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第1讲磁场及磁场对通电导线的作用力基础过关知识梳理1.(多选)下列说法正确的是 (CD)A.闭合电路内只要有磁通量,就有感应电流产生B.穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中不一定有感应电流产生C.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D.当导体切割磁感线时,一定产生感应电动势基础自测2.(多选)如图所示,导线ab和cd互相平行,在下列情况中,使导线cd中有感应电流产生的是 (ABC) A.将开关S闭合或断开B.开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P向右移动C.开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P向左移动D.开关S始终闭合,滑动变阻器的滑片P也不移动解析开关S闭合或断开,以及滑动变阻器的滑片P左、右移动,ab中电流均会发生变化,电流周围磁场发生变化,穿过cd所在的闭合回路的磁通量发生变化,故cd中产生感应电流,A、B、C项符合题意;开关S始终闭合,滑动变阻器的滑片P也不移动,则ab中的电流不发生变化,电流周围的磁场不发生变化,穿过cd所在闭合回路的磁通量不发生变化,故cd中不会产生感应电流,D选项不符合题意。考点一对电磁感应现象的理解和判断考点二应用楞次定律判断感应电流的方向考点突破考点三三定则、一定律的综合应用考点一对电磁感应现象的理解和判断1.判断感应电流的流程(1)确定研究的回路。(2)弄清楚回路内的磁场分布,并确定通过该回路的磁通量Φ。(3) ,,,ΦΦ不变无感应电流回路闭合有感应电流变化回路不闭合无感应电流但有感应电动势2.磁通量Φ发生变化的三种常见情况(1)磁场强弱不变,回路面积改变。(2)回路面积不变,磁场强弱改变。(3)回路面积和磁场强弱均不变,但二者的相对位置发生改变。例1(2017徐州模拟)下列各图所描述的物理情境中,没有感应电流的是 (A) 解析开关S闭合,稳定后通过线圈M的电流不变,穿过线圈N的磁通量保持不变,线圈N中不产生感应电流,故A符合题意;磁铁向铝环A靠近,穿过铝环A的磁通量在增大,铝环A中产生感应电流,故B不符合题意;金属框从A向B运动,穿过金属框的磁通量时刻在变化,金属框中产生感应电流,故C不符合题意;铜盘在磁场中按图示方向转动,铜盘的一部分切割磁感线,产生感应电流,故D不符合题意。例2如图所示,a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内,当线圈a中有电流I通过时,穿过它们的磁通量分别为Φa、Φb、Φc,下列说法中正确的是 (B)A.ΦaΦbΦcB.ΦaΦbΦcC.ΦaΦcΦbD.ΦaΦcΦb解析当a中有顺时针方向的电流通过时,穿过a、b、c三个闭合线圈向里的磁感线条数一样多,穿过c线圈的向外的磁感线条数最多,其次是b,a中没有向外的磁感线穿过,因此根据合磁通量的计算,应该是ΦaΦbΦc。考点二应用楞次定律判断感应电流的方向1.楞次定律中“阻碍”的含义2.判断感应电流方向的两种方法方法一用楞次定律判断 方法二用右手定则判断例3(多选)(2018如皋调研)如图甲所示,等离子气流由左方连续以速度v0射入P1和P2两板间的匀强磁场中,ab直导线与P1P2相连接,线圈A内有如图乙所示变化的磁场,且规定磁场B的正方向向左,则下列叙述正确的是 () A.0~1s内,ab、cd导线互相排斥B.1~2s内,ab、cd导线互相吸引C.2~3s内,ab、cd导线互相吸引D.3~4s内,ab、cd导线互相排斥答案BD题图甲左侧实际上为等离子体发电机,将在ab中形成从a到b的电流;由题图乙可知,0~2s内磁场均匀变化,根据楞次定律可知将形成从c到d的电流,同理2~4s内在cd中形成从d到c的电流,且电流大小不变,故0~2s内ab、cd中电流同向,相互吸引;2~4s内ab、cd中电流反向,相互排斥;故A、C项错误,B、D项正确。考点三三定则、一定律的综合应用1.规律比较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.相互联系(1)应用楞次定律时,一般要用到安培定则。(2)研究感应电流受到的安培力时,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。例4如图所示,金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路,金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动,则 (C)A.ab棒不受安培力作用B.ab棒所受安培力的方向向右C.ab棒向右运动速度v越大,所受安培力越大D.螺线管产生的磁场,A端为N极解析棒ab向右运动切割磁感线,根据右手定则判断感应电流方向由b→a,再根据左手定则判断棒所受安培力水平向左,故A、B项错误;ab的速度越大,感应电流越大,所受安培力就越大,C项正确;根据安培定则可判定螺线管的B端为N极,A端为S极,D项错误。利用楞次定律的推论速解电磁感应问题楞次定律中“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:加油小站内容阻碍原磁通量变化——“增反减同”阻碍相对运动——“来拒去留”使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”阻碍原电流的变化——“增反减同”例证 磁铁靠近线圈,B感与B原方向相反 磁铁靠近,是斥力 磁铁远离,是引力 P、Q是光滑固定导轨,a、b是可动金属棒、磁铁下移,a、b靠近 合上S,B先亮例5(2019启东中学月考)如图所示,在长载流直导线附近旁固定有两平行光滑导轨A、B,导轨与直导线平行且在同一水平面内,在导轨上有两根可自由滑动的导体棒ab和cd。当载流直导线中的电流逐渐减小时,导体棒ab和cd的运动情况是 (D)A.一起向左运动B.一起向右运动C.相向运动,相互靠近D.相背运动,相互远离解析根据右手螺旋定则知,截流直导线下方的磁场方向垂直纸面向里,电流减小时,磁场减弱,根据楞次定律得,回路中的感应电流方向为acdb,根据左手定则知,ab所受安培力方向向左,cd所受安培力方向向右,即ab和cd相背运动,相互远离,故D项正确,A、B、C项错误。例6(2018常州一中一模)如图所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S极朝下。在将磁铁的S极插入线圈的过程中 (B)A.通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互排斥B.通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互排斥C.通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互吸引D.通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互吸引解析当磁铁向下运动时,穿过线圈的磁通量变大,原磁场方向向上,所以感应磁场方向向下,根据右手螺旋定则,通过电阻的电流方向为b→a;根据楞次定律“来拒去留”可判断磁铁与线圈相互排斥,B项正确。随堂巩固1.法拉第是十九世纪电磁学领域中伟大的科学家,下列有关法拉第在电磁学领域的贡献,不正确的是 (D)A.法拉第是电磁学的奠基者,他首先提出了场的概念B.法拉第发现并总结电磁感应是由于闭合电路磁通量变化引起的C.法拉第正确地指出电磁感应与静电感应不同,感应电流并不是与原电流有关,而是与原电流的变化有关D.法拉第通过科学实验以及研究发现判断感应电流方向的方法,即:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁通量的变化解析法拉第是电磁学的奠基者,他首先提出了场的概念,选项A正确;法拉第发现并总结电磁感应是由于闭合电路磁通量变化引起的,选项B正确;法拉第正确地指出电磁感应与静电感应不同,感应电流并不是与原电流有关,而是与原电流的变化有关,选项C正确;楞次通过科学实验以及研究发现判断感应电流方向的方法,即:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁通量的变化,选项D错误。2.(2018宿迁中学月考)某同学在“探究感应电流的产生条件”的实验中,将直流电源、滑动变阻器、线圈A(有铁芯)、线圈B、灵敏电流计及开关按如图所示连接成电路。在实验中,该同学发现开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏。由此可以判断,在保持开关闭合的状态下 () A.当线圈A拔出时,灵敏电流计的指针向左偏B.当线圈A中的铁芯拔出时,灵敏电流计的指针向右偏C.当滑动变阻器的滑片匀速滑动时,灵敏电流计的指针不偏转D.当滑动变阻器的滑片向N端滑动时,灵敏电流计的指针向右偏答案B开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏,则当通过线圈B的磁通量增大时,灵敏电流计的指针向左偏,磁通量减小时,灵敏电流计的指针向右偏;当线圈A拔出,或线圈A中的铁芯拔出时,均导致通过线圈B的磁通量减小,因此电流计指针向右偏,故A项错误,B项正确;滑动变阻器的滑片匀速滑动,穿过线圈B的磁通量发生变化,电流计指针要发生偏转,故C项错误;当滑动变阻器的滑片向N端滑动时,电阻减小,则电流增大,导致通过线圈B的磁通量增大,因此灵敏电流计的指针向左偏,故D项错误。3.(2018射阳二中模拟)有一矩形线圈,面积为S,匝数为n,将它置于匀强磁场中,且使线圈平面与磁感线方向垂直,设穿过该线圈的磁通量为Φ,则该匀强磁场的磁感应强度大小为 (C)A. B. C. D.无法判断ΦnSnΦSΦS解析磁感线与线圈平面垂直,则Φ=BS,磁感应强度:B= ,故A、B、D项错误,C项正确。ΦS4.(多选)(2018课标Ⅰ,19,6分)如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是 () A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动答案AD开关闭合的瞬间,由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由南向北,由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向里,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动,选项A正确;开关闭合并保持一段时间后,左侧线圈中磁通量不变,线圈中感应电动势和感应电流为零,直导线中电流为零,小磁针恢复到原来状态,选项B、C错误;开关闭合并保持一段时间后再断开后的瞬间,左侧的线圈中磁通量变化,产生感应电动势和感应电流,由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由北向南,由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向外,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动,选项D正确。