第九章第一节电磁感应现象 楞次定律.docx

1、第九章第一节电磁感应现象 楞次定律2016高考导航 考纲展示1电磁感应现象2法拉第电磁感应定律3楞次定律4自感、涡流 热点视角1感应电流的产生条件、方向判断和电动势的简单计算，磁感应强度、磁通量、电动势、电压、电流随时间变化的图象，以及感应电动势、感应电流随线框位移变化的图象，是高频考点，以选择题为主2滑轨类问题、线框穿越有界匀强磁场、电磁感应中的能量转化等综合问题，能很好地考查考生的能力，备受命题专家的青睐第一节电磁感应现象楞次定律学生用书P198一、电磁感应1电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有电流产生，这种现象称为电磁感应现象2产生感应电流的条件(1)条件：穿过闭合电路

2、的磁通量发生变化(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动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特别提醒：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1.(2015杭州模拟)如图所示，小圆圈表示处于磁场中的闭合电路一部分导线的横截面，速度v在纸面内关于感应电流的有无判断正确的是()A甲图中无感应电流B乙图中有感应电流C丙图中无感应电流D丁图中a、b、c、d四位置上均无感应电流答案：C二、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

3、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：导体切割磁感线产生感应电流2.在沿水平方向的匀强磁场中，有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动开始时线圈静止，线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直，所成的锐角为.在磁场开始增强后的一个极短时间内，线圈平面()A维持不动B将向使减小的方向转动C将向使增大的方向转动D将转动，因不知磁场方向，不能确定会增大还是会减小答案：B3如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分

4、布，水平方向非均匀分布一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中()A感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B感应电流方向一直是逆时针C安培力方向始终与速度方向相反D安培力方向始终沿水平方向答案：AD考点一电磁感应现象的判断判断电路中能否产生感应电流的一般流程：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，有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为.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向左运动，同时增大磁感应强度BDab向右运动

5、，同时增大磁感应强度B和角(0mg.同理，当金属环离开磁铁下端时，金属环与磁铁相互吸引，因而绳的拉力T2mg，故A正确易错辨析习惯思维造成推理错误范例如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，从图中位置经过位置到达位置，位置和都很靠近.在这个过程中，线圈中感应电流()A沿abcd流动B沿dcba流动C由到是沿abcd流动，由到是沿dcba流动D由到是沿dcba流动，由到是沿abcd流动误区警示习惯思维之一：线圈离磁体越近，磁场越强，磁通量越大，得出从到位置的电流方向dcba.习惯思维之二：线圈远离磁体时与靠近磁体时，线圈中的电流方

6、向相反，得出从到位置的电流方向abcd，错选D.解析由条形磁铁的磁场分布情况可知，线圈在位置时穿过矩形闭合线圈的磁通量最少线圈从位置到，穿过abcd自下而上的磁通量减少，感应电流的磁场阻碍其减少，则在线框中产生的感应电流的方向为abcd，线圈从位置到，穿过abcd自上而下的磁通量在增加，感应电流的磁场阻碍其增加，由楞次定律可知感应电流的方向仍然是abcd.故本题答案为A.答案A真知灼见(1)穿过线圈的磁通量不仅与磁场强弱、线圈面积有关，还与磁场与线圈平面的夹角有关(2)感应电流的方向，与磁通量的增减和原磁场的方向有关，特别要注意原磁场方向的变化5.如图所示，导体棒AB、CD可以在水平导轨上无摩

7、擦地滑动，并对称地置于导轨上，两导轨在O处交叉，但不连通，匀强磁场垂直穿过导轨平面，则下列说法正确的是()A将AB向左移动能使AB、CD做相互远离运动B将CD向右移动能使AB也向右运动C将磁感应强度均匀变大能使AB、CD做相互远离运动D将磁感应强度均匀变小能使AB、CD做相互靠近运动解析：选A.可假设匀强磁场方向垂直穿过纸面向里，将AB向左移动时，产生的感应电流方向由AB，流经CD棒的电流由CD，所受磁场力向右，A正确；同理可判知，B错；由于左右回路对称，穿过整个回路的磁通量始终为0，故磁感应强度发生变化时，回路中不产生感应电流，C、D错学生用书P2011(2014高考新课标全国卷)在法拉第时

8、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，观察电流表的变化解析：选D.产生感应电流必须满足的条件：电路闭合；穿过闭合电路的磁通量要发生变化选项A、B电路闭合，但磁通量不变，不能产生感应电流，故选项A、B不能观察到电流表的变化；选项C满足产生感应电流的条件，也能产生感应电流，但

9、是等我们从一个房间到另一个房间后，电流表中已没有电流，故选项C也不能观察到电流表的变化；选项D满足产生感应电流的条件，能产生感应电流，可以观察到电流表的变化，所以选D.2(2013高考海南卷)如图，在水平光滑桌面上，两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上，且每个小线圈都各有一半面积在金属框内，在金属框接通逆时针方向电流的瞬间()A两小线圈会有相互靠拢的趋势B两小线圈会有相互远离的趋势C两小线圈中感应电流都沿顺时针方向D左边小线圈中感应电流沿顺时针方向，右边小线圈中感应电流沿逆时针方向解析：选BC.在金属框接通逆时针方向电流的瞬间，穿过两线圈的磁通量增加，为了阻碍磁通量

10、的增加，由楞次定律知：左、右两线圈分别向左、右移动，两小线圈中感应电流都沿顺时针方向故BC正确3. (2014高考广东卷)如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块()A在P和Q中都做自由落体运动B在两个下落过程中的机械能都守恒C在P中的下落时间比在Q中的长D落至底部时在P中的速度比在Q中的大解析：选C.小磁块下落过程中，在铜管P中产生感应电流，小磁块受到向上的磁场力，不做自由落体运动，而在塑料管Q中只受到重力，在Q中做自由落体运动，故选项A错误；根据功能关系知，在P中下落时，小磁块机械能减少，在Q中下落时，小磁块机械

11、能守恒，故选项B错误；在P中加速度较小，下落时间较长，选项C正确；由于在P中下落时要克服磁场力做功，机械能有损失，故知，落至底部时在P中的速度比在Q中的小，选项D错误4(2015嘉兴测试)如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行线框由静止释放，在下落过程中()A穿过线框的磁通量保持不变B线框中感应电流方向保持不变C线框所受安培力的合力为零D线框的机械能不断增大解析：选B.因为磁感应强度随线框下落而减小，所以磁通量也减小，A错误；因为磁通量随线框下落而减小，根据楞次定律，感应电流的磁场与原磁场方向始终相同，所以感应电流的方向不变，B正确；感应电流

12、在磁场中受安培力作用，上边框比下边框始终处于较强的磁场区域，线框所受安培力的合力向上而不为零，C错误；下落过程中克服安培力做功，机械能转化为内能，机械能减少，D错误5(2015金华测试)如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a()A顺时针加速旋转B顺时针减速旋转C逆时针加速旋转D逆时针减速旋转解析：选B.由楞次定律，欲使b中产生顺时针电流，则a环内磁场应向里减弱或向外增强，a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速，由于b环又有收缩趋势，说明a环外部磁场向外，内部向里，故选B.一、单项选择

13、题1(2015嘉兴模拟)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图所示连接下列说法中正确的是()A开关闭合后，线圈A插入或拔出时都会引起电流计指针偏转B线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度D开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转答案：A2(2014高考大纲全国卷)很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐让条形磁铁从静止开始下落条形磁铁在圆筒中的运动速率()A均匀增大B先增大，后减

14、小C逐渐增大，趋于不变D先增大，再减小，最后不变解析：选C.开始时，条形磁铁以加速度g竖直下落，则穿过铜环的磁通量发生变化，铜环中产生感应电流，感应电流的磁场阻碍条形磁铁的下落开始时的感应电流比较小，条形磁铁向下做加速运动，且随下落速度增大，其加速度变小当条形磁铁的速度达到一定值后，相应铜环对条形磁铁的作用力趋近于条形磁铁的重力故条形磁铁先加速运动，但加速度变小，最后的速度趋近于某个定值选项C正确3如图所示，闭合的矩形金属框abcd的平面与匀强磁场垂直，现金属框固定不动而磁场运动，发现ab边所受安培力的方向竖直向上，则此时磁场的运动可能是()A水平向右平动 B水平向左平动C竖直向上平动 D竖直

15、向下平动答案：A4(2015绍兴模拟)如图所示，螺线管的导线的两端与两平行金属板相接，一个带负电的小球用丝线悬挂在两金属板间，并处于静止状态，若条形磁铁突然插入线圈时，小球的运动情况是()A向左摆动 B向右摆动C保持静止 D无法判定解析：选A.条形磁铁突然插入线圈时，由楞次定律可判定线圈中产生瞬间电流给平行金属板充电，左板带正电，右板带负电，小球在电场力作用下向左摆动，故A正确5如图甲所示，长直导线与闭合线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示在0时间内，长直导线中电流向上，则线框中感应电流的方向与所受安培力的情况是()A0T时间内线框中感应电流方向为顺时针方向B0T

16、时间内线框中感应电流方向为先顺时针方向后逆时针方向C0T时间内线框受安培力的合力向左D0时间内线框受安培力的合力向右，T时间内线框受安培力的合力向左解析：选A.0时间内，电流i在减小，闭合线框内的磁通量必然在向里减小，由楞次定律可以判断线框中感应电流方向为顺时针方向，则0时间内线框受安培力的合力应向左；同理，可以判断在T时间内，电流i在反向增大，闭合线框内的磁通量必然在向外增大，由楞次定律可以判断线框中感应电流方向也为顺时针方向，故A项对、B项错；而且T时间内线框受安培力的合力应向右，C、D错误6物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后

17、，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环，闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起某同学另找来器材再探究此实验他连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动，对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是()A线圈接在了直流电源上B电源电压过高C所选线圈的匝数过多D所用套环的材料与老师的不同解析：选D.在开关闭合的瞬间，线圈中的电流变大，磁场变强，穿过金属套环的磁通量变大，在金属套环内产生感应电流感应磁场必然阻碍原磁场的增大，所以金属套环会受到线圈的斥力而跳起，与电源的交直流性质无关在实验时电源电压一般不能太大(在不烧导线和电源的条件下，电压越大现象越明显)，所选线圈的匝数越多，现象越明

18、显如果该学生所用套环的材料为非金属，或套环太重，则不会观察到“跳环实验”7. (原创题)物理学家狄拉克1931年从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”.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N极的磁单极子从上到下穿过超导线圈，如图所示根据观察到的超导线圈中出现的电流可判定()A如果超导线圈中出现的电流方向发生改变，说明有磁单极子存在B如果超导线圈中出现的电流方向不发生改变，说明有磁单极子存在 C不论超导线圈中出现的电流方向是否改变，都说明有磁单极子存在D不论超导线圈中出现的电流方向是否改变，都不能说明有磁单极子存在解析：选B.当磁单极子穿

19、过超导线圈前，磁通量方向向下且增大，穿过之后，磁通量方向由下而上且减小，由楞次定律可判知，线圈中出现的电流方向不发生改变而当磁双子(如条形磁铁)穿过超导线圈时，磁通量方向不变，大小先增大后减小，由楞次定律可判知，线圈中出现的电流方向将发生改变二、不定项选择题8(2015杭州二中模拟)下图为某型号手持式封口机的照片，其机箱可提供高频交流电使用时，只要将待封口的塑料罐拧上盖子，然后置于封口加热头的下方，按下电源开关12 s，盖子内层的铝箔瞬间产生高热，然后熔合在瓶口上，达到封口的效果下列有关说法合理的是()A其封口加热头内部一定有电热丝B其封口加热头内部一定有高频线圈C该机的主要工作原理是电磁感应

20、D铝箔产生高热的原因是热辐射解析：选BC.封口加热头内的高频线圈通以高频交流电后，在铝箔内部产生电磁感应，利用涡电流的热效应，而不是直接利用电热丝的热效应，选项A、D错，B、C正确9. (2015绍兴质检)圆形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管、电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是()A线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流B穿过线圈a的磁通量变小C线圈a有扩张的趋势D线圈a对水平桌面的压力FN将增大解析：选D.通过螺线管b的电流如图所示，根据右手螺旋定则判断出螺线管b所产生的磁场方向竖直向下，滑片P向下滑动，接入电路的电阻减小，电流增大，所产生的磁场的磁感应强度增强，根据楞次定律可知，a线圈中的感应电流所产生的感应磁场方向竖直向上，再由右手螺旋定则可得线圈a中的电流方向为俯视逆时针方向，A错误；由于螺线管b中的电流增大，所产生的磁感应强度增强，线圈a中的磁通量应变大，B错误；根据楞次定律可知，线圈