人教版高考物理一轮复习专题10电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律课件

这是一份人教版高考物理一轮复习专题10电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律课件，共45页。PPT课件主要包含了T·m2，磁通量，发生变化，切割磁感线，运动方向，规律比较等内容，欢迎下载使用。
第1讲　电磁感应现象、楞次定律
一、磁通量1．概念：磁感应强度B与面积S的________．2．公式：Φ＝________.适用条件：匀强磁场；S是________磁场的有效面积．单位：韦伯(Wb)，1 Wb＝________.3．意义：穿过某一面积的磁感线的________．4．标矢性：磁通量是________，但有正、负．
必 备 知 识·深 悟 固 基
二、电磁感应1．电磁感应现象：当穿过闭合电路的________发生变化时，电路中有电流产生，这种现象称为电磁感应现象．2．产生感应电流的条件(1)条件：穿过闭合电路的磁通量________________．(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做____________运动．3．能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为________．
三、感应电流方向的判断
(1)磁通量是标量，但有正、负，若磁通量为正，表示磁感线从规定的正面穿入；磁通量为负则反之．(2)“阻碍”不一定是相反，“阻碍”的是磁通量的变化；“阻碍”也不是阻止，而是延缓磁通量的变化过程．(3)右手定则是楞次定律的特例，楞次定律适用于所有电磁感应现象，而右手定则适用于一段导体在磁场中切割磁感线运动的情况．
1．[产生感应电流的条件]如图所示，条形磁铁以速度v向螺线管靠近，下列说法正确的是(　　)A．螺线管中不会产生感应电流B．螺线管中会产生感应电流C．只有磁铁速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流D．只有在磁铁的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流【答案】B
2．[产生感应电流的条件](多选)如图所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动．拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，看到的现象及现象分析正确的是(　　)A．磁铁插向左环，横杆发生转动B．磁铁插向右环，横杆发生转动C．磁铁插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流D．磁铁插向右环，右环中产生感应电动势和感应电流【答案】BD
3．[感应电流的方向]如图所示，一圆形金属线圈放置在水平桌面上，匀强磁场垂直桌面竖直向下，过线圈上A点作切线OO′，OO′与线圈在同一平面上．在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中，线圈中电流流向(　　)A．始终为A→B→C→AB．始终为A→C→B→AC．先为A→C→B→A，再为A→B→C→AD．先为A→B→C→A，再为A→C→B→A
【答案】A【解析】在线圈以OO′为轴翻转0～90°的过程中，穿过线圈正面向里的磁通量逐渐减小，由楞次定律可知感应电流方向为A→B→C→A；线圈以OO′为轴翻转90°～180°的过程中，穿过线圈反面向里的磁通量逐渐增加，由楞次定律可知感应电流方向仍然为A→B→C→A，故A正确．
4．[感应电流的方向]如图所示，两个线圈A、B套在一起，线圈A中通有电流，方向如图所示．当线圈A中的电流突然增强时，线圈B中的感应电流方向为(　　)A．沿顺时针方向B．沿逆时针方向C．无感应电流D．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向【答案】A
【解析】由安培定则，可判断线圈A中电流在线圈内产生的磁场向外，在线圈外产生的磁场向里，穿过线圈B的合磁通量向外．当线圈A中的电流增大时，产生的磁场增强，通过线圈B的磁通量增加，由楞次定律可知线圈B中的感应电流方向为顺时针方向，故A正确．
关 键 能 力·突 破 要 点
考点1　电磁感应现象的判断　[基础考点]
2．产生感应电流的三种常见情况
1．(2020年江苏卷)如图所示，两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反．金属圆环的直径与两磁场的边界重合．下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是(　　)A．同时增大B1减小B2B．同时减小B1增大B2C．同时以相同的变化率增大B1和B2D．同时以相同的变化率减小B1和B2【答案】B
【解析】产生顺时针方向的感应电流则感应磁场的方向垂直纸面向里．由楞次定律可知，圆环中的净磁通量变化为向里磁通量减少或者向外的磁通量增多，A错误，B正确．同时以相同的变化率增大B1和B2，或同时以相同的变化率减小B1和B2，两个磁场的磁通量总保持大小相同，所以总磁通量为0，不会产生感应电流，C、D错误．
2．(2021年福州名校质检)如图所示，一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内，螺线管的中心轴线恰和线圈的一条直径MN重合．要使线圈a中产生感应电流，可采用的方法有(　　)A．使通电螺线管中的电流发生变化B．使螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动C．使线圈a以MN为轴转动D．使线圈绕垂直于MN的直径转动【答案】D
3．(多选)如图所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是(　　)A．圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动B．圆盘以某一水平直径为轴匀速转动C．圆盘在磁场中向右匀速平移D．匀强磁场均匀增加【答案】BD
考点2　楞次定律的理解及应用　[基础考点]
1．楞次定律中“阻碍”的含义
2．判断感应电流方向的两种方法方法一：用楞次定律判断
方法二：用右手定则判断该方法适用于切割磁感线产生的感应电流．要注意掌心、大拇指、四指的方向：掌心——磁感线垂直穿过；大拇指——指向导体运动的方向；四指——指向感应电流的方向．
1．(2020年全国卷Ⅲ)如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环．圆环初始时静止．将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到(　　)A．拨至M端或N端，圆环都向左运动B．拨至M端或N端，圆环都向右运动C．拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动D．拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动【答案】B
【答案】AC【解析】闭合开关后，由右手定则可知螺线管的左边为N极，故穿过圆环的磁场方向向左，由于圆环中磁通量变大，由楞次定律可知，圆环中感应电流的磁场方向向右，故从右向左看，圆环中电流方向为逆时针，故A正确；将电源正负极对调，闭合开关时，圆环中的磁通量仍然增加，由楞次定律可知，圆环仍然向左运动，故B错误；金属环放置在右侧时，闭合开关，圆环中磁通量增加，由楞次定律可知，它将向右运动，故C正确；金属环不闭合，磁通量变化时会产生感应电动势，但是没有感应电流，故D错误．
3．(2021届铜仁名校模拟)如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的变化电流，t＝t2时电流的方向为顺时针(如图中箭头所示)．在t1～t2时间内，对于线圈B，下列说法正确的是(　　)
　　　　　　　甲　　　　　　　　乙
A．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势B．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势C．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势D．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势【答案】C【解析】在t1～t2时间内，对于线圈A，其顺时针方向电流增大，导致线圈B磁通量增大，感应电流的磁场与它相反．根据右手螺旋定则，可知线圈A在线圈B内部产生磁场方向垂直纸面向里，则线圈B内有逆时针方向的电流．此时线圈B的电流方向与线圈A电流方向相反，由异向电流相互排斥，可知线圈间相互排斥，所以线圈B有扩张的趋势．故A、B、D错误，C正确．
考点3　一定律、三定则的综合应用　[能力考点]
2.相互联系(1)应用楞次定律，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．
例1　(多选)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是(　　)A．向右加速运动B．向左加速运动C．向右减速运动D．向左减速运动【答案】BC
深化理解 (1)如何判断MN所处磁场的方向？由MN的运动方向，如何进一步判断MN中的电流方向？(2)如何判断线圈L1中的磁场方向和L2中磁场的方向及变化情况？ (3)如何判断PQ的运动情况？
1．(多选)如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出．左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中．下列说法正确的是(　　)
A．当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B．当金属棒ab向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势C．当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点D．当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点【答案】BD
2．(2021年北京名校模拟)如图所示，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带负电绝缘环，A为导体环．当B绕环心转动时，导体环A产生顺时针电流且具有扩展趋势，则B的转动情况是(　　)A．顺时针加速转动B．顺时针减速转动C．逆时针加速转动D．逆时针减速转动【答案】A
【解析】由图可知，A中感应电流方向为顺时针方向，由楞次定律和右手螺旋定则，可知引起感应电流的磁场可能为向外增大或向里减小．若原磁场向外，则B中电流应为逆时针，由于B带负电，故B应顺时针转动且转速增大；若原磁场向里，故B中电流方向应为顺时针方向，则B应逆时针转动且转速减小．又因为导体环A具有扩展趋势，故B中电流应与A方向相反，即B应顺时针转动且转速增大．A正确．
电磁感应现象中的STS
深 度 研 练·素 养 提 升
【答案】(1)录音原理(电流的磁效应)：声音的变化经微音器转化为电流的变化，变化的电流流过线圈，在环铁芯中产生变化的磁场，磁带通过磁头时磁粉被不同程度磁化，并留下剩磁，这样声音的变化就被记录成不同程度的磁化．(2)放音原理(电磁感应)：各部分被不同程度磁化的磁带经过铁芯时，铁芯中形成变化的磁场，在线圈中激发出变化的感应电流，感应电流经扬声器时，电流的变化被转化为声音的变化，这样磁信号就又转化为声音信号了．
(二)联系社会实际例3　已知某一区域的地下埋有一根与地表面平行的直线电缆，电缆中通有变化的电流，在其周围有变化的磁场．因此可以通过在地面上测量闭合小线圈中的感应电动势来探测电缆的确切位置、走向和深度．当线圈平面平行地面测量时，在地面上a、c两处测得试探线圈中的电动势为零，b、d两处线圈中的电动势不为零；当线圈平面与地面成45°夹角时，在b、d两处线圈中的电动势为零．经过测量发现a、b、c、d恰好位于边长为1 m的正方形的四个顶点上，如图所示．据此判定地下电缆应在哪两点连线的正下方？离地表面深度约为多少米？
(三)联系科学技术实际例4　(多选)我国已经制定了登月计划，假如宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈．则下列推断中正确的是(　　)A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有无B．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则判断月球表面无磁场C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则判断月球表面有磁场D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈分别绕两个互相垂直的轴转动，月球表面若有磁场，则电流表至少有一次示数不为零