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1、北京师范大学大兴附属中学 2011 届物理复习资料感应电流产生的条件 楞次定律1【知识梳理】1磁通量磁通量是电磁感应中的一个重要概念,它是表征某一区域磁场情况的物理量，应用“磁通量”概念可简捷地概括和表达电磁感应的重要定律，准确地理解这个概念是学会其它相关知识的基础. 磁通量的定义:穿过某一面积的磁感线的条数 ,叫做穿过这个面积的磁通量 ,用符号表示 . 磁通量的大小：当磁场方向与线圈平面垂直时 , 磁通量 ,当磁场方向与线圈平BS面不垂直时 , 如磁感应强度B 与线圈平面法线间的夹角为时 ,磁通量为 .cos磁通量是标量，却有正负之分。当我们规定从平面的一面穿进的磁感线条数为正通量，则从另一
2、面穿进的磁感线条数为负通量，磁通量的运算遵从代数法则。磁通量改变的方式：线圈跟磁体之间发生相对运动，这种改变方式是 S 不变而相当于 B 发生变化；如线圈在条形磁体周围运动，如图-1、-2 所示。图-1 图-2 图-3线圈不动，线圈所围面积也不变，但穿过线圈面积的磁感应强度是时间的函数；如下图，通电导线中的电流强度随时间发生变化，如图-3 所示。线圈所围面积发生变化，线圈中的一部分导体做切割磁感线运动，其实质也是 B 不变而 S 增大或减小如图-4、-5 所示。图-4 图-5 图-6线圈所围面积不变，磁感应强度也不变，但二者之间夹角发生变化，如匀强磁场中转动的矩形线圈就是典型例子图-6 所示。
3、磁通量改变的结果：磁通量改变的最直接的结果是产生感应电动势，若线圈或线框是闭合的则在线圈或线框中产生感应电流，因此产生感应电流的条件就是：穿过闭合回路的磁通量发生变化楞次定律法拉第电磁感应定律阐明了其它形式的能量转化成电能的定量关系,楞次定律是电磁学中对法拉第电磁感应定律中方向进行判别的定律。内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.对定律的理解要注意以下几点：能够区分“两个电流、两个磁场、两个方向” ，即原电流（引起感应的电流） 、感应电北京师范大学大兴附属中学 2011 届物理复习资料感应电流产生的条件 楞次定律2流；原磁场、感应电流产生的磁场；原磁场的方向、感应磁场的方向。
4、正确理解定律中所蕴含的因果关系：在原磁场中，通过闭合回路的磁通量发生变化是“因” ，产生感应电流是“果” 。感应电流产生的“效果”是产生感应磁场“阻碍”原磁通量的变化。正确理解定律中的“阻碍”：首先要明确“阻碍”不是“阻止” a、从磁通量变化的角度看，阻碍磁通量变化指：原磁通量增加时，阻碍增加(感应电流的磁场和原磁场方向相反，起抵消作用)（实际上磁通量还是增加） ；原磁通量减少时，阻碍减少(感应电流的磁场和原磁场方向一致，起补偿作用) （实际上磁通量还是减小） 。简单的记为“增反减同” b、对楞次定律中“阻碍”的含义还可以推广为，感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因。当导体和磁体的发生相
5、对运动时，感应电流总要阻碍相对运动，可简单的记为“来拒去留” ；c、当闭合回路所围面积有扩大或缩小的趋势时，感应电流产生的效果应是阻碍其扩大或缩小，简单的记为“增缩简扩” 。d、当原电流发生变化时，感应电流阻碍原电流的变化（自感现象）上述四个结论在解题过程中非常有用，同学们应该熟记。3右手定则导体切割磁感线运动时产生感应电流，其方向用右手定则判定。内容：伸开右手让姆指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。应用右手定则时应注意：右手定则仅在导体切割磁感线时使用，应用时要注意磁场方向、运动方向、感应电流方向三者互相
6、垂直当导体的运动方向与磁场方向不垂直时，拇指应指向切割磁感线的分速度方向若形成闭合回路，四指指向感应电流方向；若未形成闭合回路，四指指向高电势右手定则和左手定则的区别：“因电而动”用左手定则 “因动而电”用右手定则右手定则和楞次定律是用来判定感应电流、感应电动势方向的。右手定则主要用于闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时，产生的感应电动势与感应电流的方向判定，应用时要特别注意四指指向是电源内部电流的方向，也就是电势升高的方向。用右手定则能判定的，一定也能用楞次定律判定，只是对导体在磁场中切割磁感线而产生感应电流方向的判定用右手定则更为简便北京师范大学大兴附属中学 2011 届物理复习资料感应
7、电流产生的条件 楞次定律3【习题精选】1.如图所示，在水平面上有一光滑的 U 形金属框架，框架上跨接一金属杆 ab，在框架的区域内有一竖直方向的匀强磁场(图中未画出) 。下面说法中正确的是( )A若磁场方向竖直向下，当磁场增强时，杆 ab 将向右运动B若磁场方向竖直向下，当磁场减弱时，杆 ab 将向右运动C若磁场方向竖直向上，当磁场增强时，杆 ab 将向右运动D若磁场方向竖直向上，当磁场减弱时，杆 ab 将向右运动【思路点拨】方法一：利用楞次定律和右手螺旋定则、左手定则先明确闭合回路所围面积，其次明确原磁场的磁通量是增加还是减少；根据楞次定律判断感应磁场的方向；用右手螺旋定则判定感应电流的方向
8、；用左手定则判定感应电流在原磁场中受到的安培力的方向方法二：利用“感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因”即“来拒去留” “增反减同” “增缩减扩”【答案】2如 图 所 示 ， 在 水 平 面 上 有 一 光 滑 的 平 行 金 属 导 轨 ， 导 轨 上 跨 接 两 根 金 属 杆 ab 和 cd， 在两 导 轨 间 的 区 域 内 有 一 竖 直 方 向 的 匀 强 磁 场 (图 中 未 画 出 )。 则 以 下 说 法 正 确 的 是 ( )A若用力拉动 ab 杆使之沿导轨向右运动，则 cd 杆有向右运动的趋势B若用力拉动 ab 杆使之沿导轨向右运动，则 cd 杆有向左运动的趋势C若
9、用力拉动 ab 杆使之沿导轨向左运动，则 cd 杆有向右运动的趋势D若用力拉动 ab 杆使之沿导轨向左运动，则 cd 杆有向左运动的趋势【答案】3如图所示，在直导线 MN 中通以自上而下的电流 I，矩形线框 abcd 在 MN 的左边，用外力拉动线框向右平移，一直拉到 ab 边到了 MN 的右侧，在这个过程中线框中的感应电流的方向如何?在一根长直导线 M 中通有恒定电流，如图所示。矩形线框 abcd 和长直导线在同一平面内，线框沿着与导线垂直的方向远离导线移动。在移动过程中，(1)穿过线框的磁场方向如何?(2)穿过线框的磁通量如何变化?北京师范大学大兴附属中学 2011 届物理复习资料感应电流
10、产生的条件 楞次定律4(3)线框中感应电流的方向如何?在两根平行长直导线 M、 N 中，通有强度和方向都相同的恒定电流，如图所示。矩形线框 abcd 和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间移动，在移动过程中，线框中感应电流的方向如何？【思考】（1）如果该题中 M、 N 导线中的电流方向是反向的，则感应电流的方向应该是怎样的？（2）在线框移动过程中，线框中的感应电流受到的安培力的方向如何？（3）该题是否可以用右手定则判断？如图所示，很小的矩形线圈 恰好有一半在另一个很大的矩形回路 ABCD 内，abcd线圈和回路间彼此绝缘，在开关 S 闭合时，线圈 中_感应电流，因
11、为穿过c的磁通量_变化。 （以上两空均填“有”或“无” ）abcd【知识拓展】闭合导线框 abcd以速度 v匀速通过有限范围内的匀强磁场，如图所示，已知磁场宽度 S大于导线框长度 L，以 边开始进入磁场为零时刻，那么在导线框通过磁ab场区域的过程中，（1）线框中分别在哪些时间内有感应电流的存在？（2）其电流的方向如何？（3）通电的总时间为多少？。I1I2 N a b c d Ma bcdLSv Ba b c d A B C D S 北京师范大学大兴附属中学 2011 届物理复习资料感应电流产生的条件 楞次定律54如图所示，abc 为一粗细均匀导线制成的直角三角形闭合线框，放在匀强磁场中，线框平
12、面与磁场方向垂直。从图示位置开始以 bc 为轴，a 点向纸面外转过 90的过程中，线框中的感应电流方向为_，a、b 两点中电势较高的是_。5如图所示，A 是一个具有弹性的位置固定的线圈，当磁铁迅速接近线圈时，线圈 A将( )A当 N 极接近时扩大，S 极接近时缩小B当 S 极接近时扩大，N 极接近时缩小CN 极和 S 极接近时都扩大DN 极和 S 极接近时都缩小6如图所示是某种磁悬浮的原理图，图中 A 是圆柱形磁铁，B 是用高温超导体材料制成的电阻率为零的超导圆环。将超导圆环 B 放在磁铁 A 上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁的上方空中，以下判断正确的是( )A在 B 放入磁场的过程中， B
13、 中将产生感应电流，当稳定后，感应电流消失B在 B 放入磁场的过程中， B 中将产生感应电流，当稳定后，感应电流仍存在C若 A 的 N 极朝上，则 B 中感应电流的方向为顺时针(从上往下看)D若 A 的 N 极朝上，则 B 中感应电流的方向为逆时针( 从上往下看)7竖直放置的螺线管通以图甲所示的电流。螺线管正下方的水平桌面上有一个导体圆环，当螺线管中所通的电流发生如图乙所示的哪种变化时，导体圆环会受到向上的安培力( )8如图所示，水平放置的两根金属导轨位于垂直于导轨平面并指向纸面内的磁场中。导轨上有两根轻金属杆 ab 和 cd 与导轨垂直，金属杆与导轨以及它们之间的接触电阻均可忽略不计，且导轨
14、足够长。开始时 ab 和 cd 都是静止的，若突然让 cd 杆以初速度 v 向右开始运动，则( )北京师范大学大兴附属中学 2011 届物理复习资料感应电流产生的条件 楞次定律6Acd 始终做减速运动，ab 始终做加速运动并将追上 cdBcd 始终做减速运动，ab 始终做加速运动，但追不上 cdC开始时 cd 做减速运动，ab 做加速运动，最终两杆以相同的速度做匀速运动Dcd 先做减速运动后做加速运动，ab 先做加速运动后做减速运动9图为地磁场磁感线的示意图。在北半球地磁场的竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼
15、末端处的电势为 U1，右方机翼末端处的电势为 U2，则( )A若飞机从西往东飞，U 1 比 U2 高B若飞机从东往西飞，U 2 比 U1 高C若飞机从南往北飞，U 1 比 U2 高D若飞机从北往南飞，U 2 比 U1 高10电阻 R、电容 C 与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N 极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在 N 极接近线圈上端的过程，流过 R 的电流方向和电容器极板的带电情况是( )A从 a 到 b，上极板带正电B从 a 到 b，下极板带正电C从 b 到 a，上极板带正电D从 b 到 a，下极板带正电11一个闭合铁心上有初级和次级两个线圈，每组线圈上各连接两根平行的金属导轨，在两组导轨上各放置一根可沿导轨滑动的金属棒 L1 和 L2，垂直导轨平面存在着磁感强度分别为 B1、B 2 的匀强磁场，磁场的方向和线圈的绕向如图所示。金属棒与导轨均接触良好。那么下面说法中正确的是( )A当 L2 匀速向右滑动时， L1 会向左运动B当 L2 加速向右滑动时，L 1 会向右运动C当 L1 加速向右滑动时，L 2 会向右运动D当 L1 减速向右滑动时， L2 会向左运动 12.如图所示，同一平面内的
