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1、专题九 电磁感应,第1讲,电磁感应现象 楞次定律,一、电磁感应现象,1.磁通量,乘积,磁感线条数,BScos ,(1)定义：在匀强磁场中，磁感应强度 B 与垂直于磁场方向 的面积 S 的_叫做穿过这个平面的磁通量，简称磁通. (2)意义：穿过某一面积的_的多少. (3)定义式：_，式中 Scos 为面积 S 在垂直 于磁场方向的平面上投影的大小，是 S 所在平面的法线方向与 磁场方向的夹角.,(4)磁通量是_，有正负，其正负表示与规定的正方 向是相同还是相反.若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向 磁感线条数为1，反向磁感线条数为2，则总磁通量1 ,2.,(5)单位：韦伯，符号是 Wb.1 W
2、b1 Tm2.,标量,2.电磁感应,磁通量,电磁感应,感应电流,(1)定义：只要穿过闭合回路的_发生变化， 闭合回路中就有电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做 _，产生的电流叫做_.,(2)条件：闭合回路中的_发生变化.,磁通量,【基础检测】 1.(2014 年新课标全国卷)在法拉第时代，下列验证“由,磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是(,),A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观 察电流表的变化 B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观 察电流表的变化 C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线 圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的
3、变化 D.绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在 给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化 答案：D,二、楞次定律和右手定则,1.楞次定律,感应电流,(1)内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总 要阻碍引起_的磁通量的变化. (2)适用情况：所有电磁感应现象.,2.右手定则,垂直,掌心,导线运动,感应电流,(1)内容：伸开右手，让大拇指与四指_，并与手 掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过_，大拇指指向 _的方向，其余四指所指方向即为_的方向. (2)适用情况：导线切割磁感线产生感应电动势.,【基础检测】 2.如图 9-1-1 所示，一圆形金属线圈放置在水平桌面上，匀 强磁场垂
4、直桌面竖直向下，过线圈上 A 点作切线 OO，OO 与线圈在同一平面上.在线圈以 OO为轴翻转 180的过程中，,线圈中电流流向(,),A.始终由 ABCA B.始终由 ACBA,图 9-1-1,C.先由 ACBA 再由 ABCA D.先由 ABCA 再由 ACBA 答案：A,考点 1 对磁通量的理解与计算 重点归纳,1.BS 只适用于磁感应强度 B 与面积 S 垂直的情况. 2.多匝线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关. 3.总磁通量求法,先规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，然,后求该平面内各个方向的磁通量的代数和.,【考点练透】 1.如图 9-1-2 所示，正方形线圈 abcd 位
5、于纸面内，边长为 L， 匝数为 N，过 ab 中点和 cd 中点的连线 OO恰好位于垂直纸面 向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为 B，则穿过线圈的,磁通量为(,),图 9-1-2,BL2 A. 2,B.,NBL2 2,C.BL2,D.NBL2,答案：A,考点 2 楞次定律 感应电流方向的判定 重点归纳,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,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.,典例剖析 例
6、1：如图 9-1-3 所示，一个闭合的轻质圆环穿在一根光滑 的水平绝缘杆上，当条形磁铁的 N 极自右往左向圆环中插去时，,圆环将如何运动(,),图 9-1-3,A.向左运动 C.先向左，再向右,B.向右运动 D.先向右，再向左,思维点拨：对电磁感应中的相对运动问题，楞次定律的“阻 碍”的本质是阻碍相对运动，即“来拒去留”，由此可以大大 简化问题的分析过程.另外，圆环向左运动的速度一定比磁铁的 运动速度小，虽有阻碍，但磁通量仍然在增加.,解析：方法一：根据楞次定律的最原始表述，原磁场穿过 圆环的磁感线方向向左，磁铁向左运动，穿过圆环的磁通量增 加，所以感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，根据右手
7、螺 旋定则，感应电流的方向在圆环前半圈向下.此环形电流的磁场 与条形磁铁相互排斥，所以圆环向左运动.,方法二：根据相对运动中的楞次定律，原磁场与圆环之间 有相对运动时，感应电流的磁场要阻碍这种相对运动，结果相 互间形成的是排斥力，所以当原磁场相对圆环向左运动时，圆 环在排斥力的作用下，必定要向左运动.,答案：A,备考策略：如果问题不涉及感应电流的方向，则用楞次定 律的推广含义进行研究，可以使分析问题的过程简化.如果问题 涉及感应电流的方向，若导体不动，回路中磁通量变化，应该 用楞次定律判断感应电流的方向；若是回路中的一部分导体做 切割磁感线运动产生感应电流，用右手定则判断较为简单.,【考点练透
8、】 2.如图 9-1-4 所示，ef、gh 为两水平放置的相互平行的金属 导轨，ab、cd 为搁在导轨上的两金属棒，与导轨接触良好且无 摩擦.当一条形磁铁向下靠近导轨时，关于两金属棒的运动情况,的描述正确的是(,),A.不管下端是何极性，两棒均向外相互远离 B.不管下端是何极性，两棒均相互靠近 C.如果下端是 N 极，两棒向外运动，如 果下端是 S 极，两棒相向靠近 D.如果下端是 S 极，两棒向外运动，如,果下端是 N 极，两棒相向靠近,图 9-1-4,解析：当磁铁靠近导轨时，穿过导轨与金属棒组成的回路 的磁通量增加，根据楞次定律，回路中产生的感应电流阻碍其 磁通量的增加，故使闭合回路的面积
9、有缩小的趋势，即两棒均 相互靠近，选项 B 正确.,答案：B,考点 3 右手定则、左手定则和安培定则 重点归纳,1.三个定则的区别,2.相互联系,(1)电流可以产生磁场，当电流的磁场发生变化时，也会,发生电磁感应现象.,(2)感应电流在原磁场中也要受安培力，这是确定感应电流,阻碍“相对运动”的依据.,(3)有些综合问题中，有时要同时应用三个定则.,典例剖析 例 2：(多选)如图 9-1-5 所示，水平放置的两条光滑轨道上 有可自由移动的金属棒 PQ、MN.当 PQ 在外力作用下运动时，,),MN 在磁场力作用下向右运动，则 PQ 所做的运动可能是( A.向右加速运动 B.向左加速运动 C.向右
10、减速运动,D.向左减速运动,图 9-1-5,思维点拨：此题可用倒推法，即假设选项的条件，然后得 出现象，看它是否与题中描述的现象相同，若相同，则正确， 若不同，则错误.也可通过判断 L1 的感生磁场方向(向上)，进而 判断要产生这样的感生磁场，L2 的磁场应如何变化(向上减小或 向下增加，即“增反减同”)，由此可确定 L2 中的电流方向和大 小变化情况，进而确定 PQ 的运动情况.,解析：由右手定则，若 PQ 向右加速运动，穿过 L1 的磁通 量向上且增加，由楞次定律和左手定则可判断 MN 向左运动， 故A 错误；若 PQ 向左加速运动，情况正好和A 相反，故B 正,确；若 PQ 向右减速运动
11、，由右手定则，穿过 L1 的磁通量向上 且减小，由楞次定律和左手定则可判断 MN 向右运动，故 C 正 确；若 PQ 向左减速运动，情况恰好和 C 相反，故 D 错误.,答案：BC,备考策略：三个定则容易相混，特别是左、右手易错，关,键是抓住因果关系：,(1)因电而生磁(IB)安培定则.,(2)因动而生电(v、BI 安)右手定则. (3)因电而受力(I、BF 安)左手定则.,【考点练透】 3.(2014 年大纲卷)很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放， 形成一很长的竖直圆筒.一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置， 其下端与圆筒上端开口平齐.让条形磁铁从静止开始下落，条形,磁铁在圆筒中的运动速率(,)
12、,A.均匀增大 B.先增大，后减小 C.逐渐增大，趋于不变 D.先增大，再减小，最后不变 答案：C,4.(2016 年湖北武汉名校联考)如图 9-1-6 甲所示，长直导线 与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流 i 随时间 t,向分别是(,),甲,A.顺时针，向左 C.顺时针，向右,乙 图 9-1-6 B.逆时针，向右 D.逆时针，向左,线右侧磁场的方向垂直纸面向里，电流逐渐增大，则磁场逐渐 增强，根据楞次定律，金属线框中产生逆时针方向的感应电流. 根据左手定则，金属线框左边受到的安培力方向向右，右边受 到的安培力向左，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培 力大于右边受到的安培力，所
13、以金属线框所受安培力的合力方 向向右，故 B 正确，A、C、D 错误.,答案：B,易错点 忽略磁通量的正负号导致错误 例 3：如图 9-1-7 所示，通有恒定电流的导线与闭合金属框 abcd 共面，第一次将金属框由位置平移到位置，第二次将 金属框由位置绕 cd 边翻转到位置，设先后两次通过金属框,),的磁通量变化分别为1 和2，则( A.12 B.12 C.12 D.12,图 9-1-7,正解分析：设线框在位置、时的磁通量分别为1、2， 直线电流产生的磁场在处比在处要强，12.将线框从位 置平移到位置，磁感线是从线框的同一面穿过的，所以1 |21|12 ；将线框从位置绕 cd 边翻转到位置，
14、磁感线分别从线框的正、反两面穿过，所以2|(2)1| 12.故选 A.,答案：A,指点迷津：磁通量BScos ，公式中是线圈所在平面的 法线与磁感线方向的夹角.若90时，为正；若90时， 为负，所以磁通量有正负之分，磁通量的正负符号既不表示 大小关系，也不表示方向，只为处理问题方便而使用.解题时易 忽略磁通量的正负而导致错误.,【触类旁通】 如图 9-1-8 所示，两个金属圆环同心放置，条形磁体穿过 圆心且与两环平面垂直，通过两圆环的磁通量a、b的关系为,(,),图 9-1-8,A.ab B.ab C.ab D.不能确定,解析：在磁铁内部，向上穿过两环的磁通量相同，取之为 上.由条形磁体的磁场特点，向下穿过b环的磁通量 b下大于向 下穿过 a 环的磁通量a下.则总磁通量a上a下，b 上 b下，则ab.,答案：A,
