-高考沖刺-總復(fù)習(xí)-物理(教科)-選修3-2-第十章-第1講-電磁感應(yīng)現(xiàn)像-楞次定律課件

[高考導(dǎo)航]考點(diǎn)內(nèi)容要求高考(全國卷)三年命題情況對照分析201620172018命題分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象Ⅰ卷Ⅰ·T24：電磁感應(yīng)中的力、電綜合卷Ⅱ·T20：轉(zhuǎn)動(dòng)切割和電路綜合T24：電磁感應(yīng)中的力、電綜合卷Ⅲ·T25：電磁感應(yīng)中的力、電綜合卷Ⅰ·T18：電磁感應(yīng)現(xiàn)象與阻尼卷Ⅱ·T20：法拉第電磁感應(yīng)定律、E－t圖像卷Ⅲ·T15：楞次定律、安培定則卷Ⅰ·T17：法拉第電磁感應(yīng)定律T19：安培定則、楞次定律卷Ⅱ·T18：i－t圖像、楞次定律卷Ⅲ·T20：i－t圖像、右手螺旋定則、楞次定律1.從題型看，多是選擇題，也有計(jì)算題，難度中等或較難。2.從考查內(nèi)容看，集中在楞次定律的應(yīng)用、法拉第電磁感應(yīng)定律及其與力學(xué)、能量、電路、圖像的綜合應(yīng)用。磁通量Ⅰ法拉第電磁感應(yīng)定律Ⅱ楞次定律Ⅱ自感渦流Ⅰ第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律知識排查磁通量1.磁通量(1)定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場方向的面積S的

。(2)公式：Φ＝

(B⊥S)；單位：韋伯(Wb)。(3)矢標(biāo)性：磁通量是

，但有正負(fù)。乘積BS標(biāo)量電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象

當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合導(dǎo)體回路中有

產(chǎn)生的現(xiàn)象。2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 (1)閉合導(dǎo)體回路；(2)

發(fā)生變化。感應(yīng)電流磁通量感應(yīng)電流的方向

1.楞次定律 (1)內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場總要

引起感應(yīng)電流的

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：如圖1，伸開右手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓

從掌心進(jìn)入，并使拇指指向

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)線

產(chǎn)生感應(yīng)電流。圖1阻礙磁通量磁感線導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)切割磁感線小題速練1.思考判斷 (1)閉合電路內(nèi)只要有磁通量，就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。(

) (2)穿過線圈的磁通量和線圈的匝數(shù)無關(guān)。(

) (3)電路中磁通量發(fā)生變化時(shí)，就一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。(

) (4)當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線時(shí)，一定產(chǎn)生感應(yīng)電流。(

) (5)由楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場一定與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反。(

)

答案(1)×

(2)√

(3)×

(4)×

(5)×2.如圖2所示，一圓形金屬線圈放置在水平桌面上，勻強(qiáng)磁場垂直桌面豎直向下，過線圈上A點(diǎn)作切線OO′，OO′與線圈在同一平面上。在線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)180°的過程中，線圈中電流流向(

)圖2A.始終為A→B→C→AB.始終為A→C→B→AC.先為A→C→B→A，再為A→B→C→AD.先為A→B→C→A，再為A→C→B→A解析在線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)0～90°的過程中，穿過線圈正面向里的磁通量逐漸減小，由楞次定律可知感應(yīng)電流方向?yàn)锳→B→C→A；線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)90°～180°的過程中，穿過線圈反面向里的磁通量逐漸增加，由楞次定律可知感應(yīng)電流方向仍然為A→B→C→A，A正確。答案A3.[教科版選修3－2·P18·T1改編](多選)如圖3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)，老師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)，同學(xué)們看到的現(xiàn)象及現(xiàn)象分析正確的是(

)圖3A.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)勢和感應(yīng)電流答案BD電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和判斷1.常見的產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況2.判斷磁通量是否變化的方法 (1)根據(jù)公式Φ＝BS(B⊥S)判斷。 (2)根據(jù)穿過平面的磁感線的條數(shù)是否變化判斷?！纠?】如圖4所示，一個(gè)金屬圓環(huán)水平放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，若要使圓環(huán)中產(chǎn)生如箭頭所示方向的瞬時(shí)感應(yīng)電流，下列方法可行的是(

)圖4A.使勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大B.使圓環(huán)繞水平軸ab如圖轉(zhuǎn)動(dòng)30°C.使圓環(huán)繞水平軸cd如圖轉(zhuǎn)動(dòng)30°D.保持圓環(huán)水平并使其繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)解析原磁場的方向向上，圓環(huán)中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，與原磁場的方向相反，根據(jù)楞次定律，說明圓環(huán)磁通量在增大。使勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，穿過圓環(huán)的磁通量增大，A項(xiàng)正確；使圓環(huán)繞水平軸ab或cd轉(zhuǎn)動(dòng)30°，圓環(huán)在中性面上的投影面積減小，磁通量減小，只會(huì)產(chǎn)生與圖示方向反向的感應(yīng)電流，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；保持圓環(huán)水平并使其繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圓環(huán)仍與磁場垂直，磁通量不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案A1.(2017·江蘇單科，1)如圖5所示，兩個(gè)單匝線圈a、b的半徑分別為r和2r。圓形勻強(qiáng)磁場B的邊緣恰好與a線圈重合，則穿過a、b兩線圈的磁通量之比為(

)A.1∶1

B.1∶2 C.1∶4

D.4∶1解析兩個(gè)線圈的半徑雖然不同，但是磁場穿過兩個(gè)線圈的有效面積一樣，則穿過兩線圈的磁通量相同，故選項(xiàng)A正確。答案A圖52.現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開關(guān)按如圖6所示連接。下列說法正確的是(

)A.開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出都會(huì)引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)B.線圈A插入線圈B中后，開關(guān)閉合和斷開的瞬間，電流計(jì)指針均不會(huì)偏轉(zhuǎn)C.開關(guān)閉合后，滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng)，電流計(jì)指針不會(huì)偏轉(zhuǎn)D.開關(guān)斷開后，滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng)，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)圖6解析線圈A插入或拔出，都將造成線圈B處磁場的變化，因此線圈B處的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項(xiàng)A正確；開關(guān)閉合和斷開均能引起線圈B中磁通量的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；開關(guān)閉合后，只要移動(dòng)滑片P，線圈B中磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；開關(guān)斷開后，線圈B無磁通量變化，故無感應(yīng)電流，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案A楞次定律的理解及應(yīng)用1.楞次定律中“阻礙”的含義2.判斷感應(yīng)電流方向的兩種方法

方法一用楞次定律判斷(“四步法”)方法二用右手定則判斷該方法適用于閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流。判斷時(shí)注意掌心、拇指、四指的方向：(1)掌心——磁感線垂直穿入；(2)拇指——指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向；(3)四指——指向感應(yīng)電流的方向?！纠?】

(多選)(2018·全國卷Ⅰ，19)如圖7，兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關(guān)與電源連接，另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，開關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是(

)A.開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)B.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向C.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)圖7解析由電路可知，開關(guān)閉合瞬間，右側(cè)線圈正面環(huán)繞部分的電流向下，由安培定則可知，直導(dǎo)線在鐵芯中產(chǎn)生向右的磁場，由楞次定律可知，左側(cè)線圈正面環(huán)繞部分產(chǎn)生向上的電流，則直導(dǎo)線中的電流方向由南向北，由安培定則可知，直導(dǎo)線在小磁針?biāo)谖恢卯a(chǎn)生垂直紙面向里的磁場，則小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，A正確；開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，穿過左側(cè)線圈的磁通量不變，則左側(cè)線圈中的感應(yīng)電流為零，直導(dǎo)線不產(chǎn)生磁場，則小磁針靜止不動(dòng)，B、C錯(cuò)誤；開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間，穿過左側(cè)線圈向右的磁通量減少，則由楞次定律可知，左側(cè)線圈正面環(huán)繞部分產(chǎn)生向下的感應(yīng)電流，則流過直導(dǎo)線的電流方向由北向南，直導(dǎo)線在小磁針?biāo)谔幃a(chǎn)生垂直紙面向外的磁場，則小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，D正確。答案AD三定則一定律的應(yīng)用技巧(1)應(yīng)用楞次定律時(shí)，一般要用到安培定則。(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)也可以直接應(yīng)用楞次定律的推論確定。

1.(2017·全國卷Ⅲ，15)如圖8，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場垂直，金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面?，F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)開始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是(

)圖8A.PQRS中沿順時(shí)針方向，T中沿逆時(shí)針方向B.PQRS中沿順時(shí)針方向，T中沿順時(shí)針方向C.PQRS中沿逆時(shí)針方向，T中沿逆時(shí)針方向D.PQRS中沿逆時(shí)針方向，T中沿順時(shí)針方向解析金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng)，由右手定則可知，PQRS中有沿逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，由于感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相反，則穿過圓環(huán)形金屬線框T中的磁通量減小，由楞次定律可知，T中有沿順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤。答案D2.(2019·廣元市一診)法拉第發(fā)明了世界上第一臺發(fā)電機(jī)。如圖9所示，圓形金屬盤安置在電磁鐵的兩個(gè)磁極之間，兩電刷M、N分別與盤的邊緣和中心處接觸良好，且與靈敏電流計(jì)相連。金屬盤繞中心軸沿圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)。則(

)圖9A.電刷M的電勢高于電刷N的電勢B.若只將電刷M移近N，電流計(jì)的示數(shù)變大C.若只提高金屬盤轉(zhuǎn)速，電流計(jì)的示數(shù)變大D.若只將滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng)，電流計(jì)的示數(shù)變大解析根據(jù)安培定則可知，電磁鐵產(chǎn)生的磁場方向在金屬盤處方向向右，由右手定則判斷可知，金屬盤產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向從M到N，則電刷M的電勢低于電刷N的電勢，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若只將電刷M移近N，則電刷M、N之間距離減小，切割磁感線的有效長度減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢減小，感應(yīng)電流減小，則電流計(jì)的示數(shù)變小，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若只提高金屬盤轉(zhuǎn)速，感應(yīng)電動(dòng)勢增大，故電流計(jì)的示數(shù)變大，故選項(xiàng)C正確；若只將滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，電路中電流減小，磁場減弱，電流計(jì)的示數(shù)變小，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案

C楞次定律推論的應(yīng)用楞次定律中“阻礙”的推廣含義可以推廣為：感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因，列表說明如下：

內(nèi)容例證阻礙原磁通量變化—“增反減同”阻礙相對運(yùn)動(dòng)——“來拒去留”

使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢——“增縮減擴(kuò)”阻礙原電流的變化——“增反減同”【例3】

(2019·上海靜安質(zhì)檢)如圖10所示，在同一水平面內(nèi)有兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，在兩導(dǎo)軌之間豎直放置通電螺線管，ab和cd是放在導(dǎo)軌上的兩根金屬棒，它們分別放在螺線管的左、右兩側(cè)，保持開關(guān)閉合，最初兩金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)時(shí)，兩根金屬棒與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中感應(yīng)電流方向(俯視圖)及ab、cd兩棒的運(yùn)動(dòng)情況是(

)圖10A.感應(yīng)電流為順時(shí)針方向，兩棒相互靠近B.感應(yīng)電流為順時(shí)針方向，兩棒相互遠(yuǎn)離C.感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向，兩棒相互靠近D.感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向，兩棒相互遠(yuǎn)離解析當(dāng)變阻器滑片向左滑動(dòng)時(shí)，電路中的電流變大，螺線管的磁場增強(qiáng)，根據(jù)安培定則，由電流方向可確定螺線管內(nèi)的磁場方向垂直導(dǎo)軌向下，由于螺線管處于兩棒中間，所以穿過兩棒與導(dǎo)軌所圍成的回路磁通量變大，由楞次定律的“增反減同”可得，回路產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，根據(jù)左手定則可判斷安培力的方向，故ab棒所受安培力方向向左，cd棒所受安培力方向向右，兩棒相互遠(yuǎn)離，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。答案D1.[增反減同]如圖11所示，在一水平、固定的閉合導(dǎo)體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵(N極朝上，S極朝下)由靜止開始下落，磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸，關(guān)于圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向(從上向下看)，下列說法正確的是(

)圖11A.總是順時(shí)針 B.總是逆時(shí)針C.先順時(shí)針后逆時(shí)針 D.先逆時(shí)針后順時(shí)針解析磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸，則導(dǎo)體環(huán)中，先是向上的磁通量增加，磁鐵中點(diǎn)到達(dá)圓環(huán)所在平面后，向上的磁通量減少，根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向先順時(shí)針后逆時(shí)針，選項(xiàng)C正確。答案C2.[來拒去留]很多相同的絕緣銅圓環(huán)沿豎直方向疊放，形成一很長的豎直圓筒。一條形磁鐵沿圓筒的中心軸豎直放置，其下端與圓筒上端開口平齊。讓條形磁鐵從靜止開始下落。條形磁鐵在圓筒中的運(yùn)動(dòng)速率(

) A.均勻增大 B.先增大，后減小 C.逐漸增大，趨于不變 D.先增大，再減小，最后不變解析豎直圓筒相當(dāng)于閉合電路，磁鐵穿過閉合電路，產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律“來拒去留”的規(guī)律，磁鐵受到向上的阻礙磁鐵運(yùn)動(dòng)的安培力，開始時(shí)磁鐵的速度小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流也小，安培力也小，磁鐵加速運(yùn)動(dòng)，隨著速度的增大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大，安培力也增大，直到安培力大小等于重力，磁鐵勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確。答案C3.[增縮減擴(kuò)](多選)如圖12，勻強(qiáng)磁場垂直于軟導(dǎo)線回路平面，由于磁場發(fā)生變化，回路變?yōu)閳A形。則磁場可能(

)A.逐漸增強(qiáng)，方向向外B.逐漸增強(qiáng)，方向向里C.逐漸減弱，方向向外D.逐漸減弱，方向向里解析根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場方向總是阻礙引起閉合回路中磁通量的變化，體現(xiàn)在面積上是“增縮減擴(kuò)”，而回路變?yōu)閳A形，面積增加了，說明磁場逐漸減弱。因不知回路中感應(yīng)電流的方向，故無法判定磁場方向，故C、D都有可能。答案CD圖12楞次定律在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用圖13【例4】

(2017·全國卷Ⅰ，18)掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動(dòng)對STM的擾動(dòng)，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動(dòng)，如圖13所示。無擾動(dòng)時(shí)，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動(dòng)后，對于紫銅薄板上下及其左右振動(dòng)的衰減最有效的方案是(

)解析感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是閉合回路中的磁通量發(fā)生變化。在A圖中，系統(tǒng)振動(dòng)時(shí)，紫銅薄板隨之上下及左右振動(dòng)，在磁場中的部分有時(shí)多有時(shí)少，磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到安培力，阻礙系統(tǒng)的震動(dòng)；在B、D圖中，只有紫銅薄板左右振動(dòng)才產(chǎn)生感應(yīng)電流，而上下振動(dòng)無電流產(chǎn)生；在C圖中，無論紫銅薄板上下振動(dòng)還是左右振動(dòng)，都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤。答案A1.(多選)(金屬探測器)(2019·山東威海市聯(lián)考)高考考生入場時(shí)，監(jiān)考老師要用金屬探測器對考生進(jìn)行安檢后才允許其進(jìn)入考場，如圖14所示。探測器內(nèi)有通電線圈，當(dāng)探測器靠近任何金屬材料物體時(shí)，就會(huì)引起探測器內(nèi)線圈中電流變化，報(bào)警器就會(huì)發(fā)出警報(bào)；靠近非金屬物體時(shí)則不發(fā)出警報(bào)。關(guān)于探測器工作原理，下列說法正確的是(

)圖14A.金屬探測器利用