2025年高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件 第12章 第29講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律

第十二章電磁感應(yīng)第29講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律知識(shí)梳理·易錯(cuò)辨析核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破名師講壇·素養(yǎng)提升提能訓(xùn)練練案[58]知識(shí)梳理·易錯(cuò)辨析一、磁通量1．定義勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度(B)與________于磁場方向的面積(S)的乘積叫作穿過這個(gè)面積的磁通量，簡稱磁通，我們可以用穿過這一面積的磁感線條數(shù)的多少來形象地理解。2．公式Φ＝________。在國際單位制中，磁通量的單位是________，符號(hào)是________。垂直BS韋伯Wb3．公式適用條件(1)勻強(qiáng)磁場。(2)磁感線的方向與平面垂直，即B⊥S。二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)穿過閉合電路的磁通量____________時(shí)，電路中有____________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____________。(2)特例：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做______________的運(yùn)動(dòng)。發(fā)生變化感應(yīng)電流發(fā)生變化切割磁感線3．電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)產(chǎn)生______________，如果電路閉合，則有____________；如果電路不閉合，則只有______________而無感應(yīng)電流。感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電流感應(yīng)電動(dòng)勢三、感應(yīng)電流方向的判定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：適用于一切回路__________變化的情況。阻礙磁通量磁通量2.右手定則(1)使用方法。①讓磁感線穿入______手手心。②使大拇指指向____________的方向。③則其余四指指向____________的方向。(2)適用范圍：適用于____________切割磁感線的情況。右導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)感應(yīng)電流部分導(dǎo)體1．磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)。(

)2．閉合電路內(nèi)只要有磁通量，就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。(

)3．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。(

)4．感應(yīng)電流的磁場一定阻礙引起感應(yīng)電流的磁場的磁通量的變化。(

)√××√核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破1磁通量電磁感應(yīng)現(xiàn)象(基礎(chǔ)考點(diǎn)·自主探究)1．對磁通量的理解(1)磁通量的正負(fù)：磁通量的正負(fù)不代表大小，只表示磁感線是怎樣穿過平面的。若從平面的某一側(cè)穿入為正，則從另一側(cè)穿入為負(fù)。(2)磁通量的大?、儆晒接?jì)算：Φ＝BSsinθ(其中θ角為平面S與磁感線的夾角)。②從磁感線觀察：從不同側(cè)面穿入的磁感線抵消后，剩余的磁感線的條數(shù)越多，磁通量越大。③穿過線圈的磁通量的大小與線圈匝數(shù)無關(guān)。(3)磁通量變化的常見情況根據(jù)Φ＝BSsinθ，引起磁通量變化的三個(gè)因素是S、B和θ。①僅B變化：線圈內(nèi)磁場變化。②僅S變化：線圈的部分導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。③僅θ變化：線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)。2．判斷產(chǎn)生感應(yīng)電流的思路【跟蹤訓(xùn)練】(磁通量的理解和計(jì)算)如圖所示，一個(gè)U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個(gè)金屬導(dǎo)體棒ab。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場斜向上穿過軌道平面，其方向與豎直方向的夾角為θ(0<θ<90°)。在下列各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()AA．a(chǎn)b向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)使θ減小B．使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，θ角同時(shí)也減小C．a(chǎn)b向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BD．a(chǎn)b向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角[解析]

設(shè)此時(shí)回路面積為S，據(jù)題意，穿過回路的磁通量Φ＝BScosθ。ab向右運(yùn)動(dòng)，則S增大，θ減小，則cosθ增大，因此

Φ增大，回路里一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流，A正確；B減小，θ減小，cosθ增大，Φ可能不變，回路里不一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流，B錯(cuò)誤；ab向左運(yùn)動(dòng)，則S減小，B增大，Φ可能不變，回路里不一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流，C錯(cuò)誤；ab向右運(yùn)動(dòng)，則S增大，B增大，θ增大，cosθ減小，Φ可能不變，回路里不一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流，D錯(cuò)誤。(感應(yīng)電流有無的確定)如圖所示的各圖所描述的物理情境中，沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A[解析]

開關(guān)S閉合穩(wěn)定后，穿過線圈N的磁通量保持不變，線圈N中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A符合題意；磁鐵向鋁環(huán)A靠近，穿過鋁環(huán)A的磁通量增大，鋁環(huán)A中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B不符合題意；金屬框中從A位置向B位置運(yùn)動(dòng)，穿過金屬框的磁通量發(fā)生變化，金屬框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C不符合題意；銅盤在磁場中按題圖所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，銅盤的一部分切割磁感線，回路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D不符合題意。2感應(yīng)電流方向的確定(基礎(chǔ)考點(diǎn)·自主探究)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部分導(dǎo)體切割磁感線。判斷時(shí)注意掌心、四指、拇指的方向?！靖櫽?xùn)練】(用楞次定律確定感應(yīng)電流方向)(2023·海南卷)汽車測速利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，汽車可簡化為一個(gè)矩形線圈abcd，埋在地下的線圈分別為1、2，通上順時(shí)針(俯視)方向電流，當(dāng)汽車經(jīng)過線圈時(shí)()CA．線圈1、2產(chǎn)生的磁場方向豎直向上B．汽車進(jìn)入線圈1過程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdC．汽車離開線圈1過程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdD．汽車進(jìn)入線圈2過程受到的安培力方向與速度方向相同[解析]

由題知，埋在地下的線圈1、2通順時(shí)針(俯視)方向的電流，則根據(jù)安培定則，可知線圈1、2產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，A錯(cuò)誤；汽車進(jìn)入線圈1過程中，磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcb(逆時(shí)針)，B錯(cuò)誤；汽車離開線圈1過程中，磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcd(順時(shí)針)，C正確；汽車進(jìn)入線圈2過程中，磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcb(逆時(shí)針)，再根據(jù)左手定則，可知汽車受到的安培力方向與速度方向相反，D錯(cuò)誤。故選C。(用右手定則確定感應(yīng)電流方向)下列圖中表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情境，導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b的是()A[解析]

導(dǎo)體ab順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)用右手定則，磁感線穿過手心，拇指指向順時(shí)針方向，則導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b，故A正確；導(dǎo)體ab向紙外運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用右手定則時(shí)，磁感線穿過手心，拇指指向紙外，則知導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a，故B錯(cuò)誤；導(dǎo)體框向右運(yùn)動(dòng)，ad邊切割磁感線，由右手定則可知，導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a，故C錯(cuò)誤；導(dǎo)體ab沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，由右手定則判斷知導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a，故D錯(cuò)誤。3楞次定律推論的應(yīng)用(能力考點(diǎn)·深度研析)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引起感應(yīng)電流的原因，列表說明如下：推論例證阻礙原磁通量變化——“增反減同”

磁鐵靠近，B感、B原反向，

二者相斥；

磁鐵遠(yuǎn)離，B感、B原同向，

二者相吸阻礙相對運(yùn)動(dòng)——“來拒去留”推論例證使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢——“增縮減擴(kuò)”注意：此結(jié)論只適用于磁感線單方向穿過回路的情境P、Q是光滑固定導(dǎo)軌，a、b是可移動(dòng)金屬棒，磁鐵下移，回路面積應(yīng)減小，a、b靠近B減小，線圈擴(kuò)張推論例證使閉合線圈遠(yuǎn)離或靠近磁體——“增離減靠”當(dāng)開關(guān)S閉合(斷開)時(shí)，左環(huán)向左(右)擺動(dòng)、右環(huán)向右(左)擺動(dòng)，遠(yuǎn)離(靠近)通電線圈推論例證阻礙原電流的變化——“增反減同”(即自感現(xiàn)象)合上S，B燈先亮，A燈逐漸變亮；再斷開S，兩燈逐漸熄滅說明以上五種情況“殊途同歸”，實(shí)質(zhì)上都是以不同的方式阻礙磁通量的變化?考向1

“來拒去留”與“增縮減擴(kuò)”的應(yīng)用(2024·浙江高三月考)如圖所示，將一磁鐵通過放置在電子秤上的支架懸掛于電子秤上方，磁鐵的正下方有兩條光滑的固定金屬導(dǎo)軌M、N，其上有兩根可以自由滑動(dòng)的金屬桿a、b，磁鐵在回路中心的正上方，當(dāng)剪斷細(xì)線，磁鐵下落時(shí)，以下說法正確的是()A．a(chǎn)、b桿相互遠(yuǎn)離B．與剪斷細(xì)線前相比電子秤的示數(shù)增加C．導(dǎo)軌對電子秤的壓力變大D．磁鐵處于完全失重狀態(tài)C[解析]

由楞次定律推論“增縮減擴(kuò)”可知a、b桿將相互靠攏，A錯(cuò)誤；將磁鐵、支架、導(dǎo)軌和金屬桿看成一個(gè)整體，磁鐵處于失重狀態(tài)，整體對電子秤的壓力減小，磁鐵會(huì)受到下方回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場的阻力作用，并不是完全失重，B、D錯(cuò)誤；磁鐵對導(dǎo)軌產(chǎn)生向下的力，因此導(dǎo)軌對電子秤的壓力變大，C正確。?考向2

“增離減靠”的應(yīng)用(2024·浙江紹興質(zhì)檢)如圖，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路，若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)，下列說法正確的是()A．線圈a中將產(chǎn)生順時(shí)針方向(俯視)的感應(yīng)電流B．穿過線圈a的磁通量變小C．線圈a有收縮的趨勢D．線圈a對水平桌面的壓力FN將減小C[解析]

根據(jù)安培定則可知，螺線管b在其內(nèi)部產(chǎn)生向下的磁場，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，電路中總電阻減小，電流增大，磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，穿過線圈a的磁通量變大，根據(jù)楞次定律，線圈a中會(huì)產(chǎn)生阻礙磁通量變大的感應(yīng)電流，即產(chǎn)生逆時(shí)針方向(俯視)的感應(yīng)電流，故A、B錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律的推論“增縮減擴(kuò)”可知，線圈a有收縮的趨勢，故C正確；根據(jù)楞次定律的推論“增離減靠”可知，線圈a有遠(yuǎn)離螺線管b的趨勢，因此線圈a對水平桌面的壓力FN將增大，故D錯(cuò)誤。名師講壇·素養(yǎng)提升“三定則—定律”的綜合應(yīng)用1．“三個(gè)定則”“一個(gè)定律”的比較名稱用途選用原則安培定則判斷電流產(chǎn)生的磁場(方向)分布因電生磁左手定則判斷通電導(dǎo)線、運(yùn)動(dòng)電荷所受磁場力的方向因電受力右手定則判斷導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向或電源正負(fù)極因動(dòng)生電楞次定律判斷因回路磁通量改變而產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向因磁通量變化生電2.相互聯(lián)系(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的方向，有時(shí)也可以直接應(yīng)用楞次定律的推論確定。(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PQ、MN，MN的左邊有一如圖所示的閉合電路，當(dāng)PQ在一外力的作用下運(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)BC【跟蹤訓(xùn)練】(安培定則與楞次定律的綜合應(yīng)用)如圖，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。將一小磁針懸掛在直導(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()DA．開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(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)[解析]

開關(guān)閉合后的瞬間，通過左邊線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度向右增大，由于磁通量增大，由楞次定律和安培定則可知，直導(dǎo)線有通以由南指向北的感應(yīng)電流，根據(jù)安培定則可知直導(dǎo)線上方的磁場方向垂直紙面向里，所以小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，電流穩(wěn)定，左邊線圈沒有感應(yīng)電流，所以小磁針的N極不會(huì)轉(zhuǎn)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，通過左邊線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度