【物理】2019届一轮复习人教版电磁感应现象楞次定律学案

【物理】2019届一轮复习人教版电磁感应现象楞次定律学案

第38讲　电磁感应现象　楞次定律 考情剖析 考查内容 考纲要求 考查年份 考查详情 能力要求 电磁感应现象、感应电流的产生条件、楞次定律 Ⅰ、Ⅱ ‎16年 T6—选择，考查楞次定律和法拉第电磁感应 定律的应用 理解与分析综合 ‎17年 T1—选择，考查对磁通量概念的理解 理解 弱项清单,1.磁通量的概念理解有错；‎ ‎2．不理解电磁感应现象产生的本质原因(磁通量发生变化)；‎ ‎3．感应电流产生的条件理解不深刻；‎ ‎4．不能正确区分感应电流磁场与原磁场．‎ 知识整合 一、电磁感应现象 ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1．电磁感应现象：只要穿过闭合电路的________发生变化，闭合回路中就有电流产生，这种利用______________的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做________．‎ ‎2．产生感应电流的条件 ‎(1)回路________；‎ ‎(2)穿过回路的________发生变化．‎ ‎(3)补充说明：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的________发生变化，线圈中就有感应电动势产生，产生感应电动势的那部分导体相当于________；如果电路闭合，则有________，电路不闭合，则只有________而无感应电流．‎ ‎3．电磁感应现象中的能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为 ‎________．‎ 二、感应电流方向的判定 ‎1．楞次定律 ‎(1)内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要________引起感应电流的磁通量的变化．‎ ‎(2)适用情况：所有________现象．‎ ‎2．右手定则 ‎(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四指________，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线________，并使拇指指向________的方向，这时四指所指的方向就是________的方向．‎ ‎(2)适用情况：闭合电路中的__________切割磁感线产生感应电流的情况．‎ 方法技巧考点1　感应电流的产生条件 ‎1．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．‎ ‎2．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，但二者的相对位置发生改变．‎ ‎3．判断电磁感应现象是否发生的一般流程 ‎【典型例题1】　如图所示，一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内，螺线管的中心轴线恰和线圈的一条直径MN重合．要使线圈a中产生感应电流，可采用的方法有(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎ A．使通电螺线管中的电流发生变化 ‎ B．使螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动 ‎ C．使线圈a以MN为轴转动 ‎ D．使线圈绕垂直于MN的直径转动 ‎【典型例题2】　(17年扬州模拟)法拉第在1831年发现了“磁生电”现象．如图，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈A和电池连接，线圈B用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针，实验中可能观察到的现象是(　　)‎ ‎ A．用一节电池作电源小磁针不偏转，用十节电池作电源小磁针会偏转 ‎ B．线圈B匝数较少时小磁针不偏转，匝数足够多时小磁针会偏转 ‎ C．线圈A和电池连接瞬间，小磁针会偏转 ‎ D．线圈A和电池断开瞬间，小磁针不偏转 考点2　楞次定律及其推论的应用 ‎1．楞次定律中“阻碍”的理解 谁阻碍谁 感应电流的磁场阻碍原磁场 阻碍的是什么 阻碍的是原磁场的磁通量的变化 如何阻碍 磁通量增加时感应电流的磁场与原磁场方向相反(阻碍磁通量的增加)；磁通量减小时感应电流的磁场方向与原磁场方向一致(阻碍磁通量的减小)，即“增反减同”‎ 阻碍的结果 ‎“阻碍”不是“阻止”，只是延缓了磁通量的变化，这种变化仍将继续进行 ‎2.楞次定律的推广 推广表述：感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因．其具体方式为：‎ ‎(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”．‎ ‎3．应用楞次定律解题的一般程序 ‎【典型例题3】　(16年南通模拟)如图所示，a、b都是较轻的铝环，a环闭合，b环断开，横梁可以绕中间支点自由转动，开始时整个装置静止．下列说法中正确的是(　　)‎ ‎ A．条形磁铁插入a环时，横梁不会发生转动 ‎ B．只有当条形磁铁N极拔出a环时，横梁才会转动 ‎ C．条形磁铁用相同方式分别插入a、b环时，两环转动情况相同 ‎ D．铝环a产生的感应电流总是阻碍环与磁铁间的相对运动 ‎　1.(多选)如图所示，一闭合线圈用细线悬挂着，一条形磁铁从远方垂直线圈平面向线圈靠近，下列说法正确的是(　　)‎ ‎ A．不知道磁铁极性，无法确定线圈运动趋势 ‎ B．不管磁铁极性如何，线圈都将向右运动 ‎ C．不管磁铁极性如何，线圈都有收缩趋势 ‎ D．不管磁铁极性如何，线圈都有扩张趋势 考点3　左手定则、右手定则及其与楞次定律的综合应用 ‎1．右手定则是楞次定律的特例，用于判断导线在磁场中切割磁感线时产生感应电流的情况．‎ ‎2．安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律综合应用的比较 基本现象 应用的定则或定律 运动电荷、电流产生磁场 安培定则 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 ‎　　【典型例题4】　如图所示，MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆，垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面，则(　　)‎ ‎ A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向为a→b→d→c→a ‎ B．若ab、cd以相同的速度一起向右运动，则abdc回路有电流，电流方向为a→c→d→b→a ‎ C．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路中的电流为零 ‎ D．若ab、cd都向右运动，且两杆速度vcd>vab，则abdc回路有电流，电流方向为a→c→d→b→a ‎　　　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，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，则PQ所做的运动可 能是(　　)‎ ‎ A．向右匀加速运动 ‎ B．向左匀加速运动 ‎ C．向右匀减速运动 ‎ D．向左匀减速运动 当堂检测　　1.如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距．两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流．若(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎ A．金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 ‎ B．金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 ‎ C．金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针 ‎ D．金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针 第1题图 ‎　　第2题图 ‎2．(多选)如图所示，一用细线悬着的闭合通电螺旋管套在线圈正中间，且关于通电螺旋管轴线轴对称，增大通电螺旋管的电流，下列说法正确的是(　　)‎ ‎ A．线框中感应电流从左向右看为顺时针 ‎ B．线框中感应电流从左向右看为逆时针 ‎ C．线框有扩张的趋势 ‎ D．悬线拉力增大 ‎3．电阻R、电容器C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示．现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是(　　)‎ ‎ A．从a到b，上极板带正电 ‎ B．从a到b，下极板带正电 ‎ C．从b到a，上极板带正电 ‎ D．从b到a，下极板带正电 第3题图 ‎　　第4题图 ‎4．如图所示，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、匀速经过时，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，以下判断正确的是(　　)‎ ‎ A．FN先大于mg，后小于mg ‎ B．FN一直大于mg ‎ C．Ff先向左，后向右 ‎ D．线圈中的电流方向始终不变 ‎5．(17年南通模拟)如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示．在0～时间内，直导线中电流向上，则在～T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是(　　)‎ 第5题图 ‎ A．顺时针，向左 B．逆时针，向右 ‎ C．顺时针，向右 D．逆时针，向左 第38讲　电磁感应现象 楞次定律知识整合 基础自测 一、1.磁通量　磁场产生电流　感应电流 ‎2．(1)闭合　(2)磁通量　(3)磁通量　电源　感应电流　感应电动势 ‎3．电能 二、1.(1)阻碍　(2)电磁感应 ‎2．(1)垂直　从掌心进入　导线运动　感应电流　(2)部分导体 方法技巧 ‎·典型例题1·D　【解析】　要使线圈a中产生感应电流，需使得穿过线圈的磁通量发生变化．图中螺线管和线圈在同一平面，无论电流如何，穿过线圈的磁通量始终为零，要使磁通量发生变化，需使得螺线管与线圈不共面，故答案选D.‎ ‎·典型例题2·C　【解析】　用电池作电源时线圈A中电流不变，故线圈B中磁通量不发生改变，没有感应电流产生，小磁针不偏转，故A、B错误；线圈A和电池连接瞬间或断开瞬间，线圈B中磁通量均发生改变，产生感应电流，感应电流的磁场使小磁针发生偏转，故C正确．‎ ‎·典型例题3·D　【解析】　电磁感应现象中“阻碍”两字对应着感应电流产生的安培力的效果．不管磁铁是插入还是拔出a环，环中都有感应电流产生，感应电流的磁场将阻碍环与磁铁间的相对运动，所以横梁将转动；因b环不闭合，磁铁插入时不产生感应电流，横梁不转动；综上分析，D选项正确．‎ ‎·变式训练1·BC　【解析】　根据楞次定律的推广表述——“来拒去留”和“增缩减扩”(与磁铁极性无关)，可知B、C选项正确．‎ ‎·典型例题4·D　【解析】　由右手定则可判断出A项做法使回路产生顺时针方向的电流，故A项错；若ab、cd同向运动且速度大小相同，ab、cd所围面积不变，磁通量不变，故不产生感应电流，故B项错；若ab向左，cd向右，则abdc回路中有顺时针方向的电流，故C项错；若ab、cd都向右运动，且两杆速度vcd>vab，则ab、cd所围面积发生变化，磁通量也发生变化，由楞次定律可判断出，abdc回路中产生顺时针方向的电流，故D项正确．‎ ‎·变式训练2·BC　【解析】　设PQ向右运动，用右手定则和安培定则判定可知穿过L1的磁感线方向向上．若PQ向右加速，则穿过L1的磁通量增加，用楞次定律判定可知通过MN的感应电流方向是从N指向M，对MN用左手定则判定可知MN向左运动，故A选项不正确；若PQ向右减速运动，则穿过L1的磁通量减小，用楞次定律判定可知通过MN的感应电流方向是从M指向N，用左手定则可知MN向右运动，故选项C正确；同理设PQ向左运动，用上述类似的方法可判定选项B正确，而选项D错误．‎ 当堂检测 ‎1．D　【解析】　先根据安培定则结合对称性明确磁场分布：圆环竖直直径左侧磁场垂直纸面向外，竖直直径右侧磁场垂直纸面向里，穿过圆环的磁通量为0.当上下移动圆环时环内磁通量一直保持为0，不产生感应电流，故AB选项错误；当向左移动圆环时因环内磁通量增加而产生感应电流，根据楞次定律可知感应电流的磁场应垂直纸面向里，再由安培定则可以判断环内电流应为顺时针，C选项错误；同理可得D选项正确．‎ ‎2．AC　【解析】　根据安培定则明确通电螺线管磁场分布．增大电流则线圈中磁通量增大，根据楞次定律可得此时感应电流方向从左向右看为顺时针，故A选项正确而B选项错误；再根据左手定则可判断出线圈所受安培力指向线圈外侧，故C选项正确；而根据磁场对称性可得线框所受安培力合力为0，所以细线拉力始终等于线圈重力，故D选项错误．‎ ‎3．D　【解析】　当磁铁N极向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，由楞次定律可得，感应磁场方向与原磁场方向相反，再由安培定则可得感应电流方向沿线圈盘旋而下，由于线圈相当于电源，线圈下端相当于电源的正极，则流过R的电流方向是从b到a，对电容器充电下极板带正电．故D正确．‎ ‎4．A　【解析】　条形磁铁向右运动的过程中，线圈中的磁通量先增加后减小，为阻碍磁通量的变化，线圈先有向下的运动趋势，后有向上的运动趋势，故FN先大于mg，后小于mg，A项正确，B项错误；条形磁铁相对线圈一直向右运动，为阻碍相对运动，线圈有向右运动的趋势，故摩擦力Ff一直向左，C项错误；线圈中的磁通量先增加后减小，据楞次定律可知，感应电流的方向(俯视)先逆时针后顺时针，D项错误．‎ ‎5．B　【解析】　在0～时间内，直导线中电流向上，由题图乙知，在～T时间内，直导线电流方向也向上，根据安培定则知，导线右侧磁场的方向垂直纸面向里，电流逐渐增大，则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生逆时针方向的感应电流．根据左手定则，金属线框左边受到的安培力方向向右，右边受到的安培力向左，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属线框所受安培力的合力方向向右，故B正确，A、C、D错误．‎