（浙江选考）2019版高考物理大一轮复习第九章电磁感应交变电流第1讲楞次定律法拉第电磁感应定律学案.doc

1、【 精品教育资源文库 】 第 1 讲 楞次定律 法拉第电磁感应定律 考试标准 知识内容 必考要求 加试要求 说明 电磁感应现象 b 1.不要求掌握法拉第等科学家对电磁感应现象研究的具体细节 2.在用楞次定律判断感应电流方向时，只要求闭合电路中磁通量变化容易确定的情形 3.导体切割磁感线时感应电动势的计算，只限于 l、 B、 v 三者垂直的情形 4.不要求计算涉及反电动势的问题 5.在电磁感应现象中，不要求判断电路中各点电势的高低 6.不要求计算既有感生电动势，又有动生电动势的电磁感应问题 7.不要求计算自感电动势 8.不要 求解释电磁驱动和电磁阻尼现象 . 楞次定律 c 法拉第电磁感应定律

2、d 电磁感应现象的两类情况 b 互感和自感 b 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 b 一、电磁感应现象 1磁通量 (1)公式： BS. 适用条件： 匀强 磁场 磁感应强度的方向 垂直于 S 所在的平面 (2)几种常见引起磁通量变化的情形 B 变化， S 不变， B S. B 不变， S 变化， B S. 【 精品教育资源文库 】 B、 S 两者都变化， 2 1，不能用 B S 来计算 2电磁感应现象 (1)产生感应 电流的条件：穿过闭合回路的 磁通量 发生变化 特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做 切割磁感线 运动 (2)电磁感应现象中的能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为 电能

3、 ，该过程遵循 能量守恒定律 自测 1 (多选 )如图 1 所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框在下列四种情况下，线框中不会产生感应电流的是 ( ) 图 1 A如图甲所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动 B如图乙所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动 C如图丙表示，线框绕位于线框平面内且与 磁感线垂直的轴线 AB 转动 D如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线 CD 转动 答案 ABD 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 的变化 (2)适用范围：适用于一切回路 磁通量 变化的情况

4、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 导线运动 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 自测 2 (多选 )如图 2 所示 ，匀强磁场垂直圆形线圈指向纸内， a、 b、 c、 d 为圆形线圈上等距离的四点，现用外力在上述四点将线圈拉成正方形，且线圈仍处在原先所在平面内，则在线圈发生形变的过程中 ( ) 图 2 【 精品教育资源文库 】 A线圈中无感应电流 B线圈中有感应电流 C感应电流的方向为 abcda D感应电流的方向为 adcba 答案 BC

5、 三、法拉第电磁感应定律 1感应电动势 (1)感应电动势：在 电磁感应现象 中产生的电动势 (2)产生条件：穿过回路的 磁通量 发生改变，与电路是否闭合无关 (3)方向判断：感应电动势的方向用 楞次定律 或 右手定则 判断 2法拉第电磁感应定律 (1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的 磁通量的变化率 成正比 (2)公式： E n t ，其中 n 为线圈匝数 自测 3 (多选 )将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是 ( ) A感应电动势的大小与线圈的匝数有关 B穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 C穿过线圈的磁通量变化

6、越快，感应电动势越大 D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同 答案 AC 四、导线切割磁感线时的感应电 动势 导线切割磁感线时，可有以下三种情况： 切割方式 电动势表达式 说明 垂直切割 E Blv 导线与磁场方向垂直 磁场为匀强磁场 旋转切割 (以一端为轴 ) E 12Bl2 五、自感和涡流 1自感现象 由于通过导体自身的 电流发生变化 而产生的电磁感应现象 2自感电动势 【 精品教育资源文库 】 (1)定义：在 自感现象 中产生的感应电动势 (2)表达式： E L I t. (3)自感系数 L： 相关因素：与线圈的大小、形状、 匝数 以及是否有 铁芯 等因素有关 单位：亨利 (H)

7、， 1 mH 10 3 H,1 H 10 6 H. 3涡流 (1)定义：当线圈中的电流发生变化时，在它附近的导体中产生的像水中的旋涡一样的 感应电流 (2)涡流的应用 涡流热效应的应用，如 真空冶炼炉 涡流磁效应的应用，如探雷器 自测 4 (多选 )电磁炉为新一代炊具，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优势所在电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物下列相关说法中正确的是 ( ) A锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的 B恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好 C锅体中的涡流是

8、由变化的磁场产生的 D提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果 答案 CD 命题点一 感应电流方向的判断 考向 1 应用楞次定律判断感应电流的方向 例 1 (多选 )下列各选项是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各选项中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正 确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 答案 CD 解析 根据楞次定律可确定感应电流的方向：以 C 选项为例，当磁铁向下运动时： (1)闭合线圈原磁场的方向 向上； (2)穿过闭合线圈的磁通量的变

9、化 增加； (3)感应电流产生的磁场方向 向下； (4)利用安培定则判断感应电流的方向 与图中箭头方向相同 运用以上分析方法可知， C、 D 正确 变式 1 (多选 )如图 3，两同心圆环 A、 B 置于同一水平面上，其中 B 为均匀带负电绝缘环，A 为导体环当 B 绕轴心顺时针转动且转速增大时，下列说法正确的是 ( ) 图 3 A A 中产生逆时 针的感应电流 B A 中产生顺时针的感应电流 C A 具有收缩的趋势 D A 具有扩展的趋势 答案 BD 解析 由题图可知， B 为均匀带负电绝缘环， B 中电流为逆时针方向，由右手螺旋定则可知，电流的磁场垂直纸面向外且逐渐增大；由楞次定律可知，磁

10、场增大时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，所以感应电流的磁场的方向垂直纸面向里， A 中感应电流的方向为顺时针方向，故 A 错误， B 正确； B 环外的磁场的方向与 B 环内的磁场的方向相反，当 B 环内的磁场增强时， A 环具有面积扩展的趋势，故 C 错误， D 正确 考向 2 楞次定律推论的应用 楞次定律 推论的应用技巧 1线圈 (回路 )中磁通量变化时，阻碍原磁通量的变化 应用 “ 增反减同 ” 的规律； 2导体与磁体间有相对运动时，阻碍相对运动 应用 “ 来拒去留 ” 的规律； 3当回路可以形变时，感应电流可使线圈面积有扩大或缩小的趋势 应用 “ 增缩减扩 ”的规律； 【 精品教

11、育资源文库 】 4自感现象中，感应电动势阻碍原电流的变化 应用 “ 增反减同 ” 的规律 例 2 (多选 )如图 4 所示，光滑固定的金属导轨 M、 N 水平放置，两根导体棒 P、 Q 平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时 ( ) 图 4 A P、 Q 将相互 靠拢 B P、 Q 将相互远离 C磁铁的加速度仍为 g D磁铁的加速度小于 g 答案 AD 解析 根据楞次定律的另一种表述 感应电流的效果，总要反抗产生感应电流的原因本题中 “ 原因 ” 是回路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路， “ 效果 ” 便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近所以， P、 Q 将相互靠

12、拢且磁铁的加速度小于 g，应选 A、 D. 考向 3 切割类感应电流方向的判断 例 3 (多选 )如图 5 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(左 )匀速运动到位置 2，则 ( ) 图 5 A导线框进入磁场时，感应电流方向为 a b c d a B导线框离开磁场时，感应电流方向为 a b c d a C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 答案 BD 解析 导线框进入磁场时， cd 边切割磁感线，由右手定则可知，电流方向沿 a d c b a，由左手定则可知 cd 边受到的安培力方向

13、向左；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的方向为 a b c d a，安培力的方向仍然向左，故选项 B、 D 正确 命题点二 法拉第电磁感应定律的理解及应用 求感应电动势大小的五种类型及对应解法 【 精品教育资源文库 】 1磁通量变化型： E n t 2磁感应强度变化型： E nS B t 3面积变化型： E nB S t 4平动切割型： E Blv(B、 l、 v 三者垂直 ) (1)l 为导体切割磁感线的有效长度 (2)v 为导体相对磁场的速度 5转动切割型： E Blv 12Bl2 例 4 (多选 )如图 6 所示，先后以速度 v1和 v2匀速把一矩形线圈拉出有 界匀强磁场区域，已知 v1 2v2，则在先后两种情况下 ( ) 图 6 A线圈中的感应电流之比 I1 I2 21 B线圈中的感应电流之比 I1 I2 12 C线圈中产生的焦耳热之比 Q1 Q2 21 D通过线圈某截面的电荷量之比 q1 q2 12 答案 AC 解析 由题意 v1 2v2，根据 E BLv 可知，感应电动势之比 E1 E2 v1 v2 21 ，则感应电流之比 I1 I2 E1 E2 21 ，故 A 正确， B 错误；线圈拉出磁场的时间 t Lv， L 相同