高考物理大一轮复习 第10章 电磁感应配套教案.pdf

一、磁通量1.概念：磁感应强度少与面积S的乘积.2.计算(1)公式：P=BS.(2)适用条件：匀强磁场；S是垂直磁场的有效面积.(3)单位：韦伯(Wb),1 Wb=l Tm?.3.意义：穿过某一面积的磁感线的条数.4.标矢性：磁通量是标量，但有正、负.二、电磁感应1.电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有电流产生,这种现象称为电磁感应现象.2.产生感应电动势和感应电流的条件(1)产生感应电动势的条件无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，回路中就有感应电动势.产 生感应电动势的那部分导体相当于曳源.(2)产生感应电流的条件电路闭合.磁通量变化.三、感应电流方向的判断1.右手定则：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；让磁感线从掌心垂直进入，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.如右图所示.2.楞次定律内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总、要阻碍引起感应电流的磁通量的 变化.自我诊断1.判断正误（1）磁通量虽然是标量，但有正、负之分.（/）（2）当导体切割磁感线运动时，导体中一定产生感应电流.（x）（3）穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关.（/）（4）电路中磁通量发生变化时，就一定会产生感应电流.（x）（5）感应电流的磁场总是与原磁场方向相反.（x）（6）楞次定律和右手定则都可以判断感应电流的方向，二者没什么区别.（x）（7）回路不闭合时，穿过回路的磁通量发生变化也会产生“阻碍”作用.（x）2.如图所示，匀强磁场中有一个矩形闭合导线框.在下列四种情况下，线框中会产生 感应电流的是（）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.如图丙所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线居转动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转动解析：选C.保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动，磁通量一直为 零，故磁通量不变，无感应电流，选项A错误；保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动，磁通量一直为零，故磁通量不变，无感应电流，选项B错误；线框绕位于线 框平面内且与磁感线垂直的轴线/方转动，磁通量周期性地改变，故一定有感应电流，故选 项C正确；线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线必转动，磁通量一直为零，故磁 通量不变，无感应电流，选项D错误.3.如图，在一水平、固定的闭合导体周环上方，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：选C.磁铁从圆环中穿过且不与周环接触，则导体环中，先是向上的磁通量增加,磁铁过中间以后，向上的磁通量减少，根据楞次定律，产生的感应电流方向先顺时针后逆时 针，选项C正确.精品文档4.如图所示，是光滑的金属导轨，电阻不计，4。沿竖直方向，&沿水平方向；PQ 是金属直杆，电阻为用几乎竖直斜靠在导轨力。上，由静止开始在重力作用下运动，运动 过程中R 0端始终在金属导轨4*上；空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场，则在加杆从 开始滑动到尸端滑到的过程中，附中感应电流的方向（）A.始终是由PQB.始终是由Q TC.先是由Pf Q,后是由Q f PD.先是由Q f P,后是由Pf Q解析：选C.在倒杆滑动的过程中，27。的面积先增大后减小，穿过制的磁通量 先增加后减少，根据楞次定律可知，感应电流的方向先是由PfQ,后是由C正确.考点透析题组冲关不同考点详尚墉择考点一电磁感应现象的判断1.穿过闭合电路的磁通量发生变化的四种情况磁感应强度方不变，线圈面积S发生变化.线圈面积S不变，磁感应强度少发生变化.线圈面积S变化，磁感应强度少也变化，它们的乘积能发生变化.线圈面积S不变，磁感应强度少也不变，但二者之间夹角发生变化.2.判断电磁感应现象能否发生的一般流程：定力克的电冷:d一电路内的殖用分布:（一电跖百后厂初晟羲一卜,T、中变花卜（无另含电血、元感后电动林卜-I中不亳卜电路不同会.无而应 电询由感应电动势,研究沈电路 的血通JI 4,题组冲关强化训练提升才能1.如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒仍，有一个磁感 应强度为少的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，目与竖直方向的夹角为，.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是（）A.向右运动，同时使，减小B.使磁感应强度少减小，角同时也减小C.a b向左运动，同时增大磁感应强度夕D.a。向右运动，同时增大磁感应强度和，角（0 90。）解析：选A.本题中引起磁通量变化都有两个方面，面积的变化和夹角改变，向右运动 的同时，减小都会使磁通量变大，所以A项正确.2.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈4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4插入或拔出都会引起电流计指针偏转B.线圈/插入线圈夕中后，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加速滑动，电流计指针才能偏转解析：选A.只要闭合回路磁通量发生变化就会产生感应电流，故A正确，B错误；开关 闭合后，只要滑片尸滑动就会产生感应电流，故C、D错误.3.（多选）1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示.实验中发 现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时.磁针也随着一起转动起来，但略 有滞后.下列说法正确的是（）A.0盘上产生了感应电动势B.周盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C.在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动解析：选AB.A.当圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，产生感应电 动势，选项A正确；B.如图所示，铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的 磁通量发生变化，回路中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流阻碍其相对运动，但抗拒 不了相对运动，故磁针会随圆盘一起转动，但略有滞后，选项B正确；C.在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个周盘的磁通量始终为零，选项C错误；D.周盘中的自由电子随周盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方向，会使磁 针沿轴线方向偏转，选项D错误.确定磁通量变化的两种方法通过对穿过回路磁感线条数的分析和计算，可以确定磁通量是否变化.依据公式P=BS sin，(j是夕与S的夹角)确定磁通量与哪些因素有关.考点二楞次定律的理解及应用1.判断感应电流方向的两种方法方法一用楞次定律判断研W珞 埔的电 明克合的方卤如何 j j_一-判定感我电/一 诚雕场方向旗电路磁缎:如何交化电力方育方法二用右手定则判断该方法适用于切割磁感线产生的感应电流.判断时注意掌心、拇指、四指的方向:掌心一一磁感线垂直穿入；拇指一一指向导体运动的方向；(3)四指一一指向感应电流的方向.2.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：强化刎练提升考能内容例证阻碍原磁通量变化一一“增反 减同”I，吊段就格近线圈，11/：网与反向阻碍相对运动一一“来拒去留”D 人N 磁铁嵬近.*j 是斥力S 磁铁远南，对接整顺力使回路面积有扩大或缩小的趋 势一一“增缩减扩”P.Q圣尤倩由定号,0 6型同动金属棹.磁帙下移.面积梗就/小方减小，线圈扩张阻碍原电流的变化-一“增反 减同”一-今上S,6先充题组冲关考向1：应用楞次定律判感应电流方向典例1如图所示，在磁感应强度大小为反方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量 为勿、阻值为的闭合矩形金属线框a历d用绝缘轻质细杆悬挂在。点，并可绕。点摆动.金 属线框从右侧某一位置静止开始释放，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，目垂直纸面.则线框中感应电流的方向是（）A.abC f daB.dC f ba f dC.先是 df C fa f d,后是 a f Jc f df aD.先是 aJc f Aa,后是 df C fad解析由楞次定律可知，在线框从右侧摆动到。点正下方的过程中，向上的磁通量在减 小，故感应电流的方向沿4;同理，线框从。点正下方向左侧摆动的过程中，电流方向沿八Cf&B正确.答案B考向2:右手定则判感应电流的方向典例2如图所示，仞K组为光滑的水平平行金属导轨，a b、cd为跨在导轨上的两 根金属杆，垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过瞅阳所在的平面，贝心）M 明 憎 NG b UHA.若固定助，使cd向右滑动，则回路有电流，电流方向为a-c-aB.若a b、c d以相同的速度一起向右滑动，则a bdc回路有电流，电流方向为 a f C f df baC.若a S向左、cd向右同时运动，则/de回路中的电流为零D.若a b、cd都向右运动，目两杆速度 3 丫曲 则a bdc回路有电流，电流方向为 a f C f df ba解析 由右手定则可判断出A项做法使回路产生顺时针方向的电流，故A项错.若a S、cd同向运动且速度大小相同，a b、cd所围面积不变，磁通量不变，故不产生感应电流，故 B项错.若a 6向左，cd向右，则回路中有顺时针方向的电流，故C项错.若加、c d 都向右运动，目两杆速度%匕，则泌、力所围面积发生变化，磁通量也发生变化，由楞 次定律可判断出，a bdc回路中产生顺时针方向的电流，故D项正确.答案D考向3:“阻碍法”的应用典例3（xx 东北三省五校联考）如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a 的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示 的电路.若将滑动变阻器的滑片尸向下滑动，下列表述正确的是（）A.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流B.穿过线圈a的磁通量减少C.线圈a有扩张的趋势D.线圈a对水平桌面的压力区将增大解析当滑片尸向下移动时滑动变阻器连入电路的电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知 通过6的电流增大，从而判断出穿过线圈a的磁通量增加，方向向下，选项B错误；根据楞 次定律即可判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针，选项A错误;再根据楞次定律“阻 碍”含义的推广，线圈a应有收缩或远离的趋势来阻碍磁通量的增加，所以C错误，D正 确.答案D感应电流方向判断的两点注意（1）楞次定律可应用于磁通量变化引起感应电流的各种情况（包括一部分导体切割磁感 线运动的情况）.（2）右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情景，是楞次定律的一种 特殊情况.考点三“三定则、一定律”的理解及应用1.“三个定则、一个定律”的应用对比:名称基本现象因果关系应用的定则或定律电流的磁效应运动电荷、电流产生磁场因电生磁安培定则洛伦兹力、安培力磁场对运动电荷、电流有作用力因电受力左手定则电磁感应部分导体做切割磁感线运动因动生电右手定则闭合回路磁通量变化因磁生电楞次定律2.三个定则、一个定律”的相互联系：应用楞次定律时，一般要用到安培定则.研究感应电流受到的安培力，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力的方向，有时也可以直接应用楞次定律的推论确定.题组冲关1.（多选）如图所示，在匀强磁场中放有平行金属导轨，它与大线圈必相连接，要使小 导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在金属导轨上的金属棒a b的运动情况是（两线圈 共面放置）（）A.向右匀速运动C.向右减速运动B.向左加速运动D.向右加速运动解析：选BC.欲使N产生顺时针方向的感应电流，感应电流的磁场方向垂直纸面向里，由楞次定律可知有两种情况：一是必中有沿顺时针方向逐渐减小的电流，使其在中的磁场方向向里，且磁通量在减小；二是必中有逆时针方向逐渐增大的电流，使其在中的磁场方 向向外，且磁通量在增大.因此对前者应使动向右减速运动；对于后者，则应使a b向左加 速运动.2.（多选）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闾、，则MN 的左边有一如图所示的闭合电路，当倒在一外力的作用下运动时，仞V向右运动，则国所 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.向左减速运动解析：选BC.HV向右运动，说明网/受到向右的安培力，因为劭在网/处的磁场垂直纸左手定则 安培定则 楞次定律面向里一 V中的感应电流由/AN-匕中感应电流的磁场方向向上一-,乙中磁场方向向上减弱 4中磁场方向向下增强安培定则.若5中磁场方向向上减弱-一 附中电流为 人户且减小右手定则 安培定则-一 向右减速运动；若中磁场方向向下增强-一 国中电流为心。目增大 右手定则/向左加速运动.3.（多选）如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出.左线 圈连着平行导轨和“导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒a bf金属棒处在垂直 于纸面向外的匀强磁场中.下列说法中正确的是（）wRA.当金属棒勖向右匀速运动时，a点电势高于6点，c点电势高于d点B.当金属棒池向右匀速运动时，8点电势高于a点，。点与d点等电势C.当金属棒勖向右加速运动时，6点电势高于a点，c点电势高于d点D.当金属棒池向右加速运动时，8点电势高于a点，d点电势高于。点解析：选BD.当金属棒向右匀速运动而切割磁感线时，金属棒产生恒定感应电动势，由 右手定则判断电流方向由a。根据电流从电源(加相当于电源)正极流出沿外电路回到电 源负极的特点，可以判断8点电势高于a点.又左线圈中的感应电动势恒定，则感应电流也 恒定，所以穿过右线圈的磁通量保持不变，不产生感应电流，A错误，B正确.当瑟向右做 加速运动时，由右手定则可推断。电流沿逆时针方向.又由夕=应。可知/导体两端的夕不断增大，那么左边电路中的感应电流也不断增大，由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的，并且场强不断增强，所以右 边电路的线圈中的向上的磁通量不断增加.由楞次定律可判断右边电路的感应电流方向应沿 逆时针，而在右线圈组成的电路中，感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上.把这 个线圈看作电源，由于电流是从。沿内电路(即右线圈)流向&所以4点电势高于。点，C 错误，D正确.左、右手定则区分技巧(1)抓住“因果关系”：“因动而电”一一用右手；“因电而动”一一用左手.形象记忆：把两个定则简单地总结为“通电受力用左手，运动生电用右手”.“力”的最后一笔“J”方向向左，用左手；“电”的最后一笔方向向右，用右手.厂、33 05电黄黑应现缺精次定理课时规范训练基础巩固题组1.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：选D.产生感应电流的条件为：闭合回路内磁通量发生变化.A项中，线圈绕在磁 铁上，磁通量未变，不会产生感应电流，A错误.同理B错误.C项中，往线圈中插入条形 磁铁的瞬间，线圈中磁通量发生变化，此时线圈中将产生感应电流，但插入后磁通量不再变 化，无感应电流，故到相邻房间观察时无示数，C错误.D项中，在线圈通电或断电的瞬间，磁通量发生变化，产生感应电流，D正确.2.如图所示，一个金属周环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，若要使圆环中产生图 中箭头方向的瞬时感应电流，下列方法可行的是（）A.使匀强磁场均匀增大B.使圆环绕水平轴力如图转动30C.使圆环绕水平轴cd如图转动30D.保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动解析：选A.根据右手定则，圆环中感应电流产生的磁场竖直向下与原磁场方向相反，根据楞次定律，说明圆环磁通量在增大.磁场增强则磁通量增大，A正确.使圆环绕水平轴 或cd转动30,圆环在垂直磁场方向上的投影面积减小，磁通量减小，只会产生与图示 方向相反的感应电流，B、C错误.保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动，圆环仍与 磁场垂直，磁通量不变，不会产生感应电流，D错误.3.如图甲所示，在同一平面内有两个相互绝缘的金属IS）环力、B,0环/平分周环方为 面积相等的两部分,当圆环A中的电流如图乙所示变化时，甲图中A环所示的电流方向为正,下列说法正确的是（）A.方中始终没有感应电流B.夕中有顺时针方向的感应电流C.夕中有逆时针方向的感应电流D.夕中先有顺时针方向的感应电流，后有逆时针方向的感应电流解析：选B.由于圆环力中的电流发生了变化，故圆环6中一定有感应电流产生，由楞 次定律判定B中有顺时针方向的感应电流，故选项B正确.4.（多选）如图，两同心圆环4方置于同一水平面上，其中夕为均匀带负电绝缘环，A为导体环.当夕绕轴心顺时针转动且转速增大时，下列说法正确的是（）AA.4中产生逆时针的感应电流B.4中产生顺时针的感应电流C.4具有收缩的趋势D.4具有扩展的趋势解析：选BD.由图可知，夕为均匀带负电绝缘环，6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，/中感应电流的方 向为顺时针方向，故A错误，B正确；夕环外的磁场的方向与夕环内的磁场的方向相反，当 环内的磁场增强时，力环具有面积扩展的趋势，故C错误，D正确.5.（多选）航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的.电磁驱动原理如图所示，当 固定线圈上突然通过直流电流时，线圈端点的金属环被弹射出去.现在固定线圈左侧同一位 置，先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环，目电阻 率铜铝.闭合开关S的瞬间（）光滑维缘HA.从左侧看环中感应电流沿顺时针方向B,铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力C.若将环放置在线圈右方，环将向左运动D.电池正负极调换后，金属环不能向左弹射解析：选AB.线圈中电流为右侧流入，磁场方向为向左，在闭合开关的过程中，磁场变 强，则由楞次定律可知，环中感应电流由左侧看为顺时针，A正确.由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大，故铜环受到的安培力要大于铝环的，B正确.若将环放在线圈右方,根据“来拒去留”可得，环将向右运动，C错误.电池正负极调换后，金属环受力仍向左，故仍将向左弹出，D错误.6.多年来物理学家一直设想用实验证实自然界中存在“磁单极子”.磁单极子是指只有S极或只有N极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布.如图所示的实验 就是用于检测磁单极子的实验之一，a Ad为用超导材料围成的闭合回路.设想有一个N极 磁单极子沿/”轴线从左向右穿过超导回路，那么在回路中可能发生的现象是（）A.回路中无感应电流B.回路中形成持续的a A曲流向的感应电流C.回路中形成持续的a dc6a流向的感应电流D.回路中形成先a Se而流向后a dc6a流向的感应电流解析：选C.N极磁单极子的磁感线分布类似于正点电荷的电场线分布，由楞次定律知，回路中形成方向沿a dMa流向的感应电流，由于回路为超导材料做成的，电阻为零，故感应 电流不会消失，C项正确.综合应用题组7.（多选）如图所示，一接有电压表的矩形闭合线圈力四向右匀速穿过匀强磁场的过程 中，下列说法正确的是（）X XA.线圈中有感应电动势，有感应电流B.线圈中有感应电动势，无感应电流C./边两端有电压，目电压表有示数D,力边两端有电压，但电压表无示数解析：选BD.由于通过回路的磁通量不变，故回路中无感应电流产生，A项错；由欧姆 定律知电压表示数=/R=0,C项错；由于相棒切割磁感线两端有电压，B、D项正确.8.如图所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨人B,导轨与直导线平行且在 同一水平面内，在导轨上有两条可自由滑动的导体棒力和当载流直导线中的电流逐渐 增强时，导体棒助和c d的运动情况是（）A.一起向左运动B.一起向右运动C.a b和cd相向运动，相互靠近D.a 6和cd相背运动，相互远离解析：选C.电流增强时，电流在成公回路中产生的垂直纸面向里的磁场增强，回路中 磁通量增大，根据楞次定律可知回路要减小面积以阻碍磁通量的增加，因此，两导体棒要相 向运动，相互靠近.选项C正确.9.如图所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向 西稳定、强度较大的直流电流.现用一闭合的检测线圈（线圈中串有灵敏电流计，图中未画 出）检测此通电直导线的位置，若不考虑地磁场的影响，在检测线圈位于水平面内，从距直 导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中，俯视检测 线圈，其中感应电流的方向是（）A.先顺时针后逆时针B.先逆时针后顺时针C.先顺时针后逆时针，然后再顺时针D.先逆时针后顺时针，然后再逆时针解析：选D.如图为地下通电直导线产生的磁场的正视图，当线圈在通电直导线正上方 的左侧时由楞次定律知，线圈中感应电流方向为逆时针，同理在右侧也为逆时针，当线圈一 部分在左侧一部分在右侧时为顺时针，故D正确.10.（多选）如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动.现 施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速.在圆盘减速过程中，以下说法正确的 是（）A.处于磁场中的圆盘部分，靠近扇心处电势高B.所加磁场越强越易使圆盘停止转动C.若所加磁场反向，圆盘将加速转动D.若所加磁场穿过整个周盘，圆盘将匀速转动解析：选ABD.设想把金属厨盘切割成无数根导体棒，导体棒切割磁感线产生感应电动 势、感应电流，根据右手定则可知，靠近圆心处的电势高，选项A正确；根据/=应可知,所加磁场方越强，感应电动势少越大，感应电流越大，因F=BI L,所以安培力也越大，安 培力对圆盘的转动阻碍作用越强，选项B正确；若所加磁场反向，根据楞次定律可知安培力 阻碍圆盘的转动，故圆盘仍将减速运动，选项C错误；若所加磁场穿过整个图盘，图盘的半 径切割磁感线，产生感应电动势，但扇盘内没有涡流，故没有安培力，不消耗机械能，所以 周盘匀速转动，选项D正确.11.（多选）如图所示，铁芯上有两个线圈A和B.线圈A跟电源相连，LED（发光二极管,具有单向导电性）必和,V并联后接在线圈方两端.图中所有元件均正常，贝11（A.S闭合瞬间,A中有感应电动势B.S断开瞬间,C.S闭合瞬间,亮一下，N不亮D.S断开瞬间,必和N二者均不亮解析：选ABC.闭合开关的瞬间，穿过线圈4的磁通量增加，线圈4中将产生自感电动 势，故A正确.开关断开的瞬间，穿过线圈/的磁通量减小，线圈力中将产生自感电动势,故B正确.闭合开关的瞬间，穿过线圈4的磁通量增加，根据安培定则可知，4中产生的磁 场的方向向上，穿过方的磁通量向上增大时，根据楞次定律可知，方中感应电流的磁场的方 向向下，根据安培定则可知方中感应电流的方向向下，所以线圈下端的电势高，电流能通过 二极管也不能通过二极管人 故C正确.结合C的分析可知，S断开瞬间，穿过线圈的 磁通量减小，产生感应电流的方向与C中感应电流的方向相反，所以感应电流能通过二极管N,不能通过二极管也 故D错误.12.经过不懈的努力，法拉第终于在1831年8月29日发现了“磁生电”的现象，他把 两个线圈绕在同一个软铁环上（如图所示），一个线圈4连接电池与开关，另一线圈方闭合并 在其中一段直导线附近平行放置小磁针.法拉第可观察到的现象有（）A.当合上开关，4线圈接通电流瞬间，小磁针偏转一下，随即复原B.只要4线圈中有电流，小磁针就会发生偏转C./线圈接通后其电流越大，小磁针偏转角度也越大D.当开关打开，/线圈电流中断瞬间，小磁针会出现与/线圈接通电流瞬间完全相同的偏转精品文档解析：选A.当合上开关，/线圈接通电流瞬间，穿过力的磁通量发生变化，使得穿过 的磁通量也变化，所以在夕中产生感生电流，电流稳定后穿过44的磁通量不再变化，所 以方中不再有感应电流，即小磁针偏转一下，随即复原，选项A正确；/线圈中有电流，但 是如果电流大小不变，则在夕中不会产生感应电流，即小磁针就不会发生偏转，选项B错误；8线圈中的感应电流大小与A中电流的变化率有关，与A中电流大小无关，故C错误；当开 关打开，4线圈电流中断瞬间，由于穿过方的磁通量减小，则在方中产生的电流方向与4线 圈接通电流瞬间产生的电流方向相反,所以小磁针会出现与A线圈接通电流瞬间完全相反的 偏能，选项D错误.13.（多选）某同学将一条形磁铁放在水平转盘上，如图甲所示，磁铁可随转盘转动，另 将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边.当转盘（及磁铁）转动时，引起磁感应强度测量值周 期性地变化，该变化的周期与转盘转动周期一致.经过操作，该同学在计算机上得到了如图 乙所示的图象.该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈，当测得磁感应强度最大时就是穿 过线圈的磁通量最大时.按照这种猜测（）A.在方=0.1 s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化B.在1=0.15 s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化C.在方=0.1 s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值D,在方=0.15 s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值解析：选AC.题图乙中斜率既能反映线圈内产生的感应电流的方向变化，又能反映感应 电流的大小变化.方=0.1 s时刻，图线斜率最大，意味着磁通量的变化率最大，感应电动 势最大，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值，t=0.1 s时刻前后的图线斜率一正 一负，说明产生的感应电流的方向发生了变化，所以A、C正确；同理可知1=0.15 s时刻，图线斜率不是最大值，且该时刻前后图线斜率全为负值，说明线圈内产生的感应电流的方向 没有变化，而且大小并未达到最大值，选项B、D错误.14.磁感应强度为少的匀强磁场仅存在于边长为21的正方形范围内，有一个电阻为R、边长为/的正方形导线框a Ad,沿垂直于磁感线方向，以速度/匀速通过磁场，如图所示,从a 6进入磁场时开始计时，到线框离开磁场为止.(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象；(2)判断线框中有无感应电流.若有，说明感应电流的方向.解析：(1)当边进入磁场时，穿过线框的磁通量均匀增加，在力=4寸线框全部进入 V磁场，磁通量/不变化；当在心=包时，边离开磁场，穿过线框的磁通量均匀减少 V到零，所以该过程的。一-图象如图所示.(2)/边进入磁场时有感应电流，根据右手定则可判知感应电流方向为逆时针；成边离 开磁场时有感应电流，根据右手定则可判知感应电流方向为顺时针；中间过程6一叁磁通量 不变化，没有感应电流.答案：见解析第2节 法拉第电磁感应定律 自感和涡流主干回顾夯基固源堂混教材扫清盲点一、法拉第电磁感应定律1.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茎成正比.A(2)公式：E=rr,为线圈匝数.A t2.导体切割磁感线的情形(1)若夕、1、/相互垂直，贝!If=夕/匕(2)=Eusin ,，为运动方向与磁感线方向的夹角.(3)导体棒在磁场中转动：导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转 动产生感应电动势E=B1%平均速度取中点位置线速度?勿).二、自感和涡流1.自感现象：当导体中电流发生变化时，导体本身就产生感应电动势，这个电动势总 是阻碍导体中原来电流的变化,这种由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自 感现象.2.自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势月=仁二，其中/叫自感系数，它与 A t线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯有关，自感系数的单位是亨利(H),l m H=10-3H,1h=Qh.3.涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生像次的漩涡状的感应电 流.(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向 总是阻磴导体的运动.(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流,使导体受到安培 力的作用，安培力使导体运动起来.交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的.自我诊断1.判断正误(1)线圈中磁通量越大，产生的感应电动势越大.(x)(2)线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大.(x)(3)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大.()(4)线圈中的电流越大，自感系数也越大.(x)(5)磁场相对导体棒运动时，导体棒中也能产生感应电动势.()(6)对于同一线圈，电流变化越快，线圈中的自感电动势越大.()2.如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b,磁场方向与周环所在平面垂直.磁感 应强度随时间均匀增大.两圆环半径之比为2：1,圆环中产生的感应电动势分别为瓦和 瓦.不考虑两周环间的相互影响.下列说法正确的是()A.瓜：瓦=4：1,感应电流均沿逆时针方向B.瓦：瓦=4：1,感应电流均沿顺时针方向C.区：瓦=2：1,感应电流均沿逆时针方向D.区：瓦=2：1,感应电流均沿顺时针方向解析：选B.由题意可知学=匕导体周环中产生的感应电动势/=竽=#S=A t N t N t44*兀产，因乙：4=2：1，故：瓦=4：1；由楞次定律知感应电流的方向均沿顺时针方 A t 向，选项B正确.XXX3.如图所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度K 沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为氏符此棒弯成两段 长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分 E线的方向以速度了运动时，棒两端的感应电动势大小为夕，贝片7等于（）1 3A-2 B-TC.1 dM解析：选B.设金属棒长度为匀强磁场的磁感应强度为反根据电磁感应定律得=应匕金属棒套折后，切割磁感线运动的有效长度变为修人故夕=平应匕因此与B正确.4.（xx 江苏盐城中学学情检测）（多选）如图所示，/是自感系数很大的线圈，但其自 身的电阻几乎为零.A和B是两个完全相同的灯泡，则下列说法中正确的有（）A.当开关S闭合瞬间,A、B两灯同时亮，最后B灯熄灭B.当开关S断开瞬间，A、B两灯同时熄灭C.当开关S断开瞬间，a点电势比b点电势低D.当开关S断开瞬间,流经灯泡B的电流是由a到6解析：选AD.开关S闭合瞬间，线圈对电流有阻碍作用，则相当于灯泡A与B串联，因此同时亮，且亮度相同，稳定后B被短路熄灭，选项A正确；稳定后当开关S断开后，A 马上熄灭，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，左端电势高，与灯泡B 构成闭合回路放电，流经灯泡B的电流是由a到6,B闪一下再熄灭，选项D正确，B、C错误.考点透析题组冲关不同考点详简墉择考点一法拉第电磁感应定律的理解及应用1.感应电动势大小的决定因素A(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率丁和线圈的匝数共同决定，A t而与磁通量。、磁通量的变化量A。的大小没有必然联系.(2)当A G仅由夕引起时，则E=缺+当A。仅由S引起时，则E=当A G 由从S的变化同时引起，则=心君名于丹竽A t A t2.磁通量的变化率告多是-图象上某点切线的斜率.A tA3.应用2=77v7时应注意的几个问题A t(1)由于磁通量有正负之分，计算磁通量的变化时一定要规定磁通量的正方向.正向的 磁通量增加与反向的磁通量减少产生的感应电流的方向相同.(2)公式与=系是求解回路某段时间内平均电动势的最佳选择.若甘为恒量，则平 均电动势等于瞬时电动势.(3)用公式月=5竺求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内垂直磁场方向的有效面积.A t题组冲关强化训练提升考能1.图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为凡面积为S若在。到。2 时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由“均匀增加到5,则该段时间线圈两端a和8之间的电势差人)A.怛为一B.从0均匀变化到二:nS氏一月C.怛为 7；C 2-1.nS 氏一BD.从0均匀变化到一.，解析：选c.根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势先=/铝=力S,由楞次 A t ti-定律和右手螺旋定则可判断b点电势高于a点电势,因磁场均匀变化,所以感应电动势恒定,因此a、8两点电势差恒为：选项C正确.t2-t2.（xx 湖南衡阳联考）用均匀导线做成的正方形线圈边长为7,如图所示，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中,当磁场以的变化率增强时,不考虑磁场的变化 对虚线右侧的影响，贝心）A.线圈中感应电流方向为a dbc aB.线圈中产生的电动势7 A tC.线圈中a点电势高于6点电势D.线圈中氏a两点间的电势差为笠!4A t解析：选D.处于磁场中的线圈面积不变,及增大时,通过线圈的磁通量增大,由楞次 定律可知，感应电流的方向为a Mda方向，A项错；产生感应电动势的a M部分等效为电源,6端为等效电源的正极，电势高于，端C项错；由法拉第电磁感应定律=竽二*总E知B项错；a或部分等效为外电路，b、a两点间电势差为等效电路的路端电压，U=-R在半。项正确3.从夕两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比：=2：1,在 两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于两导线环所在的 平面，如图所示.在磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，下列说法正确的是（）A.两导线环内所产生的感应电动势相等B.4环内所产生的感应电动势大于夕环内所产生的感应电动势C.流过人少两导线环的感应电流的大小之比为1：4D.流过4方两导线环的感应电流的大小之比为1:1解析：选A.某一时刻穿过4夕两导线环的磁通量均为穿过磁场所在区域面积上的磁通量，设磁场区域的面积为S,贝U。=邱；由=3=Ws（S为磁场区域面积），对4、B A t A t两导线环，有趣=1,所以A正确，B错误；1=1 7?=（S为导线的横截面积），1=2兀/匕B K O1所以J=C、D错误.I n ERrA 24.（xx 连云港质检）如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈a bed,线圈平面与磁场 垂直.已知线圈的匝数N=100,边长a b=1.0m、6c=0.5 m,电阻r=2 Q.磁感应强度夕 在01 s内从零均匀变化到0.2 T.在1 s-5 s内从0.2 T均匀变化到-0.2 T,取垂直 纸面向里为磁场的正方向.求：X XXX X X X0.5 s时线圈内感应电动势的大小月和感应电流的方向;（2）在1 s5 s内通过线圈的电荷量;NN1解析：感应电动势|二不磁通量的变化量NkN B、S解得色A t代入数据得=10 V由楞次定律得，感应电流的方向为a-Ac-Ja.（2）同理可得在1 s5 s内产生的感应电动势口 4BzS感应电流/2=f精品文档电何堇Q=I 2 A方223 民S斛倚q=JF-r代入数据得。=10 C答案：(1)10 v a-Aca(2)10 C应用法拉第电磁感应定律的两点注意（1）一般步骤：分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况；利用楞次定律确定感应电流的方向；灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解.（2）一个结论：通过回路截面的电荷量，仅与、A。和回路总电阻凡总有关，与时间长Li-0 3 0 5-：-T nN n卜短无关.推导如下：，金属框中的电流方向沿a-b-c-aC.加=上再c o,金属框中无电流D.爆=轲3,金属框中电流方向沿小C-b a解析：选C.金属框a A平面与磁场平行，转动过程中磁通量始终为零，所以无感应电 流产生，选项B、D错误.转动过程中A边和a c边均切割磁感线，产生感应电动势，由右 手定则判断仅，KU,选项A错误.由转动切割产生感应电动势的公式得儿=-B6/3,选项C正确.2.如图所示，a 6cd为水平放置的平行“匚”形光滑金属导轨，间距为1,导轨间有垂 直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为反导轨电阻不计，已知金属杆物V倾斜放置,与