【三維設(shè)計】高考物理一輪復(fù)習(xí) 第九章 第1單元 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律課件 新人教（安徽 北京專）

考

綱

下

載1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象(Ⅰ)2.磁通量(Ⅰ)3．法拉第電磁感應(yīng)定律(Ⅱ)4．楞次定律(Ⅱ)5．自感、渦流(Ⅰ)考

情

上

線高考地位本章是高考中的必考內(nèi)容，在歷年高考中所占分值較高，考查的題型一般多為選擇，考查的難度中等，試題的綜合程度較高考點點擊1.感應(yīng)電流的產(chǎn)生及方向的判定，圖像的考查2．法拉第電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用3．電磁感應(yīng)現(xiàn)象與磁場、電路、力學(xué)等知識的

綜合理知識第九章提能力第1單元明考向課堂考題領(lǐng)悟課下綜合提升[思維啟動]磁通量是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的重要物理量。如圖9－1－1所示，通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合線框共面，第一次將線框由位置1平移到位置2，第二次將線框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到2，設(shè)先后兩次通過線框的磁通量變化分別為圖9－1－1ΔΦ1和ΔΦ2，則ΔΦ1________ΔΦ2。提示：設(shè)線框在位置1時的磁通量為Φ1，在位置2時的磁通量為Φ2，直線電流產(chǎn)生的磁場在1處比在2處要強(qiáng)。若平移線框，則ΔΦ1＝Φ1－Φ2，若轉(zhuǎn)動線框，磁感線是從線框的正反兩面穿過的，一正一負(fù)，因此ΔΦ2＝Φ1＋Φ2。根據(jù)分析知：ΔΦ1<ΔΦ2。3．產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如果電路閉合，則有感應(yīng)電流；如果電路不閉合，則只有感應(yīng)電動勢而無感應(yīng)電流。4．引起磁通量Φ變化的幾種情況(1)磁場變化：如：永磁鐵與線圈的靠近或遠(yuǎn)離。電磁鐵(螺線管)內(nèi)電流的變化。(2)回路路的的有有效效面面積積變變化化：：①回回路路面面積積變變化化：：如如閉閉合合線線圈圈部部分分導(dǎo)導(dǎo)線線切切割割磁磁感感線線。。如如圖圖9－1－2甲所所示示。。圖9－1－2②回路路平平面面與與磁磁場場夾夾角角變變化化：：如如線線圈圈在在磁磁場場中中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動。。如圖圖9－1－2乙所所示示。。[應(yīng)用用升升級級]1.如圖圖9－1－3所示示，，一一個個矩矩形形線線圈圈與與通通有相相同同大大小小的的電電流流的的平平行行直直導(dǎo)導(dǎo)線線處處于于同同一平平面面內(nèi)內(nèi)，，而而且且處處在在兩兩導(dǎo)導(dǎo)線線的的中中央央，，則則()圖9－1－3A．兩兩電電流流同同向向時時，，穿穿過過線線圈圈的的磁磁通通量量為為零零B．兩兩電電流流反反向向時時，，穿穿過過線線圈圈的的磁磁通通量量為為零零C．兩兩電電流流同同向向或或反反向向，，穿穿過過線線圈圈的的磁磁通通量量相相等等D．因因兩兩電電流流產(chǎn)產(chǎn)生生的的磁磁場場是是不不均均勻勻的的，，因因此此不不能能判判定定穿過過線線圈圈的的磁磁通通量量是是否否為為零零解析析：：兩電電流流同同向向時時，，在在線線圈圈范范圍圍內(nèi)內(nèi)，，產(chǎn)產(chǎn)生生的的磁磁場場方方向向相相反反，，大大小小對對稱稱，，穿穿過過線線圈圈的的磁磁通通量量為為零零。。故故正正確確答答案案為為A。答案案：：A[思維維啟啟動動]用如如圖圖9－1－4所示示的的實實驗驗裝裝置置來來驗驗證證楞楞次定定律律，，當(dāng)當(dāng)條條形形磁磁鐵鐵自自上上而而下下穿穿過過固固定定的線線圈圈時時，，通通過過電電流流計計的的感感應(yīng)應(yīng)電電流流方方向向是：：當(dāng)條條形形磁磁鐵鐵進(jìn)進(jìn)入入線線圈圈時時________；當(dāng)條條形形磁磁鐵鐵離離開開線線圈圈時時________。圖圖9－1－4提示示：：磁鐵鐵磁磁感感線線的的方方向向是是從從上上到到下下，，磁磁鐵鐵穿穿過過的的過過程程中中，，磁磁通通量量向向下下先先增增加加后后減減少少，，由由楞楞次次定定律律判判斷斷知知，，磁磁通通量量向向下下增增加加時時，，感感應(yīng)應(yīng)電電流流的的磁磁場場阻阻礙礙增增加加，，方方向向向向上上，，根根據(jù)據(jù)安安培培定定則則知知感感應(yīng)應(yīng)電電流流的的方方向向為為a→G→→b；磁通通量向向下減減少時時，感感應(yīng)電電流的的磁場場應(yīng)該該向下下，感感應(yīng)電電流方方向為為b→G→→a。[知識聯(lián)聯(lián)動]1．楞次次定律律2.楞次定定律中中“阻礙”的含義義3．楞次次定律律的使使用步步驟4．楞次次定律律的推推廣對楞次次定律律中“阻礙”的含義義可以以推廣廣為感感應(yīng)電電流的的效果果總是是阻礙礙產(chǎn)生生感應(yīng)應(yīng)電流流的原原因：：(1)阻礙原原磁通通量的的變化化——““增反減減同”；(2)阻礙相相對運(yùn)運(yùn)動——““來拒去去留”；(3)使線圈圈面積積有擴(kuò)擴(kuò)大或或縮小小的趨趨勢——““增縮減減擴(kuò)”；(4)阻礙原原電流流的變變化(自感現(xiàn)現(xiàn)象)———“增反減減同”。[應(yīng)用升升級]2.電阻R、電容容C與一線線圈連連成閉閉合回回路，，條形磁磁鐵靜靜止于于線圈圈的正正上方方，N極朝下，如如圖9－1－5所示?！，F(xiàn)使使磁鐵鐵開始始自由下下落，，在N極接近近線圈圈上端端的過過程圖圖9－1－5中，流流過R的電流流方向向和電電容器器極板板的帶帶電情情況是是()A．從a到b，上極極板帶帶正電電B．從a到b，下極極板帶帶正電電C．從b到a，上極極板帶帶正電電D．從b到a，下極極板帶帶正電電解析：：由楞次次定律律知線線圈中中感應(yīng)應(yīng)電流流方向向從上上向下下看為為順時時針，，線圈圈下端端為電電源正正極，，所以以流過過R的電流流方向向為從從b向a，電容容器下下極板板帶正正電，，故D正確，，A、B、C錯誤。。答案：：D[知識檢檢索]應(yīng)用楞楞次定定律解解題的的一般般步驟驟[典題例例析][例1]如圖9－1－6所示，，光滑滑固定定的金屬導(dǎo)導(dǎo)軌M、N水平放放置，，兩根根導(dǎo)體體棒P、Q平行放放置在在導(dǎo)軌軌上，，形成成一個個閉合回路路，一一條形形磁鐵鐵從高高處下下落接接近回回圖圖9－1－6路時()①P、Q將相互互靠攏攏②P、Q將相互互遠(yuǎn)離離③磁鐵的的加速速度仍仍為g④磁鐵的的加速速度小小于gA.①①③B.②②④C.①①④D.②②③[思路點撥]可以應(yīng)用楞楞次定律確確定P、Q中的感應(yīng)電電流的方向向，再根據(jù)據(jù)左手定則則確定感應(yīng)應(yīng)電流受到到的安培力力來確定P、Q的運(yùn)動方向向，根據(jù)感感應(yīng)電流的的磁場的“阻礙”作用確定磁磁鐵的加速速度。還可可以根據(jù)楞楞次定律的的一些結(jié)論論直接解答答。[解析]法一：設(shè)磁鐵下端端為N極，如圖所示，根根據(jù)楞次定定律可判斷斷出P、Q中的感應(yīng)電電流方向，，根據(jù)左手手定則可判判斷P、Q所受安培力力的方向。?？梢?，P、Q將互相靠攏攏。由于回回路所受安安培力的合合力向下，，由牛頓第第三定律，，磁鐵將受受到向上的的反作用力力，從而加加速度小于于g。當(dāng)磁鐵下下端為S極時，根據(jù)據(jù)類似的分分析可得到到相同的結(jié)結(jié)果。答案：C法二：根據(jù)楞次定定律的另一一種表述——感應(yīng)電流的的效果，總總要反抗產(chǎn)產(chǎn)生感應(yīng)電電流的原因因。本題中中“原因”是回路中磁磁通量的增增加，歸根根結(jié)底是磁磁鐵靠近回回路，“效果”便是阻礙磁磁通量的增增加和磁鐵鐵的靠近。。所以，P、Q將互相靠近近且磁鐵的的加速度小小于g。[拓展訓(xùn)練]1．如圖9－1－7所示，甲是是閉合銅線線框，乙是是有缺口的銅線框，，丙是閉合合的塑料線線框，它們們的正下方方都放置一一薄強(qiáng)磁鐵鐵，現(xiàn)將甲甲、乙、丙丙拿至相同同高度H處同時釋放放(各線框下落落過程中不不翻轉(zhuǎn))，則以下說說法正確的的是()圖9－1－7A．三者同時時落地B．甲、乙同同時落地，，丙后落地地C．甲、丙同同時落地，，乙后落地地D．乙、丙同同時落地，，甲后落地地解析：甲是銅線框框，在下落落過程中產(chǎn)產(chǎn)生感應(yīng)電電流，所受受的安培力力阻礙它的的下落，故故所需的時時間長；乙乙沒有閉合合回路，丙丙是塑料線線框，故都都不會產(chǎn)生生感應(yīng)電流流，它們做做自由落體體運(yùn)動，故故D正確。答案：D[知識檢索](1)利用楞次定定律判斷感感應(yīng)電流的的方向時，，一定要先先判斷原磁場的方方向和磁通通量的變化化，然后根根據(jù)楞次定定律判斷感感應(yīng)電流磁磁場的方向向，進(jìn)而判判斷感應(yīng)電電流的方向向。(2)利用右手定定則判斷閉閉合電路的的一部分導(dǎo)導(dǎo)體做切割割磁感線運(yùn)動時產(chǎn)產(chǎn)生的感應(yīng)應(yīng)電流方向向，有以下下幾種常見見情況：①導(dǎo)體平動動切割磁感感線；②導(dǎo)體轉(zhuǎn)動動切割磁感感線；③導(dǎo)體不動動，磁場運(yùn)運(yùn)動，等效效為磁場不不動，導(dǎo)體體反方向切切割磁感線線。[典題例析][例2]MN、GH為光滑的水水平平行金屬導(dǎo)軌，，ab、cd為跨在導(dǎo)軌軌上的兩根金屬桿桿，勻強(qiáng)磁磁場垂直穿穿過圖圖9－1－8MN、GH所在的平面面，如圖9－1－8中所示，則則()A．若固定ab，使cd向右滑動，，則abcd回路有電流流，電流方向由a到b到d到cB．若ab、cd以相同的速速度一起向向右滑動，，則abcd回路有電流，電電流方向由由c到d到b到aC．若ab向左、cd向右同時運(yùn)運(yùn)動，則abcd回路電流為為零D．若ab、cd都向右運(yùn)動動，且兩棒棒速度vcd>vab，則abcd回路有電流流，電流方方向由c到d到b到a[解析]由右手定則則可判斷出出A應(yīng)產(chǎn)生順時時針的電流流，故A錯。若ab、cd同向且速度度大小相同同，ab、cd所圍的線圈圈面積不變變，磁通量量不變，故故不產(chǎn)生感感應(yīng)電流，，故B錯。若ab向左，cd向右，則abcd中有順時針針電流，故故C錯。若ab、cd向右運(yùn)動，，但vcd>vab，則ab、cd所圍面積發(fā)發(fā)生變化，，磁通量也也發(fā)生變化化，故同楞楞次定律可可判斷出產(chǎn)產(chǎn)生由c到d的電流，故故D正確。[答案]D[拓展訓(xùn)練]2.如圖9－1－9所示，有一一個有界勻勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁磁場方向垂垂直紙面向向外，一個個閉合的矩形形導(dǎo)線框abcd，沿紙面由由位置1(左)勻速運(yùn)動到到位置2(右)，則()圖9－1－9A．導(dǎo)線框框進(jìn)入磁磁場時，，感應(yīng)電電流的方方向為a→b→c→d→aB．導(dǎo)線框框離開磁磁場時，，感應(yīng)電電流的方方向為a→d→c→b→aC．導(dǎo)線框框離開磁磁場時，，受到的的安培力力水平向向右D．導(dǎo)線框框進(jìn)入磁磁場時，，受到的的安培力力水平向向左解析：由右手定定則可判判斷出導(dǎo)導(dǎo)線框進(jìn)進(jìn)入磁場場時，感感應(yīng)電流流方向為為a→d→c→b→a，離開磁磁場時電電流方向向為a→b→c→d→a，故A、B錯；由左左手定則則可判斷斷導(dǎo)線框框進(jìn)入磁磁場時受受到的安安培力水水平向左左，離開開磁場時時，受到到的安培培力水平平向左，，故C錯，D對。答案：D[知識檢索索]1．三個定定則的區(qū)區(qū)別基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則運(yùn)動電荷、電流產(chǎn)生磁場安培定則部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢右手定則磁場對運(yùn)動電荷、電流產(chǎn)生作用力左手定則2.應(yīng)用技巧巧三種記憶憶方法：：(1)““因動而電電”——用右手；；“因電而動動”——用左手。。(2)““通電受力力用左手手，運(yùn)動動生電用用右手”。(3)““力”的最后一一筆“丿”方向向左左，用左左手；“電”的最后一一筆“乚”方向向右右，用右右手。[典題例析析][例3]如圖9－1－10所示，兩兩個線圈圈套在同一一個鐵芯芯上，線線圈的繞繞向在圖圖中已經(jīng)標(biāo)出。。左線圈連著著平行導(dǎo)軌M和N，導(dǎo)軌電阻不不計，在導(dǎo)軌軌垂直方圖圖9－1－10向上放著金屬屬棒ab，金屬棒處在在垂直于紙面面向外的勻強(qiáng)強(qiáng)磁場中。下下列說法中正正確的是()①當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動動時，a點電勢高于b點，c點電勢高于d點②當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動動時，b點電勢高于a點，c點與d點等電勢③當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動動時，b點電勢高于a點，c點電勢高于d點④當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動動時，b點電勢高于a點，d點電勢高于c點A.①③B.②④C.①④④ D.②②③[思路點撥]金屬棒ab在磁場中切割割磁感線產(chǎn)生生感應(yīng)電流，，從而在左邊邊線圈中產(chǎn)生生磁場，這個個磁場會通過過鐵芯穿過右右邊的線圈。。若磁場變化化，則在右邊邊線圈中產(chǎn)生生感應(yīng)電動勢勢和感應(yīng)電流流。[解析]當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動動而切割磁感感線時，金屬屬棒中產(chǎn)生恒恒定感應(yīng)電動動勢，由右手手定則判斷電電流方向由a→b。根據(jù)電流從從電源(ab相當(dāng)于電源)正極流出沿外外電路回到電電源負(fù)極的特特點，可以判判斷b點電勢高于a點。又左線圈圈中的感應(yīng)電電動勢恒定，，則感應(yīng)電流流也恒定，所所以穿過右線線圈的磁通量量保持不變，，不產(chǎn)生感應(yīng)應(yīng)電流，c點與d點等電勢。①①錯②對。當(dāng)金屬棒棒ab向右做加速運(yùn)運(yùn)動時，由右右手定則可推推斷b＞φa，電流沿逆時時針方向。又又由E＝BLv可知金屬棒ab兩端的E不斷增大，那那么左邊電路路中的感應(yīng)電電流也不斷增大大，由安培定定則可判斷它它在鐵芯中的的磁感線方向向是沿逆時針針方向的，并并且場強(qiáng)不斷斷增強(qiáng)，所以以右邊的線圈圈中的向上的的磁通量不斷斷增加。由楞楞次定律可判判斷右邊電路路中的感應(yīng)電電流的方向應(yīng)應(yīng)沿逆時針，，而在右線圈圈繞成的電路路中，感應(yīng)電電動勢僅產(chǎn)生生在繞在鐵芯芯上的那部分分線圈上。把把這個線圈看看做電源，由由于電流是從從c沿內(nèi)電路(即右線圈)流向d，所以d點電勢高于c點。③錯④對。[答案]B(1)若金屬棒ab向左減速運(yùn)動動，則c、d兩點哪點電勢勢高？(2)若保持金屬棒棒ab不動，磁感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)度均勻增增大，則c、d兩點的電勢又又會怎樣？解析：(1)ab向左減速運(yùn)動動，由右手定定則知電流沿沿順時針方向向且減小，由由安培定則得得右邊線圈中中的磁場向下下減小，由楞楞次定律知線線圈中電流由由d端流出，故d點電勢高于c點。(2)回路中磁通量量均勻增大，，由楞次定律律和法拉第電電磁感應(yīng)定律律知，左側(cè)回回路中產(chǎn)生順順時針方向電電流，且大小小不變；由安安培定則知右右側(cè)線圈中的的磁場不變，，即右線圈中中無感應(yīng)電流流，電勢相等等。答案：(1)d點電勢高(2)電勢相等1．(2011··山東高考改編編)了解物理規(guī)律律的發(fā)現(xiàn)過程程，學(xué)會像科學(xué)家那樣樣觀察和思考考，往往比掌掌握知識本身身更重要。以下符合合史實的是()A．焦耳發(fā)現(xiàn)了了電流熱效應(yīng)應(yīng)的規(guī)律B．庫侖總結(jié)出出了點電荷間間相互作用的的規(guī)律C．楞次發(fā)現(xiàn)了了電流的磁效效應(yīng)，拉開了了研究電與磁磁相互關(guān)系的序幕幕D．牛頓將斜面面實驗的結(jié)論論合理外推，，間接證明了了自由落體運(yùn)動是是勻變速直線線運(yùn)動解析：焦耳發(fā)現(xiàn)了電電流的熱效應(yīng)應(yīng)規(guī)律，并提提出焦耳定律律，A錯誤。庫侖總總結(jié)了點電荷荷間相互作用用的規(guī)律，提提出了庫侖定定律，B正確。奧斯特特發(fā)現(xiàn)了電流流的磁效應(yīng)，，C錯。伽利略將將斜面實驗的的結(jié)論合理外外推，間接證證明了自由落落體運(yùn)動是勻勻變速直線運(yùn)運(yùn)動，D錯。答案：：B2．(2011·上海高高考改改編)如圖9－1－11，磁場場垂直直于紙紙面，，磁感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)度度在豎豎直方方向均均勻分分布，，水平平方向向非均均勻分分布。一一銅制制圓環(huán)環(huán)用絲絲線懸懸掛于于O點，將將圓環(huán)環(huán)拉至至位置置a后無初速速釋放放，在在圓環(huán)環(huán)從a擺向b的過程程中()圖9－1－11A．感應(yīng)應(yīng)電流流方向向一直直是順順時針針B．感應(yīng)應(yīng)電流流方向向一直直是逆逆時針針C．安培培力方方向始始終與與速度度方向向相反反D．安培培力方方向始始終沿沿水平平方向向解析：：圓環(huán)從從位置置a運(yùn)動到到磁場場分界界線前前，磁磁通量量向里里增大大，感感應(yīng)電電流為為逆時時針；；跨越越分界界線過過程中中，磁磁通量量由向向里最最大變變?yōu)橄蛳蛲庾钭畲?，，感?yīng)應(yīng)電流流為順順時針針；再再擺到到b的過程程中，，磁通通量向向外減減小，，感應(yīng)應(yīng)電流流為逆逆時針針；由由于圓圓環(huán)所所在處處的磁磁場，，上下下對稱稱，所所受安安培力力豎直直方向向平衡衡，因因此總總的安安培力力沿水水平方方向。。答案：：D3．(2012·蕪湖檢檢測)繞有線線圈的的鐵芯芯直立在水水平桌桌面上上，鐵鐵芯上上套著著一個個鋁環(huán)，，線圈圈與電電源、、電鍵鍵相連連，如如圖9－1－12所示。。線圈圈上端端與電電源正極相相連，，閉合合電鍵鍵的瞬瞬間，，鋁環(huán)環(huán)圖圖9－1－12向上跳跳起。。則下下列說說法中中正確確的是是()A．若保保持電電鍵閉閉合，，則鋁鋁環(huán)不不斷升升高B．若保保持電電鍵閉閉合，，則鋁鋁環(huán)停停留在在某一一高度度C．若保保持電電鍵閉閉合，，則鋁鋁環(huán)跳跳起到到某一一高度度后將將回落落D．如果果電源源的正正、負(fù)負(fù)極對對調(diào)，，觀察察到的的現(xiàn)象象不同同解析：：若保持持電鍵鍵閉合合，磁磁通量量不變變，感感應(yīng)電電流消消失，，所以以鋁環(huán)環(huán)跳起起到某某一高高度后后將回回落，，A、B錯，C對；正正、負(fù)負(fù)極對對調(diào)，，同樣樣磁通通量增