【先学后教新思路】高考物理教与学经典组合【学案】 【教案】教案16 电磁感应现象 楞次定律1_中学教育-高考.pdf

【先学后教新思路】2014 高考物理教与学经典组合【学案】+【教案】：教案 16 电磁感应现象 楞次定律 电磁感应现象 楞次定律 考纲解读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.掌握楞次定律和右手定则的应用，并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向 1 对磁通量的考查如图 1 所示，ab 是水平面上一个圆的直径，在 过 ab 的竖直面内有一根通电直导线 ef，且 ef 平行于 ab，当 ef 竖直向上平移时，穿过圆面积的磁通量将()A逐渐变大 图 1 B逐渐减小 共 16 页 C始终为零 D不为零，但始终保持不变 答案 C 解析 穿过圆面积的磁通量是由通电直导线 ef 产生的，因为通电直导线位于圆的正上方，所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过该面积的条数相等，即磁通量为零，而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化故 C正确 2 对电磁感应现象发生条件的考查试分析下列各种情形中，金属线框或线圈里能否产生 感应电流？答案 除 A外均能产生感应电流 3 对楞次定律的考查下列各图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是()答案 CD 解析 根据楞次定律可确定感应电流的方向：以 C选项为例，当磁铁向下运动时：(1)闭合线圈原磁场的方向向上；(2)穿过闭合线圈的磁通量的变化增加；(3)感应电流产生的磁场方向向下；(4)利用安培定则判断感应电流的方向与图中箭头方向相同线圈的上端为 S 极，磁铁与线圈相互排斥运用以上分析方法可知，C、D正确 4 对右手定则的考查如图 2 所示，在直线电流附近有一根金属棒ab，当 金属棒以 b 端为圆心，以 ab 为半径，在过导线的平面内匀速旋转到达 图中的位置时()Aa 端聚积电子 Bb 端聚积电子图 2 C金属棒内电场强度等于零 共 16 页 DUa>Ub 道电磁感应现象产生的条件理解磁通量及磁通量变化的含义并能计算掌握楞次定律和右手定则的应用并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向对磁通量的考查如图所示是水平面上一个圆的直径在过的竖直面内有一根通电直导案解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线产生的因为通电直导线位于圆的正上方所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过面积的条数相等即磁通量为零而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化故正确对电磁感应现象发生考查下列各图是验证楞次定律实验的示意图竖直放置的线圈固定不动将磁铁从线圈上方插入或拔出线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流 答案 BD 解析 因金属棒所在区域的磁场的方向垂直于纸面向外，当金属棒转动时，由右手定则可知，a 端的电势高于 b 端的电势，b 端聚积电子，B、D正确 考点梳理 一、磁通量 1定义：在磁感应强度为 BS和 B的乘积 2公式：.适用条件：(1)匀强磁场 (2)S 为垂直磁场的有效面积 3(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 (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和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：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：闭合回路的一部分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道电磁感应现象产生的条件理解磁通量及磁通量变化的含义并能计算掌握楞次定律和右手定则的应用并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向对磁通量的考查如图所示是水平面上一个圆的直径在过的竖直面内有一根通电直导案解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线产生的因为通电直导线位于圆的正上方所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过面积的条数相等即磁通量为零而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化故正确对电磁感应现象发生考查下列各图是验证楞次定律实验的示意图竖直放置的线圈固定不动将磁铁从线圈上方插入或拔出线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流电能 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部分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)(2)适用情况：所有的电磁感应现象 2 右手定则 (1)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)共 16 页 5 利用楞次定律的推论“增反减同”解题如图 3 所示，ab 是一个可以绕 垂直于纸面的轴 O 转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器 R的滑 片 P 自左向右滑动过程中，线圈 ab 将()A静止不动 B逆时针转动 图 3 C顺时针转动 D发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动的方向 答案 C 道电磁感应现象产生的条件理解磁通量及磁通量变化的含义并能计算掌握楞次定律和右手定则的应用并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向对磁通量的考查如图所示是水平面上一个圆的直径在过的竖直面内有一根通电直导案解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线产生的因为通电直导线位于圆的正上方所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过面积的条数相等即磁通量为零而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化故正确对电磁感应现象发生考查下列各图是验证楞次定律实验的示意图竖直放置的线圈固定不动将磁铁从线圈上方插入或拔出线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流 解析 当 P 向右滑动时，电路中电阻减小，电流增大，穿过线圈 ab 的磁通量增大，根据楞次定律判断，线圈 ab 将顺时针转动 6 利用楞次定律的推论“阻碍相对运动”解题如图 4 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()图 4 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 答案 D 解析 甲是闭合铜线框，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；乙不是闭合回路，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，所需时间相同，故 D正确 方法提炼 利用电磁感应的效果进行判断的方法：方法 1：阻碍原磁通量的变化“增反减同”方法 2：阻碍相对运动“来拒去留”方法 3：使线圈面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”道电磁感应现象产生的条件理解磁通量及磁通量变化的含义并能计算掌握楞次定律和右手定则的应用并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向对磁通量的考查如图所示是水平面上一个圆的直径在过的竖直面内有一根通电直导案解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线产生的因为通电直导线位于圆的正上方所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过面积的条数相等即磁通量为零而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化故正确对电磁感应现象发生考查下列各图是验证楞次定律实验的示意图竖直放置的线圈固定不动将磁铁从线圈上方插入或拔出线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流 方法 4：阻碍原电流的变化(自感现象)“增反减同”.共 16 页 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)回路面积和磁场强弱均不变，但二者的相对位臵发生改变 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.?不变无感应电流?(3)?回路闭合，有感应电流变化?不闭合，无感应电流，但有感应电动势?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图 5 D匀强磁场均匀增加 例 1 如图 5 所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，解析 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；当圆盘以某一水道电磁感应现象产生的条件理解磁通量及磁通量变化的含义并能计算掌握楞次定律和右手定则的应用并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向对磁通量的考查如图所示是水平面上一个圆的直径在过的竖直面内有一根通电直导案解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线产生的因为通电直导线位于圆的正上方所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过面积的条数相等即磁通量为零而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化故正确对电磁感应现象发生考查下列各图是验证楞次定律实验的示意图竖直放置的线圈固定不动将磁铁从线圈上方插入或拔出线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流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 答案 BD 突破训练 1 如图所示，能产生感应电流的是()答案 B 解析 A图中线圈没闭合，无感应电流；B图中磁通量增大，有感应电流；C图中导线 在圆环的正上方，不论电流如何变化，穿过线圈的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，也 共 16 页 无感应电流；D 图中的磁通量恒定，无感应电流故选 B.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 2 楞次定律的使用步骤 例 2(2011上海单科13)如图 6，均匀带正电的绝缘圆环 a 与金属圆环 b 同心共面放置，当 a 绕 O 点在其所在平面内旋转时，b 中产生顺 时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环 a()A顺时针加速旋转 B顺时针减速旋转 C逆时针加速旋转 图 6 道电磁感应现象产生的条件理解磁通量及磁通量变化的含义并能计算掌握楞次定律和右手定则的应用并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向对磁通量的考查如图所示是水平面上一个圆的直径在过的竖直面内有一根通电直导案解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线产生的因为通电直导线位于圆的正上方所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过面积的条数相等即磁通量为零而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化故正确对电磁感应现象发生考查下列各图是验证楞次定律实验的示意图竖直放置的线圈固定不动将磁铁从线圈上方插入或拔出线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流 D逆时针减速旋转 解析 由楞次定律知，欲使 b 中产生顺时针电流，则 a 环内磁场应向里减弱或向外增强，a 环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速，由于 b 环又有收缩趋势，说明 a 环外部磁场向外，内部向里，故选 B.答案 B 逆向思维法在感应电流方向判断中的应用 逆向思维法是指从事物正向发展的目标、规律的相反方向出发，运用对立的、颠倒 的思维方式去思考问题的一种方法而电磁感应现象中因果相对的关系恰好反映了 共 16 页 自然界的这种对立统一规律对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因 突破训练 2 如图 7(a)所示，两个闭合圆形线圈 A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈 A中通以如图(b)所示的交变电流，t0 时电流方向为顺时针(如图中箭头所示)，在 t1t2 时间段内，对于线圈 B，下列说法中正确的是()图 7 A线圈 B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势 B线圈 B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势 C线圈 B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势 道电磁感应现象产生的条件理解磁通量及磁通量变化的含义并能计算掌握楞次定律和右手定则的应用并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向对磁通量的考查如图所示是水平面上一个圆的直径在过的竖直面内有一根通电直导案解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线产生的因为通电直导线位于圆的正上方所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过面积的条数相等即磁通量为零而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化故正确对电磁感应现象发生考查下列各图是验证楞次定律实验的示意图竖直放置的线圈固定不动将磁铁从线圈上方插入或拔出线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流 D线圈 B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势 答案 A 解析 在 t1t2 时间段内，A线圈的电流为逆时针方向，产生的磁场垂直纸面向外且是增加的，由此可判定 B线圈中的电流为顺时针方向线圈的扩张与收缩可用阻碍变化的观点去判定 在 t1t2 时间段内 B线圈内的增强，根据楞次定律，只有 B线圈增大面积，才能阻碍的增加，故选 A.突破训练 3 如图 8 所示，当磁场的磁感应强度 B增强时，内、外金属 环上的感应电流的方向应为()A内环顺时针，外环逆时针 B内环逆时针，外环顺时针 C内、外环均为顺时针 图 8 D内、外环均为逆时针 答案 A 解析 磁场增强，则穿过回路的磁通量增大，故感应电流的磁场向外，由安培定则知感应电流对整个电路而言应沿逆时针方向；若分开讨论，则外环逆时针，内环顺时针，A正确 .共 16 页 40“一定律三定则”的应用技巧 1应用现象及规律比较 2.道电磁感应现象产生的条件理解磁通量及磁通量变化的含义并能计算掌握楞次定律和右手定则的应用并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向对磁通量的考查如图所示是水平面上一个圆的直径在过的竖直面内有一根通电直导案解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线产生的因为通电直导线位于圆的正上方所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过面积的条数相等即磁通量为零而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化故正确对电磁感应现象发生考查下列各图是验证楞次定律实验的示意图竖直放置的线圈固定不动将磁铁从线圈上方插入或拔出线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流 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 例 3 如图 9 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向右减速运动图 9 D向左减速运动 解析 MN 向右运动，说明 MN 受到向右的安培力，因为 ab 在 MN 处的磁场垂直纸面向里 MN 中的感应电流由 MN L1中感应电流的磁场方向向上 PQ 中电流?L2中磁场方向向上减弱?；若 L2中磁场方向向上减弱?L中磁场方向向下增强?2 为 QP 且减小 电流为 PQ 且增大 答案 BC 向右减速运动；若 L2中磁场方向向下增强,向左加速运动 PQ 中 突破训练 4 两根相互平行的金属导轨水平放置于图 10 所示的匀强磁场 道电磁感应现象产生的条件理解磁通量及磁通量变化的含义并能计算掌握楞次定律和右手定则的应用并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向对磁通量的考查如图所示是水平面上一个圆的直径在过的竖直面内有一根通电直导案解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线产生的因为通电直导线位于圆的正上方所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过面积的条数相等即磁通量为零而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化故正确对电磁感应现象发生考查下列各图是验证楞次定律实验的示意图竖直放置的线圈固定不动将磁铁从线圈上方插入或拔出线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流 中，在导轨上接触良好的导体棒 AB和 CD可以自由滑动当 AB在外 力 F作用下向右运动时，下列说法中正确的是()A导体棒 CD内有电流通过，方向是 DC 图 10 B导体棒 CD内有电流通过，方向是 CD C磁场对导体棒 CD的作用力向左 D磁场对导体棒 AB的作用力向左 答案 BD 共 16 页 解析 利用楞次定律两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路，分析出磁通量增加，结合安培定则判断回路中感应电流的方向是 BACDB.以此为基础，再根据左手定则进一步判定 CD、AB的受力方向，经过比较可得正确答案 高考题组 1(2012山东理综14)下列叙述正确的是()A法拉第发现了电磁感应现象 B惯性是物体的固有属性，速度大的物体惯性一定大 C牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因 D感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果 答案 AD 解析 电磁感应现象的发现者是法拉第，故选项 A正确；惯性是物体本身固有的属性，质量是物体惯性大小的唯一量度，故选项B错误；伽利道电磁感应现象产生的条件理解磁通量及磁通量变化的含义并能计算掌握楞次定律和右手定则的应用并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向对磁通量的考查如图所示是水平面上一个圆的直径在过的竖直面内有一根通电直导案解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线产生的因为通电直导线位于圆的正上方所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过面积的条数相等即磁通量为零而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化故正确对电磁感应现象发生考查下列各图是验证楞次定律实验的示意图竖直放置的线圈固定不动将磁铁从线圈上方插入或拔出线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流略通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因，故选项 C错误；楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的表现，故选项 D 正确 2(2012北京理综19)物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”如图 11，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 图 11 某同学另找来器材再探究此实验他连接好电路，经重复实验，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 答案 D 解析 金属套环跳起的原因是开关 S 闭合时，套环上产生的感应电流与通电螺线管上的 共 16 页 电流相互作用而引起的线圈接在直流电源上，S 闭合时，金属套环也会跳起电源电压越高，线圈匝数越多，S 闭合时，金属套环跳起越剧烈若套环是非导体材料，则套环不会跳起故选项 A、B、C错误，选项D正确 道电磁感应现象产生的条件理解磁通量及磁通量变化的含义并能计算掌握楞次定律和右手定则的应用并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向对磁通量的考查如图所示是水平面上一个圆的直径在过的竖直面内有一根通电直导案解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线产生的因为通电直导线位于圆的正上方所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过面积的条数相等即磁通量为零而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化故正确对电磁感应现象发生考查下列各图是验证楞次定律实验的示意图竖直放置的线圈固定不动将磁铁从线圈上方插入或拔出线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流 3(2011海南单科20)如图 12，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直 方向均匀分布，水平方向非均匀分布 一铜制圆环用丝线悬挂于 O 点，将圆环拉至位置 a 后无初速度释放，在圆环从 a 摆向 b 的过程中()A感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 B感应电流方向一直是逆时针 C安培力方向始终与速度方向相反图 12 D安培力方向始终沿水平方向 答案 AD 解析 圆环从位臵 a 运动到磁场分界线前，磁通量向里增大，感应电流方向为逆时针；跨越分界线过程中，磁通量由向里最大变为向外最大，感应电流方向为顺时针；再摆到 b 的过程中，磁通量向外减小，感应电流方向为逆时针，A正确，B错误；由于圆环所在处的磁场，上下对称，所受安培力在竖直方向平衡，因此总的安培力方向沿水平方向，故 C错误，D正确 模拟题组 4 如图 13 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沿逆时针方向图 13 道电磁感应现象产生的条件理解磁通量及磁通量变化的含义并能计算掌握楞次定律和右手定则的应用并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向对磁通量的考查如图所示是水平面上一个圆的直径在过的竖直面内有一根通电直导案解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线产生的因为通电直导线位于圆的正上方所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过面积的条数相等即磁通量为零而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化故正确对电磁感应现象发生考查下列各图是验证楞次定律实验的示意图竖直放置的线圈固定不动将磁铁从线圈上方插入或拔出线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流 D先沿逆时针方向后沿顺时针方向 答案 C 解析 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 5.如图 14，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过 程中，下列判断中正确的是()A金属环在下落过程中机械能守恒 B金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量 C金属环的机械能先减小后增大 图 14 D磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力 答案 B 解析 金属环在下落过程中，磁通量发生变化，闭合金属环中产生感应电流，金属环受 共 16 页 到磁场力的作用，机械能不守恒，A错误由能量守恒知，金属环重力势能的减少量等于其动能的增加量和在金属环中产生的电能之和，B正确金属环下落的过程中，机械能转变为电能，机械能减少，C错误当金属环下落到磁铁中央位臵时，金属环中的磁通量不变，其中无感应电流，和磁铁间无作用力，磁铁所受重力等于桌面对它的支持力，由牛顿第三定道电磁感应现象产生的条件理解磁通量及磁通量变化的含义并能计算掌握楞次定律和右手定则的应用并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向对磁通量的考查如图所示是水平面上一个圆的直径在过的竖直面内有一根通电直导案解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线产生的因为通电直导线位于圆的正上方所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过面积的条数相等即磁通量为零而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化故正确对电磁感应现象发生考查下列各图是验证楞次定律实验的示意图竖直放置的线圈固定不动将磁铁从线圈上方插入或拔出线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流律，磁铁对桌面的压力等于桌面对磁铁的支持力，等于磁铁的重力，D错误 (限时：30 分钟)?题组 1 对电磁感应现象产生条件的考查 1 现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈 A、线圈 B、电流计及电键按如图 1 所示连接下列说法中正确的是()图 1 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 答案 A 解析 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，从而使电流计指针偏转，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，使线圈 B的磁通量变化，电流计指针都会发生偏转，选项 C、D 错误 道电磁感应现象产生的条件理解磁通量及磁通量变化的含义并能计算掌握楞次定律和右手定则的应用并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向对磁通量的考查如图所示是水平面上一个圆的直径在过的竖直面内有一根通电直导案解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线产生的因为通电直导线位于圆的正上方所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过面积的条数相等即磁通量为零而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化故正确对电磁感应现象发生考查下列各图是验证楞次定律实验的示意图竖直放置的线圈固定不动将磁铁从线圈上方插入或拔出线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流 2 如图 2 所示，一个 U 形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体 棒 ab，有一个磁感应强度为 B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且 与竖直方向的夹角为.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感 共 16 页 应电流的是()Aab 向右运动，同时使减小 图 2 B使磁感应强度 B减小，角同时也减小 Cab 向左运动，同时增大磁感应强度 B Dab 向右运动，同时增大磁感应强度 B和角(0<<90)答案 A 解析 设此时回路面积为 S，据题意，磁通量BScos，对 A，S 增大，减小，cos 增大，则增大，A正确对 B，B减小，减小，cos 增大，可能不变，B错误对 C，S 减小，B增大，可能不变，C错误对 D，S 增大，B增大，增大，cos 减小，可能不变，D错误故只有 A正确 3 如图 3 所示，在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆 环以下判断中正确的是()A释放圆环，环下落时产生感应电流 B释放圆环，环下落时无感应电流 图 3 C释放圆环，环下落时环的机械能守恒 道电磁感应现象产生的条件理解磁通量及磁通量变化的含义并能计算掌握楞次定律和右手定则的应用并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向对磁通量的考查如图所示是水平面上一个圆的直径在过的竖直面内有一根通电直导案解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线产生的因为通电直导线位于圆的正上方所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过面积的条数相等即磁通量为零而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化故正确对电磁感应现象发生考查下列各图是验证楞次定律实验的示意图竖直放置的线圈固定不动将磁铁从线圈上方插入或拔出线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流 D释放圆环，环下落时环的机械能不守恒 答案 BC 解析 由条形磁铁磁场分布特点可知，穿过其中央位臵正上方的圆环的合磁通量为零，所以在环下落的过程中，磁通量不变，没有感应电流，圆环只受重力，则环下落时机械能守恒，故 A、D 错误，B、C正确 4 如图 4 所示，闭合圆导线线圈放置在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行，其中 ac、bd 分别是平行、垂直于磁场方向的两条直径试分析线圈做 如下运动时，能产生感应电流的是()A使线圈在纸面内平动 B使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动图 4 C使线圈以 ac 为轴转动 D使线圈以 bd 为轴转动 答案 D 解析 使线圈在纸面内平动、沿垂直纸面方向向纸外平动或以 ac 为轴转动，线圈中的磁通量始终为零，不变化，无感应电流产生；以 bd 为轴转动时，线圈中的磁通量不断变化，能产生感应电流，所以 D 选项正确?题组 2 对楞次定律应用的考查 5 金属环水平固定放置，现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放，共 16 页 道电磁感应现象产生的条件理解磁通量及磁通量变化的含义并能计算掌握楞次定律和右手定则的应用并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向对磁通量的考查如图所示是水平面上一个圆的直径在过的竖直面内有一根通电直导案解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线产生的因为通电直导线位于圆的正上方所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过面积的条数相等即磁通量为零而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化故正确对电磁感应现象发生考查下列各图是验证楞次定律实验的示意图竖直放置的线圈固定不动将磁铁从线圈上方插入或拔出线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流 在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环()A始终相互吸引 B始终相互排斥 C先相互吸引，后相互排斥 D先相互排斥，后相互吸引 答案 D 解析 磁铁靠近圆环的过程中，穿过圆环的磁通量增加，根据楞次定律 可知，感应电流的磁场阻碍穿过圆环的原磁通量的增加，与原磁 场方向相反，如图甲所示，二者之间是斥力；当磁铁穿过圆环下 降离开圆环时，穿过圆环的磁通量减少，根据楞次定律可知，感 应电流的磁场阻碍穿过圆环的磁通量的减少，二者方向相同，如 图乙所示，磁铁与圆环之间是引力因此选项 D 正确也可直接根据楞次定律中“阻碍”的含义推论：来则拒之，去则留之分析磁铁在圆环上方下落过程是靠近圆环根据来则拒之，二者之间是斥力；当磁铁穿过圆环后继续下落过程是远离圆环根据去则留之，二者之间是引力因此选项 D正确 6.如图 5 所示，线圈 M 和线圈 N 绕在同一铁芯上 M 与电源、开关、滑动变阻器相连，P 为滑动变阻器的滑动触头，开关 S 处于闭合 状态，N 与电阻 R相连下列说法正确的是()A当 P 向右移动时，通过 R的电流为 b 到 a B当 P 向右移动时，通过 R的电流为 a 到 b 图 5 道电磁感应现象产生的条件理解磁通量及磁通量变化的含义并能计算掌握楞次定律和右手定则的应用并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向对磁通量的考查如图所示是水平面上一个圆的直径在过的竖直面内有一根通电直导案解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线产生的因为通电直导线位于圆的正上方所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过面积的条数相等即磁通量为零而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化故正确对电磁感应现象发生考查下列各图是验证楞次定律实验的示意图竖直放置的线圈固定不动将磁铁从线圈上方插入或拔出线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流 C断开 S 的瞬间，通过 R的电流为 b 到 a D断开 S 的瞬间，通过 R的电流为 a 到 b 答案 AD 解析 本题考查楞次定律根据右手螺旋定则可知 M 线圈内磁场方向向左，当滑动变阻器的滑动触头 P 向右移动时，电阻减小，M 线圈中电流增大，磁场增大，穿过 N 线圈内的磁通量增大，根据楞次定律可知 N 线圈中产生的感应电流通过 R的方向为 b 到 a，A正确，B错误；断开 S 的瞬间，M 线圈中的电流突然减小，穿过 N 线圈中的磁通量减小，根据楞次定律可知 N 线圈中产生的感应电流方向为 a 到 b，C错误，D正确 7 如图 6 所示，质量为 m 的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面 上当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右 从线圈正上方等高、快速经过时，线圈始终保持不动则关于线 圈在此过程中受到的支持力 FN和摩擦力 Ff的情况，以下判断正 共 16 页 确的是()图 6 AFN先大于 mg，后小于 mg BFN一直大于 mg CFf先向左，后向右 DFf一直向左 答案 AD 解析 条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、快速经过时，线圈中磁通量先增大后减小，由楞次定律中“来拒去留”关道电磁感应现象产生的条件理解磁通量及磁通量变化的含义并能计算掌握楞次定律和右手定则的应用并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向对磁通量的考查如图所示是水平面上一个圆的直径在过的竖直面内有一根通电直导案解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线产生的因为通电直导线位于圆的正上方所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过面积的条数相等即磁通量为零而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化故正确对电磁感应现象发生考查下列各图是验证楞次定律实验的示意图竖直放置的线圈固定不动将磁铁从线圈上方插入或拔出线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流系可知 A、D正确，B、C错误 8 如图 7 所示，线圈由 A位置开始下落，在磁场中受到的安培力如果总 小于它的重力，则它在 A、B、C、D 四个位置(B、D 位置恰好线圈有 一半在磁场中)时，加速度关系为()AaA>aB>aC>aD BaAaC>aB>aD CaAaC>aD>aB 图 7 DaAaC>aBaD 答案 B 解析 线圈在 A、C位臵时只受重力作用，加速度 aAaCg.线圈在 B、D位臵时均受两个力的作用，其中安培力向上，重力向下由于重力大于安培力，所以加速度向下，F大小 ag<g.又线圈在 D 点时速度大于 B点速度，即 FD>FB，所以 aD<aB，因此加 m 速度的关系为 aAaC>aB>aD，选项 B正确 9 如图 8 所示，圆环形导体线圈 a 平放在水平桌面上，在 a 的正上方固 定一竖直螺线管 b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接 成如图所示的电路若将滑动变阻器的滑片 P 向上滑动，下面说法中 正确的是()A穿过线圈 a 的磁通量变大图 8 道电磁感应现象产生的条件理解磁通量及磁通量变化的含义并能计算掌握楞次定律和右手定则的应用并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向对磁通量的考查如图所示是水平面上一个圆的直径在过的竖直面内有一根通电直导案解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线产生的因为通电直导线位于圆的正上方所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过面积的条数相等即磁通量为零而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化故正确对电磁感应现象发生考查下列各图是验证楞次定律实验的示意图竖直放置的线圈固定不动将磁铁从线圈上方插入或拔出线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流 B线圈 a 有收缩的趋势 C线圈 a 中将产生俯视顺时针方向的感应电流 D线圈 a 对水平桌面的压力 FN将增大 答案 C 解析 P 向上滑动，回路电阻增大，电流减小，磁场减弱，穿过线圈 a的磁通量变小，根据楞次定律，a 环面积应增大，A、B错；由于 a 环中磁通量减小，根据楞次定律知 a 环中感应电流应为俯视顺时针方向，C对；由于 a 环中磁通量减小，根据楞次定律，a 环有阻碍磁通量减小的趋势，可知 a 环对水平桌面的压力 FN减小，D 错 共 16 页 10.如图 9 所示，绝缘水平面上有两个离得很近的导体环 a、b.将条形磁 铁沿它们的正中向下移动(不到达该平面)，a、b 将如何移动()Aa、b 将相互远离 Ba、b 将相互靠近 Ca、b 将不动 图 9 D无法判断 答案 A 解析 根据BS，条形磁铁向下移动过程中 B增大，所以穿过每个环中的磁通量都有增大的趋势由于 S 不可改变，为阻碍磁通量增大，导体环会尽量远离条形磁铁，所以 a、b 将相互远离?题组 3 对三个“定则”，一个“规律”的综合考查 道电磁感应现象产生的条件理解磁通量及磁通量变化的含义并能计算掌握楞次定律和右手定则的应用并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向对磁通量的考查如图所示是水平面上一个圆的直径在过的竖直面内有一根通电直导案解析穿过圆面