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1、第九章 电磁感应一、磁通量一、磁通量1.1.概念概念: :在磁感应强度为在磁感应强度为B B的匀强磁场中的匀强磁场中, ,与磁场方与磁场方 向向 的平面的平面S S和和B B的乘积的乘积. .2.2.公式公式: = : = . .3.3.单位单位:1 Wb= :1 Wb= . .第第1 1课时课时 电磁感应现象电磁感应现象 楞次定律楞次定律BSBS1 T1 Tm m2 2垂直垂直考点自清考点自清二、电磁感应现象二、电磁感应现象1.1.产生感应电流的条件产生感应电流的条件: :穿过闭合电路的穿过闭合电路的 发发 生变化生变化. .2.2.引起磁通量变化的常见情况引起磁通量变化的常见情况 (1)(
2、1)闭合电路的部分导体做闭合电路的部分导体做 运动运动, ,导致导致 变变. . (2) (2)线圈在磁场中转动线圈在磁场中转动, ,导致导致 变变. . (3) (3) 变化变化, ,导致导致 变变. .3.3.产生感应电动势的条件产生感应电动势的条件: :无论回路是否闭合无论回路是否闭合, ,只只 要穿过线圈平面的要穿过线圈平面的 发生变化发生变化, ,线路中就有线路中就有 感应电动势感应电动势. .磁通量磁通量切割磁感线切割磁感线磁感应强度磁感应强度B B磁通量磁通量4.4.电磁感应现象的实质是产生电磁感应现象的实质是产生 , ,如果回如果回 路闭合则产生路闭合则产生 ; ;如果回路不闭
3、合如果回路不闭合, ,则只有则只有 , ,而无而无 . .名师点拔名师点拔 1.1.磁通量磁通量 = =BSBS, ,S S是指充满磁感线且与磁感线垂直是指充满磁感线且与磁感线垂直 的有效面积的有效面积, ,不一定是线圈面积不一定是线圈面积. . 2. 2.磁通量是否发生变化磁通量是否发生变化, ,是判定电磁感应现象的惟是判定电磁感应现象的惟 一依据一依据, ,而引起磁通量变化的途径有多种而引起磁通量变化的途径有多种. .感应电动势感应电动势感应电流感应电流感应电动势感应电动势感应电流感应电流三、楞次定律和右手定则三、楞次定律和右手定则1.1.楞次定律楞次定律 (1)(1)内容内容: :感应电
4、流具有这样的方向感应电流具有这样的方向, ,即感应电流的即感应电流的 磁场总要磁场总要 引起感应电流的引起感应电流的 的变化的变化. . (2) (2)适用情况适用情况: :所有所有 现象现象. .2.2.右手定则右手定则 (1)(1)内容内容: :伸开右手伸开右手, ,使拇指与使拇指与 垂直垂直, , 并且都与手掌在同一平面内并且都与手掌在同一平面内, ,让让 从掌心进从掌心进 入入, ,并使拇指指向导线并使拇指指向导线 , ,这时四指所指这时四指所指 的方向就是的方向就是 的方向的方向. . (2) (2)适用情况适用情况: :导体导体 产生感应电流产生感应电流. .阻碍阻碍磁通量磁通量电
5、磁感应电磁感应其余四个手指其余四个手指磁感线磁感线运动的方向运动的方向感应电流感应电流切割磁感线切割磁感线1.1.磁通量磁通量 = =BSBS 其中其中S S跟磁场方向垂直跟磁场方向垂直. .若不垂直若不垂直, ,则需取平面在则需取平面在 垂直于磁场方向上的投影面积垂直于磁场方向上的投影面积, ,即即 = =BSBScos .cos . 若穿过某个面有方向相反的磁场若穿过某个面有方向相反的磁场, ,则实际的磁通则实际的磁通 量为相反方向的磁感线抵消以后所剩余的磁通量量为相反方向的磁感线抵消以后所剩余的磁通量. .热点一热点一 正确区分磁通量正确区分磁通量 、磁通量的变化、磁通量的变化 、 磁通
6、量的变化率磁通量的变化率热点聚焦热点聚焦2.2.磁通量的变化磁通量的变化 = = 2 2- - 1 1 它可由它可由B B、S S或者两者之间的夹角发生变化而引起或者两者之间的夹角发生变化而引起. .在匀强磁场中在匀强磁场中, ,即使初始状态和转过即使初始状态和转过180180时的平时的平 面都与磁场垂直面都与磁场垂直, ,两种状态下通过平面的磁通量两种状态下通过平面的磁通量 也是不同的也是不同的, ,此过程磁通量变化此过程磁通量变化 为为2 2BSBS, ,而不而不 是零是零. .3.3.磁通量的变化率磁通量的变化率 反映磁通量变化的快慢反映磁通量变化的快慢, ,它既不表示磁通量的大它既不表
7、示磁通量的大 小小, ,也不表示磁通量变化的多少也不表示磁通量变化的多少. .磁通量的变化率磁通量的变化率 的大小不是单纯由的大小不是单纯由磁通量的变化量决定磁通量的变化量决定, ,还跟发生还跟发生 这个变化所用时间有关这个变化所用时间有关, ,它描述的是磁通量变化的它描述的是磁通量变化的 快慢快慢. .在在 t t图象中图象中, ,它可用图线的斜率来表示它可用图线的斜率来表示. . 交流与思考交流与思考: :穿过一个平面的磁通量大穿过一个平面的磁通量大, ,是否磁通量是否磁通量的变化量和变化率也一定大的变化量和变化率也一定大? ?反之反之, ,穿过一个平穿过一个平 面的磁通量的变化率大面的磁
8、通量的变化率大, ,磁通量和磁通量的变化磁通量和磁通量的变化 量是否也一定大量是否也一定大? ? 提示提示: :穿过一个平面的磁通量大穿过一个平面的磁通量大, ,磁通量的变化量不磁通量的变化量不一定大一定大, ,磁通量的变化率也不一定大磁通量的变化率也不一定大; ;穿过一个穿过一个 平面的磁通量的变化率大平面的磁通量的变化率大, ,磁通量和磁通量的变磁通量和磁通量的变 化量都不一定大化量都不一定大. .以上三个量的区别类似于速度、以上三个量的区别类似于速度、速度的变化量和速度的变化率三者的区别速度的变化量和速度的变化率三者的区别. .热点二热点二 楞次定律的理解楞次定律的理解1.1.因果关系因
9、果关系: :磁通量发生变化是原因磁通量发生变化是原因, ,产生感应电流是产生感应电流是结果结果, ,原因产生结果原因产生结果, ,结果又反过来影响原因结果又反过来影响原因. .2.2.楞次定律中楞次定律中“阻碍阻碍”的含义的含义3.3.楞次定律的推广含义楞次定律的推广含义 (1)(1)阻碍原磁通量的变化阻碍原磁通量的变化“增反减同增反减同”. . (2) (2)阻碍阻碍( (导体的导体的) )相对运动相对运动“来拒去留来拒去留”. . (3) (3)磁通量增加磁通量增加, ,线圈面积线圈面积“缩小缩小”, ,磁通量减小磁通量减小, , 线圈面积线圈面积“扩张扩张”. . (4) (4)阻碍线圈
10、自身电流的变化阻碍线圈自身电流的变化( (自感现象自感现象).).特别提示特别提示 如果问题不涉及感应电流的方向如果问题不涉及感应电流的方向, ,则用楞次定律的则用楞次定律的 推广含义进行研究推广含义进行研究, ,可以使分析问题的过程简化可以使分析问题的过程简化. .热点三热点三 感应电流方向的判定感应电流方向的判定1.1.利用右手定则判断闭合电路的一部分导体做切割利用右手定则判断闭合电路的一部分导体做切割 磁感线运动时产生的感应电流方向磁感线运动时产生的感应电流方向. . 常见的几种切割情况常见的几种切割情况: : (1) (1)导体平动切割磁感线导体平动切割磁感线; ; (2) (2)导体
11、转动切割磁感线导体转动切割磁感线; ; (3) (3)导体不动导体不动, ,磁场运动磁场运动, ,等效为磁场不动等效为磁场不动, ,导体反导体反 方向切割磁感线方向切割磁感线. .2.2.应用楞次定律判断感应电流方向的步骤应用楞次定律判断感应电流方向的步骤: : (1) (1)确定原磁场的方向确定原磁场的方向; ; (2) (2)明确回路中磁通量变化情况明确回路中磁通量变化情况; ; (3) (3)应用楞次定律的应用楞次定律的“增反减同增反减同”, ,确立感应电流确立感应电流 磁场的方向磁场的方向; ; (4) (4)应用安培定则应用安培定则, ,确定感应电流的方向确定感应电流的方向. .3.
12、3.楞次定律和右手定则的关系楞次定律和右手定则的关系 (1)(1)从研究对象上说从研究对象上说, ,楞次定律研究的是整个闭合楞次定律研究的是整个闭合 回路回路, ,右手定则研究的是闭合电路的一部分导体右手定则研究的是闭合电路的一部分导体, ,即即一段导体做切割磁感线运动一段导体做切割磁感线运动. . (2)(2)从适用范围上说从适用范围上说, ,楞次定律可应用于磁通量变化楞次定律可应用于磁通量变化引起感应电流的各种情况引起感应电流的各种情况( (包括一部分导体切包括一部分导体切 割磁感线运动的情况割磁感线运动的情况),),右手定则只适用于一段导体右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动
13、的情况在磁场中做切割磁感线运动的情况. .因此因此, ,右手右手 定则是楞次定律的一种特殊情况定则是楞次定律的一种特殊情况. .特别提示特别提示 1.1.若导体不动若导体不动, ,回路中磁通量变化回路中磁通量变化, ,应该用楞次应该用楞次 定律判断感应电流方向而不能用右手定则定律判断感应电流方向而不能用右手定则. . 2. 2.若是回路中一部分导体做切割磁感线运动产若是回路中一部分导体做切割磁感线运动产 生感应电流生感应电流, ,用右手定则判断较为简单用右手定则判断较为简单, ,用楞次用楞次 定律进行判定也可以定律进行判定也可以, ,但较为麻烦但较为麻烦. .题型题型1 1 利用楞次定律判断感
14、应电流的方向利用楞次定律判断感应电流的方向【例例1 1】 电阻电阻R R、电容器、电容器C C与一线与一线圈连成闭合电路圈连成闭合电路, ,条形磁铁静止条形磁铁静止于线圈的正上方于线圈的正上方, ,N N极朝下极朝下, ,如图如图1 1所示所示. .现使磁铁开始自由下落现使磁铁开始自由下落, ,在在N N极接近线圈上端的过程中极接近线圈上端的过程中, ,流过流过R R的电流方向和电容器极板的带的电流方向和电容器极板的带电情况是电情况是 ( )( )图图1 1题型探究题型探究A.A.从从a a到到b b, ,上极板带正电上极板带正电B.B.从从a a到到b b, ,下极板带正电下极板带正电C.C
15、.从从b b到到a a, ,上极板带正电上极板带正电D.D.从从b b到到a a, ,下极板带正电下极板带正电审题提示审题提示 由条形磁铁由条形磁铁N N极朝下可知原磁场的方向极朝下可知原磁场的方向, ,再由运动方向可知磁通量的变化再由运动方向可知磁通量的变化, ,然后利用楞次定律然后利用楞次定律可判出感应电流磁场的方向可判出感应电流磁场的方向, ,最后利用安培定则确定最后利用安培定则确定感应电流的方向感应电流的方向, ,由电路知识可判断出电容器极板的由电路知识可判断出电容器极板的带电情况带电情况. .解析解析 在在N N极接近线圈上端的过程中极接近线圈上端的过程中, ,通过线圈的通过线圈的磁
16、感线方向向下磁感线方向向下, ,磁通量增大磁通量增大, ,由楞次定律可判定由楞次定律可判定流过线圈的电流的磁场方向向上流过线圈的电流的磁场方向向上, ,外电路电流由外电路电流由b b流向流向a a, ,同时线圈作为电源同时线圈作为电源, ,下端应为正极下端应为正极, ,则电容则电容器下极板电势高器下极板电势高, ,带正电带正电. .答案答案 D方法提炼方法提炼 感应电流方向的判断方法感应电流方向的判断方法: : 方法一方法一: :右手定则右手定则( (适用于部分导体切割磁感线适用于部分导体切割磁感线) ) 方法二方法二: :楞次定律楞次定律 楞次定律的应用步骤楞次定律的应用步骤变式练习变式练习
17、1 1 如图如图2 2所示所示,1831,1831年法拉第把两个线圈年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上绕在一个铁环上, ,A A线圈与电源、滑动变阻器线圈与电源、滑动变阻器R R组成组成一个回路一个回路, ,B B线圈与开关线圈与开关S S、电流表、电流表G G组成另一个回组成另一个回路路. .通过多次实验通过多次实验, ,法拉第终于总结出产生感应电法拉第终于总结出产生感应电流的条件流的条件. .关于该实验下列说法正确的是关于该实验下列说法正确的是( )( )图图2 2A.A.闭合开关闭合开关S S的瞬间的瞬间, ,电流表电流表G G中有中有a ab b的感应电流的感应电流B.B.闭合开关闭合开
18、关S S的瞬间的瞬间, ,电流表电流表G G中有中有b ba a的感应电流的感应电流C.C.闭合开关闭合开关S S后后, ,在增大电阻在增大电阻R R的过程中的过程中, ,电流表电流表G G中中 有有a ab b的感应电流的感应电流D.D.闭合开关闭合开关S S后后, ,在增大电阻在增大电阻R R的过程中的过程中, ,电流表电流表G G中中 有有b ba a的感应电流的感应电流解析解析 闭合闭合S S的瞬间的瞬间, ,穿过穿过B B的磁通量没有变化的磁通量没有变化,G,G中无中无感应电流感应电流,A,A、B B两项均错两项均错. .当闭合当闭合S S后后, ,若若R R增大增大, ,则则A A
19、电电流减小流减小, ,由右手螺旋定则知由右手螺旋定则知, ,穿过穿过B B的磁通量向下且减的磁通量向下且减小小, ,由楞次定律知由楞次定律知G G中电流方向为中电流方向为b ba a, ,故故D D项正确项正确. .答案答案 D D题型题型2 2 利用楞次定律的推广含义解题利用楞次定律的推广含义解题【例例2 2】 如图如图3 3所示所示, ,光滑固定导轨光滑固定导轨M M、N N水平放置水平放置, ,两根导体棒两根导体棒P P、Q Q平平行放于导轨上行放于导轨上, ,形成一个闭合回路形成一个闭合回路, ,当一条形磁铁从高处下落接近回路当一条形磁铁从高处下落接近回路时时 ( )( )A.A.P
20、P、Q Q将互相靠拢将互相靠拢B.B.P P、Q Q将互相远离将互相远离C.C.磁铁的加速度仍为磁铁的加速度仍为g gD.D.磁铁的加速度小于磁铁的加速度小于g g图图3 3思路点拨思路点拨 先根据楞次定律判断出电流的方向先根据楞次定律判断出电流的方向, ,然然后运用左手定则判定受力方向后运用左手定则判定受力方向. .也可以从楞次定律也可以从楞次定律的推广角度灵活加以判定的推广角度灵活加以判定. .解析解析 解法一解法一 假设磁铁的下端为假设磁铁的下端为N N极极, ,根据楞次定律根据楞次定律先判断出先判断出P P、Q Q中感应电流方向中感应电流方向, ,再根据左手定则再根据左手定则可判可判断
21、断P P、Q Q所受安培力的方向所受安培力的方向, ,可见可见P P、Q Q将互相靠将互相靠拢拢. .由于回路所受安培力的合力向下由于回路所受安培力的合力向下, ,由牛顿第三由牛顿第三定律定律, ,磁铁将受到向上的反作用力磁铁将受到向上的反作用力, ,从而加速度小从而加速度小于于g g. .若磁铁的下端为若磁铁的下端为S S极极, ,可得到同样的结果可得到同样的结果. .解法二解法二 根据楞次定律的第二种表述根据楞次定律的第二种表述: :感应电流的感应电流的“效果效果”总要阻碍引起感应电流的总要阻碍引起感应电流的“原因原因”. .本题本题的的“原因原因”是是“磁铁靠近回路磁铁靠近回路, ,穿过
22、回路的磁通量穿过回路的磁通量增加增加”, ,所以所以“效果效果”便是便是“阻碍磁铁的靠近和穿阻碍磁铁的靠近和穿过回路磁通量的增加过回路磁通量的增加”. .故磁铁因受到阻碍作用而故磁铁因受到阻碍作用而使加速度小于使加速度小于g,g,P P、Q Q互相靠拢以示阻碍磁通量的互相靠拢以示阻碍磁通量的增加增加, ,所以选项所以选项A A、D D正确正确. .答案答案 ADAD规律总结规律总结“阻碍阻碍”是楞次定律的核心是楞次定律的核心, ,在解具体问题时可以在解具体问题时可以将楞次定律的将楞次定律的“阻碍阻碍”含义推广为以下三种表述含义推广为以下三种表述方式方式: :阻碍原磁场的变化阻碍原磁场的变化;
23、;阻碍导体间的相对运动阻碍导体间的相对运动; ;阻碍原电流的变化阻碍原电流的变化. .有时应用推广的有时应用推广的“阻碍阻碍 ”含含义解题比用楞次定律本身直接解题会更方便、更义解题比用楞次定律本身直接解题会更方便、更简捷简捷. .变式练习变式练习2 2 如图如图4 4所示所示, ,光滑的光滑的水平桌面上放着两个完全相同的水平桌面上放着两个完全相同的金属环金属环a a和和b b, ,当一条形磁铁的当一条形磁铁的S S极极竖直向下迅速靠近两环中间时竖直向下迅速靠近两环中间时, ,则则 ( )( )A.A.a a、b b均静止不动均静止不动B.B.a a、b b互相靠近互相靠近C.C.a a、b b
24、互相远离互相远离D.D.a a、b b均向上跳起均向上跳起C图图4 4题型题型3 3 楞次定律、右手定则、左手定则、安培定楞次定律、右手定则、左手定则、安培定 则的综合应用则的综合应用【例例3 3】 如图如图5 5所示所示, ,水平放置的两条光滑轨道上有水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒可自由移动的金属棒PQPQ、MNMN, ,当当PQPQ在外力作用下在外力作用下运动时运动时, ,MNMN在磁场力作用下向右运动在磁场力作用下向右运动, ,则则PQPQ所做的所做的运动可能是运动可能是 ( )( )A.A.向右加速运动向右加速运动 B.B.向左加速运动向左加速运动C.C.向右减速运动向右
25、减速运动 D.D.向左减速运动向左减速运动图图5 5思维导图思维导图MNMNL L1 1L L1 1L L2 2L L1 1L L2 2PQPQPQPQL L2 2L L1 1解析解析 由右手定则由右手定则PQPQ向右加速运动向右加速运动, ,穿过穿过L L1 1的磁通的磁通量向上且增加量向上且增加, ,由楞次定律和左手定则可判断由楞次定律和左手定则可判断MNMN向左运动向左运动, ,故故A A错错. .若若PQPQ向左加速运动向左加速运动, ,情况正好和情况正好和A A相反相反, ,故故B B对对. .若若PQPQ向右减速运动向右减速运动, ,由右手定则由右手定则, ,穿过穿过L L1 1的
26、磁通量向上且减小的磁通量向上且减小, ,由楞次定律和左手定则可由楞次定律和左手定则可判断判断MNMN向右运动向右运动, ,故故C C对对. .若若PQPQ向左减速运动向左减速运动, ,情况情况恰好和恰好和C C相反相反, ,故故D D错误错误. .答案答案 BCBC规律总结规律总结 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的比较及应用比较及应用 1.1.规律比较规律比较基本现象基本现象应用的定则或定律应用的定则或定律运动电荷、电流产生磁场运动电荷、电流产生磁场安培定则安培定则磁场对运动电荷、电流有作用力磁场对运动电荷、电流有作用力左手定则左手定则电磁电磁感
27、应感应部分导体做切割磁感线部分导体做切割磁感线运动运动右手定则右手定则闭合回路磁通量变化闭合回路磁通量变化楞次定律楞次定律 2.2.应用区别应用区别 关键是抓住因果关系关键是抓住因果关系 (1)(1)因电而生磁因电而生磁( (I IB B)安培定则安培定则; ; (2) (2)因动而生电因动而生电( (v v、B BI I安安)右手定则右手定则; ; (3) (3)因电而受力因电而受力( (I I、B BF F安安)左手定则左手定则. .变式练习变式练习3 3 如图如图6 6所示所示, , 在匀强磁在匀强磁场中放有平行铜导轨场中放有平行铜导轨, ,它与大线圈它与大线圈M M相连接相连接. .要
28、使小导线圈要使小导线圈N N获得顺时针获得顺时针方向的感应电流方向的感应电流, ,则放在导轨上的裸则放在导轨上的裸金属棒金属棒abab的运动情况是的运动情况是( (两线圈共面两线圈共面放置放置) ( ) ( )图图6 6A.A.向右匀速运动向右匀速运动 B.B.向左加速运动向左加速运动C.C.向右减速运动向右减速运动 D.D.向右加速运动向右加速运动解析解析 欲使欲使N N产生顺时针方向的感应电流产生顺时针方向的感应电流, ,感应电感应电流的磁场方向为垂直纸面向里流的磁场方向为垂直纸面向里, ,由楞次定律可知有由楞次定律可知有两种情况两种情况: :一是一是M M中有顺时针方向逐渐减小的电流中有
29、顺时针方向逐渐减小的电流, ,使其在使其在N N中的磁场方向向里中的磁场方向向里, ,且磁通量在减小且磁通量在减小; ;二是二是M M中有逆时针方向逐渐增大的电流中有逆时针方向逐渐增大的电流, ,使其在使其在N N中的中的磁场方向向外磁场方向向外, ,且磁通量在增大且磁通量在增大. .因此因此, ,对于前者对于前者, ,应使应使abab向右减速运动向右减速运动; ;对于后者对于后者, ,则应使则应使abab向左加向左加速运动速运动. .故应选故应选B B、C.C.答案答案 BCBC题型题型4 电磁感应与科技电磁感应与科技【例例4 4】 如图如图7 7所示所示, 用一种新材料用一种新材料制成一闭
30、合线圈制成一闭合线圈,当它浸入液氮中时当它浸入液氮中时,会成为超导体会成为超导体,这时手拿一永磁体这时手拿一永磁体,使使任一磁极向下任一磁极向下,放在线圈的正上方放在线圈的正上方,永永磁体便处于悬浮状态磁体便处于悬浮状态,这种现象称为这种现象称为超导体磁悬浮超导体磁悬浮,用电磁感应及有关知用电磁感应及有关知识来解释这一现象识来解释这一现象.图图7 7解析解析 当磁体放到线圈上方的过程中当磁体放到线圈上方的过程中, ,穿过线圈的磁穿过线圈的磁通量由无到有发生变化通量由无到有发生变化, ,于是超导线圈中产生感应电于是超导线圈中产生感应电流流, ,由于超导线圈中电阻几乎为零由于超导线圈中电阻几乎为零
31、, ,产生的感应电流产生的感应电流极大极大, ,相应的感应磁场也极大相应的感应磁场也极大; ;由楞次定律可知感应由楞次定律可知感应电流的磁场相当于永磁体电流的磁场相当于永磁体, ,与下方磁极的极性相同与下方磁极的极性相同, ,永磁体将受到较大的向上的斥力永磁体将受到较大的向上的斥力, ,当永磁体重力与其当永磁体重力与其受到的磁场力相平衡时受到的磁场力相平衡时, ,永磁体处于悬浮状态永磁体处于悬浮状态. .答案答案 见解析见解析方法提炼方法提炼电磁感应现象、电磁感应现象、楞次定律等知识与生产、生活联系楞次定律等知识与生产、生活联系比较密切比较密切, ,如电磁阻尼现象、延时开关等如电磁阻尼现象、延
32、时开关等. .这类题目这类题目往往以生产生活实践和高新技术为背景往往以生产生活实践和高新技术为背景, ,提出问题提出问题, ,并要求学生用所学知识去解决问题并要求学生用所学知识去解决问题. .解决问题的关解决问题的关键是认真读题键是认真读题, ,弄清物理情景弄清物理情景, ,建立正确的物理模型建立正确的物理模型, ,再用相关的物理规律求解再用相关的物理规律求解. .变式练习变式练习4 4如图如图8 8所示所示, ,铁质齿轮铁质齿轮P P与车轮同步转动与车轮同步转动, ,右端有一个绕右端有一个绕有线圈的磁体有线圈的磁体, ,M M是一个电流检测器是一个电流检测器. .当车轮带动当车轮带动齿轮转动
33、时齿轮转动时, ,线圈中会有电流线圈中会有电流, ,这是由于齿靠近线圈时这是由于齿靠近线圈时被磁化被磁化, ,使磁场增强使磁场增强, ,齿离开线圈时磁场减弱齿离开线圈时磁场减弱, ,磁磁通量变化使线圈中产生了感应电流通量变化使线圈中产生了感应电流. .将这个电流放将这个电流放大后去控制制动装置大后去控制制动装置, ,可有效地防止车轮被制动抱可有效地防止车轮被制动抱死死. .在齿在齿a a转过虚线位置的过程中转过虚线位置的过程中, ,关于关于M M中感应电中感应电流的说法正确的是流的说法正确的是 ( )( )A.A.M M中的感应电流方向一直向左中的感应电流方向一直向左B.B.M M中的感应电流
34、方向一直向右中的感应电流方向一直向右C.C.M M中先有自右向左中先有自右向左, ,后有自左向右的感应电流后有自左向右的感应电流D.D.M M中先有自左向右中先有自左向右, ,后有自右向左的感应电流后有自右向左的感应电流图图8 8解析解析 由楞次定律由楞次定律, ,感应电流的结果总是阻碍引起感感应电流的结果总是阻碍引起感应电流的原因应电流的原因. .由于齿靠近线圈时被磁化由于齿靠近线圈时被磁化, ,使磁场增使磁场增强强, ,感应电流的磁场要阻碍原磁场增强感应电流的磁场要阻碍原磁场增强, ,由安培定则由安培定则, ,M M中感应电流的方向自左向右中感应电流的方向自左向右; ;齿离开线圈时磁场减齿
35、离开线圈时磁场减弱弱, ,磁通量变化使线圈中产生了感应电流磁通量变化使线圈中产生了感应电流, ,感应电流的感应电流的磁场要阻碍原磁场减弱磁场要阻碍原磁场减弱, ,由安培定则由安培定则, ,M M中感应电流的中感应电流的方向自右向左方向自右向左,D,D正确正确. .答案答案 D1.1.如图如图9 9所示所示, ,A A为一固定的导体为一固定的导体 圆环圆环, ,条形磁铁条形磁铁B B从左侧无穷从左侧无穷 远处沿圆环轴线移向圆环远处沿圆环轴线移向圆环, ,穿穿 过后移到右侧无穷远处过后移到右侧无穷远处. .如果如果 磁铁的移动是匀速的磁铁的移动是匀速的, ,则则( )( ) A. A.磁铁移近时受
36、到圆环的斥力磁铁移近时受到圆环的斥力, ,离开时受到圆环离开时受到圆环 的引力的引力 B.B.磁铁的整个运动过程中磁铁的整个运动过程中, ,圆环中电流方向不变圆环中电流方向不变 C.C.磁铁的中心通过环面时磁铁的中心通过环面时, ,圆环中电流为零圆环中电流为零 D.D.若若A A为一固定的超导体圆环为一固定的超导体圆环, ,磁铁的中心通过磁铁的中心通过 超导体环面时超导体环面时, ,圆环中电流最大圆环中电流最大素能提升素能提升图图9 9解析解析 磁铁靠近圆环的过程中磁铁靠近圆环的过程中, ,环中磁通量增加环中磁通量增加, ,产产生的感应电流阻碍磁铁靠近生的感应电流阻碍磁铁靠近, ,磁铁离开圆环
37、的过程磁铁离开圆环的过程中中, ,环中产生的感应电流阻碍磁铁远离环中产生的感应电流阻碍磁铁远离, ,由安培定由安培定则可知则可知, ,环中电流方向要改变环中电流方向要改变, ,所以所以A A正确正确,B,B错误错误; ;磁铁中心通过圆环面时磁铁中心通过圆环面时, ,圆环的磁通量不变圆环的磁通量不变, ,无感无感应电流应电流,C,C正确正确; ;若若A A为一固定的超导体圆环为一固定的超导体圆环, ,磁铁靠磁铁靠近过程中近过程中, ,圆环电流逐渐增大圆环电流逐渐增大, ,当远离时当远离时, ,产生感应产生感应电流方向与开始阶段相反电流方向与开始阶段相反, ,将使环中电流逐渐减小将使环中电流逐渐减
38、小, ,因因此此, ,磁铁中心通过环面时磁铁中心通过环面时, ,环中电流最大环中电流最大,D,D正确正确. .答案答案 ACDACD2.2.如图如图1010所示所示, ,导线框导线框abcdabcd与导线在与导线在 同一平面内同一平面内, ,直导线通有恒定电直导线通有恒定电 流流I I, ,当线框由左向右匀速通过直当线框由左向右匀速通过直 导线时导线时, ,线框中感应电流的方向线框中感应电流的方向 是是 ( )( ) A. A.先先abcdabcd, ,后后dcbadcba, ,再再abcdabcd B. B.先先abcdabcd, ,后后dcbadcba C. C.始终始终dcbadcba
39、D. D.先先dcbadcba, ,后后abcdabcd, ,再再dcbadcba 图图1010解析解析 导线框导线框abcdabcd到达直导线前到达直导线前, ,磁场方向向外磁场方向向外, ,磁磁通量增大通量增大, ,由楞次定律由楞次定律, ,线框中的电流沿线框中的电流沿dcbadcba; ;导线导线框跨在导线上框跨在导线上, ,且在线框中心与导线重合之前且在线框中心与导线重合之前, ,磁磁场方向向外场方向向外, ,磁通量变小磁通量变小, ,电流沿电流沿abcdabcd, ,在线框中心在线框中心与导线重合之后与导线重合之后, ,磁场方向向内磁场方向向内, ,磁通量变大磁通量变大, ,电流电流
40、也是沿也是沿abcdabcd; ;线框到达导线右边之后线框到达导线右边之后, ,磁场方向向内磁场方向向内, ,磁通量变小磁通量变小, ,由楞次定律由楞次定律, ,线框中的电流沿线框中的电流沿dcbadcba. .答案答案 D D3.3.如图如图1111所示重现了法拉第的一个所示重现了法拉第的一个 实验实验. .下列说法中正确的是下列说法中正确的是( )( ) A. A.右边磁铁右边磁铁S S极断开时极断开时, ,有感应电有感应电 流从流从a a至至b b通过检流计通过检流计 B.B.右边磁铁右边磁铁S S极断开时极断开时, ,有感应电有感应电 流从流从b b至至a a通过检流计通过检流计 C.
41、C.左边磁铁左边磁铁N N极断开时极断开时, ,有感应电有感应电 流从流从a a至至b b通过检流计通过检流计 D.D.左边磁铁左边磁铁N N极断开时极断开时, ,有感应电有感应电 流从流从b b至至a a通过检流计通过检流计图图1111解析解析 铁芯中的磁场方向由左向右铁芯中的磁场方向由左向右, ,右边磁铁右边磁铁S S极断开极断开时时, ,铁芯中的磁场变弱铁芯中的磁场变弱, ,由楞次定律由楞次定律, ,感应电流从感应电流从a a至至b b通过检流计通过检流计,A,A正确正确. .同理同理C C正确正确. . ACAC4.4.如图如图1212所示为一个圆环形导体所示为一个圆环形导体, ,有有
42、 一个带负电的粒子沿直径方向从圆一个带负电的粒子沿直径方向从圆 环表面匀速掠过的过程环表面匀速掠过的过程, ,环中感应环中感应 电流的情况是电流的情况是 ( )( ) A. A.无感应电流无感应电流 B.B.有逆时针方向的感应电流有逆时针方向的感应电流 C.C.有顺时针方向的感应电流有顺时针方向的感应电流 D.D.先逆时针方向后顺时针方向的感应电流先逆时针方向后顺时针方向的感应电流 解析解析 带负电的粒子沿直径方向从圆环表面匀速带负电的粒子沿直径方向从圆环表面匀速 掠过时掠过时, ,相当于有向左的直线电流流过相当于有向左的直线电流流过, ,在圆环中产在圆环中产 生的磁场大小上下对称分布生的磁场
43、大小上下对称分布, ,方向相反方向相反, ,产生的总磁产生的总磁 通量总是零通量总是零,A,A正确正确. .A A图图12125.5.两个大小不同的绝缘金属圆环如图两个大小不同的绝缘金属圆环如图1313 叠放在一起叠放在一起, ,小圆环有一半面积在大小圆环有一半面积在大 圆环内圆环内, ,当大圆环通上顺时针方向电当大圆环通上顺时针方向电 流的瞬间流的瞬间, ,小圆环中感应电流的方向小圆环中感应电流的方向 是是 ( )( ) A. A.顺时针方向顺时针方向 B.B.逆时针方向逆时针方向 C.C.左半圆顺时针左半圆顺时针, ,右半圆逆时针右半圆逆时针 D.D.无感应电流无感应电流图图1313 解析
44、解析 根据安培定则根据安培定则, ,当大圆环中电流为顺时针方向当大圆环中电流为顺时针方向时时, ,圆环所在平面内的磁场是垂直于纸面向里的圆环所在平面内的磁场是垂直于纸面向里的, , 而环外的磁场方向垂直于纸面向外而环外的磁场方向垂直于纸面向外, ,虽然小圆环在大虽然小圆环在大圆环里外的面积一样圆环里外的面积一样, ,但环里磁场比环外磁场要强但环里磁场比环外磁场要强, ,净磁通量还是垂直于纸面向里净磁通量还是垂直于纸面向里. .由楞次定律知由楞次定律知, ,感应感应电流的磁场阻碍电流的磁场阻碍“”方向的磁通量的增强方向的磁通量的增强, ,应垂应垂直于纸面向外直于纸面向外, ,再由安培定则得出小圆
45、环中感应电再由安培定则得出小圆环中感应电流的方向为逆时针方向流的方向为逆时针方向,B,B选项正确选项正确. . 答案答案 B B6.6.如图如图1414所示所示, ,abab是一个可以绕垂是一个可以绕垂 直于纸面的轴直于纸面的轴O O转动的闭合矩形转动的闭合矩形 导体线圈导体线圈, ,当滑动变阻器当滑动变阻器R R的滑的滑 片片P P自左向右滑动过程中自左向右滑动过程中, ,线圈线圈 abab将将 ( )( ) A. A.静止不动静止不动 B.B.逆时针转动逆时针转动 C.C.顺时针转动顺时针转动 D.D.发生转动发生转动, ,但因电源的极性不明但因电源的极性不明, ,无法确定转无法确定转 动
46、的方向动的方向 解析解析 当当P P向右滑动时向右滑动时, ,电路中电阻减小电路中电阻减小, ,电流增电流增 大大, ,线圈线圈abab的磁通量增加的磁通量增加, ,根据楞次定律判断根据楞次定律判断, ,线线 圈圈abab将顺时针转动将顺时针转动. .C C图图14147.7.如图如图1515所示所示, ,为地磁场磁感线的示意图为地磁场磁感线的示意图, ,在北半球在北半球 地磁场的竖直分量向下地磁场的竖直分量向下. .飞机在我国上空匀速巡航飞机在我国上空匀速巡航, , 机翼保持水平机翼保持水平, ,飞行高度不变飞行高度不变. .由于地磁场的作用由于地磁场的作用, , 金属机翼上有电势差金属机翼
47、上有电势差, ,设飞行员左方机翼末端处的设飞行员左方机翼末端处的 电势为电势为 1 1. .右方机翼末端处电势为右方机翼末端处电势为 2 2, ,则则 ( )( ) 图图1515A.A.若飞机从西往东飞若飞机从西往东飞, , 1 1比比 2 2高高B.B.若飞机从东往西飞若飞机从东往西飞, , 2 2比比 1 1高高C.C.若飞机从南往北飞若飞机从南往北飞, , 1 1比比 2 2高高D.D.若飞机从北往南飞若飞机从北往南飞, , 2 2比比 1 1高高解析解析 飞机从西往东飞行时飞机从西往东飞行时, ,金属机翼就要切割磁金属机翼就要切割磁感线而产生电动势感线而产生电动势, ,根据右手定则根据右手定则, ,磁场竖直分量向磁场竖直分量向下下, ,手心向上手心向上, ,拇指指向飞机方向拇指指向飞机方向, ,四指指向就是感四指指向就是感应电动势的方向应电动势的方向, ,即四指指向左翼末端即四指指向左翼末端, ,故故 1 1 2 2, ,A A正确正确. .同理同理, ,飞机从东往西飞飞机从东往西飞, ,仍是仍是 1 1 2 2,B,B错误错误, ,从南往从南往北、从北往南飞北、从北往南飞, ,都是都是 1 1 2 2, ,故故C C选项正确选项正确,D,D选项选项错误错误. .答案答案 ACAC反思总结反思总结定定楞楞返回返回
