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1、教材知识梳理考点互动探究教师备用习题,乘积,BS,标量,2-1,磁通量的变化量,二、电磁感应现象 1.电磁感应现象 当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有 产生的现象. 2.产生感应电流的条件: (1)闭合电路; (2) 发生变化.,感应电流,磁通量,三、感应电流的方向 1.楞次定律:感应电流的磁场总要 引起感应电流的 的变化. 2.右手定则:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向 的方向,这时四指所指方向就是感应电流的方向.,阻碍,磁通量,导线运动,【辨别明理】(1)线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没有感应电流
2、产生. ( ) (2)当导体切割磁感线时,一定产生感应电动势. ( ) (3)由楞次定律知,感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反. ( ) (4)人教版选修3-2改编 如图26-1所示,线圈两端与电阻相连构成闭 合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S极朝下.在将 磁铁的S极插入线圈的过程中,通过电阻的感应电流的方向 , 线圈与磁铁相互 .,图26-1,(1)() (2)() (3)() (4)由b到a 排斥,解析 当磁铁向下运动时,穿过线圈的磁通量变大,原磁场方向向上,所以感应电流的磁场方向向下,根据安培定则,通过电阻的电流方向为ba.根据楞次定律“来拒去留”的推论可判断
3、线圈对磁铁的作用是阻碍作用,故磁铁与线圈相互排斥.,考点一 电磁感应现象的理解与判断,1.磁通量发生变化的三种常见情况 (1)磁场强弱不变,回路面积改变. (2)回路面积不变,磁场强弱改变. (3)回路面积和磁场强弱均不变,但二者的相对位置发生改变. 2.判断是否产生感应电流的流程 (1)确定研究的回路. (2)弄清楚回路内的磁场分布,并确定穿过该回路的磁通量.,例1 2017全国卷 扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图26-2所示.无扰动时,按下列四种
4、方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是图26-3中的 ( ),图26-2,A B C D 图26-3,答案 A,变式题 2018安徽皖江区域联考 如图26-4所示,闭合圆形导体线圈放置在匀强磁场中,线圈平面与磁场平行,当磁感应强度逐渐增大时,以下说法正确的是( ) A.线圈中产生顺时针方向的感应电流 B.线圈中产生逆时针方向的感应电流 C.线圈中不会产生感应电流 D.线圈面积有缩小的倾向,图26-4,答案 C,考点二 楞次定律的理解与应用,考向一 应用楞次定律判断感应电流方向的“四步法”,例2 2017全国卷 如图26-5所示,在方向垂直于纸面向里
5、的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是 ( ) A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向 B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向 C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向 D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向,图26-5,答案 D,变式题 2018洛阳一中模拟 如图26-6所示为安检门原理图,左边门框中有一通电线圈,右边门框中有一接收线圈.工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时
6、针方向均匀增大的电流,则 ( ) A.无金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为顺时针 B.无金属片通过时,接收线圈中的感应电流增大 C.有金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为顺时针 D.有金属片通过时,接收线圈中的感应电流大小发生变化,图26-6,答案 D,解析 当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时,穿过右侧线圈的磁通量向右且增大,根据楞次定律可判断,右侧线圈中产生逆时针方向的电流,当有金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向仍然为逆时针,故A、C错误;通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流,则穿过右侧线圈中的磁通量均匀增大,磁通量的变化率是定值,由法拉第电磁感应定律可知,接收线圈
7、中的感应电流不变,故B错误;有金属片通过时,穿过金属片中的磁通量发生变化,金属片中会产生感应电流,感应电流的方向与接收线圈中的感应电流的方向相同,所以会将该空间中的磁场的变化削弱一些,引起接收线圈中的感应电流大小发生变化,故D正确., 要点总结,楞次定律中“阻碍”的含义,电磁感应现象中因果相对的关系恰好反映了自然界的这种对立统一规律,对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的“效果”总是阻碍产生感应电流的原因,可由以下四种方式呈现: (1)阻碍磁通量的变化,即“增反减同”. (2)阻碍相对运动,即“来拒去留”. (3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势,即“增缩减扩”. (4)阻碍原电流的变化(
8、自感现象),即“增反减同”.,考向二 利用楞次定律的推论速解电磁感应问题,例3 如图26-7所示,光滑固定金属导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置在导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时(重力加速度为g) ( ) A.P、Q将互相靠拢 B.P、Q将互相远离 C.磁铁的加速度仍为g D.磁铁的加速度大于g,图26-7,答案 A,变式题 2018重庆质检 如图26-8所示,ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈,当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动的过程中,线圈ab将( ) A.静止不动 B.顺时针转动 C.逆时针转动 D.发生转动,但电源的极性不明,无法
9、确定转动方向,图26-8,答案 B,考点三 左手定则、右手定则、楞次定律、安培定则,1.规律比较,例4 (多选)2018全国卷 如图26-9所示,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路.将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时 小磁针处于静止状态.下列说法正确的是 ( ) A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的 方向转动 B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸 面向里的方向 C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向 D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N
10、极朝垂直纸面向外的方向转动,图26-9,答案 AD,解析 开关闭合瞬间,根据楞次定律,左侧线圈产生的感应电流从南向北流过直导线,根据安培定则,直导线在小磁针位置产生的磁场方向垂直纸面向里,所以小磁针N极朝垂直纸面向里的方向转动,A正确;同理,断开开关瞬间,小磁针N极朝垂直纸面向外的方向转动,D正确;开关闭合一段时间之后,感应电动势消失,直导线中没有电流流过,小磁针保持图中的方向,B、C错误.,变式题 (多选)如图26-10所示装置中,金属杆cd原来静止.要使金属杆cd将向右运动,可以使金属杆ab ( ) A.向右匀速运动 B.向右加速运动 C.向左加速运动 D.向左减速运动,图26-10,答案
11、 BD, 要点总结,左、右手定则巧区分 (1)右手定则与左手定则的区别:抓住“因果关系”才能无误,“因动而电”用右手;“因电而动”用左手. (2)左手定则和右手定则很容易混淆,为了便于区分,可把两个定则简单地总结为“通电受力用左手,运动生电用右手”.,1.在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中能观察到感应电流的是 ( ) A.将绕在条形磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化 B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化 C.将一房间内的线圈两端与相邻房间内的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化 D.绕在同一铁环上的
12、两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化,答案 D,答案 B,3.如图所示,老师让学生观察一个物理小实验:一轻质横杆两侧各固定一金属环,横杆可绕中心点自由转动,老师拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,同学们看到的现象是 ( ) A.磁铁插向左环,横杆发生转动 B.磁铁插向右环,横杆发生转动 C.把磁铁从左环中拔出,左环会跟着磁铁运动 D.把磁铁从右环中拔出,右环不会跟着磁铁运动,答案 B,4.北半球地磁场的竖直分量向下,如图所示,在北京某中学实验室的水平桌面上,放置着边长为L的正方形闭合导体线圈abcd,线圈的ab边沿南北方向,ad边沿东西方向
13、.下列说法中正确的是 ( ) A.若使线圈向东平动,则a点的电势比b点的电势高 B.若使线圈向北平动,则a点的电势比b点的电势低 C.若以ab边为轴将线圈向上翻转,则线圈中的感应 电流方向为abcda D.若以ab边为轴将线圈向上翻转,则线圈中的感应电流方向为adcba,答案 C,5.(多选)如图所示,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布.一铜制圆环用丝线悬挂于O点,将圆环拉至位置a后无初速度释放,在圆环从a摆向b的过程中 ( ) A.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 B.感应电流的方向一直是逆时针 C.安培力方向始终与速度方向相反 D.安培力方向始终沿水平方向
14、,答案 AD,解析 圆环从位置a无初速度释放,在到达磁场分界线前,穿过圆环向里的磁通量增加,根据楞次定律可知,圆环内感应电流的方向为逆时针,圆环经过磁场分界线时,穿过圆环向里的磁通量减少,根据楞次定律可知,圆环内感应电流的方向为顺时针,圆环通过磁场分界线后,穿过圆环向外的磁通量减少,根据楞次定律可知,圆环内感应电流的方向为逆时针;因磁场在竖直方向分布均匀,圆环所受竖直方向的安培力平衡,故合安培力沿水平方向,选项A、D正确.,6.如图所示,一个有弹性的金属圆环用一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与圆环在同一竖直面内,当通电直导线中电流增大时,弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将 ( ) A.
15、S增大,l变长 B.S减小,l变短 C.S增大,l变短 D.S减小,l变长,答案 D,解析当通电直导线中电流增大时,穿过金属圆环的磁通量增大,金属圆环中产生感应电流,根据楞次定律,感应电流产生的效果要阻碍磁通量的增大,一是用缩小面积的方式进行阻碍,二是用远离直导线的方式进行阻碍,选项D正确.,7.某同学设计了一个电磁冲击钻,其原理示意图如图所示,若发现钻头M突然向右运动,则可能是 ( ) A.开关S由断开到闭合的瞬间 B.开关S由闭合到断开的瞬间 C.保持开关S闭合,变阻器滑片P加速向右滑动 D.保持开关S闭合,变阻器滑片P匀速向右滑动,答案 A,解析若发现钻头M突然向右运动,根据楞次定律,可
16、能是开关S由断开到闭合的瞬间,选项A正确.,8.某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律,当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时,通过电流表G的感应电流方向是 ( ) A.aGb B.先aGb,后bGa C.bGa D.先bGa,后aGb,答案 D,解析条形磁铁在穿入线圈的过程中,穿过线圈向下的磁通量增加,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向向上,由安培定则可判断,感应电流的方向为逆时针(俯视),即由bGa;同理,条形磁铁穿出线圈的过程中,穿过线圈向下的磁通量减小,感应电流产生的磁场方向向下,感应电流的方向为顺时针(俯视),即由aGb.,9.(多选)如图所示,一电子以初速度v沿与金属板平行的方向飞入M、N极板间,突然发现电子向M板偏转,若不考虑磁场对电子运动方向的影响,则产生这一现象的原因可能是 ( ) A.开关S闭合瞬间 B.开关S由闭合到断开瞬间 C.开关S是闭合的,变阻器滑片P向右迅速滑动 D.开关S是闭合的,变阻器滑片P向左迅速滑动,答案 AD,解析电子向M板偏转,说明M板为正极,则感应电流方向如图所示,由安培定则得,感应电流磁场方向水平向左,而原磁场方向水平向右,由楞次定律得原磁场增强,即原电流增加,故A、D正确.,