第九章第一讲电磁感应现象楞次定律

1、1电磁感应现象() 2磁通量() 3法拉第电磁感应定律() 4楞次定律() 5自感、涡流(),本章考查的热点有楞次定律、法拉第电磁感应定律及应用，题型以选择题为主，也有本章知识与电路、力学、能量转化和守恒知识相结合进行综合考查 复习时应注意理解本章的基本概念和基本规律，抓住两个定律(楞次定律和法拉第电磁感应定律)和等效电路，理解并熟练掌握安培定则、左手定则、右手定则的应用条件及其所判断的物理量之间的因果关系,一、电磁感应现象 1产生感应电流的条件：穿过闭合电路的 发生 变化,2引起磁通量变化的常见情况 (1)闭合电路的部分导体做 运动，导致变； (2)线圈在磁场中 ，导致变； (3)线圈面积或

2、磁场 变化，导致变,磁通量,切割磁感线,转动,强弱,特别提醒电磁感应现象的实质是产生感应电动势，只有电路闭合时才产生感应电流,二、右手定则和楞次定律 1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 ；让 从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是 的方向 (2)适用情况：闭合电路的部分导体 产生感 应电流,平面内,磁感线,感应电流,切割磁感线,2.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)适用情况：所有 现象,阻碍,磁通量,电磁感应,(3)楞次定律的推广 对楞次定律中“阻碍”的含义

3、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： 阻碍原磁通量的变化“增反减同”； 阻碍相对运动“来拒去留”； 使线圈平面有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”； 阻碍原电流的变化(自感现象)“增反减同”,3安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的应用现 象对比,1. 处在磁场中的一闭合线圈，若没有产生感应电流，则可 以判定 () A线圈没有在磁场中运动 B线圈没有做切割磁感线运动 C磁场没有发生变化 D穿过线圈的磁通量没有发生变化,解析：要发生电磁感应现象，产生电流，必须是穿过线圈的磁通量发生变化，否则无感应电流只有D项正确,答案：D,2如图911所示，一个长直导线穿过圆环 导线的中心，并与圆环

4、导线平面垂直，当 长直导线中的电流逐渐减小时，圆环内将 () A没有感应电流 B有逆时针方向的感应电流(从上往下看) C有顺时针方向的感应电流(从上往下看) D有感应电流，但方向不好确定,解析：据安培定则可判断通电导线所产生的磁场是以导线为圆心的同心圆，故圆环导线所在平面与同心圆所在平面平行，圆环导线中磁通量始终为零，故没有感应电流A项正确,答案：A,3如图912所示，将一个矩形小线 圈放在一个大匀强磁场中，线圈平 面平行于磁感线，则线圈中有感应 电流产生的是 () A当矩形线圈做平行于磁感线的 平动 B当矩形线圈做垂直于磁感线的平行移动 C当矩形线圈绕AB边做转动时 D当矩形线圈绕BC边做转

5、动时,解析：当线圈平行于磁感线和垂直于磁感线平动时，线圈的磁通量均不变，不会有感应电流产生，A、B均错误；当矩形线圈绕AB轴转动时，其磁通量做周期性变化，线圈中有感应电流产生，C正确；但当以BC为轴转动时，线圈中的磁通量始终为零，不会产生感应电流，D错误,答案：C,4在图913所示的闭合铁芯 上绕有一组线圈，与滑动变 阻器、电池构成闭合电路，a、 b、c为三个闭合金属圆环，假 定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，则当滑动变阻器的滑片左、右滑动时，能产生感应电流的金属圆环是 () Aa、b两个环Bb、c两个环 Ca、c两个环 Da、b、c三个环,解析：当滑片左右滑动时，通过a、b的磁通量变化，而通

6、过c环的合磁通量始终为零，故a、b两环中产生感应电流，而c环中不产生感应电流,答案：A,5如图914所示是验证楞次定律实验的示意图，竖直 放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流 各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是 (),图914 A B C D,解析：根据楞次定律可确定感应电流的方向：对，当磁铁向下运动时：(1)闭合线圈原磁场的方向向上；(2)穿过闭合线圈的磁通量的变化增加；(3)感应电流产生的磁场方向向下；(4)利用安培定则判断感应电流的方向与图中箭头方向相同同理分析正确,

7、答案：C,典例启迪 例1如图915(甲)所示， 两个闭合圆形线圈A、B的圆 心重合，放在同一水平面内， 线圈A中通以如图915(乙) 所示的变化电流，t0时电流 方向为顺时针(如图中箭头所示)在t1t2时间内，对于线圈B，下列说法中正确的是 (),A线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势 B线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势 C线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势 D线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势,思路点拨解答本题时可按以下思路分析：,答案A,解析在t1t2时间内，通入线圈A中的电流是正向增大的，即逆时针方向增大的，其内部会产生增大的向外的磁场，穿过B的磁

8、通量增大，由楞次定律可判定线圈B中会产生顺时针方向的感应电流线圈B中电流为顺时针方向，与A中的电流方向相反，有排斥作用，故线圈B将有扩张的趋势,归纳领悟 楞次定律的使用步骤,题组突破 1电阻R、电容C与一线圈连成闭合 回路，条形磁铁静止于线圈的正 上方，N极朝下，如图916所 示现使磁铁开始自由下落，在 N极接近线圈上端的过程中，流 过R的电流方向和电容器极板的带电情况是 () A从a到b，上极板带正电 B从a到b，下极板带正电 C从b到a，上极板带正电 D从b到a，下极板带正电,解析：在N极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁感线方向向下，磁通量增大，由楞次定律可判定流过线圈的电流方向向下，外

9、电路电流由b流向a，同时线圈作为电源，下端应为正极，则电容器下极板电势高，带正电D项正确,答案：D,2如图917所示，在平面上有两 条相互垂直且彼此绝缘的长通电 直导线，以它们为坐标轴构成一 个平面直角坐标系四个相同的 闭合圆形线圈在四个象限中完全 对称地放置，两条导线中电流大 小与变化情况相同，电流方向如图所示，当两条导线中的电流都开始增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是 (),A线圈a中无感应电流 B线圈b中无感应电流 C线圈c中无感应电流 D线圈d中有逆时针方向的感应电流,解析：由安培定则判断磁场方向如右图 所示，故线圈a、c中有感应电流再根 据楞次定律可知线圈a中感应电流为

10、逆 时针，c中为顺时针，A、C错而线圈b、 d中合磁通量为零，无感应电流，B对D错,答案：B,典例启迪 例2一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 时，下列说法错误的是 () A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 C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 D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,思路点拨解答本题时应注意以下三个方面： (1)确定金属杆所在处的地磁场方向； (2)确定金属杆的运动方向； (3)感应电动势的方向即为右手

11、定则中四指的指向,解析：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，而飞机由西向东飞行时，杆上端电势高，故A、B对若飞机沿经过地磁极的那条经线由南向北或由北向南水平飞行时，杆均不切割磁感线，杆中不会产生感应电动势，故C错、D正确,答案： C,归纳领悟 (1)若导体不动，回路中磁通量变化，应该用楞次定律判 断感应电动势的方向而不能用右手定则 (2)若是导体做切割磁感线运动产生感应电动势，用右手 定则判断其方向较为简单，用楞次定律进行判定也可以，但较为麻烦,题组突破 3如图918所示，MN、GH为 平行导轨，AB、CD为跨在导轨 上的两根杆，导轨和横杆均为 导

12、体，有匀强磁场垂直于导轨 所在的平面，方向如图所示 用I表示回路中的电流，则 (),A当AB不动而CD向右滑动时，I0且沿顺时针方向 B当AB向左、CD向右滑动且速度相等时，I0 C当AB、CD都向右滑动且速度相等时，I0 D当AB、CD都向右滑动，且AB速度大于CD时，I0， 且沿逆时针方向,解析：选项A中，由右手定则可知，电流沿逆时针方向；选项B中，当AB向左、CD向右滑动时，回路ABDC的磁通量变化，I0；选项C中，当AB、CD都向右滑动且速度 相等时，回路ABDC的面积不变，磁通量不变化，I0；选项D中，AB、CD都向右滑动，AB速度大于CD时，回路ABDC的面积减小，磁通量变化，I0

13、.根据楞次定律，电流方向沿顺时针方向，故选C.,答案：C,4如图919所示，在磁感应强度大 小为B、方向竖直向上的匀强磁场中， 有一质量为m、阻值为R的闭合矩形 金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂 在O点，并可绕O点摆动金属线框 从右侧某一位置静止开始释放，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 (),Aabcda Bdcbad C先是dcbad，后是abcda D先是 abcda，后是dcbad,解析：线框从右侧开始由静止释放，穿过线框平面的磁通量逐渐减少，由楞次定律可得感应电流的方向为dcbad；线框过竖直位置继续向左摆动过程中

14、，穿过线框平面的磁通量逐渐增大，由楞次定律可得感应电流的方向仍为dcbad，故B正确,答案：B,典例启迪 例3如图9110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M和N，导轨电阻不 计，在导轨垂直方向上放着金属 棒ab，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 (),A当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，c 点电势高于d点 B当金属棒ab向右匀速运动时， a点电势高于b点，c 点与d点为等电势 C当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，c 点电势高于d点 D当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d 点电势高于c点,思

15、路点拨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向，从而判断电势的高低端,解析当金属棒ab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ab.根据电流从电源(ab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b点电势高于a点又左线圈中的感应电动势恒定，则感应电流也恒定，所以穿过右线圈的磁通量保持不变，不产生感应电流，c点与d点等电势，故A、B错误当金属棒ab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EBlv可知ab导体两端的E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

16、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c沿内电路(即右线圈)流向d，所以d点电势高于c点，故C错误，D正确,答案D,归纳领悟 (1)应用楞次定律判断感应电流方向的步骤 确定原磁场的方向； 明确回路中磁通量的变化情况； 应用楞次定律的“增反减同”，确定感应电流的磁场的方向； 应用安培定则，确定感应电流的方向,(2)楞次定律和右手定则的关系 从研究对象上说，楞次定律研究的是整个闭合回路，右手定则研究的

17、是闭合回路的一部分导体，即一段导体做切割磁感线的运动 从适用范围上说，楞次定律可应用于因磁通量变化引起感应电流的各种情况(包括一部分导体切割磁感线运动的情况)，右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况因此，右手定则是楞次定律的一种特殊情况,题组突破 5如图9111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在磁场力的作用下向右运动，则PQ 所做的运动可能是 () 向右加速运动向左加速运动 向右减速运动 向左减速运动 AB C D,答案： C,解析：当PQ向右运动时，用右手定则可判定PQ中感应电流的方向是由QP，由安培定则可知

18、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，用楞次定律可以判断流过MN的感应电流是从NM的，用左手定则可判定MN受到向左的安培力，将向左运动，可见选项不正确若PQ向右减速运动，流过MN的感应电流方向、感应电流所受的安培力的方向均将反向，MN向右运动，所以选项是正确的同理可判断项是正确的，项是错误的,6如图9112所示，在匀强磁 场中放有平行金属导轨，它与 大线圈M相连接，要使小线圈 N获得顺时针方向的感应电流， 则放在导轨上的祼金属棒ab的运动情况是(两线圈共面) () A向右匀速运动 B向左匀速运动 C向右减速运动 D向右加速运动,解析：欲使N线圈中产生顺时针的感应电流，感应电流的磁场方向应垂直于纸面向里，由楞次定律可知有两种情况：一是M中有顺时针方向的逐渐减小的电流，该电流产生的穿过N线圈的磁通量在减少；二是M中有逆时针方向的逐渐增大的电流，该电流产生的穿过N线圈的磁通量在增大因此，对于第一种情况，应使ab减速向右运动；对于第二种情况，应使ab加速向左运动当ab匀速运动时，在M中产生的感应电流是稳定的，穿过N线圈的磁通量不在变化，N中无感应电流,答案：C,7(2010巢湖模拟)如图9113所 示，螺线管的导线的两端与两平 行金