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1、第1讲电磁感应现象楞次定律知识点一磁通量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与B的乘积.(如图所示).2 .公式:0=.3 .单位:lWb=.4 .标矢性:磁通量是(选填“标量”或“矢量”),但有正负.知识点二电磁感应现象1 .电磁感应现象:当穿过闭合回路的 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)电路.(2)发生变化.3 .实质:磁通量发生变化时,电路中产生感应电动势,如果电路闭合,则有; 如果电路不闭合,则只有,而无感应电流.知识点三楞次定律1 .楞次定律(1)内容:感应电流的磁场总要 引起感应电流的 的变化.(2)适
2、用范围:适用于一切回路中 变化的情况.2 .右手定则(1)使用方法.让磁感线穿入.使大拇指指向 的方向.其余四指指向 的方向.(2)适用范围:适用于部分导体 磁感线的情况.思考辨析(1)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.()(2)当导体切割磁感线时,一定会产生感应电动势.()(3)由楞次定律知,感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反.()教材改编人教版选修3 - 2P13T3改编如图所示,CDE厂是金属框,框内存在着垂直纸面向里的 匀强磁场.当导体A8向右移动时,金属框中C。、打边的感应电流的方向为()A. C-D, EfFB. DY, ETC. C
3、-D F-ED. DY, FfE考点一电磁感应现象的理解和判断自主演练判断产生感应电流的思路多维练透1.如图1所示,虚线框内有匀强磁场,1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环,分别 用血和2表示穿过两环的磁通量;如图2所示,两同心圆环A和B处在同一平面内,B 的半径小于A的半径.一条形磁铁的轴线与圆环平面垂直,则穿过两圆环的磁通量大小为 A与B,则有0A. 0102AbB.1 = 6A BC. 0!A.答案:B2 .解析:开关S闭合稳定后,穿过线圈N的磁通量保持不变,线圈N中不会产生感应 电流,故A符合题意;磁铁向铝环A靠近,穿过铝环的磁通量增大,铝环中会产生感应电 流,故B不符合题意;金属框中从
4、A位置向3位置运动,穿过金属框的磁通量发生变化, 金属框中会产生感应电流,故C不符合题意;铜盘在磁场中按图示方向转动,铜盘的一部 分切割磁感线,回路中会产生感应电流,故D不符合题意.答案:A3 .解析:只要A3中电流发生变化,可以是大小改变,也可以是方向改变,也可以是 大小和方向同时改变,都可以使线圈的磁通量发生变化,而产生感应电流,A和B都正确; 以为轴,线圈绕A3顺时针转90。的过程中,磁感应强度的大小和线圈的有效面积都没 变,磁通量不变,不能产生感应电流,C错误;以为轴逆时针转90。的过程中,线圈的 有效面积发生了变化,磁通量变化,能产生感应电流,D正确.答案:ABD4 .解析:开关闭合
5、后,线圈A插入或拔出线圈3都会引起穿过线圈8的磁通量的变化, 从而使电流计指针偏转,选项A正确;线圈A插入线圈5中后,开关闭合和断开的瞬间, 线圈B的磁通量会发生变化,电流计指针会偏转,选项B错误;开关闭合后,滑动变阻器 的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动,都会导致线圈A的电流变化,使线圈3的磁通量变 化,电流计指针都会发生偏转,选项C、D错误.答案:A例1解析:楞次定律的本质是感应磁场中能量的转化,是能量守恒定律在电磁感应现象 中的具体体现,故选项D正确.答案:D例2解析:本题考查电磁感应实验及判断感应电流的方向.如题图甲所示,当磁铁的N 极向下运动时,根据楞次定律可知,感应电流的磁场的方向向
6、上,由安培定则可知,感应电 流从下向上流过电流计,电流表指针向左偏转,可知电流计指针偏转方向与电流方向间的关 系:电流从下向上流过电流计,电流计指针向左偏转,电流从上向下流过电流计,电流计指 针向右偏转;在题图乙所示实验过程中,磁铁的S极向下运动时,穿过螺线管向上的磁通 量增大,根据楞次定律可知,感应电流的磁场的方向向下,由安培定则可知,感应电流从上 向下流过电流计,则电流计指针应该向右偏转,故A错误;在题图丙所示实验过程中,磁 铁的N极向上运动时,穿过螺线管向下的磁通量减小,根据楞次定律可知,感应电流的磁 场的方向向下,由安培定则可知,感应电流从上向下流过电流计,电流计指针应该向右偏转, 故
7、B错误;同理可知,题图丁中,穿过螺线管向上的磁通量减小,根据楞次定律可知,感 应电流的磁场的方向向上,由安培定则可知,感应电流从下向上流过电流计,电流计指针应 该向左偏转,所以这组实验可以说明,感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向、磁铁运动的 方向有关,而实验中线圈的绕向一致,所以不能探究感应电流的磁场方向与线圈的绕向的关 系,故C错误,D正确.答案:D例3解析:两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路,当A3向右运动时,由右手定则 判定导体棒A3中感应电流的方向是5-A,则导体棒CO中的电流方向为C-O,选项A错 误、选项B正确;再根据左手定则,判定导体棒CO受到的磁场力向右、导体棒A3受到的 磁
8、场力向左,选项C、D错误.答案:B练1解析:当同时增大5减小反时,通过金属圆环的总磁通量增加,且方向垂直纸面 向里,根据楞次定律知,感应电流产生的磁场方向应为垂直纸面向外,根据右手螺旋定则知, 此时金属圆环中产生逆时针方向的感应电流,A项错误;同理当同时减小囱增大&时,金 属圆环中产生顺时针方向的感应电流,B项正确;当同时以相同的变化率增大或减小和 &时,金属圆环中的总磁通量没有变化,仍然为0,金属圆环中无感应电流产生,C、D项 均错误.答案:B练2解析:本题考查楞次定律的应用.穿过线圈的磁通量始终为零,则在电流/ 均匀增大的过程中,线圈中无感应电流产生,A、B、C错误;在电流/均匀增大的 过
9、程中,穿过线圈的磁通量向里增加,根据楞次定律可知,正视线圈中产生逆时针方向 的电流,D正确.答案:D练3解析:金属杆尸。突然向右运动,由右手定则可知,尸QRS中有沿逆时针方向的感 应电流,穿过圆环形金属线框T中的磁通量减小,由楞次定律可知,丁中有沿顺时针方向的 感应电流,故选项D正确.A、B、C错误.答案:D例4解析:闭合K的瞬间,通过闭合线圈cd的磁通量增大,根据楞次定律,线圈就 边向左转动,转动的方向与螺线管中的电流方向无关,选项B正确.答案:B例5解析:本题考查楞次定律在受力问题中的应用,根据楞次定律的“来拒去留”可知, 磁铁向闭合线圈靠近,线圈给磁铁的磁场力始终向上,选项A正确.答案:
10、A例6解析:题图甲中通过小铜环的是螺线管内部的部分磁感线,题图乙中通过大铜环的 是螺线管内部的所有磁感线与螺线管外部的部分磁感线的差值.闭合开关瞬间,穿过两铜环 的磁通量均向左增大,根据楞次定律,则铜环中的感应电流的磁场的方向向右,从左往右看, 铜环中感应电流沿顺时针方向,选项A正确、选项B错误;闭合开关的瞬间,穿过铜环的 磁通量向左增大,根据增缩减扩可知,题图甲中小铜环有收缩的趋势,题图乙中大铜环有扩 张的趋势,选项C错误、选项D正确.答案:AD练4解析:左侧线圈通电后相当于条形磁铁,形成的磁场相当于条形磁铁的磁场,将图 中开关闭合时,线圈及金属圆环内磁场由0开始增加,根据楞次定律可知,金属
11、圆环将向磁 场弱的方向移动,即向右移动.圆环移动方向与开关拨至M或拨至N无关.故选B项.答案:B练5解析:由衣,图线切线斜率知,时8的变化率最小,线框面积不变,则通过 4线框的磁通量变化率最小,线框中的感应电流最小,选项A错误;由3”图线切线斜率知,时3的变化率最大,线框面积不变,则通过线框的磁通量变化率最大,线框中的感应电流最大,选项B错误;在力/力内,磁感应强度不断增强,根据楞次定律的增缩减扩规 24律,可知线框有收缩趋势,选项C正确;线框中产生的感应电动势最大值为EmaxMom2=景&兀/,那么感应电动势的有效值为=亨氏兀r2,依据焦耳定律,有。了时间内闭合线 框上产生的热量Q=t=27
12、r;无,选项D正确.KIR答案:CD思维拓展典例1解析:根据安培定则,开关闭合时铁芯上产生水平向右的磁场.A对:开关闭合后的瞬间,根据楞次定律,直导线上将产生由南向北的电流,根据安培 定则,直导线上方的磁场垂直纸面向里,故小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动.B、C错:开关闭合并保持一段时间后,直导线上没有感应电流,故小磁针的N极指北.D对:开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,根据楞次定律,直导线上将产生由北 向南的电流,这时直导线上方的磁场垂直纸面向外,故小磁针的N极朝垂直纸面向外的方 向转动.答案:AD典例2解析:MN向右运动,说明MN受到向右的安培力,因为。在MV处的磁场垂 左手定则安培定则直纸面向里MN中的感应电流方向为M-N-;一:i中感应电流的磁场方向向上 楞次定律,中磁场方向向上减弱万口 口卜2中磁场方向向下增强安培定则右手定则若乙2中磁场方向向上减弱尸。中电流方向为。一尸且减小向右减速运动;若Li中磁场方向向下增强一望皇PQ中电流方向为PF且增大一把对一向 左加速运动.答案:BC练解析:棒向右切割磁感线,根据右手定则可知,感应电流方向由b到。,则cd中 电流由c到乙再根据左手定则可知,cd棒受力向右;右侧装置的运动属于通电导线在磁场 中受力运动,故相当于电动机,故A项正确,B、C、D三项错误.答案:A