2020-2021學(xué)年高二物理人教版選修3-2(第04章 電磁感應(yīng)上123課時(shí))

電磁感應(yīng)

課時(shí)1劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)、探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件.......01

課時(shí)2楞次定律...................................13

課時(shí)3法拉第電磁感應(yīng)定律29

第四章電磁感應(yīng)

課時(shí)1劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)、探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件

K知識(shí)

一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)

1.“電生磁”的發(fā)現(xiàn)

1820年，丹麥物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線能使小磁針偏轉(zhuǎn)，這種作用稱為。

2.“磁生電”的發(fā)現(xiàn)

1831年，英國物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了“磁生電”現(xiàn)象，這種現(xiàn)象叫做，產(chǎn)生的電流叫

做O

3.法拉第的概括

法拉第把引起感應(yīng)電流的原因概括為五類：

(1)變化的;

(2)變化的；

(3)的恒定電流；

(4)的磁鐵；

(5)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的。

二、磁通量回顧

1.定義：在磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的中，有一個(gè)面積為S的平面與磁場(chǎng)方向,8和S的乘

積叫做穿過這個(gè)面積的。

2.公式：0=o

3.單位：韋伯，符號(hào)：Wb,1Wb=lT-m2o

4.。是標(biāo)量，但有正負(fù)，若取某方向穿入平面的磁通量為，則反方向穿入該平面的磁通量為。

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三、探究歸納產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件

1.實(shí)驗(yàn)觀察

(1)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)操作線圈中有無電流

條形磁鐵在線圈中插入或拔出時(shí)—

條形磁鐵在線圈中靜止不動(dòng)—

(2)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)操作線圈中有無電流

條形磁鐵在線圈中插入或拔出時(shí)—

1條形磁鐵在線圈中靜止不動(dòng)—

(3)模擬法拉第的實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)操作線圈中有無電流

開關(guān)S接通或斷開—

開關(guān)S閉合，改變滑動(dòng)變阻器阻值—

開關(guān)S一直閉合，且滑動(dòng)變阻器觸頭位置

—

不動(dòng)

2.分析論證

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（1）實(shí)驗(yàn)（1）表明：閉合導(dǎo)體回路包圍的時(shí)，有電流產(chǎn)生；閉合導(dǎo)體回路包圍的時(shí),

無電流產(chǎn)生。

（2）實(shí)驗(yàn)（2）表明：線圈中的時(shí)，有感應(yīng)電流；線圈中的時(shí)；無感應(yīng)電流。

（3）實(shí)驗(yàn)（3）表明：線圈8中,有感應(yīng)電流；線圈8中,無感應(yīng)電流。

（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件與磁場(chǎng)的有關(guān)系，與閉合導(dǎo)體回路包圍的有關(guān)系。

3.感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件

只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生,閉合導(dǎo)體回路中就有o

奧斯特電流的磁效應(yīng)法拉第電磁感應(yīng)感應(yīng)電流電流磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體

勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直磁通量8S正負(fù)

無有有無有有無面積變化面積不變面積不變磁場(chǎng)變化磁場(chǎng)變化磁場(chǎng)不變

變化面積變化感應(yīng)■電流

K重點(diǎn)

一、對(duì)磁通量的理解與計(jì)算

1.對(duì)磁通量及其公式的理解應(yīng)注意以下兩個(gè)問題：

（1）某一面內(nèi)的磁感線既有穿出，又有穿進(jìn)，則穿過該面的合磁通量為凈磁感線的條數(shù)；

（2）磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)。磁通量的正負(fù)不代表大小，只表示磁感線是怎樣穿過平面的。

［例題1］如圖所示，〃、b是兩個(gè)同平面、同心放置的金屬圓環(huán)，條形磁鐵穿過圓環(huán)且與兩圓環(huán)平面

垂直，則穿過兩圓環(huán)的磁通量應(yīng)、血的大小關(guān)系為

A.<X>a?PbB.我<血

C.①而①bD.不能比較

參考答案：A

試題解析：條形磁鐵磁場(chǎng)的磁感線分布特點(diǎn)是：①磁鐵內(nèi)外磁感線的條數(shù)相同；②磁鐵內(nèi)外磁感線的

方向相反；③磁鐵外部磁感線的分布是兩端密、中間疏。兩個(gè)同心放置的同平面的金屬圓環(huán)與磁鐵垂直且

磁鐵在中央時(shí)，通過其中的磁感線的俯視圖如圖所示，穿過圓環(huán)的磁通量。=。迫-。出，兩圓環(huán)面積S“<Sb，

兩圓環(huán)的。遂相同，而。山“<。皿，所以穿過兩圓環(huán)的有效磁通量。故A正確。

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XXXXX

XXXXX

XXXXX

XXXXX

XXXXX

2.磁通量的計(jì)算

對(duì)公式。=BS的理解及應(yīng)用：

(1)公式8BS只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)；

(2)磁通量的大小與匝數(shù)無關(guān)；

(3)S是指閉合回路線圈在垂直于磁場(chǎng)方向上的有效面積。

①如果磁感線與平面不垂直，如圖甲所示，有效面積應(yīng)理解為原平面在垂直磁場(chǎng)方向上的投影面積,

如果平面與垂直磁場(chǎng)方向的夾角為仇則有效面積為Seos仇穿過該平面的磁通量為勿=BScos。。

②S指閉合回路中包含磁場(chǎng)的那部分有效面積，如圖乙，閉合回路必cd和閉合回路ABC。雖然面積不

同，但穿過它們的磁通量卻相同：＜P=BS2O

(4)某面積內(nèi)有不同方向的磁場(chǎng)時(shí)，分別計(jì)算不同方向的磁場(chǎng)的磁通量，然后規(guī)定某個(gè)方向的磁通量

為正，反方向的磁通量為負(fù)，求其代數(shù)和。

［例題2］如圖所示，一個(gè)垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，B=0.8T,磁場(chǎng)有明顯的圓形邊界，圓心為0,

半徑為2cm?，F(xiàn)于紙面內(nèi)先后放上圓線圈，圓心均在。處，A線圈半徑為1cm,10匝；B線圈半徑為2cm,

1匝；C線圈半徑為0.5cm,1匝。

(2)在磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過30。角的過程中，C線圈中磁通量改變多少？

參考答案：(1)1.256X10'Wb5.024X10-4Wb(2)8.4x1O-6Wb

試題解析：(1)對(duì)A線圈有，0|八=81無齊，

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磁通量改變量

△。月01Al=(0.8-0.4)X3.14XI0-4Wb=1.256x10-4Wb

對(duì)8線圈有，

A^B=|02B-0I?|=(0.8-0.4)x3.14x(2xl02)2Wb=5.024xl0-4Wb

(2)對(duì)C線圈有：<I>\c=Bnr,磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過30°,線圈面積在垂直磁場(chǎng)方向的投影為兀Ncos30。，則

02c=8兀3cos30°

磁通量改變量

A我=l@2L@id=B7t產(chǎn)(1-COS30°)=0.8X3.14x(5xlQ-3)2x(1-0.866)Wb=8.4xlO'6Wb

二、感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件

感應(yīng)電流產(chǎn)生的必要條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，所以判斷感應(yīng)電流有無時(shí)必須明確以下

兩點(diǎn)：（1）明確電路是否為閉合電路；（2）判斷穿過回路的磁通量是否發(fā)生變化。

穿過閉合電路的磁通量變化情況列表如下:

0變的四種情況舉例

.然，

B不變、S變化

D

閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)

LJ

B變化、S不變

線圈與磁體之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)

XXXx/xX

x^xx/5<|xx

X/XXX

B和S都變化*。X4X

Xxx|XX

E

注意：此時(shí)可由AG二⑦廠介計(jì)算并判斷磁通量是否變化

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。十

1

8和S大小都不變，但二者之1_______

------

1

間的夾角變

b￡_

線圈,在磁場(chǎng)「P轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)

【例題3】如圖所示，導(dǎo)線油和cd互相平行，則下列四種情況中，導(dǎo)線cd中有電流的是

A.開關(guān)S閉合或斷開的瞬間

B.開關(guān)S是閉合的，但滑動(dòng)觸頭向左滑

C.開關(guān)S是閉合的，但滑動(dòng)觸頭向右滑

D.開關(guān)S始終閉合，滑動(dòng)觸頭不動(dòng)

參考答案：ABC

試題解析：開關(guān)S閉合或斷開的瞬間、開關(guān)S閉合但滑動(dòng)觸頭向左滑的過程中、開關(guān)S閉合但滑動(dòng)觸

頭向右滑的過程中都會(huì)使通過導(dǎo)線必段的電流發(fā)生變化，使穿過cd回路的磁通量發(fā)生變化，從而在〃導(dǎo)

線中產(chǎn)生感應(yīng)電流。因此，本題的正確選項(xiàng)應(yīng)為ABC。

K好題

K基礎(chǔ)

1.許多科學(xué)家在物理學(xué)發(fā)展中做出了重要貢獻(xiàn)，下列表述中正確的是

A.安培發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)

B.菲涅耳發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象

C.卡文迪許測(cè)出引力常量

D.牛頓總結(jié)了真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用規(guī)律

2.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，導(dǎo)軌上有兩條可沿導(dǎo)軌自由移動(dòng)的導(dǎo)

體棒〃cd,導(dǎo)體棒H、cd的運(yùn)動(dòng)速度分別為M、吸，如圖所示,4。棒上有電流通過，則一定有

ac

XXX|XX

XXXXXX

―AV1―AV1

XXXXXX

________B_

X'XXX1XX

hd

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A.Vi>V2B.V1<V2

C.也,也D.vj=V2

3.一磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向水平向右，一面積為S的矩形線圈仍cd如圖所示放置，平面"cd

與豎直方向成。角，將"cd繞〃軸轉(zhuǎn)180。角，則穿過線圈平面的磁通量的變化量為

A.0B.2BS

C.2BScos6D.2BSsin6

4.如圖所示，通有恒定電流的導(dǎo)線與閉合金屬框共面，第一次將金屬框由I平移到H,第二次將金屬

框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到II,設(shè)先后兩次通過金屬框的磁通量變化分別為△孫和A6則

M

A.A01>A02B.A0J=A02

C.A0）<A02D.不能判斷

5.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挒閐,一正方形線框"cd的邊長為L,且線框以速度廿通過磁場(chǎng)區(qū)域,

從線框進(jìn)入到完全離開磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，線框中沒有感應(yīng)電流的時(shí)間是

AL+d

A.------

v

cL+2d

v

6.在紙面內(nèi)放有一條形磁鐵和一個(gè)位于磁鐵正上方的圓形線圈（如圖所示），下列情況中能使線圈中產(chǎn)生

感應(yīng)電流的是

SN

A.將磁鐵在紙面內(nèi)向上平移

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B.將磁鐵在紙面內(nèi)向右平移

C.將磁鐵繞垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)

D.將磁鐵的N極向紙外轉(zhuǎn)，S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)

7.如圖所示，一個(gè)矩形線框從勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上方自由落下，進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，然后從磁場(chǎng)中穿出。已知?jiǎng)驈?qiáng)

磁場(chǎng)區(qū)域的寬度L大于線框的高度h,那么下列說法中正確的是

XXX

XXXL

XXX

①線框只在進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)的過程中，才有感應(yīng)電流產(chǎn)生

②線框從進(jìn)入到穿出磁場(chǎng)的整個(gè)過程中，都有感應(yīng)電流產(chǎn)生

③線框在進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)的過程中，都是機(jī)械能變成電能

④整個(gè)線框都在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能

A.①③④B.①③

C.②③④D.①④

8.如圖所示是等腰直角三棱柱，其中側(cè)面帥cd為正方形，邊長為L,它們按圖示位置放置處于豎直向下的

勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,下面說法中正確的是

A.通過abed平面的磁通量大小為BL2

B.通過defe平面的磁通量大小為4與L2

6

C.通過abfe平面的磁通量大小為B-—L2

D.通過整個(gè)三棱柱的磁通量為零

9.如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體棒MN由靜止開始向右沿導(dǎo)軌加速滑動(dòng)（導(dǎo)軌間有磁場(chǎng)，方向垂直紙面向里），下列

說法正確的是

M

XXXXX

XXXXX

XXXXX

不

8/50

A.導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌組成的閉合回路中有感應(yīng)電流

B.導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌組成的閉合回路中沒有感應(yīng)電流

C.圓形金屬環(huán)B中有感應(yīng)電流

D.圓形金屬環(huán)B中沒有感應(yīng)電流

K能力

10.在物理學(xué)發(fā)展過程中，觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)、假說和邏輯推理等方法都起到了重要作用。下列敘述符合史實(shí)的是

A.開普勒對(duì)天體的運(yùn)行做了多年的研究，最終提出了萬有引力定律

B.奧斯特根據(jù)通電螺線管的磁場(chǎng)和條形磁鐵的磁場(chǎng)的相似性，提出了分子電流假說

C.法拉第在實(shí)驗(yàn)中觀察到，在通有恒定電流的靜止導(dǎo)線附近的固定導(dǎo)線圈中，會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流

D.楞次在分析了許多實(shí)驗(yàn)事實(shí)后提出，感應(yīng)電流應(yīng)具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起

感應(yīng)電流的磁通量的變化

11.用絕緣絲線懸吊一個(gè)輕質(zhì)閉合鋁環(huán)P。用磁鐵的N極靠近P環(huán)時(shí)，可觀察到尸環(huán)遠(yuǎn)離磁鐵，現(xiàn)改用磁

鐵的S極用同樣的方式靠近P環(huán)（如圖），則P環(huán)

0

物

A.靜止不動(dòng)B.靠近磁鐵C.沒有感應(yīng)電流D,產(chǎn)生順時(shí)針方向電流

12.A、B兩回路中各有一開關(guān)8、S2,且回路A中接有電源，回路B中接有靈敏電流計(jì)（如圖所示），下

列操作及相應(yīng)的結(jié)果可能實(shí)現(xiàn)的是

A.先閉合S2,后閉合吊的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)

B.Si、S2閉合后，在斷開S2的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)

C.先閉合8,后閉合S2的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)

D.Si、S2閉合后，在斷開Si的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)

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13.如圖所示的線框面積為S,處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B的方向與線框平面成6角，當(dāng)線框轉(zhuǎn)

過90。到如圖所示的虛線位置時(shí)，試求:

(1)初、末位置穿過線框的磁通量的大小包和02；

(2)磁通量的變化量△我

14.逆向思維是一種重要的思想方法，在這種思想方法的引領(lǐng)下，許多重要的科學(xué)定律被發(fā)現(xiàn)。“電生磁,

磁生電”這種逆向互生的關(guān)系，體現(xiàn)了物理學(xué)中的一種對(duì)稱美。請(qǐng)思考:

(1)你還能指出物理學(xué)中的其他對(duì)稱性和對(duì)稱實(shí)例嗎？

(2)1831年，物理學(xué)家法拉第用如圖所示的實(shí)驗(yàn)，成功發(fā)現(xiàn)了磁生電現(xiàn)象，開關(guān)始終處于閉合狀態(tài)時(shí),

a線圈中.(選填"有''或"無")感應(yīng)電流產(chǎn)生，開關(guān)閉合或斷開瞬間，4線圈中(選填“有”

或“無”)感應(yīng)電流產(chǎn)生。

(3)下圖是某興趣小組研究磁生電現(xiàn)象所需的器材。

請(qǐng)你協(xié)助該小組完成如下工作，用實(shí)線將帶有鐵芯的線圈A、電源、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)連接成原線圈回

路，將小量程電流表和線圈8連接成副線圈回路，并列舉出在實(shí)驗(yàn)中改變副線圈回路磁通量，使副線

圈回路產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種方式:

①.

②.

③.

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答案解析

1.C【解析】奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，故A錯(cuò)誤。法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤。引力常量

是由卡文迪許最先測(cè)出的，故C正確。真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用規(guī)律即庫侖定律，是由物

理學(xué)家?guī)靵隹偨Y(jié)出來的，故D錯(cuò)誤。

2.C【解析】對(duì)于勻強(qiáng)磁場(chǎng)來說，磁通量根據(jù)題中條件可知，僅當(dāng)穿過閉合電路中磁場(chǎng)的有效面積

S發(fā)生變化時(shí)才有0的變化。因此應(yīng)有也打2,這時(shí)存在著V|>V2與也<也兩種可能，所以只有C正確。

3.C【解析】開始時(shí)穿過線圈平面的磁通量為0i=BScos仇后來穿過線圈平面的磁通量為。2-BScos6,則

磁通量的變化量為A0=|02-0I|=2BSCOS仇

4.C【解析】將線框從I平移到H,磁感線是從線框的同一面穿過的，所以公如=|。“-。||=S-?！?；將線

框從I繞cd邊轉(zhuǎn)到H,磁感線分別是從線框的正、反兩面穿過的，所以△。2=卜。11-如|=。|+。"（以原

來穿過的為正，則后來從另一面穿過的為負(fù)）。

5.B【解析】只有線框在進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中（兒邊未出磁場(chǎng)）和線框在穿出磁場(chǎng)的過程中（僅邊在磁場(chǎng)

中切割磁感線），穿過線框的磁通量才發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流。ad邊和6c邊都在磁場(chǎng)外時(shí)穿越磁場(chǎng)的

過程中，沒有感應(yīng)電流，則『生旦故正確選項(xiàng)為B。

V

6.D【解析】將磁鐵向上平移、向右平移或繞垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈始終與磁感線平行，磁通量始終為

零，沒有變化，不產(chǎn)生感應(yīng)電流。所以ABC均不正確。將磁鐵的N極向紙外轉(zhuǎn)，S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)，磁通

量增加，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以D項(xiàng)正確。

7.B【解析】產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是閉合回路的磁通量發(fā)生變化，線框全部在磁場(chǎng)中時(shí)，磁通量不變，不

產(chǎn)生感應(yīng)電流，故②錯(cuò)誤。而進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)的過程中有磁通量發(fā)生變化，也就產(chǎn)生感應(yīng)電流，故①正

確。在產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程中同時(shí)消耗了機(jī)械能，故③正確，④錯(cuò)誤，故選B。

五

8.BD【解析】由公式中。=BScos，可以得出通過面的磁通量OinSUcosdSOuN1A錯(cuò)誤；通過

2

面d9的磁通量①2=BL?與L,B正確；通過面a快的磁通量。3=8?日Z?cos90°=0,C錯(cuò)誤；而整個(gè)

三棱柱表面是個(gè)閉合曲面，穿入與穿出的磁感線條數(shù)相等，即穿過它的凈磁感線的條數(shù)是0,故穿過整

個(gè)三棱柱的磁通量為零，D正確。

9.AC【解析】導(dǎo)體棒開始向右加速滑動(dòng)，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌組成的閉合回路里磁通量發(fā)生變化，閉合回路

中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，所以A正確，B錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒MN開始向右加速滑動(dòng)，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌組成的閉合回

路里磁通量發(fā)生變化，閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電磁鐵A在圓形金屬環(huán)B中產(chǎn)生的磁通量從零開始增

加，環(huán)B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，C正確，D錯(cuò)誤。

10.D【解析】開普勒對(duì)天體運(yùn)動(dòng)做了多年的研究，提出了行星運(yùn)行的三大定律，但萬有引力定律的提出

不是開普勒而是牛頓，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。提出分子電流假說的是安培而不是奧斯特，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。產(chǎn)生感

應(yīng)電流的條件是閉合線圈的磁通量發(fā)生變化，恒定電流產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，而導(dǎo)線靜止使得磁場(chǎng)不發(fā)生

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運(yùn)動(dòng)，而導(dǎo)線圈也是固定的，所以沒有變化沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，線圖磁通量不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)C

錯(cuò)誤。楞次總結(jié)出的楞次定律指出感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，選項(xiàng)D正確。

11.D【解析】據(jù)題意，當(dāng)磁鐵的N極靠近環(huán)，據(jù)楞次定律，環(huán)內(nèi)產(chǎn)生與磁鐵反向的磁極，故環(huán)遠(yuǎn)離，現(xiàn)改

用磁鐵S極靠近環(huán)，環(huán)內(nèi)也是產(chǎn)生與磁鐵相反的磁場(chǎng)，則環(huán)仍遠(yuǎn)離，故選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；閉合環(huán)內(nèi)的磁

通量發(fā)生變化，根據(jù)楞次定律可知，環(huán)內(nèi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，由于感應(yīng)磁場(chǎng)向紙外增加，由楞次定律可

知感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確。

12.AD【解析】由感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是穿過閉合線框的磁通量變化，故AD正確。

13.【答案】（1）BSsin，-BScos。（2）一BS（cos，+sin0）

【解析】（1）法一：在初始位置，把面積向垂直于磁場(chǎng)的方向進(jìn)行投影，可得垂直于磁場(chǎng)方向的面積為S尸Ssin

，，所以內(nèi)=BSsin仇在末位置，把面積向垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)行投影，可得垂直于磁場(chǎng)方向的面積為SJ=Scos仇

由于磁感線從反面穿入，則02=-8SCOS6

法二：如圖所示，把磁感應(yīng)強(qiáng)度3沿垂直于面積S和平行于面積S進(jìn)行分解，得2上=BsinO,Bt=Bcos9

故<P\=B上S=8Ssin0

①2=—BAS=-BSCOS0

（2）開始時(shí)8與線框平面成。角，穿過線框的磁通量。i=BSsin，；當(dāng)線框平面按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，

穿過線框的磁通量減少，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)6時(shí)，穿過線框的磁通量減少為零，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)至90。時(shí)，磁通量從另一

面穿過，變?yōu)椤柏?fù)''值，02=-BScos。。所以，此過程中磁通量的變化量為△0=?2-Gi-8Scos（9-BSsinO=-8S

（cos夕+sin9）

14.【答案】（1）見解析（2）無有（3）見解析

【解析】（1）電荷的正與負(fù)、吸引與排斥、運(yùn)動(dòng)和靜止、光滑和粗糙、正電子和負(fù)電子、物質(zhì)和反物質(zhì)。

（2）因穿過。線圈的磁通量不變，所以無感應(yīng)電流產(chǎn)生。閉合瞬間穿過。線圈的磁通量突然增大，所

以有感應(yīng)電流產(chǎn)生。斷開瞬間，穿過a線圈的磁通量突然減小，所以有感應(yīng)電流產(chǎn)生。

（3）

實(shí)物連接如圖所示。①合上（或斷開）開關(guān)瞬間；②合上開關(guān)后，將原線圈A插入副線圈8或從副線圈

8中抽出；③合上開關(guān)，將原線圖A插入副線圈B后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片。

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課時(shí)2楞次定律

K知識(shí)

一、楞次定律

1.實(shí)驗(yàn)探究

將螺線管與電流計(jì)連接成閉合回路，分別將N極、S極插入、抽出線圈，如圖所示。

記錄感應(yīng)電流方向如下o

即IIa酬

甲乙丙丁

2.分析

感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方

磁通量增減情況圖號(hào)磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流的方向

向

甲—逆時(shí)針（俯視）—

增加

乙—順時(shí)針（俯視）—

丙—順時(shí)針（俯視）—

減少

T—逆時(shí)針（俯視）—

3.歸納總結(jié)

當(dāng)線圈內(nèi)的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)磁通量的增加；當(dāng)線圈內(nèi)磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流

的磁場(chǎng)磁通量的減少。

4.楞次定律

感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的總要引起感應(yīng)電流的磁通量的

5.適用范圍：一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

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6.對(duì)“阻礙”意義的理解

誰阻礙感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)（原磁場(chǎng)）的磁通量的變化

阻礙什么阻礙的是磁通量的變化，而不是磁通量本身

當(dāng)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的方向相反；當(dāng)磁通量減少

如何阻礙

B寸，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向與原磁場(chǎng)的方向相同，即“增反減同”

結(jié)果如何阻礙并不是阻止，只是延緩了磁通量變化的快慢，這種變化將繼續(xù)進(jìn)行

7.楞次定律的推廣含義

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引起感應(yīng)電流的原因，列表說明如下

內(nèi)容例證

sli

V

阻礙原磁通量變化——“增反減同”感磁鐵靠近線圈，B春與B棟反向

r

B原

//////////

八N

S磁鐵靠近，是斥力

B感

阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)變化——“來拒去留”

//////////

Ns磁鐵遠(yuǎn)離，是引力

B感

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使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)

-"增縮減擴(kuò)”

P、。是光滑固定導(dǎo)軌，a、b是可動(dòng)金屬棒，磁鐵下移，a

力靠近

A

阻礙原電流的變化——“增反減同”合上S,B先亮

二、右手定則

1.內(nèi)容：伸開右手，使拇指與其余四個(gè)手指,并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線從

進(jìn)入，并使拇指指向方向，這時(shí)所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。

2.適用范圍：右手定則適用于閉合回路中導(dǎo)體做時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況。

3.楞次定律與右手定則的區(qū)別

楞次定律右手定則

研究閉合導(dǎo)體回路的一部分，即做切割磁感線

整個(gè)閉合導(dǎo)體回路

區(qū)對(duì)象運(yùn)動(dòng)的一段導(dǎo)體

別適用一段導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的

由磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況

范圍情況

聯(lián)各種情況下都可用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，若是回路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)

系產(chǎn)生感應(yīng)電流，用右手定則判斷較為簡(jiǎn)單

4.右手定則與左手定則的比較

比較項(xiàng)目右手定則左手定則

作用判斷感應(yīng)電流的方向判斷通電導(dǎo)體所受磁場(chǎng)力的方向

已知條件已知切割運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向已知電流方向和磁場(chǎng)方向

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圖例

V（因）,（因）

》（果）

F（果）

因果關(guān)系運(yùn)動(dòng)一電流電流一運(yùn)動(dòng)

應(yīng)用發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)

記憶規(guī)律左“力”右“電”

使用左手定則和右手定則時(shí)容易混淆，為了便于區(qū)分，可把兩個(gè)定則簡(jiǎn)單地總結(jié)為“通電受力用左手,

運(yùn)動(dòng)生電用右手”，簡(jiǎn)稱為”通電左，生電右

向下向上向上向下向下向上向上向下阻礙阻礙磁場(chǎng)阻礙變化

垂直掌心導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)的四指一部分切割磁感線運(yùn)動(dòng)

K重點(diǎn)

一、楞次定律處理電磁感應(yīng)問題的常用方法

1.常規(guī)法：據(jù)原磁場(chǎng)（練方向及情況今確定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)（8感方向）義授足則一）判

斷感應(yīng)電流（/感方向）f導(dǎo)體受力及運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。

2.效果法：由楞次定律可知，感應(yīng)電流的“效果”總是阻礙引起感應(yīng)電流的“原因”，深刻理解“阻礙”的

含義，根據(jù)“阻礙”原則，可直接對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)做出判斷。

3.“口訣法”:即“增反減同,來拒去留,增縮減擴(kuò)

增反減同——若原磁場(chǎng)增強(qiáng)，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反；反之，則與原磁場(chǎng)方向相同。

來拒去留——若磁體靠近某一導(dǎo)體，產(chǎn)生的安培力將會(huì)阻礙磁體靠近；反之，則阻礙磁體的遠(yuǎn)離。

增縮減擴(kuò)——若原磁場(chǎng)增強(qiáng)，則產(chǎn)生感應(yīng)電流的回路的面積有縮小的趨勢(shì)；反之，面積有增大的趨勢(shì)。

【例題1】如圖所示，在水平面上有一固定的U形金屬框架，框架上置一金屬桿必。在垂直紙面方向

有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，下面情況可能的是

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A.若磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，并且磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí)，桿必將向右移動(dòng)

B.若磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,并且磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，桿他將向右移動(dòng)

C.若磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,并且磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí)，桿ab將向右移動(dòng)

D.若磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,并且磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，桿燦將向右移動(dòng)

參考答案：BD

試題解析：若磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，并且磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí)，根據(jù)楞次定律可知，ab中感應(yīng)電流的

方向?yàn)閍—b,由左手定則可知，岫受到的安培力向左，故桿時(shí)將向左移動(dòng)，故A錯(cuò)誤。若磁場(chǎng)方向垂直

紙面向外，并且磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，根據(jù)楞次定律可知，必中感應(yīng)電流的方向?yàn)?一小由左手定則可知，

必受到的安培力向右，桿岫將向右移動(dòng)，故B正確。若磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，并且磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí)，

根據(jù)楞次定律可知，帥中感應(yīng)電流的方向?yàn)槿艘弧?，由左手定則可知，M受到的安培力向左，桿必將向左

移動(dòng)，故C錯(cuò)誤。若磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，并且磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，根據(jù)楞次定律可知，他中感應(yīng)電流

的方向?yàn)閍—。，由左手定則可知，必受到的安培力向右，桿必將向右移動(dòng)，故D正確。

二、“三定則”、“一定律”在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的應(yīng)用

1.安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律的比較

規(guī)律適用范圍

安培定則電流的磁效應(yīng)運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng)

左手定則磁場(chǎng)力磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流的作用

右手定則電磁感應(yīng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)

楞次定律電磁感應(yīng)一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象

2.抓住因果關(guān)系，據(jù)因索果

(1)因電而生磁(JB)一安培定則;

(2)因動(dòng)而生電(丫、BTQ—右手定則；

(3)因電而受力(/、B-F力-?左手定貝I］；

(4)因變而生電(。變一/加)-楞次定律。

3.應(yīng)用“三定則”、“一規(guī)律”解答關(guān)于電磁感應(yīng)問題的常用方法一一程序法

即先根據(jù)變化的起因，一環(huán)套一環(huán)，環(huán)環(huán)相扣，從“原因”開始依次利用各定則或定律得出最終結(jié)果。也

可以從“結(jié)果”開始，逆向思維。

【例題2】在如圖所示的甲、乙、丙三個(gè)裝置中，除導(dǎo)體棒外可動(dòng)外，其余部分均固定不動(dòng)，甲圖中

的電容器C原來不帶電，設(shè)導(dǎo)體棒、導(dǎo)軌和直流電源的電阻均可忽略，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌間的摩擦也不計(jì)。圖

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中裝置均在水平面內(nèi)，且都處于方向垂直水平面（即紙面）向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌足夠長。今給導(dǎo)體棒

加一個(gè)方向向右的初速度V0,在甲、乙、丙三種情形下導(dǎo)體棒外的最終運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是

A.三種情形下導(dǎo)體棒他最終均勻速運(yùn)動(dòng)

B.甲、丙中，H棒最終將做勻速運(yùn)動(dòng)；乙中，而棒最終靜止

C.丙中，曲棒最終將做勻速運(yùn)動(dòng)；甲、乙中，必棒最終靜止

D.三種情況下面棒最終均靜止

參考答案：B

試題解析：甲圖中，導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，上端。為正極，下端〃為負(fù)極。對(duì)電容器充電,

有充電電流，導(dǎo)體棒在安培力作用下減速，當(dāng)電容器電壓等于導(dǎo)體棒切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，電路不再

有電流，此時(shí)導(dǎo)體棒開始勻速運(yùn)動(dòng)。乙圖中，導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電流，導(dǎo)

體棒受到安培力而減速，隨速度減小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，感應(yīng)電流減小，安培力減小但導(dǎo)體棒仍然減速直

到導(dǎo)體棒速度減小為0,即最終為導(dǎo)體棒靜止。丙圖中，導(dǎo)體棒向右切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)上端。為

正極，下端人為負(fù)極，電流方向與電源提供的電流方向一致，所以導(dǎo)體棒在安培力作用下一直減速，減速

到0后在電源的電流作用下向左加速，此時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)上端a為負(fù)極，下端。為正極，當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

與電源電動(dòng)勢(shì)相等時(shí)，電路電流為0,導(dǎo)體棒向左勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B對(duì)。

K好題

K基礎(chǔ)

i.如圖所示，閉合金屬圓環(huán)沿垂直于磁場(chǎng)方向放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將它從勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速拉出，下列說法

中正確的是

XXX

o

XXX

A.向左拉出和向右拉出時(shí)，環(huán)中的感應(yīng)電流方向相反

B.向左或向右拉出時(shí)，環(huán)中的感應(yīng)電流方向都是沿順時(shí)針方向的

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C.向左或向右拉出時(shí)，環(huán)中的感應(yīng)電流方向都是沿逆時(shí)針方向的

D.環(huán)在離開磁場(chǎng)之后，仍然有感應(yīng)電流

2.如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一直導(dǎo)線他在一個(gè)導(dǎo)體框架上受外力作用向左運(yùn)動(dòng)，那么他導(dǎo)線中感應(yīng)電

流的方向（已知有感應(yīng)電流）及"導(dǎo)線所受安培力的方向分別是

lx~~xFX

xfXXX

XXI|xXX

A.電流由b向a,安培力向左

B.電流由6向a,安培力向右

C.電流由a向兒安培力向左

D.電流由“向從安培力向右

3.如圖所示，導(dǎo)線框岫〃與通電直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線通有恒定電流并通過4和A的中點(diǎn)，當(dāng)導(dǎo)

線框向右運(yùn)動(dòng)的瞬間

A.線框中有感應(yīng)電流，且按順時(shí)針方向

B.線框中有感應(yīng)電流，且按逆時(shí)針方向

C.線框中有感應(yīng)電流，但方向難以判斷

D.由于穿過線框的磁通量為零，線框中沒有感應(yīng)電流

4.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一質(zhì)量為,力、阻值為R的閉合矩形

金屬線框必用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在。點(diǎn)，并可繞。點(diǎn)擺動(dòng)。金屬線框從右側(cè)某一位置由靜止開始釋

放，在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過程中，細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面，則線框中感

應(yīng)電流的方向是

八°

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C.先是d-?c-->d,后;^ci->b-—c-dTa

19/50

D.先是a—b-c-d—a,后是d-c