2020屆高考物理一輪 專題26 電磁感應(yīng) 楞次定律學(xué)案 新課標(biāo)（通用）

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1、2020屆高三新課標(biāo)物理一輪原創(chuàng)精品學(xué)案 專題26 電磁感應(yīng) 楞次定律 教學(xué)目標(biāo)：1．理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件 2．應(yīng)用楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電流及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向 3．判斷線圈或?qū)w在磁場(chǎng)中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 本講重點(diǎn)：楞次定律的應(yīng)用 本講難點(diǎn)：楞次定律的應(yīng)用 考點(diǎn)點(diǎn)撥：1．磁鐵相對(duì)線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)楞次定律的應(yīng)用 2．線圈在通電導(dǎo)線的磁場(chǎng)中時(shí)楞次定律的應(yīng)用 3．線圈進(jìn)出磁場(chǎng)時(shí)楞次定律的應(yīng)用 4．楞次定律的綜合應(yīng)用 5．電磁感應(yīng)在實(shí)際生活中的應(yīng)用 第一課時(shí) 3、感應(yīng)電流的方向 （1）楞次定律：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要 。 （

2、2）從不同的角度來(lái)看楞次定律的內(nèi)容，從磁通量變化的角度來(lái)看，感應(yīng)電流總要 。從導(dǎo)體和磁體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度來(lái)看，感應(yīng)電流總要 。 因此，產(chǎn)生感應(yīng)電流的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程。 （3）用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟： ①明確所研究的閉合回路中原磁場(chǎng)的方向； ②穿過(guò)回路的磁通量如何變化（是增加還是減?。?； ③由楞次定律判定出 ； ④根據(jù)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向，由 判定出感應(yīng)電流方向。 （4）右手定則：伸開右手，讓拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)面內(nèi)，讓磁感線垂直 ，拇指指向

3、 ，則其余四指指的就是 。 （二）重難點(diǎn)闡釋 1．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的條件 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的條件是：穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化。 這里不要求閉合。無(wú)論電路閉合與否，只要磁通量變化了，就一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生。這好比一個(gè)電源：不論外電路是否閉合，電動(dòng)勢(shì)總是存在的。但只有當(dāng)外電路閉合時(shí)，電路中才會(huì)有電流。 3．楞次定律的具體應(yīng)用 （1）從“阻礙磁通量變化”的角度來(lái)看，由磁通量計(jì)算式Φ=BSsinα可知，磁通量變化ΔΦ=Φ2-Φ1有多種形式，主要有： ①S、α不變，B改變，這時(shí)ΔΦ=ΔB?Ssinα ②B、α不變，S改變，這時(shí)ΔΦ=ΔS?Bsinα ③B、S不變，α改

4、變，這時(shí)ΔΦ=BS（sinα2-sinα1） 當(dāng)B、S、α中有兩個(gè)或三個(gè)一起變化時(shí)，就要分別計(jì)算Φ1、Φ2，再求Φ2-Φ1了。 （2）從“阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)”的角度來(lái)看，楞次定律的這個(gè)結(jié)論可以用能量守恒來(lái)解釋：既然有感應(yīng)電流產(chǎn)生，就有其它能轉(zhuǎn)化為電能。又由于是由相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的，所以只能是機(jī)械能減少轉(zhuǎn)化為電能，表現(xiàn)出的現(xiàn)象就是“阻礙”相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 （3）從“阻礙自身電流變化”的角度來(lái)看，就是自感現(xiàn)象。 在應(yīng)用楞次定律時(shí)一定要注意：“阻礙”不等于“反向”；“阻礙”不是“阻止”。 二、高考要點(diǎn)精析 （一）磁鐵相對(duì)線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)楞次定律的應(yīng)用 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥 磁鐵相對(duì)線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中的磁通量發(fā)生變化

5、，產(chǎn)生感應(yīng)電流。由楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，可以按步驟用“程序法”判定，也可用結(jié)論法“來(lái)拒去留”直接判斷。 ☆考點(diǎn)精煉 a b 1．如圖所示，絕緣水平面上有兩個(gè)離得很近的導(dǎo)體環(huán)a、b。將條形磁鐵沿它們的正中向下移動(dòng)（不到達(dá)該平面），a、b將如何移動(dòng)？ O1 a O2 b 2．如圖所示，在條形磁鐵從圖示位置繞O1O2軸轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過(guò)程中，放在導(dǎo)軌右端附近的金屬棒ab將如何移動(dòng)？ （二）線圈在通電導(dǎo)線的磁場(chǎng)中時(shí)楞次定律的應(yīng)用 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥 【例5】如圖，線圈A中接有如圖所示電源，線圈B有一半面積處在線圈A中，兩線圈平行但不接

6、觸，則當(dāng)開關(guān)S閉和瞬間，線圈B中的感應(yīng)電流的情況是：（ ） A．無(wú)感應(yīng)電流 B．有沿順時(shí)針的感應(yīng)電流 C．有沿逆時(shí)針的感應(yīng)電流 D．無(wú)法確定 解：當(dāng)開關(guān)S閉合瞬間，線圈A相當(dāng)于環(huán)形電流，其內(nèi)部磁感線方向向里，其外部磁感線方向向外。線圈B有一半面積處在線圈A中，則向里的磁場(chǎng)與向外的磁場(chǎng)同時(shí)增大。這時(shí)就要抓住主要部分。由于所有向里的磁感線都從A的內(nèi)部穿過(guò)，所以A的內(nèi)部向里的磁感線較密， A的外部向外的磁感線較稀。這樣B一半的面積中磁感線是向里且較密，另一半面積中磁感線是向外且較稀。主要是以向里的磁感線為主，即當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，線圈B中的磁通量由零變?yōu)橄蚶?，故該瞬間磁通量增加，則產(chǎn)生的感應(yīng)電

7、流的磁場(chǎng)應(yīng)向外，因此線圈B有沿逆時(shí)針的感應(yīng)電流。答案為C。 ☆考點(diǎn)精煉 第二課時(shí) （三）線圈進(jìn)出磁場(chǎng)時(shí)楞次定律的應(yīng)用 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥 a d b c O1 O2 【例7】 如圖所示，O1O2是矩形導(dǎo)線框abcd的對(duì)稱軸，其左方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)。以下哪些情況下abcd中有感應(yīng)電流產(chǎn)生？方向如何？ A．將abcd 向紙外平移 B．將abcd向右平移 C．將abcd以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)60° D．將abcd以cd為軸轉(zhuǎn)動(dòng)60° 解：A、C兩種情況下穿過(guò)abcd的磁通量沒有發(fā)生變化，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生。B、D兩種情況下原磁通向外，減少，感應(yīng)電流磁場(chǎng)向外

8、，感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcd。 ☆考點(diǎn)精煉 5．如圖所示，在O點(diǎn)正下方有一理想邊界的磁場(chǎng)，銅環(huán)在A點(diǎn)靜止釋放向右擺至最高點(diǎn)B，不考慮空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是（ ） A．AB兩點(diǎn)在同一水平線上 B．A點(diǎn)高于B點(diǎn) C．A點(diǎn)低于B點(diǎn) D．銅環(huán)將做等幅擺動(dòng) 6．如圖所示，閉合金屬環(huán)從高h(yuǎn)的曲面滾下，又沿曲面的低側(cè)上升，設(shè)閉合環(huán)初速度為零，摩擦不計(jì)，則（ ） A．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度小于h B．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度等于h C．若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度等于h D．若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度小于h （四）楞次定律的綜合應(yīng)用 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥

9、 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥 電磁感應(yīng)現(xiàn)象與生活實(shí)際聯(lián)系比較密切，近年來(lái)的高考改革越來(lái)越突出對(duì)考生解決實(shí)際問(wèn)題能力的考查。在日常復(fù)習(xí)中要適當(dāng)關(guān)注與生活、生產(chǎn)、科研等實(shí)際問(wèn)題相聯(lián)系的背景題。解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵是通過(guò)審題，將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為物理問(wèn)題，然后用相關(guān)知識(shí)加以分析求解。 A B S k D C 【例10】如圖所示是生產(chǎn)中常用的一種延時(shí)繼電器的示意圖。鐵芯上有兩個(gè)線圈A和B。線圈A跟電源連接，線圈B的兩端接在一起，構(gòu)成一個(gè)閉合電路。在拉開開關(guān)S的時(shí)候,彈簧k并不能立即將銜鐵D拉起，從而使觸頭C（連接工作電路）立即離開，過(guò)一段時(shí)間后觸頭C才能離開；延時(shí)繼電器就是這樣得名的。試說(shuō)明這種繼電器的工作

10、原理。 解析：當(dāng)拉開開關(guān)S時(shí)使線圈A中電流變小并消失時(shí)，鐵芯中的磁通量發(fā)生了變化（減?。?，從而在線圈B中激起感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙原磁場(chǎng)的減小，這樣，就使鐵芯中磁場(chǎng)減弱得慢些，因此彈簧K不能立即將銜鐵拉起。 ☆考點(diǎn)精煉 9．在有線電話網(wǎng)中，電話機(jī)是通過(guò)兩條導(dǎo)線和電信局的交換機(jī)傳送和接收電信號(hào)。如果不采取措施，發(fā)話者的音頻信號(hào)必會(huì)傳到自己的受話器中，使自己聽到自己的講話聲音，這就是“側(cè)音”。較大的側(cè)音會(huì)影響接聽對(duì)方的講話，故必須減小或消除。如圖所示是一電話機(jī)的消“側(cè)音”電路與交換機(jī)的連接示意圖。圖中的兩個(gè)變壓器是完全相同的，a、b、c、d、e、f六個(gè)線圈的匝數(shù)相同。打

11、電話時(shí)，對(duì)著話筒發(fā)話，把放大后的音頻電壓加到變壓器的線圈a，從線圈c和b輸出大小相等但隨聲頻變化的電壓，c兩端的電壓產(chǎn)生的電流IL通過(guò)線圈e和兩導(dǎo)線L、電信局的交換機(jī)構(gòu)成回路，再通過(guò)交換機(jī)傳到對(duì)方電話機(jī),對(duì)方就聽到發(fā)話者的聲音。同時(shí)由于線圈e中有電流通過(guò)，在線圈f中也會(huì)有電壓輸出，放大后在自己的電話機(jī)的受話器上發(fā)出自己的講話聲，這就是上面講的“側(cè)音”。為了消除這個(gè)側(cè)音，可以把線圈b的電壓加在線圈d上，并通過(guò)R調(diào)節(jié)d中的電流Id。那么為達(dá)到消側(cè)音的目的，1應(yīng)與（ ）相接；4應(yīng)與（ ）相接，并使Id( )IL(填“小于”、“大于”、或“等于”)。對(duì)方講話時(shí)，音頻電壓通過(guò)交換機(jī)和兩條導(dǎo)

12、線L加到本機(jī)，那么通過(guò)R的電流為多少？ 考點(diǎn)精煉參考答案 9．解析：發(fā)話時(shí)，假定某一時(shí)刻通過(guò)線圈a的電流是從上端流入，而且增大，則在線圈c和b上感應(yīng)的電壓都是上正下負(fù)，e中形成的電流在變壓器鐵芯中產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線是逆時(shí)針?lè)较虻模?和3，2和4相接時(shí)，b的感應(yīng)電壓在d中形成的電流在鐵芯中產(chǎn)生的磁感線是順時(shí)針的，由于e和d的匝數(shù)相同，只要調(diào)節(jié)R使e、d中的電流強(qiáng)度相等，則e和d產(chǎn)生的磁場(chǎng)就完全抵消，通過(guò)線圈f的磁通量始終為零，f中沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，受話器中沒有發(fā)話者的聲音，從而消除側(cè)音。對(duì)方發(fā)話時(shí)，從交換機(jī)傳來(lái)的音頻電壓加到電話機(jī)上，假設(shè)某一時(shí)刻在線圈e和c中形成的電流是從c的下端

13、流入且增大，則b線圈的1端為負(fù)，d線圈的3端為負(fù)，感應(yīng)電壓值相同，在bdR回路中沒有電流，d中不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)抵消e的磁場(chǎng)，f中有e產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線通過(guò)，磁通量會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，放大后在受話器中發(fā)出對(duì)方的聲音。 三、考點(diǎn)落實(shí)訓(xùn)練 1．1820年丹麥的物理學(xué)家　　　發(fā)現(xiàn)了電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)；之后，英國(guó)的科學(xué)家　　　經(jīng)過(guò)十年不懈的努力終于在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并發(fā)明了世界上第一臺(tái)感應(yīng)發(fā)電機(jī)． 3．在某星球上的宇航員，為了確定該星球是否存在磁場(chǎng)，他手邊有一根表面絕緣的長(zhǎng)導(dǎo)線和一個(gè)靈敏電流計(jì)，現(xiàn)請(qǐng)你指導(dǎo)他如何操作． 4．下列說(shuō)法中正確的是：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟（　　　?。┯嘘P(guān)：

14、 A．穿過(guò)閉合電路的磁通量． B．穿過(guò)閉合電路的磁通量的變化大?。? C．穿過(guò)閉合電路的磁通量的變化快慢． D．單位時(shí)間內(nèi)穿過(guò)閉合電路的磁通量的變化量． 7．如圖所示，在兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線中，通以同方向、同強(qiáng)度的電流，導(dǎo)線框ABCD和兩導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，導(dǎo)線框沿著與兩導(dǎo)線垂直的方向自右向左在兩導(dǎo)線間勻速運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向（ ） A．沿ABCD方向不變。 B．沿ADCB方向不變。 C．由ABCD方向變成ADCB方向。 D．由ADCB方向變成ABCD方向。 8．如圖所示，兩個(gè)線圈繞在同一圓筒上，A中接有電源，B中導(dǎo)線ab短路。當(dāng)把磁鐵迅速插入A線圈中時(shí)，A線

15、圈中的電流將 （填減少，增大，不變），B線圈中的感應(yīng)電流的方向在外電路中是由 到 的；如線圈B能自由移動(dòng)，則它將向 移動(dòng)（左，右，不）。 9．如圖所示，閉合金屬銅環(huán)從高為h的曲面滾下，沿曲面的另一側(cè)上升，設(shè)閉合環(huán)初速度為零，不計(jì)摩擦，則（ ） A．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)上升的高度小于h B．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)上升的高度大于h C．若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)上升的高度等于h D．若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)上升的高度小于h 10．一根磁化的鋼棒以速度v射入水平放置的固定的銅管內(nèi)，v的方向沿管中心軸，不計(jì)棒的重力和空氣阻力，則在入射過(guò)程中（ ） A.銅管的內(nèi)能增加

16、B.鋼棒的速率減小 C.鋼棒的速率不變 D.鋼棒的速率增大 考點(diǎn)落實(shí)訓(xùn)練參考答案 1～5略 6．AC 7．B 8．減小 b a 左 9．D 解析 若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，閉合環(huán)的磁通量不發(fā)生變化，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，環(huán)也就受不到磁場(chǎng)力，所以環(huán)仍保持機(jī)械能守恒，上升的高度等于h。若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，閉合環(huán)的磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，環(huán)受到磁場(chǎng)力作用去阻礙環(huán)與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使環(huán)損失一部分機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化，所以環(huán)上升的高度小于h。因此答案D正確。 10．AB 當(dāng)磁化的鋼棒射入銅管時(shí)，銅管中因磁通量增加而產(chǎn)生感應(yīng)電流，銅管與鋼棒間的磁場(chǎng)力會(huì)阻礙其相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使鋼棒的機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化，進(jìn)而使銅管的內(nèi)能增加。所以答案AB正確。 11．AD 12．C