《2020届高考物理总复习教科版课件：第10章 电磁感应 第1课时 电磁感应现象 楞次定律 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届高考物理总复习教科版课件：第10章 电磁感应 第1课时 电磁感应现象 楞次定律 .pdf（53页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第十章 电磁感应第十章 电磁感应 , , 习过程中要特别重视法拉第电磁习过程中要特别重视法拉第电磁 感应定律和楞次定律与生活实际感应定律和楞次定律与生活实际 相联系的相联系的问题问题. . 3.3. 自感系数计自感系数计 算自感电动算自感电动 势势. . 第第1 1课时 电磁感应现象 楞次定律课时 电磁感应现象 楞次定律 基础回顾基础回顾 核心探究核心探究 演练提升演练提升 基础回顾基础回顾 自主梳理自主梳理融会贯通融会贯通 知识梳理知识梳理 一、磁通量一、磁通量 1.1.定义定义: :在磁感应强度为在磁感应强度为B B的匀强磁场中的匀强磁场中, ,有一块有一块 磁感线方向的面积磁感线方向的面
2、积 为为S S的平面的平面, ,我们定义我们定义 为通过这个面的磁通量为通过这个面的磁通量. . 2.2.公式公式: := . . 3.3.单位单位: :1 Wb=1 Wb= . . 4.4.磁通量是磁通量是 ( (填填“矢量矢量”或或“标量标量”),),但磁通量有正、负之分但磁通量有正、负之分. . BSBS 垂直垂直 1 Tm1 Tm2 2 BSBS 标量标量 5.5.物理意义物理意义: :相当于穿过某一面积的相当于穿过某一面积的 的条数的条数. .如图所示如图所示, ,矩形矩形abcd,abcd, abba,abcdabba,abcd的面积分别为的面积分别为S S1 1,S,S2 2,S
3、,S3 3, ,匀强磁场的磁感应强度匀强磁场的磁感应强度B B与平面与平面 abcdabcd垂直垂直, ,则则 (1)(1)通过矩形通过矩形abcdabcd的磁通量为的磁通量为 或或 . . (2)(2)通过矩形通过矩形abcdabcd的磁通量为的磁通量为 . . (3)(3)通过矩形通过矩形abbaabba的磁通量为的磁通量为 . . 磁感线磁感线 BSBS1 1cos cos BSBS3 3 0 0 BSBS3 3 二、电磁感应现象二、电磁感应现象 1.1.电磁感应现象电磁感应现象 当穿过闭合电路的磁通量当穿过闭合电路的磁通量 时时, ,电路中有电路中有 产生的现象产生的现象. . 2.2
4、.产生感应电流的两种情况产生感应电流的两种情况 (1)(1)穿过闭合电路的磁通量穿过闭合电路的磁通量 . . (2)(2)闭合电路的一部分导体在磁场内做切割闭合电路的一部分导体在磁场内做切割 . . 发生变化发生变化感应电流感应电流 发生变化发生变化 磁感线运动磁感线运动 , , , 了感应电流了感应电流. . 磁感应强度磁感应强度磁场的有效面积磁场的有效面积 磁通量磁通量 线圈的面积线圈的面积 磁感应强度磁感应强度 磁通量磁通量 3.3.产生电磁感应现象的实质产生电磁感应现象的实质 实质是产生实质是产生 , ,如果回路闭合则产生如果回路闭合则产生 ; ;如果回路不闭如果回路不闭 合合, ,则
5、只有则只有 , ,而无而无 . . 4.4.如图所示如图所示, ,能产生感应电流的是能产生感应电流的是 . . 感应电动势感应电动势 感应电动势感应电动势 感应电流感应电流 感应电流感应电流 B B 三、楞次定律三、楞次定律 如图所示如图所示, ,矩形线圈矩形线圈abcdabcd匀速通过一较宽的磁场区域匀速通过一较宽的磁场区域. . (1)(1)用楞次定律判断用楞次定律判断: :线圈进入磁场时的感应电流方向为线圈进入磁场时的感应电流方向为 方向方向, ,离开离开 磁场时的感应电流方向为磁场时的感应电流方向为 方向方向. . (2)(2)用右手定则判断用右手定则判断: :线圈经过左边界时线圈经过
6、左边界时,ab,ab边的电流方向为由边的电流方向为由 指向指向 ; ; 离开右边界时离开右边界时,ab,ab边的电流方向为由边的电流方向为由 指向指向 . . 逆时针逆时针 顺时针顺时针 b ba a a a b b 是电源是电源,B,B的电势高于的电势高于A A的电势的电势. . 自主检测自主检测 1.1.思考判断思考判断 (1)(1)磁通量是矢量磁通量是矢量, ,有正、负之分有正、负之分.(.( ) ) (2)(2)闭合电路内只要有磁通量闭合电路内只要有磁通量, ,就有感应电流产生就有感应电流产生.(.( ) ) (3)(3)当导体切割磁感线运动时当导体切割磁感线运动时, ,导体中一定产生
7、感应电流导体中一定产生感应电流.(.( ) ) (4)(4)穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关( ( ) ) (5)(5)感应电流的磁场总是与原磁场方向相反感应电流的磁场总是与原磁场方向相反( ( ) ) 答案答案: :(1)(1) (2)(2) (3)(3) (4)(4) (5)(5) 2.2.(2018(2018芜湖校级模拟芜湖校级模拟) )关于电磁感应关于电磁感应, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) ) A.A.有电必有磁有电必有磁, ,有磁必生电有磁必生电 B.B.电磁感应过程可以使其他形式的能转化为电能电磁感应过程可以使其他形式的能转化为电能
8、 C.C.电磁感应现象的发现电磁感应现象的发现, ,使人类社会进入了机械化大生产时代使人类社会进入了机械化大生产时代 D.D.电压表和电流表都是利用电磁感应原理工作的电压表和电流表都是利用电磁感应原理工作的 B B 解析解析: :有电必有磁有电必有磁, ,但是有磁未必能生电但是有磁未必能生电, ,选项选项A A错误错误; ;电磁感应过程可以使电磁感应过程可以使 其他形式的能转化为电能其他形式的能转化为电能, ,选项选项B B正确正确; ;电磁感应现象的发现电磁感应现象的发现, ,使人类社会使人类社会 进入了电气化时代进入了电气化时代, ,故故C C错误错误; ;两种电表的工作原理都是通电线圈在
9、磁场中两种电表的工作原理都是通电线圈在磁场中 会发生转动会发生转动, ,故故D D错误错误. . 3.3.(2018(2018南昌东湖区模拟南昌东湖区模拟) )从奥斯特发现电流周围存在磁场后从奥斯特发现电流周围存在磁场后, ,法拉第坚信法拉第坚信 磁一定能生电磁一定能生电. .他使用如图所示的装置进行实验研究他使用如图所示的装置进行实验研究, ,其中线圈其中线圈A A中接入电源中接入电源 产生磁场产生磁场, ,线圈线圈B B与电流表连接与电流表连接, ,但经过了但经过了6 6年多的探究都没发现年多的探究都没发现“磁生电磁生电”, , 主要原因是主要原因是( ( ) ) A.A.线圈线圈A A中
10、的电流较小中的电流较小, ,产生的磁场不够强产生的磁场不够强 B.B.线圈线圈A A中的电流是恒定电流中的电流是恒定电流, ,不会产生磁场不会产生磁场 C.C.线圈线圈B B中的匝数较少中的匝数较少, ,产生的电流很小产生的电流很小 D.D.线圈线圈A A中的电流是恒定电流中的电流是恒定电流, ,产生稳恒磁场产生稳恒磁场 D D 解析解析: :线圈线圈A A中的电流发生变化时中的电流发生变化时, ,穿过线圈穿过线圈B B的磁通量发生变化的磁通量发生变化, ,电流表电流表G G 中产生感应电流中产生感应电流. .线圈线圈A A中的电流是恒定电流中的电流是恒定电流, ,产生稳恒磁场产生稳恒磁场,
11、,穿过线圈穿过线圈B B的的 磁通量不发生变化磁通量不发生变化, ,电流表电流表G G中没有感应电流中没有感应电流, ,故故D D正确正确,A,B,C,A,B,C错误错误. . 核心探究核心探究 分类探究分类探究各个击破各个击破 考点一 电磁感应现象的判断考点一 电磁感应现象的判断 1.1.引起磁通量引起磁通量变化的常见情况变化的常见情况 (1)(1)电路中部分导线做切割磁感线运动或回路面积电路中部分导线做切割磁感线运动或回路面积S S变化导致变化导致变化变化. . (2)(2)回路中磁感应强度回路中磁感应强度B B随时间或位置发生变化导致随时间或位置发生变化导致变化变化. . (3)(3)线
12、圈在磁场中转动线圈在磁场中转动(B(B与与S S的夹角发生变化的夹角发生变化) )或或B,SB,S都变化后都变化后, ,其乘积其乘积BSBS发生发生 变化变化, ,导致导致变化变化. . 2.2.常见的产生感应电流的三种情况常见的产生感应电流的三种情况 【典例典例1 1】 (2018(2018长沙校级模拟长沙校级模拟)()(多选多选) )如图为如图为“研究电磁感应现象研究电磁感应现象”的实验装的实验装 置置. .如果在如果在A A线圈插入线圈插入B B线圈后保持不动线圈后保持不动, ,闭合开关时发现电流表的指针向右偏了闭合开关时发现电流表的指针向右偏了 一下一下, ,那么闭合开关后那么闭合开关
13、后, ,下列情况下电流表指针的偏转情况是下列情况下电流表指针的偏转情况是( ( ) ) A.A.将将A A线圈迅速从线圈迅速从B B线圈中拔出时线圈中拔出时, ,指针向左偏转一下指针向左偏转一下 B.B.保持开关闭合状态时保持开关闭合状态时, ,指针一直偏在零点右侧指针一直偏在零点右侧 C.C.滑动变阻器触头迅速向左滑动时滑动变阻器触头迅速向左滑动时, ,指针向右偏转一下指针向右偏转一下 D.D.将将A A线圈内铁芯线圈内铁芯C C快速拔出时快速拔出时, ,指针向左偏转一下指针向左偏转一下 ADAD 核心点拨核心点拨 (1)(1)本题产生感应电流的条件是本题产生感应电流的条件是B B线圈内磁场
14、发生变化线圈内磁场发生变化. . (2)(2)在在A A线圈插入线圈插入B B线圈后保持不动线圈后保持不动, ,闭合开关时发现电流表的指针向右偏了闭合开关时发现电流表的指针向右偏了 一下一下, ,说明说明B B线圈内磁场增强线圈内磁场增强, ,电流表指针右偏电流表指针右偏, ,反之磁场减弱时反之磁场减弱时, ,电流表指电流表指 针应左偏针应左偏. . 解析解析: :由题意知由题意知, ,当开关闭合时当开关闭合时, ,回路中的电流增加回路中的电流增加, ,电流产生的磁场增大电流产生的磁场增大, , 穿过线圈穿过线圈B B的磁通量增加的磁通量增加, ,电流表的指针向右偏转电流表的指针向右偏转. .
15、若原磁场减小若原磁场减小, ,穿过回路穿过回路 的磁通量减小的磁通量减小, ,电流表的指针向左偏转电流表的指针向左偏转. .若将若将A A线圈迅速从线圈迅速从B B线圈中拔出线圈中拔出, ,磁磁 通量减小通量减小, ,故指针左偏故指针左偏,A,A对对; ;若保持开关闭合状态时若保持开关闭合状态时, ,回路中无磁通量的变回路中无磁通量的变 化化, ,指针一直指向零指针一直指向零,B,B错错; ;若将变阻器的触头迅速左移若将变阻器的触头迅速左移, ,回路中的电阻增加回路中的电阻增加, , 电流减小电流减小, ,故磁场减弱故磁场减弱, ,磁通量变小磁通量变小, ,电流表的指针左偏电流表的指针左偏,C
16、,C错错; ;将将A A线圈内铁线圈内铁 芯芯C C快速拔出时快速拔出时, ,磁通量减小磁通量减小, ,指针左偏指针左偏,D,D对对. . 题后反思题后反思 电磁感应现象是否发生判断流程电磁感应现象是否发生判断流程 多维训练多维训练 1.1. 面积变化引起的感应电流面积变化引起的感应电流 (2018(2018盐城校级模拟盐城校级模拟) )如图所示如图所示, ,开始时矩形线开始时矩形线 圈与磁场垂直圈与磁场垂直, ,且一半在匀强磁场内且一半在匀强磁场内, ,磁场边界磁场边界MNMN为为ab,dcab,dc的中点连线的中点连线, ,若要使若要使 线圈产生感应电流线圈产生感应电流, ,下列方法可行的
17、是下列方法可行的是( ( ) ) A.A.将线圈沿纸面向上平移将线圈沿纸面向上平移 B.B.以以adad为轴为轴, ,从图示位置转过从图示位置转过6060过程过程 C.C.以以bcbc为轴为轴, ,从图示位置转过从图示位置转过6060过程过程 D.D.将线圈垂直于纸面向内运动将线圈垂直于纸面向内运动 B B 解析解析: :将线圈向上平移将线圈向上平移, ,磁通量不变磁通量不变, ,故无感应电流产生故无感应电流产生, ,故故A A错误错误; ;以以adad为轴为轴 转动转动( (小于小于6060),),磁通量减小磁通量减小, ,有感应电流产生有感应电流产生, ,故故B B正确正确; ;以以bcb
18、c为轴转动为轴转动( (小小 于于6060),),磁通量不变磁通量不变, ,没有感应电流产生没有感应电流产生, ,故故C C错误错误; ;线框垂直于纸面向里运线框垂直于纸面向里运 动动, ,磁通量不变磁通量不变, ,没有感应电流产生没有感应电流产生, ,故故D D错误错误. . 2.2. 磁场变化产生感应电流磁场变化产生感应电流 (2016(2016江苏卷江苏卷,6)(,6)(多选多选) )电吉他中电拾音器的基本结电吉他中电拾音器的基本结 构如图所示构如图所示, ,磁体附近的金属弦被磁化磁体附近的金属弦被磁化, ,因此弦振动时因此弦振动时, ,在线圈中产生感应电流在线圈中产生感应电流, , 电
19、流经电路放大后传送到音箱发出声音电流经电路放大后传送到音箱发出声音, ,下列说法正确的有下列说法正确的有( ( ) ) A.A.选用铜质弦选用铜质弦, ,电吉他仍能正常工作电吉他仍能正常工作 B.B.取走磁体取走磁体, ,电吉他将不能正常工作电吉他将不能正常工作 C.C.增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 D.D.弦振动过程中弦振动过程中, ,线圈中的电流方向不断变化线圈中的电流方向不断变化 BCDBCD 解析解析: :因铜质弦不能被磁化因铜质弦不能被磁化, ,故铜质弦不能使电吉他正常工作故铜质弦不能使电吉他正常工作, ,故选项故选项A A错错 误误;
20、 ;若取走磁体若取走磁体, ,弦的振动无法通过电磁感应转化为电信号弦的振动无法通过电磁感应转化为电信号, ,音箱不能发声音箱不能发声, , 选项选项B B正确正确; ;根据法拉第电磁感应定律知根据法拉第电磁感应定律知, ,增加线圈匝数可以增大线圈中的增加线圈匝数可以增大线圈中的 感应电动势感应电动势, ,选项选项C C正确正确; ;弦振动过程中弦振动过程中, ,通过线圈的磁通量发生变化通过线圈的磁通量发生变化, ,所以所以 电流方向不断变化电流方向不断变化, ,选项选项D D正确正确. . 考点二 楞次定律的理解及应用考点二 楞次定律的理解及应用 1.1.楞次定律中楞次定律中“阻碍阻碍”的含义
21、的含义 阻谁 碍谁 阻 什么碍 感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁场感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁场( (原磁场原磁场) )的磁通量的的磁通量的 变化变化 阻碍的是磁通量的变化阻碍的是磁通量的变化, ,而不是阻碍磁通量本身而不是阻碍磁通量本身 如何阻碍 当磁通量增加时当磁通量增加时, ,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反; ;当磁当磁 通量减少时通量减少时, ,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同, ,即即“增反增反 减同减同” 阻碍效果阻碍效果阻碍并不是阻止阻碍并不是阻止, ,只是延缓了磁通量的变化只是延缓了磁
22、通量的变化, ,这种变化将继续进行这种变化将继续进行 2.2.楞次定律的推广应用楞次定律的推广应用 楞次定律中楞次定律中“阻碍阻碍”的主要表现形式的主要表现形式: : (1)(1)阻碍原磁通量的变化阻碍原磁通量的变化“增反减同增反减同”; ; (2)(2)阻碍相对运动阻碍相对运动“来拒去留来拒去留”; ; (3)(3)线圈面积变化趋势线圈面积变化趋势“增缩减扩增缩减扩”; ; (4)(4)阻碍原电流的变化阻碍原电流的变化“增反减同增反减同”. . B B A.A.顺时针顺时针, ,向左向左B.B.逆时针逆时针, ,向右向右 C.C.顺时针顺时针, ,向右向右D.D.逆时针逆时针, ,向左向左
23、核心点拨核心点拨 (1)(1)直导线中电流的变化引起导线周围磁场的变化直导线中电流的变化引起导线周围磁场的变化, ,进而引进而引 起线框内磁通量的变化起线框内磁通量的变化, ,而产生感应电流而产生感应电流; ; (2)(2)线框中左、右两边所处直线电流的磁场强弱不同线框中左、右两边所处直线电流的磁场强弱不同. . 方法总结方法总结 用楞次定律判断感应电流方向的用楞次定律判断感应电流方向的“四步法四步法” 多维训练多维训练 1.1. 增反减同增反减同 (2018(2018安徽巢湖四校联考安徽巢湖四校联考)()(多选多选) )如图所示如图所示, ,通电螺线管通电螺线管N N置于闭置于闭 合金属环合
24、金属环M M的轴线上的轴线上, ,当当N N中的电流突然减小中的电流突然减小, ,则则( ( ) ) A.A.环环M M有缩小的趋势有缩小的趋势 B.B.环环M M有扩张的趋势有扩张的趋势 C.C.螺线管螺线管N N有缩短的趋势有缩短的趋势 D.D.螺线管螺线管N N有伸长的趋势有伸长的趋势 ADAD 解析解析: :对通电螺线管对通电螺线管, ,当通入的电流突然减小时当通入的电流突然减小时, ,螺线管每匝间的相互吸引螺线管每匝间的相互吸引 力也减少力也减少, ,所以匝间距增大所以匝间距增大,C,C错误错误,D,D正确正确; ;对金属环对金属环, ,穿过的磁通量也随之穿过的磁通量也随之 减少减少
25、, ,只有减小面积才能阻碍磁通量的减少只有减小面积才能阻碍磁通量的减少, ,金属环有缩小的趋势金属环有缩小的趋势,A,A正正 确确,B,B错误错误. . 2.2. 增缩减扩增缩减扩 (2018(2018广东中山模拟广东中山模拟)()(多选多选) )如图所示如图所示, ,在水平面上有一固定的在水平面上有一固定的U U形金属框形金属框 架架, ,框架上置一金属杆框架上置一金属杆ab.ab.在垂直纸面方向有一匀强磁场在垂直纸面方向有一匀强磁场, ,下面情况可能的是下面情况可能的是( ( ) ) A.A.若磁场方向垂直纸面向上若磁场方向垂直纸面向上, ,并且磁感应强度增大时并且磁感应强度增大时, ,杆
26、杆abab将向右移动将向右移动 B.B.若磁场方向垂直纸面向上若磁场方向垂直纸面向上, ,并且磁感应强度减小时并且磁感应强度减小时, ,杆杆abab将向右移动将向右移动 C.C.若磁场方向垂直纸面向下若磁场方向垂直纸面向下, ,并且磁感应强度增大时并且磁感应强度增大时, ,杆杆abab将向右移动将向右移动 D.D.若磁场方向垂直纸面向下若磁场方向垂直纸面向下, ,并且磁感应强度减小时并且磁感应强度减小时, ,杆杆abab将向右移动将向右移动 BDBD 解析解析: :无论磁场方向垂直纸面向下还是向上无论磁场方向垂直纸面向下还是向上, ,从阻碍面积变化的角度考虑从阻碍面积变化的角度考虑, ,磁感应
27、强磁感应强 度增大度增大, ,杆杆abab就左移就左移, ,磁感应强度减小磁感应强度减小, ,杆杆abab就右移就右移; ;故选故选B,D.B,D. 3.3. 来拒去留来拒去留 (2018(2018安徽蚌埠模拟安徽蚌埠模拟) )如图所示如图所示, ,粗糙水平桌面上有一质量为粗糙水平桌面上有一质量为m m 的铜质矩形线圈的铜质矩形线圈. .当一竖直放置的通有恒定电流的螺线管沿线圈中线当一竖直放置的通有恒定电流的螺线管沿线圈中线ABAB正上方正上方 水平快速通过时水平快速通过时, ,若线圈始终不动若线圈始终不动, ,则关于线圈受到的支持力则关于线圈受到的支持力F FN N及在水平方向及在水平方向
28、的运动趋势的运动趋势, ,下列说法中正确的是下列说法中正确的是( ( ) ) A.FA.FN N先小于先小于mgmg后大于后大于mg,mg,运动趋势向左运动趋势向左 B.FB.FN N先大于先大于mgmg后小于后小于mg,mg,运动趋势先向右后向左运动趋势先向右后向左 C.FC.FN N先小于先小于mgmg后大于后大于mg,mg,运动趋势先向左后向右运动趋势先向左后向右 D.FD.FN N先大于先大于mgmg后小于后小于mg,mg,运动趋势向右运动趋势向右 D D 解析解析: :通电螺线管从线圈正上方快速通过时通电螺线管从线圈正上方快速通过时, ,通过线圈的磁通量先增大后减通过线圈的磁通量先增
29、大后减 小小. .当通过线圈磁通量增大时当通过线圈磁通量增大时, ,为阻碍其增大为阻碍其增大, ,在竖直方向上线圈有向下运动在竖直方向上线圈有向下运动 的趋势的趋势, ,所以线圈受到的支持力大于其重力所以线圈受到的支持力大于其重力, ,在水平方向上线圈有向右运动在水平方向上线圈有向右运动 的趋势的趋势; ;当通过线圈的磁通量减小时当通过线圈的磁通量减小时, ,为阻碍其减小为阻碍其减小, ,在竖直方向上线圈有向在竖直方向上线圈有向 上运动的趋势上运动的趋势, ,所以线圈受到的支持力小于其重力所以线圈受到的支持力小于其重力, ,在水平方向上线圈有向在水平方向上线圈有向 右运动的趋势右运动的趋势.
30、.综上所述综上所述, ,线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力, ,运动运动 趋势总是向右趋势总是向右,D,D正确正确. . 考点三 三定则一定律的综合应用考点三 三定则一定律的综合应用 “三个定则、一个定律三个定则、一个定律”的应用对比的应用对比 磁感线运动磁感线运动则则(v,BI)(v,BI) 【典例典例3 3】 ( (多选多选) )如图所示的水平装置中如图所示的水平装置中,cd,cd杆原来静止杆原来静止. .当当abab杆做如下哪杆做如下哪 些运动时些运动时,cd,cd杆将向右移动杆将向右移动,c,c点电势比点电势比d d电势高电势高( ( ) )
31、A.A.向右匀速运动向右匀速运动B.B.向右加速运动向右加速运动 C.C.向左加速运动向左加速运动D.D.向左减速运动向左减速运动 BDBD 核心点拨核心点拨 (1) (1)由于由于abab杆在外力作用下切割磁感线运动产生感应电流杆在外力作用下切割磁感线运动产生感应电流, ,只有只有 L L1 1中磁场变化中磁场变化,L,L2 2中才能产生感应电流中才能产生感应电流. . (2)cd(2)cd杆在安培力作用下向右运动杆在安培力作用下向右运动. . 解析解析: :若若abab匀速运动时匀速运动时,ab,ab中感应电流恒定中感应电流恒定,L,L1 1中磁通量不变中磁通量不变, ,穿过穿过L L2
32、2的磁通量的磁通量 不变不变,L,L2 2中无感应电流产生中无感应电流产生,cd,cd保持静止保持静止,A,A错误错误;ab;ab向右加速运动时向右加速运动时, ,由右手定由右手定 则可知则可知abab杆中电流方向为杆中电流方向为ab,ab,且电流变大且电流变大, ,由安培定则得由安培定则得L L2 2中的磁通量向下中的磁通量向下 增大增大, ,根据楞次定律根据楞次定律, ,通过通过cdcd的电流方向向下的电流方向向下,c,c端电势比端电势比d d端高端高, ,由左手定则由左手定则 可知可知cdcd向右移动向右移动,B,B正确正确; ;同理可得同理可得C C错误错误,D,D正确正确. . 方法
33、总结方法总结 电磁感应电路中任意两点电势高低的判断电磁感应电路中任意两点电势高低的判断 在比较电磁感应电路中任意两点电势高低时在比较电磁感应电路中任意两点电势高低时, ,一定要明确是一定要明确是“电源电源”还是还是 “外电路外电路”的两点的两点, ,对于电源对于电源, ,其电流方向从电源负极流向正极其电流方向从电源负极流向正极, ,“正电荷正电荷” 移向哪点移向哪点, ,哪点电势高哪点电势高. . 多维训练多维训练 1.1. “电生动电生动”类问题类问题 (2018(2018合肥校级模拟合肥校级模拟) )如图所示如图所示, ,固定在水平面内的两光固定在水平面内的两光 滑平行金属导轨滑平行金属导
34、轨M,N,M,N,两根导体棒两根导体棒P,QP,Q平行放于导轨上平行放于导轨上, ,形成一个闭合回路形成一个闭合回路, ,当一当一 条形磁铁从高处下落接近回路时条形磁铁从高处下落接近回路时( ( ) ) A.P,QA.P,Q将互相靠拢将互相靠拢 B.P,QB.P,Q将互相远离将互相远离 C.C.磁铁的加速度仍为磁铁的加速度仍为g g D. D.磁铁的加速度大于磁铁的加速度大于g g A A 解析解析: :当一条形磁铁从高处下落接近回路时当一条形磁铁从高处下落接近回路时, ,穿过回路的磁通量增加穿过回路的磁通量增加, ,根根 据楞次定律据楞次定律: :感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化感应电流的
35、磁场总是阻碍磁通量的变化, ,可知可知,P,Q,P,Q将互相靠将互相靠 拢拢, ,回路的面积减小一点回路的面积减小一点, ,使穿过回路的磁场减小一点使穿过回路的磁场减小一点, ,起到阻碍原磁通起到阻碍原磁通 量增加的作用量增加的作用. .故故A A正确正确,B,B错误错误. .由于磁铁受到向上的安培力作用由于磁铁受到向上的安培力作用, ,所以合所以合 力小于重力力小于重力, ,磁铁的加速度一定小于磁铁的加速度一定小于g.g.故故C,DC,D错误错误. . 2.2. “动生电动生电”和和“电生动电生动”综合类问题综合类问题 (2018(2018浙江金华模拟浙江金华模拟) )如图所示如图所示, ,
36、在在 两个沿竖直方向的匀强磁场中两个沿竖直方向的匀强磁场中, ,分别放入两个完全一样的水平金属圆盘分别放入两个完全一样的水平金属圆盘a a和和b.b. 它们可以绕竖直轴自由转动它们可以绕竖直轴自由转动, ,用导线通过电刷把它们相连用导线通过电刷把它们相连. .当圆盘当圆盘a a转动时转动时( ( ) ) A.A.圆盘圆盘b b总是与总是与a a沿相同方向转动沿相同方向转动 B.B.圆盘圆盘b b总是与总是与a a沿相反方向转动沿相反方向转动 C.C.若若B B1 1,B,B2 2同向同向, ,则则a,ba,b转向相同转向相同 D.D.若若B B1 1,B,B2 2反向反向, ,则则a,ba,b
37、转向相同转向相同 D D 解析解析: :当圆盘当圆盘a a转动时转动时, ,由于切割磁感线而产生感应电流由于切割磁感线而产生感应电流, ,该电流流入该电流流入b b盘盘 中中, ,在磁场中由于受安培力在磁场中由于受安培力b b盘会转动盘会转动. .但若不知但若不知B B1 1,B,B2 2的方向关系的方向关系, ,则则b b盘盘 与与a a盘的转向关系将无法确定盘的转向关系将无法确定. .故故A,BA,B错错. .设设B B1 1,B,B2 2同向且向上同向且向上,a,a盘逆时针转盘逆时针转 动动, ,则由右手定则可知则由右手定则可知a a盘中的感应电流由盘中的感应电流由aa,aa,由左手定则
38、可知由左手定则可知,b,b盘盘 受力将顺时针转动受力将顺时针转动, ,故故C C错错, ,同理可判定同理可判定D D项正确项正确. . 演练提升演练提升 真题体验真题体验强化提升强化提升 高考模拟高考模拟 1.1. 楞次定律的推广应用楞次定律的推广应用 (2017(2017全国全国卷卷,18),18)扫描隧道显微镜扫描隧道显微镜(STM)(STM)可用来探可用来探 测样品表面原子尺度上的形貌测样品表面原子尺度上的形貌. .为了有效隔离外界振动对为了有效隔离外界振动对STMSTM的扰动的扰动, ,在圆底盘在圆底盘 周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板, ,并施
39、加磁场来快速衰减其微小振动并施加磁场来快速衰减其微小振动, , 如图所示如图所示. .无扰动时无扰动时, ,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒定磁场按下列四种方案对紫铜薄板施加恒定磁场; ;出现扰动后出现扰动后, , 对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是( ( ) ) A A 解析解析: :紫铜薄板上下振动时紫铜薄板上下振动时, ,方案方案B,C,DB,C,D中穿过薄板的磁通量不发生变化中穿过薄板的磁通量不发生变化, , 没有感应电流产生没有感应电流产生; ;方案方案A A中中, ,无论是上下还是左右振动无论是上下还是左右振动, ,薄板中的磁
40、通量薄板中的磁通量 都会发生变化都会发生变化, ,产生的感应电流会阻碍紫铜薄板上下及其左右振动产生的感应电流会阻碍紫铜薄板上下及其左右振动, ,达到达到 衰减的效果衰减的效果, ,选项选项A A正确正确. . 2.2. 楞次定律的理解楞次定律的理解 (2017(2017全国全国卷卷,15),15)如图如图, ,在方向垂直于纸面向里的匀在方向垂直于纸面向里的匀 强磁场中有一强磁场中有一U U形金属导轨形金属导轨, ,导轨平面与磁场垂直导轨平面与磁场垂直. .金属杆金属杆PQPQ置于导轨上并与置于导轨上并与 导轨形成闭合回路导轨形成闭合回路PQRS,PQRS,一圆环形金属线框一圆环形金属线框T T
41、位于回路围成的区域内位于回路围成的区域内, ,线框与线框与 导轨共面导轨共面. .现让金属杆现让金属杆PQPQ突然向右运动突然向右运动, ,在运动开始的瞬间在运动开始的瞬间, ,关于感应电流的关于感应电流的 方向方向, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) ) A.PQRSA.PQRS中沿顺时针方向中沿顺时针方向,T,T中沿逆时针方向中沿逆时针方向 B.PQRSB.PQRS中沿顺时针方向中沿顺时针方向,T,T中沿顺时针方向中沿顺时针方向 C.PQRSC.PQRS中沿逆时针方向中沿逆时针方向,T,T中沿逆时针方向中沿逆时针方向 D.PQRSD.PQRS中沿逆时针方向中沿逆时针方向,T,T
42、中沿顺时针方向中沿顺时针方向 D D 解析解析: :在在PQRSPQRS回路中回路中, ,金属杆金属杆PQPQ向右运动切割磁感线向右运动切割磁感线, ,由右手定则得由右手定则得PQRSPQRS回回 路中感应电流沿逆时针方向路中感应电流沿逆时针方向, ,该电流在该电流在PQRSPQRS回路内部产生向外的磁场回路内部产生向外的磁场, ,使圆使圆 环形线框环形线框T T内向里的磁通量减小内向里的磁通量减小, ,由楞次定律知由楞次定律知, ,线框线框T T中感应电流方向为顺中感应电流方向为顺 时针方向时针方向, ,选项选项A,B,CA,B,C错误错误,D,D正确正确. . 3.3. 楞次定律的应用楞次
43、定律的应用 (2016(2016上海卷上海卷5)5)磁铁在线圈中心上方开始运动时磁铁在线圈中心上方开始运动时, ,线圈线圈 中产生如图方向的感应电流中产生如图方向的感应电流, ,则磁铁则磁铁( ( ) ) A.A.向上运动向上运动 B.B.向下运动向下运动 C.C.向左运动向左运动 D.D.向右运动向右运动 B B 解析解析: :从图示可以看出磁铁提供的穿过线圈原磁场的磁通量方向向下从图示可以看出磁铁提供的穿过线圈原磁场的磁通量方向向下, ,由由 安培定则可知线圈中感应电流的磁场方向向上安培定则可知线圈中感应电流的磁场方向向上, ,即两个磁场的方向相反即两个磁场的方向相反, , 则由楞次定律可
44、知原磁场通过线圈的磁通量的大小在增加则由楞次定律可知原磁场通过线圈的磁通量的大小在增加,B,B正确正确, ,故选故选B.B. 4.4. 楞次定律的综合应用楞次定律的综合应用 (2017(2017海南卷海南卷,10)(,10)(多选多选) )如图如图, ,空间中存在一匀强磁空间中存在一匀强磁 场区域场区域, ,磁场方向与竖直面磁场方向与竖直面( (纸面纸面) )垂直垂直, ,磁场的上、下边界磁场的上、下边界( (虚线虚线) )均为水平面均为水平面; ; 纸面内磁场上方有一个正方形导线框纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd,abcd,其上、下两边均与磁场边界平行其上、下两边均与磁场边界平行,
45、, 边长小于磁场上、下边界的间距边长小于磁场上、下边界的间距. .若线框自由下落若线框自由下落, ,从从abab边进入磁场时开始边进入磁场时开始, , 直至直至abab边到达磁场下边界为止边到达磁场下边界为止, ,线框下落的速度大小可能线框下落的速度大小可能( ( ) ) A.A.始终减小始终减小 B.B.始终不变始终不变 C.C.始终增加始终增加 D.D.先减小后增加先减小后增加 CDCD 解析解析: :导线框开始做自由落体运动导线框开始做自由落体运动,ab,ab边以一定的速度进入磁场边以一定的速度进入磁场,ab,ab边切割边切割 磁感线产生感应电流磁感线产生感应电流, ,根据左手定则可知根
46、据左手定则可知abab边受到向上的安培力边受到向上的安培力, ,当安培当安培 力大于重力时力大于重力时, ,线框做减速运动线框做减速运动, ,当线框完全进入磁场后当线框完全进入磁场后, ,线框不产生感应线框不产生感应 电流电流, ,此时只受重力此时只受重力, ,做加速运动做加速运动, ,故先减速后加速故先减速后加速, ,故故A A错误错误,D,D正确正确; ;当当abab 边进入磁场后安培力等于重力时边进入磁场后安培力等于重力时, ,线框做匀速运动线框做匀速运动, ,当线框完全进入磁场当线框完全进入磁场 后后, ,线框不产生感应电流线框不产生感应电流, ,此时只受重力此时只受重力, ,做加速运
47、动做加速运动, ,故先匀速后加速故先匀速后加速, ,故故 B B错误错误; ;当当abab边进入磁场后安培力小于重力时边进入磁场后安培力小于重力时, ,线框做加速运动线框做加速运动, ,当线框完当线框完 全进入磁场后全进入磁场后, ,线框不产生感应电流线框不产生感应电流, ,此时只受重力此时只受重力, ,做加速度增大的加速做加速度增大的加速 运动运动, ,故故C C正确正确. . 拓展增分拓展增分 利用程序法和逆向推理法分析二次感应问题利用程序法和逆向推理法分析二次感应问题 在二次感应现象中在二次感应现象中, ,“程序法程序法”和和“逆向推理法逆向推理法”的选择的选择 1.1.如果要判断二次感
48、应后的现象或结果如果要判断二次感应后的现象或结果, ,选择程序法选择程序法. . 2.2.如果已知二次感应后的结果如果已知二次感应后的结果, ,要判断导体棒的运动情况或磁场的变化要判断导体棒的运动情况或磁场的变化, ,需选择需选择 逆向推理法逆向推理法. . (1)(1)程序法程序法( (正向推理法正向推理法) ) 【示例示例1 1】 ( (多选多选) )如图所示如图所示, ,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金 属棒属棒PQ,MN,MNPQ,MN,MN的左边有一闭合电路的左边有一闭合电路, ,当当PQPQ在外力的作用下运动时在外力的作用下运动时,MN,MN向右运动向右运动, , 则则PQPQ所做的运动可能是所做的运动可能是( ( ) ) A.A.向右加速运动向右加速运动B.B.向左加