2025屆新教材高考物理一輪復(fù)習(xí)第十一章電磁感應(yīng)第1節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律學(xué)案新人教版_第1頁
2025屆新教材高考物理一輪復(fù)習(xí)第十一章電磁感應(yīng)第1節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律學(xué)案新人教版_第2頁
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PAGE11-第十一章電磁感應(yīng)素養(yǎng)導(dǎo)讀備考定向核心素養(yǎng)試題情境生活實踐類電磁爐、電子秤、電磁卡、電磁焊接術(shù)、磁電式速度傳感器、真空管道超高速列車、磁懸浮列車、電磁軌道炮、電磁驅(qū)動、電磁阻尼等各種實際應(yīng)用模型學(xué)習(xí)探究類桿軌模型問題,電磁感應(yīng)與動力學(xué)、能量、動量結(jié)合問題,電磁感應(yīng)的圖像問題考向預(yù)料本章內(nèi)容屬于高考考查的熱點,多為選擇題、又有計算題,考查的詳細(xì)內(nèi)容主要包括以下幾個方面:①對楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律理解的考查;②結(jié)合新情境的電磁感應(yīng)問題、電磁感應(yīng)的圖像問題;③電磁感應(yīng)與動力學(xué)、能量、電路、動量等相結(jié)合的綜合問題第1節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律必備學(xué)問預(yù)案自診學(xué)問梳理一、磁通量1.概念:在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,與磁場方向的面積S與B的乘積。

2.公式:Φ=。

適用條件:磁場。

3.S為磁場的有效面積。

4.磁通量是(選填“標(biāo)量”或“矢量”)。①

5.磁通量的意義:(1)磁通量可以理解為穿過某一面積的磁感線的條數(shù)。(2)同一線圈平面,當(dāng)它跟磁場方向垂直時,磁通量;當(dāng)它跟磁場方向平行時,磁通量為;當(dāng)正向穿過線圈平面的磁感線條數(shù)和反向穿過的磁感線條數(shù)一樣多時,磁通量為。

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,電路中產(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)做運(yùn)動。

3.能量轉(zhuǎn)化發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時,機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為。

三、感應(yīng)電流方向的判定②注:楞次定律的本質(zhì)是能量守恒。③注:右手定則是楞次定律的特例,楞次定律適用于全部電磁感應(yīng)現(xiàn)象,而右手定則適用于一段導(dǎo)體在磁場中切割磁感線運(yùn)動的狀況。④注:楞次定律的雙解,a.“加速向左運(yùn)動”與“減速向右運(yùn)動”等效。

b.“×增加”與“·削減”所產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向一樣,反之亦然。考點自診1.推斷下列說法的正誤。(1)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生改變,電路中不肯定有感應(yīng)電流產(chǎn)生。()(2)線框不閉合時,即使穿過線框的磁通量發(fā)生改變,線框中也沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生。()(3)當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線時,肯定產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。()(4)感應(yīng)電流的磁場總是與原磁場方向相反。()(5)楞次定律和右手定則都可以推斷感應(yīng)電流的方向,二者沒什么區(qū)分。()(6)感應(yīng)電流的磁場肯定阻擋引起感應(yīng)電流的磁場的磁通量的改變。()2.(多選)(新教材人教版選擇性必修其次冊P28習(xí)題改編)如圖所示,一輕質(zhì)絕緣橫桿兩側(cè)各固定一鋁環(huán),橫桿可繞中心點自由轉(zhuǎn)動。拿一條形磁鐵插向A環(huán),后又取出插向B環(huán),看到的現(xiàn)象及現(xiàn)象分析正確的是()A.磁鐵插向A環(huán),橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動B.磁鐵插向B環(huán),橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動C.磁鐵插向B環(huán),B環(huán)中不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流D.磁鐵插向A環(huán),A環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流3.(新教材人教版選擇性必修其次冊P26例題改編)如圖所示,在通有電流I的長直導(dǎo)線旁邊有一個矩形線圈ABCD,線圈與導(dǎo)線始終在同一個平面內(nèi)。線圈在導(dǎo)線的一側(cè),垂直于導(dǎo)線左右平移時,其中產(chǎn)生了A→B→C→D→A方向的電流。已知距離載流直導(dǎo)線較近的位置磁場較強(qiáng)。請推斷:線圈在向哪個方向移動?假如通電導(dǎo)線電流減小,線圈將向哪個方向運(yùn)動?假如矩形線圈周長不變,由矩形突然變成圓形,在這過程中,線圈中有無感應(yīng)電流?關(guān)鍵實力學(xué)案突破考點一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解及推斷(自主探究)常見的產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種狀況對點演練1.(2024江蘇卷)如圖所示,兩勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1和B2大小相等、方向相反。金屬圓環(huán)的直徑與兩磁場的邊界重合。下列改變會在環(huán)中產(chǎn)生順時針方向感應(yīng)電流的是()A.同時增大B1減小B2B.同時減小B1增大B2C.同時以相同的改變率增大B1和B2D.同時以相同的改變率減小B1和B22.(多選)兩圓環(huán)A、B置于同一水平面上,其中A為勻稱帶電絕緣環(huán),B為導(dǎo)體環(huán)。當(dāng)A以如圖所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動的角速度大小發(fā)生改變時,B中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流。則()A.A可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大B.A可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小C.A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小D.A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大考點二楞次定律的理解及應(yīng)用(師生共研)楞次定律中“阻礙”的含義【典例1】(2024全國卷Ⅲ)如圖,在方向垂直于紙面對里的勻強(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,在運(yùn)動起先的瞬間,關(guān)于感應(yīng)電流的方向,下列說法正確的是()A.PQRS中沿順時針方向,T中沿逆時針方向B.PQRS中沿順時針方向,T中沿順時針方向C.PQRS中沿逆時針方向,T中沿逆時針方向D.PQRS中沿逆時針方向,T中沿順時針方向解題指導(dǎo)審題關(guān)鍵詞句分析解讀形成閉合回路PQRS產(chǎn)生感應(yīng)電流在方向垂直于紙面對里的勻強(qiáng)磁場中……現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動導(dǎo)體切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢金屬桿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)閉合回路PQRS中產(chǎn)生感應(yīng)電流,環(huán)形金屬線框T內(nèi)磁通量發(fā)生改變破題利用右手定則、楞次定律推斷金屬桿PQ感應(yīng)電流的方向→PQRS中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場→T中的磁通量改變→T中產(chǎn)生感應(yīng)電流?!疽?guī)律方法】1.推斷感應(yīng)電流方向的方法(1)楞次定律。(2)右手定則。2.“四步法”推斷感應(yīng)電流方向3.楞次定律中“阻礙”的推廣含義楞次定律可以推廣為:感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的緣由,列表說明如下:內(nèi)容例證阻礙原磁通量改變——“增反減同”磁鐵靠近線圈,B感與B原反向阻礙相對運(yùn)動——“來拒去留”磁鐵靠近,是斥力;磁鐵遠(yuǎn)離,是引力續(xù)表內(nèi)容例證使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢——“增縮減擴(kuò)”P、Q是光滑固定導(dǎo)軌,a、b是可動金屬棒,磁鐵下移,面積應(yīng)減小,a、b靠近B減小,線圈擴(kuò)張阻礙原電流的改變——“增反減同”閉合S,B先亮對點演練3.如圖所示,螺線管與靈敏電流計相連,磁鐵從螺線管的正上方由靜止釋放,向下穿過螺線管。下列說法正確的是()A.電流計中的電流先由a到b,后由b到aB.a點的電勢始終低于b點的電勢C.磁鐵削減的重力勢能等于回路中產(chǎn)生的熱量D.磁鐵剛離開螺線管時的加速度小于重力加速度4.(2024全國卷Ⅲ)如圖所示,水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈,右邊套有一金屬圓環(huán)。圓環(huán)初始時靜止。將圖中開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài),電路接通的瞬間,可視察到()A.撥至M端或N端,圓環(huán)都向左運(yùn)動B.撥至M端或N端,圓環(huán)都向右運(yùn)動C.撥至M端時圓環(huán)向左運(yùn)動,撥至N端時向右運(yùn)動D.撥至M端時圓環(huán)向右運(yùn)動,撥至N端時向左運(yùn)動考點三“三個定則、一個定律”的綜合應(yīng)用(師生共研)1.規(guī)律比較名稱基本現(xiàn)象因果關(guān)系應(yīng)用的定則或定律電流的磁效應(yīng)運(yùn)動電荷、電流產(chǎn)生磁場因電生磁安培定則洛倫茲力、安培力磁場對運(yùn)動電荷、電流有作用力因電受力左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動因動生電右手定則閉合回路磁通量改變因磁生電楞次定律2.相互聯(lián)系(1)應(yīng)用楞次定律時,一般要用到安培定則。(2)探討感應(yīng)電流受到的安培力時,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,有時也可以干脆應(yīng)用楞次定律的推論確定。【典例2】(多選)(2024全國卷Ⅰ)如圖,兩個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極朝垂直紙面對里的方向轉(zhuǎn)動B.開關(guān)閉合并保持一段時間后,小磁針的N極指向垂直紙面對里的方向C.開關(guān)閉合并保持一段時間后,小磁針的N極指向垂直紙面對外的方向D.開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面對外的方向轉(zhuǎn)動解題指導(dǎo)審題關(guān)鍵詞句分析解讀開關(guān)閉合后的瞬間右側(cè)線圈內(nèi)電流改變,左側(cè)線圈環(huán)繞部分內(nèi)磁通量發(fā)生改變,產(chǎn)生感應(yīng)電流,直導(dǎo)線中的電流產(chǎn)生磁場開關(guān)閉合并保持一段時間后右側(cè)線圈內(nèi)電流不改變,左側(cè)線圈環(huán)繞部分內(nèi)磁通量不發(fā)生改變,直導(dǎo)線中的無電流續(xù)表關(guān)鍵詞句分析解讀開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間右側(cè)線圈內(nèi)電流改變,左側(cè)線圈環(huán)繞部分內(nèi)磁通量發(fā)生改變,產(chǎn)生感應(yīng)電流,直導(dǎo)線中的電流產(chǎn)生磁場破題開關(guān)閉合、保持再斷開→右側(cè)線圈內(nèi)電流是否改變→左側(cè)線圈環(huán)繞部分內(nèi)磁通量是否發(fā)生改變→直導(dǎo)線中是否有電流→直導(dǎo)線中的電流產(chǎn)生磁場→小磁針受力轉(zhuǎn)動。對點演練5.(2024上海徐匯模擬)兩根平行放置的長直絕緣導(dǎo)線M、N,通以同向等大的電流如圖。在它們正中間放有一金屬圓環(huán),則可以使圓環(huán)中產(chǎn)生順時針感應(yīng)電流的是()A.M向右移動B.N中電流增大C.兩電流同時等量增大D.兩電流同時反向6.(多選)如圖所示,兩個線圈套在同一個鐵芯上,線圈的繞向在圖中已經(jīng)標(biāo)出。左線圈連著平行導(dǎo)軌M和N,導(dǎo)軌電阻不計,在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab,金屬棒處在垂直于紙面對外的勻強(qiáng)磁場中,下列說法中正確的是()A.當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動時,a點電勢高于b點,c點電勢高于d點B.當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動時,b點電勢高于a點,c點與d點等電勢C.當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動時,b點電勢高于a點,c點電勢高于d點D.當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動時,b點電勢高于a點,d點電勢高于c點第十一章電磁感應(yīng)第1節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律必備學(xué)問·預(yù)案自診學(xué)問梳理一、磁通量1.垂直2.BS勻強(qiáng)3.垂直4.標(biāo)量5.(2)最大零零二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.發(fā)生改變感應(yīng)電流2.(1)發(fā)生改變(2)切割磁感線3.電能三、感應(yīng)電流方向的判定阻礙磁通量運(yùn)動方向切割考點自診1.(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)×2.ADB環(huán)不閉合,磁鐵插向B環(huán)時,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,環(huán)不受力,橫桿不轉(zhuǎn)動,故B、C錯誤;A環(huán)閉合,磁鐵插向A環(huán)時,環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流,環(huán)受到磁場的作用,橫桿轉(zhuǎn)動,故A、D正確。3.答案向左向左有解析選擇矩形線圈為探討對象,畫出通電直導(dǎo)線一側(cè)的磁感線分布圖如圖,磁感線方向垂直紙面對里,用“×”表示。已知矩形線圈中感應(yīng)電流的方向是A→B→C→D→A,依據(jù)右手螺旋定則,感應(yīng)電流的磁場方向是垂直紙面對外的(即指向讀者的,用矩形中心的圓點“·”表示)。依據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場應(yīng)當(dāng)是阻礙穿過線圈的磁通量改變的。現(xiàn)在已經(jīng)判明感應(yīng)電流的磁場垂直紙面對外指向讀者,跟原來磁場的方向相反。因此線圈移動時通過它的磁通量肯定是在增大。這說明線圈在向左移動。假如通電導(dǎo)線電流減小,穿過線圈的磁通量將削減,依據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場將阻礙其減小,線圈將向左運(yùn)動。由矩形突然變成圓形,穿過線圈的磁通量發(fā)生改變,在這過程中,線圈中有感應(yīng)電流。關(guān)鍵實力·學(xué)案突破對點演練1.B同時增大B1減小B2,向里的磁通量增大,依據(jù)楞次定律,產(chǎn)生逆時針方向感應(yīng)電流,選項A錯誤;同時減小B1增大B2,向外的磁通量增大,依據(jù)楞次定律,產(chǎn)生順時針感應(yīng)電流,選項B正確;同時以相同的改變率增大B1和B2或者以相同的改變率減小B1和B2,磁通量不變,沒有感應(yīng)電流,選項C、D錯誤。2.AC當(dāng)A以如題圖所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動的角速度大小發(fā)生改變時,由于B中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流,利用楞次定律分析可知,A轉(zhuǎn)動在B中產(chǎn)生的磁場方向可能垂直紙面對外且磁感應(yīng)強(qiáng)度減小,也可能垂直紙面對里且磁感應(yīng)強(qiáng)度增大。若在B中產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面對外且磁感應(yīng)強(qiáng)度減小,則勻稱帶電絕緣環(huán)A帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小,選項C正確,D錯誤;若在B中產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面對里且磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,則勻稱帶電絕緣環(huán)A帶正電且轉(zhuǎn)速增大,選項A正確,B錯誤。典例1D金屬桿從靜止起先突然向右運(yùn)動,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,感應(yīng)電流從無到有,依據(jù)右手定則可知,感應(yīng)電流的方向由Q指向P,PQRS中的電流沿逆時針方向;該感應(yīng)電流在金屬線框T中產(chǎn)生的磁通量向外,故穿過金屬線框T向里的磁通量減小,依據(jù)楞次定律,T中感應(yīng)電流沿順時針方向,D正確。對點演練3.D由楞次定律可知,電流計中的電流先由b到a,后由a到b,A錯誤;a點的電勢先比b點低,后比b點高,B錯誤;磁鐵削減的機(jī)械能等于回路中產(chǎn)生的熱量,C錯誤;依據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場總是阻礙磁鐵與閉合回路間的相對運(yùn)動,磁鐵剛離開螺線管時,受到向上的磁場力,加速度小于重力加速度,D正確。4.B本題以螺線管為背景,意在考查楞次定律。開關(guān)S無論撥至M端還是N端,螺線管中的磁通量都變大,則右邊金屬圓環(huán)中的磁通量變大,依據(jù)楞次定律,為了阻礙磁通量變大,圓環(huán)都向右運(yùn)動,選項B正確。典例2AD如圖甲所示,閉合開關(guān)瞬間右邊線圈產(chǎn)生電流,左邊線圈磁通量增加。由楞次定律可知,增反減同,左邊線圈感應(yīng)磁場方向向左。依據(jù)右手螺旋定則可得直導(dǎo)線中電流方向為從南到北。由此可得直導(dǎo)線上方磁場為垂直紙面對里,則磁針N極朝垂直紙面對里的方向轉(zhuǎn)動,故A項正確。開關(guān)閉合并保持一段時間后電路穩(wěn)定,線圈中無磁通量改變,則直導(dǎo)線中無電流,小磁針復(fù)原南北指向,故B、C項錯誤;如圖乙所示,開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間,左邊線圈磁通量減小,由增反減同得其感應(yīng)磁場方向向右。由右手螺旋定則可得直導(dǎo)線中電流由北到南,直導(dǎo)線上方磁場為垂直紙面對外,則小磁針的N極朝垂直紙面對外的方向轉(zhuǎn)動,故D項正確。甲乙對點演練5.B依據(jù)右手螺旋定則,長直絕緣導(dǎo)線M、N在環(huán)中產(chǎn)生磁場相互疊加,導(dǎo)致穿過環(huán)的磁通量為零

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