高考物理一轮复习 专题40 电磁感应 楞次定律（讲）（含解析）1

专题40 电磁感应 楞次定律（讲）1高考对本专题内容考查较多的是感应电流的产生条件、方向2电磁感应现象与磁场、电路、力学、能量等知识联系的综合题以及感应电流（或感应电动势）的图象问题在高考中频繁出现3该部分知识与其他学科知识相互渗透也是命题的趋势，同时将该部分知识同生产、生活实际、高科技等相结合，注重考查学生分析、解决实际问题的能力4试题题型全面，选择题、解答题都可能出现，且解答题难度较大，涉及知识点多，考查综合能力，从而增加试题的区分度1知道电磁感应现象产生的条件2理解磁通量及磁通量变化的含义，并能计算3掌握楞次定律和右手定则的应用，并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向一、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：BS适用条件：（1）匀强磁场（2）S为垂直磁场的有效面积3磁通量是标量（填“标量”或“矢量”）4磁通量的意义：（1）磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数（2）同一平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大；当它跟磁场方向平行时，磁通量为零；当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时，磁通量为零二、电磁感应现象1电磁感应现象：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应2产生感应电流的条件：表述1：闭合回路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动表述2：穿过闭合回路的磁通量发生变化3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深化拓展当回路不闭合时，没有感应电流，但有感应电动势，只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象，且产生感应电动势的那部分导体或线圈相当于电源三、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：导体棒切割磁感线产生感应电流考点一电磁感应现象能否发生的判断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判断流程：（1）确定研究的闭合回路（2）弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量（3）重点归纳1、判断电磁感应现象是否发生的一般流程典型案例（多选）如图为“研究电磁感应现象”的实验装置如果在原线圈插入副线圈后保持不动，闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合电键后，下列情况下电流计指针偏转情况是（ ）A将原线圈迅速从副线圈中拔出时，指针向左偏转一下B保持电建闭合状态时，指针一直偏在零点右侧C滑动变阻器触头迅速向左滑动时，指针向右偏转一下D将原线圈内铁芯A快速拔出时，指针向左偏转一下【答案】AD【名师点睛】电磁感应现象是否发生判断流程：针对练习1如图所示，一个闭合三角形导线框位于竖直平面内，其下方固定一根与线框所在的竖直平面平行且很靠近（但不重叠）的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流线框从实线位置由静止释放，在其后的运动过程中（ ）A线框中的磁通量为零时其感应电流也为零B线框中感应电流方向为先顺时针后逆时针 C线框受到安培力的合力方向竖直向上D线框减少的重力势能全部转化为电能【答案】C【名师点睛】本题考查通电直导线的磁场的特点和楞次定律的应用，该过程中，要注意穿越导线时，先是向外的磁通量减小，一直减小到0，之后变成向里的磁通量，并逐渐增大这一过程是连续的，始终有感应电流存在属于基础题型，易错题。针对练习2如图所示，将一个矩形小线圈放在一个大匀强磁场中，线圈平面平行于磁感线，则线圈中有感应电流产生的是（ ）A当矩形线圈做平行于磁感线的平动B当矩形线圈做垂直于磁感线的平动C当矩形线圈绕AB边做转动时D当矩形线圈绕BC边做转动时【答案】C【名师点睛】本题考查应用感应电流产生的条件判断实际问题的能力，常规题，情景并不复杂。考点二利用楞次定律判断感应电流的方向1楞次定律中“阻碍”的含义重点归纳1判断感应电流方向的“四步法”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3楞次定律的推广应用楞次定律中“阻碍”的主要表现形式：（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”4“三个定则、一个定律”的综合应用技巧（1）应用现象及规律比较基本现象应用的定则或定律运动电荷、电流产生的磁场安培定则磁场对运动电荷、电流的作用力左手定则电磁感应部分导体做切割磁感线运动右手定则闭合回路磁通量变化楞次定律（2）应用技巧多定则应用的关键是抓住因果关系：无论是“安培力”还是“洛伦兹力”，只要是“力”都用左手判断“电生磁”或“磁生电”均用右手判断因电而生磁（IB）安培定则；因动而生电（v、BI）右手定则；因电而受力（I、BF安）左手定则（3）一般解题步骤分析题干条件，找出闭合电路或切割磁感线的导体棒结合题中的已知条件和待求量的关系选择恰当的规律正确地利用所选择的规律进行分析和判断典型案例如图所示，A，B都是很轻的铝环，分别吊在绝缘细杆的两端，杆可绕中间竖直轴在水平面内转动，环A是闭合的，环B是断开的。若用磁铁分别接近这两个圆环，则下面说法正确的是:（）A磁铁N极接近A环时，A环被吸引，而后被推开B磁铁N极远离A环时，A环被排斥，而后随磁铁运动C磁铁N极接近B环时，B环被排斥，远离磁铁运动D磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被排斥【答案】D【名师点睛】当磁铁的运动，导致两金属圆环的磁通量发生变化，对于闭合圆环，从而由楞次定律可得线圈中产生感应电流，则处于磁铁的磁场受到安培力，使圆环运动；对于不闭合圆环，虽有感应电动势，但没有感应电流，则不受安培力作用。针对练习1如图所示，MN是一根固定的通电直导线，电流方向由N到M，今将一金属框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘，当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为A受力沿x轴正向 B受力沿x轴负向C受力沿y轴正向 D受力沿y轴负向【答案】A【名师点睛】金属线框abcd放在导线MN上，导线中电流产生磁场，当导线中电流增大时，穿过线框abcd的磁通量增大，根据楞次定律判断线框abcd所受有安培力方向当磁通量增大时，线框abcd应向磁通量减小的方向移动。针对练习2（多选）如图所示的水平装置中，cd杆原来静止当ab 杆做如下那些运动时，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【答案】BD【解析】杆向右匀速运动，在杆中产生恒定的电流，该电流在线圈中产生恒定的磁场，在中不产生感应电流，所以杆不动，故A错误；杆向右加速运动，根据右手定则，知在杆上产生增大的a到b的电流，根据安培定则，在中产生向上增强的磁场，该磁场向下通过，根据楞次定律，在杆上产生c到d的电流，根据左手定则，受到向右的安培力，向右运动，故B正确；杆向左加速运动，根据右手定则，知在杆上产生增大的b到a的电流，根据安培定则，在中产生向下增强的磁场，该磁场【名师点睛】本题综合考查了右手定则、左手定则、安培定则以及楞次定律，综合性较强，关键搞清各种定则适用的范围，不能混淆。