2023版高三一輪總復(fù)習(xí)物理（新教材新高考）第11章第1節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律

1、 高考備考指南命題分析核心素養(yǎng)1高考對(duì)本專(zhuān)題的考查主要有電磁感應(yīng)現(xiàn)象的分析與判斷，感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算以及電磁感應(yīng)中的電路、能量、圖像等問(wèn)題。本專(zhuān)題試題綜合性較強(qiáng)，經(jīng)常以選擇題和計(jì)算題的形式進(jìn)行考查。2備考中，要重視結(jié)合新情境的電磁感應(yīng)問(wèn)題，導(dǎo)體棒的受力及運(yùn)動(dòng)分析、電磁感應(yīng)與動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律相結(jié)合的綜合性問(wèn)題。物理觀(guān)念：楞次定律、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、法拉第電磁感應(yīng)定律?？茖W(xué)思維：感應(yīng)電流的判斷、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算、電磁感應(yīng)的圖像問(wèn)題、電磁感應(yīng)和動(dòng)力學(xué)、能量、動(dòng)量的綜合?？茖W(xué)探究：探究通電自感和斷電自感。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：發(fā)電機(jī)、電磁爐、電磁灶、磁電式電流表。電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象

2、1磁通量(1)概念：在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，與磁場(chǎng)方向垂直的面積S與B的乘積叫作穿過(guò)這個(gè)面積的磁通量。(2)公式：BS。單位：韋伯，符號(hào)是Wb。(3)物理意義：相當(dāng)于穿過(guò)某一面積的磁感線(xiàn)的條數(shù)。(4)磁通量是標(biāo)量(選填“矢量”或“標(biāo)量”)，但有正負(fù)，如果把磁感線(xiàn)從線(xiàn)圈的某一側(cè)穿過(guò)的磁通量記為正，那么磁感線(xiàn)從線(xiàn)圈另一側(cè)穿過(guò)的磁通量為負(fù)。2電磁感應(yīng)現(xiàn)象(1)定義：當(dāng)穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合導(dǎo)體回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)。(2)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：a電路閉合；b磁通量變化。(3)實(shí)質(zhì)：機(jī)械能或其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能。二、感應(yīng)電流方向的判斷1楞

3、次定律(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。(2)適用范圍：一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2右手定則(1)內(nèi)容：伸開(kāi)右手，使拇指與其余四指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線(xiàn)從掌心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€(xiàn)運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。(2)適用情況：導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電流。一、易錯(cuò)易誤辨析(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)(1)磁通量大小與線(xiàn)圈匝數(shù)有關(guān)。()(2)磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)，正負(fù)只表示磁感線(xiàn)從閉合回路的哪個(gè)面穿過(guò)。()(3)只要磁通量發(fā)生變化就一定有感應(yīng)電流。()(4)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反。()

4、(5)由楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)只起到阻礙作用而不能阻止。()(6)當(dāng)閉合回路里有導(dǎo)線(xiàn)切割磁感線(xiàn)，則電路中就一定有感應(yīng)電流。()二、教材習(xí)題衍生1(人教版必修第三冊(cè)P118T6改編)某實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，在鐵芯P上繞著兩個(gè)線(xiàn)圈A、B，現(xiàn)給線(xiàn)圈A分別接圖2所示的電流，則在t1至t2時(shí)間內(nèi)，與線(xiàn)圈B所接的電流表沒(méi)有示數(shù)的是() 圖1ABCD圖2答案A2(魯科版選擇性必修第二冊(cè)P47T4改編)一矩形線(xiàn)框abcd與長(zhǎng)直通電導(dǎo)線(xiàn)處于同一平面內(nèi)，ad邊與導(dǎo)線(xiàn)平行，如圖所示。當(dāng)線(xiàn)框在此平面內(nèi)向右運(yùn)動(dòng)到導(dǎo)線(xiàn)的右邊的過(guò)程中，線(xiàn)框內(nèi)感應(yīng)電流的方向?yàn)?)A一直沿順時(shí)針?lè)较駼一直沿逆時(shí)針?lè)较駽先沿順時(shí)針?lè)较颍傺啬?/p>

5、時(shí)針?lè)较駾先沿順時(shí)針?lè)较?，再沿逆時(shí)針?lè)较?，最后沿順時(shí)針?lè)较虼鸢窪3(人教版選擇性必修第二冊(cè)P28T5改編)如圖所示，一輕質(zhì)絕緣橫桿兩側(cè)各固定一金屬環(huán)，橫桿可繞中心點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。拿一條形磁鐵插向其中一個(gè)小環(huán)，后又取出插向另一個(gè)小環(huán)，看到的現(xiàn)象及現(xiàn)象分析正確的是()A磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)B磁鐵插向右環(huán)，橫桿不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)C磁鐵插向左環(huán)，左環(huán)中不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流D磁鐵插向右環(huán)，右環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流D左環(huán)不閉合，磁鐵插向左環(huán)時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，環(huán)不受力，橫桿不轉(zhuǎn)動(dòng)，故A、C錯(cuò)誤；右環(huán)閉合，磁鐵插向右環(huán)時(shí)，環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，環(huán)受到磁場(chǎng)的作用，橫桿轉(zhuǎn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤，D正確。

6、 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解及判斷1磁通量變化的四類(lèi)情況B與S垂直B不變S變化BSB變化S不變BSB變化S變化B2S2B1S1B與S夾角eq f(,2)B與S不變變化BS(sin 2sin 1)2常見(jiàn)的產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況題組突破1(對(duì)磁通量的理解)磁通量是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的重要物理量，如圖所示，通有恒定電流的直導(dǎo)線(xiàn)MN與閉合線(xiàn)框共面，第一次將線(xiàn)框由位置1平移到位置2，第二次將線(xiàn)框由位置1繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，設(shè)前后兩次通過(guò)線(xiàn)框的磁通量變化大小分別為1和2，則()A12 B12 C12C設(shè)線(xiàn)框在1位置時(shí)磁通量為1，在位置2時(shí)磁通量為2，第1次由12位置，1|21|；第2次由12位置，2|21|21|

7、，故1G，P有收縮的趨勢(shì)B在t1t2時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)NG，穿過(guò)P的磁通量不變C在t2t4時(shí)間內(nèi)，線(xiàn)圈所受安培力方向不變D在t3時(shí)刻，F(xiàn)NG，P有收縮的趨勢(shì)AB在0t1時(shí)間內(nèi)，螺線(xiàn)管中電流增大時(shí)，其形成的磁場(chǎng)不斷增強(qiáng)，因此線(xiàn)圈P中的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知線(xiàn)圈P將阻礙其磁通量的增大，故線(xiàn)圈有遠(yuǎn)離和收縮的趨勢(shì)，即FNG，P有收縮的趨勢(shì)，A項(xiàng)正確；在t1t2時(shí)間內(nèi)，螺線(xiàn)管中電流不變時(shí)，其形成磁場(chǎng)不變，線(xiàn)圈P中的磁通量不變，因此線(xiàn)圈P中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，則在t1t2時(shí)間內(nèi)FNG，B項(xiàng)正確；在t2t4時(shí)間內(nèi)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量先減小后增大，根據(jù)楞次定律可知，為阻礙磁通量的變化，線(xiàn)圈所受安培力先向上后向下，C項(xiàng)

8、錯(cuò)誤；t3時(shí)刻，螺線(xiàn)管Q中電流為0，但P中磁通量變化，此時(shí)P中有感應(yīng)電流，但二者無(wú)相互作用力，故t3時(shí)刻FNG，此時(shí)P沒(méi)有收縮的趨勢(shì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 “三定則一定律”的綜合應(yīng)用1“三個(gè)定則、一個(gè)定律”的應(yīng)用對(duì)比名稱(chēng)基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律電流的磁效應(yīng)運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng)右手螺旋定則洛倫茲力、安培力磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流有作用力左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)右手定則閉合回路磁通量變化楞次定律2三個(gè)定則一個(gè)定律的應(yīng)用技巧(1)應(yīng)用楞次定律時(shí)，一般要用到右手螺旋定則。(2)研究感應(yīng)電流受到的安培力時(shí)，一般先用右手定則確定感應(yīng)電流方向，再用左手定則確定安培力方向，有時(shí)也可以直接用楞次定律的推廣應(yīng)

9、用確定。3利用程序法和逆向推理法分析二次感應(yīng)問(wèn)題如果要判斷二次感應(yīng)后的現(xiàn)象或結(jié)果，選擇程序法；如果已知二次感應(yīng)后的結(jié)果，要判斷導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況或磁場(chǎng)的變化，需選擇逆向推理法。(1)程序法(正向推理法)：(2)逆向推理法：依據(jù)二次感應(yīng)產(chǎn)生的效應(yīng)，判斷二次感應(yīng)電流的方向。依據(jù)二次感應(yīng)電流的方向，應(yīng)用右手螺旋定則，判定第二次感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通量方向，明確它是阻礙第一個(gè)感應(yīng)磁場(chǎng)變化的。依據(jù)楞次定律，得出第一個(gè)感應(yīng)磁場(chǎng)的方向及相應(yīng)的變化的可能情況，從而得到引起磁場(chǎng)變化的電流的方向與變化。依據(jù)電流的方向，判斷導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的方向與速度。典例(多選)如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒

10、PQ、MN，MN的左邊有一閉合電路，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN向右運(yùn)動(dòng)。則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是()A向右加速運(yùn)動(dòng) B向左加速運(yùn)動(dòng)C向右減速運(yùn)動(dòng) D向左減速運(yùn)動(dòng)BCMN向右運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明MN受到向右的安培力，因?yàn)閍b在MN處的磁場(chǎng)垂直紙面向里eq o(,sup10(左手定則)MN中的感應(yīng)電流由M到Neq o(,sup10(安培定則)L1中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上eq o(,sup10(楞次定律)eq blcrc (avs4alco1(L2中磁場(chǎng)方向向上減弱,L2中磁場(chǎng)方向向下增強(qiáng))。若L2中磁場(chǎng)方向向上減弱eq o(,sup10(安培定則)PQ中電流為由Q到P且減小eq o(,sup10(右手定

11、則)向右減速運(yùn)動(dòng)；若L2中磁場(chǎng)方向向下增強(qiáng)eq o(,sup10(安培定則)PQ中電流為由P到Q且增大eq o(,sup10(右手定則)向左加速運(yùn)動(dòng)。跟進(jìn)訓(xùn)練1(“因動(dòng)生電”現(xiàn)象的分析)從置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的金屬圓盤(pán)中央和邊緣各引出一根導(dǎo)線(xiàn)，與套在鐵芯上部的線(xiàn)圈A相連。套在鐵芯下部的線(xiàn)圈B引出兩根導(dǎo)線(xiàn)接在兩根水平光滑的導(dǎo)軌上，如圖所示，導(dǎo)軌上有一根金屬棒ab靜止在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。下列說(shuō)法正確的是()A圓盤(pán)順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，ab棒將向右運(yùn)動(dòng)B圓盤(pán)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，ab棒將向右運(yùn)動(dòng)C圓盤(pán)順時(shí)針減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，ab棒將向右運(yùn)動(dòng)D圓盤(pán)逆時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，ab棒將向左運(yùn)動(dòng)C圓盤(pán)順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流從圓盤(pán)邊緣流出，線(xiàn)圈A中產(chǎn)生向下且增強(qiáng)的磁場(chǎng)，由楞次定律可知線(xiàn)圈B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流由ab，由左手定則可知，金屬棒ab將向左運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；同理可知，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤；圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，A中產(chǎn)生的磁場(chǎng)恒定，B中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，ab不運(yùn)動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤。2(“因電而動(dòng)”現(xiàn)象的分析)如圖所示，通電螺線(xiàn)管置于水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ之間，ab和cd是放在導(dǎo)軌上的兩根金屬棒，它們分別靜止在螺線(xiàn)管的左右兩側(cè)，現(xiàn)使滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)，則ab和cd棒的運(yùn)動(dòng)情況是()Aab向左運(yùn)動(dòng)，cd向右運(yùn)動(dòng)Bab向右運(yùn)