2023版高考物理一轮总复习第十一章第1节电磁感应现象楞次定律课件

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电磁感应现象 楞次定律
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______的面积 S 和 B 的乘积.2.公式：Φ＝________.适用条件：(1)________磁场.
(2)S 为________磁场的有效面积.
3.磁通量是__________(填“标量”或“矢量”).
(1)磁通量可以理解为穿过某一面积的__________的条数.(2)同一线圈平面，当它跟磁场方向______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.
1.定义：只要穿过闭合回路的________发生变化，闭合回路中就有电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流.2.产生感应电流的条件：闭合回路中的____________
(1)表述 1：闭合电路的一部分导体在磁场内做_______
________运动.
(2)表述 2：穿过闭合电路的磁通量____________.
3.产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的____________发生变化，线圈中就有感应
三、楞次定律和右手定则
(1)内容：感应电流的磁场总要阻碍____________________________的变化.(2)适用范围：一切电磁感应现象.
(1)内容：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，并使拇指指向导体运动方向，这时四指所指的方向就是________
的方向.如图 11-1-1 所示.
(2)适用情况：导线______________产生感应电流.
【基础自测】1.判断下列题目的正误.
(1)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关.(
(2)线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，
线框中也没有感应电流产生.(
(3) 闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生.
(4)由楞次定律知，感应电流的磁场一定与引起感应电
(5)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的
答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√
2.(2021 年北京丰台模拟)用图 11-1-2 中三套实验装置探究感应电流产生的条件，下列选项中能产生感应电流的
A.甲图中，使导体棒 AB 顺着磁感线方向运动，且保
持穿过 ABCD 中的磁感线条数不变B.乙图中，使条形磁铁匀速穿过线圈
C.丙图中，开关 S 闭合后，A、B 螺线管相对静止一起
D.丙图中，开关 S 保持闭合，使小螺线管 A 在大螺线
3.(多选)如图 11-1-3 所示，软导线放在水平面上，空间存在竖直方向的匀强磁场，由于磁场发生变化，回路形状由图甲变为图乙.关于该磁场的方向以及强弱的变化，下列
A.方向竖直向上，逐渐增强B.方向竖直向上，逐渐减弱C.方向竖直向下，逐渐增强
D.方向竖直向下，逐渐减弱答案：AC
4.闭合线圈 abcd 运动到如图 11-1-4 所示的位置时，bc边所受到的磁场力的方向向下，那么线圈的运动情况是
A.向左平动进入磁场C.向上平动
B.向右平动进入磁场D.向下平动
解析：当 bc 受力向下时，说明感应电流方向由 b 指向c，当线圈向左进入磁场时，磁通量增加，感应电流的磁场方向应该与原磁场方向相反，垂直纸面向里，用右手螺旋定则可以判断感应电流方向为顺时针方向.
热点 1 电磁感应现象的理解和判断1.常见的产生感应电流的三种情况.
2.判断电路中能否产生感应电流的一般流程
【典题 1】(2021 年广东广州模拟)如图 11-1-5，1831年 8 月 29 日，法拉第在一个软铁圆环上绕两个互相绝缘的线圈 a 和 b.a 与电池、开关组成回路，b 的两端用导线连接，导线正下方有一枚小磁针.使法拉第在“磁生电”方面取
得突破性进展的现象是(
A.闭合开关瞬间，观察到小磁针发生偏转B.闭合开关后，观察到小磁针保持偏转状态C.断开开关瞬间，观察到小磁针不发生偏转D.断开开关后，观察到小磁针保持偏转状态答案：A
热点 2 楞次定律的理解及应用考向 1 楞次定律的基本应用[热点归纳]
1.楞次定律中“阻碍”的含义.
2.应用楞次定律的基本步骤：
【典题 2】(2021 年福建龙岩模拟)据称，中国第三艘航空母舰正在建造当中，新航母很可能将配备电磁弹射系统，允许更大、更重的飞机携带更多的武器，执行更远距离的任务.一种电磁弹射系统原理可简化为如图 11-1-6 所示，当固定螺线管线圈突然通过直流电流时，线圈左侧的
金属环被弹射出去.下列说法正确的是(图 11-1-6
A.若将电池正负极对调后，金属环不能被弹射出去B.若将金属环置于线圈的右侧，金属环不能被弹射出
C.合上开关 S 的瞬间，从左侧看环中产生沿逆时针方
D.合上开关 S 的瞬间，金属环有扩大的趋势答案：C
考向 2 楞次定律推论的应用[热点归纳]
楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因，列表说明如下：
【典题 3】用绝缘丝线悬吊一个轻质闭合铝环 P.用磁铁的 N 极靠近 P 环时，可观察到 P 环远离磁铁，现改用磁
铁的 S 极用同样方式靠近 P 环(如图 11-1-7)，则 P 环(图 11-1-7
A.静止不动C.没有感应电流
B.靠近磁铁D.产生顺时针方向电流
解析：当条形磁铁 S 极靠近线圈时，根据楞次定律：来拒去留，可知，则靠近时受到圆环的排斥，环将远离磁体，AB 错误；当条形磁铁 S 极靠近时，导线线圈的磁通量增大，由楞次定律：增反减同，可知，线圈中产生感应电流的方向顺时针，C 错误，D 正确.
【迁移拓展 1】如图 11-1-8 所示，ab 是一个可绕垂直于纸面的轴 O 转动的闭合矩形导线框，当滑动变阻器 R 的
滑片自左向右滑动时，线框 ab 的运动情况是(A.保持静止不动B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动，但电源极性不明，无法确定转动的方向
解析：根据题图所示电路，线框ab 所处位置的磁场是水平方向的，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电路中电阻增大，电流减弱，则穿过闭合导线框ab 的磁通量将减少，且Φ＝BSsin θ，θ为线圈平面与磁场方向的夹角，根据楞次定律，感应电流的磁场将阻碍原磁通量的减少，则线框 ab只有顺时针旋转使θ角增大，而使穿过线圈的磁通量增加，注意此题并不需要明确电源的极性.
楞次定律和右手定则、左手定则、安培定则
的综合应用[热点归纳]规律比较：
【典题 4】(多选)如图 11-1-9 所示，一电子以初速度 v沿与金属板平行的方向飞入 MN 极板间，发现电子向 M 板
图 11-1-9A.电键 S 闭合瞬间B.电键 S 由闭合到断开瞬间C.电键 S 是闭合的，变阻器滑片 P 向左迅速滑动D.电键 S 是闭合的，变阻器滑片 P 向右迅速滑动
解析：开关 S 闭合瞬间，根据安培定则，穿过线圈的磁通量向右增加，由楞次定律知，在右侧线圈中感应电流的磁场方向向左，产生左正右负的电动势，电子向 M 板偏转，选项 A 正确；断开开关 S 的瞬间，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律知，在右侧线圈中产生左负右正的电动势，电子向 N 板偏转，选项 B 错误；接通S 后，滑动变阻器滑动触头向左迅速滑动，电阻减小，电流增大，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律知在右侧线圈中产生左正右
负的电动势，电子向 M 板偏转，选项 C 正确；接通 S 后，滑动变阻器滑动触头向右迅速滑动，电阻增大，电流减小，穿过线圈的磁通量减小，由楞次定律知在右侧线圈中产生左负右正的电动势，电子向 N 板偏转，选项D 错误，故选
【迁移拓展 2】(2021 年广东江门质检)如图 11-1-10 所示，在有界匀强磁场中水平放置相互平行的金属导轨，导轨电阻不计，导轨上金属杆 ab 与导轨接触良好.磁感线垂直导轨平面向上(俯视图)，导轨与处于磁场外的大线圈 M相接，欲使置于 M 内的小闭合线圈 N 产生顺时针方向的感
应电流，下列做法可行的是(
A.ab 匀速向右运动B.ab 加速向右运动
C.ab 不动而突然撤去磁场D.ab 不动而突然增强磁场
解析：ab 匀速向右运动，匀速向右切割磁感线，在 M中产生顺时针的恒定感应电流，形成的磁场恒定，不会在N 中产生感应电流，A 错误；当 ab 加速向右运动时，形成顺时针的感应电流增大，在 M 中形成向内的磁场增大，由
楞次定律可知，N 中会产生逆时针的感应电流，B 错误；ab 不动而突然撤去磁场，使磁通量减小，M 中产生逆时针的感应电流，环中形成向外的磁场，导致 N 中磁通量增大，由楞次定律可知，N 中会产生顺时针方向的电流，C 正确；同理可知，当 ab 不动而突然增强磁场时 N 中会产生逆时针方向的电流，D 错误.
利用程序法和逆向推理法分析二次感应问题
考向 1 程序法(正向推理法)
【典题 5】(多选)如图 11-1-11 所示装置中，cd 杆原来
静止.当 ab 杆做如下哪些运动时，cd 杆将向右移动(图 11-1-11
A.向右匀速运动C.向左加速运动
B.向右加速运动D.向左减速运动
解析：ab 匀速运动时，ab 中感应电流恒定，L1 中磁通量不变，穿过 L2 的磁通量不变，L2 中无感应电流产生，cd保持静止，A 错误；ab 向右加速运动时，根据右手定则，知在 ab 杆上产生增大的从 a 到 b 的电流，根据安培定则，在 L1 中产生向上增强的磁场，该磁场向下通过 L2，根据楞次定律可知通过 cd 的感应电流方向向下，由左手定则可知cd 向右移动，B 正确；同理可得 C 错误，D 正确.
考向 2 逆向推理法
【典题 6】(多选)如图 11-1-12 所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒 PQ、MN，MN 的左边有一闭合电路.当 PQ 在外力的作用下运动时，MN 向右运
动，则 PQ 所做的运动可能是(A.向右加速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向左减速运动