101 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律

10.1電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律概念梳理：—、磁通量定義：在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，與磁場方向垂直的面積S和B的乘積.公式：O)=BS.適用條件：(1)勻強磁場；(2)S為垂直磁場的有效面積.磁通量是標量.磁通量的意義：磁通量可以理解為穿過某一面積的磁感線的條數(shù).同一平面，當它跟磁場方向垂直時，磁通量最大；當它跟磁場方向平行時，磁通量為零；當正向穿過線圈平面的磁感線條數(shù)和反向穿過的一樣多時，磁通量為零.二、 電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象：當穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時，閉合導(dǎo)體回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng).產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：表述1：閉合回路的一部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做切割磁感線的運動.表述2：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化.能量轉(zhuǎn)化發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，機械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.【注意】當回路不閉合時，沒有感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動勢，只產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象也可以稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，且產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體或線圈相當于電源.三、 感應(yīng)電流方向的判斷楞次定律內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.適用情況：所有的電磁感應(yīng)現(xiàn)象.右手定則內(nèi)容：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)，讓磁感線從掌心進入，并使拇指指向?qū)w運動的方向，這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向.適用情況：導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流.

考點一磁通量的計算【例1】寫出下圖中磁通量的表達式XX X￡XX1[x~~X~~3BxX X JXX X￡XX1[x~~X~~3BxX X JXX X 彳XXXX XXLxxxADXX厶XXxxx°XBXXXXC①—①—ABCD abcdB、①圓— ①線圈= 【練習】如圖所示，ab是水平面上一個圓的直徑，在過ab的豎直面內(nèi)有一根通電直導(dǎo)線ef,且ef平行于ab,當ef豎直向上平移時，穿過圓面積的磁通量將( )逐漸變大逐漸減小始終為零不為零，但始終保持不變考點二電磁感應(yīng)現(xiàn)象能否發(fā)生的判斷磁通量發(fā)生變化的四種常見情況磁場強弱不變，回路面積改變；回路面積不變，磁場強弱改變；磁場強弱和回路面積同時改變；回路面積和磁場強弱均不變，但二者的相對位置發(fā)生改變.判斷流程：(1)確定研究的閉合回路.⑵弄清楚回路內(nèi)的磁場分布，并確定該回路的磁通量O

不變f無感應(yīng)電流, 〔回路閉合，有感應(yīng)電流變化f〈不閉合，無感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動勢【例1】試分析下列各種情形中，金屬線框或線圈里能否產(chǎn)生感應(yīng)電流?XXXX:XXXXX:X1Xx:1XX亠VX■X11XX；11—?VXXXX:XXX:ABC【練習】如圖所示，一個U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個金屬導(dǎo)體棒ab,有一個磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為0?在下列各過程中,定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（ ）A.ab向右運動，同時使0減小B.A.ab向右運動，同時使0減小B.使磁感應(yīng)強度B減小，0角同時也減小C.ab向左運動，同時增大磁感應(yīng)強度BD.ab向右運動，同時增大磁感應(yīng)強度B和0角（0。<0<90。）【例2】如圖所示，在直線電流附近有一根金屬棒ab,當金屬棒以b端為圓心，以abD.徑，在過導(dǎo)線的平面內(nèi)勻速旋轉(zhuǎn)到達圖中的位置時（A.a端聚積電子B.bA.a端聚積電子B.b端聚積電子C.金屬棒內(nèi)電場強度等于零D.U>UD.ab【練習】某架飛機在我國上空勻速巡航時，機翼保持水平，飛機高度不變.由于地磁場的作用，金屬機翼上有電勢差，設(shè)飛行員左方機翼末端處的電勢為U1，右方機翼末端處的電勢為U2(A為U2(A.B.C.D.若飛機從西往東飛，u1比u2高若飛機從東往西飛，u2比u高若飛機從南往北飛，U1比u2高若飛機從北往南飛，u2比u高【練習】如圖所示，線框abcd在勻強磁場中勻速向右平動時，關(guān)于線框中有無感應(yīng)電流、線框的ad兩端有無感應(yīng)電動勢、電壓表中有無示數(shù)的說法正確的是（ ）VX線框中無感應(yīng)電流，ad兩端無感應(yīng)電動勢，電壓表無示數(shù)VX線框中無感應(yīng)電流，ad兩端有感應(yīng)電動勢，電壓表無示數(shù)線框中有感應(yīng)電流，ad兩端無感應(yīng)電動勢，電壓表無示數(shù)線框中無感應(yīng)電流，ad兩端有感應(yīng)電動勢，電壓表有示數(shù)考點三感應(yīng)電流方向的判斷利用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向楞次定律中“阻礙”的含義：誰阻礙誰：感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化；阻礙什么：阻礙的是磁通量的變化，而不是阻礙磁通量本身；如何阻礙：當磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相反；當磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相同；阻礙效果：阻礙并不是阻止，只是延緩了磁通量的變化，這種變化將繼續(xù)進行。楞次定律的使用步驟：明確研究對象是哪一個閉合回路；該回路中磁場方向如何，磁通量如何變化；根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的磁場方向；根據(jù)安培定則判斷感應(yīng)電流的方向。利用右手定則判斷感應(yīng)電流的方向利用右手定則判斷閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向常見的幾種切割情況有：導(dǎo)體平動切割磁感線；導(dǎo)體轉(zhuǎn)動切割磁感線；導(dǎo)體不動，磁場運動，等效為磁場不動，導(dǎo)體反方向切割磁感線。楞次定律和右手定則的關(guān)系①從研究對象上說，楞次定律研究的是整個閉合回路，右手定則研究的是閉合電路的一部分導(dǎo)體，即一段導(dǎo)體做切割磁感線運動.②從適用范圍上說,楞次定律可應(yīng)用于磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況(包括一部分導(dǎo)體切割磁感線運動的情況),右手定則只適用于一段導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動的情況.因此，右手定則是楞次定律的一種特殊情況.利用楞次定律的推論進行判斷(逆向思維)對楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應(yīng)電流的效果總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因：阻礙原磁通量的變化一一“增反減同”阻礙相對運動——“來拒去留”

（3）使線圈面積有擴大或縮小的趨勢一一“增縮減擴”⑷阻礙原電流的變化（自感現(xiàn)象）——“增反減同”.【例1】下列各圖是驗證楞次定律實驗的示意圖，豎直放置的線圈固定不動，將磁鐵從線圈上方插入或拔出，線圈和電流表構(gòu)成的閉合回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流.各圖中分別標出了磁鐵的極性、磁鐵相對線圈的運動方向以及線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向等情況，其中正確的是（）A B C D【練習】如圖所示，在磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中，有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abed用絕緣輕質(zhì)細桿懸掛在O點，并可繞O點擺動.金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開始釋放，在擺動到左側(cè)最高點的過程中，細桿和金屬線框平面始終IOB處于同一平面，且垂直紙面?則線框中感應(yīng)電流的方向是（ ）IOBa—bfefdfadfe—bfa—d先是dfefbfafd，后是afbfefdfa先是afbfefdfa，后是dfefbfafd【例2】兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強磁場中，在導(dǎo)軌上接觸良好的導(dǎo)體棒AB和CD可以自由滑動.當AB在外力F作用下向右運動時，下列說法中正確的是XXX XB FXXX XCADB（）CADB導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是DfC導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是CfDC?磁場對導(dǎo)體棒CD的作用力向左D.磁場對導(dǎo)體棒AB的作用力向左【練習】某實驗小組用如圖所示的實驗裝置來驗證楞次定律.當條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時，通過電流計的感應(yīng)電流方向是（ ）afGfb先afGfb，后bfGfa

C.b—G—aD.先b—G—a,后a—G—b考點四“一定律三定則”的應(yīng)用技巧應(yīng)用現(xiàn)象及規(guī)律比較基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律運動電荷、電流產(chǎn)生磁場安培定則磁場對運動電荷、電流有作用力左手定則電磁部分導(dǎo)體做切割磁感線運動右手定則感應(yīng)閉合回路磁通量變化楞次定律應(yīng)用技巧：關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系⑴因電而生磁(I—B)—安培定則.因動而生電(v,B—I感)一右手定則.感因電而受力(I,B—F安)一左手定則.記憶口訣：左判力，右判電，安培定則磁感線3?相互聯(lián)系(1)應(yīng)用楞次定律，必然要用到安培定則.(2)感應(yīng)電流受到的安培力，有時可以先用右手定則確定電流方向，再用左手定則確定安培力的方向，有時可以直接應(yīng)用楞次定律的推論確定.【例1】如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN,MN的左邊有一閉合電路，當PQ在外力的作用下運動時，MN向右運動，則PQ所做的運動可能是()向右加速運動向左加速運動向右減速運動向左減速運動【練習】如圖所示，cd桿原來靜止.當ab桿做如下哪些運動時，cd桿將向右移動( )向右勻速運動

向右加速運動向左加速運動向左減速運動TOC\o"1-5"\h\z【例2】如圖所示，金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強磁場中沿導(dǎo)軌做下列哪種運動時，銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引（ ）向右做勻速運動 丿、 ~—^4—向左做減速運動 QiWMl:::::向右做減速運動 c ??；「?D.向右做加速運動【練習】如圖所示，通電導(dǎo)線cd右側(cè)有一個金屬框與導(dǎo)線cd在同一平面內(nèi)，金屬棒ab放在框架上，若ab受到向左的磁場力，則cd中電流的變化情況是（A.cd中通有由d在框架上，若ab受到向左的磁場力，則cd中電流的變化情況是（A.cd中通有由d~c方向逐漸減小的電流B.cd中通有由d—c方向逐漸增大的電流C.cd中通有由c—d方向逐漸減小的電流)D.cd中通有由c—d方向逐漸增大的電流【例3】如圖所示，光滑固定導(dǎo)軌【例3】如圖所示，光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置導(dǎo)軌上，形成一個閉合回路，當一條形磁鐵從高處下落接近回路時（A.P、Q將互相靠攏B.成一個閉合回路，當一條形磁鐵從高處下落接近回路時（A.P、Q將互相靠攏B.P、Q將互相遠離C.磁鐵的加速度仍為g磁鐵的加速度小于g【練習】如圖所示，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管D.b,二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器連接成如圖所示的電路?若將滑動變阻器的滑片P向上滑動，下面說法中正確的是（ ）A.穿過線圈a的磁通量變大B.線圈aA.穿過線圈a的磁通量變大B.線圈a有收縮的趨勢C.線圈a中將產(chǎn)生俯視順時針方向的感應(yīng)電流D.線圈a對水平桌面的壓力FN將增大【例4】如圖所示，均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置，當a繞O點在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，b中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，且具有收縮趨勢，由此可知，圓環(huán)a（）A?順時針加速旋轉(zhuǎn)順時針減速旋轉(zhuǎn)逆時針加速旋轉(zhuǎn)

D?逆吋針減速旋轉(zhuǎn)【練習】如圖（a）所示，兩個閉合圓形線圈A、B的圓心重合，放在同一水平面內(nèi)，線圈A屮通以如圖（b）所示的交變電流，t=0吋電流方向為順吋針（如圖屮箭頭所示），在t］~t2吋間段內(nèi)，對于線圈B,下列說法屮正確的是（ ）A?線圈B內(nèi)有順吋針方向的電流，線圈有擴張的趨勢線圈B內(nèi)有順吋針方向的電流，線圈有收縮的趨勢線圈B內(nèi)有逆吋針方向的電流，線圈有擴張的趨勢線圈B內(nèi)有逆吋針方向的電流，線圈有收縮的趨勢課后練習—?選擇題1?有一矩形線圈，面積為S，匝數(shù)為n，將它置于勻強磁場屮，且使線圈平面與磁感線方向垂直，設(shè)穿過該線圈的磁通量為0，則該勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為（ ）希 B?晉 C貫 D.無法判斷［雙］如圖所示，一個金屬薄圓盤水平放置在豎直向上的勻強磁場屮，下列做法屮能使圓盤屮產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（ ） IA.圓盤繞過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動 ‘11JBB.圓盤以某一水平直徑為軸勻速轉(zhuǎn)動bC.圓盤在磁場屮向右勻速平移*IID.勻強磁場均勻增加 '3?如圖所示，光滑導(dǎo)電圓環(huán)軌道豎直固定在勻強磁場屮，磁場方向與軌道所在平面垂直，導(dǎo)體棒ab的兩端可始終不離開軌道無摩擦地滑動，當ab由圖示位置釋放，直到滑到右側(cè)虛XXXXXXXXXXXV"X\XXX/XXXX\XX,[XXXXXXalJXXXX,網(wǎng)XXkXXAXVXX*rXXXXXXXXX線位置的過程屮，關(guān)于ab棒屮的感應(yīng)電流情況，正確的是（先有從a到b的電流，后有從b到a的電流先有從b到a的電流，后有從a到b的電流始終有從b到a的電流始終沒有電流產(chǎn)生4?如圖所示，閉合圓導(dǎo)線線圈放置在勻強磁場屮，線圈平面與磁場平行，其屮ac、bd分別是平行、垂直于磁場方向的兩條直徑?試分析線圈做如下運動吋，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）使線圈在紙面內(nèi)平動使線圈平面沿垂直紙面方向向紙外平動使線圈以ac為軸轉(zhuǎn)動使線圈以bd為軸轉(zhuǎn)動

5?假如有一宇航員登月后，想探測一下月球表面是否有磁場，他手邊有一只靈敏電流表和一個小線圈，則下列推斷正確的是（ ）直接將電流表放于月球表面，看是否有示數(shù)來判斷磁場的有無將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，如電流表無示數(shù)，貝U可判斷月球表面無磁場將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，如電流表有示數(shù)，貝U可判斷月球表面有磁場將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈在某一平面內(nèi)沿各個方向運動，如電流表無示數(shù)，則可判斷月球表面無磁場6.如圖所示，繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動變阻器和電鍵組成閉合回路，在鐵芯的右端套有一個表面絕緣的銅環(huán)A，下列各種情況中銅環(huán)A中沒有感應(yīng)電流的是（A.線圈中通以恒定的電流B套有一個表面絕緣的銅環(huán)A，下列各種情況中銅環(huán)A中沒有感應(yīng)電流的是（A.線圈中通以恒定的電流B.通電時，使滑動變阻器的滑片P勻速移動C.通電時，使滑動變阻器的滑片P加速移動D.將電鍵突然斷開的瞬間7.［雙］如圖所示，兩個線圈A、B水平且上下平行放置，分別通以如圖所示的電流I］、127.為使線圈B中的電流瞬時有所增大，可采用的辦法是（A.線圈位置不變，增大線圈A中的電流hB.線圈位置不變，減小線圈為使線圈B中的電流瞬時有所增大，可采用的辦法是（A.線圈位置不變，增大線圈A中的電流hB.線圈位置不變，減小線圈A中的電流C.線圈A中電流不變，線圈A向下平移D.線圈A中電流不變，線圈A向上平移B8.［雙］如圖所示，當磁鐵運動時，流過電阻的電流是由A經(jīng)R到B，則磁鐵可能是8.A.向下運動B.向上運動C.向左平移DA.向下運動B.向上運動C.向左平移D.以上都不可能9.如圖所示，一水平放置的矩形線圈abed，在細長的磁鐵的N極附近豎直下落，保持be邊在紙外，ad邊在紙內(nèi)，從圖中的位置I經(jīng)過位置II到位置III,位置I和III都很靠近II.9.這個過程中，線圈中感應(yīng)電流（ ）A.沿abed流動口IB.沿deba流動——dC.由I到II是沿abed流動，由II到III是沿deba流動—3bcD.由I到II是沿deba流動，由II到III是沿abed流動

10?如圖所示，在豎直方向上的兩個勻強磁場B］和B2中，各放入一個完全一樣的水平金屬圓盤a和b，它們可繞豎直軸自由轉(zhuǎn)動，用導(dǎo)線將a盤中心與b盤邊緣相連，b盤中心與a盤邊緣相連，當a盤轉(zhuǎn)動時，導(dǎo)線不動，貝lj（ ）b盤的轉(zhuǎn)動方向總是和a盤相同b盤的轉(zhuǎn)動方向總是和a盤相反若B］、B2同向，b盤的轉(zhuǎn)動方向和a盤相同若B］、B2反向，b盤的轉(zhuǎn)動方向和a盤相同11.如圖所示，甲、乙兩個矩形線圈同處在紙面內(nèi)，甲的ab邊與乙的cd邊平行且靠得較近,>：X X 3C? ? ? IIb2>：XX)C? ? ? i>：X X )(? ? ? IBXXX>bA.B1變小，B2變大C.B1變小，B2