2025年高考物理一輪總復習課件 第12章 第29講 電磁感應現象 楞次定律

第十二章電磁感應第29講電磁感應現象楞次定律知識梳理·易錯辨析核心考點·重點突破名師講壇·素養(yǎng)提升提能訓練練案[58]知識梳理·易錯辨析一、磁通量1．定義勻強磁場中，磁感應強度(B)與________于磁場方向的面積(S)的乘積叫作穿過這個面積的磁通量，簡稱磁通，我們可以用穿過這一面積的磁感線條數的多少來形象地理解。2．公式Φ＝________。在國際單位制中，磁通量的單位是________，符號是________。垂直BS韋伯Wb3．公式適用條件(1)勻強磁場。(2)磁感線的方向與平面垂直，即B⊥S。二、電磁感應現象1．電磁感應現象當穿過閉合電路的磁通量____________時，電路中有____________產生的現象。2．產生感應電流的條件(1)條件：穿過閉合電路的磁通量____________。(2)特例：閉合電路的一部分導體在磁場內做______________的運動。發(fā)生變化感應電流發(fā)生變化切割磁感線3．電磁感應現象的實質產生______________，如果電路閉合，則有____________；如果電路不閉合，則只有______________而無感應電流。感應電動勢感應電流感應電動勢三、感應電流方向的判定1．楞次定律(1)內容：感應電流的磁場總要________引起感應電流的__________的變化。(2)適用范圍：適用于一切回路__________變化的情況。阻礙磁通量磁通量2.右手定則(1)使用方法。①讓磁感線穿入______手手心。②使大拇指指向____________的方向。③則其余四指指向____________的方向。(2)適用范圍：適用于____________切割磁感線的情況。右導體運動感應電流部分導體1．磁通量與線圈的匝數無關。(

)2．閉合電路內只要有磁通量，就有感應電流產生。(

)3．感應電流的磁場一定與引起感應電流的磁場方向相反。(

)4．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。(

)√××√核心考點·重點突破1磁通量電磁感應現象(基礎考點·自主探究)1．對磁通量的理解(1)磁通量的正負：磁通量的正負不代表大小，只表示磁感線是怎樣穿過平面的。若從平面的某一側穿入為正，則從另一側穿入為負。(2)磁通量的大?、儆晒接嬎悖害担紹Ssinθ(其中θ角為平面S與磁感線的夾角)。②從磁感線觀察：從不同側面穿入的磁感線抵消后，剩余的磁感線的條數越多，磁通量越大。③穿過線圈的磁通量的大小與線圈匝數無關。(3)磁通量變化的常見情況根據Φ＝BSsinθ，引起磁通量變化的三個因素是S、B和θ。①僅B變化：線圈內磁場變化。②僅S變化：線圈的部分導線做切割磁感線運動。③僅θ變化：線圈在磁場中轉動。2．判斷產生感應電流的思路【跟蹤訓練】(磁通量的理解和計算)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。磁感應強度為B的勻強磁場斜向上穿過軌道平面，其方向與豎直方向的夾角為θ(0<θ<90°)。在下列各過程中，一定能在軌道回路里產生感應電流的是()AA．ab向右運動，同時使θ減小B．使磁感應強度B減小，θ角同時也減小C．ab向左運動，同時增大磁感應強度BD．ab向右運動，同時增大磁感應強度B和θ角[解析]

設此時回路面積為S，據題意，穿過回路的磁通量Φ＝BScosθ。ab向右運動，則S增大，θ減小，則cosθ增大，因此

Φ增大，回路里一定能產生感應電流，A正確；B減小，θ減小，cosθ增大，Φ可能不變，回路里不一定能產生感應電流，B錯誤；ab向左運動，則S減小，B增大，Φ可能不變，回路里不一定能產生感應電流，C錯誤；ab向右運動，則S增大，B增大，θ增大，cosθ減小，Φ可能不變，回路里不一定能產生感應電流，D錯誤。(感應電流有無的確定)如圖所示的各圖所描述的物理情境中，沒有產生感應電流的是()A[解析]

開關S閉合穩(wěn)定后，穿過線圈N的磁通量保持不變，線圈N中不會產生感應電流，故A符合題意；磁鐵向鋁環(huán)A靠近，穿過鋁環(huán)A的磁通量增大，鋁環(huán)A中會產生感應電流，故B不符合題意；金屬框中從A位置向B位置運動，穿過金屬框的磁通量發(fā)生變化，金屬框中會產生感應電流，故C不符合題意；銅盤在磁場中按題圖所示方向轉動，銅盤的一部分切割磁感線，回路中會產生感應電流，故D不符合題意。2感應電流方向的確定(基礎考點·自主探究)1．楞次定律中“阻礙”的含義2．判斷感應電流方向的兩種方法方法一用楞次定律判斷(“四步法”)方法二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?！靖櫽柧殹?用楞次定律確定感應電流方向)(2023·海南卷)汽車測速利用了電磁感應現象，汽車可簡化為一個矩形線圈abcd，埋在地下的線圈分別為1、2，通上順時針(俯視)方向電流，當汽車經過線圈時()CA．線圈1、2產生的磁場方向豎直向上B．汽車進入線圈1過程產生感應電流方向為abcdC．汽車離開線圈1過程產生感應電流方向為abcdD．汽車進入線圈2過程受到的安培力方向與速度方向相同[解析]

由題知，埋在地下的線圈1、2通順時針(俯視)方向的電流，則根據安培定則，可知線圈1、2產生的磁場方向豎直向下，A錯誤；汽車進入線圈1過程中，磁通量增大，根據楞次定律可知產生感應電流方向為adcb(逆時針)，B錯誤；汽車離開線圈1過程中，磁通量減小，根據楞次定律可知產生感應電流方向為abcd(順時針)，C正確；汽車進入線圈2過程中，磁通量增大，根據楞次定律可知產生感應電流方向為adcb(逆時針)，再根據左手定則，可知汽車受到的安培力方向與速度方向相反，D錯誤。故選C。(用右手定則確定感應電流方向)下列圖中表示閉合電路中的一部分導體ab在磁場中做切割磁感線運動的情境，導體ab上的感應電流方向為a→b的是()A[解析]

導體ab順時針轉動，運用右手定則，磁感線穿過手心，拇指指向順時針方向，則導體ab上的感應電流方向為a→b，故A正確；導體ab向紙外運動，運用右手定則時，磁感線穿過手心，拇指指向紙外，則知導體ab上的感應電流方向為b→a，故B錯誤；導體框向右運動，ad邊切割磁感線，由右手定則可知，導體ab上的感應電流方向為b→a，故C錯誤；導體ab沿導軌向下運動，由右手定則判斷知導體ab上的感應電流方向為b→a，故D錯誤。3楞次定律推論的應用(能力考點·深度研析)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：推論例證阻礙原磁通量變化——“增反減同”

磁鐵靠近，B感、B原反向，

二者相斥；

磁鐵遠離，B感、B原同向，

二者相吸阻礙相對運動——“來拒去留”推論例證使回路面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”注意：此結論只適用于磁感線單方向穿過回路的情境P、Q是光滑固定導軌，a、b是可移動金屬棒，磁鐵下移，回路面積應減小，a、b靠近B減小，線圈擴張推論例證使閉合線圈遠離或靠近磁體——“增離減靠”當開關S閉合(斷開)時，左環(huán)向左(右)擺動、右環(huán)向右(左)擺動，遠離(靠近)通電線圈推論例證阻礙原電流的變化——“增反減同”(即自感現象)合上S，B燈先亮，A燈逐漸變亮；再斷開S，兩燈逐漸熄滅說明以上五種情況“殊途同歸”，實質上都是以不同的方式阻礙磁通量的變化?考向1

“來拒去留”與“增縮減擴”的應用(2024·浙江高三月考)如圖所示，將一磁鐵通過放置在電子秤上的支架懸掛于電子秤上方，磁鐵的正下方有兩條光滑的固定金屬導軌M、N，其上有兩根可以自由滑動的金屬桿a、b，磁鐵在回路中心的正上方，當剪斷細線，磁鐵下落時，以下說法正確的是()A．a、b桿相互遠離B．與剪斷細線前相比電子秤的示數增加C．導軌對電子秤的壓力變大D．磁鐵處于完全失重狀態(tài)C[解析]

由楞次定律推論“增縮減擴”可知a、b桿將相互靠攏，A錯誤；將磁鐵、支架、導軌和金屬桿看成一個整體，磁鐵處于失重狀態(tài)，整體對電子秤的壓力減小，磁鐵會受到下方回路中感應電流產生的磁場的阻力作用，并不是完全失重，B、D錯誤；磁鐵對導軌產生向下的力，因此導軌對電子秤的壓力變大，C正確。?考向2

“增離減靠”的應用(2024·浙江紹興質檢)如圖，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，螺線管與電源和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，下列說法正確的是()A．線圈a中將產生順時針方向(俯視)的感應電流B．穿過線圈a的磁通量變小C．線圈a有收縮的趨勢D．線圈a對水平桌面的壓力FN將減小C[解析]

根據安培定則可知，螺線管b在其內部產生向下的磁場，當滑動變阻器的滑片P向下滑動時，電路中總電阻減小，電流增大，磁感應強度變大，穿過線圈a的磁通量變大，根據楞次定律，線圈a中會產生阻礙磁通量變大的感應電流，即產生逆時針方向(俯視)的感應電流，故A、B錯誤；根據楞次定律的推論“增縮減擴”可知，線圈a有收縮的趨勢，故C正確；根據楞次定律的推論“增離減靠”可知，線圈a有遠離螺線管b的趨勢，因此線圈a對水平桌面的壓力FN將增大，故D錯誤。名師講壇·素養(yǎng)提升“三定則—定律”的綜合應用1．“三個定則”“一個定律”的比較名稱用途選用原則安培定則判斷電流產生的磁場(方向)分布因電生磁左手定則判斷通電導線、運動電荷所受磁場力的方向因電受力右手定則判斷導體切割磁感線產生的感應電流方向或電源正負極因動生電楞次定律判斷因回路磁通量改變而產生的感應電流方向因磁通量變化生電2.相互聯系(1)應用楞次定律時，一般要用到安培定則。(2)研究感應電流受到的安培力時，一般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，有時也可以直接應用楞次定律的推論確定。(多選)如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，MN的左邊有一如圖所示的閉合電路，當PQ在一外力的作用下運動時，MN向右運動，則PQ所做的運動可能是()A．向右加速運動B．向左加速運動C．向右減速運動D．向左減速運動BC【跟蹤訓練】(安培定則與楞次定律的綜合應用)如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關與電源連接，另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在紙面內的直導線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導線正上方，開關未閉合時小磁針處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是()DA．開關閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉動B．開關閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向C．開關閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D．開關閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉動[解析]

開關閉合后的瞬間，通過左邊線圈的磁感應強度向右增大，由于磁通量增大，由楞次定律和安培定則可知，直導線有通以由南指向北的感應電流，根據安培定則可知直導線上方的磁場方向垂直紙面向里，所以小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉動，A錯誤；開關閉合并保持一段時間后，電流穩(wěn)定，左邊線圈沒有感應電流，所以小磁針的N極不會轉動，B、C錯誤；開關閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，通過左邊線圈的磁感應強度