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第十章 ? 电磁感应 [全国卷5年考情分析]
基础考点 磁通量(Ⅰ) 自感、涡流(Ⅰ) 以上2个考点未曾独立命题 常考考点 电磁感应现象(Ⅰ) 法拉第电磁感应定律(Ⅱ) 楞次定律(Ⅱ) 2024 — Ⅰ卷T17(6分) Ⅰ卷T19(6分) Ⅱ卷T20(6分) 2017 Ⅰ卷T18(6分) 2016 — Ⅱ卷T20(6分) Ⅱ卷T24(12分) Ⅰ卷T24(14分) Ⅲ卷T25(20分) 2015 — Ⅰ卷T19(6分) Ⅱ卷T15(6分) Ⅰ卷T18(6分) Ⅱ卷T25(19分) 综合命题 概率100% 2014 Ⅰ卷T14(6分) 命题概率 独立命题 概率40% ??
Ⅱ卷T18(6分) Ⅲ卷T15(6分) Ⅲ卷T20(6分) (1)根据楞次定律判断感应电流的方向 (2)结合安培定则、左手定则、楞次定律判断导体受力或运动方向 常考角度 ΔΦ(3)法拉第电磁感应定律E＝n和E＝Blv的比较应用 Δt(4)电磁感应的图像、受力、运动、能量、科技应用等综合问题 第1节 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,与磁场方向垂直的面积S与B的乘积叫做穿过这个面积的磁通量。
2.公式:Φ＝BS,单位符号是Wb。[注1] 3.适用条件: (1)匀强磁场。
(2)S为垂直于磁场的有效面积。
4.物理意义:相当于穿过某一面积的磁感线的条数。 二、电磁感应现象
1.定义:当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,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.感应电流的产生条件
(1)表述一:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。 (2)表述二:穿过闭合电路的磁通量发生变化。 3.实质
产生感应电动势,如果电路闭合,则有感应电流。如果电路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流。
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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阻碍[注2]引起感应电流的磁通量的变化。 (2)适用范围:一切电磁感应现象。 2.右手定则[注3]
(1)内容:如图,伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌同一平面内；让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时指所指的方向就是感应电流的方向。
(2)适用情况:导线切割磁感线产生感应电流。
【注解释疑】
[注1] 磁通量是标量,但有正负,若磁通量为正,表示磁感线从规定的正面穿入；磁通量为负则反之。
[注2] “阻碍”不一定是相反,“阻碍”的是磁通量的变化；“阻碍”也不是阻止,而是延缓了磁通量的变化过程。
[注3] 右手定则是楞次定律的特例,楞次定律适用于所有电磁感应现象,而右手定则适用于一段导体在磁场中切割磁感线运动的情况。
[深化理解]
1.感应电流的产生条件表述一、表述二本质相同。
2.右手定则常用于感应电流产生条件表述一对应的问题,楞次定律对表述一、表述二对应的问题都适用。
3.楞次定律的本质是能量守恒。 4.解题中常用到的二级结论:
(1)楞次定律的三个推广含义:“增反减同”“增缩减扩”“来拒去留”。 (2)楞次定律的双解:①“加速向左运动”与“减速向右运动”等效。 ②“×增加”与“·减少”所产生的感应电流方向一样,反之亦然。
[基础自测]
一、判断题
(1)1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。(√) (2)闭合电路内只要有磁通量,就有感应电流产生。(×) (3)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关。(√)
(4)线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没有感应电流产生。(√) (5)当导体切割磁感线时,一定产生感应电动势。(√)
(6)由楞次定律知,感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。 (×) (7)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。(√)
在四
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二、选择题
1.[鲁科版选修3－2 P8T3]如图所示,条形磁铁以速度v向螺线管靠近,下面几种说法中正确的是( )
A.螺线管中不会产生感应电流 B.螺线管中会产生感应电流
C.只有磁铁速度足够大时,螺线管中才能产生感应电流 D.只有在磁铁的磁性足够强时,螺线管中才会产生感应电流
解析:选B 当条形磁铁以速度v向螺线管靠近,穿过螺线管的磁通量增大,则螺线管中会产生感应电流,与磁铁的速度、磁铁的磁性强弱无关,故B正确。
2.[粤教版选修3－2 P12T2改编]一矩形线框abcd与长直通电导线处于同一平面内,ad边与导线平行,如图所示。当线框在此平面内向右运动到导线的右边的过程中,线框内感应电流的方向为( )
A.一直沿顺时针方向 B.一直沿逆时针方向
C.先沿顺时针方向,再沿逆时针方向
D.先沿顺时针方向,再沿逆时针方向,最后沿顺时针方向
解析:选D 根据“来拒去留”“同向吸引异向排斥”“近大远小”等规律可得,电流方向依次为b→c、c→b、a→d、d→a,即先顺时针,再逆时针,最后顺时针,故D正确。
3.[人教版选修3－2 P14T6改编][多选]如图所示,一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环,横杆可绕中心点自由转动。拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,看到的现象及现象分析正确的是( )
A.磁铁插向左环,横杆发生转动 B.磁铁插向右环,横杆发生转动
C.磁铁插向左环,左环中不产生感应电动势和感应电流 D.磁铁插向右环,右环中产生感应电动势和感应电流
解析:选BD 左环不闭合,磁铁插向左环时,产生感应电动势,不产生感应电流,环不受力,横杆不转动,故A、C错误；右环闭合,磁铁插向右环时,环内产生感应电流,环受到磁场的作用,横杆转动,故B、D正确。
高2024届高2017级三维设计2024版一轮复习第十章 电磁感应
