1第一讲　电磁感应现象　楞次定律

第十章电磁感应[新高考课程标准]1．知道磁通量。了解电磁感应现象，了解产生感应电流的条件。知道电磁感应现象的应用及其对现代社会的影响。2．理解楞次定律。3．理解法拉第电磁感应定律。4．了解自感现象和涡流现象。能举例说明自感现象和涡流现象在生产生活中的应用。实验十三：探究影响感应电流方向的因素[考情分析及命题规律]第一讲电磁感应现象楞次定律知识梳理辨析PART01第一部分一、磁通量1．概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向____________的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量。2．公式：Φ＝__________。3．公式的适用条件(1)匀强磁场。(2)S为垂直磁场的______________。4．磁通量是____________(选填“标量”或“矢量”)。垂直BS

有效面积标量5．磁通量变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1。6．磁通量的意义(1)磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数。(2)同一线圈平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量__________；当它跟磁场方向平行时，磁通量为________；当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的磁感线条数一样多时，磁通量为________。最大0

0

【正误判断】1．(1)磁通量大小与线圈匝数有关。(

)(2)磁通量是标量，但有正负，正负只表示磁感线从闭合回路的哪个面穿过。(

)×√二、电磁感应现象1．定义：当穿过闭合导体回路的____________发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。这种利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应。2．产生电磁感应现象的条件：穿过闭合电路的____________发生变化或闭合电路的一部分导体在磁场内做________________________的运动。3．实质：产生__________________。如果电路闭合，则有感应电流；如果电路不闭合，则只有________________而无感应电流。4．能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为__________。磁通量磁通量切割磁感线感应电动势感应电动势电能【正误判断】2．(1)只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，回路中就有感应电流产生。(

)(2)当导体做切割磁感线运动时，一定产生感应电流。(

)(3)当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势。(

)×√×三、感应电流方向的判定1．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____________引起感应电流的____________的变化。(2)适用范围：一切电磁感应现象。阻碍磁通量2．右手定则(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从__________进入，并使拇指指向______________的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。(2)适用情况：导线________________产生感应电流。掌心导线运动切割磁感线【正误判断】3．(1)感应电流的磁场总是与原磁场相反。(

)(2)感应电流的磁场总是阻止引起感应电流的磁通量的变化。(

)(3)楞次定律与右手定则都可以判断感应电流方向，二者没有什么区别。(

)×××考点深度探究PART02第二部分考点一磁通量和电磁感应现象1．对磁通量的理解(1)S为有磁感线穿过的有效面积。(2)任何一个面都有正、反两面，磁感线从正面穿入时，穿过该面的磁通量为正；反之，磁通量为负。所求磁通量为正、负磁通量的代数和。(3)穿过某一平面的磁感线净条数越多，磁通量越大。2．感应电动势的产生条件穿过闭合电路的磁通量发生变化，即ΔΦ≠0。3．常见的产生感应电流的三种情况考向1对磁通量的理解

(2024·江苏扬州阶段练)如图所示，在通电螺线管外有A、B两个大小不同的圆环，穿过A环的磁通量ΦA与穿过B环的磁通量ΦB的关系是(

)A.ΦA>ΦB

B．ΦA<ΦBC.ΦA＝ΦB D．不能确定√[解析]

通电螺线管磁场分布与条形磁铁类似，根据右手螺旋定则和磁感线的分布情况可知，螺线管内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下。由于磁感线是闭合曲线，螺线管内部的磁感线条数等于螺线管外部磁感线的总条数，而螺线管外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的螺线管外部向下的磁感线将螺线管内部向上的磁感线抵消一部分，A的面积小，抵消较少，则穿过其磁通量较大，所以ΦA>ΦB，故A正确，B、C、D错误。考向2判断是否产生感应电流

(2024·江苏徐州阶段练)兴趣小组利用多匝线圈和灵敏电流计制作了一个简易的电流探测仪，用于检测埋在地下的通电导线，如图(a)所示。地面表层有两根由绝缘皮包裹的垂直长导线AB、CD，如图(b)所示。当线圈水平放置沿A1B1快速移动，电流计指针不偏转。当线圈水平放置沿C1D1方向快速移动，电流计指针偏转。下列说法正确的是(

)A.两根导线中都有电流B.两根导线中都无电流C.AB中无电流，CD中有电流D.AB中有电流，CD中无电流√[解析]

当线圈水平放置沿A1B1快速移动时，电流计指针不偏转，说明线圈中磁通量不变，直导线CD中无电流。当线圈沿C1D1方向快速移动，电流计指针偏转，说明线圈中磁通量有变化，则直导线AB中有电流，故D正确，A、B、C错误。判断能否产生感应电流，关键是看穿过闭合回路的磁通量是否发生了变化。磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1主要有下列四种形式：1．S、θ不变，B改变，则ΔΦ＝ΔB·Ssinθ。2．B、θ不变，S改变，则ΔΦ＝ΔS·Bsinθ。3．B、S不变，θ改变，则ΔΦ＝BS(sinθ2－sinθ1)。4．B、S、θ中的两个或三个量同时变化引起磁通量的变化。考点二感应电流方向的判断1．楞次定律中“阻碍”的含义2．感应电流方向判断的两种方法法一：用楞次定律判断

法二：用右手定则判断该方法适用于部分导体切割磁感线。判断时注意掌心、拇指、四指的方向：(1)掌心——磁感线垂直穿入；(2)拇指——指向导体运动的方向；(3)四指——指向感应电流的方向。考向1用楞次定律判断感应电流的方向

(2023·高考海南卷，T6)汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd，埋在地下的线圈分别为1、2，通上顺时针(俯视)方向电流，当汽车经过线圈时(

)A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上B.汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcdC.汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcdD.汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同√[解析]

由右手螺旋定则可知，线圈1、2形成的磁场方向都是竖直向下的，A错误；汽车进入线圈1时，线圈abcd中向下的磁通量增大，由楞次定律可判断，线圈abcd中的感应电流方向与线圈1反向，即感应电流方向为adcb，同理，汽车离开线圈1时，线圈abcd中向下的磁通量减小，线圈abcd中的感应电流方向是顺时针，即感应电流方向为abcd，故B错误，C正确；安培力为阻力，与速度方向相反，D错误。

(2024·湖南衡阳市联考)如图所示，两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反，金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生逆时针方向感应电流的是(

)A.同时增大B1，减小B2B.同时减小B1，增大B2C.同时以相同的变化率增大B1和B2D.同时以相同的变化率减小B1和B2√[解析]

由于两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反，金属圆环的直径与两磁场的边界重合，变化前金属圆环的磁通量为0，要使环中产生感应电流，金属圆环的磁通量一定增大，并且环中产生逆时针方向的感应电流，感应电流产生的感应磁场方向垂直于纸面向外，根据楞次定律可知，金属圆环的磁通量变化只能向里增大，可能的变化如下：①B1和B2同时增大，B1增大比B2增大快；②B1和B2同时减小，B1减小比B2减小慢；③同时增大B1，减小B2，故A正确，B错误；同时以相同的变化率增大B1和B2或同时以相同的变化率减小B1和B2，金属圆环的磁通量始终为0，不会产生感应电流，故C、D错误。【跟踪训练1】(2024·江苏徐州市高考考前模拟)固定的长直导线附近有一个矩形线框，它们处于同一光滑水平面上，俯视图如图所示。导线中通有向右的电流，下列说法正确的是(

)A.电流在线框所在位置处产生的磁场方向垂直于纸面向里B.若导线中电流突然减弱，线框将远离长直导线C.若线框平行于长直导线向右运动，线框中将产生逆时针方向的电流D.若线框以一定的初速度远离长直导线，其受到的安培力将保持不变√解析：根据安培定则可知，其电流在线框所在处产生的磁场方向垂直于纸面向里，故A正确；当导线中电流突然减弱，电流周围相同位置处的磁场也减小，由楞次定律知，感应电流产生的磁场要阻碍其减小，即线框将靠近直导线，故B错误；若线框平行于长直导线向右运动，则穿过线框的磁通量未发生变化，所以线框中没有感应电流，故C错误；当线框以一定的初速度远离长直导线时，线框所处位置的磁感应强度减弱，所以其所受的安培力减小，故D错误。√考向2用右手定则判断感应电流的方向

(2023·高考江苏卷，T8)如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动。O、A、C点电势分别为φO、φA、φC，则(

)A.φO>φC

B．φC>φAC.φO＝φA D．φO－φA＝φA－φC[解析]

导体棒OA段旋转切割磁感线，根据右手定则可知φO>φA；AC段不切割磁感线，属于等势体，则φA＝φC，故φO>φA＝φC，A正确，B、C、D错误。命题特点：题目以“导体棒转动切割磁感线”为命题情境，主要考查了右手定则、部分导体切割磁感线感应电动势的求解等知识。复习建议：一轮复习中应该深入理解公式中物理量的物理意义，电磁感应现象的分析一定要注意有效磁场的面积和导体切割磁感线的有效长度。考点三楞次定律推论的应用楞次定律可以推广为感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因。列表说明如下：

(2024·北京丰台区二模)某实验小组的同学用如图所示的装置研究电磁感应现象，软铁环上绕有M、N两个线圈，M线圈与电源和滑动变阻器相连，N线圈与电流表相连，闭合开关S的瞬间，观察到电流表指针向右偏转。下列说法正确的是(

)A.闭合S后，滑片P匀速向上滑动的过程中，电流表指针不偏转B.闭合S后，滑片P加速向上滑动的过程中，电流表指针向左偏转C.断开S的瞬间，电流表指针不发生偏转D.断开S的瞬间，电流表指针向右偏转√[解析]

闭合S后，滑片P匀速向上滑动的过程中，线圈M中电流逐渐减小，线圈N中磁通量逐渐减小，电流表指针向左偏转，故A错误；闭合S后，滑片P加速向上滑动的过程中，线圈M中电流逐渐减小，线圈N中磁通量逐渐减小，电流表指针向左偏转，故B正确；断开S的瞬间，线圈M中电流变为零，线圈N中磁通量减小，电流表指针向左偏转，故C、D错误。

(2024·江苏泰州阶段练)国产航母福建舰上的舰载飞机起飞实现了先进的电磁弹射技术。电磁驱动原理示意图如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同。已知铜的电阻率较小，不计所有接触面间的摩擦，则闭合开关S的瞬间(

)A.铝环向右运动，铜环向左运动B.铝环和铜环都向右运动C.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力D.从左向右看，两环中的感应电流均沿逆时针方向√[解析]

根据楞次定律中的“增离减靠”可知，闭合开关的瞬间，铝环向左运动，铜环向右运动，A、B错误；同时由于铜环的电阻率较小，铜环中产生的感应电流较大，铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力，C正确；根据楞次定律和安培定则可知，从左向右看，两环中的感应电流均沿顺时针方向，D错误。

(2024·江苏南京阶段练)如图所示，圆形金属线圈放置于粗糙的水平面上，磁场方向垂直于线圈平面向里，磁感应强度按B＝kt(k>0)规律变化，线圈始终保持静止，下列说法正确的是(

)A.线圈中产生逆时针方向的感应电流B.线圈有扩张的趋势C.线圈有向右运动的趋势D.线圈中的张力保持不变√[解析]

原磁场在随时间增加，所以线圈中感应电流激发的磁场方向与原磁场方向相反，感应电流产生的磁场垂直于纸面向外，根据安培定则可以判定线圈中产生的感应电流方向为逆时针方向，A正确；根据左手定则可知线圈受到的安培力指向圆心，因此线圈有收缩的趋势，B错误；整个线圈所受安培力合力为零，线圈不会有向右运动的趋势，C错误；根据法拉第电磁感应定律可知线圈中的感应电流大小不变，因为磁感应强度B在变大，因此线圈中的张力在逐渐增大，D错误。【跟踪训练2】

绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，其圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。当条形磁铁沿水平方向向右移动时，圆环始终未动。若圆环的质量为m，桌面对它的支持力为FN。在此过程中(

)A.FN小于mg，圆环有向右的运动趋势B.FN小于mg，圆环有向左的运动趋势C.FN大于mg，圆环有向右的运动趋势D.FN大于mg，圆环有向左的运动趋势√解析：当条形磁铁