2025年新高考物理二轮复习　电磁感应现象　楞次定律(含实验14 探究影响感应电流方向的因素)（课件）

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第1讲　电磁感应现象　楞次定律(含实验14　探究影响感应电流方向的因素)
1.知道电磁感应现象产生的条件并会分析解决实际问题。2.会根据楞次定律判断感应电流的方向,会应用楞次定律的推论分析问题。3.能综合应用安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律解决实际问题。
1.磁通量。(1)磁通量。①定义:磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的_______。②公式:Φ=_______(B⊥S);单位:韦伯(Wb)。③矢标性:磁通量是_______,但有正负。(2)磁通量的变化量:ΔΦ=Φ2-Φ1。
考点1　电磁感应现象　感应电流方向的判断
2.电磁感应现象。(1)电磁感应现象。当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中有________产生的现象。(2)产生感应电流的条件。①闭合导体回路;②_______发生变化。
3.楞次定律。(1)内容:感应电流的磁场总要阻碍❶引起感应电流的磁通量的______。(注❶:阻碍不是阻止,只是延缓了磁通量的变化过程)(2)适用范围:一切电磁感应现象。4.右手定则。(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_______从掌心进入,并使拇指指向_________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___________产生感应电流。
5.实验:探究影响感应电流方向的因素。
(1)穿过线圈的磁通量与线圈的匝数有关( )(2)感应电流的磁场方向与原磁场方向相反( )(3)感应电流的磁场会阻止引起感应电流的磁通量的变化( )(4)右手定则常用于判断导体切割磁感线运动产生感应电流的方向( )
考向2　实验:探究影响感应电流方向的因素【典例2】　为了探究电磁感应现象,某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图所示的方式连接。当闭合开关时发现灵敏电流计的指针右偏。由此可知:
(1)当滑动变阻器的滑片P迅速向右移动时,灵敏电流计的指针________ (填“左偏”“不动”或“右偏”)。(2)将线圈A拔出时,灵敏电流计的指针_____(填“左偏”“不动”或“右偏”),此时线圈A与线圈B中电流的绕行方向______(填“相同”或“相反”)。
解析　(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,说明穿过线圈的磁通量增加时,电流计指针向右偏。合上开关后,将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时,接入电路的电阻变小,电流增大,穿过线圈的磁通量增大,电流计指针将向右偏。(2)将线圈A拔出时,穿过B的磁通量减小,电流表指针向左偏;根据楞次定律的推论“增反减同”可知此时两线圈中的电流流向相同。
答案　(1)右偏　(2)左偏　相同
考向3　感应电流方向的判断1.判断电磁感应现象能否发生的一般流程。
2.感应电流方向判断的两种方法。方法一:用楞次定律判断。
方法二:用右手定则判断。该方法适用于部分导体切割磁感线。判断时注意掌心、四指、拇指的方向:(1)掌心——磁感线穿入;(2)拇指——导体运动的方向;(3)四指——感应电流的方向。
【典例3】　(2023·海南卷)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同
解析　由右手螺旋定则可知,线圈1、2形成的磁场方向都是竖直向下的,A项错误;汽车进入线圈1时,线圈abcd中向下的磁通量增大,由楞次定律可判断,线圈abcd中的感应电流方向与线圈1反向,是逆时针,即感应电流方向为adcb,同理,汽车离开线圈1时,线圈abcd中向下的磁通量减小,线圈abcd中的感应电流方向是顺时针,即感应电流方向为abcd,B项错误,C项正确;安培力为阻力,与速度方向相反,D项错误。
【典例4】　(2023·江苏卷)如图所示,圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,OC导体棒的O端位于圆心,棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动。O、A、C点电势分别为φO、φA、φC,则(　　)A.φO>φCB.φC>φAC.φO=φAD.φO-φA=φA-φC
解析　导体棒OA段旋转切割磁感线,根据右手定则可知φO>φA;AC段不切割磁感线,属于等势体,则φA=φC,故φO>φA=φC,A项正确。
楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为:感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因,列表说明如下。
考点2　楞次定律的拓展应用
【典例5】　(2020·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
解析　无论开关S拨至哪一端,当把电路接通一瞬间,左边线圈中的电流从无到有,电流在线圈轴线上的磁场从无到有,从而引起穿过圆环的磁通量突然增大,根据楞次定律(增反减同),右边圆环中产生了与左边线圈中方向相反的电流,异向电流相互排斥,所以无论哪种情况,圆环均向右运动,B项正确。
【典例6】　(多选)如图所示,光滑固定的金属导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置在导轨上,形成一个闭合回路。已知重力加速度为g,则当一条形磁铁从高处下落接近回路时(　　)A.P、Q将相互靠拢B.P、Q将互相远离C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度小于g
解析　方法一　设磁铁下端为N极,如图所示,根据楞次定律可判断出P、Q中的感应电流方向如图所示,根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向。可见,P、Q将互相靠拢。由于回路所受安培力的合力向下,由牛顿第三定律,磁铁将受到向上的反作用力,从而加速度小于g。当磁铁下端为S极时,根据类似的分析可得到相同的结果。A、D两项正确。
方法二　根据楞次定律的另一表述——感应电流的效果,总要反抗产生感应电流的原因。本题中“原因”是回路中磁通量的增加,归根结底是磁铁靠近回路,“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近,所以,P、Q将互相靠近且磁铁的加速度小于g。A、D两项正确。
安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的应用对比
考点3　“三个定则、一个定律”的综合应用
【典例7】　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,当PQ在外力作用下运动时,MN在磁场力作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是(　　)①向右加速运动　②向左加速运动　③向右减速运动　④向左减速运动A.①②B.①④ C.②③D.②④