第2章 1.楞次定律-【勤径学升】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册同步练测（人教版2019）

第二章 电磁感应 1.楞次定律 自主学习探新知一、 1.(1)向下 向上 向上 向下(2)向下 向下 向上 向上 2.(1)相反(2)相同 二、 1.阻碍 磁通量 2.相反 相同 三、 2.切割 3.内 负 正 自我诊断 1.(1)×(2)√ (3)√(4)× (5)×(6)√(7)× 2.右 左 互动探究解疑难 要点一 问题导引 提示(1)若圆柱形磁体甲的N极朝上，在超导圆环乙 放入磁场向下运动的过程中，磁通量增加，根据楞次定 律可知超导圆环乙中感应电流的方向为顺时针方向。 (2)在超导圆环乙放入磁场的过程中，穿过超导圆环乙 的磁通量增加，超导圆环乙中将产生感应电流，因为超 导圆环乙是超导体，没有电阻，所以稳定后感应电流仍 存在。 典例剖析 [例1] [解析] 由题意可知滑动变阻器的滑动端P匀 速向左或匀速向右滑动，线圈 A中的电流发生改变，则 其磁场发生改变，此时线圈 B中磁通量发生改变，线圈 B中产生了感应电流使指针向右或向左偏转，A 错误； 由题意知无须确切知道线圈 A、B的绕行方向，B错误； 由于将滑动变阻器的滑动端 P向左加速滑动时，线圈 A中的电流减小，则其磁场减弱，此时线圈 B中磁通量 减小，线圈 B中产生了感应电流使电流计指针向右偏 转，当线圈 A向上移动，则其磁场减弱，此时线圈 B中 磁通量减弱，线圈 B中产生了感应电流能引起电流计指 针向右偏转，滑动变阻器的滑动端 P向右加速滑动时， 线圈 A中电流增大，则磁场增强，穿过线圈 B的磁通量 增大，线圈 B中产生的感应电流使电流计指针向左偏 转，C错误；线圈 A中铁芯向上拔出或断开开关，则其磁 场减弱，此时线圈 B中磁通量减小，线圈 B中产生了感 应电流使电流计指针向右偏转，D正确。 [答案] D 要点二 问题导引 提示 (1)自行车从东往西行驶时，辐条切割地磁场水 平分量的磁感线，根据右手定则判断可知，图示位置中 辐条A点电势比B点电势低，即 B点电势高； (2)自行车车把切割地磁场竖直分量的磁感线，由右手 定则知，左车把的电势比右车把的电势高，即左车把的 电势高。 典例剖析 [例2] [解析] ab匀速运动时，ab中感应电流恒定，L? 中磁通量不变，穿过L?的磁通量不变，L2中无感应电 流产生，cd杆保持静止，A错误；ab向右加速运动时，L? 中的磁场方向向下，磁通量增加，由楞次定律知L?中感 应电流产生的磁场方向向上，故通过 cd的电流方向向 下，cd向右移动，B正确；同理可得C错误，D正确。 [答案] BD 要点三 典例剖析 [例3] [解析] 当磁场增强时，根据楞次定律，感应电 流的磁场要阻碍原磁场的增强，其方向必然与正在增强 的磁场方向相反，即垂直纸面向外，再应用安培定则可 得，回路中的感应电流方向为外环逆时针，内环顺时针， A正确。 [答案] A [例4] [解析] 当磁体突然向铜环运动时，穿过铜环的 磁通量增加，为阻碍磁通量的增加，铜环远离磁体向右 摆动，故选 A。 [答案] A [例5] [解析] 由于在闭合回路 abdc中，ab和cd 电流 方向相反，所以两导体运动方向一定相反，排除 A、B;当 载流直导线中的电流逐渐增大时，穿过闭合回路的磁通 量增大，根据楞次定律，感应电流总是阻碍穿过回路的 磁通量的变化，所以两导体相互靠近，减小面积，达到阻 碍磁通量增大的目的。故选C。 [答案] C [例6] [解析] 金属环N向左运动，说明穿过N的磁通 量在减小，则线圈M中的电流在减小，只有C符合。 [答案] C 随堂巩固促应用 1.A A选项中导体ab中电流方向为a→b,B、C、D选项 中导体 ab中电流方向为b→a,故选A。 2.A 侧视图如图所示，从I到Ⅱ 向上的磁通量减少，据楞次定律 的“增反减同”可知：线圈中感应 电流产生的磁场方向向上，用安 培定则可以判断感应电流的方向 IO 立N 8 Ⅲ 为逆时针(俯视),即沿 abcd流动。同理可以判断：从Ⅱ 到Ⅲ向下磁通量增加，由楞次定律可得：线圈中感应电 流产生的磁场方向向上，感应电流的方向沿 abcd 流动， 故选 A。 3.AD 在磁体下落接近回路的过程中，穿过回路的磁通 量增加，根据楞次定律的结论—---“增缩减扩”,可知 p、 q将互相靠拢；利用“来拒去留”可知，磁体受到向上的 阻力，磁体的加速度小于g。A、D正确。 7 第二章 电磁感应 1.楞次定律 学习目标 1,通过实验探究归纳出判断感应电流方向的规律一楞次定律。 2.理解楞次定律中“阻碍”的含义，能熟练运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向。 3.理解楞次定律符合能量守恒定律，明确能量转化的方向 自主学习探新知 渠前预牙烈基落实 一、影响感应电流方向的因素 2.实验结论： 1.实验探究： (1)当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的 将螺线管与电流计组成闭合回路，如图 磁场与原磁场的方向 所示，分别将N极、S极插入、拔出线圈，记录 (2)当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的 感应电流的方向如下： 磁场与原磁场的方向 二、楞次定律 1.内容：感应电流的磁场总要 引起感 应电流的 的变化。 实验装置 2.理解：当磁体靠近导体线圈上端时，穿过线 圈的磁通量增加，感应电流的磁场与原磁场 的方向 ,由于同名磁极相互排斥， 丙 阻碍磁体相对线圈向下运动；当磁体远离线 (1)线圈内磁通量增加时的情况 圈上端时，穿过线圈的磁通量减少，感应电 流的磁场与原磁场的方向 ,由于异 磁体的酸 图号 感应电流的 场方向 感应电流的方向 磁场方向 名磁极相互吸引，阻碍磁体相对线圈向上 逆时针（俯视） 运动。 顺时针（俯视） 三、右手定则 (2)线圈内磁通量减少时的情况 1.内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂 磁体的磁 感应电流的 直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感 图号 感应电流的方向 场方向 磁场方向 线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方 丙 顺时针（俯视） 向，这时四指所指的方向就是感应电流的 逆时针（俯视） 方向。 25 ●高中物理·选择性必修第二册（人教版） 2.适用情况：适用于闭合导体回路的一部分： (4)感应电流的磁场总是阻碍磁通量，与磁 磁感线产生感应电流的情况 通量方向相反。 ( ) 3.当切割磁感线时四指的指向就是感应电流 (5)感应电流的磁场可阻止原磁场的变化。 的方向，即感应电动势的方向（注意等效电 () 源 部感应电流方向由 极 (6)在电磁感应现象中，感应电流的磁场总 指向 极)。 是阻碍原来磁场的变化 () 这自我诊断 (7)使用右手定则时必须让磁感线垂直穿过 ) 1.判断下列说法的正误（正确的画“√”，错误 掌心。 2.如图所示，实验中发现闭合开关时，电流表指 的画“X”)。 针向右偏。电路稳定后，若向左移动滑动变阻 (1)当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流 器的滑片，此过程中电流表指针向 偏 的磁场与原磁场方向相同。 ( 转；若将线圈A抽出，此过程中电流表指针向 (2)当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流 偏转。（均选填“左”或“右”） 的磁场与原磁场方向相同。 ( (3)在楞次定律中，阻碍的是磁通量的变化， 而不是阻碍磁通量本身。 互动探究解疑难 要点归纳重难突破 要点一 楞次定律的理解与应用 2问题导引 (1)超导圆环乙中感应电流的方向如何？ 如图所示为超导磁浮的示意图，在水平桌 (2)当超导圆环乙稳定后，感应电流是否存在？ 面上放置着一个圆柱形磁体甲，将用高温超导 材料制成的超导圆环乙从圆柱形磁体甲的正上 方缓慢下移，由于超导圆环乙跟圆柱形磁体甲 之间有排斥力，结果超导圆环乙悬浮在圆柱形 磁体甲的正上方。若圆柱形磁体甲的N极朝 上，在超导圆环乙放入磁场向下运动的过程中， 口探究升华 从上往下看。 1.因果关系：楞次定律反映了电磁感应现象中 超导圆环乙 的因果关系，磁通量发生变化是原因，产生感 圆柱形磁体甲 应电流是结果，原因产生结果，结果反过来影 响原因。 26 第二章 电磁感应 2.“阻碍”的理解 口典例剖析 问题 [例1]现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线 结论 圈A、线圈B、电流计及开关如图连接。在开 是感应电流的磁场阻得引起感应电流的磁 谁阻碍谁 场（原磁场）的磁通量的变化 关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某 同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左 为何阻碍 (原)磁场的磁通量发生了变化 加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可 阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量 阻碍什么 以推断 () 本身 当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方 向与原磁场的方向相反：当原磁场磁通量减 如何阻碍 少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向 相同，即“增反减同” 阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化， 结果如何 这种变化将继续进行，最终结果不受影响 川易错警示川 A.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速 “阻碍”不是“祖止”。引起感应电流的磁场仍然变 向右滑动，都能使电流计指针静止在中央 化了，是阻而未止。“阻碍”并不意味着“相反”，当磁通 B.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故 量减小时，“阻碍”意味着“相同”。 无法判断电流计指针偏转的方向 3.运用楞次定律判定感应电流方向的方法 C.线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端 P向右加速滑动，都能引起电流计指针向 磁通量 楞次定律 安培定则了 明确研究 如何变化 左偏转 的对象是 判定感应电 判定感应 骤个闭 磁场的 流的磁场方向 电流方向 D.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能 合电路 方向如何 引起电流计指针向右偏转 要点二 “三定则、一定理”区别 问题导引 探究升华 某人在自行车道上从 1.楞次定律与右手定则的区别及联系 东往西沿直线骑行，该处 楞次定律 右手定则 地磁场的水平分量方向由 南向北，竖直分量方向竖 闭合回路的一部 研究对象 整个闭合回路 分，即做切割磁 直向下。自行车车把为直把、金属材质，且带有 感线运动的导体 绝缘把套，只考虑自行车在地磁场中的电磁感 应现象。 (1)图示位置中辐条A点电势和B点电势相 区适用范围 各种电磁 只适用于导体在 磁场中做切割磁 比，哪一点电势更高？ 别 感应现象 感线运动的情况 (2)自行车左车把的电势和右车把的电势相比， 哪一点电势更高？ 用于磁感应强度B 用于导体切割磁 随时间变化而产生 应用 感线产生的电磁 的电磁感应现象较 感应现象较方便 方便 联系 右手定则是楞次定律的特例 27 ●高中物理·选择性必修第二册（人教版） 2.右手定则和左手定则、安培定则的区别 口典例剖析 比较 项目 右手定则 左手定则 安培定则 [例2]（多选）如图所示的装置中，金属杆cd 光滑且原来静止在金属导轨上。当金属杆 判断感应 判断通电导 作用 体所受磁场 判断电流的磁场方向 ab做如下哪些运动时，金属杆cd将向右移 电流方向 力的方向 动（导体棒切割磁感线速度越大，感应电流 已知导体 越大) 已知 运动方向 已知电流 条件 方向和磁 和磁场 电流方向 场方向 方向 倒 图例 @ (果)@B A.向右匀速运动 B.向右加速运动 F果) C.向左加速运动 D.向左诚速运动 因果 关系 运动→电流 电流→运动 电流→磁场 川规律方法川 左手定则和右手定则的因果关系 应用 (1)因动而生电(，B→D—右手定则。 发电机 电动机 电磁铁 实例 (2)因电而受力(I、B-F。) 左手定则。 要点三 楞次定律的广义表述及应用 探究升华 看，也可以形象地表述为“敌”进“我”退，“敌” 1.“增反减同”法 逃“我”追。如图所示，若条形磁体(“敌”)向 就磁通量而言，感应电流的磁场总是阻 闭合导线圈靠近，则闭合导线圈(“我”)退却： 碍引起感应电流的磁通量（原磁通量）的变 若条形磁体(“敌”)远离闭合导线圈，则闭合 化，即当原磁场的磁通量增加时，感应电流的 导线圈(“我”)追赶条形磁体。 磁场就与原磁场的方向相反；当原磁场的磁 典例剖析 通量减少时，感应电流的磁场就与原磁场的 [例4]如图所示，当磁体突然向 方向相同。简称：“增反减同”。 铜环运动时，铜环的运动情 典例剖析 况是 ( [例3]如图所示，当磁场的 A.向右摆动 B.向左摆动 磁感应强度B增强时，内、 C.静止 D.无法判定 外金属环上的感应电流的 探究升华 方向应为 () 3.“增缩减扩”法 A.内环顺时针，外环逆时针 就闭合电路的面积而言，收缩或扩张是 B.外环顺时针，内环逆时针 为了阻碍穿过电路的原磁通量的变化。若穿 C.内、外环均为顺时针 过闭合电路的磁通量增加，面积有收缩趋势； D.内、外环均为逆时针 若穿过闭合电路的磁通量减少，面积有扩张 口探究升华 趋势。口决记为“增缩减扩”。 2.“来拒去留”法 典例剖析 就相对运动而言，感应 [例5]如图所示，在载流直导线旁周定有两 电流的磁场阻碍所有的相对 平行光滑导轨A、B,导轨与直导线平行且在 运动，简称：“来拒去留”。从运动的效果上 同一水平面内，在导轨上有两个可自由滑动 28 第二章电磁感应 的导体ab和cd。当载流直 A.在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间 导线中的电流逐渐增大时， B.在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间 导体ab和cd的运动情B C.在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向 况是 c端移动时 A.一起向左运动 D.在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向 B.一起向右运动 d端移动时 C.ab和cd相向运动，相互靠近 川规律方法川 D.ab和cd相背运动，相互远离 楞次定律的广义表述：感应电流的“效果”总是阻 。探究升华 得引起感应电流的“原因”，在许多情况下，应用楞次定 律的广义表速来分析问题更筒明。楞次定律的广义表 4.“增离减靠”法 述主要有如下几种类型： 当磁场变化且线圈回路可移动时，由于 引起感应电 感应电流产 如何“阻碍” 口诀 磁场增强使得穿过线圈回路的磁通量增加， 流的原因 生的效果 线圈将通过远离磁体来阻碍磁通量增加；反 感应电流在闭 之，由于磁场减弱使线圈中的磁通量诚少时， 合回路中产生 线圈将靠近磁体来阻碍磁通量减少。口决记 闭合回路中的 在闭合回路 的磁扬在磁通增反 为“增离减靠”。 磁通量变化 中产生磁场 量增加时与原减同 磁场方向相反， 典例剖析 反之则相同 [例6]如图所示，一长直铁芯上绕有一固定 线圈M,铁芯右端与一木质圆柱紧密相接，木 产生的安培力 导体相对运动 产生安培力 总是阻碍导体 来拒 质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质 去留 的相对运动 圆柱上无摩擦移动，M连接在如图所示的电 路中，其中R为滑动变阻器，E,和E2为直流 线圈在磁通量 线图中磁通量 变化 产生安培力 增加时收蜜，反 增缩 电源，S为单刀双掷开关。下列情况中，能观 之则扩大 减扩 察到N向左运动的是 线图在磁通量 可移动线圈中 磁通量变化 产生安培力 增离 增加时远离，反 左 减家 之则靠近 以上四种情况“殊途同归”，实质上都是以不同的 方式阻碍磁遵量的变化，拔开现象看本质，体现了“科 学思维”的学科素养 随堂巩固促应用 验证反馈迁移运用 1.(右手定则)下列图中表示闭合电路中的一部：2.（楞次定律的应用）一水平放置的矩形闭合线 分导体在磁场中做切割磁感线运动的情境， 圈abcd,在细长磁体的N极附近竖直下落， 导体ab上的感应电流方向为a→b的是 由图示位置I经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置I ( 和位置Ⅲ都很靠近位置Ⅱ。在这个过程中， 线圈中感应电流 ab向纸外运动 29 》高中物理·选择性必修第二册（人教版） A.沿abcd流动 B.沿dcba流动 C.从I到Ⅱ是沿abcd流动，从Ⅱ到Ⅲ是沿 dcba流动 D.从I到Ⅱ是沿dcba流动，从Ⅱ到Ⅲ是沿 A.p、q将互相靠拢 abcd流动 B.p、q将互相远离 3.(楞次定律的广义表述)（多选）如图所示，光 C.磁体下落的加速度仍为g 滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q 平行放于导轨上，形成一个闭合回路。当一 D.磁体下落的加速度小于g 条形磁体从高处下落接近回路时（不计空气 提示请完成《素能提升训练》训练六 阻力) 2.法拉第电磁感应定律 学习目标 1,知道什么是感应电动势，知道产生电动势的导体相当于电源。 2.理解和掌握法拉第电磁感应定律，能够运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小。 3.能够运用E=Blo或E=Blusin0计算导体切割磁感线时的感应电动势 自主学习探新知 课前预习双基落实 一、感应电动势 2.公式：E= 若闭合电路是一个匝 1.在 现象中产生的电动势叫作感应电： 数为n的线圈，则E= 动势。 3.在国际单位制中，磁通量的单位是 2.产生感应电动势的那部分导体相当于 感应电动势的单位是 三、导线切割磁感线时的感应电动势 3.在电磁感应现象中，只要闭合回路中有感应：1.导线垂直切割磁感线时，E ,此式 电流，这个回路就一定有 常用来计算瞬时感应电动势的大小。 回路断开时，虽然没有感应电流，但 2.导线不垂直切割磁感线时，即 导线的 横截面 依然存在。 v与B有一夹角0，如图所示。 4.磁通量的变化率：磁通量的变化率表示 此时可将导线的速度？向垂 变化的快慢，用 表示，其中△Φ 直于磁感线和平行于磁感线 表示磁通量的变化量，△t表示发生磁通量变 两个方向分解，则分速度2= 化所用的时间。 不使导线切割磁感线，使导线切割 二、法拉第电磁感应定律 磁感线的分速度1= ,从而使导线 1.内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过 产生的感应电动势为E= 这一电路的磁通量的 成正比。 30