浙江专版2019版高考物理大一轮复习第九章电磁感应第1课时电磁感应现象楞次定律学案.doc

1、【 精品教育资源文库 】 第 1 课时 电磁感应现象 楞次定律 考纲要求 知识内容 考试要求 备考方略 必考 加试 电磁感应现象 b 本章内容只出现在加试中 ， 重点考查有感应电流的产生、感应电动势方向的判断、感应电动势大小的计算等知识。可以以选择题形式考查对基础知识、基本规律的理解与应用 ， 更多以计算题的形式考查综合性知识 ， 如运动学、力学、能量、电路、图象等知识与电磁感应结合的问题 。 楞次定律 c 法拉第电磁感应定律 d 电磁感应现象的两类情况 b 互感和自感 b 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 b 实验 13：探究电磁感应的产生条件 实验 14：探究感应电流方向的规律 一、磁通量 1.

2、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.单位 ： 1 Wb 1_T m2。 4.公式的适用条件 (1)匀强磁场； (2)磁感线的方向与平面垂直 ， 即 B S。 二、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 感应电流 产生的现象。 2.产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通 量 发生变化 。特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做 切割磁感线 运动。 3.产生电磁感应现象的实质 【 精品教育资源文库 】 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

3、果回路不闭合 ，则只有 感应电动势 ， 而无 感应电流 。 三、楞次定律 1.楞次定律：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.右手定则：如图 ， 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平面内 ，让磁感线从掌心进入 ， 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。 【思考判断】 1.磁通量是标量 ， 但有正、负之分 ( ) 2.穿过线圈的磁通量 与线圈的匝数无关 ( ) 3.穿过电路的磁通量变化 ， 电路中就一定有感应电流 ( ) 4.闭合电路内只要有磁通量 ， 就有感应电流产生 ( ) 5.导体切割磁感线时一定有感应

4、电流产生 ( ) 6.感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反 ( ) 7.感应电流的磁场总要阻止引起感应电流的磁通量的变化 ( ) 8.感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化 ( ) 考点一 电磁感应现象 ( /b) 要点突破 1.应用 BS 求解问题时应注意两点 (1)公式 BS 中 ， S 为垂直于磁场方向的面积。 (2)穿过 某个面有方向相反的磁场 ， 则不能直接用 BS 求解 ， 应考虑相反方向的磁通量抵消后所剩余的磁通量。 2.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 】 典例剖析 【例 1】 如图所示 ， 矩形线框在磁场内做的各种运动中 ， 能够

5、产生感应电流的是 ( ) 解析 根据产生感应电流的条件 ， 闭合回路内磁通量发生变化才能产生 感应电流 ，只有选项B 正确。 答案 B 【例 2】 如图所示 ， 在条形磁铁外套 A、 B 两个大小不同的圆环 ， 穿过 A 环的磁通量 A与穿过 B 环的磁通量 B相比较 ( ) A. A B B. A B， 故正确答案为 A。 答案 A 针对训练 1.如图所示 ， 正方形线圈 abcd 位于纸面内 ， 边长为 L， 匝数为 N， 过 ab 中点和 cd 中点的连线 OO 恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上 ， 磁感应强度为 B， 则穿过线圈的磁通量为 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A

6、.BL22 B.NBL22 C.BL2 D.NBL2 解析 BS， 而 S 是指磁场穿过的有效面积 ， 题中为 S L22， 所以 BS12BL2， A 正确。 答案 A 2.(2017 温州模拟 )如图所示 ， 匀强磁场的磁感应强度为 B， B 的方向与水平面夹角为 30，图中实线位置有一面积为 S 的矩形线圈处于磁场中 ， 并绕着它的一条边从水平位置转到图中虚线位置 ， 在此过程中磁通量的改变量大小为 ( ) A. 3 12 BS B.BS C. 3 12 BS D.2BS 解析 磁通量虽是标量 ， 但有正负 ， 如规定从图中 b 面穿过 a 面磁通量为正 ， 则在 位置时磁通量 1 BS

7、sin 30 12BS， 在 位置时磁通量 2 BScos 30 32 BS， 那么线圈从 位置转到 位置过程磁通量的变化量 | 2 1| | 3 12 BS|， 所以选 C。 答案 C 【 精品教育资源文库 】 考点二 楞次定律 ( /c) 要点突破 1.右手定则 右手定则是楞次定律的一个推论 ， 适用于导体棒切割磁感线产生感应电流的方向判断。 2.楞次定律中 “ 阻碍 ” 的含义 3.感应电流的 “效果” (1)线圈 (回路 )中磁通量变化时 ， 阻碍原磁通量的 变化 增反减同； (2)导体与磁体间有相对运动时 ， 阻碍相对运动 来拒去留； (3)当回路可以形变时 ， 感应电流可使线圈面

8、积有扩大或缩小的趋势 增缩减扩； (4)自感现象中 ， 感应电动势阻碍原电流的变化 增反减同。 典例剖析 【例 1】 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， 则 ( ) A.导线框进入磁场时 ， 感应电流方向为 a b c d a B.导线框离开磁场时 ， 感应电流方向为 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 导线框进入磁场时 ， cd 边切割磁感线 ， 由右手定则可知 ， 电流方向沿 a d c b a，

9、由 左手定则可知 cd 边受到的安培力方向向左；在导线框离开磁场时 ， ab 边处于磁场中且在【 精品教育资源文库 】 做切割磁感线运动 ， 同样用右手定则和左手定则可以判断电流的方向为 a b c d a， 安培力的方向仍然向左 ， 故选项 D 正确。 答案 D 【例 2】 (多选 )如图所示 ， 光滑固定导轨 M、 N 水平放置 ， 两根导体棒 P、 Q 平行放于导轨上 ， 形成一个闭合回路 ， 当一条形磁铁从高处下落接近回路时 ( ) A.P、 Q 将互相靠拢 B.P、 Q 将互相远离 C.磁铁的加速度仍为 g D.磁铁的加速度小于 g 解析 根据楞次定律的 “ 阻碍 ” 的内涵 ，

10、感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因 ，本题的 “ 原因 ” 是磁铁靠近回路 ， 穿过回路的磁通量增加 ，“ 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。 答案 AD 【方法总结】 应用楞次定律判断感应电 流的方法 针对训练 1.如图所示 ， 一个金属圆盘安装在竖直的转动轴上 ， 置于蹄形磁铁之间 ， 两块铜片 A、 O 分别与金属圆盘的边缘和转动轴接 触。若使金属圆盘按图示方向 (俯视顺时针方向 )转动起来 ，下列说法正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A.电阻 R 中有 Q R P 方向的感应电流 B.电阻 R 中

11、有 P R Q 方向的感应电流 C.穿过圆盘 的磁通量始终没有变化，电阻 R 中无感应电流 D.调换磁铁的 N、 S 极同时改变金属圆盘的转动方向 ， R 中感应电流的方向也会发生改变 解析 根据右手定则可判断出 R 中有 P R Q 方向的电流 ， B 正确 ， A、 C 错误； D 选项中流过 R 的感应电流方向不变 ， D 错误。 答案 B 2.如图所示 ， 一水平放置的矩形线圈 abcd， 在细长的磁铁的 N 极附近竖直下落 ， 保持 bc 边在纸外 ， ad 边在纸内 ， 从图中的位置 经过位置 到位置 ， 位置 和 都很靠近位置 。在这个过程中 ， 线圈中感应电流 ( ) A.沿

12、abcd 流动 B.沿 dcba 流动 C.由 到 是沿 abcd 流动 ， 由 到 是沿 dcba 流动 D.由 到 是沿 dcba 流动 ， 由 到 是沿 abcd 流动 解析 本题考查用楞次定律判断感应电流的方向。由条形磁铁的磁场可知 ， 线圈在位置 时穿过闭合线圈的磁通量为零 ， 线圈从位置 到位 置 ，从下向上穿过线圈的磁通量在减小，线 圈从位置到位置 ，从上向下穿过线圈的磁通量在增大，根据楞次定律和安培定 则可知感应电流的方向是 abcd。选项 A 正确。 答案 A 3.(多选 )如图所示 ， 两个闭合圆形线圈 A、 B 的圆心重合 ， 放在同一个水平面内 ， 线圈 A 中通以如图

13、所示的交变电流 ， 设 t 0 时电流沿逆时针方向。下列说法中 ， 正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A.0 t1内 ， 线圈 B 有逆时针方向的电流 ， 且有收缩的趋势 B.t1 t2内 ， 线圈 B 有逆时针方向的电流 ， 且有扩张的趋势 C.在 t1时刻 ， 线圈 B 的电流大小和方向同时改变 D.在 t1时刻 ， 线圈 A、 B 的作用力最小 解析 0 t1内 ， 线圈 A 的电流逆时针减小 ， 通过线圈 B 的磁通量减少 ， 根据楞次定律知 ，线圈 B 内有逆时针方向的电流 ， 根据楞次定律的另一种表述 ， 线圈 B 阻碍磁通量的减少 ， 有收缩的趋势 ， 故 A 选项正

14、确； t1 t2内 ， 线圈 A 的电流顺时针增大 ， 通过线圈 B 的磁通量增大 ， 根据楞次定律知 ， 线圈 B 内有逆时针方向的电流 ， 根据楞次定律的另一种表述 ， 线圈 B阻碍磁通量的增大 ， 有扩张的趋势 ， 故 B 选项正确；在 t1时刻 ， 线圈 B 中电流大小、方向都不变 ， 故 C 选项错误；在 t1时刻 ， 线圈 A 中没有电流 ， 线圈 A、 B 的作用力最小 ， 故 D 选项正确。 答案 ABD 1.如图所示 ， 框架面积为 S， 框架平面与磁感应强度为 B 的匀强磁场方向垂直 ， 则穿 过平面的磁通量的情况是 ( ) A.如图所示位置时等于零 B.若使框架绕 OO 转过 60 角 ， 磁通量为 12BS C.若从初始位置转过 90 角 ， 磁通量为 BS D.若从初始位置转过 180 角 ， 磁通量变化为零 解析 在题图所示的位置时 ， 磁感线 与线框平面垂直 ， BS， 当线框绕 OO 轴转过 60时 ， BS BS cos 60 12BS。转过 90 时 ， 磁感线与线