高三物理总复习——电磁感应现象 楞次定律

电磁感应现象
Ⅰ
Ⅱ Ⅱ
电动势的计算，只限于lபைடு நூலகம்直B、v
的情况
2、不要求用自感系数计算自
楞次定律
自感、涡流
感电动势
Ⅰ
高考命题情况
（ 2013 年 16 题——线框在磁场的匀变速运动 ） 如图,在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R 的正方形导线框;在导线框右侧有一宽度为 d(d>L)的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线 框的一边平行,磁场方向竖直向下。导线框以某 一初速度向右运动。t=0时导线框的右边恰与磁 场的左边界重合,随后导线框进入并通过磁场区 域。下列v—t图象中,可能正确描述上述过程的 是
D．发生转动，但电源的极性不明，无法确定转动方向
答案
B
练习2、[来拒去留](多选)如图所示，闭合导体
环水平固定。条形磁铁 S 极向下以初速度 v0 沿 过导体环圆心的竖直轴线下落，穿过导体环的 过程中，关于导体环中的感应电流及条形磁铁 的加速度，下列说法正确的是( )
A．从上向下看，导体环中的感应电流的方向先顺时针后逆时针 B．从上向下看，导体环中的感应电流的方向先逆时针后顺时针
楞次定律
阻碍 磁通量
运动方 向 切割
楞次定律的理解及应用
1．楞次定律中“阻碍”的含义
楞次定律的理解及应用
2．应用楞次定律的两点注意 (1)感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向并非总是相同 或相反，而是“增反减同”。
(2)由于运动而产生感应电流时，感应电流的效果是阻碍物体
间的相对运动，而不是阻碍物体的运动。
高考命题情况
（ 2015 年 15 题——转动切割、双棒切割 ）如题 15 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 Ua 、 Ub 、 Uc 已知 bc边 的长度为l。下列判断正确的是（ ） A．Ua> Uc，金属框中无电流 B．Ub >Uc，金属框中电流方向沿a-b-c-a C．Ubc=-Bl²ω/2，金属框中无电流 D． Ubc=Bl² ω/2，金属框中电流方向沿a-c-b-a
[楞次定律的应用]某实验小组用如图3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，通过电流表的感应 电流方向是( A．a→G→b B．先a→G→b，后b→G→a ) 图3
C．b→G→a
D．先b→G→a，后a→G→b
答案D
楞次定律推论的应用
阻碍原磁通量 变 化 —“ 增 反 减同”
例、 (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
C．向右减速运动 答案 BC
B．向左加速运动
D．向左减速运动
练习、(多选)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( )
高三物理第一轮总复习
知识体系
电磁感应
磁 通 量
变化
电磁感应 现象
电磁感应 规律
电磁感应 应用 自 感 现 象
阻碍磁通 量的变化
感应电流的方向 感应电动势的方向 楞次定律 右手定则
变化快慢
感应电动势的大小 法拉第电磁感应定律
En t
E BLv sin
考试内容与要求
考点内容 要求 Ⅰ 1、导体切割磁感线时，感应 磁通量 法拉第电磁感应定律 说明
高考命题情况
（ 2014 年 25 题——电磁感应规律综合应用 ）半径分别为 r 和 2r 的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为 r、质量为 m且质量分布均匀的直导体棒 AB置于圆导轨上面，BA的延 长线通过圆导轨中心，装置的俯视图如图所示。整个装置位 于一匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下。在 内圆导轨的 C点和外圆导轨的点之间接有一阻值为 R的电阻 （图中未画出）。直导体棒在水平外力作用下以角速度 绕 O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。 设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 ，导体棒和导轨的 电阻均可忽略。重力加速度大小为g。求 （1）通过电阻R的感应电流的方向和大小； （2）外力的功率。
A．金属圆环B有扩张的趋势，丝线受到的拉力增大 B．金属圆环B有收缩的趋势，丝线受到的拉力减小 C．金属圆环B有扩张的趋势，丝线受到的拉力减小
D．金属圆环B有收缩的趋势，丝线受到的拉力增大
答案 B
“三个定则与一个定律”的综合应用 1．“三个定则与一个定律”的比较
名称 电流的磁 基本现象 运动电荷、 应用的定则或定律
安培定则
(因电而生磁)
效应
洛伦兹力、 安培力
电流产生磁场
磁场对运动电荷、 电流有作用力 部分导体做切
左手定则
(因电而受力) 右手定则 (因动而生电) 楞次定律
电磁感应
割磁感线运动
闭合回路磁
通量变化
(因磁而生电)
2.三定则一定律的应用技巧
(1)应用楞次定律时，一般要用到安培定则。 (2)研究感应电流受到的安培力时，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方向，有时也可以直接应 用楞次定律的推论确定。
高考命题情况
（2016年20题——转动切割和电路分析）法拉第圆盘发电机 的示意图如题20图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜 片P、Q分别于圆盘的边缘和铜轴接触，关于流过电阻R的 电流，下列说法正确的是( ) A. 若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定 B. 若从上往下看，圆盘顺时针转动， 则电流沿a到b的方向流动 C. 若圆盘转动方向不变，角速度大 小发生变化，则电流方向可能发生变化 D. 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍， 则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
常见的产生感应电流的三种情况
(2014· 新课标全国卷 Ⅰ，14)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 答案 D
阻碍相对运 动 — “来拒去 留”
改变闭合电路 的面积 — “增 缩减扩”
阻碍原电流的 变化 — “增反 减同”
练习1、[增反减同]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
复习内容及课时安排
1、电磁感应现象、楞次定律（1课时）
2、法拉第电磁感应定律、自感和涡流（2课时） 3、电磁感应中的动力学与能量问题（3课时） 4、电磁感应中的电路与图像问题（3课时）
第一部分 电磁感应现象 楞次定律
考纲解读：
1、理解电磁感应现象产生的条件
2、理解磁通量及磁通量正负的含义，并能计算 3、掌握楞次定律和右手定则，并能判断感应电流的方 向及相关导体的运动方向
C．条形磁铁的加速度一直小于重力加速度
D．条形磁铁的加速度开始小于重力加速度，后大于重力加速度 答案 AC
练习 3 、 [增缩减扩 ]如图所示， A为水平放置的橡胶圆盘，在
其侧面均匀带有负电荷，在 A 正上方用绝缘丝线悬挂一个金 属圆环 B( 丝线未画出 ) ，使 B 的环面与圆盘 A平行，其轴线与 圆盘A的轴线重合。现使圆盘A由静止开始绕其轴线按图中箭 头方向加速转动，则( )
A．向右匀速运动
动 C．向左加速运动 答案 BD 动
B ．向右加速运
D ．向左减速运
高考命题情况
（2017年20题右手定则和图像）两条平行虚线间存在一匀强 磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1 m、总电阻 为0.005 Ω的正方形导线框 abcd位于纸面内，cd边与磁场边 界平行，如图（a）所示。已知导线框一直向右做匀速直线 运动， cd边于 t=0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间 变化的图线如图（b）所示（感应电流的方向为顺时针时， 感应电动势取正）。下列说法正确的是 A．若磁感应强度的大小为0.5 T B．导线框运动的速度的大小为0.5m/s C．磁感应强度的方向垂直于纸面向外 D．在t=0.4 s至t=0.4 s这段时间内，导线框 所受的安培力大小为0.1 N
高考命题情况
（2016年24题——通过电磁感应力学综合考查了单杆切割的 知 识 ） 如图，水平面（纸面）内间距为l的平行金属导轨间 接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上，t=0时， 金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始 运动，t0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直 于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运 动。杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触 良好，两者之间的动摩擦因数为μ。重力加速度大小为g。 求 （1）金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小； （2）电阻的阻值。