高考物理一轮复习 电磁感应现象 楞次定律教学案

1 电磁感应现象 楞次定律

一．考点整理 基本概念

1．磁通量：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S与B的乘积，即φ = ．磁通量单位是 ，用Wb表示，1 Wb = T·m2．公式的适用条件：① 磁场；② 磁感线的方向与平面

，即B S．

2．电磁感应现象：当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生的现象．

⑴ 产生感应电流的条件：穿过 电路的磁通量发生 ．特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动．

⑵

产生电磁感应现象的实质：电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合则产生感应电流；如果回路不闭合，则只有感应 ，而无 ．

3．楞次定律：感应电流的磁场总是要 引起感应电流的磁通量的 ．右手定则：拇指、掌心、四指在 内，让右手大拇与其他余四指 ，让磁感线穿过手心，拇指指向 方向，其余四指指向感应电流方向，如图所示．

二．思考与练习 思维启动

1．如图所示，在条形磁铁外套有A、B两个大小不同的圆环，穿过A环的磁通量φA与穿过B环的磁通量φB相比较 （ ）

A．φA>φB B．φA < φB C．φA = φB D．不能确定

2．如图所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场中，然后再从磁场中穿出．已知匀强磁场区域的宽度L大于线框的高度h，下列说法正确的是 （ ）

A．线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生

B．线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生

C．线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能转化成电能

D．整个线框都在磁场中运动时，机械能转化成电能

3．如图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放（各线框下落过程中不翻转），则以下说法正确的是 （ ）

A．三者同时落地

B．甲、乙同时落地，丙后落地

C．甲、丙同时落地，乙后落地

D．乙、丙同时落地，甲后落地

三．考点分类探讨 典型问题

〖考点1〗电磁感应现象是否发生的判断

【例1】如图所示，一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内，螺线管的中心轴线恰和线圈的一条直径MN重合．要使线圈a中产生感应电流，可采用的方法有 （ ）

A．使通电螺线管中的电流发生变化

B．使螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动

C．使线圈a以MN为轴转动

D．使线圈绕垂直于MN的直径转动

【变式跟踪1】如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是 （ ）

A．线圈中通以恒定的电流 B．通电时，使滑动变阻器的滑片P匀速移动 C．通电时，使滑动变阻器的滑片P加速移动 D．将电键突然断开的瞬间

〖考点2〗楞次定律的理解及应用

【例2】某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律．当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是 （ ）

A．a → G → b B．先a → G → b，后b → G → a

C．b → G→ a D．先b → G → a，后a → G → b

【变式跟踪2】如图所示，通电螺线管左侧和内部分别静止吊一导体环a和b，当滑动变阻器R的滑动触头c向左滑动时 （ ）

A．a向左摆，b向右摆 B．a向右摆，b向左摆

C．a向左摆，b不动 D．a向右摆，b不动

〖考点3〗楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综合应用

【例3】如图所示，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

【变式跟踪3】如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导线MN在导轨上向右加速滑动时，正对电磁铁A的圆形金属环B中 （ ）

A．有感应电流，且B被A吸引 B．无感应电流

C．可能有，也可能没有感应电流 D．有感应电流，且B被A排斥

四．考题再练 高考试题

1．【2012·江苏】某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成．当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路．仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有（ ）

A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零

B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变

C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起

D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起

【预测1】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，如图连接．在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转．由此可以推断（ ）

A．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转

B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转

C．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央

D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向

2．【2012·北京】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，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，经重复试验，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 2 【预测2】如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁，从离地面高h处，由静止开始下落，最后落在水平地面上．磁铁下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触．若不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是 （ ）

A．在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针（从上向下看圆环）

B．磁铁在整个下落过程中，所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下

C．磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变

D．磁铁落地时的速率一定等于2gh

五．课堂演练 自我提升

1．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图所示连接．下列说法中正确的是（ ）

A．电键闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转

B．线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转

C．电键闭合后，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．电键闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转

2．如图所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是 （ ）

A．圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动

B．圆盘以某一水平直径为轴匀速转动

C．圆盘在磁场中向右匀速平移

D．匀强磁场均匀增加

3．如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化大小分别为Δφ1和Δφ2，则 （ ）

A．Δφ1 > Δφ2，两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现

B．Δφ1 = Δφ2，两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现

C．Δφ1 < Δφ2，两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现

D．Δφ1 < Δφ2，两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现

4．如图所示，一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，环中的感应电流（自左向右看） （ ）

A．沿顺时针方向 B．先沿顺时针方向后沿逆时针方向

C．沿逆时针方向 D．先沿逆时针方向后沿顺时针方向

5．如图所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过．现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ．设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则 （ ）

A．T1 > mg，T2 > mg B．T1 < mg，T2 < mg

C．T1 > mg，T2 < mg D．T1 < mg，T2 > mg

6．1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：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极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，那么，从上向下看这个线圈中将出现（ ）

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．顺时针方向的持续流动的感应电流

D．逆时针方向的持续流动的感应电流． 7．北半球地磁场的竖直分量向下．如下图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向．下列说法中正确的是 （ ）

A．若使线圈向东平动，则b点的电势比a点的电势低