高考物理一轮复习 专题11.1 电磁感应现象 楞次定律精讲深剖-人教版高三全册物理试题.doc

专题11.1 电磁感应现象楞次定律（一）真题速递1.（2017新课标 15）15如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是APQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向BPQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向CPQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向DPQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向【答案】D2(2014新课标)如图(a)，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上在ab线圈中通以变化的电流用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示.已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是()【答案】C3.（2012新课标）如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。已知在t=0到t=t1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。设电流i正方向与图中箭头方向相同，则i随时间t变化的图线可能是【答案】A【解析】线框中电流 大小相同，而左边与直线电流 之间的作用力大于右边与直线电流 之间的作用力，且直线电流之间同向相吸，异向相斥。依据楞次定律，当直导线中 向上且均匀减小时，线框中产生顺时针方向的电流且恒定，此时线框受力向左；当直导线中电流 向下且增大时，线框中依然产生顺时针方向的电流且恒定，此时线框受力向右。由以上分析可以判断A图正确。（二）考纲解读主题 内容 要求 说明 磁场电磁感应现象 在电磁感应现象里，不要求判断内电路中各点电势的高低 磁通量 楞次定律 本讲有一个二级考点，两个一级考点，在高考中考试的频率很高，大多时候出选择题，单独从这几个考点命题的不太多，往往会结合后面的法拉第电磁感应定律综合命题。（三）考点精讲考向一电磁感应现象的判断对感应电流产生条件的理解1判断产生感应电流的两种方法(1)闭合电路的一部分导体切割磁感线；(2)一闭合二变磁，即导体回路必须闭合，穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，二者缺一不可2磁通量变化的四种情况(1)B不变，S变化，则B·S；(2)B变化，S不变，则B·S；(3)B变化，S也变化，则B2S2B1S1；(4)B不变，S不变，线圈平面与磁场方向的夹角变化，则BS(sin 2sin 1)【例1】现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图4所示连接下列说法中正确的是()图4A开关闭合后，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，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C开关闭合后，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开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才会偏转关键词带铁芯的线圈A；线圈B.【答案】A方法总结电磁感应现象能否发生的判断流程1确定研究的是否是闭合回路2弄清楚回路内的磁场分布，并确定其磁通量.3.阶梯练习1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【答案】D【解析】产生感应电流必须满足的条件：电路闭合；穿过闭合电路的磁通量要发生变化选项A、B电路闭合，但磁通量不变，不能产生感应电流，故选项A、B不能观察到电流表的变化；选项C满足产生感应电流的条件，也能产生感应电流，但是等我们从一个房间到另一个房间后，电流表中已没有电流，故选项C也不能观察到电流表的变化；选项D满足产生感应电流的条件，能产生感应电流，可以观察到电流表的变化，所以选D.2(多选)1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图5所示实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后下列说法正确的是()图5A圆盘上产生了感应电动势B圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动【答案】AB考向二楞次定律的理解和应用判断感应电流方向的“三步走”【例2】如图6甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示在0时间内，直导线中电流向上，则在T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是()图6A顺时针，向左 B逆时针，向右C顺时针，向右 D逆时针，向左关键词i随时间t的变化关系；在0时间内，直导线中电流向上【答案】B方法总结楞次定律推论的应用技巧1线圈(回路)中磁通量变化时，阻碍原磁通量的变化应用“增反减同”的规律；2导体与磁体间有相对运动时，阻碍相对运动应用“来拒去留”的规律；3当回路可以形变时，感应电流可使线圈面积有扩大或缩小的趋势应用“增缩减扩”的规律；4自感现象中，感应电动势阻碍原电流的变化应用“增反减同”的规律阶梯练习3.在水平面内有一固定的U型裸金属框架，框架上静止放置一根粗糙的金属杆ab，整个装置放在竖直方向的匀强磁场中，如图7所示下列说法中正确的是()图7A只有当磁场方向向上且增强，ab杆才可能向左移动B只有当磁场方向向下且减弱，ab杆才可能向右移动C无论磁场方向如何，只要磁场减弱，ab杆就可能向右移动D当磁场变化时，ab杆中一定有电流产生，且一定会移动【答案】C【解析】由楞次定律可知，当闭合回路的磁通量增大时，导体棒将向左移动，阻碍磁通量的增加，当闭合回路的磁通量减小时，导体棒将向右运动，以便阻碍磁通量的减小，与磁场方向无关，故选C.4(多选)用如图8所示的实验装置研究电磁感应现象，下列说法正确的是()图8A当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针发生偏转B当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针不发生偏转C保持磁铁在线圈中相对静止时，电流表指针不发生偏转D若磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针发生偏转【答案】AC5如图9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FT1和FT2，重力加速度大小为g，则()图9AFT1mg，FT2mgBFT1mg，FT2mgCFT1mg，FT2mgDFT1mg，FT2mg【答案】A【解析】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力向上，在磁铁下端时受力也向上，则金属圆环对磁铁的作用始终向下，对磁铁受力分析可知FT1mg，FT2mg，A正确考向三三定则一定律的综合应用【例3】如图10所示金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则()图10Aab棒不受安培力作用Bab棒所受安培力的方向向右Cab棒向右运动速度v越大，所受安培力越大D螺线管产生的磁场，A端为N极关键词匀强磁场；向右运动【答案】C端，根据右手螺旋定则可知，螺线管的A端为S极，选项D错误方法总结三定则一定律的应用技巧1应用楞次定律时，一般要用到安培定则2研究感应电流受到的安培力时，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力方向，有时也可以直接应用楞次定律的推论确定阶梯练习6.如图11所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下在将磁铁的S极插入线圈的过程中() 图11A通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥B通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥C通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互吸引D通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互吸引【答案】A7(多选)如图12所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引()图12A向右做匀速运动 B向左做减速运动C向右做减速运动 D向右做加速运动【答案】BC（四）知识还原第1讲电磁感应现象楞次定律基础知识一、电磁感应现象的判断1磁通量(1)概念：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(2)公式：BS.(3)适用条件：匀强磁场S为垂直磁场的有效面积(4)磁通量是标量(填“标量”或“矢量”)(5)磁通量的意义：磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数同一线圈平面，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和反向穿过的一样多时，磁通量为零(6)磁通量变化：21.2电磁感应现象(1)定义：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)产生条件：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，该过程遵循能量守恒定律二、楞次定律的理解及应用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3“阻碍”的含义当磁通量增加时，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”4右手定则(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向(2)适用情况：导体切割磁感线产生感应电流三、三定则一定律的比较基本现象应用的定则或定律运动电荷、电流产生磁场安培定则磁场对运动电荷、电流的作用力左手定则电磁感应部分导体做切割磁感线运动右手定则闭合回路磁通量变化楞次定律【深度思考】1.右手定则与左手定则的区别：“因电而动”用左手定则，“因动而电”用右手定则2安培定则与楞次定律的区别：“因电生磁”用安培定则“因磁生电”用楞次定律(或右手定则)基础自测1判断下列说法是否正确(1)穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中不一定有感应电流产生(×)(2)线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生()(3)当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势()(4)回路不闭合，穿过回路的磁通量变化时，也会产生“阻碍”作用(×)(5)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量变化()(6)感应电流的方向可能与B的方向平行，但一定与v的方向垂直(×)2如图1所示，固定于水平面上的金属架abcd处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动t0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MbcN构成一个边长为l的正方形为使MN棒中不产生感应电流，从t0开始，磁感应强度B随时间t变化的示意图为()图1【答案】C3如图所示，匀强磁场中有一个矩形闭合导线框在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是()A如图甲所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B如图乙所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在 磁场中上下运动C如图丙所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动【答案】C.4如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁(N极朝上，S极朝下)由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应电流的方向(从上向下看)，下列说法正确的是() A总是顺时针B总是逆时针C先顺时针后逆时针D先逆时针后顺时针【答案】C.【解析】磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，则导体环中，先是向上的磁通量增加，磁铁过中间以后，向上的磁通量减少，根据楞次定律，产生的感应电流方向先顺时针后逆时针，选项C正确5如图所示，AOC是光滑的金属导轨，电阻不计，AO沿竖直方向，OC沿水平方向；PQ是金属直杆，电阻为R，几乎竖直斜靠在导轨AO上，由静止开始在重力作用下运动，运动过程中P、Q端始终在金属导轨AOC上；空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆从开始滑动到P端滑到OC的过程中，PQ中感应电流的方向()A始终是由PQB始终是由Q PC先是由PQ，后是由Q PD先是由Q P，后是由PQ【答案】C.