第十二章第讲电磁感应现象楞次定律

第十二章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律学习目标学后评价1.理解电磁感应现象,会用感应电流产生条件判断有无感应电流产生完成□继续□2.通过实验理解感应电流方向的判断方法,会用楞次定律及推论判断感应电流方向等问题完成□继续□3.能综合应用安培定则、左手定则、楞次定律及其推论解决问题完成□继续□考点一电磁感应现象的理解和判断【核心要点】1.判断感应电流有无的方法2.磁通量变化的常见情况B与S垂直B不变S变化ΔΦ=B·ΔSB变化S不变ΔΦ=ΔB·SB变化S变化ΔΦ=B2·S2-B1·S1B与S夹角θ≠πB与S不变θ变化ΔΦ=BS·(sinθ2-sinθ1)3.产生感应电流的三种常见情况【典例剖析】角度1磁通量【典例1】(2024·宁波模拟)如图所示,空间水平固定一条形磁体,有三个金属圆环a、b、c,则()A.若圆环a由条形磁体的N极通过条形磁体移到S极,通过圆环a的磁通量一直在减小B.若垂直于地面的圆环b从条形磁体的中央位置竖直下落,通过圆环b的磁通量变大C.若在条形磁体附近,环面平行于地面的圆环c从条形磁体右边的位置1下降到位置3,通过圆环c的磁通量先减小后增大D.若在条形磁体附近,圆环c从条形磁体右边的位置1,沿着水平方向移到磁体左边,通过圆环c的磁通量先增大后减小【解析】选C。磁体内部的磁场方向与磁体外部的磁场方向相反,圆环a由条形磁体的N极通过条形磁体移到S极,由于磁体内部的磁感线均穿过圆环a,且磁体外部穿过的磁感线条数先减少后增多,故此过程磁通量先增大后减小,故A错误;垂直于地面的圆环b从条形磁体的中央位置竖直下落,离磁体变远,磁场变弱,穿过圆环b的磁感线条数变少,磁通量变小,故B错误;圆环c从1到2过程中,穿过圆环的磁通量减小,到2位置时,磁感线几乎与圆环平行,磁通量最小,从2到3穿过圆环c的磁通量增大,故C正确;圆环c移到磁体中间上方时,磁感线与圆环平面平行,穿过圆环的磁通量最小,所以圆环c从右向左移动过程中,磁通量先减小再增大,故D错误。角度2感应电流产生的条件【典例2】(2025·云南适应性测试)法拉第在日记中记录了其发现电磁感应现象的过程,某同学用现有器材重现了其中一个实验。如图所示,线圈P两端连接到灵敏电流计上,线圈Q通过开关S连接到直流电源上。将线圈Q放在线圈P的里面后,则()A.开关S闭合瞬间,电流计指针发生偏转B.开关S断开瞬间,电流计指针不发生偏转C.保持开关S闭合,迅速拔出线圈Q瞬间,电流计指针发生偏转D.保持开关S闭合,迅速拔出线圈Q瞬间,电流计指针不发生偏转【解析】选A、C。开关S闭合瞬间,通过线圈Q的电流增加,则穿过线圈P的磁通量增加,则P中会产生感应电流,即电流计指针发生偏转,选项A正确;开关S断开瞬间,通过线圈Q的电流减小,则穿过线圈P的磁通量减小,则P中会产生感应电流,即电流计指针发生偏转,选项B错误;保持开关S闭合,迅速拔出线圈Q瞬间,则穿过线圈P的磁通量减小,则P中会产生感应电流,即电流计指针发生偏转,选项C正确,D错误。考点二判断感应电流方向的两种方法【核心要点】1.由楞次定律判断感应电流方向【提醒】楞次定律中“阻碍”的含义2.由右手定则判断感应电流方向部分导体切割磁感线时该方法适用。判断时注意掌心、四指、拇指的方向:【典例剖析】角度1感应电流方向的判断【典例3】(2024·江苏选择考)如图所示,在绝缘的水平面上,有闭合的两个线圈a、b,线圈a处在匀强磁场中,现将线圈a从磁场中匀速拉出,线圈a、b中产生的感应电流方向分别是()A.顺时针,顺时针 B.顺时针,逆时针C.逆时针,顺时针 D.逆时针,逆时针【解析】选A。线圈a从磁场中匀速拉出的过程中,穿过a线圈的磁通量在减小,则根据楞次定律可知a线圈的电流方向为顺时针,由于线圈a从磁场中匀速拉出,则a中产生的电流为恒定电流,则线圈a靠近线圈b的过程中线圈b的磁通量在向外增大,同理可得线圈b产生的电流方向为顺时针。故选A。角度2“三个定则、一个定律”的综合应用【典例4】如图所示,金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路,金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动,则()A.ab棒不受安培力作用B.ab棒所受安培力的方向向右C.ab棒向右运动速度v越大,所受安培力越大D.通电螺线管A端为N极【解析】选C。金属棒ab向右运动切割磁感线,根据右手定则判断感应电流方向由b→a,再根据左手定则判断棒所受安培力水平向左,故A、B错误;ab的速度越大,感应电流越大,所受安培力就越大,C正确;根据安培定则可判定螺线管的B端为N极,A端为S极,D错误。考点三楞次定律的推广应用【核心要点】楞次定律中“阻碍”的推广内容例证阻碍原磁场变化——“增反减同”磁铁靠近,B感与B原反向,二者相斥;磁铁远离,B感与B原同向,二者相吸阻碍相对运动——“来拒去留”使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”P、Q是光滑固定导轨,a、b是可移动金属棒,磁铁下移,面积应减小,a、b靠近B减小,线圈扩张阻碍原电流变化——“增反减同”I1增大时,环B中的感应电流方向与I1相反;当I1减小时,环B中的感应电流方向与I1相同【典例剖析】角度1增反减同【典例5】(2025·四川适应性测试)如图,水平面MN下方存在垂直纸面向里的匀强磁场,纸面为竖直平面。不可形变的导体棒ab和两根可形变的导体棒组成三角形回路框,其中ab处于水平位置,框从MN上方由静止释放,框面始终在纸面内框落入磁场且ab未到达MN的过程中,沿磁场方向观察,框的大致形状及回路中的电流方向为 ()【解析】选C。由楞次定律“增反减同”可知回路框中感应电流方向为逆时针,根据左手定则可知左侧导体棒所受安培力斜向右上方,右侧导体棒所受安培力斜向左上方。角度2来拒去留【典例6】如图所示,质量为m的铜质闭合线圈静置于粗糙水平桌面上。当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈,沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时,线圈始终保持不动。则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况,以下判断正确的是()A.FN先大于mg,后小于mgB.FN一直大于mgC.Ff先向左,后向右D.线圈中的电流方向始终不变【解析】选A。根据“来拒去留”的原理,磁铁靠近线圈时受到斜向上的斥力,由牛顿第三定律知,线圈受到斜向下的斥力,故它受到的支持力FN大于重力mg;磁铁远离线圈时受到斜向下的引力作用,线圈受到斜向上的引力,支持力FN小于重力mg,故A正确,B错误;整个过程磁铁对线圈的作用力都有向右的分量,即线圈有向右运动的趋势,摩擦力的方向始终向左,C错误;由于线圈中的磁通量先变大后变小,方向不变,故线圈中电流方向发生变化,D错误。角度3增缩减扩【典例7】如图,某教室墙上有一朝南的钢窗,将钢窗右侧向外打开,以推窗人的视角来看,窗框中产生()A.顺时针电流,且有收缩趋势