專題九 電磁感應(yīng) 第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律 考點(diǎn)1 磁通量 垂直 1 定義 在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 與磁場(chǎng)方向 的面積S和B的乘積 BS 2 公式 適用條件 1 磁場(chǎng) 勻強(qiáng) 2 S為 磁場(chǎng)的有效面積 垂直 標(biāo)量 3 磁通量是 填 標(biāo)量 或 矢量 4 磁通量的意義 磁感線 垂直 零 零 1 磁通量可以理解為穿過某一面積的 的條數(shù) 2 同一線圈平面 當(dāng)它跟磁場(chǎng)方向 時(shí) 磁通量最大 當(dāng)它跟磁場(chǎng)方向平行時(shí) 磁通量為 當(dāng)正向穿過線圈平面的磁感線條數(shù)和反向穿過的一樣多時(shí) 磁通量為 考點(diǎn)2 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 1 電磁感應(yīng) 磁通量 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 感應(yīng)電流 1 定義 只要穿過閉合回路的 發(fā)生變化 閉合回路中就有電流產(chǎn)生 這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做 產(chǎn)生的電流叫做 2 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 閉合回路中的 發(fā)生 變化 磁通量 切割磁感線 發(fā)生變化 表述1 閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)做 運(yùn)動(dòng) 表述2 穿過閉合電路的磁通量 3 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件 無論回路是否閉合 只要穿過線圈平面的 發(fā)生變化 線圈中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生 4 電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化 磁通量 電能 發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí) 機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為 2 正確區(qū)分磁通量 磁通量的變化量和磁通量的變化率 1 三者的區(qū)別 磁感線條數(shù) 快慢 斜率 考點(diǎn)3 楞次定律和右手定則 1 楞次定律內(nèi)容 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙 的變化 引起感應(yīng)電流的磁通量 感應(yīng)電流 2 右手定則 伸開右手 讓拇指跟其余四指垂直 并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi) 讓磁感線垂直從手心進(jìn)入 并使拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向 這時(shí)四指所指的方向就是 的方向 基礎(chǔ)自測(cè) 1 如圖9 1 1所示 正方形線圈abcd位于紙面內(nèi) 邊長(zhǎng)為L(zhǎng) 匝數(shù)為N 過ab中點(diǎn)和cd中點(diǎn)的連線OO 恰好位于垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的右邊界上 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 則穿過線圈 的磁通量為 圖9 1 1 A BL22 B NBL22 C BL2 D NBL2 答案 A 2 如圖9 1 2所示 一個(gè)金屬圓環(huán)水平放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 若要使圓環(huán)中產(chǎn)生如箭頭所示方向的瞬時(shí)感應(yīng)電流 下列方法可行的是 A 使勻強(qiáng)磁場(chǎng)均勻增大B 使圓環(huán)繞如圖水平軸ab轉(zhuǎn)動(dòng)30 C 使圓環(huán)繞如圖水平軸cd轉(zhuǎn)動(dòng)30 D 保持圓環(huán)水平并使其繞過圓心的 圖9 1 2 豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)答案 A 3 2016年上海卷 磁鐵在線圈中心上方開始運(yùn)動(dòng)時(shí) 線圈 中產(chǎn)生如圖9 1 3所示方向的感應(yīng)電流 則磁鐵 圖9 1 3 B 向下運(yùn)動(dòng)D 向右運(yùn)動(dòng) A 向上運(yùn)動(dòng)C 向左運(yùn)動(dòng)答案 B 4 2016年海南卷 如圖9 1 4所示 一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長(zhǎng)直導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi) 環(huán)的圓心與兩導(dǎo)線距離相等 環(huán)的直徑小于兩導(dǎo)線間距 兩導(dǎo)線中通有大小相等 方向向 下的恒定電流 若 A 金屬環(huán)向上運(yùn)動(dòng) 則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向B 金屬環(huán)向下運(yùn)動(dòng) 則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向C 金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近 則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向D 金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近 則環(huán)上的感應(yīng)電 圖9 1 4 流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向答案 D 熱點(diǎn)1考向1 磁通量的計(jì)算與電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷磁通量的計(jì)算 典題1 如圖9 1 5所示 一水平放置的N匝矩形線框面積為S 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 方向斜向上 與水平面成30 角 現(xiàn)若使矩形框以左邊的一條邊為軸轉(zhuǎn)到豎直的虛線位 置 則此過程中磁通量的改變量的大小是 圖9 1 5 解析 是標(biāo)量 但有正 負(fù)之分 在計(jì)算 2 1時(shí)必須注意 2 1的正負(fù) 要注意磁感線從線框的哪一面穿過 此題中在開始位置磁感線從線框的下面穿進(jìn) 在末位置磁感線從線框的另一面穿進(jìn) 若取轉(zhuǎn)到末位置時(shí)穿過線框方向?yàn)檎?答案 C 考向2 電磁感應(yīng)現(xiàn)象能否發(fā)生的判斷 判斷流程 1 確定研究的閉合電路 2 弄清楚回路內(nèi)的磁場(chǎng)分布 并確定該回路的磁通量 典題2 下圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 AC BD 解析 根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 A中 電路沒閉合 無感應(yīng)電流 B中 磁感應(yīng)強(qiáng)度不變 面積增大 閉合電路的磁通量增大 有感應(yīng)電流 C中 穿過線圈的磁感線相互抵消 恒為零 無感應(yīng)電流 D中 磁通量不發(fā)生變化 無感應(yīng)電流 答案 B 熱點(diǎn)2考向1 楞次定律的應(yīng)用楞次定律的基本應(yīng)用 熱點(diǎn)歸納 應(yīng)用楞次定律的基本步驟 典題3 2017年新課標(biāo) 卷 如圖9 1 6所示 在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一 U 形金屬導(dǎo)軌 導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直 金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS 一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi) 線框與導(dǎo)軌共面 現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng) 在運(yùn)動(dòng)開始的瞬間 關(guān)于感應(yīng) 電流的方向 下列說法正確的是 圖9 1 6 A PQRS中沿順時(shí)針方向 T中沿逆時(shí)針方向B PQRS中沿順時(shí)針方向 T中沿順時(shí)針方向C PQRS中沿逆時(shí)針方向 T中沿逆時(shí)針方向D PQRS中沿逆時(shí)針方向 T中沿順時(shí)針方向 解析 因?yàn)镻Q突然向右運(yùn)動(dòng) 由右手定則可知 PQRS中有沿逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 穿過T中的磁通量減小 由楞次定律可知 T中有沿順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 D正確 A B C錯(cuò)誤 答案 D 考向2 對(duì)楞次定律 阻礙 的理解 熱點(diǎn)歸納 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中 因果相對(duì) 的關(guān)系恰好反映了自然界的這種對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律 對(duì)楞次定律中 阻礙 的含義可以推廣為感應(yīng)電流的 效果 總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因 可由以下四種方式呈現(xiàn) 1 阻礙原磁通量的變化 即 增反減同 2 阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng) 即 來拒去留 3 使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì) 即 增縮減擴(kuò) 4 阻礙原電流的變化 自感現(xiàn)象 即 增反減同 典題4 2017年上海高三質(zhì)檢 如圖9 1 7所示 在同一水平面內(nèi)有兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ 在兩導(dǎo)軌之間豎直放置通電螺線管 ab和cd是放在導(dǎo)軌上的兩根金屬棒 它們分別放在螺線管的左右兩側(cè) 保持開關(guān)閉合 最初兩金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài) 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向左滑動(dòng)時(shí) 兩根金屬棒與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中的感應(yīng)電流方向 俯視圖 及ab cd兩棒 的運(yùn)動(dòng)情況是 A 感應(yīng)電流為順時(shí)針方向 兩棒相互靠近B 感應(yīng)電流為順時(shí)針方向 兩棒相互遠(yuǎn)離C 感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向 兩棒相互靠近 D 感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向 兩棒相互遠(yuǎn)離 圖9 1 7 解析 當(dāng)變阻器滑片向左滑動(dòng)時(shí) 電路的電流變大 線圈的磁場(chǎng)增加 根據(jù)安培定則由電流方向可確定線圈的磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌向下 由于線圈處于兩棒中間 所以穿過兩棒所圍成的磁通量變大 由楞次定律可得 線框abdc產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 最后根據(jù)左手定則可確定安培力的方向 ab棒處于垂直向上的磁場(chǎng) 且電流方向?yàn)閍 b 則安培力方向向左 cd棒處于垂直向上的磁場(chǎng) 且電流方向?yàn)閐 c 則安培力方向向右 兩棒相互遠(yuǎn)離 故選項(xiàng)D正確 答案 D 遷移拓展 如圖9 1 8所示 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(dāng)a繞O點(diǎn)在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí) b中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 且具有收縮趨勢(shì) 由此 可知 圓環(huán)a 圖9 1 8 A 順時(shí)針加速旋轉(zhuǎn)C 逆時(shí)針加速旋轉(zhuǎn) B 順時(shí)針減速旋轉(zhuǎn)D 逆時(shí)針減速旋轉(zhuǎn) 解析 據(jù)楞次定律的推論 增反減同 b環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 說明a中原電流可能順時(shí)針減少 也可能逆時(shí)針增加 但b環(huán)有收縮的趨勢(shì) 說明a環(huán)中的電流應(yīng)與b環(huán)中的電流同向 同向電流相互吸引 才能使b環(huán)收縮 故a環(huán)中的電流只能是順時(shí)針減少 因此帶正電的a環(huán)只能順時(shí)針減速旋轉(zhuǎn) B正確 答案 B 熱點(diǎn)3 楞次定律和右手定則 左手定則 安培定則三定 則的綜合應(yīng)用 熱點(diǎn)歸納 1 規(guī)律比較 2 相互聯(lián)系 1 應(yīng)用楞次定律時(shí) 一般要用到安培定則 2 研究感應(yīng)電流受到的安培力 一般先用右手定則確定電流方向 再用左手定則確定安培力的方向 有時(shí)也可以直接應(yīng)用楞次定律的推論確定 典題5 多選 如圖9 1 9所示 水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ MN MN的左邊有一閉合電路 當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí) MN向右運(yùn)動(dòng) 則PQ所做 的運(yùn)動(dòng)可能是 圖9 1 9 B 向左加速運(yùn)動(dòng)D 向左減速運(yùn)動(dòng) A 向右加速運(yùn)動(dòng)C 向右減速運(yùn)動(dòng)答案 BC 方法技巧 左 右手定則的區(qū)分 1 右手定則與左手定則的區(qū)別 抓住 因果關(guān)系 才能無誤 因動(dòng)而電 用右手 因電而動(dòng) 用左手 2 左手定則和右手定則很容易混淆 為了便于區(qū)分 可把兩個(gè)定則簡(jiǎn)單地總結(jié)為 通電受力用左手 運(yùn)動(dòng)生電用右手 力 的最后一筆 丿 方向向左 用左手 電 的最后一筆 乚 方向向右 用右手