【步步高】2020年高考物理大一轮 第九章 第1课时 电磁感应现象　楞次定律 新人教版选修3-2

PAGE【步步高】2020年高考物理大一轮第九章第1课时电磁感应现象　楞次定律新人教版选修3-2考点内容要求考纲解读电磁感应现象Ⅰ1.应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向．2．结合各种图象(如Φ－t图象、B－t图象和i－t图象)，考查感应电流的产生条件及方向的判定，导体切割磁感线产生感应电动势的计算．3．电磁感应现象与磁场、电路、力学等知识的综合，以及电磁感应与实际相结合的题目.磁通量Ⅰ法拉第电磁感应定律Ⅱ楞次定律Ⅱ自感、涡流Ⅰ第1课时　电磁感应现象　楞次定律导学目标能熟练应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向及相关的导体运动方向．一、电磁感应现象[基础导引]试分析下列各种情形中，金属线框或线圈里能否产生感应电流？[知识梳理]1．电磁感应现象：当穿过闭合电路的磁通量发生________时，电路中有____________产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应．2．产生感应电流的条件： 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 述1：闭合电路的一部分导体在磁场内做______________运动．表述2：穿过闭合电路的磁通量____________．3．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______．eq\x(思考)：1.电路不闭合时，磁通量发生变化是否能产生电磁感应现象？2．引起磁通量Φ变化的情况有哪些？二、感应电流方向的判断[基础导引]下图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是(　　)[知识梳理]1．楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要________引起感应电流的__________的变化．(2)适用情况：所有的电磁感应现象．2．右手定则(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指________，并且都与手掌在同一个________，让磁感线从掌心进入，并使拇指指向____________的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．(2)适用情况：____________________产生感应电流．eq\x(思考)：楞次定律中“阻碍”有哪些含义？(按导图回答)考点一　电磁感应现象能否发生的判断考点解读判断流程：(1)确定研究的闭合电路．(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量Φ.图3(3)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Φ不变→无感应电流,Φ变化→\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(回路闭合，有感应电流,不闭合，无感应电流，但有感应电动势))))典例剖析如图1所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是(　　)图1A．圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动B．圆盘以某一水平直径为轴匀速转动C．圆盘在磁场中向右匀速平移D．匀强磁场均匀增加思维突破　判断能否产生电磁感应现象，关键是看回路的磁通量是否发生了变化．磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1有多种形式，主要有：(1)S、θ不变，B改变，这时ΔΦ＝ΔB·Ssinθ(2)B、θ不变，S改变，这时ΔΦ＝ΔS·Bsinθ(3)B、S不变，θ改变，这时ΔΦ＝BS(sinθ2－sinθ1)跟踪训练1　如图2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θ.在下列各过程中，一定能在轨道回路图2里产生感应电流的是(　　)A．ab向右运动，同时使θ减小B．使磁感应强度B减小，θ角同时也减小C．ab向左运动，同时增大磁感应强度BD．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)考点二　利用楞次定律判断感应电流的方向考点解读感应电流方向的判定及由此产生的其他问题是这一章的一个重点和难点．利用楞次定律和右手定则都可以判定感应电流方向，但楞次定律的应用更重要．典例剖析例2　某实验小组用如图3所示的实验装置来验证楞次定律．当图3条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是(　　)A．a→G→bB．先a→G→b，后b→G→aC．b→G→aD．先b→G→a，后a→G→b思维突破　楞次定律的使用步骤跟踪训练2　长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如图4甲所示．长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的交流电：i＝Imsinωt，i－t图象如图乙所示．规定沿长直导线方向上的电流为正方向．关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是(　　)图4A．由顺时针方向变为逆时针方向B．由逆时针方向变为顺时针方向C．由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向D．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向图5例3　如图5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、快速经过时，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mgB．FN一直大于mgC．Ff先向左，后向右D．Ff一直向左思维突破　楞次定律的推广应用对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因：(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”．跟踪训练3　(2020·上海单科·21)如图6所示，金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧，若变阻器滑片P向左移动，则金属环A将向________(填“左”或“右”)运动，并有________(填“收缩”或“扩张”)趋势．　　　　　　　　　10.楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综合应用例4　如图7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(　　)图7A．向右加速运动B．向左加速运动C．向右减速运动D．向左减速运动建模感悟安培定则、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图8跟踪训练4　两根相互平行的金属导轨水平放置于图8所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动．当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是(　　)A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→CB．导体棒CD内有电流通过，方向是C→DC．磁场对导体棒CD的作用力向左D．磁场对导体棒AB的作用力向左A组　电磁感应现象的产生1.如图9所示，光滑导电圆环轨道竖直固定在匀强磁场中，磁场方向与轨道所在平面垂直，导体棒ab的两端可始终不离开轨道无摩擦地滑动，当ab由图示位置释放，直到滑到右侧虚线位置的过程中，关于ab棒中的感应电流情况，正确的是(　　)图9A．先有从a到b的电流，后有从b到a的电流B．先有从b到a的电流，后有从a到b的电流C．始终有从b到a的电流D．始终没有电流产生2．假如有一宇航员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是(　　)A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无B．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场B组　感应电流方向的判断图103．如图10所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则线框中感应电流的方向是(　　)A．a→b→c→d→aB．d→c→b→a→dC．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d4．2020年秋季，北约战机“幻影－2000”在利比亚班加西(北纬31°附近)上空盘旋，由于地磁场的存在，飞机在一定高度水平飞行时，其机翼就会切割磁感线，机翼的两端之间会有一定的电势差．则从飞行员的角度看，机翼左端的电势比右端的电势(　　)A．低B．高C．相等D．以上情况都有可能C组　楞次定律的拓展应用5．如图11所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放(各线框下落过程中不翻转)，则以下说法正确的是(　　)图11A．三者同时落地B．甲、乙同时落地，丙后落地C．甲、丙同时落地，乙后落地D．乙、丙同时落地，甲后落地图126.一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动．M连接在如图12所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关．下列情况中，可观测到N向左运动的是(　　)A．在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间B．在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间C．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时D．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时课时 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 训练(限时：45分钟)一、选择题1．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图1所示连接．下列说法中正确的是(　　)图1A．电键闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B．线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C．电键闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度D．电键闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转2．如图2所示，两个线圈A、B水平且上下平行放置，分别通以如图所示的电流I1、I2，为使线圈B中的电流瞬时有所增大，可采用的办法是(　　)图2A．线圈位置不变，增大线圈A中的电流B．线圈位置不变，减小线圈A中的电流C．线圈A中电流不变，线圈A向下平移D．线圈A中电流不变，线圈A向上平移图33．北半球地磁场的竖直分量向下．如图3所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向．下列说法中正确的是(　　)A．若使线圈向东平动，则a点的电势比b点的电势低B．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低C．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→aD．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→d→c→b→a4．如图4所示，在直线电流附近有一根金属棒ab，当金属棒以b端为圆心，以ab为半径，在过导线的平面内匀速旋转达到图中的位置时(　　)图4A．a端聚积电子B．b端聚积电子C．金属棒内电场强度等于零D．Ua>Ub图55．如图5所示，水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场，电场竖直向下，磁场垂直纸面向外．半圆形铝框从直径处于水平位置时，沿竖直平面由静止开始下落．不计阻力，a、b两端落到地面的次序是(　　)A．a先于bB．b先于aC．a、b同时落地D．无法判定6．如图6所示，线圈A、B是由不同材料制成的导体线圈，它们的质量一样大，形状一样，设磁场足够大，下列说法正确的是(　　)A．电阻大的线圈达到稳定速度时的速度大图6B．电阻小的线圈达到稳定速度时的速度大C．两线圈的稳定速度是一样的D．电阻率大的材料制成的线圈，稳定速度大7．如图7所示，ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中，线圈ab将(　　)图7A．静止不动B．逆时针转动C．顺时针转动D．发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动的方向图88.如图8所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图．左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是(　　)A．当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B．当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势C．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点D．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点图99．(2020·上海单科·13)如图9，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a(　　)A．顺时针加速旋转B．顺时针减速旋转C．逆时针加速旋转D．逆时针减速旋转图1010.如图10所示，每米电阻为1Ω的一段导线被弯成半径r＝1m的三段圆弧，并组成闭合回路．每段圆弧都是eq\f(1,4)圆周，位于空间直角坐标系的不同平面内，其中ab段位于xOy平面内，bc段位于yOz平面内，ca段位于zOx平面内．空间存在一个沿＋x轴方向的磁场，其磁感应强度大小随时间变化的关系式为B＝0.7＋0.6t，则(　　)A．导线中的感应电流大小是0.1A，方向是a→c→b→aB．导线中的感应电流大小是0.1A，方向是a→b→c→aC．导线中的感应电流大小是eq\f(π,20)A，方向是a→c→b→aD．导线中的感应电流大小是eq\f(π,20)A，方向是a→b→c→a11.一飞机下有一沿竖直方向的金属杆，若仅考虑地磁场的影响，不考虑磁偏角影响，当飞机水平飞行经过我国某市上空(　　)A．由东向西飞行时，金属杆上端电势比下端电势高B．由西向东飞行时，金属杆上端电势比下端电势高C．由南向北飞行时，金属杆上端电势比下端电势高D．由北向南飞行时，金属杆上端电势比下端电势高图1112.如图11所示，金属棒ab置于水平放置的金属导体框架cdef上，棒ab与框架接触良好．从某一时刻开始，给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场，并且磁场均匀增加，ab棒仍静止，在磁场均匀增加的过程中，关于ab棒受到的摩擦力，下列说法正确的是(　　)A．摩擦力大小不变，方向向右B．摩擦力变大，方向向右C．摩擦力变大，方向向左D．摩擦力变小，方向向左二、非选择题13．如图12所示，CDEF为闭合线圈，AB为电阻丝，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感应强度的方向是“·”时，电源的哪一端是正极？图12复习讲义基础再现一、基础导引　B、C、D、E均能产生感应电流．知识梳理　1.变化　感应电流　2.切割磁感线　发生变化　3.电能思考：1.当电路不闭合时，没有感应电流，但有感应电动势，只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象．2．(1)磁场变化如：永磁铁与线圈的靠近或远离、电磁铁(螺线管)内电流的变化．(2)回路的有效面积变化①回路面积变化：如闭合线圈部分导线切割磁感线，如图甲．②回路平面与磁场夹角变化：如线圈在磁场中转动，如图乙．二、基础导引　CD　知识梳理　1.(1)阻碍　磁通量　2.(1)垂直　平面内　导体运动　(2)导体棒切割磁感线思考：引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化　磁通量的变化　相反　相同　阻止　延缓　继续进行课堂探究例1　BD　跟踪训练1　A　例2　D　跟踪训练2　D　例3　AD　跟踪训练3　左　收缩跟踪训练4　BD　分组训练1．D　2．C　3．B　4．B　5．D　6．C　课时规范训练1．A　2．BD　3．AC　4．BD　5．A　6．A　7．C　8．BD　9．B　10．A11．B　12．B　13．下端