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1、2021屆高考物理一輪復習專題十電磁感應考點一電磁感應現(xiàn)象楞次定專題十 電磁感應 考綱展示 命題探究 考點一 電磁感應現(xiàn)象 楞次定律 基礎點 知識點1 磁通量 1概念：在磁感應強度為B的勻強磁場中，與磁場方向垂直的面積S和B的乘積。 2公式：BS。 3公式的適用條件 (1)勻強磁場； (2)磁感線的方向與平面垂直，即BS。 4單位：1 Wb1_Tm。 5物理意義：相當于穿過某一面積的磁感線的條數(shù)。 知識點2 電磁感應現(xiàn)象 1“電生磁”到“磁生電”的發(fā)展里程 (1)1820年，丹麥物理學家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，稱為電流磁效應。 (2)法國物理學家安培發(fā)現(xiàn)兩根通有同向電流的平行

2、導線相吸，通有反向電流的平行導線則相斥，并總結出安培定則(右手螺旋定則，用來判斷電流與磁場的相互關系)和左手定則(判斷通電導線在磁場中受到磁場力的方向)。 (3)英國物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)了由磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律電磁感應定律。 (4)俄國物理學家楞次發(fā)現(xiàn)了確定感應電流方向的定律楞次定律。 2電磁感應現(xiàn)象：當閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，電路中有感應電流產(chǎn)生的現(xiàn)象。 3產(chǎn)生感應電流的兩種情況 (1)閉合電路的磁通量發(fā)生變化。 (2)閉合電路的一部分導體切割磁感線運動。 4電磁感應現(xiàn)象的實質(zhì)：電路中產(chǎn)生感應電動勢，如果電路閉合則有感應電流產(chǎn)生。 5能量轉(zhuǎn)化：發(fā)生電磁感應現(xiàn)象時，是機械能或其他形式的能

3、量轉(zhuǎn)化為電能。 知識點3 楞次定律 1楞次定律 2 1 (1)內(nèi)容：感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。 (2)適用范圍：適用于一切回路磁通量變化的情況。 2右手定則 (1)使用方法。 讓磁感線穿入右手手心。 使大拇指指向?qū)w運動的方向。 則其余四指指向感應電流的方向。 (2)適用范圍：適用于部分導體切割磁感線的情況。 重難點 一、電磁感應現(xiàn)象的判斷 1磁通量的變化 磁通量是標量，但有正負之分。若規(guī)定從某一方向穿過平面的磁通量1為正，則反向穿過的磁通量2為負，求合磁通量時應注意為相反方向抵消后所剩余的凈磁通量為12。 (1)磁通量的變化21。 (2)幾種常見引起磁通量變化的情形。

4、 B變化，S不變，BS。 B不變，S變化，BS。 B、S兩者都變化，21，不能用BS來計算。 B和S均不變，磁感線方向與線圈平面的夾角變化。 依據(jù)公式中BSsin(是B與S的夾角)計算磁通量，再按21計算磁通量的變化。 2電路中能否產(chǎn)生感應電流，一般可利用如下程序進行判斷 2 3電磁感應現(xiàn)象的實質(zhì) 電磁感應現(xiàn)象的實質(zhì)是產(chǎn)生了感應電動勢，如果回路閉合則產(chǎn)生感應電流；如果回路不閉合，則只有感應電動勢，而無感應電流。產(chǎn)生感應電動勢的那部分導體相當于電源。發(fā)生電磁感應現(xiàn)象時，是機械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。 特別提醒 (1)公式BS中的B應是勻強磁場的磁感應強度，S是與磁場方向垂直的平面的面積，因此

5、可以理解為BS。如果平面與磁場方向不垂直，應把面積S投影到與磁場方向垂直的平面上，求出投影面積S，代入公式BS中計算。 (2)磁通量的大小與線圈的匝數(shù)無關，可從磁感線角度理解。 二、感應電流方向的判斷及對楞次定律的理解 1感應電流方向判斷的兩種方法 (1)用楞次定律判斷 (2)用右手定則判斷 該方法適用于部分導體切割磁感線。判斷時注意掌心、四指、拇指的方向： 掌心磁感線垂直穿入； 拇指指向?qū)w運動的方向； 四指指向感應電流的方向。 2楞次定律和右手定則的關系 (1)從研究對象上說，楞次定律研究的是整個閉合電路，右手定則研究的是閉合電路的一部分導體，即一段導體做切割磁感線運動。 (2)從適用范圍

6、上說，楞次定律可應用于磁通量變化引起感應電流的各種情況(包括一部分導體切割磁感線運動的情況)，右手定則只適用于一段導體在磁場中做切割磁感線運動的 3 情況。因此，右手定則是楞次定律的一種特殊情況。 3楞次定律中“阻礙”的含義 4楞次定律與能量守恒 楞次定律在本質(zhì)上就是能量守恒在電磁感應現(xiàn)象中的體現(xiàn)，發(fā)生電磁感應現(xiàn)象時，感應電流所受安培力是阻礙產(chǎn)生感應電流的原因，因此必須有外力克服安培力做功，而克服安培力做功的過程就是將其他形式的能量轉(zhuǎn)化成電能的過程。 5應用楞次定律判斷感應電流方向的步驟 (1)明確研究對象：確定研究的是哪一個閉合回路。 (2)分析原因：分析該回路中原磁通量的變化情況。 (3)

7、增反減同：根據(jù)感應電流的磁場總阻礙原磁通量的變化判定感應電流磁場的方向。 (4)方向判定：根據(jù)安培定則由感應電流磁場方向判定感應電流方向。 特別提醒 (1)電磁感應現(xiàn)象中因果相對的關系恰好反映了自然界的這種對立統(tǒng)一規(guī)律。對楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應電流的“效果”總是阻礙產(chǎn)生感應電流的原因。 (2)閉合回路中的磁通量沒有改變時，回路中不產(chǎn)生感應電流，但由于導線切割磁感線，可以產(chǎn)生感應電動勢，故應該注意到有感應電流必有感應電動勢，但有感應電動勢不一定有感應電流。導體中電勢的高低可利用右手定則進行判斷。 三、楞次定律的推論及綜合應用 1楞次定律的推論 對楞次定律中“阻礙”的含義可推廣為感

8、應電流的效果總是阻礙產(chǎn)生感應電流的原因，具體概括如下： (1)當回路的磁通量發(fā)生變化時，感應電流的效果就阻礙原磁通量的變化，即“增反減同”； (2)當出現(xiàn)引起磁通量變化的相對運動時，感應電流的效果就阻礙(導體間的)相對運動，即“來拒去留”； (3)當回路可以形變時，感應電流可以使線圈面積有擴大或縮小的趨勢，即“增縮減擴”； 4 (4)當回路磁通量變化由自身電流變化引起時，感應電流的效果是阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)，即“增反減同”。 2對楞次定律的列表說明 內(nèi)容 例證 阻礙原磁通量變化“增反減同” 磁鐵靠近線圈，B感與B原反向 阻礙相對運動“來拒去留” 磁鐵靠近，是斥力磁鐵遠離，是引力 使回路

9、面積有擴大或縮小的趨勢“增縮減擴” P、Q是光滑固定導軌，a、b是可動金屬棒，磁鐵下移，a、b靠近 5 阻礙原電流的變化“增反減同” 合上S，B先亮 3.三定則、一定律的比較 基本現(xiàn)象 運動電荷、電流產(chǎn)生磁場 磁場對運動電荷、電流有作用力 電磁感應 部分導體做切割磁感線運動 閉合回路磁通量變化 應用的定則或定律 安培定則 左手定則 右手定則 楞次定律 4.左、右手的應用技巧 (1)無論是“安培力”還是“洛倫茲力”，只要是“力”都用左手判斷。 (2)“電生磁”或“磁生電”均用右手判斷。 5三個定則和一個定律的因果關系 (1)因電而生磁(IB)安培定則； (2)因動而生電(v、BI安)右手定則；

10、(3)因電而受力(I、BF安)左手定則； (4)因磁而生電(、BI安)楞次定律。 特別提醒 (1)當只強調(diào)感應電流產(chǎn)生的效果，而不涉及感應電流方向的判定時，靈活應用楞次定律和推廣結論，可使解題更快捷。 (2)利用楞次定律的推論解題的優(yōu)點是簡單迅速，但要正確區(qū)分涉及的兩個磁場(一是引起感應電流的原磁場，二是感應電流的磁場)或兩個電流(產(chǎn)生原磁場的原電流及感應電流)。當涉及導體間相對運動時用“來拒去留”；涉及磁通量變化及原電流變化時用“增反減同”。 1思維辨析 (1)磁通量雖然是標量，但有正、負之分。( ) (2)當導體切割磁感線運動時，導體中一定產(chǎn)生感應電流。( ) (3)穿過線圈的磁通量與線圈

11、的匝數(shù)無關。( ) (4)電路中磁通量發(fā)生變化時，就一定會產(chǎn)生感應電流。( ) (5)感應電流的磁場總是與原磁場方向相反。( ) (6)由楞次定律可直接判斷出感應電流的方向。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 6 2法拉第發(fā)明了世界上第一臺發(fā)電機法拉第圓盤發(fā)電機。如圖所示，紫銅做的圓盤水平放置在豎直向下的勻強磁場中，圓盤圓心處固定一個搖柄，邊緣和圓心處各與一個黃銅電刷緊貼，用導線將電刷與電流表連接起來形成回路。轉(zhuǎn)動搖柄，使圓盤逆時針勻速轉(zhuǎn)動，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是( ) A回路中電流大小變化，方向不變 B回路中電流大小不變，方向變化 C回路中電流的大小

12、和方向都周期性變化 D回路中電流方向不變，從b導線流進電流表 答案 D 解析 圓盤在磁場中切割磁感線產(chǎn)生恒定的感應電動勢，由右手定則判斷得a端為負極、b端為正極，所以只有D項正確。 3長直導線與矩形線框abcd處在同一平面中靜止不動，如圖甲所示。長直導線中通以大小和方向都隨時間做周期性變化的交流電：iImsint，i-t圖象如圖乙所示。規(guī)定沿長直導線向上的電流為正方向。關于最初一個周期內(nèi)矩形線框中感應電流的方向，下列說法正確的是( ) A由順時針方向變?yōu)槟鏁r針方向 B由逆時針方向變?yōu)轫槙r針方向 C由順時針方向變?yōu)槟鏁r針方向，再變?yōu)轫槙r針方向 D由逆時針方向變?yōu)轫槙r針方向，再變?yōu)槟鏁r針方向 答案

13、 D T3T解析 0和T過程中電流向上增加和向下減小，穿過線圈的磁通量向里增加和向 44 外減小，由楞次定律知感應電流的磁場都是向外的。根據(jù)安培定則，產(chǎn)生的感應電流都為逆 7 T3T時針方向，同理過程中感應電流都為順時針方向，所以選D。 44 考法綜述 本考點是電磁感應模塊的基礎，在高考中占有非常重要的地位，單 獨命題考查物理學史、楞次定律的應用，難度較低，交匯命題以法拉第電磁感應定律、能量守恒等知識為載體考查楞次定律，難度較高，因此復習本考點知識時仍以夯實基礎為主，通過復習應掌握： 1個條件產(chǎn)生感應電流的兩個必備條件 1個定律楞次定律 1個定則右手定則 1個區(qū)別左手定則、右手定則、安培定則、

14、楞次定律的區(qū)別及應用 3個推論楞次定律的推論：即“增反減同”“來拒去留”“增縮減擴”的含義及應用 命題法1 電磁感應現(xiàn)象 典例1 下列圖中能產(chǎn)生感應電流的是( ) 答案 B 解析 根據(jù)產(chǎn)生感應電流的條件：A中，電路沒閉合，無感應電流；B中，電路閉合，且垂直磁感線的平面的面積增大，即閉合電路的磁通量增大，有感應電流；C中，穿過閉合線圈的磁感線相互抵消，磁通量恒為零，無感應電流；D中，閉合回路中的磁通量不發(fā)生變化，無感應電流。 【解題法】 感應電流產(chǎn)生條件的判斷方法 確定所研究回路；看能否變化；回路是否閉合；同時滿足可產(chǎn)生感應電流。 命題法2 感應電流的方向 典例2 (多選)如圖所示，磁場垂直于紙面，磁感應強度在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布。一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點，將圓環(huán)拉至位置a后無初速釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過程中( ) 8 A感應電流方向先逆時針后順時針再逆時針 B感應電流方向一直是逆時針 C安培力方向始終與速度方向相反 D安培力方向始終沿水平方向 答案 AD 解析 從磁場分布可看出：左側向里的磁場從左向右越來越強，右側