2025年高考物理復習電磁感應現(xiàn)象　楞次定律(含實驗14　探究影響感應電流方向的因素)

第十一章電磁感應第1講電磁感應現(xiàn)象楞次定律(含實驗14探究影響感應電流方向的因素)1.知道電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生的條件并會分析解決實際問題。2.會根據(jù)楞次定律判斷感應電流的方向,會應用楞次定律的推論分析問題。3.能綜合應用安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律解決實際問題。1.磁通量。(1)磁通量。①定義:磁感應強度B與垂直磁場方向的面積S的_______。②公式:Φ=_______(B⊥S);單位:韋伯(Wb)。③矢標性:磁通量是_______,但有正負。(2)磁通量的變化量:ΔΦ=Φ2-Φ1?？键c1電磁感應現(xiàn)象感應電流方向的判斷乘積BS標量2.電磁感應現(xiàn)象。(1)電磁感應現(xiàn)象。當穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化時,閉合導體回路中有________產(chǎn)生的現(xiàn)象。(2)產(chǎn)生感應電流的條件。①閉合導體回路;②_______發(fā)生變化。感應電流磁通量3.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______。(注?:阻礙不是阻止,只是延緩了磁通量的變化過程)(2)適用范圍:一切電磁感應現(xiàn)象。4.右手定則。(1)內(nèi)容: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個平面內(nèi);讓_______從掌心進入,并使拇指指向_________的方向,這時四指所指的方向就是感應電流的方向。(2)適用情況:導線___________產(chǎn)生感應電流。變化磁感線導線運動切割磁感線5.實驗:探究影響感應電流方向的因素。原理裝置圖操作要求(1)確定電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流流向的關(guān)系。(2)利用圖甲研究開關(guān)閉合、斷開、滑動變阻器滑動觸頭移動時電流計指針偏轉(zhuǎn)方向。(3)利用圖乙研究條形磁鐵N極向下(或S極向下)插入、抽出時電流計指針偏轉(zhuǎn)方向?qū)嶒灲Y(jié)論當穿過線圈的磁通量增加時,感應電流的磁場與原磁場的方向相反;當穿過線圈的磁通量減少時,感應電流的磁場與原磁場的方向相同(1)穿過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)有關(guān)()(2)感應電流的磁場方向與原磁場方向相反()(3)感應電流的磁場會阻止引起感應電流的磁通量的變化()(4)右手定則常用于判斷導體切割磁感線運動產(chǎn)生感應電流的方向(

)

答案

D考向2

實驗:探究影響感應電流方向的因素【典例2】為了探究電磁感應現(xiàn)象,某實驗小組將電池、線圈A、線圈B、滑動變阻器、靈敏電流計、開關(guān)按照如圖所示的方式連接。當閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針右偏。由此可知:(1)當滑動變阻器的滑片P迅速向右移動時,靈敏電流計的指針________(填“左偏”“不動”或“右偏”)。(2)將線圈A拔出時,靈敏電流計的指針_____(填“左偏”“不動”或“右偏”),此時線圈A與線圈B中電流的繞行方向______(填“相同”或“相反”)。解析

(1)如果在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下,說明穿過線圈的磁通量增加時,電流計指針向右偏。合上開關(guān)后,將滑動變阻器的滑片迅速向右移動時,接入電路的電阻變小,電流增大,穿過線圈的磁通量增大,電流計指針將向右偏。(2)將線圈A拔出時,穿過B的磁通量減小,電流表指針向左偏;根據(jù)楞次定律的推論“增反減同”可知此時兩線圈中的電流流向相同。答案

(1)右偏(2)左偏相同考向3

感應電流方向的判斷1.判斷電磁感應現(xiàn)象能否發(fā)生的一般流程。2.感應電流方向判斷的兩種方法。方法一:用楞次定律判斷。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:(1)掌心——磁感線穿入;(2)拇指——導體運動的方向;(3)四指——感應電流的方向。【典例3】

(2023·海南卷)汽車測速利用了電磁感應現(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.汽車進入線圈1過程產(chǎn)生感應電流方向為abcdC.汽車離開線圈1過程產(chǎn)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項錯誤;汽車進入線圈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中的感應電流方向與線圈1反向,是逆時針,即感應電流方向為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中的感應電流方向是順時針,即感應電流方向為abcd,B項錯誤,C項正確;安培力為阻力,與速度方向相反,D項錯誤。答案

C【典例4】

(2023·江蘇卷)如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場,OC導體棒的O端位于圓心,棒的中點A位于磁場區(qū)域的邊緣?，F(xiàn)使導體棒繞O點在紙面內(nèi)逆時針轉(zhuǎn)動。O、A、C點電勢分別為φO、φA、φC,則(

)A.φO>φC B.φC>φAC.φO=φA D.φO-φA=φA-φC解析

導體棒OA段旋轉(zhuǎn)切割磁感線,根據(jù)右手定則可知φO>φA;AC段不切割磁感線,屬于等勢體,則φA=φC,故φO>φA=φC,A項正確。答案

A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?？键c2楞次定律的拓展應用內(nèi)容阻礙原磁通量變化——“增反減同”阻礙相對運動——“來拒去留”使回路面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”阻礙原電流的變化——“增反減同”例證磁鐵靠近線圈,B感與B原方向相反磁鐵靠近,是斥力磁鐵遠離,是引力P、Q是光滑固定導軌,a、b是可動金屬棒,磁鐵下移,a、b靠近合上S,B先亮【典例5】

(2020·全國卷Ⅲ)如圖,水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈,右邊套有一金屬圓環(huán)。圓環(huán)初始時靜止。將圖中開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài),電路接通的瞬間,可觀察到(

)A.撥至M端或N端,圓環(huán)都向左運動B.撥至M端或N端,圓環(huán)都向右運動C.撥至M端時圓環(huán)向左運動,撥至N端時向右運動D.撥至M端時圓環(huán)向右運動,撥至N端時向左運動解析

無論開關(guān)S撥至哪一端,當把電路接通一瞬間,左邊線圈中的電流從無到有,電流在線圈軸線上的磁場從無到有,從而引起穿過圓環(huán)的磁通量突然增大,根據(jù)楞次定律(增反減同),右邊圓環(huán)中產(chǎn)生了與左邊線圈中方向相反的電流,異向電流相互排斥,所以無論哪種情況,圓環(huán)均向右運動,B項正確。答案

B【典例6】

(多選)如圖所示,光滑固定的金屬導軌M、N水平放置,兩根導體棒P、Q平行放置在導軌上,形成一個閉合回路。已知重力加速度為g,則當一條形磁鐵從高處下落接近回路時(

)A.P、Q將相互靠攏B.P、Q將互相遠離C.磁鐵的加速度仍為gD.磁鐵的加速度小于g解析

方法一

設磁鐵下端為N極,如圖所示,根據(jù)楞次定律可判斷出P、Q中的感應電流方向如圖所示,根據(jù)左手定則可判斷P、Q所受安培力的方向?？梢?P、Q將互相靠攏。由于回路所受安培力的合力向下,由牛頓第三定律,磁鐵將受到向上的反作用力,從而加速度小于g。當磁鐵下端為S極時,根據(jù)類似的分析可得到相同的結(jié)果。A、D兩項正確。方法二

根據(jù)楞次定律的另一表述——感應電流的效果,總要反抗產(chǎn)生感應電流的原因。本題中“原因”是回路中磁通量的增加,歸根結(jié)底是磁鐵靠近回路,“效果”便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近,所以,P、Q將互相靠近且磁鐵的加速度小于g。A、D兩項正確。答案

AD安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的應用對比考點3“三個定則、一個定律”的綜合應用基本現(xiàn)象因果關(guān)系應用規(guī)律運動電荷、電流產(chǎn)生磁場因電生磁安培定則磁場對運動電荷、電流有作用力因電受力左手定則部分導體做切割磁感線運動因動生電右手定則閉合回路磁通量變化因磁生電楞次定律【典例7】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,當PQ在外力作用下運動時,MN在磁場力作用下向右運動,則PQ所做的運動可能是(

)①向右加速運動②向左加速運動③向右減速運動④向左減速運動A.①② B.①④