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91电磁感应现象感应电流的方向 第九章电磁感应现象知识提要 一、磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化（快慢）率率 二、感应电流产生的条件、感应电动势产生的条件 三、感应电流方向的判定1右手定则2楞次定律 四、感应电动势的计算、法拉第电磁感应定律的综合应用 1、电磁感应与电路问题的综合 2、电磁感应与图象问题的综合 3、电磁感应与动力学问题的综合 4、电磁感应与电路问题的综合第一讲?磁通量、感应电流的产生、方向( (11)公式.( (22)适用条件( (33)单位韦伯(Wb)，11Wb11. 33、磁通量的变化由BS sin或或BS COS看看，磁通量的变由化是由B、S、的变化引起的，请总结磁通量发生变化的常见情况BS Tm2 一、磁通量磁通量改变的方式? (1)线圈跟磁体之间发生相对运动，这种改变方式是是S不变而相当于B发生变化；? (2)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；? (3)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；? (4)线圈所围面积不变，磁感应强度也不变，但二者之间的夹角发生变化，如匀强磁场中转动的矩形线圈就是典型例子2产生感应电动势的条件 (1)无论电路是否闭合，只要穿过电路的发生变化，电路中就有，产生的那部分导体就相当于电源 (2)电磁感应现象的实质就是产生如果电路闭合，就有感应电流如果电路不闭合，就只有感应电动势而无感应电流磁通量感应电动势感应电动势感应电动势 1、产生感应电流的条件穿过闭合电路的发生变化磁通量 二、感应电流产生的条件、感应电动势产生的条件11右手定则伸开右手，让大拇指跟其余四指，并且都跟手掌在同一，让磁感线垂直穿过掌心，大拇指指向方向，其余四指所指的方向，就是的方向22楞次定律( (11)内容感应电流的磁场总是要引起的磁通量的垂直平面内导体的运动感应电流阻碍感应电流变化 三、感应电流方向的判定 (2)应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤确定研究对象（产生的感应电流的闭合电路）所处磁场的方向及其分布情况确定穿过研究电路的磁通量的变化情况根据楞次定律，判断感应电流磁场的方向根据安培定则判断感应电流的方向例11如图所示，环形金属软弹簧套在条形磁铁的中心位置若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将()A A增大B B减小C C不变D D无法确定如何变化【思路点拨】熟悉条形磁铁的磁感线分布及理解磁通量与磁感线穿过线框平面的方向有正负之分是解题的关键题型一磁通量的变化及计算【解析】穿过弹簧所围面积的磁通量应为合磁通量，磁铁内部由S极指向N极的磁通量不变，而其外部由N向极指向S极的磁通量随面积的增大而增大，故合磁通量减小，选选B.【答案】B【方法与知识感悟】1.对磁通量的理解 (1)BS的含义BS只适用于磁感应强度B与面积S垂直的情况当B与S平面间的夹角为时，则有BSsin.可理解为B(Ssin)，即等于B与S在垂直于B方向上投影面积的乘积也可理解为(Bsin)S，即等于B在垂直于S方向上的分量与S的乘积如图图 (1)所示 (2)面积S的含义S不一定是某个线圈的真正面积，而是线圈在磁场范围内的面积如图 (2)所示，S应为线圈面积的一半 (3)多匝线圈的磁通量多匝线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关，因为不论线圈匝数多少，穿过线圈的磁感线条数相同，而磁感线条数可表示磁通量的大小 (4)合磁通量求法若某个平面内有不同方向和强弱的磁场共同存在，当计算穿过这个面的磁通量时，先规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，平面内各个方向的磁通量的代数和等于这个平面内的合磁通量例22如图所示，在磁感应强度大小为B B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m m、阻值为R R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O O点，并可绕O O点摆动金属线框从右侧某一位置由静止释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面则线框中感应电流的方向是()题型二感应电流的产生条件及方向判定Aabcda Bdcbad C先是dcbad，后是abcda D先是abcda，后是dcbad【思路点拨】由原磁场的方向与磁通量的增减判断感应电流的磁场方向，根据右手螺旋定则判断感应电流的方向【解析】在线圈从右侧摆动到O点正下方的过程中，向上的磁通量在减小，由楞次定律可知，故感应电流的方向沿adcba，线框从O点正下方向左侧摆动的过程向上的磁通量增大，电流方向沿adcba，故选B.【答案】B【方法与知识感悟】右手定则适用于部分导体切割磁感线运动时感应电流的方向判定，而楞次定律适用于一切电磁感应现象，是判断感应电流方向的基本方法例33如图所示，光滑固定导轨m m、n n水平放置，两根导体棒p p、q 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 Ap p、q q将互相靠拢B Bp p、q q将互相远离C C磁铁的加速度仍为g gD D磁铁的加速度小于g g【思路点拨】 (1)根据楞次定律判断出感应电流的方向运用左手定则判断出受力方向 (2)根据楞次定律的阻碍效果判断题型三楞次定律的拓展应用【解析】方法一假设磁铁的下端为N极极，根据楞次定律先判断出p、q中的感应电流方向，再根据左手定则可判断p、q所受的安培力方向，安培力使p、q相互靠拢由于回路所受的安培力的合力向下，根据牛顿第三定律，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于g.若磁铁的下端为S极极，根据类似的分析可以得出相同的结果，所以A、D选项正确方法二根据楞次定律的另一表述感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因，本题中的“原因”是回路中的磁通量增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近，所以p、q将相互靠近且磁铁的加速度小于g.【答案】AD【方法与知识感悟】1.楞次定律中“阻碍”的含义2楞次定律的推广对楞次定律中“阻碍”含义的推广感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因 (1)阻碍原磁通量的变化“增反减同”； (2)阻碍相对运动“来拒去留”； (3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”； (4)阻碍原电流的变化(自感现象)“增反减同”3相互联系 (1)应用楞次定律，必然要用到安培定则； (2)感应电流受到的安培力，有时可以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，有时可以直接应用楞次定律的推论确定例44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、MN，当在外力作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，则所做的运动可能是()A A向右加速运动B B向左加速运动C C向右减速运动D D向左减速运动【思路点拨】解题的关键是弄清MN运动的原因运运动动L2中产生电流L1中产生电流MN受安培力作用题型四楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综合应用【答案】BC【解析】MN向右运动，说明MN受到向右的安培力力左手定则MN中的感应电流由MN安培定则L1中感应电流的磁场方向向上楞次定律?L2中磁场方向向上减弱L2中磁场方向向下增强若；若L2中磁场方向向上减弱安培定则中电流为QP且减小右手定则向右若减速运动；若L2中磁场方向向下增强安培定则为中电流为PQ且增大右手定则向左加速运动【方法与知识感悟】安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的比较及应用1规律比较基本现象应用的定则或定律运动电荷、电流产生磁场安培定则磁场对运动电荷、电流有作用力力左手定则电磁感应部分导体做切割磁感线运动右手定则闭合回路磁通量变化楞次定律2.应用区别关键是抓住因果关系 (1)因因电而生磁(IB)安培定则； (2)因因动而电生电(v、BI安)右手定则； (3)因因电而力受力(I、BF安)左手定则*11.关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是()A A闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流B B闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流C C穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中一定不会产生感应电流D D无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化，闭合电路中一定会有感应电流D【巩固基础】【解析】电路中是否产生感应电流从下列两个方面来分析回路是否闭合，闭合回路中的磁通量是否发生变化2如图所示，匀强磁场的磁感应为强度为B，其方向与水平面的夹角为30，图中水平位置有一面积为S的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竖直位置(如图中虚线位置)则此过程中磁通量的改变量为()A.312BS BBS C.312BS D2BS【解析】当线圈处于位置时，磁感线的竖直分量由下向上穿过线圈平面，设为正则当线圈转至位置时，磁感线的水平分量相当于位置时的“由上向下”(因为此时的上表面已变成了右侧面)穿过线圈故1BSsin3012BS，2BScos3032BS则，则21(312)BS，|312BS，C正确44如图所示，闭合的矩形金属框abcd的平面与匀强磁场垂直，现金属框固定不动而磁场运动，发现ab边所受安培力的方向为竖直向上，则此时磁场的运动可能是()A A水平向右平动B B水平向左平动C C竖直向上平动D D竖直向下平动A【解析】本题考查楞次定律、安培定则、法拉第电磁感应定律的应用ab受到的力向上，由安培定则可知，ab上电流的方向由ba，由楞次定律可得，线框内的磁通量在增加，磁场向右运动，A项正确，B项错误；当磁场上下运动时，线框内的磁通量不变化，不产生感应电流，C、D项错误3如图甲所示，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的变化关系如图乙所示在在0T/2时间内，直导线中电流向上，则在T/2T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是()A感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左B