【步步高】2020年高考物理大一輪 第九章 第1課時 電磁感應現(xiàn)象　楞次定律 新人教版選修3-2

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1、【步步高】2020年高考物理大一輪 第九章 第1課時 電磁感應現(xiàn)象　楞次定律 新人教版選修3-2 考點內容 要求 考綱解讀 電磁感應現(xiàn)象 Ⅰ 1.應用楞次定律和右手定則判斷感應電流的方向． 2．結合各種圖象(如Φ－t圖象、B－t圖象和i－t圖象)，考查感應電流的產生條件及方向的判定，導體切割磁感線產生感應電動勢的計算． 3．電磁感應現(xiàn)象與磁場、電路、力學等知識的綜合，以及電磁感應與實際相結合的題目. 磁通量 Ⅰ 法拉第電磁感應定律 Ⅱ 楞次定律 Ⅱ 自感、渦流 Ⅰ 第1課時　電磁感應現(xiàn)象　楞次定律 導學目標 能熟練應用楞次定律和右手定則判斷感應電流的方向及

2、相關的導體運動方向． 一、電磁感應現(xiàn)象 [基礎導引] 試分析下列各種情形中，金屬線框或線圈里能否產生感應電流？ [知識梳理] 1．電磁感應現(xiàn)象：當穿過閉合電路的磁通量發(fā)生________時，電路中有____________產生，這種利用磁場產生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應． 2．產生感應電流的條件： 表述1：閉合電路的一部分導體在磁場內做______________運動． 表述2：穿過閉合電路的磁通量____________． 3．能量轉化 發(fā)生電磁感應現(xiàn)象時，機械能或其他形式的能轉化為______． ：1.電路不閉合時，磁通量發(fā)生變化是否能產生電磁感應現(xiàn)象？ 2

3、．引起磁通量Φ變化的情況有哪些？ 二、感應電流方向的判斷 [基礎導引] 下圖是驗證楞次定律實驗的示意圖，豎直放置的線圈固定不動，將磁鐵從線圈上方插入或拔出，線圈和電流表構成的閉合回路中就會產生感應電流．各圖中分別標出了磁鐵的極性、磁鐵相對線圈的運動方向以及線圈中產生的感應電流的方向等情況，其中正確的是 (　　) [知識梳理] 1．楞次定律 (1)內容：感應電流的磁場總要________引起感應電流的__________的變化． (2)適用情況：所有的電磁感應現(xiàn)象． 2．右手定則 (1)內容：伸開右手，使拇指與其余四個手指________，并且都與手掌在同一個______

4、__，讓磁感線從掌心進入，并使拇指指向____________的方向，這時四指所指的方向就是感應電流的方向． (2)適用情況：____________________產生感應電流． ：楞次定律中“阻礙”有哪些含義？(按導圖回答) 考點一　電磁感應現(xiàn)象能否發(fā)生的判斷 考點解讀 判斷流程： (1)確定研究的閉合電路． (2)弄清楚回路內的磁場分布，并確定該回路的磁通量Φ. 圖3 (3) 典例剖析 例1 如圖1所示，一個金屬薄圓盤水平放置在豎 直向上的勻強磁場中，下列做法中能使圓盤中 產生感應電流的是 (　　) 圖1

5、 A．圓盤繞過圓心的豎直軸勻速轉動 B．圓盤以某一水平直徑為軸勻速轉動 C．圓盤在磁場中向右勻速平移 D．勻強磁場均勻增加 思維突破　判斷能否產生電磁感應現(xiàn)象，關鍵是看回路的磁通量是否發(fā)生了變化．磁通量的變化量ΔΦ＝Φ2－Φ1有多種形式，主要有： (1)S、θ不變，B改變，這時ΔΦ＝ΔB·Ssin θ (2)B、θ不變，S改變，這時ΔΦ＝ΔS·Bsin θ (3)B、S不變，θ改變，這時ΔΦ＝BS(sin θ2－sin θ1) 跟蹤訓練1　如圖2所示，一個U形金屬導軌水平放置，其上放有一個 金屬導體棒ab，有一個磁感應強度為B的勻強磁場斜向上穿過軌道 平面，且與豎直方向的

6、夾角為θ.在下列各過程中，一定能在軌道回路 圖2 里產生感應電流的是 (　　) A．ab向右運動，同時使θ減小 B．使磁感應強度B減小，θ角同時也減小 C．ab向左運動，同時增大磁感應強度B D．ab向右運動，同時增大磁感應強度B和θ角(0°<θ<90°) 考點二　利用楞次定律判斷感應電流的方向 考點解讀 感應電流方向的判定及由此產生的其他問題是這一章的一個重點和難點．利用楞次定律和右手定則都可以判定感應電流方向，但楞次定律的應用更重要． 典例剖析 例2　某實驗小組用如圖3所示的實驗裝置來驗證楞次定律．當

7、 圖3 條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時，通過電流計的感應電流 方向是 (　　) A．a→G→b B．先a→G→b，后b→G→a C．b→G→a D．先b→G→a，后a→G→b 思維突破　楞次定律的使用步驟 跟蹤訓練2　長直導線與矩形線框abcd處在同一平面中靜止不動，如圖4甲所示．長直導線中通以大小和方向都隨時間做周期性變化的交流電：i＝Imsin ωt，i－t圖象如圖乙所示．規(guī)定沿長直導線方向上的電流為正方向．關于最初一個周期內矩形線框中感應電

8、流的方向，下列說法正確的是 (　　) 圖4 A．由順時針方向變?yōu)槟鏁r針方向 B．由逆時針方向變?yōu)轫槙r針方向 C．由順時針方向變?yōu)槟鏁r針方向，再變?yōu)轫槙r針方向 D．由逆時針方向變?yōu)轫槙r針方向，再變?yōu)槟鏁r針方向 圖5 例3　如圖5所示，質量為m的銅質小閉合線圈靜置于粗糙水平桌面 上．當一個豎直放置的條形磁鐵貼近線圈，沿線圈中線由左至右 從線圈正上方等高、快速經過時，線圈始終保持不動．則關于線 圈在此過程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情況，以下判斷正確 的是

9、 (　　) A．FN先大于mg，后小于mg B．FN一直大于mg C．Ff先向左，后向右 D．Ff一直向左 思維突破　楞次定律的推廣應用 對楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應電流的效果總是阻礙產生感應電流的原因： (1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”； (2)阻礙相對運動——“來拒去留”； (3)使線圈面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”； (4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)——“增反減同”． 跟蹤訓練3　(2020·上海單科·21)如圖6所示，金屬環(huán)A用輕繩懸 掛，與長直螺線管共軸，并位于其左側

10、，若變阻器滑片P向左移 動，則金屬環(huán)A將向________(填“左”或“右”)運動，并有_ _______(填“收縮”或“擴張”)趨勢． 　　　　　　　　　10.楞次定律、右手定則、左手 定則、安培定則的綜合應用 例4　如圖7所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金 屬棒PQ、MN，MN的左邊有一閉合電路，當PQ在外力的作用下 運動時，MN向右運動，則PQ所做的運動可能是 (　　) 圖7 A．向右加速運動 B．向左加速運動 C．向右減速運動 D．向左減速運動 建模感悟 安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律綜合應用的比較 基本現(xiàn)象 應用的定

11、則或定律 運動電荷、電流產生磁場 安培定則 磁場對運動電荷、電流有作用力 左手定則 電磁 感應 部分導體做切割磁感線運動 右手定則 閉合回路磁通量變化 楞次定律 圖8 跟蹤訓練4　兩根相互平行的金屬導軌水平放置于圖8所示的勻強磁場 中，在導軌上接觸良好的導體棒AB和CD可以自由滑動．當AB在外 力F作用下向右運動時，下列說法中正確的是 (　　) A．導體棒CD內有電流通過，方向是D→C B．導體棒CD內有電流通過，方向是C→D C．磁場對導體棒CD的作用力向左 D．磁場對導體棒AB的作用力向左 A組　電磁感應現(xiàn)象的產生

12、 1. 如圖9所示，光滑導電圓環(huán)軌道豎直固定在勻強磁場中，磁 場方向與軌道所在平面垂直，導體棒ab的兩端可始終不離開 軌道無摩擦地滑動，當ab由圖示位置釋放，直到滑到右側虛 線位置的過程中，關于ab棒中的感應電流情況，正確的是 (　　) 圖9 A．先有從a到b的電流，后有從b到a的電流 B．先有從b到a的電流，后有從a到b的電流 C．始終有從b到a的電流 D．始終沒有電流產生 2．假如有一宇航員登月后，想探測一下月球表面是否有磁場，他手邊有一只靈敏電流表和一個小線圈，則下列推斷正確的是 (　

13、　) A．直接將電流表放于月球表面，看是否有示數來判斷磁場的有無 B．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，如電流表無示數，則可判斷月球表面無磁場 C．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，如電流表有示數，則可判斷月球表面有磁場 D．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈在某一平面內沿各個方向運動，如電流表無示數，則可判斷月球表面無磁場 B組　感應電流方向的判斷 圖10 3．如圖10所示，在磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁 場中，有一質量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕 緣輕質細桿懸掛在O點，并可繞O點擺動．金屬線框從右側某 一位

14、置靜止開始釋放，在擺動到左側最高點的過程中，細桿和 金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面．則線框中感應 電流的方向是 (　　) A．a→b→c→d→a B．d→c→b→a→d C．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a D．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d 4．2020年秋季，北約戰(zhàn)機“幻影－2000”在利比亞班加西(北緯31°附近)上空盤旋，由于地磁場的存在，飛機在一定高度水平飛行時，其機翼就會切割磁感線，機翼的兩端之間會有一定的電勢差．則從飛行員的角度看，機翼左端的電勢比右端的電勢

15、 (　　) A．低 B．高 C．相等 D．以上情況都有可能 C組　楞次定律的拓展應用 5．如圖11所示，甲是閉合銅線框，乙是有缺口的銅線框，丙是閉合的塑料線框，它們的正下方都放置一薄強磁鐵，現(xiàn)將甲、乙、丙拿至相同高度H處同時釋放(各線框下落過程中不翻轉)，則以下說法正確的是 (　　) 圖11 A．三者同時落地 B．甲、乙同時落地，丙后落地 C．甲、丙同時落地，乙后落地 D．乙、丙同時落地，甲后落地 圖12 6. 一長直鐵芯上繞有一固定線圈M，鐵芯右端與一木質圓柱密接， 木質圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N，N可

16、在木質圓柱上無摩擦移 動．M連接在如圖12所示的電路中，其中R為滑動變阻器，E1 和E2為直流電源，S為單刀雙擲開關．下列情況中，可觀測到N 向左運動的是 (　　) A．在S斷開的情況下，S向a閉合的瞬間 B．在S斷開的情況下，S向b閉合的瞬間 C．在S已向a閉合的情況下，將R的滑動頭向c端移動時 D．在S已向a閉合的情況下，將R的滑動頭向d端移動時 課時規(guī)范訓練 (限時：45分鐘) 一、選擇題 1．現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及電鍵如圖1所示連接．下列說法中正確的是

17、 (　　) 圖1 A．電鍵閉合后，線圈A插入或拔出都會引起電流計指針偏轉 B．線圈A插入線圈B中后，電鍵閉合和斷開的瞬間電流計指針均不會偏轉 C．電鍵閉合后，滑動變阻器的滑片P勻速滑動，會使電流計指針靜止在中央零刻度 D．電鍵閉合后，只有滑動變阻器的滑片P加速滑動，電流計指針才能偏轉 2．如圖2所示，兩個線圈A、B水平且上下平行放置，分別通以如圖 所示的電流I1、I2，為使線圈B中的電流瞬時有所增大，可采用的 辦法是 (　　) 圖2 A．線圈位置不變，增大線圈A

18、中的電流 B．線圈位置不變，減小線圈A中的電流 C．線圈A中電流不變，線圈A向下平移 D．線圈A中電流不變，線圈A向上平移 圖3 3．北半球地磁場的豎直分量向下．如圖3所示，在北京某中學實驗室 的水平桌面上，放置邊長為L的正方形閉合導體線圈abcd，線圈的 ab邊沿南北方向，ad邊沿東西方向．下列說法中正確的是(　　) A．若使線圈向東平動，則a點的電勢比b點的電勢低 B．若使線圈向北平動，則a點的電勢比b點的電勢低 C．若以ab為軸將線圈向上翻轉，則線圈中感應電流方向為a→b→c→d→a D．若以ab為軸將線圈向上翻轉，則線圈中感應電流方向為a→d→c→b→a 4．如

19、圖4所示，在直線電流附近有一根金屬棒ab，當金屬棒以b端為 圓心，以ab為半徑，在過導線的平面內勻速旋轉達到圖中的位置 時 (　　) 圖4 A．a端聚積電子 B．b端聚積電子 C．金屬棒內電場強度等于零 D．Ua>Ub 圖5 5．如圖5所示，水平地面上方有正交的勻強電場和勻強磁場，電場豎 直向下，磁場垂直紙面向外．半圓形鋁框從直徑處于水平位置 時，沿豎直平面由靜止開始下落．不計阻力，a、b兩端落到地面 的次序是

20、 (　　) A．a先于b B．b先于a C．a、b同時落地 D．無法判定 6．如圖6所示，線圈A、B是由不同材料制成的導體線圈，它們的 質量一樣大，形狀一樣，設磁場足夠大，下列說法正確的是 (　　) A．電阻大的線圈達到穩(wěn)定速度時的速度大 圖6 B．電阻小的線圈達到穩(wěn)定速度時的速度大 C．兩線圈的穩(wěn)定速度是一樣的 D．電阻率大的材料制成的線圈，穩(wěn)定速度大 7．如圖7所示，ab是一個可以繞垂直于紙面的軸O轉動的閉合矩形導體 線圈，當滑動變阻器R的滑片P自左向右滑動過程中，線圈ab將 (　　) 圖7 A．靜止不動 B．逆時針轉動 C．順時

21、針轉動 D．發(fā)生轉動，但因電源的極性不明，無法確定轉動的方向 圖8 8.如圖8所示，兩個線圈套在同一個鐵芯上，線圈的繞向如 圖．左線圈連著平行導軌M和N，導軌電阻不計，在導軌垂直 方向上放著金屬棒ab，金屬棒處于垂直紙面向外的勻強磁場 中，下列說法中正確的是 (　　) A．當金屬棒向右勻速運動時，a點電勢高于b點，c點電勢高于d點 B．當金屬棒向右勻速運動時，b點電勢高于a點，c點與d點等電勢 C．當金屬棒向右加速運動時，b點電勢高于a點，c點電勢高于d點 D．當金屬棒向右加速運動時

22、，b點電勢高于a點，d點電勢高于c點 圖9 9．(2020·上海單科·13)如圖9，均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同 心共面放置，當a繞O點在其所在平面內旋轉時，b中產生順時針方 向的感應電流，且具有收縮趨勢，由此可知，圓環(huán)a (　　) A．順時針加速旋轉 B．順時針減速旋轉 C．逆時針加速旋轉 D．逆時針減速旋轉 圖10 10. 如圖10所示，每米電阻為1 Ω的一段導線被彎成半徑r＝1 m的三段圓 弧，并組成閉合回路．每段圓弧都是圓周，位于空間直角坐標系 的不同平面內，其中ab段位于xOy平面內，bc段位于yOz平面內，ca 段位于zOx平面內．空間

23、存在一個沿＋x軸方向的磁場，其磁感應強度大小隨 時間變化的關系式為B＝0.7＋0.6t，則 (　　) A．導線中的感應電流大小是0.1 A，方向是a→c→b→a B．導線中的感應電流大小是0.1 A，方向是a→b→c→a C．導線中的感應電流大小是 A，方向是a→c→b→a D．導線中的感應電流大小是 A，方向是a→b→c→a 11.一飛機下有一沿豎直方向的金屬桿，若僅考慮地磁場的影響，不考慮磁偏角影響，當飛機水平飛行經過我國某市上空 (　　) A．由東向西飛行時，金屬桿上端電勢比下端電勢高 B．由西向東飛行時，金屬桿上端電勢比下端電勢高

24、 C．由南向北飛行時，金屬桿上端電勢比下端電勢高 D．由北向南飛行時，金屬桿上端電勢比下端電勢高 圖11 12. 如圖11所示，金屬棒ab置于水平放置的金屬導體框架cdef上， 棒ab與框架接觸良好．從某一時刻開始，給這個空間施加一個 斜向上的勻強磁場，并且磁場均勻增加，ab棒仍靜止，在磁場均勻 增加的過程中，關于ab棒受到的摩擦力，下列說法正確的是 (　　) A．摩擦力大小不變，方向向右 B．摩擦力變大，方向向右 C．摩擦力變大，方向向左 D．摩擦力變小，方向向左 二、非選擇題 13．如圖12所示，CDEF為閉合線圈，AB為電阻絲，當

25、滑動變阻器的滑動觸頭向下滑動時，線圈CDEF中的感應電流在G處產生的磁感應強度的方向是“·”時，電源的哪一端是正極？ 圖12 復習講義 基礎再現(xiàn) 一、 基礎導引　B、C、D、E均能產生感應電流． 知識梳理　1.變化　感應電流　2.切割磁感線　發(fā)生變化　3.電能 思考：1.當電路不閉合時，沒有感應電流，但有感應電動勢，只產生感應電動勢的現(xiàn)象也可以稱為電磁感應現(xiàn)象． 2．(1)磁場變化 如：永磁鐵與線圈的靠近或遠離、電磁鐵(螺線管)內電流的變化． (2)回路的有效面積變化 ①回路面積變化：如閉合線圈部分導線切割磁感線，如圖甲． ②回路平面與磁場夾角變化：如線圈在磁場

26、中轉動，如圖乙． 二、 基礎導引　CD　 知識梳理　1.(1)阻礙　磁通量　2.(1)垂直　平面內　導體運動　(2)導體棒切割磁感線 思考：引起感應電流的磁場(原磁場)的磁通量的變化　磁通量的變化　相反　相同　阻止　延緩　繼續(xù)進行 課堂探究 例1　BD　 跟蹤訓練1　A　 例2　D　 跟蹤訓練2　D　 例3　AD　 跟蹤訓練3　左　收縮 跟蹤訓練4　BD　 分組訓練 1．D　 2．C　 3．B　 4．B　 5．D　 6．C　 課時規(guī)范訓練 1．A　 2．BD　 3．AC　 4．BD　 5．A　 6．A　 7．C　 8．BD　 9．B　 10．A 11．B　 12．B　 13．下端