2024年高考物理一轮复习(新人教版) 第12章 第1讲 电磁感应现象 楞次定律 实验:探究影响感应电流方向的因素.docx
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1、考情分析楞次定律2022北京卷T112021辽宁卷T92020全国卷T142020江苏卷T32019全国卷T142018全国卷T19法拉第电磁感应定律及应用2022全国甲卷T162022全国甲卷T202022全国乙卷T242022湖北卷T152022江苏卷T52022辽宁卷T152022河北卷T52022山东卷T122022广东卷T102022湖南卷T102022浙江1月选考T132022浙江1月选考T212022浙江6月选考T212022重庆卷T132021全国甲卷T212021全国乙卷T252021辽宁卷T92021天津卷T122021山东卷T122021湖北卷T162021河北卷T720
2、21福建卷T72021浙江6月选考T212021广东卷T102021湖南卷T102020全国卷T212020江苏卷T14电磁感应图像问题2022河北卷T82020山东卷T122019全国卷T212019全国卷T192018全国卷T18试题情境生活实践类电磁炉、电子秤、电磁卡、电磁焊接技术、磁电式速度传感器、真空管道超高速列车、磁悬浮列车、电磁轨道炮、电磁驱动、电磁阻尼等各种实际应用模型学习探究类杆轨模型问题,电磁感应与动力学、能量、动量结合问题,电磁感应的图像问题第1讲电磁感应现象楞次定律实验:探究影响感应电流方向的因素目标要求1.知道电磁感应现象的产生条件并会分析解决实际问题.2.会根据楞次
3、定律判断感应电流的方向,会应用楞次定律的推论分析问题.3.能够综合应用安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律解决实际问题考点一电磁感应现象的理解和判断1磁通量(1)公式:BS,S为垂直磁场的投影面积,磁通量为标量(填“标量”或“矢量”)(2)物理意义:磁通量的大小可形象表示穿过某一面积的磁感线条数的多少(3)磁通量变化:21.2电磁感应现象(1)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作电磁感应(2)感应电流产生的条件穿过闭合电路的磁通量发生变化(3)电磁感应现象产生感应电动势,如果电路闭合,则有感应电流如果电路不闭合,则只有感应电动势而
4、无感应电流1穿过线圈的磁通量与线圈的匝数有关()2只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,回路中就有感应电流产生()3当导体做切割磁感线运动时,一定产生感应电流()例1法拉第“磁生电”这一伟大的发现,引领人类进入了电气时代关于下列实验说法正确的是()A甲图中条形磁体插入螺线管中静止不动时,电流计指针稳定且不为零B乙图中无论滑动变阻器滑片向下移动还是向上移动的过程中,金属圆环中都有感应电流C丙图中闭合开关时电流计指针偏转,断开开关时电流计指针不偏转D丁图中导体棒AB在磁场中运动时一定能产生感应电流答案B解析题图甲中条形磁体插入螺线管中静止不动时,螺线管内磁通量保持不变,则无感应电流,A错误;题图乙
5、中无论滑动变阻器滑片怎么移动,线圈b内的电流都会变化,则线圈b产生的磁场都会变化,导致线圈a中的磁通量变化,线圈a中会产生感应电流,B正确;题图丙中闭合开关和断开开关都会使螺线管B的磁通量发生变化,螺线管B中会产生感应电流,电流计指针都会发生偏转,C错误;当导体棒的运动方向与磁场平行时,导体棒不切割磁感线,则无感应电流,D错误例2如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab.磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,其方向与竖直方向的夹角为(090)在下列各过程中,一定能在轨道回路里产生感应电流的是()Aab向右运动,同时使减小B使磁感应强度B减小,角同时也减小Cab向左运
6、动,同时增大磁感应强度BDab向右运动,同时增大磁感应强度B和角答案A解析设此时回路面积为S,据题意,穿过回路的磁通量BScos .ab向右运动,则S增大,减小,则cos 增大,因此增大,回路里一定能产生感应电流,A正确;B减小,减小,cos 增大,可能不变,回路里不一定能产生感应电流,B错误;ab向左运动,则S减小,B增大,可能不变,回路里不一定能产生感应电流,C错误;ab向右运动,则S增大,B增大,增大,cos 减小,可能不变,回路里不一定能产生感应电流,D错误考点二实验:探究影响感应电流方向的因素1.实验思路如图所示,通过将条形磁体插入或拔出线圈来改变穿过螺线管的磁通量,根据电流表指针的
7、偏转方向判断感应电流的方向2实验器材电流表、条形磁体、螺线管、电池、开关、导线、滑动变阻器等3实验现象4实验结论当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反;当穿过线圈的磁通量减小时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同5注意事项实验前应先查明电流的流向与电流表指针偏转方向之间的关系:把一节干电池、滑动变阻器、开关S与电流表串联,开关S采用瞬间接触,记录指针偏转方向与电流方向的关系例3物理探究小组选用图示器材和电路研究电磁感应规律(1)请用笔画线代表导线,将图中各器材连接起来,组成正确的实验电路(2)把A线圈插入B线圈中,如果闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下,下面操作出现
8、的情况有:向右移动滑动变阻器滑片,灵敏电流计指针将向_(选填“左”或“右”)偏转;保持滑动变阻器滑片位置不变,拔出线圈A中的铁芯,灵敏电流计指针将向_(选填“左”或“右”)偏转;(3)根据实验结果判断产生感应电流的本质是_答案(1)见解析图(2)右左(3)穿过B线圈的磁通量发生变化解析(1)将电源、开关、A线圈、滑动变阻器串联成一个回路,再将电流计与B线圈串联成另一个回路,电路图如图所示(说明:滑动变阻器接下端接左线柱也正确,相应(2)中填“左”)(2)闭合开关,穿过B线圈的磁通量增大,灵敏电流计的指针向右偏了一下,滑片向右移动则接入电路的电阻减小,电流增大,磁通量增大,指针向右偏转;拔出铁芯
9、,磁通量减小,指针向左偏转(3)产生感应电流的本质是穿过B线圈的磁通量发生变化考点三感应电流方向的判断1楞次定律(1)内容:感应电流具有这样的方向,即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)适用范围:一切电磁感应现象2右手定则(1)内容:如图,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,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向(2)适用情况:导线切割磁感线产生感应电流1感应电流的磁场总是与原磁场相反()2感应电流的磁场总是阻止引起感应电流的磁通量的变化()3楞次定律与右手定则都可以判断感应电流方向,二者没有什么区别(
10、) 1用楞次定律判断(1)楞次定律中“阻碍”的含义:(2)应用楞次定律的思路:2用右手定则判断该方法只适用于导体切割磁感线产生的感应电流,注意三个要点:(1)掌心磁感线穿入;(2)拇指指向导体运动的方向;(3)四指指向感应电流的方向例4(2020江苏卷3)如图所示,两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反金属圆环的直径与两磁场的边界重合下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是()A同时增大B1减小B2B同时减小B1增大B2C同时以相同的变化率增大B1和B2D同时以相同的变化率减小B1和B2答案B解析若同时增大B1减小B2,则穿过环向里的磁通量增大,根据楞次定律,感应电流产生的磁场方
11、向向外,由安培定则,环中产生的感应电流是逆时针方向,故选项A错误;同理可推出,选项B正确,C、D错误例5(多选)如图所示,导体棒AB、CD可在水平光滑轨道上自由滑动,下列说法正确的是()A将导体棒CD固定,当导体棒AB向左移动时,AB中感应电流的方向为A到BB将导体棒CD固定,当AB向右移动时,AB中感应电流的方向为A到BC将导体棒AB固定,当CD向左移动时,AB中感应电流的方向为A到BD将导体棒AB固定,当CD向右移动时,AB中感应电流的方向为A到B答案AC解析由右手定则可判断,当AB向左运动时,AB中感应电流方向为AB;当AB向右运动时,AB中感应电流方向为BA,A正确,B错误;当CD向左
12、运动时,CD中的感应电流方向为CD,AB中的感应电流方向为AB;当CD向右移动时,AB中感应电流方向为BA,C正确,D错误考点四楞次定律的推论内容例证增反减同磁体靠近线圈,B感与B原方向相反当I1增大时,环B中的感应电流方向与I1相反;当I1减小时,环B中的感应电流方向与I1相同来拒去留磁体靠近,是斥力磁体远离,是引力阻碍磁体与圆环相对运动增缩减扩(适用于单向磁场)P、Q是光滑固定导轨,a、b是可动金属棒,磁体下移(上移),a、b靠近(远离),使回路面积有缩小(扩大)的趋势增离减靠当开关S闭合时,左环向左摆动、右环向右摆动,远离通电线圈通过远离和靠近阻碍磁通量的变化说明以上情况“殊途同归”,实
13、质上都是以不同的方式阻碍磁通量的变化例6(多选)(2023青海海东市模拟)如图所示,水平长直导线PQ固定在离地足够高处,并通有向左的恒定电流,矩形导线框abcd在PQ的下方且与PQ处于同一竖直面内现将线框abcd从图示实线位置由静止释放,运动过程中cd始终水平不计空气阻力在线框从实线位置运动到虚线位置的过程中,下列说法正确的是()A线框做自由落体运动B线框中感应电流的方向为abcdaC线框所受安培力的合力方向竖直向下D线框有扩张趋势答案BD解析线框下落过程中穿过其磁通量减小,根据楞次定律可知线框中会产生感应电流阻碍磁通量的变化,这种阻碍体现在线框将受到竖直向上的安培力作用,所以线框不是做自由落
14、体运动,故A、C错误;由于线框中垂直纸面向外的磁通量减小,则根据楞次定律可以判断线框中感应电流的方向为abcda,故B正确;线框abcd为了“阻碍”的减少,通过面积的扩张减缓的减少,故D正确例7(2020全国卷14)如图,水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈,右边套有一金属圆环圆环初始时静止将图中开关S由断开状态拨至连接状态,电路接通的瞬间,可观察到()A拨至M端或N端,圆环都向左运动B拨至M端或N端,圆环都向右运动C拨至M端时圆环向左运动,拨至N端时向右运动D拨至M端时圆环向右运动,拨至N端时向左运动答案B解析开关S由断开状态拨至连接状态,不论拨至M端还是N端,通过圆环的磁通量均增加,根
15、据楞次定律(增离减靠)可知圆环会阻碍磁通量的增加,即向右运动,故选B.例8(多选)两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时,B中产生如图所示方向的感应电流,则()AA可能带正电且转速减小BA可能带正电且转速增大CA可能带负电且转速减小DA可能带负电且转速增大答案BC解析若A带正电,顺时针转动产生顺时针方向的电流,A内磁场方向垂直纸面向里,当转速增大时,穿过B的磁通量增加,B中产生感应电流,根据楞次定律(增反减同)可知B中产生逆时针方向的电流,A错误,B正确; 若A带负电,顺时针转动产生逆时针方向的电流,A内磁场方向垂直纸面
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