第一节 电磁感应现象 楞次定律

1、1.收集资料，了解电磁感应现象的收集资料，了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的发现过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。科学态度和科学精神。2通过实验，理解感应电流的产生通过实验，理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。产中的应用。1.电磁感应现象电磁感应现象 2磁通量磁通量 3法拉第电磁感法拉第电磁感应定律应定律 3通过探究，理解楞次定律。理解法通过探究，理解楞次定律。理解法拉第电磁感应定律。拉第电磁感应定律。4通过实验，了解自感现象和涡流现通过实验，了解自感现象和涡流现象。举例说明自感现象和涡流现象在象。举例说明

2、自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用。生活和生产中的应用。4楞次定律楞次定律 5自感、涡流自感、涡流 第一节电磁感应现象楞次定律第一节电磁感应现象楞次定律 一、电磁感应现象一、电磁感应现象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 发生变化。发生变化。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)闭合电路的部分导体做闭合电路的部分导体做 运动，导致运动，导致变；变；(2)线圈在磁场中转动，导致线圈在磁场中转动，导致变；变；(3) 变化，导致变化，导致变。变。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，只要穿过线无论回路是否闭合，只要穿

3、过线圈平面的圈平面的 发生变化，线路中就有感应电动势产生。发生变化，线路中就有感应电动势产生。4电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生是产生 ，如果回路闭合则产生，如果回路闭合则产生 ；如果回路不闭合，则只有如果回路不闭合，则只有 而无而无 。磁通量磁通量切割磁感线切割磁感线线圈面积或磁场强弱线圈面积或磁场强弱磁通量磁通量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1现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈、线圈B、零刻、零刻度在中央的电流计及开关按如图所示连接。在开关闭合、线圈度在中央的电流计及开关按如图所示连接。在开关

4、闭合、线圈A放在线圈放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断()A线圈线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转滑动，都能引起电流计指针向左偏转B线圈线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转计指针向右偏转C滑动变阻器的滑动端滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在

5、中央都能使电流计指针静止在中央D因为线圈因为线圈A、线圈、线圈B的绕线方向未知，故无法判断的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向电流计指针偏转的方向【解析【解析】 由于变阻器滑动头由于变阻器滑动头P向左加速滑动时，可使向左加速滑动时，可使B中中磁通量减少而产生的电流为磁通量减少而产生的电流为I0，当，当P向右加速滑动时向右加速滑动时B中磁中磁通量增加而产生的电流为通量增加而产生的电流为I1，I1与与I0方向相反，所以指针应方向相反，所以指针应向左偏，而线圈向左偏，而线圈A向上移动，可使向上移动，可使B中磁通量减少，引起中磁通量减少，引起B中感应电流与中感应电流与I0同向，指针向右偏，故

6、同向，指针向右偏，故A错；错；A中铁芯向上中铁芯向上拔出或断开开关，激发的拔出或断开开关，激发的B中感应电流与中感应电流与I0同向，电流计同向，电流计指针向右偏转，选项指针向右偏转，选项B正确；正确；C项中有感应电流产生，指项中有感应电流产生，指针应偏转，故针应偏转，故C错；因为无需明确感应电流的具体方向，错；因为无需明确感应电流的具体方向，故故D错。错。【答案【答案】 B二、右手定则和楞次定律二、右手定则和楞次定律1右手定则右手定则(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个在同一个 ；让；让 从掌心进入，并使拇指

7、指向从掌心进入，并使拇指指向 ，这时四指所指的方向就是，这时四指所指的方向就是 的的方向。方向。(2)适用情况：闭合电路的部分导体适用情况：闭合电路的部分导体 产生感应电流。产生感应电流。2楞次定律楞次定律(1)内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要 引起感应电流的引起感应电流的 的变化。的变化。(2)适用情况：所有适用情况：所有 现象。现象。平面内平面内磁感线磁感线导线运动的方向导线运动的方向感应电流感应电流切割磁感线切割磁感线阻碍阻碍磁通量磁通量电磁感应电磁感应2. 如右图所示，沿如右图所示，沿x轴轴y轴有两根长直导线，互相绝缘

8、。轴有两根长直导线，互相绝缘。x轴上的轴上的导线中有导线中有x方向的电流，方向的电流，y轴上的导线中有轴上的导线中有y方向的电流，两方向的电流，两虚线是坐标轴所夹角的角平分线。虚线是坐标轴所夹角的角平分线。a、b、c、d是四个圆心在虚线是四个圆心在虚线上、与坐标原点等距的相同的圆形导线环。当两直导线中的电流上、与坐标原点等距的相同的圆形导线环。当两直导线中的电流从相同大小，以相同的快慢均匀减小时，各导线环中的感应电流从相同大小，以相同的快慢均匀减小时，各导线环中的感应电流情况是情况是()Aa中有逆时针方向的电流中有逆时针方向的电流Bb中有顺时针方向的电流中有顺时针方向的电流Cc中有逆时针方向的

9、电流中有逆时针方向的电流 Dd中有顺时针方向的电流中有顺时针方向的电流【解析【解析】 在第一和第二象限中，在第一和第二象限中，x轴电流产生的磁场方向垂轴电流产生的磁场方向垂直纸面向里，在第三和第四象限中，直纸面向里，在第三和第四象限中，x轴电流产生的磁场方轴电流产生的磁场方向垂直纸面向外。向垂直纸面向外。y轴电流产生的磁场在第一和第四象限方轴电流产生的磁场在第一和第四象限方向垂直纸面向里，在第二和第三象限方向垂直纸面向外。由向垂直纸面向里，在第二和第三象限方向垂直纸面向外。由此可知，此可知，x轴电流与轴电流与y轴电流产生的磁场在第一和第三象限方轴电流产生的磁场在第一和第三象限方向相同，其中第一

10、象限垂直纸面向里，第三象限垂直纸面向向相同，其中第一象限垂直纸面向里，第三象限垂直纸面向外，当电流均匀减小时，磁场均匀减小，所以外，当电流均匀减小时，磁场均匀减小，所以b环产生顺时环产生顺时针方向的电流，针方向的电流，c环产生逆时针方向的电流。而环产生逆时针方向的电流。而a、d中磁通中磁通量总是零，无感应电流产生。量总是零，无感应电流产生。【答案【答案】 BC2楞次定律的使用步骤3楞次定律的推广楞次定律的推广对楞次定律中对楞次定律中”阻碍阻碍”的含义可以推广为感应电流的的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因：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阻碍原磁通量

11、的变化”增反减同增反减同”；(2)阻碍相对运动阻碍相对运动”来拒去留来拒去留”；(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势使线圈面积有扩大或缩小的趋势”增缩减扩增缩减扩”；(4)阻碍原电流的变化阻碍原电流的变化(自感现象自感现象)”增反减同增反减同”。4楞次定律与右手定则的比较 某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律。当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的律。当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是感应电流方向是()AaGbB先先aGb，后，后bGaCbGaD先先bGa，后，后aGb【解题切点【解题切点】 这类问题先判断穿

12、过线圈的磁通量方向，然这类问题先判断穿过线圈的磁通量方向，然后增减情况，根据楞次定律判断感应磁场方向，最后根据安后增减情况，根据楞次定律判断感应磁场方向，最后根据安培定则判断感应电流的方向。培定则判断感应电流的方向。【解析【解析】 确定原磁场的方向：条形磁铁在穿入线圈的过确定原磁场的方向：条形磁铁在穿入线圈的过程中，磁场方向向下。程中，磁场方向向下。明确回路中磁通量变化的情况：向下的磁通量增加。明确回路中磁通量变化的情况：向下的磁通量增加。由楞次定律的由楞次定律的”增反减同增反减同”可知：线圈中感应电流产生可知：线圈中感应电流产生的磁场方向向上。的磁场方向向上。应用右手定则可以判断感应电流的方

13、向为逆时针应用右手定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视俯视)，即：从即：从bGa。同理可以判断出条形磁铁穿出线圈过程中，向下的磁通量同理可以判断出条形磁铁穿出线圈过程中，向下的磁通量减小，由楞次定律可得：线圈中将产生顺时针的感应电流减小，由楞次定律可得：线圈中将产生顺时针的感应电流(俯视俯视)，电流从，电流从aGb。【答案【答案】 D1图中图中MN、GH为平行导轨，为平行导轨，AB、CD为跨在导轨上的两为跨在导轨上的两根横杆，导轨和横杆均为导体。有匀强磁场垂直于导轨所在根横杆，导轨和横杆均为导体。有匀强磁场垂直于导轨所在的平面，方向如图。用的平面，方向如图。用I表示回路中的电流。则表示回路

14、中的电流。则()A当当AB不动而不动而CD向右滑动时，向右滑动时，I0且沿顺时针方向且沿顺时针方向B当当AB向左、向左、CD向右滑动且速度大小相等时，向右滑动且速度大小相等时，I0C当当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时，都向右滑动且速度大小相等时，I0D当当AB、CD都向右滑动，且都向右滑动，且AB速度大于速度大于CD时，时，I0且沿逆时针方向且沿逆时针方向【解析【解析】 当当AB不动而不动而CD向右滑动时，向右滑动时，I0，但电流方向，但电流方向为逆时针，为逆时针，A错；当错；当AB向左，向左，CD向右滑动时，两杆产生向右滑动时，两杆产生的感应电动势同向，故的感应电动势同向，故I0，B错

15、；当错；当AB和和CD都向右滑都向右滑动且速度大小相等时，则两杆产生的感应电动势等值反动且速度大小相等时，则两杆产生的感应电动势等值反向，故向，故I0，C正确；当正确；当AB和和CD都向右滑动，且都向右滑动，且AB速度速度大于大于CD时，时，I0，但方向为顺时针，但方向为顺时针，D错误。错误。【答案【答案】 C1三个定则的区别2.相互联系相互联系(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。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阻碍”相对运

16、动相对运动”的依据。的依据。(3)有些综合问题中，有时要同时应用三个定则。有些综合问题中，有时要同时应用三个定则。右手定则、左手定则和安培定则的区别和应用右手定则、左手定则和安培定则的区别和应用 如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出。左线圈连着平行导轨的绕向在图中已经标出。左线圈连着平行导轨M和和N，导轨，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab；金属棒处于；金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是()A当金属棒当金属棒ab向右匀速运

17、动时，向右匀速运动时，a点电势高于点电势高于b点，点，c点电点电势高于势高于d点点B当金属棒当金属棒ab向右匀速运动时，向右匀速运动时，b点电势高于点电势高于a点，点，c点与点与d点为等电势点为等电势C当金属棒当金属棒ab向右加速运动时，向右加速运动时，b点电势高于点电势高于a点，点，c点电点电势高于势高于d点点D当金属棒当金属棒ab向右加速运动时，向右加速运动时，b点电势高于点电势高于a点，点，d点点电势高于电势高于c点点【解题切点【解题切点】 解答本题首先要明确磁场的方向，再假设能解答本题首先要明确磁场的方向，再假设能形成闭合电路，然后用右手定则判断感应电流的电流方形成闭合电路，然后用右手

18、定则判断感应电流的电流方向，从而判断电势的高低端。向，从而判断电势的高低端。【解析【解析】 当金属棒当金属棒ab向右匀速运动切割磁感线时，金属棒产生恒定向右匀速运动切割磁感线时，金属棒产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流方向为感应电动势，由右手定则判断电流方向为ab。根据电流从电源。根据电流从电源(ab相当于电源相当于电源)正极流出沿外电路回到电源负极的特点，可以判断正极流出沿外电路回到电源负极的特点，可以判断b点电点电势高于势高于a点。又左线圈中的感应电动势恒定，则感应电流也恒定，所点。又左线圈中的感应电动势恒定，则感应电流也恒定，所以穿过右线圈的磁通量保持不变，不产生感应电流，以穿过右线

19、圈的磁通量保持不变，不产生感应电流，c点与点与d点等电势，点等电势，故故A错误，错误，B正确。当金属棒正确。当金属棒ab向右加速运动时，由右手定则可推断向右加速运动时，由右手定则可推断ba，电流沿逆时针方向，又由，电流沿逆时针方向，又由EBlv可知可知ab导体两端的导体两端的E不断增不断增大，那么左边电路中的感应电流也不断增大，由安培定则可判断它在大，那么左边电路中的感应电流也不断增大，由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线是沿逆时针方向的，并且磁感应强度不断增强，所以铁芯中的磁感线是沿逆时针方向的，并且磁感应强度不断增强，所以右边电路的线圈中向上的磁通量不断增加。由楞次定律可判断右边电右边电路的

20、线圈中向上的磁通量不断增加。由楞次定律可判断右边电路的感应电流应沿逆时针方向，而在右边电路中，感应电动势仅产生路的感应电流应沿逆时针方向，而在右边电路中，感应电动势仅产生于绕在铁芯上的那部分线圈上，把这个线圈看成电源，由于电流是从于绕在铁芯上的那部分线圈上，把这个线圈看成电源，由于电流是从c沿内电路沿内电路(即右线圈即右线圈)流向流向d，所以，所以d点电势高于点电势高于c点，故点，故C错误，错误，D正正确。确。【答案【答案】 BD2一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心。若仅考虑地一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心。若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空磁场的影响，则当航天飞机位于赤道

21、上空()A由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势下端高由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势下端高B由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势上端高由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势上端高C沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势上端高中感应电动势上端高D沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势中一定没有感应电动势【解析【解析】 赤道上方的地磁场方向是由南指向北，根据右手赤道上方的地磁场方向是由南指向北，根据右手定则，飞机由东向西飞行时，杆下端电势高，

22、而飞机由西定则，飞机由东向西飞行时，杆下端电势高，而飞机由西向东飞行时，杆上端电势高，故向东飞行时，杆上端电势高，故A、B对。若飞机沿经线由对。若飞机沿经线由南向北或由北向南水平飞行时，杆均不切割磁感线，杆中南向北或由北向南水平飞行时，杆均不切割磁感线，杆中不会产生感应电动势，故不会产生感应电动势，故C错、错、D正确。正确。【答案【答案】 ABD1发现通电导线周围存在磁场的科学家是发现通电导线周围存在磁场的科学家是()A洛伦兹洛伦兹B库仑库仑C法拉第法拉第D奥斯特奥斯特【解析【解析】 洛伦兹发现运动电荷在磁场中受磁场力洛伦兹发现运动电荷在磁场中受磁场力(洛伦兹洛伦兹力力)，库仑总结出了库仑定律

23、，法拉第发现了电磁感应现，库仑总结出了库仑定律，法拉第发现了电磁感应现象，奥斯特发现通电导体周围存在磁场。象，奥斯特发现通电导体周围存在磁场。【答案【答案】 D2. 如右图所示为地磁场磁感线的示意图。在北半球地磁场的如右图所示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，竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞机高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。飞机高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为设飞行员左方机翼末端处的电势为1，右方机翼末端处的电，右方机翼末端处的电势为势为2，则，则()A

24、若飞机从西往东飞，若飞机从西往东飞，1比比2高高B若飞机从东往西飞，若飞机从东往西飞，2比比1高高C若飞机从南往北飞，若飞机从南往北飞，1比比2高高D若飞机从北往南飞，若飞机从北往南飞，2比比1高高【解析【解析】 对对A选项：磁场竖直分量向下，手心向上，选项：磁场竖直分量向下，手心向上，拇指指向飞机飞行方向，四指指向左翼末端，拇指指向飞机飞行方向，四指指向左翼末端，故故12，A正确。同理，飞机从东往西飞，仍是正确。同理，飞机从东往西飞，仍是12，B错。从南往北、从北往南飞，都是错。从南往北、从北往南飞，都是12，故，故C选项正确，选项正确，D选项错误。选项错误。【答案【答案】 AC3. 如右图

25、所示，开始时矩形线圈平面与匀强磁场的方向垂如右图所示，开始时矩形线圈平面与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外。若要使线圈中产生直，且一半在磁场内，一半在磁场外。若要使线圈中产生感应电流，下列做法中可行的是感应电流，下列做法中可行的是()A以以ab边为轴转动边为轴转动B以以bd边为轴转动边为轴转动(转动的角度小于转动的角度小于60)C以以bd边为轴转动边为轴转动90后，增大磁感应强度后，增大磁感应强度D以以ac边为轴转动边为轴转动(转动的角度小于转动的角度小于60)【解析【解析】 以以ab边为轴转动边为轴转动角，磁通量由角，磁通量由 BS变为变为 BScos ，产生感应电流；以，产

26、生感应电流；以bd边为轴转动边为轴转动(转动的角度转动的角度小于小于60)，有效面积不变，磁通量不变，不产生感应电流；，有效面积不变，磁通量不变，不产生感应电流；以以bd边为轴转动边为轴转动90后，增大磁感应强度，没有磁感线穿过后，增大磁感应强度，没有磁感线穿过线圈，磁通量始终为零，不产生感应电流；以线圈，磁通量始终为零，不产生感应电流；以ac边为轴转动边为轴转动角角(转动的角度小于转动的角度小于60)，有效面积减小，磁通量减小，有效面积减小，磁通量减小，产生感应电流。应选产生感应电流。应选A、D。【答案【答案】 AD4电阻电阻R、电容、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，线圈的正上方，N极朝下，如右图所示。现使磁铁开始自由极朝下，如右图所示。现使磁铁开始自由下落，在下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和的电流方向和电容器极板的带电情况是电容器极板的带电情况是()A从从a到到b，上极板带正电，上极板带正电 B从从a到到b，下极板带正电，下极板带正电C从从b到到a，上极板带正电，上极板带正电 D从从b到到a，下极板带正电，下极板带正电【解析【解析】 在在N极接近线圈上端