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专题九 电磁感应,第1讲,电磁感应现象 楞次定律,一、电磁感应现象,1.磁通量,乘积,磁感线条数,BScos ,(1)定义:在匀强磁场中,磁感应强度 B 与垂直于磁场方向 的面积 S 的_叫做穿过这个平面的磁通量,简称磁通. (2)意义:穿过某一面积的_的多少. (3)定义式:_,式中 Scos 为面积 S 在垂直 于磁场方向的平面上投影的大小,是 S 所在平面的法线方向与 磁场方向的夹角.,(4)磁通量是_,有正负,其正负表示与规定的正方 向是相同还是相反.若磁感线沿相反方向穿过同一平面,且正向 磁感线条数为1,反向磁感线条数为2,则总磁通量1 ,2.,(5)单位:韦伯,符号是 Wb.1 Wb1 Tm2.,标量,2.电磁感应,磁通量,电磁感应,感应电流,(1)定义:只要穿过闭合回路的_发生变化, 闭合回路中就有电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做 _,产生的电流叫做_.,(2)条件:闭合回路中的_发生变化.,磁通量,【基础检测】 1.(2014 年新课标全国卷)在法拉第时代,下列验证“由,磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是(,),A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观 察电流表的变化 B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观 察电流表的变化 C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线 圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化 D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在 给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化 答案:D,二、楞次定律和右手定则,1.楞次定律,感应电流,(1)内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总 要阻碍引起_的磁通量的变化. (2)适用情况:所有电磁感应现象.,2.右手定则,垂直,掌心,导线运动,感应电流,(1)内容:伸开右手,让大拇指与四指_,并与手 掌在同一平面内,让磁感线垂直穿过_,大拇指指向 _的方向,其余四指所指方向即为_的方向. (2)适用情况:导线切割磁感线产生感应电动势.,【基础检测】 2.如图 9-1-1 所示,一圆形金属线圈放置在水平桌面上,匀 强磁场垂直桌面竖直向下,过线圈上 A 点作切线 OO,OO 与线圈在同一平面上.在线圈以 OO为轴翻转 180的过程中,,线圈中电流流向(,),A.始终由 ABCA B.始终由 ACBA,图 9-1-1,C.先由 ACBA 再由 ABCA D.先由 ABCA 再由 ACBA 答案:A,考点 1 对磁通量的理解与计算 重点归纳,1.BS 只适用于磁感应强度 B 与面积 S 垂直的情况. 2.多匝线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关. 3.总磁通量求法,先规定某个方向的磁通量为正,反方向的磁通量为负,然,后求该平面内各个方向的磁通量的代数和.,【考点练透】 1.如图 9-1-2 所示,正方形线圈 abcd 位于纸面内,边长为 L, 匝数为 N,过 ab 中点和 cd 中点的连线 OO恰好位于垂直纸面 向里的匀强磁场的右边界上,磁感应强度为 B,则穿过线圈的,磁通量为(,),图 9-1-2,BL2 A. 2,B.,NBL2 2,C.BL2,D.NBL2,答案:A,考点 2 楞次定律 感应电流方向的判定 重点归纳,1.楞次定律中“阻碍”的含义,2.判断感应电流方向的两种方法 方法一 用楞次定律判断,方法二 用右手定则判断,该方法适用于切割磁感线产生的感应电流.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.,典例剖析 例 1:如图 9-1-3 所示,一个闭合的轻质圆环穿在一根光滑 的水平绝缘杆上,当条形磁铁的 N 极自右往左向圆环中插去时,,圆环将如何运动(,),图 9-1-3,A.向左运动 C.先向左,再向右,B.向右运动 D.先向右,再向左,思维点拨:对电磁感应中的相对运动问题,楞次定律的“阻 碍”的本质是阻碍相对运动,即“来拒去留”,由此可以大大 简化问题的分析过程.另外,圆环向左运动的速度一定比磁铁的 运动速度小,虽有阻碍,但磁通量仍然在增加.,解析:方法一:根据楞次定律的最原始表述,原磁场穿过 圆环的磁感线方向向左,磁铁向左运动,穿过圆环的磁通量增 加,所以感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,根据右手螺 旋定则,感应电流的方向在圆环前半圈向下.此环形电流的磁场 与条形磁铁相互排斥,所以圆环向左运动.,方法二:根据相对运动中的楞次定律,原磁场与圆环之间 有相对运动时,感应电流的磁场要阻碍这种相对运动,结果相 互间形成的是排斥力,所以当原磁场相对圆环向左运动时,圆 环在排斥力的作用下,必定要向左运动.,答案:A,备考策略:如果问题不涉及感应电流的方向,则用楞次定 律的推广含义进行研究,可以使分析问题的过程简化.如果问题 涉及感应电流的方向,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流的方向;若是回路中的一部分导体做 切割磁感线运动产生感应电流,用右手定则判断较为简单.,【考点练透】 2.如图 9-1-4 所示,ef、gh 为两水平放置的相互平行的金属 导轨,ab、cd 为搁在导轨上的两金属棒,与导轨接触良好且无 摩擦.当一条形磁铁向下靠近导轨时,关于两金属棒的运动情况,的描述正确的是(,),A.不管下端是何极性,两棒均向外相互远离 B.不管下端是何极性,两棒均相互靠近 C.如果下端是 N 极,两棒向外运动,如 果下端是 S 极,两棒相向靠近 D.如果下端是 S 极,两棒向外运动,如,果下端是 N 极,两棒相向靠近,图 9-1-4,解析:当磁铁靠近导轨时,穿过导轨与金属棒组成的回路 的磁通量增加,根据楞次定律,回路中产生的感应电流阻碍其 磁通量的增加,故使闭合回路的面积有缩小的趋势,即两棒均 相互靠近,选项 B 正确.,答案:B,考点 3 右手定则、左手定则和安培定则 重点归纳,1.三个定则的区别,2.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,阻碍“相对运动”的依据.,(3)有些综合问题中,有时要同时应用三个定则.,典例剖析 例 2:(多选)如图 9-1-5 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 在外力作用下运动时,,),MN 在磁场力作用下向右运动,则 PQ 所做的运动可能是( A.向右加速运动 B.向左加速运动 C.向右减速运动,D.向左减速运动,图 9-1-5,思维点拨:此题可用倒推法,即假设选项的条件,然后得 出现象,看它是否与题中描述的现象相同,若相同,则正确, 若不同,则错误.也可通过判断 L1 的感生磁场方向(向上),进而 判断要产生这样的感生磁场,L2 的磁场应如何变化(向上减小或 向下增加,即“增反减同”),由此可确定 L2 中的电流方向和大 小变化情况,进而确定 PQ 的运动情况.,解析:由右手定则,若 PQ 向右加速运动,穿过 L1 的磁通 量向上且增加,由楞次定律和左手定则可判断 MN 向左运动, 故A 错误;若 PQ 向左加速运动,情况正好和A 相反,故B 正,确;若 PQ 向右减速运动,由右手定则,穿过 L1 的磁通量向上 且减小,由楞次定律和左手定则可判断 MN 向右运动,故 C 正 确;若 PQ 向左减速运动,情况恰好和 C 相反,故 D 错误.,答案:BC,备考策略:三个定则容易相混,特别是左、右手易错,关,键是抓住因果关系:,(1)因电而生磁(IB)安培定则.,(2)因动而生电(v、BI 安)右手定则. (3)因电而受力(I、BF 安)左手定则.,【考点练透】 3.(2014 年大纲卷)很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放, 形成一很长的竖直圆筒.一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置, 其下端与圆筒上端开口平齐.让条形磁铁从静止开始下落,条形,磁铁在圆筒中的运动速率(,),A.均匀增大 B.先增大,后减小 C.逐渐增大,趋于不变 D.先增大,再减小,最后不变 答案:C,4.(2016 年湖北武汉名校联考)如图 9-1-6 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,向分别是(,),甲,A.顺时针,向左 C.顺时针,向右,乙 图 9-1-6 B.逆时针,向右 D.逆时针,向左,线右侧磁场的方向垂直纸面向里,电流逐渐增大,则磁场逐渐 增强,根据楞次定律,金属线框中产生逆时针方向的感应电流. 根据左手定则,金属线框左边受到的安培力方向向右,右边受 到的安培力向左,离导线越近,磁场越强,则左边受到的安培 力大于右边受到的安培力,所以金属线框所受安培力的合力方 向向右,故 B 正确,A、C、D 错误.,答案:B,易错点 忽略磁通量的正负号导致错误 例 3:如图 9-1-7 所示,通有恒定电流的导线与闭合金属框 abcd 共面,第一次将金属框由位置平移到位置,第二次将 金属框由位置绕 cd 边翻转到位置,设先后两次通过金属框,),的磁通量变化分别为1 和2,则( A.12 B.12 C.12 D.12,图 9-1-7,正解分析:设线框在位置、时的磁通量分别为1、2, 直线电流产生的磁场在处比在处要强,12.将线框从位 置平移到位置,磁感线是从线框的同一面穿过的,所以1 |21|12 ;将线框从位置绕 cd 边翻转到位置, 磁感线分别从线框的正、反两面穿过,所以2|(2)1| 12.故选 A.,答案:A,指点迷津:磁通量BScos ,公式中是线圈所在平面的 法线与磁感线方向的夹角.若90时,为正;若90时, 为负,所以磁通量有正负之分,磁通量的正负符号既不表示 大小关系,也不表示方向,只为处理问题方便而使用.解题时易 忽略磁通量的正负而导致错误.,【触类旁通】 如图 9-1-8 所示,两个金属圆环同心放置,条形磁体穿过 圆心且与两环平面垂直,通过两圆环的磁通量a、b的关系为,(,),图 9-1-8,A.ab B.ab C.ab D.不能确定,解析:在磁铁内部,向上穿过两环的磁通量相同,取之为 上.由条形磁体的磁场特点,向下穿过b环的磁通量 b下大于向 下穿过 a 环的磁通量a下.则总磁通量a上a下,b 上 b下,则ab.,答案:A,
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