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111第十二章 电磁感应本章是电磁学的核心内容，研究了电磁感应的一系列现象这部分内容能使力、电、磁三方面知识充分联系，使力的平衡条件、牛顿定律、动量守恒、动能定理、能量守恒、闭合电路欧姆定律有机结合，安培力则活跃其中即可单独命题，又能出现灵活多样的综合题考题很能考查学生能力，备受出题人青睐近几年高考对本章命题频率比较高，对学生的能力提出了很高的要求本章及相关内容知识网络：闭合电路的部分导体切割磁感线右手定则电磁感应电磁感应现象感应电动势的大小自感产生感应电流的条件感应电流方向的判定穿过闭合电路的磁通量发生变化楞次定律法拉第电磁感应定律推论=BLvsin切割磁感线导体的平衡和变速运动问题切割磁感线的导体充当电源引起恒定电流的问题电磁感应现象中的能的转化和守恒问题日光灯专题一 电磁感应现象 楞次定律【考点透析】 一、本专题考点： 电磁感应现象、感应电流的方向、右手定则、楞次定律是类要求，即能够理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用二、理解和掌握的内容1磁通量、磁通量的变化的区别：(1)磁通量,表示穿过磁场中某个面积的磁感线的条数(2)磁通量的变化 =2-1，它可由B、S或两者之间的夹角发生变化引起二者之间没有固定的联系，不能混为一谈2感应电流的产生条件：有两种说法(1)闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动(2)穿过闭合回路的磁通量发生变化上述第二种说法反映了电磁感应的本质，更具一般性，因而感应电流的产生条件可只用第二种说法如果电路不闭合，只产生感应电动势而不产生感应电流，也发生了电磁感应现象3感应电流方向的判定：（1）右手定则：适用范围:闭合电路部分导体切割磁感线时. 定律内容:伸开右手,使大拇指跟其余四指垂直,并且都与手掌在同一平面内,让磁感线垂直穿入手心,大拇指指向导体运动的方向,那么其余四个手指所指的方向就是感应电流的方向.(2)楞次定律: 适用范围:穿过闭合电路的磁通量变化时. 定律内容:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.判定步骤:a.明确闭合电路范围内的原磁场的方向;b.分析穿过闭合电路的磁通量变化情况;c.根据楞次定律(增异减同),判定感应电流磁场的方向;d.利用安培定则,判定感应电流的方向.4难点释疑 正确理解楞次定律中“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”. (1)简单地说是“阻碍” “变化”,而不是阻碍原磁场.具体地说是:当原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反-以阻碍增加;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同-以阻碍减少. (2) “阻碍”并不是阻止. 如果原来的磁通量增加,感应电流的磁场只能阻碍它增加的速率,而不能阻止它的增加,即原来的磁通量还是要增加.【例题精析】abcdB图13-1例1 如图131所示,一个矩形线圈在匀强磁场中旋转,转动轴为其一边ab(如图).当转到线圈平面与磁场方向平行时是否产生感应电流?解析：本题考查感应电流的产生条件方法1 在这时刻附近极短时间里，穿过线圈的磁通量从有无，再从无有，发生变化，产生感应电流方法2 闭合电路的一部分（dc边）切割磁感线产生感应电流错解：此时穿过线圈的磁通量为零，不产生感应电流MNPQ图13-2小结：产生感应电流的条件是“只要穿过闭合电路的磁通量发生变化”这句话关键的两个字是“变化”因此，这类问题的解题关键是判断磁通量是否变化，而不是确定磁通量的数值思考拓宽：若从上向下看线圈绕逆时针方向旋转，则在图示位置处线圈中感应电流的方向如何？解答：dcbad方向NSFFPQ；图13-3 例2 如图132所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路当一条形磁铁从高处下落接近回路时（ ）AP、Q将互相靠拢 B.P、Q将互相远离C磁铁的加速度仍为g D. 磁铁的加速度小于g 解析：本题考查楞次定律及和相关知识的综合运用方法1 设磁铁下端为N极，如图133所示，根据楞次定律可判断出PQ中的感应电流方向，再根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向如图可见，P、Q将互相靠拢又由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律知，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于g当磁铁下端为S极时，根据类似的分析可得到相同的结果，本题应选A、D方法2 根据楞次定律的另一表述-安培力的效果也是阻碍磁通量的变化本题中为阻碍回路中磁通量的增加，安培力应使P、Q互相靠近，且对磁铁产生向上的力，因此磁铁的加速度要小于g应选A、D小结：方法1是依赖力-运动的关系，分析求得结果，是分析问题的基本方法方法2是应用楞次定律的第二种表述，思路较简单常见的安培力的效果表现为：（1）阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”；（2）使线圈面积有增大或缩小的趋势利用上述规律分析问题可以独辟蹊径，取得快速准确的效果凡涉及相对运动引起的电磁感应现象的题目，均可用此方法求解【能力提升】 知识与技能1如图13-4所示，关于闭合导线框中产生感应电流的下列说法中正确的是 （ ）A只要闭合导线框在磁场中作切割磁感线运动，线框中就会产生感应电流B只要闭合导线框处于变化的磁场中，线框中就会产生感应电流C图13-4中矩形导线框以其任何一条边为轴在磁场中旋转，都可以产生感应电流D图13-4中，闭合导线框以其对称轴OO在磁场中匀速转动，当穿过线圈的磁通量最大时，线框内不产生感应电流；当穿过线框内的磁通量为零时，线框中有感应电流产生OOabdc图13-4OMB图13-5NOS图13-6aabbccddABI图13-72如图13-5所示，把有孔的金属圆环与轻质弹簧连接起来，穿在一根水平杆上，杆与金属圆环的摩擦可忽略不计金属圆环静止时位于O点，O点右侧的空间存在一个垂直纸面的匀强磁场，将金属圆环由平衡位置O向右拉至M点后放开，金属圆环的运动情况是（设金属圆环所在平面始终垂直于磁场的方向） A金属圆环将作简谐运动 B金属圆环将作振幅逐渐增大的振动C金属圆环将作振幅逐渐减小的振动 D金属圆环将作振动，其振幅时而增大时而减小3.如图136所示，一均匀的条形磁铁的轴线与一圆形线圈在同一平面内，磁铁中心与圆心重合，为了在磁铁开始运动时在线圈中得到逆时针方向的感应电流，磁铁的运动方式应是（ ）A N极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕O点转动B N极向纸外，S极向纸内，使磁铁绕O点转动C 使磁铁在线圈平面内绕O点顺时针转动D 使磁铁垂直线圈平面向外平动4.如图137所示，导线框abcd与导线AB在同一平面内，直导线中通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线过程中，线框中感应电流的方向是（ ）A先abcda,再dcbad,后abcda. B.先abcda, 再dcbad.C.始终是dcbad. D. 先dcbad, 再abcda, 后dcbad5一根沿东西方向的水平导线，在赤道上空自由下落的过程中，导线上各点的电势（ ） A东端最高 B西端最高 C中点最高 D各点一样高能力与素质SS图13-86如图138所示，1982年美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验，他设想，如果一个只有S极的磁单极子从上向下穿过图示的超导线圈，那么从上向下看，超导线圈上将出现（ ）A.先是逆时针方向，然后是顺时针方向的感应电流 B.先是顺时针方向，然后是逆时针方向的感应电流 C.顺时针方向持续流动的感应电流D.逆时针方向持续流动的感应电流7如图139所示，当直导线中的电流不断增强时，A、B两环的运动情况是（ ）ABI图13-9ab图13-11NS图13-12AA向左，B向右 B. A向右，B向左C均向左 D均向右8如图1310所示，闭合电路中一定长度的螺线管可自由伸缩，通电时灯泡有一定的亮度，若将一软铁棒从螺线管一端迅速插入螺线管内，则在插入过程中，灯泡的亮度将 （填变亮、不变或变暗），螺线管的长度将 (填伸长、不变或缩短)9.在水平面上放置两个完全相同的带中心轴的金属圆盘，两金属圆盘可绕竖直中心轴转动，它们彼此用导线把中心轴和对方圆盘的边缘相连接，组成电路如图13-11所示，一沿竖直方向的匀强磁场穿过两金属圆盘，若不计一切摩擦，当a盘在外力作用下做逆时针转动时，b盘 （ ）A，不转动 B沿顺时针方向转动C沿逆时针方向转动 D转动方向不明确，因不知磁场具体方向10如图13-12所示，一轻质闭合弹簧线圈用绝缘细线悬挂着，现将一根条形磁铁的一极，垂直于弹簧所围平面，向圆心移近，在磁铁移近的过程中，弹簧将发生什么现象？【拓展研究】超导是当今高科技的热点，当一块磁体靠近超导体时，超导体会产生强大的电流，对磁体有排斥作用这种排斥力可使磁体悬浮空中，磁悬浮列车采用了这种技术(1)超导体产生强大的电流，是由于 （ ） A超导体中磁通量很大 B.超导体中磁通量变化率很大 C超导体电阻极小 D超导体电阻极大(2)磁体悬浮的原理是（ ）A.超导体电流的磁场方向与磁体磁场方向相同B.超导体电流的磁场方向与磁体磁场方向相反C.超导体使磁体处于失重状态D.超导体对磁体的磁力大于磁体重力专题一 1.D 2. C 3.A 4.D 5.A 6.C 7.A 8.变暗 伸长 9B 10.弹簧向左摆动，同时圆面积缩小 拓展研究(1)C (2)B111
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