（山东专用）2021高考物理一轮复习 第10章 电磁感应 第1讲 电磁感应现象 楞次定律课件

电磁感应第十章高考命题解读高考(全国卷)三年命题情况对照分析考点内容要求年份题号命题点Ⅰ卷24题电磁感应中的力电综合，双杆切割模型电磁感应现象ⅠⅡ卷20题转动切割和电路分析的知识Ⅱ卷24题电磁感应中的力电综合，单杆切割的模型磁通量Ⅰ2016年Ⅲ卷25题电磁感应中的力电综合，单杆切割的模型高考命题解读高考(全国卷)三年命题情况对照分析考点内容要求年份题号命题点Ⅰ卷18题电磁阻尼现象的应用Ⅱ卷20题线框切割模型、图象问题法拉第电磁感应定律Ⅱ2017年Ⅲ卷15题楞次定律的理解和应用Ⅰ卷17题转动切割、法拉第电磁感应定律楞次定律ⅠⅠ卷19题安培定则、楞次定律、地磁场自感、涡流Ⅱ卷18题线框切割、楞次定律及法拉第电磁感应定律的应用实验：探究影响感应电流方向的因素Ⅰ2018年Ⅲ卷20题楞次定律，电磁感应定律，右手螺旋定则第1讲电磁感应现象楞次定律一、磁通量1．概念：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．2．公式：Φ＝_______.3．适用条件：(1)匀强磁场．(2)S为垂直磁场的_________.4．磁通量是_______(填“标量”或“矢量”)．01主干回顾·强化根基垂直BS有效面积标量5．物理意义：相当于穿过某一面积的________的条数．如图所示，矩形abcd、abb′a′、a′b′cd的面积分别为S1、S2、S3，匀强磁场的磁感应强度B与平面a′b′cd垂直，则：(1)通过矩形abcd的磁通量为_____________或________.(2)通过矩形a′b′cd的磁通量为________.(3)通过矩形abb′a′的磁通量为______.6．磁通量变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1.磁感线BS1cosθBS3BS30二、电磁感应现象1．定义：当穿过闭合导体回路的________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做电磁感应．2．条件(1)条件：穿过闭合电路的磁通量_________.(2)例如：闭合电路的一部分导体在磁场内做__________的运动．3．实质产生__________，如果电路闭合，则有感应电流．如果电路不闭合，则只有__________而无感应电流．磁通量发生变化切割磁感线感应电动势感应电动势三、感应电流方向的判定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平面内：让________从掌心进入，并使拇指指向_________的方向，这时四指所指的方向就是_________的方向．(2)适用情况：导线____________产生感应电流．阻碍磁通量磁感线导线运动感应电流切割磁感线1．下列实验现象，属于电磁感应现象的是()C2．如图所示，在一水平、固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁(N极朝上，S极朝下)由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应电流的方向(从上向下看)，下列说法正确的是()A．总是顺时针B．总是逆时针C．先顺时针后逆时针D．先逆时针后顺时针解析由条形磁铁的磁场分布可知，磁铁下落的过程，闭合圆环中的磁通量始终向上，并且先增加后减少，由楞次定律可判断出，从上向下看时，闭合圆环中的感应电流方向先顺时针后逆时针，C正确．C3．如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置1匀速运动到位置2，则()A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→aB．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→aC．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左D解析导线框进入磁场时，cd边切割磁感线，由右手定可知，电流方向为a→d→c→b→a，这时由左手定则可判断cd边受到的安培力方向水平向左，A错，D对；在导线框离开磁场时，ab边处于磁场中且在做切割磁感线运动，同样用右手定则和左手定则可以判断电流方向为a→b→c→d→a，这时安培力的方向仍然水平向左，B、C错．4．教材VS高考(2018·全国卷Ⅰ·19题源于沪科版选修3－2P17·T3)(多选)如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路．将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态．下列说法正确的是()A．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动AD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．02核心考点·探究突破考点一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3．判断磁通量是否变化的方法：(1)根据公式Φ＝BScosθ(θ为B与S间的夹角)判断．(2)根据穿过平面的磁感线的条数是否变化判断．[例1](2014·全国卷Ⅰ)在法拉第时代，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只形成闭合回路，回路中的磁通量不变化，不会产生感应电流，选项A、B、C错误；给线圈通电或断电瞬间，通过闭合回路的磁通量变化，会产生感应电流，能观察到电流表示数的变化，选项D正确．D1．(2018·黑龙江齐齐哈尔三模)如图所示，半径为R的圆形单匝线圈a内有一单匝内接三角形线圈b，两线圈彼此绝缘，磁感应强度大小为B的匀强磁场的边缘与三角形线圈b重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()A．1∶1B．1∶2C．43π∶9D．9∶43解析磁通量Φ＝BS，S为有效面积，从题中可以看出两个图形的有效面积是相等的，所以穿过a、b两线圈的磁通量之比为1∶1，故A正确．A2．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接．下列说法中正确的是()A．开关闭合后，线圈A插入或拔出线圈B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A解析开关闭合后，线圈A插入或拔出线圈B都会引起穿过线圈B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B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B的磁通量变化，电流计指针都会发生偏转，选项C、D错误．3．如图所示，有以下操作：(1)铜盘放置在与盘垂直的均匀分布且逐渐增强的磁场中；(2)铜盘在垂直于铜盘的匀强磁场中绕中心轴匀速转动；(3)铜盘在蹄形磁铁两极之间匀速转动；(4)在铜盘的圆心与边缘之间接一电流计，铜盘在蹄形磁铁两极间匀速转动．下列针对这四种操作的说法正确的是()A．四种情况都会产生感应电流B．只有(4)中会出现感应电流C．(4)中圆盘边缘为“电源”正极D．(2)中电流沿逆时针方向C解析(1)中穿过铜盘的磁通量均匀变化，产生的是稳定的电流；(2)中铜盘中的磁通量不变，故铜盘中不会产生感应电流和涡流；(3)中铜盘的不同部分不断地进出磁场，切割磁感线运动，所以会产生感应电流，A、B、D错误；(4)中铜盘边缘A点为“电源”正极，O点为“电源”负极，所以C正确．考点二楞次定律的理解及应用1．楞次定律中“阻碍”的含义2．利用楞次定律判断感应电流方向的步骤3．用右手定则判断该方法只适用于切割磁感线产生的感应电流，注意三个要点：(1)掌心——磁感线垂直穿入；(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2](2017·全国卷Ⅲ)如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直．金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面．现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是()A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向D解析金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，闭合回路PQRS中磁场方向垂直纸面向里，磁通量增大，由楞次定律可判断，闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场垂直纸面向外，由安培定则可判断感应电流方向为逆时针；由于闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，与原磁场方向相反，则T中磁通量减小，由楞次定律可判断，T中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，由安培定则可知T中感应电流方向为顺时针，选项D正确．4．(2016·海南卷)如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距．两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流．若()A．金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向B．金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向C．金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向D．金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向D解析当金属环上下移动时，穿过环的磁通量不发生变化，根据楞次定律，没有感应电流产生，选项A、B错误；当金属环向左移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向外且增强，根据楞次定律可知，产生顺时针方向的感应电流，故选项C错误；当金属环向右移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向里且增强，根据楞次定律可知，产生逆时针方向的感应电流，故选项D正确．5．(多选)如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd，用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点左右摆动，金属线框从图示位置的右侧某一位置由静止释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则下列说法中正确的是()A．线框中感应电流的方向先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aB．线框中感应电流的方向是d→c→b→a→dC．穿过线框中的磁通量先变大后变小D．穿过线框中的磁通量先变小后变大BD解析线框从图示位置的右侧摆到最低点的过程中，穿过线框的磁通量减小，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d，从最低点到左侧最高点的过程中，穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d.考点三楞次定律推论的应用楞次定律中“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：内容阻碍原磁通量变化——“增反减同”阻碍相对运动——“来拒去留”使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”阻碍原电流的变化——“增反减同”例证磁铁靠近线圈，B感与B原