一轮复习学案10.1电磁感应现象楞次定律.docx

第1讲电磁感应现象楞次定律知识点一磁通量1 .定义:在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向 的面积S与B的乘积.(如图所示).2 .公式：0=.3 .单位：lWb=.4 .标矢性：磁通量是(选填“标量”或“矢量”)，但有正负.知识点二电磁感应现象1 .电磁感应现象：当穿过闭合回路的 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)发生变化.3 .实质：磁通量发生变化时，电路中产生感应电动势，如果电路闭合，则有； 如果电路不闭合，则只有，而无感应电流.知识点三楞次定律1 .楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要 引起感应电流的 的变化.(2)适用范围：适用于一切回路中 变化的情况.2 .右手定则(1)使用方法.让磁感线穿入.使大拇指指向 的方向.其余四指指向 的方向.(2)适用范围：适用于部分导体 磁感线的情况.思考辨析(1)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.()(2)当导体切割磁感线时，一定会产生感应电动势.()(3)由楞次定律知，感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反.()教材改编人教版选修3 - 2P13T3改编如图所示，CDE厂是金属框，框内存在着垂直纸面向里的 匀强磁场.当导体A8向右移动时，金属框中C。、打边的感应电流的方向为()A. C->D, EfFB. DY, ETC. C-D F-ED. DY, FfE考点一电磁感应现象的理解和判断自主演练判断产生感应电流的思路多维练透1.如图1所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别 用血和2表示穿过两环的磁通量；如图2所示，两同心圆环A和B处在同一平面内，B 的半径小于A的半径.一条形磁铁的轴线与圆环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量大小为 A与B，则有0A. 01>02A>bB.1 = 6A BC. 0!<020a=0bD.无法比较2 .人教选修32改编如图所示的各图所描述的物理情境中，没有产生感应电流的是03 .(多选)如图所示，矩形闭合线圈abed竖直放置，00,是它的对称轴，通电直导线 A8与。O平行.若要在线圈中产生感应电流，可行的做法是()A. 中电流/逐渐增大B. AB中电流/先增大后减小C.以A3为轴，线圈绕顺时针转90。D.线圈绕00,轴逆时针转动90。(俯视)4.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所示连 接，下列说法中正确的是()A.开关闭合后，线圈A插入或拔出线圈3都会引起电流计指针偏转B.线圈A插入线圈3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，滑动变阻器的滑片尸匀速滑动，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，电流计指针才能偏转考点二楞次定律的理解与应用师生共研题型1|对楞次定律的理解例1 2019全国卷HI, 14楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现？()A.电阻定律B.库仑定律C.欧姆定律D.能量守恒定律题型2|用楞次定律判断感应电流的方向利用楞次定律判断感应电流的方向“四步走”例22021 北京西城区一模在探究影响感应电流方向的因素实验中，用灵敏电流计和线 圈组成闭合回路，通过“插入”和“拔出”磁铁，使线圈中产生感应电流，记录实验过程中 的相关信息,就可以分析得出感应电流方向遵循的规律.如图所示为某同学的部分实验记录, 在图甲中，电流计指针向左偏转.以下说法正确的是()A.在图乙所示实验过程中，电流计指针应该向左偏转B.在图丙所示实验过程中，电流计指针应该向左偏转C.这组实验可以说明，感应电流的磁场方向与线圈的绕向有关D.这组实验可以说明，感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向有关题型3|由右手定则判断感应电流的方向该方法只适用于切割磁感线产生的感应电流，注意三个要点：掌心磁感线垂直穿入；拇指指向导体运动的方向；四指指向感应电流的方向.例32021 黄山模拟两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导 轨上与导轨接触良好的导体棒A3和CO可以自由滑动.当A5在外力尸作用下向右运动时， 下列说法中正确的是0A.导体棒内有电流通过，方向是。一CB.导体棒8内有电流通过，方向是。一。C磁场对导体棒CO的作用力向左D.磁场对导体棒A8的作用力向右练12020.江苏卷,3如图所示，两匀强磁场的磁感应强度囱和&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8减小治B.同时减小囱增大历C.同时以相同的变化率增大囱和外D.同时以相同的变化率减小囱和&练22021上海浦东新区模拟如图所示，长直导线中通有向右的电流/,线圈与直导 线垂直放置于其正下方，线圈中心轴线与直导线重合，线圈直径与直导线重合，线圈 与直导线共面放置于其正下方.在电流/均匀增大的过程中()A.从左向右看，线圈中产生顺时针方向的电流B.从左向右看，线圈中产生逆时针方向的电流C.正视线圈中产生逆时针方向的电流D.正视线圈中产生逆时针方向的电流练3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PQHS, 一圆环形金属线框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()A. PQAS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B. PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向C. PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向D. PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向考点三楞次定律的推广应用多维探究题型1阻碍原磁通量的变化增反减同例4如图所示，在水平放置的螺线管的中央，放着一个可绕水平轴00，自由转动的闭 合线圈从H 轴。'与螺线管的轴线垂直，出?边在0。'轴的左上方，闭合K的瞬间， 关于线圈的运动情况，下列说法正确的是()A.不转动B.必边向左转动C.。边向右转动D.转动的方向与螺线管中的电流方向有关题型2|阻碍相对运动“来拒去留”例5如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁.如果在磁铁下端的水平桌面上放 一个固定的闭合线圈，并使磁铁上下振动.磁铁在向下运动的过程中，下列说法正确的是()A.线圈给磁铁的磁场力始终向上B.线圈给磁铁的磁场力先向上再向下C.线圈给磁铁的磁场力始终向下D.线圈给磁铁的磁场力先向下再向上题型3使回路面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”例6(多选)如图甲所示，在一螺线管内部中点处放置一小铜环；如图乙所示，在一螺线 管外部放置一大铜环，闭合开关的瞬间，下列说法正确的是()A.从左往右看，两个铜环中都有沿顺时针方向的感应电流B.从左往右看，小铜环中有顺时针方向的感应电流，大铜环中有逆时针方向的感应电 流C.两个铜环都有收缩的趋势D.小铜环有收缩的趋势，大铜环有扩张的趋势练42020全国卷m, 14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端时向左运动练52020合肥三模(多选)如图甲所示，串联一理想交流电流表的单匝圆形闭合导线框 水平放置，半径为八电阻为R,匀强磁场穿过线框，该磁场磁感应强度3随时间，按正弦 规律变化，如图乙所示，则下列说法正确的是0A.，=彳1寸线框中的感应电流最大4B.时电流表的小数为零C.在内线框有收缩趋势 24D. 07时间内线框中产生的焦耳热为写登致后反思楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原 因.列表说明如下：思维拓展三定则一定律的综合应用1. “三个定则、一个定律”的应用对比：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洛伦兹力、安培力磁场对运动电荷、电流有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2 .三个定则一个定律的应用技巧：(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感应电流方向，再用左手定 则确定安培力方向，有时也可以直接用楞次定律的推广应用确定.题型1 一次感应例12018,全国卷I , 19(多选)如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开 关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路.将一小 磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态.下列说法正确的是0A.B.C.D.动开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转题型2二次感应例2 (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,的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时，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.向左减速运动练2020.海淀区模拟如图所示，左右两套装置完全相同，用导线悬挂的金属细棒ab、 cd分别位于两个蹄形磁铁的中央，悬挂点用导线分别连通.现用外力使仍棒向右快速摆动， 则此时cd棒受到的安培力方向及这个过程中右侧装置的工作原理相当于()A.B.C.D.cd棒受到的安培力向右, cd棒受到的安培力向左, cd棒受到的安培力向右, cd棒受到的安培力向左,右侧装置的工作原理相当于电动机 右侧装置的工作原理相当于发电机 右侧装置的工作原理相当于发电机 右侧装置的工作原理相当于电动机第1讲电磁感应现象楞次定律基础落实 知识点一1 .垂直2 . BS3 . 1rm24 .标量知识点二1 .磁通量2 .(D闭合(2)磁通量3 .感应电流感应电动势知识点三1 .(1)阻碍磁通量磁通量2 .(1)右手手心导体运动感应电流切割思考辨析(1) 7(2)7 (3) X教材改编答案：C考点突破1 .解析：只有1内有磁场，由1与2构成的环内没有磁场，所以劭=02；根据磁感线 的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线向上，外部磁感线向下.穿过环面向下的磁感 线将内部向上的磁感线抵消一部分，3的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以。B>A.答案：B2 .解析：开关S闭合稳定后，穿过线圈N的磁通量保持不变，线圈N中不会产生感应 电流，故A符合题意；磁铁向铝环A靠近，穿过铝环的磁通量增大，铝环中会产生感应电 流，故B不符合题意；金属框中从A位置向3位置运动，穿过金属框的磁通量发生变化， 金属框中会产生感应电流，故C不符合题意；铜盘在磁场中按图示方向转动，铜盘的一部 分切割磁感线，回路中会产生感应电流，故D不符合题意.答案：A3 .解析：只要A3中电流发生变化，可以是大小改变，也可以是方向改变，也可以是 大小和方向同时改变，都可以使线圈的磁通量发生变化，而产生感应电流，A和B都正确； 以为轴，线圈绕A3顺时针转90。的过程中，磁感应强度的大小和线圈的有效面积都没 变，磁通量不变，不能产生感应电流，C错误；以为轴逆时针转90。的过程中，线圈的 有效面积发生了变化，磁通量变化，能产生感应电流，D正确.答案：ABD4 .解析：开关闭合后，线圈A插入或拔出线圈3都会引起穿过线圈8的磁通量的变化， 从而使电流计指针偏转，选项A正确；线圈A插入线圈5中后，开关闭合和断开的瞬间， 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；开关闭合后，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的电流变化，使线圈3的磁通量变 化，电流计指针都会发生偏转，选项C、D错误.答案：A例1解析：楞次定律的本质是感应磁场中能量的转化，是能量守恒定律在电磁感应现象 中的具体体现，故选项D正确.答案:D例2解析：本题考查电磁感应实验及判断感应电流的方向.如题图甲所示，当磁铁的N 极向下运动时，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向上，由安培定则可知，感应电 流从下向上流过电流计，电流表指针向左偏转，可知电流计指针偏转方向与电流方向间的关 系：电流从下向上流过电流计，电流计指针向左偏转，电流从上向下流过电流计，电流计指 针向右偏转；在题图乙所示实验过程中，磁铁的S极向下运动时，穿过螺线管向上的磁通 量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向下，由安培定则可知，感应电流从上 向下流过电流计，则电流计指针应该向右偏转，故A错误；在题图丙所示实验过程中，磁 铁的N极向上运动时，穿过螺线管向下的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁 场的方向向下，由安培定则可知，感应电流从上向下流过电流计，电流计指针应该向右偏转， 故B错误；同理可知，题图丁中，穿过螺线管向上的磁通量减小，根据楞次定律可知，感 应电流的磁场的方向向上，由安培定则可知，感应电流从下向上流过电流计，电流计指针应 该向左偏转，所以这组实验可以说明，感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向、磁铁运动的 方向有关，而实验中线圈的绕向一致，所以不能探究感应电流的磁场方向与线圈的绕向的关 系，故C错误，D正确.答案：D例3解析：两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路，当A3向右运动时，由右手定则 判定导体棒A3中感应电流的方向是5-A,则导体棒CO中的电流方向为C-O,选项A错 误、选项B正确；再根据左手定则，判定导体棒CO受到的磁场力向右、导体棒A3受到的 磁场力向左，选项C、D错误.答案：B练1解析：当同时增大5减小反时，通过金属圆环的总磁通量增加，且方向垂直纸面 向里，根据楞次定律知，感应电流产生的磁场方向应为垂直纸面向外，根据右手螺旋定则知， 此时金属圆环中产生逆时针方向的感应电流，A项错误；同理当同时减小囱增大&时，金 属圆环中产生顺时针方向的感应电流，B项正确；当同时以相同的变化率增大或减小和 &时，金属圆环中的总磁通量没有变化，仍然为0,金属圆环中无感应电流产生，C、D项 均错误.答案:B练2解析：本题考查楞次定律的应用.穿过线圈的磁通量始终为零，则在电流/ 均匀增大的过程中，线圈中无感应电流产生，A、B、C错误；在电流/均匀增大的 过程中，穿过线圈的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，正视线圈中产生逆时针方向 的电流，D正确.答案：D练3解析：金属杆尸。突然向右运动，由右手定则可知，尸QRS中有沿逆时针方向的感 应电流，穿过圆环形金属线框T中的磁通量减小，由楞次定律可知，丁中有沿顺时针方向的 感应电流，故选项D正确.A、B、C错误.答案：D例4解析：闭合K的瞬间，通过闭合线圈"cd的磁通量增大，根据楞次定律，线圈就 边向左转动，转动的方向与螺线管中的电流方向无关，选项B正确.答案：B例5解析:本题考查楞次定律在受力问题中的应用,根据楞次定律的“来拒去留”可知， 磁铁向闭合线圈靠近，线圈给磁铁的磁场力始终向上，选项A正确.答案：A例6解析：题图甲中通过小铜环的是螺线管内部的部分磁感线，题图乙中通过大铜环的 是螺线管内部的所有磁感线与螺线管外部的部分磁感线的差值.闭合开关瞬间，穿过两铜环 的磁通量均向左增大，根据楞次定律，则铜环中的感应电流的磁场的方向向右，从左往右看， 铜环中感应电流沿顺时针方向，选项A正确、选项B错误；闭合开关的瞬间，穿过铜环的 磁通量向左增大，根据增缩减扩可知，题图甲中小铜环有收缩的趋势，题图乙中大铜环有扩 张的趋势，选项C错误、选项D正确.答案：AD练4解析：左侧线圈通电后相当于条形磁铁，形成的磁场相当于条形磁铁的磁场，将图 中开关闭合时，线圈及金属圆环内磁场由0开始增加，根据楞次定律可知，金属圆环将向磁 场弱的方向移动，即向右移动.圆环移动方向与开关拨至M或拨至N无关.故选B项.答案：B练5解析：由衣，图线切线斜率知，时8的变化率最小，线框面积不变，则通过 4线框的磁通量变化率最小，线框中的感应电流最小，选项A错误；由3”图线切线斜率知,时3的变化率最大，线框面积不变，则通过线框的磁通量变化率最大，线框中的感应电流最大，选项B错误；在力/力内，磁感应强度不断增强，根据楞次定律的增缩减扩规 24律，可知线框有收缩趋势，选项C正确；线框中产生的感应电动势最大值为EmaxMom2=景&兀/，那么感应电动势的有效值为£=亨氏兀r2,依据焦耳定律，有。了时间内闭合线 框上产生的热量Q=t=27r;无，选项D正确.KIR答案：CD思维拓展典例1解析：根据安培定则，开关闭合时铁芯上产生水平向右的磁场.A对：开关闭合后的瞬间，根据楞次定律，直导线上将产生由南向北的电流，根据安培 定则，直导线上方的磁场垂直纸面向里，故小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动.B、C错：开关闭合并保持一段时间后，直导线上没有感应电流，故小磁针的N极指北.D对：开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，根据楞次定律，直导线上将产生由北 向南的电流，这时直导线上方的磁场垂直纸面向外，故小磁针的N极朝垂直纸面向外的方 向转动.答案：AD典例2解析：MN向右运动,说明MN受到向右的安培力，因为。在MV处的磁场垂 左手定则安培定则直纸面向里MN中的感应电流方向为M-N-;一:£i中感应电流的磁场方向向上 楞次定律,中磁场方向向上减弱万口 口"卜2中磁场方向向下增强安培定则右手定则若乙2中磁场方向向上减弱尸。中电流方向为。一尸且减小向右减速运动；若Li中磁场方向向下增强一望皇PQ中电流方向为PF且增大一把对一"向 左加速运动.答案：BC练解析：棒向右切割磁感线，根据右手定则可知，感应电流方向由b到。，则cd中 电流由c到乙再根据左手定则可知，cd棒受力向右；右侧装置的运动属于通电导线在磁场 中受力运动，故相当于电动机，故A项正确，B、C、D三项错误.答案：A