2019年高考物理一轮复习第十章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律学案.doc

1、【 精品教育资源文库 】 第 1 讲 电磁感应现象 楞次定律 板块一 主干梳理 夯实基础 【知识点 1】 磁通量 1.磁通量 (1)定义：匀强磁场中，磁感应强度 (B)与 垂直 磁场方向的面积 (S)的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通，我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理解。 (2)公式： BS。 (3)适用条件： 匀强磁场； S 是 垂直 磁场方向的有效面积。 (4)单位：韦伯 (Wb)， 1 Wb 1_Tm 2。 (5)标量性：磁通量是 标量 ，但有正负之分。磁通量的正负是这样规定的，即任何一个平面都有正、反两面，若规定磁感线 从 正面穿入时磁通量为正 ，则磁感线 从

2、反面穿入时磁通量为负 。 2.磁通量的变化量 在某个过程中，穿过某个平面的磁通量的变化量等于 末磁通量 2与初磁通量 1的差值 ，即 2 1。 3.磁通量的变化率 (磁通量的变化快慢 ) 磁通量的变化量与发生此变化所用时间的 比值 ，即 t 。 【知识点 2】 电磁感应现象 1.电磁感应现象：当闭合电路的 磁通量 发生改变时，电路中有 感应电流 产生的现象。 2.产生感应电流的条件 (1)电路 闭合 。 (2)磁通量 变化 。 3.电磁感应现象的两种情况 (1)闭合电路中部 分导体做切割 磁感线 运动。 (2)穿过闭合回路的磁通量 发生变化 。 4.电磁感应现象的实质 电磁感应现象的实质是产生

3、 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 。 5.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 。 【知识点 3】 楞次定律 1.楞次定律 (1)内容：感应电流产生的磁场总要 阻碍 引起感应电流的 磁通量 的变化。 (2)适用范围：适用于一切回路 磁通量 变化的情况。 2.右手定则 (1)内容： 磁感线穿入 右 手手心。 (从掌心入，手背穿出 ) 大 拇指指向 导体运动 的方向。 其余四指指向 感应电流 的方向。 (2)适用范围：适用于 部分导体 切割磁感线。 板块二 考点细研 悟法培优 【 精品教育资源文库

4、 】 考点 1 电磁感应现象的判断 解题技巧 1.磁通量变化的常见情况 【 精品教育资源文库 】 2.感应电流能否产生的判断 例 1 (多选 )如图所示，矩形闭合线圈 abcd 竖直放置， OO 是它的对称轴，通电直导线 AB 与 OO 平行。若要在线圈中产生感应电流，可行的做法是 ( ) A.AB 中电流 I 逐渐增大 B.AB 中电流 I 先增大后减小 C.以 AB 为轴，线圈绕 AB 顺时针转 90 D.线圈 绕 OO 轴逆时针转动 90( 俯视 ) (1)AB 中电流变化，能否在线圈中产生感应电流？ 提示： 只要 AB 中电流变化，线圈中磁通量就变化，就有感应电流产生。 (2)能够引

5、起线圈中磁通量变化的因素有哪些？ 提示： AB 中电流强度的大小和方向； 线圈的有效面积。 尝试解答 选 ABD。 只要 AB 中电流发生变化，可以是大小改变，也可以是方向变，也可以是大小和方向同时变，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 AB 为轴，线圈绕 AB 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 OO 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。 【 精品教育资源文库 】 总结升华 判断是否产生感应电流的方法 确定所研究回路；

6、 看 是否变化； 回路是否闭合； 同时满足可产生感应电流。 跟踪训练 如图所示，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应电流的是 ( ) A.ab 向右运 动，同时 角减小 B.使磁感应强度 B 减小，同时 角也减小 C.ab 向左运动，同时增大磁感应强度 B D.ab 向右运动，同时增大磁感应强度 B 和夹角 (0 90) 答案 A 解析 设此时回路的面积为 S，由题意得磁通量 BScos ，对选项 A， S 增大， 减小， cos 增大，则 增大，故选项

7、 A 正确；对选项 B， 减小， cos 增大，又 B 减小，故 可能不变，选项 B 错误；对选项C， S 减小， B 增大， 可能不变，故选项 C 错误；对选项 D， S 增大， B 增大， 增大， cos 减小， 可能不变，故选项 D 错误。 考点 2 对楞次定律 的理解及应用 深化理解 1.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。判断时注意掌心、四指、拇指的方向： (1)掌心 磁感线穿入； (2)拇指 指向导体运动的方向； (3)四指 指向感应电流的方向。 【 精品教育资源文库 】 2.楞次定律中 “ 阻碍 ” 的含义

8、 例 2 如图所示，磁场方向垂直于纸面，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.感应电流方向先顺时针后逆时针再顺时针 D.感应电流方向一直是顺时针 (1)圆环从 a 摆到虚线左侧的过程中，磁通量如何变？ 提示： 变大。 (2)从虚线右侧到 b 的过程中，磁通量如何变化？ 提示： 变小。 (3)从紧邻虚线左侧运动到紧邻虚线右侧的过程中磁通量如何变化？原磁场方向如何？ 提示： 先减小后反方向增大；方向开

9、始垂直纸面向里，后垂直纸面向外。 尝试解答 选 A。 在竖直虚线左侧，圆环向右摆时磁通量增加，由楞次定律可判断，感应电流产生的磁场方向与 原磁场方向相反，由安培定则可知感应电流方向为逆时针方向；摆过竖直虚线时，环中磁通量左减右增相当于方向向外的增大，【 精品教育资源文库 】 因此感应电流方向为顺时针方向；在竖直虚线右侧向右摆动时，环中磁通量减小，感应电流的磁场与原磁场同向，可知感应电流为逆时针方向，因此只有 A 项正确。 总结升华 电磁感应现象中的两个磁场 (1)原磁场：引起电磁感应现象的磁场。做题时需要首先明确原磁场分布特点 (大小、方向 )以及穿过闭合回路的磁场变化情况。 (2)感应电流

10、磁场：感应电流产生的磁场，阻碍原磁场的磁通量变化，根据 “ 增反减同 ” 可以判断出感应电流产 生的磁场方向。 (3)感应电流的方向：在确定感应电流产生的磁场方向后，再由安培定则判断感应电流的方向。 跟踪训练 2017 镇江模拟 (多选 )航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示。当固定线圈上突然通过直流电时，线圈左侧的金属环被弹射出去。现在线圈左侧同一位置，先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，电阻率 铜 铝 。则合上开关 S 的瞬间 ( ) A从右侧看，环中产生沿逆时针方向的感应电流 B.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 C.若将金属环置于线圈右侧，

11、环将向右弹射 D.电池正、负极调换后，金属环仍能向左弹射 答案 BCD 解析 闭合开关 S 的瞬间，金属环中向右的磁场磁通量增大，根据楞次定律，从右侧看，环中产生沿顺时针方向的感应电流， A 错误；由于电阻率 铜 铝 ，先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，铜环中产生的感应电流大于铝环中产生的感应电流，由安培力公式可知，铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力， B 正确；若将金属环置于线圈右侧，则闭合开关 S 的瞬间，穿过圆环的磁通量增加，圆环要阻碍磁通量的增加，环 将向右弹射， C 正确；电池正、负极调换后，同理可以得出金属环仍能向左弹射，D 正确。 考点 3 楞

12、次定律、左手定则、右手定则、安培定则的综合应用 对比分析 1.“ 三个定则一个定律 ” 的比较 【 精品教育资源文库 】 2三个定则和一个定律的因果关系 (1)因电而生磁 (I B) 安培定则； (2)因动而生电 (v、 B I 安 ) 右手定则； (3)因电而受力 (I、 B F 安 或 q、 B F 洛 ) 左手定则； (4)因磁而生电 ( 、 B I 安 ) 楞次定律。 例 3 (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， 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

13、 B向左加速运动 C向右减速运动 D向左减速运动 (1)如何判断 MN 所在处的磁场方向？ 提示： MN 处的磁场由 ab 中电流产生，用安培定则判断。 (2)由 MN 的运动方向，如何确定 MN 中的电流方向？ 【 精品教育资源文库 】 提示： 用左手定则确定。 (3)L1中磁场方向如何判定？ 提示： 与 L2的磁场方向一致， L2中磁场方向由 PQ 切割磁感线方向决定，应用右手定则。 尝试解答 选 BC。 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 左手定则MN 中的感应电流由M N 安培定则L1 中感应电流的磁场方向向上 楞次定律? L2中磁场方向向上减弱L2中磁场方向向下增强 ；若 L2 中磁场方向向上减弱 安培定则PQ中电流为 Q P且减小 右手定则向 右减速运动；若 L2中磁场方向向下增强 安培定则PQ中电流为 P Q且增大 右手定则向左加速运动。 总结升华 三定则、一规律的应用方法 (1)应用左手定则和右手定则应注意二者的区别：抓住 “ 因果关系 ” 才能不失误， “ 因动而电 ” 用右手；“ 因电而动 ” 用左手。 (2)应用楞次定律，必然要用到安培定则。 (3)感应电流受到安培力，有时可以先用右手定则确定电流的方向，再用左手定则确定安培力的方向，有时也可以直接应用