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第九章電磁感應(yīng)選修3-2/f/26.html2011高考導(dǎo)航考綱展示1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象Ⅰ2．磁通量Ⅰ3．法拉第電磁感應(yīng)定律Ⅱ4．楞次定律Ⅱ5．自感、渦流Ⅰ2011高考導(dǎo)航命題熱點(diǎn)1.楞次定律與右手定則判斷電流方向和電磁感應(yīng)的圖象，以選擇題為主．2．導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計(jì)算．此類問題常結(jié)合力、電，解決與電量、電熱相關(guān)的問題．3．法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用是高考熱點(diǎn)，常以綜合性計(jì)算題出現(xiàn)，并能結(jié)合電路、力學(xué)、能量守恒定律等．第一節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律

基礎(chǔ)知識梳理一、磁通量1．概念：磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S的

．2．計(jì)算(1)公式：Φ＝BS.(2)適用條件：①勻強(qiáng)磁場；②S是

磁場并在磁場中的有效面積．(3)單位：韋伯(Wb),1Wb＝

.乘積垂直1T·m2基礎(chǔ)知識梳理3．意義：穿過某一面積的磁感線的

．4．標(biāo)矢性：磁通量是

，但有正、負(fù)．條數(shù)標(biāo)量基礎(chǔ)知識梳理二、電磁感應(yīng)1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)穿過閉合電路的

發(fā)生變化時，電路有電流產(chǎn)生，這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象．磁通量基礎(chǔ)知識梳理2．產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的條件(1)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件無論回路是否閉合，只要穿過線圈平面的磁通量發(fā)生

，回路中就有感應(yīng)電動勢．產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于

．圖9－1－1變化電源基礎(chǔ)知識梳理(2)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件①電路閉合．②磁通量變化．基礎(chǔ)知識梳理三、感應(yīng)電流方向的判斷1．右手定則：伸開右手，使拇指與其余四個手指

，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)，讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使拇指指向

的方向，這時四指所指的方向就是

的方向．如圖9－1－1所示．垂直感應(yīng)電流導(dǎo)線運(yùn)動基礎(chǔ)知識梳理2.楞次定律內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要

引起感應(yīng)電流的

的變化．阻礙磁通量基礎(chǔ)知識梳理特別提示：右手定則一般用于判斷部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向，而楞次定律一般用于由于B變化或θ角變化而引起的感應(yīng)電流的方向判斷．課堂互動講練一、對磁通量的理解1．Φ＝B·S的含義Φ＝BS只適用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S垂直的情況．當(dāng)S與垂直于B的平面間的夾角為θ時，則有Φ＝BScosθ.可理解為Φ＝B(Scosθ)，即Φ等于B與S在垂直于B方向上分量的乘積．也可理解為Φ＝(Bcosθ)S，即Φ等于B在垂直于S方向上的分量與S的乘積，如圖9－1－2甲所示．課堂互動講練圖9－1－2課堂互動講練2．面積S的含義S不一定是某個線圈的真正面積，而是線圈在磁場范圍內(nèi)的面積．如圖9－1－2乙所示，S應(yīng)為線圈面積的一半．課堂互動講練3．多匝線圈的磁通量多匝線圈內(nèi)磁通量的大小與線圈匝數(shù)無關(guān)，因?yàn)椴徽摼€圈匝數(shù)多少，穿過線圈的磁感線條數(shù)相同，而磁感線條數(shù)可表示磁通量的大?。n堂互動講練4．合磁通量的求法若某個平面內(nèi)有不同方向和強(qiáng)弱的磁場共同存在，當(dāng)計(jì)算穿過這個平面的磁通量時，先規(guī)定某個方向的磁通量為正，反方向的磁通量為負(fù)，平面內(nèi)各個方向的磁通量的代數(shù)和等于這個平面內(nèi)的合磁通量．課堂互動講練1．磁通量是標(biāo)量，但有正、負(fù)，其正負(fù)表示是正穿還是反穿．特別提醒課堂互動講練1.如圖9－1－3所示，a、b、c三個閉合線圈放在同一平面內(nèi)，當(dāng)a線圈中有電流I通過時，它們的磁通量分別為Φa、Φb、Φc，下列判斷正確的是(

)A．Φa<Φb<ΦcB．Φa>Φb>ΦcC．Φa<Φc<ΦbD．Φa>Φc>Φb即時應(yīng)用圖9－1－3課堂互動講練解析：選B.因?yàn)榇鸥芯€是閉合曲線，故a線圈的環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場在a線圈內(nèi)部垂直于紙面向里，a線圈外部垂直于紙面向外，而磁通量是合磁通，故b有“抵消”，c“抵消”最多，故a線圈的磁通量最大．課堂互動講練二、對楞次定律的理解及應(yīng)用1．因果關(guān)系應(yīng)用楞次定律實(shí)際上就是尋求電磁感應(yīng)中的因果關(guān)系．磁通量發(fā)生變化是原因，產(chǎn)生感應(yīng)電流是結(jié)果．原因產(chǎn)生結(jié)果，結(jié)果又反過來影響原因．課堂互動講練2．楞次定律中“阻礙”的含義課堂互動講練3．楞次定律的應(yīng)用(1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”.(2)阻礙(導(dǎo)體的)相對運(yùn)動——“來拒去留”．(3)磁通量增加，線圈面積“縮小”，磁通量減小，線圈面積“擴(kuò)張”——“增縮減擴(kuò)”．(4)阻礙線圈自身電流的變化(自感現(xiàn)象)．課堂互動講練4．應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方法楞次定律沒有直接告訴感應(yīng)電流的方向，它說明的是感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向之間的關(guān)系，即穿過閉合回路的磁通量增大時，兩磁場方向相反；磁通量減小時，兩磁場方向相同．因此，根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向時，應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：課堂互動講練(1)明確閉合電路范圍內(nèi)的原磁場的方向；(2)分析穿過閉合電路的磁通量的變化情況；(3)根據(jù)楞次定律，判定感應(yīng)電流磁場的方向；(4)利用安培定則，判斷感應(yīng)電流的方向．課堂互動講練運(yùn)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向可歸結(jié)為“一原、二感、三電流”．即①明確原磁場，②確定感應(yīng)電流磁場，③判定感應(yīng)電流方向．特別提醒課堂互動講練2.(2009年高考浙江卷)如圖9－1－4所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點(diǎn)，并可繞O點(diǎn)擺動．金屬線框從右即時應(yīng)用圖9－1－4課堂互動講練側(cè)某一位置由靜止開始釋放，在擺動到左側(cè)最高點(diǎn)的過程中，細(xì)桿和金屬框平面始終處于同一平面，且垂直紙面．則線框中感應(yīng)電流的方向是(

)A．a(chǎn)→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→d課堂互動講練解析：選B.由楞次定律可知，在線框從右側(cè)擺動到O點(diǎn)正下方的過程中，向上的磁通量在減小，故感應(yīng)電流的方向沿d→c→b→a→d，線框從O點(diǎn)正下方向左側(cè)擺動的過程，電流方向沿d→c→b→a→d，故選B.課堂互動講練三、楞次定律、右手定則、左手定則、安培定則的綜合應(yīng)用1．規(guī)律比較基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律運(yùn)動電荷、電流產(chǎn)生磁場安培定則磁場對運(yùn)動電荷、電流有作用力左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動右手定則閉合回路磁通量變化楞次定律課堂互動講練2.應(yīng)用區(qū)別關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系：(1)因電而生磁(I→B)→安培定則；(2)因動而生電(v、B→I安)→右手定則；(3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則．課堂互動講練3．相互聯(lián)系(1)應(yīng)用楞次定律，必然要用到安培定則；(2)感應(yīng)電流受到的安培力，有時可以先用右手定則確定電流方向，再用左手定則確定安培力的方向，有時可以直接應(yīng)用楞次定律的推論確定．課堂互動講練在本類型題目中，往往多次運(yùn)用楞次定律，在分析問題時應(yīng)注意導(dǎo)體棒的運(yùn)動特點(diǎn)或穿過閉合回路的磁通量變化情況，防止在應(yīng)用楞次定律時出現(xiàn)錯誤．特別提醒課堂互動講練3．如圖9－1－5所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力作用下運(yùn)動時，MN在磁、場力的作用下向右運(yùn)動，則PQ所做的運(yùn)動可能是(

)即時應(yīng)用圖9－1－5課堂互動講練A．向右加速運(yùn)動B．向左加速運(yùn)動C．向右減速運(yùn)動D．向左減速運(yùn)動課堂互動講練解析：選BC.分析該類問題，首先要明確PQ運(yùn)動是引起MN運(yùn)動的原因，然后根據(jù)楞次定律和左手定則判斷．由右手定則PQ向右加速運(yùn)動，穿過L1的磁通量向上且增加，由楞次定律和左手定則可判斷MN向左運(yùn)動，故A錯．若PQ向左加速運(yùn)動，情況正好和A相反，故B對．若PQ向右減速運(yùn)動，由右手定則，穿過L1的磁通量向上且減小，由楞次定律和左手定則可判斷MN向右運(yùn)動，故C對．若PQ向左減速運(yùn)動，情況恰好和C相反，故D錯．高頻考點(diǎn)例析(2010年江蘇啟東中學(xué)質(zhì)檢)繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上，鐵芯上套著一個鋁環(huán)，線圈與電源、開關(guān)相連，如圖9－1－6所示．線圈上端與電源正極相連，閉合開關(guān)的瞬間，鋁環(huán)向上跳起．若保持開關(guān)閉合，則(

)題型一產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件例1高頻考點(diǎn)例析圖9－1－6高頻考點(diǎn)例析A．鋁環(huán)不斷升高B．鋁環(huán)停留在某一高度C．鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落D．如果電源的正、負(fù)極對調(diào)，觀察到的現(xiàn)象不變高頻考點(diǎn)例析【解析】開關(guān)閉合瞬間，鋁環(huán)中的磁通量增加，產(chǎn)生的感應(yīng)電流受到安培力作用使鋁環(huán)運(yùn)動，運(yùn)動的效果阻礙磁通量的變化，所以鋁環(huán)向上跳起，開關(guān)閉合后，線圈周圍的磁場恒定，則鋁環(huán)將回落，所以A、B錯誤，C正確；當(dāng)電源的正負(fù)極對調(diào)后現(xiàn)象同上，D正確．【答案】

CD高頻考點(diǎn)例析(2009年廣州模擬)電阻R、電容器C與一線圈連成閉合回路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖9－1－7題型二感應(yīng)電流方向的判定例2圖9－1－7高頻考點(diǎn)例析所示．現(xiàn)使磁鐵開始自由下落，在N極接近線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是(

)A．從a到b，上極板帶正電B．從a到b，下極板帶正電C．從b到a，上極板帶正電D．從b到a，下極板帶正電高頻考點(diǎn)例析【解析】在N極接近線圈上端的過程中，通過線圈的磁感線方向向下，磁通量增大，由楞次定律可判定流過線圈的電流方向向下，外電路電流由b流向a，同時線圈作為電源，下端應(yīng)為正極，則電容器下極板電勢高，帶正電．【答案】

D高頻考點(diǎn)例析【規(guī)律總結(jié)】利用楞次定律確定感應(yīng)電流方向時，首先要弄清原磁場的方向、磁通量如何變化，再確定感應(yīng)電流的磁場，然后利用安培定則確定感應(yīng)電流方向．高頻考點(diǎn)例析1．圖9－1－8為地磁場磁感線的示意圖，在北半球地磁場的豎直分量向下．飛機(jī)在我國上空勻速巡航，機(jī)翼保持水平，飛機(jī)變式訓(xùn)練圖9－1－8高頻考點(diǎn)例析高度不變，由于地磁場的作用，金屬機(jī)翼上有電勢差，設(shè)飛行員左方機(jī)翼末端處的電勢為U1，右方機(jī)翼末端處的電勢為U2(

)A．若飛機(jī)從西往東飛，U1比U2高B．若飛機(jī)從東往西飛，U2比U1高C．若飛機(jī)從南往北飛，U1比U2高D．若飛機(jī)從北往南飛，U2比U1高高頻考點(diǎn)例析解析：選AC.我國位于地球的北半球，北半球的地磁場的豎直分量向下．當(dāng)飛行員伸出自己的右手，掌心向上(磁感線穿過手心)，大拇指指向飛機(jī)的飛行方向(也就是機(jī)翼切割磁感線的運(yùn)動方向)，此時四指指向飛行員的左側(cè)(也就是電源中的電流方向，或電源正極)，所以不管飛行員沿什么方向飛行，左方機(jī)翼末端處的電勢都高于右方機(jī)翼的末端處的電勢．正確答案為A、C.高頻考點(diǎn)例析(2009年高考海南卷)一長直鐵芯上繞有一固定線圈M，鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接，木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N，題型三利用楞次定律判斷導(dǎo)體的運(yùn)動例3圖9－1－9高頻考點(diǎn)例析N可在木質(zhì)圓柱上無摩擦移動．M連接在如圖9－1－9所示的電路中，其中R為滑動變阻器，E1和E2為直流電源，S為單刀雙擲開關(guān)．下列情況中，可觀測到N向左運(yùn)動的是(

)A．在S斷開的情況下，S向a閉合的瞬間B．在S斷開的情況下，S向b閉合的瞬間C．在S已向a閉合的情況下，將R的滑動頭向c端移動時D．在S已向a閉合的情況下，將R的滑動頭向d端移動時高頻考點(diǎn)例析【解析】由楞次定律及左手定則可知：只要線圈中電流增強(qiáng)，即穿過N的磁通量增加，則N受排斥而向右，只要線圈中電流減弱，即穿過N的磁通量減少，則N受吸引而向左．故C選項(xiàng)正確．【答案】

C高頻考點(diǎn)例析2．(2010年廣東江門調(diào)研)如圖9－1－10所示是某電磁沖擊鉆的原理圖，若突然發(fā)現(xiàn)鉆頭M向右運(yùn)動，則可能是(

)變式訓(xùn)練圖9－1－10高頻考點(diǎn)例析A．電鍵S閉合瞬間B．電鍵S由閉合到斷開的瞬間C．電鍵S已經(jīng)是閉合的，變阻器滑片P向左迅速滑動D．電鍵S已經(jīng)是閉合的，變阻器滑片P向右迅速滑動高頻考點(diǎn)例析解析：選AC.當(dāng)電鍵突然閉合時，左線圈上有了電流，產(chǎn)生磁場，而對于右線圈來說，磁通量增加，由楞次定律可知，為了阻礙磁通量的增加，鉆頭M向右運(yùn)動遠(yuǎn)離左邊線圈，故A項(xiàng)正確；當(dāng)電鍵由閉合到斷開瞬間，穿過右線圈的磁通量要減少，為了阻礙磁通量的減少，鉆頭M要向左運(yùn)動靠近左邊線圈，故B項(xiàng)錯誤；電鍵閉合時，當(dāng)變阻器滑片P突然向左滑動時，回路的電阻減小，高頻考點(diǎn)例析回路電流增大，產(chǎn)生的磁場增強(qiáng)，穿過右線圈的磁通量增大，為了阻礙磁通量的增加，鉆頭M向右運(yùn)動遠(yuǎn)離左邊線圈，故C項(xiàng)正確；當(dāng)變阻器滑片P突然向右滑動時，回路的電阻增大，回路電流減小，產(chǎn)生的磁場減弱，穿過右線圈的磁通量減少，為了阻礙磁通量的減少，鉆頭M向左運(yùn)動靠近左邊線圈，故D項(xiàng)錯誤．高頻考點(diǎn)例析如圖9－1－11所示，兩個線圈套在同一個鐵芯上，線圈的繞向在圖中已經(jīng)標(biāo)出．左線圈連著平行導(dǎo)軌M和N，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab，金屬棒處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，下列說法中正確的是(

)題型四楞次定律和左、右手定則的綜合應(yīng)用例4高頻考點(diǎn)例析圖9－1－11高頻考點(diǎn)例析A．當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動時，a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)，c點(diǎn)電勢高于d