高考物理一輪 （考綱自主研讀+命題探究+高考全程解密） 第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律（含解析） 新人教版

選修3－2第九章電磁感應(yīng)第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律eq\f(對應(yīng)學(xué)生,用書P166)磁通量Ⅰ(考綱要求)【思維驅(qū)動】(單選)如圖9－1－1所示，圖9－1－1在條形磁鐵外套有A、B兩個大小不同的圓環(huán)，穿過A環(huán)的磁通量ΦA(chǔ)與穿過B環(huán)的磁通量ΦB相比較()．A．ΦA(chǔ)>ΦBB．ΦA(chǔ)<ΦBC．ΦA(chǔ)＝ΦBD．不能確定解析磁通量Φ＝Φ內(nèi)－Φ外．對A、B兩環(huán)，Φ內(nèi)相同；而對于Φ外，B的大于A的，所以ΦA(chǔ)>ΦB.故正確答案為A.答案A【知識存盤】1．概念：在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，與磁場方向垂直的面積S與B的乘積．2．公式：Φ＝BS．3．單位：1Wb＝1__T·m2．4．公式的適用條件①勻強磁場；②磁感線的方向與平面垂直，即B⊥S.電磁感應(yīng)現(xiàn)象Ⅰ感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件Ⅱ(考綱要求)【思維驅(qū)動】(多選)如圖9－1－2所示，圖9－1－2一個矩形線框從勻強磁場的上方自由落下，進入勻強磁場中，然后再從磁場中穿出．已知勻強磁場區(qū)域的寬度L大于線框的高度h，下列說法正確的是()．A．線框只在進入和穿出磁場的過程中，才有感應(yīng)電流產(chǎn)生B．線框從進入到穿出磁場的整個過程中，都有感應(yīng)電流產(chǎn)生C．線框在進入和穿出磁場的過程中，都是機械能轉(zhuǎn)化成電能D．整個線框都在磁場中運動時，機械能轉(zhuǎn)化成電能解析產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，線框全部在磁場中時，磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項B、D錯誤．線框進入和穿出磁場的過程中磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流，故選項A正確．在產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程中線框消耗了機械能，故選項C正確．答案AC【知識存盤】1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象：當穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的現(xiàn)象．2．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件(1)條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化．(2)特例：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做切割磁感線運動．3．產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，如果回路閉合則產(chǎn)生感應(yīng)電流；如果回路不閉合，則只有感應(yīng)電動勢，而無感應(yīng)電流．楞次定律Ⅱ(考綱要求)【思維驅(qū)動】(單選)如圖9－1－3所示，甲是閉合銅線框，乙是有缺口的銅線框，丙是閉合的塑料線框，它們的正下方都放置一薄強磁鐵，現(xiàn)將甲、乙、丙拿至相同高度H處同時釋放(各線框下落過程中不翻轉(zhuǎn))，則以下說法正確的是()．圖9－1－3A．三者同時落地B．甲、乙同時落地，丙后落地C．甲、丙同時落地，乙后落地D．乙、丙同時落地，甲后落地解析甲是銅線框，在下落過程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，所受的安培力阻礙它的下落，故所需的時間長；乙沒有閉合回路，丙是塑料線框，故都不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，它們做自由落體運動，故D正確．答案D【知識存盤】楞次定律三定則一定律適用范圍基本現(xiàn)象安培定則電流的磁效應(yīng)運動電荷、電流產(chǎn)生磁場左手定則磁場力磁場對運動電荷、電流的作用右手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運動楞次定律閉合回路的磁通量變化eq\f(對應(yīng)學(xué)生,用書P167)考點一電磁感應(yīng)現(xiàn)象是否發(fā)生的判斷【典例1】(單圖9－1－4選)如圖9－1－4所示，一通電螺線管b放在閉合金屬線圈a內(nèi)，螺線管的中心軸線恰和線圈的一條直徑MN重合．要使線圈a中產(chǎn)生感應(yīng)電流，可采用的方法有()．A．使通電螺線管中的電流發(fā)生變化B．使螺線管繞垂直于線圈平面且過線圈圓心的軸轉(zhuǎn)動C．使線圈a以MN為軸轉(zhuǎn)動D．使線圈繞垂直于MN的直徑轉(zhuǎn)動解析題中圖示位置無論螺線管中的電流怎樣發(fā)生變化，均無磁感線穿過線圈平面，磁通量始終為零，故無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項A錯誤．若螺線管繞垂直于線圈平面且過線圈圓心的軸轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量始終為零，故無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項B錯誤．若線圈a以MN為軸轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量始終為零，故無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項C錯誤．若線圈繞垂直于MN的直徑轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量會發(fā)生變化，故有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項D正確．答案D【變式跟蹤1】(單圖9－1－5選)如圖9－1－5所示，繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動變阻器和電鍵組成閉合回路，在鐵芯的右端套有一個表面絕緣的銅環(huán)A，下列各種情況中銅環(huán)A中沒有感應(yīng)電流的是()．A．線圈中通以恒定的電流B．通電時，使滑動變阻器的滑片P勻速移動C．通電時，使滑動變阻器的滑片P加速移動D．將電鍵突然斷開的瞬間解析當線圈中通恒定電流時，產(chǎn)生的磁場為穩(wěn)恒磁場，通過銅環(huán)A的磁通量不發(fā)生變化，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流．答案A,借題發(fā)揮電磁感應(yīng)現(xiàn)象是否發(fā)生判斷流程：eq\a\vs4\al()考點二楞次定律的理解及應(yīng)用楞次定律中“阻礙”的含義【典例2】(單選)某實驗小組用如圖9－1－6所示的實驗裝置來驗證楞次定律．圖9－1－6當條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時，通過電流計的感應(yīng)電流方向是()．A．a(chǎn)→G→bB．先a→G→b，后b→G→aC．b→G→aD．先b→G→a，后a→G→b解析①確定原磁場的方向：條形磁鐵在穿入線圈的過程中，磁場方向向下．②明確回路中磁通量的變化情況：線圈中向下的磁通量增加．③由楞次定律的“增反減同”可知：線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向上．④應(yīng)用右手定則可以判斷感應(yīng)電流的方向為逆時針(俯視)即：b→G→a.同理可以判斷：條形磁鐵穿出線圈的過程中，向下的磁通量減小，由楞次定律可得線圈中將產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流(俯視)，電流從a→G→b.答案D【變式跟蹤2】(單選)如圖9－1－7所示，圖9－1－7通電螺線管左側(cè)和內(nèi)部分別靜止吊一導(dǎo)體環(huán)a和b，當滑動變阻器R的滑動觸頭c向左滑動時()．A．a(chǎn)向左擺，b向右擺B．a(chǎn)向右擺，b向左擺C．a(chǎn)向左擺，b不動D．a(chǎn)向右擺，b不動解析當滑動變阻器R的滑動觸頭c向左滑動時，電路中的電流變大，螺線管產(chǎn)生的磁場逐漸增強，穿過a的磁通量變大，根據(jù)楞次定律可知，a向左擺動；b處于螺線管內(nèi)部，其周圍的磁場為勻強磁場，方向水平向左，圓環(huán)中雖然也產(chǎn)生感應(yīng)電流，但根據(jù)左手定則可判斷出，安培力與b在同一個平面內(nèi)，產(chǎn)生的效果是使圓環(huán)面積縮小，并不使其擺動，所以C項正確．答案C,借題發(fā)揮1．應(yīng)用“程序法”解題的注意事項“程序法”是分析、解決物理問題的一種常見方法，在使用“程序法”處理問題時，需注意以下兩點：(1)根據(jù)題目類型制定一個嚴謹、簡潔的解題程序；(2)在分析和解決問題時，要嚴格按照解題程序進行，這樣可以規(guī)范解題過程、減少失誤、節(jié)約解題時間．2．判斷感應(yīng)電流方向的“四步法”考點三楞次定律、右手定則、左手定則、安培定則的綜合應(yīng)用【典例3】(多選)如圖9－1－8所示，圖9－1－8水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，MN的左邊有一閉合電路，當PQ在外力的作用下運動時，MN向右運動．則PQ所做的運動可能是()．A．向右加速運動B．向左加速運動C．向右減速運動D．向左減速運動解析MN向右運動，說明MN受到向右的安培力，因為ab在MN處的磁場垂直紙面向里eq\o(→,\s\up7(左手定則))MN中的感應(yīng)電流由M→Neq\o(→,\s\up7(安培定則))L1中感應(yīng)電流的磁場方向向上eq\o(→,\s\up7(楞次定律))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(L2中磁場方向向上減弱,L2中磁場方向向下增強))；若L2中磁場方向向上減弱eq\o(→,\s\up7(安培定則))PQ中電流為Q→P且減小eq\o(→,\s\up7(右手定則))向右減速運動；若L2中磁場方向向下增強eq\o(→,\s\up7(安培定則))PQ中電流為P→Q且增大eq\o(→,\s\up7(右手定則))向左加速運動．答案BC【變式跟蹤3】(單選)如圖9－1－9所示，圖9－1－9導(dǎo)軌間的磁場方向垂直于紙面向里，當導(dǎo)線MN在導(dǎo)軌上向右加速滑動時，正對電磁鐵A的圓形金屬環(huán)B中()．A．有感應(yīng)電流，且B被A吸引B．無感應(yīng)電流C．可能有，也可能沒有感應(yīng)電流D．有感應(yīng)電流，且B被A排斥解析MN向右加速滑動，根據(jù)右手定則，MN中的電流方向從N→M，且大小在逐漸變大，根據(jù)安培定則知，電磁鐵A的左端為N極，且磁場強度逐漸增強，根據(jù)楞次定律知，B環(huán)中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的內(nèi)部磁場方向向右，B被A排斥．故D正確．答案D,借題發(fā)揮?“三個定則與一個定律”的規(guī)范應(yīng)用1．一般解題步驟(1)分析題干條件，找出閉合電路或切割磁感線的導(dǎo)體棒．(2)結(jié)合題中的已知條件和待求量的關(guān)系選擇恰當?shù)囊?guī)律．(3)正確地利用所選擇的規(guī)律進行分析和判斷．2．應(yīng)用區(qū)別關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系(1)因電而生磁(I→B)→安培定則；(2)因動而生電(v、B→I)→右手定則；(3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則．eq\f(對應(yīng)學(xué)生,用書P169)命題熱點9電磁感應(yīng)現(xiàn)象和楞次定律命題專家評述考情分析近三年我省高考試題中，對電磁感應(yīng)現(xiàn)象和楞次定律的考查是高頻考點，3年3考．高考題型：選擇題命題趨勢年對電磁感應(yīng)現(xiàn)象和楞次定律可能還會單獨命題，也可能容納到計算題中．閱卷教師叮嚀易失分點1．不能正確確定所研究的回路．2．對楞次定律中的“阻礙”理解不透．3．不能靈活選用楞次定律推廣的規(guī)律．4．分不清感應(yīng)電流的磁場和原磁場的關(guān)系．應(yīng)對策略對楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應(yīng)電流的效果總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因：(1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”；(2)阻礙相對運動——“來拒去留”；(3)使線圈面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”；(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)——“增反減同”．高考佐證(多選)(·江蘇單科，7)某同學(xué)設(shè)計的家庭電路保護裝置如圖9－1－10所示，鐵芯左側(cè)線圈L1由火線和零線并行繞成．當右側(cè)線圈L2中產(chǎn)生電流時，電流經(jīng)放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)K，從而切斷家庭電路．僅考慮L1在鐵芯中產(chǎn)生的磁場，下列說法正確的有()．圖9－1－10A．家庭電路正常工作時，L2中的磁通量為零B．家庭電路中使用的電器增多時，L2中的磁通量不變C．家庭電路發(fā)生短路時，開關(guān)K將被電磁鐵吸起D．地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時，開關(guān)K將被電磁鐵吸起解析電路正?；蚨搪窌r，火線和零線中通過的電流大小相等、方向相反，故L1中火線與零線中電流產(chǎn)生的磁場相抵消，鐵芯中的磁通量為零，L2中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，電磁鐵中也就無電流，開關(guān)K不會被吸起．由上述分析可知，A、B項正確，C項錯誤．當?shù)孛嫔系娜私佑|火線發(fā)生觸電時，火線與零線中的電流大小不再相等，則L2中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電磁鐵也就能把開關(guān)K吸起，即D正確．答案ABD【預(yù)測1】(單選)現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關(guān)，如圖9－1－11連接．在開關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中的情況下，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當他將滑動變阻器的滑動端P向左加速滑動時，電流計指針向右偏轉(zhuǎn)．由此可以推斷()．圖9－1－11A．線圈A向上移動或滑動變阻器的滑動端P向右加速滑動，都能引起電流計指針向左偏轉(zhuǎn)B．線圈A中鐵芯向上拔出或斷開開關(guān)，都能引起電流計指針向右偏轉(zhuǎn)C．滑動變阻器的滑動端P勻速向左或勻速向右滑動，都能使電流計指針靜止在中央D．因為線圈A、線圈B的繞線方向未知，故無法判斷電流計指針偏轉(zhuǎn)的方向解析電流計指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)取決于穿過線圈B的磁通量是否發(fā)生變化，而電流計中指針的偏轉(zhuǎn)方向取決于穿過線圈B的磁通量是變大還是變?。深}意知當P向左滑動時，線圈A中的電流變小，導(dǎo)致穿過線圈B的磁通量減小，電流計中指針向右偏轉(zhuǎn)．依此推理，若穿過線圈B的磁通量增大時，電流計指針向左偏轉(zhuǎn)．線圈A上移時，線圈A中線芯向上拔出或斷開開關(guān)，穿過線圈B的磁通量減小，指針向右偏，A錯、B對；P勻速向左滑動時穿過線圈B的磁通量減小，指針向右偏轉(zhuǎn)，P勻速右滑時穿過線圈B的磁通量增大，指針向左偏轉(zhuǎn)，故C錯．答案B【預(yù)測2】(單選)如圖9－1－12所示，圖9－1－12在一固定水平放置的閉合導(dǎo)體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵，從離地面高h處，由靜止開始下落，最后落在水平地面上．磁鐵下落過程中始終保持豎直方向，并從圓環(huán)中心穿過圓環(huán)，而不與圓環(huán)接觸．若不計空氣阻力，重力加速度為g，下列說法中正確的是()．A．在磁鐵下落的整個過程中，圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向先逆時針后順時針(從上向下看圓環(huán))B．磁鐵在整個下落過程中，所受線圈對它的作用力先豎直向上后豎直向下C．磁鐵在整個下落過程中，它的機械能不變D．磁鐵落地時的速率一定等于eq\r(2gh)解析當條形磁鐵靠近圓環(huán)時，穿過圓環(huán)的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可判斷圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向為逆時針，當條形磁鐵遠離圓環(huán)時，穿過圓環(huán)的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可判斷圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向為順時針，A正確；根據(jù)楞次定律的推論“來拒去留”原則，可判斷磁鐵在整個下落過程中，所受圓環(huán)對它的作用力始終豎直向上，B錯誤；磁鐵在整個下落過程中，由于受到磁場力的作用，磁鐵的機械能不守恒，C錯誤；若磁鐵從高度h處做自由落體運動，其落地時的速度為v＝eq\r(2gh)，但磁鐵穿過圓環(huán)的過程中要產(chǎn)生一部分電熱，根據(jù)能量守恒定律可知，其落地速度一定小于eq\r(2gh)，D錯誤．答案Aeq\f(對應(yīng)學(xué)生,用書P170)一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1．(單選)現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及電鍵如圖9－1－13所示連接．下列說法中正確的是()．圖9－1－13A．電鍵閉合后，線圈A插入或拔出都會引起電流計指針偏轉(zhuǎn)B．線圈A插入線圈B中后，電鍵閉合和斷開的瞬間電流計指針均不會偏轉(zhuǎn)C．電鍵閉合后，滑動變阻器的滑片P勻速滑動，會使電流計指針靜止在中央零刻度D．電鍵閉合后，只有滑動變阻器的滑片P加速滑動，電流計指針才能偏轉(zhuǎn)解析電鍵閉合后，線圈A插入或拔出都會引起穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化，從而電流計指針偏轉(zhuǎn)，選項A正確；線圈A插入線圈B中后，電鍵閉合和斷開的瞬間，線圈B的磁通量會發(fā)生變化，電流計指針會偏轉(zhuǎn)，選項B錯誤；電鍵閉合后，滑動變阻器的滑片P無論勻速滑動還是加速滑動，都會導(dǎo)致線圈A的電流發(fā)生變化，線圈B的磁通量變化，電流計指針都會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項C、D錯誤．答案A2．(多選)如圖9－1－14所示，圖9－1－14一個金屬薄圓盤水平放置在豎直向上的勻強磁場中，下列做法中能使圓盤中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()．A．圓盤繞過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動B．圓盤以某一水平直徑為軸勻速轉(zhuǎn)動C．圓盤在磁場中向右勻速平移D．勻強磁場均勻增加解析只有當圓盤中的磁通量發(fā)生變化時，圓盤中才產(chǎn)生感應(yīng)電流，當圓盤繞過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動或圓盤在磁場中向右勻速平移時，圓盤中的磁通量不發(fā)生變化，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，A、C錯誤；當圓盤以某一水平直徑為軸勻速轉(zhuǎn)動或勻強磁場均勻增加時，圓盤中的磁通量發(fā)生變化，圓盤中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，B、D正確．答案BD二、楞次定律、右手定則的應(yīng)用3．(單選)如圖9－1－15所示，圖9－1－15通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合金屬框共面，第一次將金屬框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到Ⅱ，設(shè)先后兩次通過金屬框的磁通量變化大小分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則()．A．ΔΦ1>ΔΦ2，兩次運動中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn)B．ΔΦ1＝ΔΦ2，兩次運動中線