2024高考物理一轮复习 第54讲 电磁感应现象 楞次定律（课件）

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1、理解和掌握楞次定律、右手定则。2、能够利用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向。
知识点1 磁通量及磁通量的变化
1.磁通量的计算(1)公式：Φ＝BS。适用条件：①匀强磁场；②磁场与平面垂直。(2)若磁场与平面不垂直，应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积，Φ＝BScs θ。式中Scs θ即为平面S在垂直于磁场方向上的投影面积，也称为“有效面积”(如图所示)。
2．判断磁通量是否变化的方法(1)根据公式Φ＝BS sin θ(θ为B与S间的夹角)判断。(2)根据穿过平面的磁感线的条数是否变化判断。
知识点2 感应电流产生的条件
1．判断感应电流有无的方法
2．产生感应电流的三种常见情况
1．如图所示，水平放置的N匝矩形线框abcd面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与水平面成角斜向上，现使矩形框以ad边为轴顺时针转过到竖直的虚线位置，在此过程中（　　）A．磁通量的变化量的大小为B．磁通量的变化量的大小为C．线框中产生的感应电流方向一直为adcbaD．线框中产生的感应电流方向先abcda后adcba
考向1 磁通量及磁通量的变化
2．如图所示，直导线MN竖直放置并通以向上的电流I，矩形金属线框abcd与MN处在同一平面，ab边与MN平行，则（　　）A．线框向左平移时，线框中有感应电流B．线框竖直向上平移时，线框中有感应电流C．线框以bc为轴转动时，线框中有感应电流D．线框以MN为轴转动时，线框中有感应电流
考向2 感应电流产生的条件
【答案】AC【详解】A．线框向左平移时，通过线框的磁通量发生变化，线框中有感应电流，故A正确；B．线框竖直向上平移时，通过线框的磁通量不变，线框中没有感应电流，故B错误；C．线框以bc为轴转动时，通过线框的磁通量发生变化，线框中有感应电流，故C正确；D．线框以MN为轴转动时，通过线框的磁通量不变，线框中没有感应电流，故D错误。故选AC。
条形磁体通过插入或拔出线圈来改变穿过螺线管的磁通量，利用电流表指针的偏转方向判断感应电流的方向。
如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置，连好电路后，闭合开关时，灵敏电流计的指针向左偏了一下。 （1）合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将 偏转；（填“向左”“向右”或“不”）（2）连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向右偏转，可采取的操作是： ；A．拔出A线圈 B．插入铁芯 C．变阻器的滑片向左滑动 D．断开电键S瞬间
（3）如图1所示，G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，电流从电流表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图2中的条形磁铁的运动方向是向 （填“上”、“下”）；图3中的条形磁铁上端为 极（填“N”、“S”）。
【答案】 向左 AD/DA 下 N【详解】（1）[1]依据题意，磁通量增加时，灵敏电流计指针向左偏转。则合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中时，B线圈中的磁通量增加，所以电流计指针将向左偏转。（2）[2]若要使灵敏电流计的指针向右偏转，根据楞次定律知，磁通量应该减小。A．拔出A线圈，B线圈中的磁通量减小，A正确；B．插入铁芯时，B线圈中的磁通量增加，B错误；C．变阻器的滑片向左滑动，电流变大，B线圈中的磁通量增加，C错误；D．断开电键S瞬间，电流变小，B线圈中的磁通量减小，D正确。故选AD。（3）[3]图2中指针向左偏，可知感应电流的方向是顺时针（俯视线圈），感应电流的磁场方向向下，条形磁铁的磁场方向向上，由楞次定律可知，磁通量增加，条形磁铁应该向下运动。[4]图3中指针向右偏，可知感应电流的方向是逆时针（俯视线圈），感应电流的磁场方向向上，条形磁铁向上运动，即磁通量减小，由楞次定律可知，条形磁铁的磁场方向应该向上，所以条形磁铁上端为N极，下端为S极。
1.内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。2.适用范围：一切电磁感应现象
3.“阻碍”的含义及步骤
1.内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。2.适用情况：导线切割磁感线产生感应电流。3.右手定则应用“三注意”：①磁感线必须垂直穿入掌心。②拇指指向导体运动的方向。③四指所指的方向为感应电流方向。
知识点3 楞次定律的推论
1．某实验小组的同学用如图所示装置研究电磁感应现象，软铁环上绕有M、N两个线圈，M线圈与电源和滑动变阻器相连，N线圈与电流表相连，闭合开关S的瞬间，观察到电流表指针向右偏转。下列说法正确的是（　　）A．闭合S后，滑片P匀速向上滑动的过程中，电流表指针不偏转B．闭合S后，滑片P加速向上滑动的过程中，电流表指针向左偏转C．断开S的瞬间，电流表指针不发生偏转D．断开S的瞬间，电流表指针向右偏转
考向1 楞次定律的理解及应用
【答案】B【详解】A．闭合S后，滑片P匀速向上滑动的过程中，线圈M中电流逐渐减小，线圈N中磁通量逐渐减小，电流表指针向左偏转，故A错误；B．闭合S后，滑片P加速向上滑动的过程中，线圈M中电流逐渐减小，线圈N中磁通量逐渐减小，电流表指针向左偏转，故B正确；CD．断开S的瞬间，线圈M中电流变为零，线圈N中磁通量减小，电流表指针向左偏转，故CD错误。故选B。
2．如图，一导体棒ab在均匀磁场中沿金属导轨向右作匀加速运动，磁场方向垂直导轨所在平面。若导轨电阻忽略不计，并设铁芯磁导率为常数，则达到稳定后在电容器的M极板上（　　）A．带有一定量的正电荷B．带有一定量的负电荷C．带有越来越多的正电荷D．带有越来越多的负电荷
考向2 右手定则的应用
【答案】B【详解】导体棒ab在均匀磁场中沿金属导轨向右作匀加速运动，由右手定则可知ab中的感应电流方向为b→a，由安培定则可知铁芯右边的磁感应方向向上，且由于导体棒做匀加速直线运动，磁通量均匀增加，所以铁芯左边的磁感应方向向下，且磁通量均匀增加。由楞次定律可知，电容器的M极板带负电荷，且均匀增加的磁场产生恒定的电场，所以电容器的M极板上带一定量的负电荷，B正确。故选B。
3．如图所示，在光滑水平桌面上有两个闭合金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁，当给条形磁铁一竖直向上的初速度后，在条形磁铁向上运动的过程中，将会出现的情况是（　　）A．磁铁的加速度会大于gB．两金属环将相互远离（不考虑金属环之间的作用）C．俯视观察，左边金属圆环会产生顺时针感应电流D．金属环对桌面压力大于自身重力
考向3 楞次定律推论的应用
【答案】A【详解】AD．条形磁铁向上运动，穿过两个圆环的磁通量减小，金属环产生感应电流，金属环受到向上的安培力，而磁铁受到向下的磁场力，所以磁铁向上运动的加速度会大于g，金属环对桌面压力小于自身重力，故A正确，D错误B．当给条形磁铁一竖直向上的初速度后，穿过两个圆环的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场总要阻碍磁通量的变化，所以两个圆环要向磁通量增大的方向运动，则知a、b两线圈相互吸引，故B错误；C．穿过金属环的磁通量向上减小，根据楞次定律可知俯视观察，左边金属圆环会产生逆时针感应电流，C错误。故选A。
1.应用楞次定律时，一般要用到安培定则。2.研究感应电流受到的安培力，一般先用右手定则确定电流的方向，再用左手定则确定安培力的方向，有时也可以直接应用楞次定律的推论确定。
如图所示装置中，金属杆cd原来静止。要使金属杆cd将向右运动，可以使金属杆ab（　　）A．向右匀速运动 B．向右加速运动C．向左加速运动 D．向左减速运动
考向 三定则、一定律”的综合应用
【答案】BD【详解】A．ab匀速运动时，ab中感应电流恒定，穿过L1的磁通量不变，穿过L2的磁通量不变，L2中无感应电流产生，cd保持静止，故A错误；B．ab向右加速运动时，L2中的磁通量向下增大，根据楞次定律，通过cd的电流方向由c到d，cd受到向右的安培力，向右移动，故B正确；C．ab向左加速运动时，L2中的磁通量向上增大，根据楞次定律，通过cd的电流方向由d到c，cd受到向左的安培力，向左移动，故C错误；D．ab向左减速运动时，L2中的磁通量向上减小，根据楞次定律，通过cd的电流方向由c到d，cd受到向右的安培力，向右移动，故D正确。故选BD。
（2023年海南卷高考真题）汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd，埋在地下的线圈分别为1、2，通上顺时针（俯视）方向电流，当汽车经过线圈时（　　）A．线圈1、2产生的磁场方向竖直向上B．汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcdC．汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcdD．汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相反
【答案】CD【详解】A．由题知，埋在地下的线圈1、2通顺时针（俯视）方向的电流，则根据右手定则，可知线圈1、2产生的磁场方向竖直向下，故A错误；B．汽车进入线圈1过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb（逆时针），故B错误；C．汽车离开线圈1过程中，磁通量减小，根据楞次定律可知产生感应电流方向为abcd（顺时针），故C正确；D．汽车进入线圈2过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb（逆时针），再根据左手定则，可知汽车受到的安培力方向与速度方向相反，故D正确。故选CD。