2019版高考物理一轮复习第十章电磁感应第1讲电磁感应定律楞次定律学案.doc

1、【 精品教育资源文库 】 第 1 讲 电磁感应定律 楞次定律 考情微解读 微知识 1 磁通量 1磁通量：设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，该平面的面积 S 与磁感应强度 B 的 乘积 叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通。公式： BS，单位： 韦伯 ，符号： Wb。1 Wb 1_Tm 2。 2磁通量的意义：可以用磁感线形象地说明，即穿过磁场中某个面的磁感线的条数。对于同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，穿过它的磁感线条数最多，磁通量 最大 。当它跟磁场方向平行时，没有磁感线穿过它，则磁通量为 零 。 微知识 2 电磁感应现象 1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

2、 感应电流 产生的现象。 2产生感应电流的条件 (1)条件：穿过闭合电路的磁通量 发生变化 。 (2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做 切割磁感线 的运动。 3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，则只产生 感应电动势 ，而不产生 感应电流 。 4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 。 【 精品教育资源文库 】 微知识 3 楞次定律 一、思维辨析 (判断正误，正确的画 “” ，错误的画 “” 。 ) 1磁通量等于磁感应强度 B 与面积 S 的乘积。 () 2磁通量、磁通量变化、磁通量的

3、变化率的大小均与匝数无关。 () 3只要回路中的磁通量变化，回路中一定有感应电流。 () 4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。 () 5当导体做切割磁感线运动时，一定产生感应电动势。 () 二、对点微练 1 (磁通量的理解 )如图所示的磁场中，有三个面积相同且相互平行的线圈 S1、 S2和 S3，穿过 S1、 S2和 S3的磁通量分别为 1、 2和 3，下列判断正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A 1最大 B 2最大 C 3最大 D 1 2 3 解析 三个线圈的面积相同，由图可看出第三个线圈所在处磁感线最密，即磁感应强度最强，所以 3最大。 答案 C 2

4、 (电磁感应现象 )如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是 ( ) 解析 根据产生感应电流的条件，闭合回路内磁通量变化产生感应电流，能够产生感应电流的是图 B。 答案 B 3 (楞次定律 )如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外。一个矩形闭合导线框 abcd，沿纸面由位置 1(左 )匀速运动到位置 2(右 )。则 ( ) A导线框进入磁场时，感应电流方向： a b c d a 【 精品教育资源文库 】 B导线框离开磁场时，感应电流方向： a d c b a C导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右 D导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左 解析

5、由楞次定律可知，导线框进入磁场时，感应电流磁场垂直纸面向里，由安培定则知，感应电流方向为 a d c b a，故 A 项错；同理可判断导线框离开磁场时感应电流方向为 a b c d a，故 B 项错；由楞次定律的 “ 阻碍 ” 含义，阻碍相对运动，故无论进入还是离开磁场，安培力方向都是水平向左的。 答案 D 4 (右手定则 )(多选 )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，与导轨接触良好的导体棒 AB 和 CD 可以自由滑动。当 AB 在外力 F 作用下向右运动时，下列说法正确的是 ( ) A导体棒 CD 内有电流通过，方向是 D C B导体棒 CD 内有电流通过，方向是 C

6、D 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 解析 两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路，当 AB 向右运动时，回路中磁通量增加，结合安培定则判断回路中感应电流的方向是 B A C D B。再根据左手定则，可判断出磁场对 CD 的作 用力向右，对 AB 的作用力向左。故选项 B、 D 正确。 答案 BD 见学生用书 P157 微考点 1 感应电流有无及方向的判断 核 |心 |微 |讲 1判断电磁感应现象是否发生的一般流程 【 精品教育资源文库 】 2 感应电流方向判断的两种方法 方法一：用楞次定律判断 方法二：用右手定则判断 该方法适用于部分导体切割磁感线。判断

7、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。 典 |例 |微 |探 【例 1】 如图所示，一个金属圆环水平放置在竖直向 上的匀强磁场中，若要使圆环中产生如箭头所示方向的瞬时感应电流，下列方法可行的是 ( ) A使匀强磁场均匀增大 B使圆环绕水平轴 ab 如图转动 30 【 精品教育资源文库 】 C使圆环绕水平轴 cd 如图转动 30 D保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动 【解题导思】 (1)产生感应电流的条件是什么？ 答： 穿过闭合电路的磁通量发生变化。 (2)感应电流的磁场方向与原磁场方向相反说明磁通量

8、增加还是减少？ 答： 由楞次定律可知磁通量增加。 解析 根据右手定则，圆环中感应电流产生的磁场竖直向下与原磁场方向相反，根据楞次定律，说明圆环 磁通量在增大。磁场增强则磁通量增大， A 项正确；使圆环绕水平轴 ab或 cd 转动 30 ，圆环在中性面上的投影面积减小，磁通量减小，只会产生与图示方向反向的感应电流， B、 C 项错误；保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动，圆环仍与磁场垂直，磁通量不变，不会产生感应电流， D 项错误。 答案 A 题 |组 |微 |练 1.(多选 )磁悬浮高速列车在我国上海已投入正式运行。如图所示就是磁悬浮的原理，图中 A 是圆柱形磁铁， B 是用超导材料制成的超

9、导圆环，将超导圆环 B 水平放在磁铁 A 上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁 A 的上方空中，则 ( ) A在 B 放入磁场的过程中， B 中将产生感应电流；当稳定后，感应电流消失 B在 B 放入磁场的过程中， B 中将产生感应电流；当稳定后，感应电流仍存在 C若 A 的 N 极朝上， B 中感应电流的方向为顺时针方向 (俯视 ) D若 A 的 N 极朝上， B 中感应电流的方向为逆时针方向 (俯视 ) 解析 当将 B 环靠近 A 时，由于越靠近 A，其磁场就越强，磁感线就越密，所以在靠近过程中 B 环磁通量会变大，即在该环中会产生感应电流；由于发生了超导，即没有电阻，所以此时 B 环中的电流

10、不会变小，且永远存在，故 A 项错误， B 项正确；此时圆环 B 水平放在磁铁 A 上且 悬浮在磁铁 A 的上方空中，相互排斥，这就说明 B 环的下面是 N 极，故由安培定则可判断，大拇指应朝下，故感应电流为顺时针方向 (俯视 )，故 C 项正确， D 项错误。 答案 BC 【 精品教育资源文库 】 2.北半球地磁场的竖直分量向下。如图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置着边长为 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。下列说法正确的是 ( ) A若使线圈向东平动，则 a 点的电势比 b 点的电势高 B若使线圈向北平动，则 a 点的电势比

11、b 点的电势低 C若以 ab 边为轴将线圈向上翻转，则线圈中的感应电流方向为 a b c d a D若以 ab 边为轴将线圈向上翻转，则线圈中的感应电流方向为 a d c b a 解析 线圈向东平动时， ab 和 cd 两边切割磁感线，且两边切割磁感线产生的感应电动势大小相等， a 点电势比 b 点电势低， A 项错误；同理，线圈向北平动，则 a、 b 两点的电势相等，高于 c、 d 两点的电势， B 项错误；以 ab 边为轴将线圈向上翻转，向下的磁通量减小，感应电流的磁场方向应该向下，再由安培定则知，感应电流的方向为 a b c d a，则 C项正确， D 项错误。 答案 C 微考点 2 楞

12、次定律的拓展应用 核 |心 |微 |讲 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： 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 ” 。 典 |例 |微 |探 【例 2】 (多选 )如图所示，光滑固定的金属导轨 M、 N 水平放置，两根导体棒 P、 Q 平行放置在导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁铁从高处下落接近回路时 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A P、 Q 将相互靠拢 B P、 Q 将互相远离 C

13、磁铁的加速度仍为 g D磁铁的加速 度小于 g 【解题导思】 (1)感应电流的磁场总会阻碍原磁通量的变化，会阻碍条形磁铁的相对运动吗？ 答： 会。 (2)磁铁除了受到重力作用外还受其他力的作用吗？ 答： 还会受到感应电流给它的磁场力作用。 解析 方法一：设磁铁下端为 N 极，如图所示，根据楞次定律可判断出 P、 Q 中的感应电流方向如图所示，根据左手定则可判断 P、 Q 所受安培力的方向。可见， P、 Q 将互相靠拢。由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于 g。当磁铁下端为 S 极时，根据类似的分析可得到相同的结果。所以应 选 AD 项。 方法二

14、：根据楞次定律的另一表述 感应电流的效果，总要反抗产生感应电流的原因。本题中 “ 原因 ” 是回路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路， “ 效果 ” 便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近，所以， P、 Q 将互相靠近且磁铁的加速度小于 g。应选 AD 项。 答案 AD 题 |组 |微 |练 3 如图，粗糙水平桌面上有一质量为 m 的铜质矩形线圈。当一竖直放置的条形磁铁从【 精品教育资源文库 】 线圈中线 AB 正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力 N 及在水平方向运动趋势的正确判断是 ( ) A N 先小于 mg 后大于 mg，运动趋势向 左 B N 先大于 mg 后小于 mg，运动趋