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1、1第九章第九章 电磁感应电磁感应第 1 节电磁感应现象_楞次定律(1)闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生。()(2)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关。()(3)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。()(4)当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势。()(5)由楞次定律知，感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。 ()(6)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。()(1)1831 年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。(2)1834 年，俄国物理学家楞次总结了确定感应电流方向的定律楞次定律。突破点(一) 对电磁感应现象的理解和判
2、断21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，并确定该回路的磁通量。(3)Error!2磁通量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。题点全练1(2018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.开关 S 闭合稳定后，线圈N中B.磁铁向铝环A靠近，铝环A中C.金属框从A向B运动，金属框中D.铜盘在磁场中按图示方向转动，电阻R中解析：选 A 开关 S 闭合稳定后，穿过线圈的磁通量保持不变，线圈不产生感应电流，故 A 符合题意；磁铁向铝环A
3、靠近，穿过铝环A的磁通量在增大，铝环A产生感应电流，故B 不符合题意；金属框从A向B运动，穿过线框的磁通量时刻在变化，线框产生感应电流，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。2(2018上海模拟)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接。在开关闭合、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片P向右加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断( )3A因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向B线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，电流计指针向右偏转C滑动变阻器的滑片
4、P匀速向右滑动，电流计指针静止在中央D线圈A向上移动，电流计指针向左偏转解析：选 D 由题意可知当P向右加速滑动时，线圈A中的电流应越来越大，则其磁场增加，此时线圈B中产生的电流使指针向右偏转，由此可知，当B中的磁通量增加时，电流计指针右偏；虽然线圈A、线圈B的绕线方向未知，只要知道穿过线圈B的磁通量如何变化即可判断出电流计指针偏转方向，故 A 错误；线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，穿过线圈B的磁通量减小，电流计指针向左偏转，故 B 错误；滑动变阻器的滑片P匀速向右滑动，穿过线圈B的磁通量变化，则会产生感应电流，指针将会偏转，故 C 错误；线圈A向上移动，穿过线圈B的磁通量减少，电流计指针向左
5、偏转，故 D 正确。3(2018昆山高三质检)如图所示，一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内，螺线管的中心轴线恰和线圈的一条直径MN重合。要使线圈a中产生感应电流，可采用的方法有( )A使通电螺线管中的电流发生变化B使螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动C使线圈a以MN为轴转动D使线圈绕垂直于MN的直径转动解析：选 D 在 A、B、C 三种情况下，穿过线圈a的磁通量始终为零，因此不产生感应电流，A、B、C 错误；选项 D 中，当线圈绕垂直于MN的直径转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，故 D 正确。突破点(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42判断
6、感应电流方向的两种方法方法一 用楞次定律判断方法二 用右手定则判断该方法适用于切割磁感线产生的感应电流。判断时注意掌心、拇指、四指的方向：1掌心磁感线垂直穿入；2拇指指向导体运动的方向；3四指指向感应电流的方向。题点全练1.(2018徐州模拟)如图所示，匀强磁场垂直圆形线圈指向纸内，a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点，现用外力在上述四点将线圈拉成正方形，且线圈仍处在原先所在平面内，则在线圈发生形变的过程中( )A线圈中将产生abcda方向的感应电流B线圈中将产生adcba方向的感应电流C线圈中感应电流方向无法判断D线圈中无感应电流解析：选 A 周长一定时，圆形的面积最大。本题线圈面积变小，
7、磁通量变小，有感应电流产生。由楞次定律可知线圈中将产生顺时针方向的感应电流。故 A 正确。2.如图所示，导线框abcd与直导线几乎在同一平面内，直导线5中通有恒定电流I，当导线框由左向右匀速通过直导线时，线框中感应电流的方向是( )A先abcd，后dcba，再abcdB始终dcbaC先dcba，后abcd，再dcbaD先abcd，后dcba解析：选 C 当导线框从直导线左边向直导线靠近时，穿过导线框的磁感线是向外的且磁通量增加，由楞次定律可判断导线框中电流方向是dcba，当导线框在直导线右边远离直导线时，穿过导线框的磁感线是向里的且磁通量减小，由楞次定律可判断导线框中电流方向还是dcba。在导
8、线框跨越直导线过程中，导线框的ab边和dc边均切割磁感线，由右手定则可得ab边感应电流的方向从a到b，cd边感应电流的方向从c到d，而ad、bc边不切割磁感线，因此，回路中相当于有两个电源串联，回路中感应电流的方向为abcd。选项 C 正确。3(2018盐城期末)1831 年 10 月 28 日，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机，它是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上的第一台发电机。下列各图所示是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，铜片甲、乙分别与转动轴、铜盘边缘接触。下列四幅图示中的图 A、B 中磁场方向与铜盘平行；图 C、D 中磁场方向与铜盘垂直，C图中磁场区域仅
9、在转动轴上侧，D 图中磁场区域仅在转动轴下侧。从右向左看铜盘以相同的角速度逆时针方向转动，电阻R上有电流且方向向上的是( )解析：选 D 当磁场的方向与铜盘平行时，铜盘内没有磁通量的变化，此时没有感应电流，故 A、B 错误；从右向左看铜盘以相同的角速度逆时针方向转动时，由右手定则可知，铜盘内感应电流的方向由甲经R流向乙，所以电阻R上的电流方向沿纸面向下，故 C 错误；从右向左看铜盘以相同的角速度逆时针方向转动时，由右手定则可知，铜盘内感应电流的方向由乙经R流向甲，所以电阻R上的电流方向沿纸面向上，故 D 正确。突破点(三) 三定则、一定律的综合应用61规律比较名称基本现象因果关系应用的定则或定
10、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部分导体做切割磁感线运动因动生电右手定则电磁感应 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，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。典例 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( )Aab棒不受安培力作用Bab棒所受安培力的方向向右Cab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
11、为 N 极思路点拨(1)判断导体棒ab切割磁感线产生的感应电流应用右手定则。(2)判断导体棒ab受到的安培力应用左手定则。(3)判断螺线管中产生的磁场应用安培定则。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ba，再根据左手定则判断棒所受安培力水平向左，故 A、B 错误；ab的速度越大，感应电流越大，所受安培力就越大，C 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 错误。答案 C方法规律 左、右手定则巧区分(1)区分左手定则和右手定则的根本是抓住“因果关系”：“因电而动”用左手，7“因动而电”用右手。(2)使用中左手定则和右手定则很容易混淆，为了便于记
12、忆，可把两个定则简单地总结为通电受力， “力”的最后一笔“丿”向左，用左手；运动生电， “电”的最后一笔“乚”向右，用右手。集训冲关1.矩形导线框abcd与长直导线MN放在同一水平面上，ab边与MN平行，导线MN中通入如图所示方向的电流，当MN中的电流增大时，下列说法正确的是( )A导线框abcd中有顺时针方向的感应电流B导线框abcd中有逆时针方向的感应电流C导线框所受的安培力的合力向左D导线框所受的安培力的合力为零解析：选 B 直导线中通有向上且增大的电流，根据安培定则，知通过线框的磁场方向垂直纸面向里，且逐渐增大，根据楞次定律，知感应电流的方向为逆时针方向，故 A 错误，B 正确；根据左
13、手定则，知ab边所受安培力方向水平向右，cd边所受安培力方向水平向左，离导线越近，磁感应强度越大，所以ab边所受的安培力大于cd边所受的安培力，则线圈所受磁场力的合力方向向右，故 C、D 错误。2.(2018南京模拟)如图所示是法拉第在 1831 年做电磁感应实验的示意图，铁环上绕有A、B两个线圈，线圈A接直流电源，线圈B接电流表和开关 S。通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件，分析这个实验，下列说法中正确的是( )A闭合开关 S 的瞬间，电流表 G 中有ab的感应电流B闭合开关 S 的瞬间，电流表 G 中有ba的感应电流C闭合开关 S 后，在增大电阻R的过程中，电流表 G 中有b
14、a的感应电流D闭合开关 S 后，向右滑动变阻器滑片，电流表 G 指针不偏转解析：选 C 闭合开关 S 的瞬间，穿过线圈B的磁通量不发生变化，电流表 G 中无感应电流，故 A、B 错误；闭合开关 S 后，在增大电阻R的过程中，电流减小，则通过线圈B的磁通量减小，根据楞次定律可确定线圈B产生向下的磁场，再根据右手螺旋定则可得：电流表 G 中有ba的感应电流，故 C 正确；闭合开关 S 后，向右滑动变阻器滑片，导致穿过线圈B的磁通量变化，则电流表中有电流，因而电流表 G 指针会偏转，故 D 错误。突破点(四) 利用楞次定律的推论速解电磁感应问题电磁感应现象中因果相对的关系恰好反映了自然界的这种对立统
15、一规律，对楞次定律中8“阻碍”的含义可以推广为感应电流的“效果”总是阻碍产生感应电流的原因，可由以下三种方式呈现：(1)增反减同：Error!阻碍原磁通量的变化，适用于单向磁场问题，如回路中有两个方向的磁场不再适用。(2)增缩减扩：Error!使回路面积有扩大或缩小的趋势，同样适用于单向磁场问题。(3)来拒去留：Error!阻碍相对运动。多维探究(一)增反减同例 1 如图甲所示，长直导线与导线框abcd固定在同一平面内。直导线中通以如图乙所示的大小和方向都随时间作周期性变化的交流电，并取图甲所示向上的电流方向为直导线中电流的正方向。关于 0T时间内线框abcd中感应电流的方向，下列说法正确的是
16、( )A由顺时针方向变为逆时针方向B由逆时针方向变为顺时针方向C由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向D由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向解析 由题图乙，在 0 时间内电流正向增大，根据安培定则，矩形线圈所处的磁T 4场垂直纸面向里，由于磁通量增大，由增反减同，矩形线圈中的感应磁场应垂直纸面向外，感应电流为逆时针，同理， ， ，T内感应电流的方向依次为顺时针、顺时针、T 4T 2T 23T 43T 4逆时针，故 D 正确。答案 D(二)增缩减扩例 2 如图，光滑固定的金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处自由下落接近回路时( )AP、Q将相互远离 B磁铁的加速度大于g9C磁铁的加速度仍为g D磁铁的加速度小于g解析 当一条形磁铁从高
