2026高考物理大一輪復習-第十二章 第66課時 電磁感應現(xiàn)象 楞次定律 實驗十四-專項訓練【含答案】_第1頁
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文檔簡介

考情分析生活實踐類電磁爐、電子秤、電磁卡、電磁焊接技術、磁電式速度傳感器、真空管道超高速列車、磁懸浮列車、電磁軌道炮、電磁驅動、電磁阻尼等各種實際應用模型學習探究類桿軌模型問題,電磁感應與動力學、能量、動量結合問題,電磁感應的圖像問題第66課時電磁感應現(xiàn)象楞次定律實驗十四:探究影響感應電流方向的因素目標要求1.理解電磁感應現(xiàn)象,會用感應電流產生條件判斷有無感應電流產生。2.通過實驗理解感應電流方向的判斷方法,會用楞次定律及推論判斷感應電流方向等問題。3.能綜合應用安培定則、左手定則、楞次定律及其推論解決問題。考點一電磁感應現(xiàn)象的理解和判斷1.磁通量(1)公式:Φ=,S為垂直磁場方向的,磁通量為(填“標量”或“矢量”)。

(2)物理意義:磁通量的大小可形象表示穿過某一面積的條數(shù)的多少。

(3)磁通量變化:ΔΦ=Φ2-Φ1。2.電磁感應現(xiàn)象(1)當穿過閉合導體回路的發(fā)生變化時,閉合導體回路中有感應電流產生,這種利用磁場產生電流的現(xiàn)象叫作電磁感應。

(2)感應電流產生的條件穿過導體回路的。

(3)電磁感應現(xiàn)象產生,如果電路閉合,則有感應電流。如果電路不閉合,則只有而無感應電流。

1.穿過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)有關。()2.只要穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化,回路中就有感應電流產生。()例1(2025·山東菏澤市期中)在如圖所示的閉合鐵芯上繞有一組線圈,與滑動變阻器、電源構成閉合電路,a、b、c為三個閉合金屬圓環(huán),假定線圈產生的磁場全部集中在鐵芯內,則當滑動變阻器的滑片向右滑動時,下列說法正確的是()A.穿過a、b兩個環(huán)的磁通量始終相同B.穿過b環(huán)的磁通量始終是c環(huán)的一半C.a、c兩個環(huán)中都有感應電流D.b、c兩個環(huán)中都有感應電流考點二實驗:探究影響感應電流方向的因素1.實驗思路如圖所示,通過將條形磁體插入或拔出線圈來改變穿過螺線管的磁通量,根據(jù)電流表指針的偏轉方向判斷感應電流的方向。2.實驗器材電流表、條形磁體、螺線管、電池、開關、導線、滑動變阻器等。3.實驗現(xiàn)象4.實驗結論當穿過線圈的磁通量增加時,感應電流的磁場與原磁場的方向;當穿過線圈的磁通量減小時,感應電流的磁場與原磁場的方向。

如何從指針的偏轉情況來判斷回路中的電流方向?例2(2024·福建寧德市三模)1834年,物理學家楞次在分析了許多實驗事實后,總結得到電磁學中一重要的定律——楞次定律,某興趣小組為了探究該定律做了以下物理實驗:(1)“探究影響感應電流方向的因素”的實驗裝置中滑動變阻器采用限流接法,請用筆畫線代替導線將圖甲中的實物電路補充完整。(2)圖甲實驗電路連接后,將A插入B中,開關閉合瞬間,發(fā)現(xiàn)電流計指針向左偏轉;開關處于閉合狀態(tài)并穩(wěn)定后,電流計指針(選填“偏轉”或“不偏轉”);滑動變阻器滑片P向右快速移動時,電流計指針偏轉(選填“向左”“向右”或“不”)。

(3)為了進一步研究,該小組又做了如圖乙實驗,磁體從靠近線圈上方由靜止下落。在磁體穿過整個線圈的過程中,傳感器顯示電流i隨時間t的圖像如圖丙所示,由圖可得到的結論是。A.感應電流方向與線圈中的磁通量增減有關B.感應電流方向與磁鐵下落速度的大小有關C.感應電流大小與線圈中磁通量的變化快慢有關考點三楞次定律及推論的應用1.楞次定律(1)內容:感應電流具有這樣的方向,即感應電流的磁場總要引起感應電流的的變化。

(2)適用范圍:一切電磁感應現(xiàn)象。2.楞次定律中“阻礙”的含義:舉例說明為什么說楞次定律體現(xiàn)了能量守恒定律?3.右手定則(1)內容:如圖,伸開右手,使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一個平面內;讓從掌心進入,并使拇指指向的方向,這時四指所指的方向就是的方向。

(2)適用情況:導線產生感應電流。

1.感應電流的磁場總是與原磁場相反。()2.感應電流的磁場總是阻止引起感應電流的磁通量的變化。()3.楞次定律與右手定則都可以判斷感應電流方向,二者沒有什么區(qū)別。()1.甲圖中條形磁體插入線圈時,乙圖中條形磁體向上遠離線圈時,分別畫出穿過線圈的原磁場方向、感應電流磁場方向及線圈中感應電流方向,總結得出結論:,簡稱:。

2.畫出圖甲線圈(實線為外側)中感應電流方向及等效小磁體的N、S極,線圈和磁體之間是力。

畫出圖乙線圈(實線為外側)中感應電流方向及等效小磁體的N、S極,線圈和磁體之間是力。

總結得出結論:,簡稱:。

3.(1)在圖中畫出直導線中電流增大時,線圈abcd中感應電流方向,以及線圈各邊受到的安培力方向,線圈會有的趨勢,結論簡稱:。

(2)如圖,線圈A中電流增大時,線圈B有的趨勢。

4.如圖,當開關S閉合時,左環(huán)向擺動、右環(huán)向擺動,(選填“遠離”或“靠近”)通電線圈,結論簡稱:。5.以上現(xiàn)象“殊途同歸”,實際上都是以。

例3(多選)(2024·四川成都市期中)某同學設想的減小電梯墜落時造成傷害的一種應急安全裝置如圖所示,在電梯轎廂底部安裝永久強磁鐵,磁鐵N極朝上,電梯井道內壁上鋪設若干金屬線圈,線圈在電梯轎廂墜落時能自動閉合,從而減小對箱內人員的傷害。當電梯轎廂墜落到圖示位置時,下列說法正確的是()A.從上往下看,金屬線圈A中的感應電流沿逆時針方向B.從上往下看,金屬線圈B中的感應電流沿逆時針方向C.金屬線圈B對電梯轎廂下落有阻礙作用,A沒有阻礙作用D.金屬線圈B有收縮的趨勢,A有擴張的趨勢例4(2024·江蘇卷·10)如圖所示,在絕緣的水平面上,有閉合的兩個線圈a、b,線圈a處在勻強磁場中,現(xiàn)將線圈a從磁場中勻速拉出,線圈a、b中產生的感應電流方向分別是()A.順時針,順時針 B.順時針,逆時針C.逆時針,順時針 D.逆時針,逆時針[變式](八省聯(lián)考·四川·3)如圖,水平面MN下方存在垂直紙面向里的勻強磁場,紙面為豎直平面。不可形變的導體棒ab和兩根可形變的導體棒組成三角形回路框,其中ab處于水平位置,框從MN上方由靜止釋放,框面始終在紙面內,框落入磁場且ab未到達MN的過程中,沿磁場方向觀察,框的大致形狀及回路中的電流方向為()例5如圖,水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈,右邊套有一金屬圓環(huán)。圓環(huán)初始時靜止。將圖中開關S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài),電路接通的瞬間,可觀察到()A.撥至M端或N端,圓環(huán)都向左運動B.撥至M端或N端,圓環(huán)都向右運動C.撥至M端時圓環(huán)向左運動,撥至N端時向右運動D.撥至M端時圓環(huán)向右運動,撥至N端時向左運動考點四“三定則、一定律”的應用“三個定則”、“一個定律”的比較名稱用途選用原則安培定則判斷電流產生的磁場(方向)分布因電生磁左手定則判斷通電導線、運動電荷所受磁場力的方向因電受力右手定則判斷導體切割磁感線產生的感應電流方向或電源正負極因動生電楞次定律判斷因回路磁通量改變而產生的感應電流方向因磁通量變化生電例6(多選)如圖所示,水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN,PQ、MN均處在豎直向下的勻強磁場中,當PQ在一外力的作用下運動時,MN向右運動,則PQ所做的運動可能是()A.向右加速運動 B.向左加速運動C.向右減速運動 D.向左減速運動

答案精析考點一1.(1)BS投影面積標量(2)磁感線2.(1)磁通量(2)閉合磁通量發(fā)生變化(3)感應電動勢感應電動勢判斷正誤1.×2.√例1A[線圈產生的磁場全部集中在鐵芯內,所以穿過a、b兩個環(huán)的磁通量始終相同,故A正確;根據(jù)安培定則判斷可知,穿過a的磁感線方向向左,穿過b的磁感線方向向上,當滑動變阻器的滑片向右滑動時,線圈中電流將發(fā)生改變,產生的磁場隨之改變,穿過a、b兩環(huán)的磁通量會發(fā)生改變,故a、b兩環(huán)中都會產生感應電流;而向左和向右穿過c環(huán)的磁感線條數(shù)相等,完全抵消,總的磁通量為零,不發(fā)生變化,故c環(huán)中沒有感應電流產生,故B、C、D錯誤。]考點二4.相反相同討論交流實驗前應先查明電流的流向與電流表指針偏轉方向之間的關系:把一節(jié)干電池、滑動變阻器、開關S與電流表串聯(lián),開關S采用瞬間接觸,記錄指針偏轉方向與電流方向的關系。例2(1)見解析圖(2)不偏轉向右(3)AC解析(1)實物電路如圖或(2)開關處于閉合狀態(tài)并穩(wěn)定后,線圈A中電流大小不變,磁感應強度不變,不產生感應電流,電流計指針不偏轉。由題意知,開關閉合瞬間,A中電流增大,B中磁通量變大,電流計指針向左偏轉,故滑動變阻器滑片P向右快速移動時,電路中總阻值變大,線圈A中電流減小,電流計指針向右偏轉。(3)由題圖丙可知,磁體從上方進入時電流為正,從下方出時電流為負,所以感應電流方向與線圈中的磁通量增減有關,故A正確;由題圖丙可知,感應電流方向與磁鐵下落速度的大小無關,故B錯誤;由題圖丙可知,在下落過程中速度變大,出線圈時速度大于進入時的速度,磁通量的變化率變大,感應電流也變大,所以感應電流大小與線圈中磁通量的變化快慢有關,故C正確。考點三1.(1)阻礙磁通量討論交流以導體棒切割磁感線為例,回路中產生電流,有電能產生,導體棒受到安培力,阻礙導體棒的運動,使其動能減小,體現(xiàn)了能量守恒。3.(1)磁感線導線運動感應電流(2)切割磁感線判斷正誤1.×2.×3.×討論交流1.如圖所示當磁通量增加時,感應電流的磁場與原磁場方向相反;當磁通量減小時,感應電流的磁場與原磁場方向相同增反減同2.如圖所示斥引當磁體和線圈相互靠近時,則兩者之間相互排斥;當磁體和線圈相互遠離時,則兩者之間相互吸引來拒去留3.(1)收縮增縮減擴(2)擴張4.左右遠離增離減靠5.不同方式阻礙磁通量的變化例3AD[當電梯墜落至題圖位置時,金屬線圈A中向上的磁場減弱,感應電流的方向從上往下看是逆時針方向,B中向上的磁場增強,感應電流的方向從上往下看是順時針方向,故B錯誤,A正確;結合A、B的分析可知,當電梯墜落至題圖位置時,金屬線圈A、B都在阻礙電梯下落,故C錯誤;金屬線圈A中向上的磁場減弱,B中向上的磁場增強,根據(jù)楞次定律可知,線圈B有收縮的趨勢,A有擴張的趨勢,故D正確。]例4A[將線圈a從磁場中勻速拉出的過程中,穿過a線圈的磁通量在減小,根據(jù)楞次定律可知a線圈中的電流方向為順時針,由于線圈a從磁場中勻速拉出,則a中產生的電流為恒定電流,線圈a靠近線圈b的過程中通過線圈b的磁通量在向外增大,同理可得線圈b中產生的電流方向為順時針。故選A。][變式]A[由楞次定律“增反減同”可知回路框中感應電流方向為逆時針,根據(jù)左手定則可知左側導體棒所受安培力斜向右上方,右側導體棒所受安培力斜向左上方,故選C。

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