第十一章 课时1 楞次定律 法拉第电磁感应定律-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（浙江专用）

考情概览(教师备用) 知识内容 近年考题 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 4月 1月 7月 1月 6月 1月 6月 1月 1.电磁感应现象 2.楞次定律 11 13 3.法拉第电磁感应定律 22 21 12、21 21 22 13、21 21 19 4.涡流、电磁阻尼和电磁驱动 7 5.互感和 自感 课标解读 1.对本章内容的考查,重点有感应电流的产生、感应电动势方向的判断、感应电动势大小的计算等。 2.磁感应强度、磁通量、电动势、电压、电流随时间变化的图像,以及感应电动势、感应电流随线框位移变化的图像,是高频考点,以选择题为主。 3.以计算题的形式考查综合性知识,综合动力学、能量、动量、电路等知识与电磁感应结合的问题,能很好地考查考生的综合分析能力,备受命题专家的青睐。 课时1　楞次定律　法拉第电磁感应定律 一、电磁感应 1.电磁感应现象 当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,回路中有电流产生,这种现象称为电磁感应现象。 2.产生感应电流的条件 (1)条件:穿过闭合导体回路的磁通量发生变化。 (2)特例:闭合导体回路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动。 3.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。 温馨提示:当回路不闭合时,没有感应电流,但有感应电动势,只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象,且产生感应电动势的那部分导体或线圈相当于电源。 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)适用情况:所有的电磁感应现象。 2.右手定则 (1)内容:伸开右手(如图),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:导线切割磁感线产生感应电流。 三、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,其中n为线圈匝数。 3.导体切割磁感线的情形 (1)若B、l、v相互垂直,则E=Blv。 (2)倾斜切割:E=Blvsin θ,其中θ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的感应电动势E=Bl=Bl2ω(平均速度取中点位置线速度lω)。 注意:公式中的l为有效切割长度,即导体与v垂直的方向上的投影长度。例如,求下图中MN两点间的电动势时,有效长度分别为 图甲:l=cdsin β。 图乙:沿v1方向运动时,l=;沿v2方向运动时,l=0。 图丙:沿v1方向运动时,l=R;沿v2方向运动时,l=0;沿v3方向运动时,l=R。 四、自感与涡流 1.自感现象 (1)概念:当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势的现象称为自感,由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。 (2)表达式:E=L。 (3)自感系数L。 ①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。 ②单位:亨利(H),1 mH=10-3 H,1 μH=10-6 H。 2.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水中的旋涡状的感应电流。 (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碍导体的运动。 (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。 (3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了楞次定律的推广应用,本质上是能量守恒定律的体现。 电磁感应现象 [例1] (2022·广东卷)(多选)如图所示,水平地面(Oxy平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点,P点位于导线正上方,MN平行于y轴,PN平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈,圆心在P点,可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动,运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有(　AC　) A.N点与M点的磁感应强度大小相等,方向相同 B.线圈沿PN方向运动时,穿过线圈的磁通量不变 C.线圈从P点开始竖直向上运动时,线圈中无感应电流 D.线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等 解析:由于水平地面下的导线为通有恒定电流I的长直导线,且平行于y轴,而MN也平行于y轴,所以N点与M点的磁感应强度大小相等,方向相同,选项A正确;由于PN平行于x轴,故线圈沿PN方向运动时