高中物理復(fù)習(xí)12-1第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律課件

第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律課

程

標(biāo)

準(zhǔn)素

養(yǎng)

目

標(biāo)探究影響感應(yīng)電流方向的因素，理解楞次定律．物理觀念：知道磁通量的概念和楞次定律的內(nèi)容．科學(xué)思維：利用楞次定律結(jié)合安培定則判斷感應(yīng)電流方向，從能量轉(zhuǎn)化和守恒理解阻礙含義．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：能夠綜合應(yīng)用安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律解決實際問題．考點(diǎn)一考點(diǎn)一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和判斷【必備知識·自主落實】1．磁通量(1)定義：設(shè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一個與磁場方向________的平面，面積為S(如圖所示)，我們把B與S的乘積叫作穿過這個面積的磁通量，簡稱磁通，用字母Φ表示．

是標(biāo)量，有正負(fù)(2)物理意義：可表示穿過某一面積的磁感線凈條數(shù)(磁通量的代數(shù)和)．(3)表達(dá)式：Φ＝BS．

適于勻強(qiáng)磁場(4)單位：韋伯(weber)，簡稱________，符號Wb.________＝1T·m2.垂直韋1Wb2．電磁感應(yīng)現(xiàn)象(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的________發(fā)生變化時，閉合導(dǎo)體回路中有________產(chǎn)生的現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件①________導(dǎo)體回路；②________發(fā)生變化．磁通量感應(yīng)電流閉合磁通量

答案：B

2．法拉第“磁生電”這一偉大的發(fā)現(xiàn)，引領(lǐng)人類進(jìn)入了電氣時代．關(guān)于下列實驗說法正確的是(

)A.甲圖中條形磁體插入螺線管中靜止不動時，電流計指針穩(wěn)定且不為零B.乙圖中無論滑動變阻器滑片向下移動還是向上移動的過程中，金屬圓環(huán)中都有感應(yīng)電流C.丙圖中閉合開關(guān)時電流計指針偏轉(zhuǎn)，斷開開關(guān)時電流計指針不偏轉(zhuǎn)D.丁圖中導(dǎo)體棒AB在磁場中運(yùn)動時一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流答案：B解析：題圖甲中條形磁體插入螺線管中靜止不動時，螺線管內(nèi)磁通量保持不變，則無感應(yīng)電流，A錯誤；題圖乙中無論滑動變阻器滑片怎么移動，線圈b內(nèi)的電流都會變化，則線圈b產(chǎn)生的磁場都會變化，導(dǎo)致線圈a中的磁通量變化，線圈a中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，B正確；題圖丙中閉合開關(guān)和斷開開關(guān)都會使螺線管B的磁通量發(fā)生變化，螺線管B中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計指針都會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，C錯誤；當(dāng)導(dǎo)體棒的運(yùn)動方向與磁場平行時，導(dǎo)體棒不切割磁感線，則無感應(yīng)電流，D錯誤．3．如圖所示，一個U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個金屬導(dǎo)體棒ab，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ.在下列各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(

)A.ab向右運(yùn)動，同時使θ減小B.使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，θ角同時也減小C.ab向左運(yùn)動，同時增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BD.ab向右運(yùn)動，同時增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角(0°＜θ＜90°)答案：A解析：設(shè)此時回路面積為S，據(jù)題意，磁通量Φ＝BScosθ，S增大，θ減小，cosθ增大，則Φ增大，A正確；設(shè)此時回路面積為S，據(jù)題意，磁通量Φ＝BScosθ，B減小，θ減小，cosθ增大，Φ可能不變，B錯誤；設(shè)此時回路面積為S，據(jù)題意，磁通量Φ＝BScosθ，S減小，B增大，Φ可能不變，C錯誤；設(shè)此時回路面積為S，據(jù)題意，磁通量Φ＝BScosθ，

S增大，B增大，θ增大，cosθ減小，Φ可能不變，D錯誤．故選A.

考點(diǎn)二考點(diǎn)二判斷感應(yīng)電流方向的兩種方法【必備知識·自主落實】1．楞次定律

本質(zhì)是能量守恒(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流的________總要阻礙引起感應(yīng)電流的________的變化．不是阻止(2)適用范圍：一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象．磁場磁通量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________，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓________從掌心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動的方向，這時四指所指的方向就是____________的方向．(2)適用情況：判斷導(dǎo)線____________產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向．垂直磁感線感應(yīng)電流切割磁感線【關(guān)鍵能力·思維進(jìn)階】4．如圖所示，兩勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1和B2大小相等、方向相反．金屬圓環(huán)的直徑與兩磁場的邊界重合．下列變化會在環(huán)中產(chǎn)生順時針方向感應(yīng)電流的是(

)A.同時增大B1減小B2B．同時減小B1增大B2C．同時以相同的變化率增大B1和B2D．同時以相同的變化率減小B1和B2答案：B解析：若同時增大B1減小B2，則穿過環(huán)向里的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向外，由安培定則，環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是逆時針方向，故選項A錯誤；同理可推出，選項B正確，C、D錯誤．5.[2023·海南卷]汽車測速利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)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(dāng)汽車經(jīng)過線圈時(

)A．線圈1、2產(chǎn)生的磁場方向豎直向上B．汽車進(jìn)入線圈1過程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向為abcdC．汽車離開線圈1過程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向為abcdD．汽車進(jìn)入線圈2過程受到的安培力方向與速度方向相同答案：C解析：由右手螺旋定則可知，線圈1、2形成的磁場方向都是豎直向下的，A錯；汽車進(jìn)入線圈1時，線圈abcd中向下的磁通量增大，由楞次定律可判斷，線圈abcd中的感應(yīng)電流方向與線圈1反向，是逆時針，即感應(yīng)電流方向為adcb，同理，汽車離開線圈1時，線圈abcd中向下的磁通量減小，線圈abcd中的感應(yīng)電流方向是順時針，即感應(yīng)電流方向為abcd，故B錯，C對；安培力為阻力，與速度方向相反，D錯．6.ab為一金屬桿，它處在如圖所示的垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，可繞a點(diǎn)在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動；S為以a為圓心位于紙面內(nèi)的金屬圓環(huán)；在桿轉(zhuǎn)動過程中，桿的b端與金屬環(huán)保持良好接觸；A為電流表，其一端與金屬環(huán)相連，另一端與a點(diǎn)良好接觸．當(dāng)桿沿逆時針方向轉(zhuǎn)動時，某時刻ab桿的位置如圖，則此時刻(

)A．有電流通過電流表，方向c→d；作用于ab的安培力向右B．有電流通過電流表，方向c→d；作用于ab的安培力向左C.有電流通過電流表，方向d→c；作用于ab的安培力向左D．無電流通過電流表，作用于ab的安培力為零答案：C解析：當(dāng)桿沿逆時針方向轉(zhuǎn)動時，根據(jù)右手定則，判斷出ab桿中感應(yīng)電流方向b→a，有電流通過電流表，方向d→c，根據(jù)左手定則，作用于ab的安培力向左，C正確，A、B、D錯誤．思維提升用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的“四步法”考點(diǎn)三考點(diǎn)三

楞次定律的推廣及

“三定則”“一定律”的綜合應(yīng)用【關(guān)鍵能力·思維進(jìn)階】1．楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因，列表說明如下：內(nèi)容例證增反減同磁體靠近線圈，B感與B原方向相反

當(dāng)I1增大時，環(huán)B中的感應(yīng)電流方向與I1相反；當(dāng)I1減小時，環(huán)B中的感應(yīng)電流方向與I1相同

來拒去留磁體靠近，是斥力磁體遠(yuǎn)離，是引力阻礙磁體與圓環(huán)相對運(yùn)動增縮減擴(kuò)(適用于單向磁場)P、Q是光滑固定導(dǎo)軌，a、b是可動金屬棒，磁體下移(上移)，a、b靠近(遠(yuǎn)離)，使回路面積有縮小(擴(kuò)大)的趨勢

增離減靠當(dāng)開關(guān)S閉合時，左環(huán)向左擺動、右環(huán)向右擺動，圓環(huán)通過遠(yuǎn)離或靠近通電線圈來阻礙磁通量的變化

2.“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(chǎn)生的磁場(方向)分布因電生磁左手定則判斷通電導(dǎo)線、運(yùn)動電荷所受磁場力的方向因電受力右手定則判斷導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向或電源正負(fù)極因動生電楞次定律判斷因回路磁通量改變而產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向因磁通量變化生電考向1楞次定律推論的應(yīng)用例1[2023·北京卷](增反減同)如圖所示，光滑水平面上的正方形導(dǎo)線框，以某一初速度進(jìn)入豎直向下的勻強(qiáng)磁場并最終完全穿出．線框的邊長小于磁場寬度．下列說法正確的是(

)A．線框進(jìn)磁場的過程中電流方向為順時針方向B．線框出磁場的過程中做勻減速直線運(yùn)動C．線框在進(jìn)和出的兩過程中產(chǎn)生的焦耳熱相等D．線框在進(jìn)和出的兩過程中通過導(dǎo)線橫截面的電荷量相等答案：D

例2(來拒去留)某同學(xué)學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)相關(guān)知識之后，做了探究性實驗：將閉合線圈按圖示方式放在電子秤上，線圈上方有一N極朝下、豎直放置的條形磁鐵，手握磁鐵在線圈的正上方靜止，此時電子秤的示數(shù)為m0.將磁鐵N極(

)A．加速插向線圈的過程中，電子秤的示數(shù)小于m0B．加速抽出線圈的過程中，電子秤的示數(shù)大于m0C．加速插入線圈瞬間，線圈中感應(yīng)電流沿逆時針方向(俯視)D．勻速插入線圈的過程中，磁鐵減少的重力勢能等于線圈中產(chǎn)生的焦耳熱答案：C解析：將條形磁鐵插入線圈或從線圈中抽出的過程，穿過線圈的磁通量發(fā)生了變化，線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，線圈與條形磁鐵會發(fā)生相互作用，根據(jù)楞次定律的推論“來拒去留”可知，在將磁鐵插入線圈(無論是勻速、加速還是減速)的過程中，線圈與磁鐵相互排斥，導(dǎo)致電子秤的示數(shù)大于m0，在抽出磁鐵(無論是勻速、加速還是減速)的過程中，線圈與磁鐵相互吸引，導(dǎo)致電子秤的示數(shù)小于m0，故A、B錯誤；根據(jù)楞次定律可判斷，將一條形磁鐵的N極加速插入線圈時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為逆時針方向(俯視)，故C正確；磁鐵N極勻速插入線圈的過程中，磁鐵受到重力、拉力、斥力作用，重力和拉力的合力所做的功等于線圈中產(chǎn)生的焦耳熱，故D錯誤．故選C.例3[2024·海南統(tǒng)考模擬預(yù)測](增縮減擴(kuò))如圖，固定的彈性金屬圓環(huán)與螺線管共軸，在閉合開關(guān)S的瞬間，有關(guān)環(huán)中的感應(yīng)電流I的方向(從環(huán)的右側(cè)往左側(cè)看)和環(huán)形變的說法正確的是(

)A.順時針方向，擴(kuò)張

B．順時針方向，收縮C．逆時針方向，擴(kuò)張

D．逆時針方向，收縮答案：C解析：在閉合開關(guān)S的瞬間，螺線管磁場方向向左，根據(jù)楞次定律，金屬圓環(huán)感應(yīng)磁場方向向右，從環(huán)的右側(cè)往左側(cè)看，感應(yīng)電流I的方向為逆時針方向，環(huán)向外擴(kuò)張．故選C.考向2

“三定則”“一定律”的綜合應(yīng)用例4如圖所示，置于勻強(qiáng)磁場中的金屬圓盤(可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動)中央和邊緣各引出一根導(dǎo)線，與套在鐵芯上部的線圈A相連，套在鐵芯下部的線圈B引出兩根導(dǎo)線接在兩根水平光滑導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌上有一根金屬棒ab靜止處在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，下列說法正確的是(

)A．圓盤順時針加速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向右運(yùn)動B．圓盤逆時針減速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向右運(yùn)動C．圓盤順時針勻速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向右運(yùn)動D．圓盤逆時針加速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向右運(yùn)動答案：D解析：由右手定則可知，圓盤順時針加速轉(zhuǎn)動時，感應(yīng)電流從圓心流向邊緣，線圈A中產(chǎn)生的磁場方向向下且磁場增強(qiáng)．由楞次定律可知，線圈B中的感應(yīng)磁場方向向上，由右手螺旋定則可知，ab棒中感應(yīng)電流方向由a→b，由左手定則可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒將向左運(yùn)動，選項A錯誤；若圓盤逆時針減速轉(zhuǎn)動時，感應(yīng)電流從邊緣流向圓心，線圈A中產(chǎn)生的磁場方向向上且磁場減?。衫愦味煽芍€圈B中的感應(yīng)磁場方向向上，由右手螺旋定則可知，ab棒中感應(yīng)電流方向由a→b，由左手定則可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒將向左運(yùn)動，選項B錯誤；當(dāng)圓盤順時針勻速轉(zhuǎn)動時，線圈A中產(chǎn)生恒定的電流，那么線圈B的磁通量不變，則ab棒沒有感應(yīng)電流，則將不會運(yùn)動，選項C錯誤；由右手定則可知，圓盤逆時針加速轉(zhuǎn)動時，感應(yīng)電流從邊緣流向中心，線圈A中產(chǎn)生的磁場方向向上且磁場增強(qiáng)，由楞次定律可知，線圈B中的感應(yīng)磁場方向向下，由右手螺旋定則可知，ab棒中感應(yīng)電流方向由b→a，由左手定則可知，ab棒受的安培力方向向右，ab棒將向右運(yùn)動，選項D正確．故選D.核心素養(yǎng)提升

應(yīng)用右手定則和楞次定律解決實際問題情境1電磁剎車裝置——科學(xué)思維典例1[2024·廣東選擇考模擬]如圖為電磁剎車實驗裝置，小車底面安裝有矩形導(dǎo)線框abcd，線框底面平行于地面，在小車行進(jìn)方向有與abcd等寬、等長的有界勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直地面向上．小車進(jìn)入磁場前撤去牽引力，小車穿過磁場后滑行一段距離停止．則小車(

)A．進(jìn)入磁場時，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向為adcbaB.離開磁場時，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向為abcdaC．穿過磁場的過程中，中間有一段時間矩形導(dǎo)線框中沒有感應(yīng)電流D．穿過磁場的過程中，矩形導(dǎo)線框受到的安培力方向始終水平向左答案：D解析：根據(jù)楞次定律可知，小車進(jìn)入磁場時，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向為abcda，離開磁場時，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向為adcba，選項A、B錯誤；因線框與磁場等寬、等長，則穿過磁場的過程中，矩形導(dǎo)線框中始終有感應(yīng)電流，選項C錯誤；根據(jù)左手定則可知，穿過磁場的過程中，矩形導(dǎo)線框受到的安培力方向始終水平向左，選項D正確．情境2無線電門鈴——科學(xué)推理典例2圖甲為某無線門鈴按鈕，其原理如圖乙所示，按下