量发生变化，对于闭合圆环，从而由楞次定律可得线圈中产生感应电流，那么处于磁铁的磁场受到安培力，使圆环运动；对于不闭合圆环，虽有感应电动势，但没有感应电流，那么不受安培力作用。针对练习 1如下图，MN 是一根固定的通电直导线，电流方向由 N到 M，今将一金属框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘，当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为 A受力沿 x 轴正向 B受力沿 x 轴负向 C受力沿 y 轴正向 D受力沿 y 轴负向【答案】A【名师点睛】金属线框abcd放在导线 MN 上，导线中电流产生磁场，当导线中电流增大时，穿过线框abcd的磁通量增大，根据楞次定律判第-8-页 断线框abcd所受有安培力方向当磁通量增大时，线框abcd应向磁通量减小的方向移动。针对练习 2 多项选择 如下图的水平装置中，cd 杆原来静止 当ab 杆做如下那些运动时，cd 杆将向右移动 A向右匀速运动 B向右加速运动 C向左加速运动 D向左减速运动【答案】BD【解析】ab杆向右匀速运动，在ab杆中产生恒定的电流，该电流在线圈1L中产生恒定的磁场，在2L中不产生感应电流，所以cd杆不动，故A 错误；ab杆向右加速运动，根据右手定那么，知在ab杆上产生增大的 a 到 b 的电流，根据安培定那么，在1L中产生向上增强的磁场，该磁场向下通过2L，根据楞次定律，在cd杆上产生 c 到 d 的电流，根据左手定那么，受到向右的安培力，向右运动，故 B 正确；ab杆向左加速运动，根据右手定那么，知在ab杆上产生增大的 b 到 a 的电流，根据安培定那么，在1L中产生向下增强的磁场，该磁场【名师点睛】此题综合考察了右手定那么、左手定那么、安培定那么以及楞次定律，综合性较强，关键搞清各种定那么适用的范围，不能混淆。