1、1第 1 课时 电磁感应现象 楞次定律考纲要求考试要求知识内容必考 加试备考方略电磁感应现象 b楞次定律 c法拉第电磁感应定律 d电磁感应现象的两类情况 b互感和自感 b涡流、电磁阻尼和电磁驱动 b实验 13：探究电磁感应的产生条件 实验 14：探究感应电流方向的规律 本章内容只出现在加试中，重点考查有感应电流的产生、感应电动势方向的判断、感应电动势大小的计算等知识。可以以选择题形式考查对基础知识、基本规律的理解与应用，更多以计算题的形式考查综合性知识，如运动学、力学、能量、电路、图象等知识与电磁感应结合的问题。一、磁通量1.概念：在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积 S 与
2、 B 的乘积。2.公式： BS。3.单位：1 Wb1_Tm 2。4.公式的适用条件(1)匀强磁场；(2)磁感线的方向与平面垂直，即 B S。二、电磁感应现象1.电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生的现象。2.产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动。3.产生电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合则产生感应电流；如果回路不闭合，2则只有感应电动势，而无感应电流。三、楞次定律1.楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。2.右手定则：如图，伸开右手，使拇指与其余四
3、个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导体运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。【思考判断】1.磁通量是标量，但有正、负之分( )2.穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关( )3.穿过电路的磁通量变化，电路中就一定有感应电流( )4.闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生( )5.导体切割磁感线时一定有感应电流产生( )6.感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反( )7.感应电流的磁场总要阻止引起感应电流的磁通量的变化( )8.感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化( )考点一 电磁感应现象(/b)要点突破1.应用 BS 求解问题时应
4、注意两点(1)公式 BS 中， S 为垂直于磁场方向的面积。(2)穿过某个面有方向相反的磁场，则不能直接用 BS 求解，应考虑相反方向的磁通量抵消后所剩余的磁通量。2.判断电磁感应现象是否发生的一般流程3典例剖析【例 1】 如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是( )解析 根据产生感应电流的条件，闭合回路内磁通量发生变化才能产生感应电流，只有选项 B 正确。答案 B【例 2】 如图所示，在条形磁铁外套 A、 B 两个大小不同的圆环，穿过 A 环的磁通量 A与穿过 B 环的磁通量 B相比较( )A. A B B. A B，故正确答案为 A。答案 A针对训练1.如图所示，正
5、方形线圈 abcd 位于纸面内，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( )4A. B.BL22 NBL22C.BL2 D.NBL2解析 BS，而 S 是指磁场穿过的有效面积，题中为 S ，所以 BS BL2，A 正L22 12确。答案 A2.(2017温州模拟)如图所示，匀强磁场的磁感应强度为 B， B 的方向与水平面夹角为30，图中实线位置有一面积为 S 的矩形线圈处于磁场中，并绕着它的一条边从水平位置转到图中虚线位置，在此过程中磁通量的改变量大小为( )A. BS B.BS3 12C
6、. BS D.2BS3 12解析 磁通量虽是标量，但有正负，如规定从图中 b 面穿过 a 面磁通量为正，则在位置时磁通量 1 BSsin 30 BS，在位置时磁通量 2 BScos 30 BS，那么12 32线圈从位置转到位置过程磁通量的变化量 | 2 1| BS|，所以选3 12C。答案 C5考点二 楞次定律(/c)要点突破1.右手定则右手定则是楞次定律的一个推论，适用于导体棒切割磁感线产生感应电流的方向判断。2.楞次定律中“阻碍”的含义3.感应电流的“效果”(1)线圈(回路)中磁通量变化时，阻碍原磁通量的变化增反减同；(2)导体与磁体间有相对运动时，阻碍相对运动来拒去留；(3)当回路可以形
7、变时，感应电流可使线圈面积有扩大或缩小的趋势增缩减扩；(4)自感现象中，感应电动势阻碍原电流的变化增反减同。典例剖析【例 1】 如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外。一个矩形闭合导线框 abcd，沿纸面由位置 1(左)匀速运动到位置 2，则( )A.导线框进入磁场时，感应电流方向为 a b c d aB.导线框离开磁场时，感应电流方向为 a d c b aC.导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D.导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左解析 导线框进入磁场时， cd 边切割磁感线，由右手定则可知，电流方向沿a d c b a，由左手定则可知 cd 边受到的安培力方向向
8、左；在导线框离开磁场时， ab边处于磁场中且在做切割磁感线运动，同样用右手定则和左手定则可以判断电流的方向为6a b c d a，安培力的方向仍然向左，故选项 D 正确。答案 D【例 2】 (多选)如图所示，光滑固定导轨 M、 N 水平放置，两根导体棒 P、 Q 平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )A.P、 Q 将互相靠拢B.P、 Q 将互相远离C.磁铁的加速度仍为 gD.磁铁的加速度小于 g解析 根据楞次定律的“阻碍”的内涵，感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因，本题的“原因”是磁铁靠近回路，穿过回路的磁通量增加， “效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁
9、的靠近，所以 P、 Q 将互相靠近，且磁铁的加速度小于 g。答案 AD【方法总结】应用楞次定律判断感应电流的方法针对训练1.如图所示，一个金属圆盘安装在竖直的转动轴上，置于蹄形磁铁之间，两块铜片 A、 O 分别与金属圆盘的边缘和转动轴接触。若使金属圆盘按图示方向(俯视顺时针方向)转动起来，下列说法正确的是( )A.电阻 R 中有 Q R P 方向的感应电流7B.电阻 R 中有 P R Q 方向的感应电流C.穿过圆盘的磁通量始终没有变化，电阻 R 中无感应电流D.调换磁铁的 N、S 极同时改变金属圆盘的转动方向， R 中感应电流的方向也会发生改变解析 根据右手定则可判断出 R 中有 P R Q
10、方向的电流，B 正确，A、C 错误；D 选项中流过 R 的感应电流方向不变，D 错误。答案 B2.如图所示，一水平放置的矩形线圈 abcd，在细长的磁铁的 N 极附近竖直下落，保持 bc边在纸外， ad 边在纸内，从图中的位置经过位置到位置，位置和都很靠近位置。在这个过程中，线圈中感应电流( )A.沿 abcd 流动B.沿 dcba 流动C.由到是沿 abcd 流动，由到是沿 dcba 流动D.由到是沿 dcba 流动，由到是沿 abcd 流动解析 本题考查用楞次定律判断感应电流的方向。由条形磁铁的磁场可知，线圈在位置时穿过闭合线圈的磁通量为零，线圈从位置到位置，从下向上穿过线圈的磁通量在减小
11、，线圈从位置到位置，从上向下穿过线圈的磁通量在增大，根据楞次定律和安培定则可知感应电流的方向是 abcd。选项 A 正确。答案 A3.(多选)如图所示，两个闭合圆形线圈 A、 B 的圆心重合，放在同一个水平面内，线圈 A 中通以如图所示的交变电流，设 t0 时电流沿逆时针方向。下列说法中，正确的是( )A.0 t1内，线圈 B 有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势B.t1 t2内，线圈 B 有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势C.在 t1时刻，线圈 B 的电流大小和方向同时改变D.在 t1时刻，线圈 A、 B 的作用力最小解析 0 t1内，线圈 A 的电流逆时针减小，通过线圈 B 的磁通量减少，根
12、据楞次定律知，8线圈 B 内有逆时针方向的电流，根据楞次定律的另一种表述，线圈 B 阻碍磁通量的减少，有收缩的趋势，故 A 选项正确； t1 t2内，线圈 A 的电流顺时针增大，通过线圈 B 的磁通量增大，根据楞次定律知，线圈 B 内有逆时针方向的电流，根据楞次定律的另一种表述，线圈 B 阻碍磁通量的增大，有扩张的趋势，故 B 选项正确；在 t1时刻，线圈 B 中电流大小、方向都不变，故 C 选项错误；在 t1时刻，线圈 A 中没有电流，线圈 A、 B 的作用力最小，故 D 选项正确。答案 ABD1.如图所示，框架面积为 S，框架平面与磁感应强度为 B 的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量的
13、情况是( )A.如图所示位置时等于零 B.若使框架绕 OO转过 60角，磁通量为 BS12C.若从初始位置转过 90角，磁通量为 BSD.若从初始位置转过 180角，磁通量变化为零解析 在题图所示的位置时，磁感线与线框平面垂直， BS，当线框绕 OO轴转过 60时， BS BScos 60 BS。转过 90时，磁感线与线框平面平行， 0。线框12转过 180时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过方向改变了，因而 2 BS。综上所述，B 正确。答案 B 2.(多选)如图所示，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 在外力的作用下运动时， MN 在磁场的作用下向右运动
14、，则 PQ 所做的运动可能是( )9A.向右加速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向左减速运动解析 当 PQ 向右运动时，用右手定则可判断出 PQ 中感应电流的方向是 Q P，由安培定则可判断出穿过 L1的磁场方向是自下而上的；若 PQ 向右加速运动，则穿过 L1的磁通量增加，用楞次定律可判断出流过 MN 的感应电流方向是 N M，用左手定则可判断出 MN 受到向左的安培力，将向左运动，可见选项 A 错误；若 PQ 向右减速运动，流过 MN 的感应电流方向、MN 所受的安培力的方向均反向， MN 向右运动，所以选项 C 正确；同理可判断出选项 B 正确，D 错误。答案 BC3.如图所示，
15、线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的 S 极朝下。在将磁铁的 S 极插入线圈的过程中( )A.通过电阻的感应电流的方向由 a 到 b，线圈与磁铁相互排斥B.通过电阻的感应电流的方向由 b 到 a，线圈与磁铁相互排斥C.通过电阻的感应电流的方向由 a 到 b，线圈与磁铁相互吸引D.通过电阻的感应电流的方向由 b 到 a，线圈与磁铁相互吸引答案 B4.如图所示，在两根平行长直导线 M、 N 中，通以同方向同大小的电流，导线框 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匀速运动，在移动过程中，线框中感应电流方向( )A.先 ab
16、cd，后 dcba B.先 dcba，后 abcdC.始终是 abcd D.始终是 dcba10解析 线框在两电流中线 OO的右侧时，穿过线框的合磁通量垂直纸面穿出，线框左移，磁通量变小，为阻碍这个方向的磁通量减小，感应电流的方向就是 abcd。当线框跨越两电流中线 OO时，线框的合磁通量由穿出变为穿进，感应电流还是 abcd。线框再左移，线框合磁通量穿入且增加，感应电流方向还是 abcd。所以线框中感应电流方向始终是 abcd。故选项 C 正确。答案 C5.(2017衢州模拟)如图所示， ab 是一个可以绕垂直于纸面的轴 O 转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器 R 的滑片 P 向右滑动过程中，线圈 ab 将( )A.静止不动 B.顺时针转动C.逆时针转动 D.发生转动，但电源极性不明，无法确定转动的方向解析 当 P 向右滑动时，电路总电阻减小，电路中的电流是增大的，两磁铁间的磁场增强，穿过闭合导体线圈的磁通量增大，线框中产生感应电流，受到安培力而发生转动，根据楞次定律，转动后应使穿过线圈的磁通量减小，故应沿顺时针转动。故选项 B 正确。答案 B基础过关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 中通入如图所示的电流，当 MN 中的电流增大时，下列说法正确的是( )
