[配套K12]2019届高考物理总复习 第十章 电磁感应 第一节 电磁感应现象 楞次定律测试题

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2019年高考物理一轮复习第十章电磁感应第1讲电磁感应定律楞次定律课件

2019年高考物理一轮复习第十章电磁感应第1讲电磁感应定律楞次定律课件

典 |例|微 |探 【例 1】 如图所示,一个金属圆环水平 放置在竖直向上的匀强磁场中, 若要使圆环中 产生如箭头所示方向的瞬时感应电流, 下列方 法可行的是( )
A.使匀强磁场均匀增大 B.使圆环绕水平轴 ab 如图转动 30° C.使圆环绕水平轴 cd 如图转动 30° D.保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动
2. (电磁感应现象 )如图所示,矩形线框在磁场内做的各种运动中,能 够产生感应电流的是( )
解析 根据产生感应电流的条件,闭合回路内磁通量变化产生感应电 流,能够产生感应电流的是图 B。 答案 B
3. (楞次定律 )如图所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面 向外。 一个矩形闭合导线框 abcd, 沿纸面由位置 1(左)匀速运动到位置 2(右)。 则( )


微知识 2 电磁感应现象 1.电磁感应现象 当穿过闭合电路的磁通量 生的现象。 2.产生感应电流的条件 (1)条件:穿过闭合电路的磁通量
发生变化
时,电路中有
感应电流

发生变化

(2)特例:闭合电路的一部分导体在磁场内做 3.产生电磁感应现象的实质 电磁感应现象的实质是产生 感应电动势 感应电流 ;如果回路不闭合,则只产生
【解题导思】 (1)产生感应电流的条件是什么?
答:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
(2) 感应电流的磁场方向与原磁场方向相反说明磁通量增加还是减 少?
答:由楞次定律可知磁通量增加。
解析
根据右手定则,圆环中感应电流产生的磁场竖直向下与原磁场
方向相反,根据楞次定律,说明圆环磁通量在增大。磁场增强则磁通量增 大,A 项正确;使圆环绕水平轴 ab 或 cd 转动 30° ,圆环在中性面上的投影 面积减小,磁通量减小,只会产生与图示方向反向的感应电流,B、C 项错 误;保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动,圆环仍与磁场垂直,磁 通量不变,不会产生感应电流,D 项错误。 答案 A

【2019版】五年真题之2019年高考物理:专题10-电磁感应(含答案)

【2019版】五年真题之2019年高考物理:专题10-电磁感应(含答案)

专题10 电磁感应1.(15江苏卷)某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律,实验装置如题11-1图所示,打点计时器的电源为50Hz的交流电(1)下列实验操作中,不正确的有________A.将铜管竖直地固定在限位孔的正下方B.纸带穿过限位孔,压在复写纸下面C.用手捏紧磁铁保持静止,然后轻轻地松开让磁铁下落D.在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源(2)该同学按照正确的步骤进行试验(记为“实验①”),将磁铁从管口处释放,打出一条纸带,取开始下落的一段,确定一合适的点为O点,每隔一个计时点取一个计数点,标为1、2、3…….8,用刻度尺量出各计数点的相邻计时点到O点的距离,记录在纸带上,如题11-2图所示计算相邻计时点间的平均速度v,粗略地表示各计数点的速度,抄入下表,请将表中的数据补充完整(3)分析上表的实验数据可知:在这段纸带记录的时间内,磁铁运动速度的变化情况是________;磁铁受到阻尼作用的变化情况是____________.(4)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管,重复上述实验操作(记为实验②),结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同,请问实验②是为了说明说明?对比实验①和②的结果得到什么结论?答案:(1)CD(2)39.0(3)逐渐增大到39.8 cm/ s 逐渐增大到等于重力(4)为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用,磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用. 解析:根据速度Ts s v n n n 211-+-=计算速度.2.(15北京卷)如图所示,足够长的平行光滑金属导轨水平放置,宽度 L = 0.4 m ,一端连接 R=1 Ω 的电阻,导轨所在的空间存在竖直向下的匀强磁场, 磁感应强度B = 1 T , 导体棒 MN 放在导轨上, 其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好.导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.在平行于导轨的拉力 F 作用下,导体棒沿导轨向右匀速运动,速度 v = 5 m/s ,求:( 1 ) 感应电动势 E 和感应电流 I ;( 2 ) 在 0.1 s 时间内,拉力的冲量的大小;( 3 ) 若将 MN 换为电阻为 r = 1Ω的导体棒,其它条件不变,求导体棒两端的电压 U.解析:(1)根据动生电动势公式得E=BLv = 1T ×0.4m ×5m /s =2.0 V①故感应电流I=A 0.21v 0.2R E =Ω= ②(2)金属棒匀速运动过程中,所受的安培力大小为F 安= BIL =0.8N, 因为是匀速直线运动,所以导体棒所受拉力F = F 安 = 0.8N ③所以拉力的冲量 IF =F t=0.8 N × 0.1 s=0.08 S N ∙ ④导体棒两端电压U=V0.1r R RE=+ ⑤3.(15海南卷)如图,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v 沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小ε,将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折弯,置于磁感应强度相垂直的平面内,当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v 运动时,棒两端的感应电动势大小为ε',则εε'等于( )A.1/2B.22C.1D.2 答案:B解析:设折弯前导体切割磁感线的长度为L ,折弯后,导体切割磁场的有效长度为l L ==,故产生的感应电动势为Blv B Lv ε'===,所以εε'=,B 正确; 4.(15海南卷)如图,两平行金属导轨位于同一水平面上,相距l ,左端与一电阻R 相连;整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度大小为B ,方向竖直向下.一质量为m 的导体棒置于导轨上,在水平外力作用下沿导轨以速度v匀速向右滑动,滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好.已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g ,导轨和导体棒的电阻均可忽略.求(1)电阻R 消耗的功率; (2)水平外力的大小.解析:(1)导体切割磁感线运动产生的电动势为E BLv =, 根据欧姆定律,闭合回路中的感应电流为EI R=电阻R 消耗的功率为2P I R =,联立可得222B L v P R=(2)对导体棒受力分析,受到向左的安培力和向左的摩擦力,向右的外力,三力平衡,故有F mg F μ+=安,BlvF BIl B l R==⋅⋅安,故22B l v F mg R μ=+ 5.(15四川卷)18分) 如图所示,金属导轨MNC 和PQD ,MN 与PQ 平行且间距为L ,所在平面与水平面夹角为α,N 、Q 连线与MN 垂直,M 、P 间接有阻值为R 的电阻;光滑直导轨NC 和QD 在同一水平面内,与NQ 的夹角都为锐角θ.均匀金属棒ab 和ef 质量均为m ,长均为L ,ab 棒初始位置在水平导轨上与NQ 重合;ef 棒垂直放在倾斜导轨上,与导轨间的动摩擦因数为μ(μ较小),由导轨上的小立柱1和2阻挡而静止.空间有方向竖直的匀强磁场(图中未画出).两金属棒与导轨保持良好接触.不计所有导轨和ab 棒的电阻,ef 棒的阻值为R ,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,忽略感应电流产生的磁场,重力加速度为g.(1)若磁感应强度大小为B ,给ab 棒一个垂直于NQ 、水平向右的速度v 1,在水平导轨上沿运动方向滑行一段距离后停止,ef 棒始终静止,求此过程ef 棒上产生的热量;(2)在(1)问过程中,ab 棒滑行距离为d ,求通过ab 棒某横截面的电量;(3)若ab 棒以垂直于NQ 的速度v 2在水平导轨上向右匀速运动,并在NQ 位置时取走小立柱1和2,且运动过程中ef 棒始终静止.求此状态下最强磁场的磁感应强度及此磁场下ab 棒运动的最大距离.解析:(1)由于ab 棒做切割磁感线运动,回路中产出感应电流,感应电流流经电阻R 和ef 棒时,电流做功,产生焦耳热,根据功能关系及能的转化与守恒有:2121mv =Q R +Q ef ① 根据并联电路特点和焦耳定律Q =I 2Rt 可知,电阻R 和ef 棒中产生的焦耳热相等,即Q R =Q ef ② 由①②式联立解得ef 棒上产生的热量为:Q ef =2141mv(2)设在ab 棒滑行距离为d 时所用时间为t ,其示意图如下图所示:该过程中回路变化的面积为:ΔS =21[L +(L -2dcot θ)]d ③ 根据法拉第电磁感应定律可知,在该过程中,回路中的平均感应电动势为:E=tSB Δ ④ 根据闭合电路欧姆定律可知,流经ab 棒平均电流为:I=2/R E⑤ 根据电流的定义式可知,在该过程中,流经ab 棒某横截面的电量为: q =t I ⋅ ⑥ 由③④⑤⑥式联立解得:q =Rθd L Bd )cot (2-⑶由法拉第电磁感应定律可知,当ab 棒滑行x 距离时,回路中的感应电动势为: e =B (L -2xcot θ)v 2⑦根据闭合电路欧姆定律可知,流经ef 棒的电流为:i =Re⑧ 根据安培力大小计算公式可知,ef 棒所受安培力为:F =iLB ⑨由⑦⑧⑨式联立解得:F =)cot 2(22θx L RLv B -⑩由⑩式可知,当x =0且B 取最大值,即B =B m 时,F 有最大值F m ,ef 棒受力示意图如下图所示:根据共点力平衡条件可知,在沿导轨方向上有:F m cos α=mgsin α+f m ⑪ 在垂直于导轨方向上有:F N =mgcos α+F m sin α ⑫ 根据滑动摩擦定律和题设条件有:f m =μF N ⑬ 由⑩⑪⑫⑬式联立解得:B m =2)sin (cos )cos (sin 1v αμααμαmgR L-+显然此时,磁感应强度的方向竖直向上或竖直向下均可由⑩式可知,当B =B m 时,F 随x 的增大而减小,即当F 最小为F min 时,x 有最大值为x m ,此时ef 棒受力示意图如下图所示:根据共点力平衡条件可知,在沿导轨方向上有:F min cos α+f m =mgsin α ⑭ 在垂直于导轨方向上有:F N =mgcos α+F min sin α ⑮ 由⑩⑬⑭⑮式联立解得:x m =μααμθL μ++cos sin )1(tan 26.(15安徽卷)如图所示,abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨,间距为l ,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B ,导轨电阻不计.已知金属杆MN 倾斜放置,与导轨成θ角,单位长度的电阻为r ,保持金属杆以速度v 沿平行于cd 的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好).则A .电路中感应电动势的大小为θsin BlvB .电路中感应电流的大小为rθsin BvC .金属杆所受安培力的大小为rθsin lv B 2D .金属杆的发热功率为θsin r lv B 22答案:B解析:金属棒的有效切割长度为l ,电路中感应电动势的大小E Blv =,选项A 错误;金属棒的电阻sin rlR θ=,根据欧姆定律电路中感应电流的大小sin E Bv I R rθ==,选项B 正确;金属杆所受安培力的大小2sin l B lv F BI r θ==,选项C 错误;根据焦耳定律,金属杆的发热功率为222sin B lv P I R rθ==,选项D 错误.答案为B .7.(15重庆卷)题4图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图,线圈匝数为n ,面积为S .若在1t 到2t 时间内,匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈,其磁感应强度大小由1B 均匀增加到2B ,则该段时间线圈两端a 和b 之间的电势差a b ϕϕ-A.恒为2121()nS B B t t -- B. 从0均匀变化到2121()nS B B t t --C.恒为2121()nS B B t t ---D.从0均匀变化到2121()nS B B t t ---答案:C解析:穿过线圈的磁场均匀增加,将产生大小恒定的感生电动势,由法拉第电磁感应定律得2121()S B B E nnt t t ϕ-∆==∆-,而等效电源内部的电流由楞次定理知从a b →,即b 点是等效电源的正极,即2121()a b S B B nt t ϕϕ--=--,故选C.7.(2018·全国新课标Ⅱ)如图,直角三角形金属框abc 放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B ,方向平行于ab 边向上.当金属框绕ab 边以角速度ω逆时针转动时,a 、b 、c 三点的电势分别为U a 、U b 、U c .已知bc 边的长度为l.下列判断正确的是A .U a > U c ,金属框中无电流B .U b >U c ,金属框中电流方向沿a-b-c-aC .U bc =-1/2Bl ²ω,金属框中无电流D .U bc =1/2Bl ²w ,金属框中电流方向沿a-c-b-a 答案:C解析:当金属框绕ab 边以角速度ω逆时针转动时,穿过直角三角形金属框abc 的磁通量恒为0,所以没有感应电流,由右手定则可知,c 点电势高,ω221Bl U bc -=,故C 正确,A 、B 、D 错误. 8、(2018·全国新课标Ⅰ)1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示.实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后.下列说法正确的是A .圆盘上产生了感应电动势B .圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C .在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D .圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动 答案:AB解析:圆盘运动过程中,半径方向的金属条在切割磁感线,在圆心和边缘之间产生了感应电动势,选项A 对,圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中,内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成涡流产生,选项B 对.圆盘转动过程中,圆盘位置,圆盘面积和磁场都没有发生变化,所以没有磁通量的变化,选项C错.圆盘本身呈现电中性,不会产生环形电流,选项D错.。

近年高考物理总复习第十章电磁感应能力课1电磁感应中的图象和电路问题学案(2021年整理)

近年高考物理总复习第十章电磁感应能力课1电磁感应中的图象和电路问题学案(2021年整理)

2019版高考物理总复习第十章电磁感应能力课1 电磁感应中的图象和电路问题学案编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2019版高考物理总复习第十章电磁感应能力课1 电磁感应中的图象和电路问题学案)的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。

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能力课1 电磁感应中的图象和电路问题[热考点]电磁感应中的图象问题1.图象类型(1)电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I等随时间变化的图象,即B-t图象、Φ-t图象、E-t图象和I-t图象。

(2)对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况,有时还常涉及感应电动势E和感应电流I等随位移变化的图象,即E-x图象和I-x图象等。

2.两类图象问题(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象.(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量.3.解题关键弄清初始条件、正负方向的对应变化范围、所研究物理量的函数表达式、进出磁场的转折点等是解决此类问题的关键.4.电磁感应中图象类选择题的两个常用方法排除法定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化),特别是分析物理量的正负,以排除错误的选项。

函数法根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系,然后由函数关系对图象进行分析和判断。

命题角度1 磁感应强度变化的图象问题【例1】将一段导线绕成图1甲所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内。

回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中.回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示。

2019版高考物理总复习第十章电磁感应10_1_1电磁感应现象的判断课件

2019版高考物理总复习第十章电磁感应10_1_1电磁感应现象的判断课件
电磁感应现象的判断
01
课堂互动
02
题组剖析
03
规律总结
04
备选训练
课堂互动
1.产生感应电流的条件 (1)闭合回路;(2)磁通量发 生变化。 2 .对磁通量概念的理解
(1)磁通量是标量,考虑通过 某个面内的磁通量时,应取
磁感线进入 线框的方向 变化, ΔΦ=Φ2+Φ1
磁通量的代数和. (2)利用Φ=BS求磁通量时,S应为某平面在垂直于磁 感线方向上的投影面积.
3.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开 关按如图所示连接。下列说法正确的是( ) A.开关闭合后,线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转 B.线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间,电流计指针均不 会偏转 C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静 止在中央零刻度 D.开关闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才 能偏转
一、为什么要大力培育新型职业农民
二、什么是新型职业农民
三、如何加快培育新型职业农民
一、为什么要大力培育新型职业农民
(一)深刻背景
◆农村劳动力持续转移,“人走村空”问题愈演
愈烈
2012年我国农民工数量达到2.6亿,每年新增
900-1000万。
四川抽样调查: 26% 20% 举家外出农户 留守农户
一、为什么要大力培育新型职业农民
一、为什么要大力培育新型职业农民 (一)深刻背景
◆农村新生劳动力离农意愿强烈,农业后
继乏人问题步步紧逼
新生代农民工 76% 不愿再回乡务农 85% 从未种过地 (国家统计局2010年10省调查:90%的新生代农 民工没有从事过一天的农业生产活动)
一、为什么要大力培育新型职业农民 (二)紧迫课题

2019届高考物理一轮复习第十单元电磁感应10_1电磁感应现象楞次定律配套课件

2019届高考物理一轮复习第十单元电磁感应10_1电磁感应现象楞次定律配套课件

【答案】
C
【解析】 矩形线圈如图所示放置, 匀强磁场方向向左上方, 平面水平放置时通过线圈的磁通量为 Φ1=BSsinθ= BSsin30° 1 = BS. 2 规定此时穿过线圈为正面, 则当线圈绕轴转 90°角时, 穿过 线圈反面,则其磁通量 Φ2=-BSsinθ′=-BSsin60°=- 3 BS. 2
【答案】 【解析】
A ab 向右运动,回路面积增大,θ减小, cosθ增
大,由 Φ= BScosθ知,Φ增大,故 A 项正确.同理可判断 B、 C、 D 中 Φ 不一定变化,不一定产生感应电流.
考点三
判断感应电流方向的方法
1.用楞次定律判断 (1)楞次定律中“阻碍 ”的含义:
(2)应用楞次定律的思路:
二、电磁感应现象 产生感应电流的条件 (1)电路闭合; (2)磁通量变化. 感应电流的方向 (1)楞次定律:适用所有的电磁感应现象. 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化. (2)右手定则:适用导体切割磁感线的情况. 使拇指与其余四个手指垂直且在同一个平面内, 让磁感线从 掌心进入,使拇指指向导体运动方向,四指所指的方向就是感应 电流的方向.
【答案】
A
【解析】 当加恒定磁场后, 当紫铜薄板上下及左右振动时, 导致穿过板的磁通量变化,从而产生感应电流,感应磁场进而阻 碍板的运动,而 B、D 两项,只能左右振动时,才有磁通量变化, 上下振动, 却没有磁通量变化, 因此只有 A 项穿过板的磁通量变 化,故 A 项正确,B、 C、 D 三项错误.
2.用右手定则判断 该方法只适用于切割磁感线产生的感应电流,注意三个要 点: (1)掌心 ——磁感线垂直穿入; (2)拇指 ——指向导体运动的方向; (3)四指 ——指向感应电流的方向.

2019高考物理一轮复习第10章学案01 电磁感应基础 [解析]

2019高考物理一轮复习第10章学案01 电磁感应基础 [解析]

第十章电磁感应高考导航学案01 电磁感应基础知识点一、磁通量Ⅰ1.定义:匀强磁场中,磁感应强度(B)与垂直磁场方向的面积(S)的乘积叫作穿过这个面积的磁通量,简称磁通。

可以理解为穿过某一面积的磁感线条数。

2.公式:Φ=BS。

①匀强磁场B;②S是垂直磁场中的有效面积S⊥;③与线圈匝数n无关。

3.单位:韦伯(Wb),1 Wb=1 T·m2。

5.标量性:磁通量是标量,但有正负之分。

正负是人为规定的,即任何一个平面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿入时磁通量为正,则磁感线从反面穿入时为负。

6.磁通量的变化量:穿过某个平面的磁通量的变化量等于末磁通量Φ2与初磁通量Φ1的差值。

7.磁通量的变化率(磁通量变化的快慢):磁通量的变化量与发生此变化所用时间的比值。

知识点二、电磁感应现象Ⅰ1.电磁感应现象:当穿过闭合电路的磁通量发生改变时,电路中有感应电流产生的现象。

2.产生感应电流的条件:(1)电路闭合;(2)磁通量发生变化。

3.电磁感应现象的实质:磁通量的变化在回路中产生了感应电动势,如果回路闭合则产生感应电流;如果不闭合,则只产生感应电动势,而不产生感应电流。

4.能量转化:将机械能或其他形式的能转化为电能,在电路中又将电能转化为其他形式的能。

知识点三、法拉第电磁感应定律Ⅱ1.感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势。

(1) 产生条件:穿过回路的磁通量发生改变,与电路是否闭合无关。

(2) 实质:变化的磁场周围会产生感生电场,导体中自由电荷在感生电场的作用下分布。

2.法拉第电磁感应定律:(1) 内容:(2) ,其中n为线圈匝数。

3.感生电动势:4.动生电动势:5.感应电动势的平均值和瞬时值:(1) E =n ΔΦΔt,ΔΦ=Φ2-Φ1,是平均感应电动势,磁通量均匀变化时,瞬时值才等于平均值。

(2) E =BL v ,v 取平均值,则求得平均感应电动势;v 取瞬时值,则求得瞬时感应电动势,6.通过回路截面的电荷量q :q =I -Δt =n ΔΦΔtR Δt =n ΔΦR 。

【人教版】2019届高三物理一轮总复习 教师用书(下)第10章 第1节 电磁感应现象 楞次定律 含解析

【人教版】2019届高三物理一轮总复习 教师用书(下)第10章 第1节 电磁感应现象 楞次定律 含解析

第章电磁感应[全国卷三年考点考情]说明:(1)导体切割磁感线时感应电动势的计算,只限于l垂直于B、v的情况.(2)在电磁感应现象里,不要求判断内电路中各点电势的高低.(3)不要求用自感系数计算自感电动势.第一节电磁感应现象楞次定律(对应学生用书第183页)[教材知识速填]知识点1磁通量电磁感应现象1.磁通量(1)概念:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积S和B的乘积.(2)公式:Φ=B·S.适用条件:(1)匀强磁场;(2)S为垂直磁场的有效面积.(3)单位:1 Wb=1 T·m2(4)矢标性:磁通量的正、负号不表示方向,磁通量是标量.2.电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有感应电流产生的现象.3.产生感应电流的条件(1)条件:①电路闭合;②磁通量发生变化.(2)特例:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动.4.电磁感应现象的实质:磁通量发生变化时,电路中产生感应电动势,如果电路闭合,则有感应电流;如果电路不闭合,则只有感应电动势,而无感应电流.易错判断(1)穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中不一定有感应电流产生.(×)(2)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产生.(√)(3)当导体切割磁感线时,一定产生感应电动势.(√)知识点2感应电流方向的判断1.楞次定律(1)内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化.(2)适用范围:一切电磁感应现象.图10-1-12.右手定则(1)使用方法①让磁感线穿入右手手心.②使大拇指指向导体运动的方向.③则其余四指指向感应电流的方向.(2)适用情况:部分导体切割磁感线的情况.易错判断(1)感应电流的磁场总是与原磁场方向相反.(×)(2)楞次定律和右手定则都可以判断感应电流的方向,二者没什么区别.(×)(3)感应电流的磁场一定阻止引起感应电流的磁场的磁通量的变化.(×)[教材习题回访]考查点:判断感应电流的产生1.(鲁科版选修3-2P8T3)如图10-1-2所示,条形磁铁以速度v向螺线管靠近,下面几种说法中正确的是()图10-1-2A.螺线管中不会产生感应电流B.螺线管中会产生感应电流C.只有磁铁速度足够大时,螺线管中才能产生感应电流D.只有在磁铁的磁性足够强时,螺线管中才会产生感应电流[答案]B考查点:判断感应电流的方向2.(粤教版选修3-2P12T2改编)一矩形线框abcd与长直通电导线处于同一平面内,ad边与导线平行,如图10-1-3所示,当线框在此平面内向右运动到导线的右边的过程中,则线框内感应电流方向为()图10-1-3A.一直沿顺时针方向B.一直沿逆时针方向C.先沿顺时针方向,再沿逆时针方向D.先沿顺时针方向,再沿逆时针方向,最后沿顺时针方向[答案]D考查点:楞次定律的理解3.(人教版选修3-2P14T6改编)(多选)如图10-1-4所示,一轻质绝缘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,同学们看到的现象及现象分析正确的是()图10-1-4A.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.磁铁插向左环,左环中不产生感应电动势和感应电流D.磁铁插向右环,右环中产生感应电动势和感应电流[答案]BD考查点:判断感应电流的方向4.(粤教版选修3-2P13T4改编)如图10-1-5所示,两个线圈A、B套在一起,线圈A中通有电流,方向如图所示.当线圈A中的电流突然增强时,线圈B中的感应电流方向为()图10-1-5A.沿顺时针方向B.沿逆时针方向C.无感应电流D .先沿顺时针方向,再沿逆时针方向 [答案] A(对应学生用书第184页)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.判断磁通量是否变化的两种方法(1)根据公式判断.(2)根据穿过线圈的磁感线的条数变化判断. 3.判断电磁感应现象是否发生的一般流程(1)确定研究的回路.(2)弄清楚回路内的磁场分布,并确定该回路的磁通量Φ. (3)⎩⎪⎨⎪⎧Φ不变→无感应电流.Φ变化→⎩⎨⎧回路闭合,有感应电流;回路不闭合,无感应电流,但有感应电动势.[题组通关]1.(2018·佛山高三质检)如图10-1-6所示,一通电螺线管b 放在闭合金属线圈a 内,螺线管的中心轴线恰和线圈的一条直径MN 重合.要使线圈a 中产生感应电流,可采用的方法有( )【导学号:84370432】图10-1-6 A .使通电螺线管中的电流发生变化B.使螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动C.使线圈a以MN为轴转动D.使线圈绕垂直于MN的直径转动D[在A、B、C三种情况下,穿过线圈a的磁通量始终为零,因此不产生感应电流,A、B、C错误;选项D中,当线圈绕垂直于MN的直径转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,会产生感应电流,故D正确.]2.将一圆形导线环水平放置,在圆环所在的空间加上一水平向右的匀强磁场,mn、pq为圆环上两条互相垂直的直径,mn为水平方向,pq为竖直方向.则下列选项中能使圆环中产生感应电流的是()图10-1-7A.让圆环以过圆心且垂直于圆环平面的轴顺时针转动B.让圆环在水平面内向右平动C.让圆环以mn为轴转动D.让圆环以pq为轴转动D[圆环在匀强磁场中运动,磁感应强度B为定值,根据ΔΦ=B·ΔS知:只要回路中相对磁场的正对面积改变量ΔS≠0,则磁通量一定改变,回路中一定有感应电流产生.当圆环以过圆心且垂直于圆环平面的轴顺时针转动时,圆环相对磁场的正对面积始终为零,因为ΔS=0,因而无感应电流产生,A错误;当圆环水平向右平动时,同样ΔS=0,因而无感应电流产生,B错误;当圆环以mn为轴转动时,圆环相对磁场的正对面积改变量ΔS仍为零,回路中仍无感应电流,C错误;当圆环以pq为轴转动时,圆环相对磁场的正对面积发生了改变,回路中产生了感应电流,D正确.]1.楞次定律中“阻碍”的含义2.感应电流方向判断的两种方法(1)用楞次定律判断(2)用右手定则判断该方法适用于部分导体切割磁感线.判断时注意掌心、四指、拇指的方向:①掌心——磁感线垂直穿入;②拇指——指向导体运动的方向;③四指——指向感应电流的方向.[多维探究]考向1线圈类感应电流方向的判断1.如图10-1-8甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示.在0~T2时间内,直导线中电流向上,则在T2~T 时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是( )图10-1-8 A .顺时针,向左 B .逆时针,向右 C .顺时针,向右D .逆时针,向左B [在0~T 2时间内,直导线中电流向上,由题图乙知,在T2~T 时间内,直导线电流方向也向上,根据安培定则知,导线右侧磁场的方向垂直纸面向里,电流逐渐增大,则磁场逐渐增强,根据楞次定律,金属线框中产生逆时针方向的感应电流.根据左手定则,金属线框左边受到的安培力方向向右,右边受到的安培力向左,离导线越近,磁场越强,则左边受到的安培力大于右边受到的安培力,所以金属线框所受安培力的合力方向向右,故B 正确,A 、C 、D 错误.](2017·杭州模拟)如图所示,匀强磁场垂直圆形线圈指向纸内,a 、b 、c 、d 为圆形线圈上等距离的四点,现用外力在上述四点将线圈拉成正方形,且线圈仍处在原先所在平面内,则在线圈发生形变的过程中( )A .线圈中将产生abcda 方向的感应电流B .线圈中将产生adcba 方向的感应电流C .线圈中感应电流方向无法判断D .线圈中无感应电流A[周长一定时,圆形的面积最大.本题线圈面积变小,磁通量变小,有感应电流产生.由楞次定律可知线圈中将产生顺时针方向的感应电流.故A正确.]考向2平动切割类2.如图10-1-9所示,Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极,ab为放在其间的金属棒.ab和cd用导线连成一个闭合回路.当ab棒向右运动时,cd金属棒受到向下的安培力.下列说法正确的是()【导学号:84370433】图10-1-9A.由此可知d端电势高于c端电势B.由此可知Ⅰ是S极C.由此可知Ⅰ是N极D.当cd棒向下运动时,ab导线受到向左的安培力C[根据题意可知:cd中电流的方向由c→d,c端电势高于d端,A错误;ab中电流的方向由b→a,对ab应用右手定则可知Ⅰ是N极,Ⅱ是S极,B错误,C正确.当cd棒向下运动时,回路中会产生由d→c的电流,则ab中电流的方向由a→b,根据左手定则可知,ab受的安培力向右,D错误.]考向3转动切割类3.(多选)如图10-1-10所示,在直线电流附近有一根金属棒ab,当金属棒以b 端为圆心,以ab为半径,在过导线的平面内匀速旋转到达图中的位置时()图10-1-10A.a端聚积电子B.b端聚积电子C.金属棒内电场强度等于零D.棒ab两端的电势φa>φbBD[根据右手定则可确定棒b端聚积电子,A错,B对;由于a、b两端存在电势差,φa>φb,故金属棒中电场强度不等于零,C错,D对.]“三个定则、一个定律”的应用对比[母题](多选)如图10-1-11所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ 、MN ,MN 的左边有一闭合电路,当PQ 在外力的作用下运动时,MN 向右运动,则PQ 所做的运动可能是( )图10-1-11 A .向右加速运动B .向左加速运动C .向右减速运动D .向左减速运动 【自主思考】(1)如何判断MN 所在处的磁场方向?由MN 的运动方向,如何进一步判断MN 中的电流方向?[提示] 根据安培定则、左手定则.(2)如何判断线圈L 1中的磁场方向和L 2中磁场的方向及变化情况?[提示] 根据安培定则判断L 1中的磁场方向,再由楞次定律判断L 2中磁场的方向及变化.(3)如何判断PQ 的运动情况?[提示] 已知L 2中的磁场方向及变化情况,可根据安培定则和右手定则判断PQ 的运动情况.BC [MN 向右运动,说明MN 受到向右的安培力,因为ab 在MN 处的磁场垂直纸面向里――――→左手定则MN 中的感应电流由M →N ――――→安培定则L 1中感应电流的磁场方向向上――――→楞次定律⎩⎪⎨⎪⎧L 2中磁场方向向上减弱L 2中磁场方向向下增强;若L 2中磁场方向向上减弱――――→安培定则PQ 中电流为Q →P 且减小――――→右手定则向右减速运动;若L 2中磁场方向向下增强――――→安培定则PQ 中电流为P →Q 且增大――――→右手定则向左加速运动.][母题迁移](多选)两根相互平行的金属导轨水平放置于如图10-1-12所示的匀强磁场中,在导轨上接触良好的导体棒AB 和CD 可以自由滑动.当AB 在外力F 作用下向右运动时,下列说法中正确的是( )图10-1-12 A .导体棒CD 内有电流通过,方向是D →CB .导体棒CD 内有电流通过,方向是C →DC .磁场对导体棒CD 的作用力向左D .磁场对导体棒AB 的作用力向左BD [两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路,分析出磁通量增加,结合安培定则判断回路中感应电流的方向是B →A →C →D →B .以此为基础,再根据左手定则进一步判断CD 、AB 的受力方向,经过比较可得B 、D 正确.](多选)如图所示装置中,cd 杆原来静止.当ab 杆做如下哪些运动时,cd 杆将向右移动( )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BD [ab 匀速运动时,ab 中感应电流恒定,L 1中磁通量不变,穿过L 2的磁通量不变,L2中无感应电流产生,cd保持静止,A错误;ab向右加速运动时,L2中的磁通量向下增大,通过cd的电流方向向下,cd向右移动,B正确;同理可得C错误,D正确.][母题]如图10-1-13所示,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路.若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列表述正确的是()图10-1-13A.线圈a中将产生俯视时顺时针方向的感应电流B.穿过线圈a的磁通量变小C.线圈a有扩张的趋势D.线圈a对水平桌面的压力N将增大D[通过螺线管b的电流如图所示,根据右手螺旋定则判断出螺线管b 所产生的磁场方向竖直向下,滑片P向下滑动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路电流增大,所产生的磁场的磁感应强度增强,根据楞次定律可知,线圈a中所产生的感应电流的磁场方向竖直向上,再由右手定则可得线圈a中的电流方向为俯视逆时针方向,A错误;由于螺线管b中的电流增大,所产生的磁感应强度增强,线圈a中的磁通量应变大,B错误;根据楞次定律可知,线圈a将阻碍磁通量的增大,因此,线圈a有缩小且远离螺线管的趋势,线圈a对水平桌面的压力将增大,C错误,D正确.]如图所示装置,在cdef 区域内存在垂直纸面向里的变化的匀强磁场,要求线圈a 对桌面的压力大于本身重力,则cdef 内的磁感应强度随时间变化的关系可能是()B [若a 对桌面的压力大于本身重力,则b 中的感应电流应增加,由I =N ΔBΔt S R 知ΔB Δt 增大,所以只有B 图正确.][母题迁移]迁移1 磁体靠近两自由移动的金属环1.如图10-1-14所示,两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上,当一条形磁铁向左运动靠近两环时,两环的运动情况是()图10-1-14 A .同时向左运动,间距增大B .同时向左运动,间距减小C .同时向右运动,间距减小D.同时向右运动,间距增大B[根据“来拒去留”可知,两环同时向左运动,又因两环中产生同向的感应电流,相互吸引,故两环间距又减小,B正确.]迁移2磁体靠近面积可变的金属线圈2.(多选)如图10-1-15所示,光滑固定的金属导轨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,一条形磁铁从高处下落接近回路时()【导学号:84370434】图10-1-15A.P、Q将相互靠拢B.P、Q将相互远离C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度小于gAD[根据楞次定律的另一种表述——感应电流的效果总要反抗产生感应电流的原因.本题中“原因”是回路中磁通量的增加,归根结底是磁铁靠近回路,“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近.所以,P、Q 将互相靠近且磁铁的加速度小于g,应选A、D.]迁移3磁体先靠近又远离金属线圈3. 如图10-1-16所示,质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上.当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈,沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时,线圈始终保持不动.则关于线圈在此过程中受到的支持力F N 和摩擦力F f的情况,以下判断正确的是()图10-1-16A.F N先大于mg,后小于mgB.F N一直大于mgC.F f先向左,后向右D.线圈中的电流方向始终不变A[条形磁铁向右运动的过程中,线圈中的磁通量先增加后减小,为阻碍磁通量的变化,线圈先有向下的运动趋势,后有向上的运动趋势,故F N 先大于mg,后小于mg,A项正确,B项错误;条形磁铁相对线圈一直向右运动,为阻碍相对运动,线圈有向右运动的趋势,故摩擦力F f一直向左,C项错误;线圈中的磁通量先增加后减小,据楞次定律可知,感应电流的方向(俯视)先逆时针后顺时针,D项错误.]。

(新课标)近年届高考物理一轮复习第10章电磁感应第一节电磁感应现象楞次定律达标诊断高效训练(202

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第一节电磁感应现象楞次定律(建议用时:60分钟)一、单项选择题1.下列图中能产生感应电流的是( )解析:选B。

根据产生感应电流的条件:A中,电路没闭合,无感应电流;B中,电路闭合,且垂直磁感线的平面的面积增大,即闭合电路的磁通量增大,有感应电流;C中,穿过闭合线圈的磁感线相互抵消,磁通量恒为零,无感应电流;D中,闭合回路中的磁通量不发生变化,无感应电流.2.物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验".如图所示,她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环.闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起.某同学另找来器材再探究此实验.他连接好电路,经重复实验,线圈上的套环均未动.对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是()A.线圈接在了直流电源上B.电源电压过高C.所选线圈的匝数过多D.所用套环的材料与老师的不同解析:选D。

无论实验用的是交流电还是直流电,闭合开关S的瞬间,穿过套环的磁通量均增加,只要套环的材料是导体,套环中就能产生感应电流,套环就会跳起.如果套环是用塑料做的,则不能产生感应电流,也就不会受安培力作用而跳起,选项D正确.3.(2018·浙江宁波模拟)如图甲所示,在同一平面内有两个圆环A、B,圆环A将圆环B分为面积相等的两部分,以图甲中A环电流沿顺时针方向为正,当圆环A中的电流如图乙所示变化时,下列说法正确的是( )A.B中始终没有感应电流B.B中有顺时针方向的感应电流C.B中有逆时针方向的感应电流D.B中的感应电流先沿顺时针方向,后沿逆时针方向解析:选B.由安培定则可知,环A产生的磁场分布,环内垂直纸面向里,环外垂直纸面向外,由于内部的磁场大于外部的磁场,由矢量的叠加原理可知B环总磁通量向里;当导线中的电流强度I逐步减小时,导致环产生感应电流.根据楞次定律,则有感应电流的方向顺时针;同理,当导线中的电流强度I反向逐渐增大时,导致环产生感应电流.根据楞次定律,则感应电流的方向为顺时针,故B正确,A、C、D错误.4.如图甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示.在0~错误!时间内,直导线中电流向上,则在错误!~T时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是()A.顺时针,向左B.逆时针,向右C.顺时针,向右D.逆时针,向左解析:选B。

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第一节电磁感应现象楞次定律[学生用书P197]【基础梳理】一、电磁感应现象1.磁通量(1)定义:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积S和B的乘积.(2)公式:Φ=B·S.(3)单位:1 Wb=1__T·m2.(4)标矢性:磁通量是标量,但有正、负.(5)物理意义:磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数.2.电磁感应(1)电磁感应现象:当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有电流产生,这种现象称为电磁感应现象.(2)产生感应电流的条件①电路闭合;②磁通量变化.(3)电磁感应现象的实质:电路中产生感应电动势,如果电路闭合则有感应电流产生.(4)能量转化:发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为电能.二、感应电流方向的判断1.楞次定律(1)内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.(2)适用情况:所有的电磁感应现象.2.右手定则(1)内容: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,并使拇指指向导体运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向.(2)适用情况:导体切割磁感线产生感应电流.【自我诊断】判一判(1)磁通量是矢量,有正、负之分.( )(2)当导体切割磁感线运动时,导体中一定产生感应电流.( )(3)穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关.( )(4)电路中磁通量发生变化时,就一定会产生感应电流.( )(5)感应电流的磁场总是与原磁场方向相反.( )(6)楞次定律和右手定则都可以判断感应电流的方向,二者没什么区别.( )提示:(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×做一做为了判断线圈绕向,可将灵敏电流计G与线圈L连接,如图所示.已知线圈由a端开始绕至b端;当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏转.(1)将条形磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时,发现指针向左偏转.俯视线圈,其绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”).(2)当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时,指针向右偏转.俯视线圈,其绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”).提示:(1)将磁铁N极向下插入L时,根据楞次定律L的上方应为N极.由电流计指针向左偏转,可确定L中电流由b端流入,根据安培定则,俯视线圈,电流为逆时针,线圈绕向为顺时针.(2)将磁铁远离L,由楞次定律,线圈L上方仍为N极,由于此时电流计指针向右偏转,可确定L中电流由a端流入.根据安培定则,俯视线圈,电流为逆时针,线圈绕向也为逆时针.答案:(1)顺时针(2)逆时针对电磁感应现象的理解[学生用书P198]【知识提炼】1.常见的产生感应电流的三种情况2.判断电路中能否产生感应电流的一般流程【跟进题组】1.(2017·高考江苏卷)如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为( )A.1∶1 B.1∶2C.1∶4 D.4∶1解析:选A.磁通量Φ=B·S,其中B为磁感应强度,S为与B垂直的有效面积.因为是同一磁场,B相同,且有效面积相同,S a=S b,故Φa=Φb.选项A正确.2.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接.下列说法中正确的是( )A.开关闭合后,线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B.线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间,电流计指针均不会偏转C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度D.开关闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才能偏转解析:选A.线圈A插入或拔出,都将造成线圈B处磁场的变化,因此线圈B处的磁通量变化,产生感应电流,故A正确;开关闭合和断开均能引起线圈B中磁通量的变化而产生感应电流,故B错误;开关闭合后,只要移动滑片P,线圈B中磁通量就变化而产生感应电流,故C、D错误.对楞次定律的理解及应用[学生用书P198]【知识提炼】1.楞次定律中“阻碍”的含义2.感应电流方向判断的两种方法法一:用楞次定律判断法二:用右手定则判断该方法适用于部分导体切割磁感线.判断时注意掌心、四指、拇指的方向:(1)掌心——磁感线垂直穿入;(2)拇指——指向导体运动的方向;(3)四指——指向感应电流的方向.【典题例析】(2017·高考全国卷Ⅲ)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一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[解析] 金属杆PQ向右切割磁感线,根据右手定则可知PQRS中感应电流沿逆时针方向;原来T中的磁场方向垂直于纸面向里,金属杆PQ中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外,使得穿过T的磁通量减小,根据楞次定律可知T中产生顺时针方向的感应电流,综上所述,可知A、B、C项错误,D项正确.[答案] D【迁移题组】迁移1 “增反减同”现象1.(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解析:选AD.从磁场分布可看出:左侧向里的磁场从左向右越来越强,右侧向外的磁场从左向右越来越弱.所以,圆环从位置a运动到磁场分界线前,磁通量向里增大,由楞次定律知,感应电流的磁场与原磁场方向相反即向外,由安培定则知,感应电流沿逆时针方向;同理,跨越分界线过程中,磁通量由向里最大变为向外最大,感应电流沿顺时针方向;继续摆到b的过程中,磁通量向外减小,感应电流沿逆时针方向,A正确,B错误;由于圆环所在处的磁场上下对称,圆环等效水平部分所受安培力使圆环在竖直方向平衡,所以总的安培力沿水平方向,故D正确,C错误.迁移2 “来拒去留”现象2.很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒.一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐.让条形磁铁从静止开始下落.条形磁铁在圆筒中的运动速率( )A.均匀增大B.先增大,后减小C.逐渐增大,趋于不变D.先增大,再减小,最后不变解析:选C.开始时,条形磁铁以加速度g竖直下落,则穿过铜环的磁通量发生变化,铜环中产生感应电流,感应电流的磁场阻碍条形磁铁的下落.开始时的感应电流比较小,条形磁铁向下做加速运动,且随下落速度增大,其加速度变小.当条形磁铁的速度达到一定值后,相应铜环对条形磁铁的作用力趋近于条形磁铁的重力.故条形磁铁先加速运动,但加速度变小,最后的速度趋近于某个定值.选项C正确.迁移3 “增缩减扩”现象3.(多选)(高考上海卷)如图,匀强磁场垂直于软导线回路平面,由于磁场发生变化,回路变为圆形.则该磁场( )A.逐渐增强,方向向外B.逐渐增强,方向向里C.逐渐减弱,方向向外D.逐渐减弱,方向向里解析:选CD.回路变为圆形,面积增大,说明闭合回路的磁通量增大,所以磁场逐渐减弱,而磁场方向可能向外,也可能向里,故选项C、D正确.迁移4 右手定则的应用4.如图所示,MN、GH为光滑的水平平行金属导轨,ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆,垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面,则( )A.若固定ab,使cd向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向为a→b→d→c→aB.若ab、cd以相同的速度一起向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向为a→c→d→b→aC.若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路中的电流为零D.若ab、cd都向右运动,且两杆速度v cd>v ab,则abdc回路有电流,电流方向为a→c→d→b→a解析:选D.由右手定则可判断出A项做法使回路产生顺时针方向的电流,故A项错误;若ab、cd同向运动且速度大小相同,ab、cd所围面积不变,磁通量不变,故不产生感应电流,故B项错误;若ab向左,cd向右,则abdc回路中有顺时针方向的电流,故C项错误;若ab、cd都向右运动,且两杆速度v cd>v ab,则ab、cd所围面积发生变化,磁通量也发生变化,由楞次定律可判断出,abdc回路中产生顺时针方向的电流,故D项正确.“一定律、三定则”的综合应用[学生用书P199]【知识提炼】1.“三个定则”“一个定律”的比较(1)因电而生磁(I→B)→安培定则;(2)因动而生电(v、B→I安)→右手定则;(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则;(4)因磁而生电(S、B→I安)→楞次定律.【典题例析】(多选)如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ 、MN ,MN 的左边有一闭合电路,当PQ 在外力的作用下运动时,MN 向右运动,则PQ 所做的运动可能是( )A .向右加速运动B .向左加速运动C .向右减速运动D .向左减速运动[审题指导] MN 向右运动,说明电流从M →N ,则L 1中的磁场方向向上,可看出L 2中的磁场变化分两种情况讨论:向上减小或向下增加;则可判断L 2中的电流方向,而L 2中的电流是由PQ 运动产生的,再由右手定则判断PQ 的运动性质.[解析] MN 向右运动,说明MN 受到向右的安培力,因为ab 在MN 处的磁场垂直纸面向里――→左手定则 MN 中的感应电流由M →N ――→安培定则 L 1中感应电流的磁场方向向上――→楞次定律 ⎩⎪⎨⎪⎧L 2中磁场方向向上减弱L 2中磁场方向向下增强;若L 2中磁场方向向上减弱――→安培定则PQ 中电流为Q →P 且减小――→右手定则 向右减速运动;若L 2中磁场方向向下增强――→安培定则 PQ 中电流为P →Q 且增大――→右手定则向左加速运动.故选项B 、C 正确. [答案] BC(1)应用楞次定律时,一般要用到安培定则来分析原来磁场的分布情况.(2)研究感应电流受到的安培力,一般先用右手定则确定电流方向,再用左手定则确定安培力的方向,或者直接应用楞次定律的推论确定.(3)“一定律、三定则”中只要是涉及力的判断都用左手判断,涉及“电生磁”或“磁生电”的判断均用右手判断,即“左力右电”.【迁移题组】迁移1 “因动生电”现象的判断1.(多选)如图所示,金属导轨上的导体棒ab 在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,铜制线圈c 中将有感应电流产生且被螺线管吸引( )A .向右做匀速运动B .向左做减速运动C .向右做减速运动D .向右做加速运动解析:选BC.当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流,线圈中的磁通量恒定不变,无感应电流出现,A 错误;当导体棒向左减速运动时,由右手定则可判定回路中出现从b →a 的感应电流且减小,由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱,由楞次定律知c 中出现顺时针感应电流(从右向左看)且被螺线管吸引,B 正确;同理可判定C 正确,D 错误.迁移2 “因电而动”现象的判断2.如图所示,通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间,ab和cd是放在导轨上的两根金属棒,它们分别静止在螺线管的左右两侧,现使滑动变阻器的滑动触头向左滑动,则ab和cd棒的运动情况是( )A.ab向左运动,cd向右运动B.ab向右运动,cd向左运动C.ab、cd都向右运动D.ab、cd保持静止解析:选A.由安培定则可知螺线管中磁感线方向向上,金属棒ab、cd处的磁感线方向均向下,当滑动触头向左滑动时,螺线管中电流增大,因此磁场变强,即磁感应强度变大,回路中的磁通量增大,由楞次定律知,感应电流方向为a→c→d→b→a,由左手定则知ab 受安培力方向向左,cd受安培力方向向右,故ab向左运动,cd向右运动.只有A正确.[学生用书P200]1.(高考全国卷Ⅰ)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,观察电流表的变化解析:选D.产生感应电流必须满足的条件:①电路闭合;②穿过闭合电路的磁通量要发生变化.选项A、B电路闭合,但磁通量不变,不能产生感应电流,故选项A、B不能观察到电流表的变化;选项C满足产生感应电流的条件,也能产生感应电流,但是等我们从一个房间到另一个房间后,电流表中已没有电流,故选项C也不能观察到电流表的变化;选项D 满足产生感应电流的条件,能产生感应电流,可以观察到电流表的变化,所以选D.2.(多选)(2015·高考全国卷Ⅰ)1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示.实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后.下列说法正确的是( )A.圆盘上产生了感应电动势B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动解析:选AB.当圆盘转动时,圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线,产生感应电动势,选项A正确;铜圆盘上存在许多小的闭合回路,当圆盘转动时,穿过小的闭合回路的磁通量发生变化,回路中产生感应电流,根据楞次定律,感应电流阻碍其相对运动,但抗拒不了相对运动,故磁针会随圆盘一起转动,但略有滞后,选项B正确;在圆盘转动过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零,选项C错误;圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方向,会使磁针沿轴线方向偏转,选项D错误.3.如图,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方水平快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力F N及在水平方向运动趋势的正确判断是( )A.F N先小于mg后大于mg,运动趋势向左B.F N先大于mg后小于mg,运动趋势向左C.F N先小于mg后大于mg,运动趋势向右D.F N先大于mg后小于mg,运动趋势向右解析:选D.根据楞次定律的推论判断.磁铁靠近线圈时,线圈阻碍它靠近.线圈受到磁场力方向为右偏下,故F N>mg,有向右运动趋势,磁铁从B点离开线圈时,线圈受到磁场力方向向右偏上,故F N<mg,仍有向右运动趋势,因此只有D正确.4.如图所示的装置中,cd杆原来静止,当ab杆做如下哪种运动时,cd杆将向右移动( )A.向右匀速运动B.向右减速运动C.向左加速运动 D.向左减速运动解析:选D.ab匀速运动时,ab中感应电流恒定,L1中磁通量不变,穿过L2的磁通量不变,L2中无感应电流产生,cd保持静止,A错误;ab向右减速运动时,L1中的磁通量向上减小,由楞次定律知L2中感应电流产生的磁场方向向下,故通过cd的电流方向向上,cd向左移动,B错误;同理得C错误,D正确.[学生用书P341(单独成册)](建议用时:60分钟)一、单项选择题1.美国《大众科学》月刊网站报道,美国明尼苏达大学的研究人员发现.一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能.具体而言,只要略微提高温度,这种合金就会变成强磁性合金,从而使环绕它的线圈中产生电流,其简化模型如图所示.A为圆柱形合金材料,B为线圈,套在圆柱形合金材料上,线圈的半径大于合金材料的半径.现对A进行加热,则( )A.B中将产生逆时针方向的电流B.B中将产生顺时针方向的电流C.B线圈有收缩的趋势D.B线圈有扩张的趋势解析:选D.合金材料加热后,合金材料成为磁体,通过线圈B的磁通量增大,由于线圈B内有两个方向的磁场,由楞次定律可知线圈只有扩张,才能阻碍磁通量的变化,C错误,D正确;由于不知道极性,无法判断感应电流的方向,A、B错误.2.(2018·浙江嘉兴一中测试)如图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解析:选D.当左侧通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流时,通过右侧线圈的磁通量增大,根据楞次定律可以知道,右侧线圈产生的感应电流方向为逆时针,由于磁场是均匀增大,则产生的感应电流为恒定的,故选项A、B错误;当有金属片通过时,接收线圈中磁通量仍然增大,故产生的感应电流方向仍然为逆时针,但是由于金属片中也要产生感应电流,所以接收线圈中的感应电流大小发生变化,故选项C错误,选项D正确.3.如图所示,两个同心圆形线圈a、b在同一平面内,其半径大小关系为r a>r b,条形磁铁穿过圆心并与圆面垂直,则穿过两线圈的磁通量Φa、Φb间的大小关系为( ) A.Φa>ΦbB.Φa=ΦbC.Φa<ΦbD.条件不足,无法判断解析:选C.条形磁铁内部的磁感线全部穿过a、b两个线圈,而外部磁感线穿过线圈a 的比穿过线圈b的要多,线圈a中磁感线条数的代数和要小,故选项C正确.4.如图所示,矩形闭合线圈abcd竖直放置,OO′是它的对称轴,通电直导线AB与OO′平行,且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直,如要在线圈中形成方向为abcda的感应电流,可行的做法是( )A.AB中电流I逐渐增大B.AB中电流I先增大后减小C.导线AB正对OO′靠近线圈D.线圈绕OO′轴逆时针转动90°(俯视)解析:选D.由于通电直导线AB与OO′平行,且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直.AB 中电流如何变化,或AB正对OO′靠近线圈或远离线圈,线圈中磁通量均为零,不能在线圈中产生感应电流,选项A、B、C错误;线圈绕OO′轴逆时针转动90°(俯视),由楞次定律可知,在线圈中形成方向为abcda的感应电流,选项D正确.5.如图,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放,环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为F T1和F T2,重力加速度大小为g,则( )A.F T1>mg,F T2>mgB.F T1<mg,F T2<mgC.F T1>mg,F T2<mgD.F T1<mg,F T2>mg解析:选A.金属环从位置Ⅰ靠近磁铁上端,因产生感应电流,故“阻碍”相对运动,知金属环与条形磁铁相互排斥,故绳的拉力F T1>mg.同理,当金属环离开磁铁下端时,金属环与磁铁相互吸引,因而绳的拉力F T2>mg,故A正确.6.如图所示,在一固定水平放置的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁,从离地面高h处,由静止开始下落,最后落在水平地面上.磁铁下落过程中始终保持竖直方向,并从圆环中心穿过圆环,而不与圆环接触.若不计空气阻力.重力加速度为g,下列说法中正确的是( ) A.在磁铁下落的整个过程中,圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)B.磁铁在整个下落过程中,受圆环对它的作用力先竖直向上后竖直向下C.磁铁在整个下落过程中,它的机械能不变D.磁铁落地时的速率一定等于2gh解析:选A.当条形磁铁靠近圆环时,穿过圆环的磁通量增加,根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为逆时针(从上向下看圆环),当条形磁铁远离圆环时,穿过圆环的磁通量减小,根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为顺时针(从上向下看圆环),A正确;根据楞次定律的推论“来拒去留”原则,可判断磁铁在整个下落过程中,受圆环对它的作用力始终竖直向上,B错误;磁铁在整个下落过程中,由于受到磁场力的作用,机械能不守恒,C错误;若磁铁从高度h处做自由落体运动,其落地时的速度v=2gh,但磁铁穿过圆环的过程中要产生一部分电热,根据能量守恒定律可知,其落地速度一定小于2gh,D错误.7.如图所示,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自左向右滑动过程中,线圈ab将( )A.静止不动B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动,但因电源的极性不明,无法确定转动的方向解析:选C.滑片P向右滑动过程中,电流增大,线圈处的磁场变强,磁通量增大,根据“阻碍”含义,线圈将阻碍磁通量增大而顺时针转动,故C正确.8.(2018·青岛模拟)如图甲所示,水平面上的平行导轨MN、PQ上放着两根导体棒ab、cd,两棒中间用绝缘丝线系住.开始时匀强磁场垂直于纸面向里,磁感应强度B随时间t 的变化如图乙所示,I和F T分别表示流过导体棒中的电流和丝线的拉力(不计电流之间的相互作用力),则在t0时刻( )A.I=0,F T=0 B.I=0,F T≠0C.I≠0,F T=0 D.I≠0,F T≠0解析:选C.t0时刻,磁场变化,磁通量变化,故I≠0;由于B=0,故ab、cd所受安培力均为零,丝线的拉力为零,C项正确.9.如图所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块( )A.在P和Q中都做自由落体运动B.在两个下落过程中的机械能都守恒C.在P中的下落时间比在Q中的长D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大解析:选C.小磁块在铜管中下落,产生电磁感应现象,根据楞次定律的推论——阻碍相对运动可知,小磁块下落过程中受到向上的电磁阻力,而在塑料管中下落,没有电磁感应现象,小磁块做自由落体运动,故C正确.二、多项选择题10.(2018·海南省嘉积模拟)电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图所示,现使磁铁由静止开始下落,在N极接近线圈上端的过程中,下列说法正确的是( )A.流过R的电流方向是a到bB.电容器的下极板带正电C.磁铁下落过程中,加速度保持不变D.穿过线圈的磁通量不断增大解析:选BD.在N极接近线圈上端的过程中,线圈中向下的磁通量在变大,所以选项D 正确;根据楞次定律可以得出,感应电流方向为逆时针(俯视图),流过R的电流方向是b 到a,选项A错误;线圈的下部相当于电源的正极,电容器的下极板带正电,所以选项B正确;磁铁下落过程中,重力不变,线圈对磁铁的作用力变化,所以合力变化,加速度变化,所以选项C错误.11.。

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