高三物理总复习顶层设计课件第十章电磁感应101

第十章 电磁感应
•【考情微解读】
第1讲 电磁感应现象 楞次定律
微知识 对点练 微考点 悟方法 微专题 巧突破 微考场 提技能
微知识 对点练
教材回扣 基础自检
知|识|梳|理 微知识❶ 磁通量 1．磁通量：设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，该平面 的面积 S 与磁感应强度 B 的 乘积 叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通。 公式： Φ＝BS ，单位： 韦伯 ，符号：_W__b__。1 Wb＝ 1 T·m2 。 2．磁通量的意义：可以用磁感线形象地说明，即穿过磁场中某个面 的磁感线的条数。对于同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，穿过它的磁 感线条数最多，磁通量 最大 。当它跟磁场方向平行时，没有磁感线穿 过它，则磁通量为 零 。
解析 根据楞次定律中“增缩减扩”的原理，无论磁场方向如何，只要磁 场增强，导体棒就可能向左移动，只要磁场减弱，导体棒就可能向右移动，A、 B 错误，C 正确。当磁场变化时，ab 杆中一定有电流产生，ab 杆也一定受安培 力，但如果安培力小于金属杆与框架间的最大静摩擦力，则 ab 杆不会移动，D 错误。
答案 C
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( )
A
B
C
D
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( )
二、对点微练 1．(磁通量的理解)如图所示的磁场中，有三个面积相同且相互平行的 线圈 S1、S2 和 S3，穿过 S1、S2 和 S3 的磁通量分别为 Φ1、Φ2 和 Φ3，下列 判断正确的是( )
A．Φ1 最大 C．Φ3 最大
B．Φ2 最大 D．Φ1＝Φ2＝Φ3
解析 三个线圈的面积相同，由图可看出第三个线圈所在处磁感线最密， 即磁感应强度最强，所以 Φ3 最大。
解析 当金属棒向右匀速运动而切割磁感线时，金属棒产生恒定感应电动 势，由右手定则判断电流方向由 a→b，根据电流从电源(ab 相当于电源)正极流 出沿外电路回到电源负极的特点，可以判断 b 点电势高于 a 点。又左线圈中的 感应电动势恒定，则感应电流也恒定，所以穿过右线圈的磁通量保持不变，不 产生感应电流。
解析 两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路，当 AB 向右运动时，回 路中磁通量增加，结合安培定则判断回路中感应电流的方向是 B→A→C→D→B。再根据左手定则，可判断出磁场对 CD 的作用力向右，对 AB 的作用力向左。故选项 B、D 正确。
答案 BD
微考点 悟方法
核心考点 分层突破
核心微讲 1．判断电磁感应现象是否发生的一般流程
A．当金属棒 ab 向右匀速运动时，a 点电势高于 b 点，c 点电势高于 d点
B．当金属棒 ab 向右匀速运动时，b 点电势高于 a 点，c 点与 d 点等 电势
C．当金属棒 ab 向右加速运动时，b 点电势高于 a 点，c 点电势高于 d点
D．当金属棒 ab 向右加速运动时，b 点电势高于 a 点，d 点电势高于 c点
答案 D
2－2.在水平面内有一固定的 U 形裸金属框架，框架上静止放置一根 粗糙的金属杆 ab，整个装置放在竖直方向的匀强磁场中，如图所示。下列 说法正确的是( )
A．只有当磁场方向向上且增强，ab 杆才可能向左移动 B．只有当磁场方向向下且减弱，ab 杆才可能向右移动 C．无论磁场方向如何，只要磁场减弱，ab 杆就可能向右移动 D．当磁场变化时，ab 杆中一定有电流产生，且一定会移动
答案 D
4．(右手定则)(2017·佛山模拟)(多选)两根相互平行的金属导轨水平放 置于如图所示的匀强磁场中，与导轨接触良好的导体棒 AB 和 CD 可以自 由滑动。当 AB 在外力 F 作用下向右运动时，下列说法正确的是( )
A．导体棒 CD 内有电流通过，方向是 D→C B．导体棒 CD 内有电流通过，方向是 C→D C．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
答案 BC
1－2.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。下列说法正确的是( )
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 a→b→c→d→a 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 a→d→c→b→a
微知识❸ 楞次定律
基|础|诊|断 一、思维诊断 1．磁通量等于磁感应强度 B 与面积 S 的乘积( × ) 2．磁通量、磁通量变化、磁通量的变化率的大小均与匝数无关(√ ) 3．只要回路中的磁通量变化，回路中一定有感应电流( × ) 4．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( × ) 5．当导体切割磁感线运动时，一定产生感应电动势( √ )
当 ab 向右做加速运动时，由右手定则可推断 φb＞φa，电流沿逆时针方向。 又由 E＝BLv 可知 ab 导体两端的 E 不断增大，那么左边电路中的感应电流也 不断增大，由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的，并 且磁场不断增强，所以右边电路的线圈中的向上的磁通量不断增加。由楞次定 律可判断右边电路的感应电流方向应沿逆时针，而在右线圈的电路中，感应电 动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上。把这个线圈看作电源，由于电流是 从 c 沿内电路(即右线圈)流向 d，所以 d 点电势高于 c 点。
(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。
母题导航 【母题】 (多选)如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕 向在图中已经标出。左线圈连着平行导轨 M 和 N，导轨电阻不计，在导 轨垂直方向上放着金属棒 ab，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。 下列说法正确的是( )
答案 C
核心微讲 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： (1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”； (2)阻碍相对运动——“来拒去留”； (3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”； (4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”。
典例微探 【例】 (多选)如图所示，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。当一条形磁铁从 高处下落接近回路时( )
微知识❷ 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 感应电流 产生的
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 。 (2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做 切割磁感线 的运动。 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 ，如果回路闭合，则产生 __感__应__电__流__；如果回路不闭合，则只产生感应电动势 ，而不产生 感应电流 。 4．能量转化 发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为 电能 。
A．FN 先小于 mg 后大于 mg，运动趋势向左 B．FN 先大于 mg 后小于 mg，运动趋势向左 C．FN 先小于 mg 后大于 mg，运动趋势向右 D．FN 先大于 mg 后小于 mg，运动趋势向右
解析 条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时，通过线圈的磁通量先增加 后又减小。当通过线圈磁通量增加时，为阻碍其增加，在竖直方向上线圈有向 下运动的趋势，所以线圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上有向右运动 的趋势，当通过线圈的磁通量减小时，为阻碍其减小，在竖直方向上线圈有向 上运动的趋势，所以线圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右运动 的趋势。综上所述，线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力，运动趋势总 是向右，D 项正确。
A．导线框进入磁场时，感应电流方向：a→b→c→d→a B．导线框离开磁场时，感应电流方向：a→d→c→b→a C．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右 D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左
解析 由楞次定律可知，导线框进入磁场时，感应电流磁场垂直纸面向里， 由安培定则知，感应电流方向为 a→d→c→b→a，故 A 项错。同理可判断导线 框离开磁场时感应电流方向为 a→b→c→d→a，故 B 项错。由楞次定律的“阻 碍”含义，阻碍相对运动，故无论进入还是离开磁场，安培力方向都是水平向 左的。
方法二：根据楞次定律的另一表述——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 AD。
答案 AD
题组微练 2－1.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 正上方等高快速经过时，若线圈 始终不动，则关于线圈受到的支持力 FN 及在 水平方向运动趋势的正确判断是( )
A．在 B 放入磁场的过程中，B 中将产生感应电流；当稳定 后，感应电流消失
B．在 B 放入磁场的过程中，B 中将产生感应电流；当稳定后，感应 电流仍存在
C．若 A 的 N 极朝上，B 中感应电流的方向为顺时针方向(俯视) D．若 A 的 N 极朝上，B 中感应电流的方向为逆时针方向(俯视)
解析 当将 B 环靠近 A 时，由于越靠近 A 物体，其磁场就越强，磁感线 就越密，所以在靠近过程中 B 环会切割磁感线运动，即在该环中会产生感应电 流；由于发生了超导，即没有电阻，所以此时 B 环中的电流不会变小，且永远 存在，故 A 错误，B 正确；此时圆环 B 水平放在磁铁 A 上且悬浮在磁铁 A 的 上方空中，即其相互排斥，这就说明 B 环的下面是 N 极，故安培定则可判断此 时用右手握时，大拇指应朝下，故感应电流为顺时针方向(俯视)，故 C 正确， D 错误。