2021版高考物理一輪復習第10章電磁感應第1節(jié)電磁感應現(xiàn)象楞次定律教案.doc
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1、高考總復習 第10章 電磁感應第1節(jié)電磁感應現(xiàn)象楞次定律一、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與B的乘積。2公式:BS。3適用條件:(1)勻強磁場。(2)S為垂直磁場的有效面積。4磁通量是標量(填“標量”或“矢量”)。5物理意義:相當于穿過某一面積的磁感線的條數(shù)。如圖所示,矩形abcd、abba、abcd的面積分別為S1、S2、S3,勻強磁場的磁感應強度B與平面abcd垂直,則:(1)通過矩形abcd的磁通量為BS1cos 或BS3。(2)通過矩形abcd的磁通量為BS3。(3)通過矩形abba的磁通量為0。6磁通量變化:21。二、電磁感應現(xiàn)象1定義:當穿過閉合
2、導體回路的磁通量發(fā)生變化時,閉合導體回路中有感應電流產(chǎn)生,這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫作電磁感應。2條件(1)條件:穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。(2)例如:閉合電路的一部分導體在磁場內(nèi)做切割磁感線的運動。3實質產(chǎn)生感應電動勢,如果電路閉合,則有感應電流。如果電路不閉合,則只有感應電動勢而無感應電流。三、感應電流方向的判定1楞次定律(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:一切電磁感應現(xiàn)象。2右手定則(1)內(nèi)容:如圖所示,伸開右手,使拇指與其余四個手指垂直并且都與手掌在同一平面內(nèi):讓磁感線從掌心進入,并使拇指指向導線運動的方向,這時四指所指的方向就是感應電流
3、的方向。(2)適用情況:導線切割磁感線產(chǎn)生感應電流。1思考辨析(正確的畫“”,錯誤的畫“”)(1)1831年,英國物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象。()(2)閉合電路內(nèi)只要有磁通量,就有感應電流產(chǎn)生。()(3)穿過線圈的磁通量和線圈的匝數(shù)無關。()(4)線框不閉合時,即使穿過線框的磁通量發(fā)生變化,線框中也沒有感應電流產(chǎn)生。()(5)當導體切割磁感線時,一定產(chǎn)生感應電動勢。()(6)由楞次定律知,感應電流的磁場一定與引起感應電流的磁場方向相反。 ()(7)感應電流的磁場一定阻礙引起感應電流的磁場的磁通量的變化。()2(魯科版選修32P8T3)如圖所示,條形磁鐵以速度v向螺線管靠近,下面幾種說法中
4、正確的是()A螺線管中不會產(chǎn)生感應電流B螺線管中會產(chǎn)生感應電流C只有磁鐵速度足夠大時,螺線管中才能產(chǎn)生感應電流D只有在磁鐵的磁性足夠強時,螺線管中才會產(chǎn)生感應電流B當條形磁鐵以速度v向螺線管靠近,穿過螺線管的磁通量增大,則螺線管中會產(chǎn)生感應電流,與磁鐵的速度、磁鐵的磁性強弱無關,故B正確。3(粵教版選修32P12T2改編)一矩形線框abcd與長直通電導線處于同一平面內(nèi),ad邊與導線平行,如圖所示。當線框在此平面內(nèi)向右運動到導線的右邊的過程中,線框內(nèi)感應電流的方向為()A一直沿順時針方向B一直沿逆時針方向C先沿順時針方向,再沿逆時針方向D先沿順時針方向,再沿逆時針方向,最后沿順時針方向D根據(jù)“來
5、拒去留”“同向吸引異向排斥”“近大遠小”等規(guī)律可得,電流方向依次為bc、cb、ad、da,即先順時針,再逆時針,最后順時針,故D正確。4.(人教版選修32P14T6改編)(多選)如圖所示,一輕質絕緣橫桿兩側各固定一金屬環(huán),橫桿可繞中心點自由轉動。拿一條形磁鐵插向其中一個小環(huán),后又取出插向另一個小環(huán),看到的現(xiàn)象及現(xiàn)象分析正確的是()A磁鐵插向左環(huán),橫桿發(fā)生轉動B磁鐵插向右環(huán),橫桿發(fā)生轉動C磁鐵插向左環(huán),左環(huán)中不產(chǎn)生感應電動勢和感應電流D磁鐵插向右環(huán),右環(huán)中產(chǎn)生感應電動勢和感應電流BD左環(huán)不閉合,磁鐵插向左環(huán)時,產(chǎn)生感應電動勢,不產(chǎn)生感應電流,環(huán)不受力,橫桿不轉動,故A、C錯誤;右環(huán)閉合,磁鐵插向
6、右環(huán)時,環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應電流,環(huán)受到磁場的作用,橫桿轉動,故B、D正確。5.(粵教版選修32P13T4改編)如圖所示,兩個線圈A、B套在一起,線圈A中通有電流,方向如圖所示。當線圈A中的電流突然增強時,線圈B中的感應電流方向為()A沿順時針方向B沿逆時針方向C無感應電流D先沿順時針方向,再沿逆時針方向答案A 磁通量電磁感應現(xiàn)象1.如圖所示,兩個同心圓形線圈a、b在同一平面內(nèi),其半徑大小關系為rarb,條形磁鐵穿過圓心并與圓面垂直,則穿過兩線圈的磁通量a、b間的大小關系為()AabBabCabD條件不足,無法判斷C條形磁鐵內(nèi)部的磁感線全部穿過a、b兩個線圈,而外部磁感線穿過線圈a的比穿過線圈b的要多
7、,線圈a中磁感線條數(shù)的代數(shù)和要小,故選項C正確。2.如圖所示,一個U形金屬導軌水平放置,其上放有一個金屬導體棒ab,有一磁感應強度為B的勻強磁場斜向上穿過軌道平面,且與豎直方向的夾角為。在下列各過程中,一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應電流的是()Aab向右運動,同時使減小B使磁感應強度B減小,角同時也減小Cab向左運動,同時增大磁感應強度BDab向右運動,同時增大磁感應強度B和角(02 B12C12。將閉合線框從位置1平移到位置2,磁感線是從閉合線框的同一面穿過的,所以1|21|12;將閉合線框從位置1繞cd邊翻轉到位置2,磁感線分別從閉合線框的正反兩面穿過,所以2|(2)1|12(以原來穿過的方向
8、為正方向,則后來從另一面穿過的方向為負方向)。故正確選項為C。1理解磁通量的兩點注意(1)磁通量雖然是標量,但有正、負。上題中閉合線框由位置1平移到位置2和繞cd邊翻轉到位置2時,在位置2的磁通量大小相等,但磁感線穿入的方向相反。(2)磁通量計算要注意“有效面積”。2常見的產(chǎn)生感應電流的三種情況 感應電流方向的判斷1.(多選)磁懸浮高速列車在我國已投入運行數(shù)年。如圖所示就是磁懸浮的原理,圖中A是圓柱形磁鐵,B是用高溫超導材料制成的超導圓環(huán)。將超導圓環(huán)B水平放在磁鐵A上,它就能在磁力的作用下懸浮在磁鐵A的上方空中,則()A在B放入磁場的過程中,B中將產(chǎn)生感應電流;當穩(wěn)定后,感應電流消失B在B放入
9、磁場的過程中,B中將產(chǎn)生感應電流;當穩(wěn)定后,感應電流仍存在C若A的N極朝上,B中感應電流的方向為順時針方向(從上往下看)D若A的N極朝上,B中感應電流的方向為逆時針方向(從上往下看)BC在B放入磁場的過程中,穿過B的磁通量增加,B中將產(chǎn)生感應電流,因為B是超導體,沒有電阻,所以感應電流不會消失,故A錯誤,B正確;若A的N極朝上,在B放入磁場的過程中,磁通量向上增加,根據(jù)楞次定律可判斷B中感應電流的方向為順時針方向,C正確,D錯誤。2.邊長為h的正方形金屬導線框,從如圖所示位置由靜止開始下落通過一勻強磁場區(qū)域,磁場方向水平且垂直于線框平面,磁場區(qū)高度為H,上、下邊界如圖中虛線所示,Hh,從線框開
10、始下落到完全穿過磁場區(qū)的全過程中()A線框中總有感應電流存在B線框中感應電流方向是先順時針后逆時針C線框中感應電流方向是先逆時針后順時針D線框受到磁場力的方向有時向上,有時向下C因為Hh,當線框全部處于磁場區(qū)域內(nèi)時線框內(nèi)磁通量不變線框中無感應電流,故選項A不符合題意;根據(jù)右手定則可知,線框進入磁場時感應電流是逆時針,線框離開磁場時感應電流是順時針,故選項C符合題意,選項B不符合題意;在C的基礎上結合左手定則可知線框在進出磁場過程中受到磁場力的方向總是向上,故選項D不符合題意。3(2017全國卷)如圖所示,在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導軌,導軌平面與磁場垂直。金屬桿PQ置于導軌上
11、并與導軌形成閉合回路PQRS,一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi),線框與導軌共面?,F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運動,在運動開始的瞬間,關于感應電流的方向,下列說法正確的是()APQRS中沿順時針方向,T中沿逆時針方向BPQRS中沿順時針方向,T中沿順時針方向CPQRS中沿逆時針方向,T中沿逆時針方向DPQRS中沿逆時針方向,T中沿順時針方向D金屬桿PQ突然向右運動,在運動開始的瞬間,閉合回路PQRS中磁場方向垂直紙面向里,磁通量增大,由楞次定律可判斷,閉合回路PQRS中感應電流產(chǎn)生的磁場垂直紙面向外,由安培定則可判斷感應電流方向為逆時針;由于閉合回路PQRS中感應電流產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外,
12、與原磁場方向相反,則T中磁通量減小,由楞次定律可判斷,T中感應電流產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里,由安培定則可知T中感應電流方向為順時針,選項D對。4.(多選)如圖所示,線圈M和線圈P繞在同一個鐵芯上。在開關S閉合、斷開的過程中,有關通過電流表的感應電流方向,下列判斷正確的是()A開關閉合瞬間,電流方向abB開關閉合瞬間,電流方向baC開關斷開瞬間,電流方向abD開關斷開瞬間,電流方向baAD當閉合開關S的瞬間,線圈M產(chǎn)生磁場向右,穿過線圈P的磁通量從無到有增加,則線圈P產(chǎn)生感應電流的磁場方向向左,根據(jù)右手螺旋定則可得電流方向ab,故A符合題意,B不符合題意;當斷開開關S的瞬間,線圈M產(chǎn)生的磁場消
13、失,穿過線圈P的磁通量從有到無減小,則線圈P產(chǎn)生感應電流的磁場方向向右,根據(jù)右手螺旋定則可得電流方向ba,故C不符合題意,D符合題意。判斷感應電流方向的“四步法” 楞次定律推論的應用楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為:感應電流的效果總是阻礙引起感應電流的原因。列表說明如下:(2019廣東廣州名校聯(lián)考)如圖所示,圓環(huán)形導體線圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一豎直螺線管b,二者軸線重合,螺線管b與電源、滑動變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動變阻器的滑片P向下滑動,下列表述正確的是()A線圈a中將產(chǎn)生沿順時針方向(俯視)的感應電流B穿過線圈a的磁通量減小C線圈a有擴張的趨勢D線圈a對水平桌面
14、的壓力FN將增大審題指導:根據(jù)滑片的移動情況判斷出電流的變化情況,再根據(jù)楞次定律判斷出螺線管與線圈之間的相互作用力方向,再結合楞次定律的有關推論得出正確答案。D當滑動變阻器的滑片P向下滑動時,螺線管中的電流將增大,使穿過線圈a的磁通量變大,選項B錯誤;由楞次定律可知,線圈a中將產(chǎn)生沿逆時針方向(俯視)的感應電流,并且線圈a有縮小和遠離螺線管的趨勢,線圈a對水平桌面的壓力FN將增大,故選項D正確,A、C錯誤。楞次定律中“阻礙”的問題的思路增反減同1.如圖所示,一個N極朝下的條形磁鐵豎直下落,恰能穿過水平放置的固定矩形導線框,則()A磁鐵經(jīng)過位置時,線框中感應電流沿abcd方向;經(jīng)過位置時,沿ad
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