91电磁感应 楞次定律的应用Word文件下载.docx
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（2）适用范围：
一切电磁感应现象．
2．右手定则
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感应电流的方向．
（2）适用情况：
导体切割磁感线产生感应电流．
（1）感应电流的磁场一定和引起感应电流的磁场方向相反．（×
）
（2）感应电流并不能“阻止”磁通量的变化．（√）
1．如图所示，能产生感应电流的是（ ）
【解析】 A图中线圈没闭合，无感应电流；
B图中磁通量增大，有感应电流；
C图中导线在圆环的正上方，不论电流如何变化，穿过线圈的磁通量恒为零，无感应电流；
D图中的磁通量恒定，无感应电流．故选B.
【答案】 B
2.
图9－1－1
如图9－1－1所示，一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，环中的感应电流（自左向右看）（ ）
A．沿顺时针方向
B．先沿顺时针方向后沿逆时针方向
C．沿逆时针方向
D．先沿逆时针方向后沿顺时针方向
【解析】 条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，向右的磁通量一直增加，根据楞次定律，环中的感应电流（自左向右看）为逆时针方向，C对．
【答案】 C
3．如图9－1－2所示，绝缘水平面上有两个离得很近的导体环a、b.将条形磁铁沿它们的正中向下移动（不到达该平面），a、b将如何移动（ ）
图9－1－2
A．a、b将相互远离
B．a、b将相互靠近
C．a、b不动
D．无法判断
【解析】 根据Φ＝BS，条形磁铁向下移动过程中B增大，所以穿过每个环中的磁通量都有增大的趋势．由于S不可改变，为阻碍磁通量增大，导体环会尽量远离条形磁铁，所以a、b将相互远离．
【答案】 A
4．（多选）（2013·
新课标全国卷Ⅱ）在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要的作用．下列叙述符合史实的是（ ）
A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系
B．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说
C．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流
D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
【解析】 奥斯特发现了电流的磁效应，说明电和磁之间存在联系，选项A正确；
安培总结了电流周围磁场方向的规律，根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，选项B正确；
法拉第在实验中观察到，在通有变化电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流，选项C错误；
楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，选项D正确．
【答案】 ABD
5．（2011·
上海高考）如图9－1－3，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a（ ）
图9－1－3
A．顺时针加速旋转 B．顺时针减速旋转
C．逆时针加速旋转D．逆时针减速旋转
【解析】 由楞次定律知，欲使b中产生顺时针电流，则a环内磁场应向里减弱或向外增强，a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速，由于b环又有收缩趋势，说明a环外部磁场向外，内部向里，故选B.
考点一[73] 电磁感应现象能否发生的判断
一、磁通量的物理意义
1．磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数．
2．同一平面内，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大；
当它跟磁场方向平行时，磁通量为零；
当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时，磁通量为零．
二、磁通量发生变化的三种常见情况
1．磁场强弱不变，回路面积改变．
2．回路面积不变，磁场强弱改变．
3．回路面积和磁场强弱均不变，但二者的相对位置发生改变．
三、判断流程
1．确定研究的闭合回路．
2．弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量Φ.
3.
——————[1个示范例]——————
图9－1－4
如图9－1－4所示，闭合圆导线线圈放置在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行，其中ac、bd分别是平行、垂直于磁场方向的两条直径．试分析线圈做如下运动时，能产生感应电流的是（ ）
A．使线圈在纸面内平动
B．使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动
C．使线圈以ac为轴转动
D．使线圈以bd为轴转动
【解析】 使线圈在纸面内平动、沿垂直纸面方向向纸外平动或以ac为轴转动，线圈中的磁通量始终为零，不变化，无感应电流产生；
以bd为轴转动时，线圈中的磁通量不断变化，能产生感应电流．所以D选项正确．
【答案】 D
——————[1个预测例]——————
现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图9－1－5所示连接．下列说法中正确的是（ ）
图9－1－5
A．电键闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转
B．线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转
C．电键闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度
D．电键闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转
【审题指导】 能够引起线圈B中磁通量发生变化的因素有三点：
（1）电键的闭合和断开．
（2）电键闭合后，线圈A插入或拔出．
（3）电键闭合后，滑片P左、右滑动．
【解析】 电键闭合后，线圈A插入或拔出都会引起穿过线圈B的磁通量发生变化，从而电流计指针偏转，选项A正确；
线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间，线圈B的磁通量会发生变化，电流计指针会偏转，选项B错误；
电键闭合后，滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动，都会导致线圈A的电流发生变化，线圈B的磁通量变化，电流计指针都会发生偏转，选项C、D错误．
考点二[74] 楞次定律的理解和应用
一、楞次定律中“阻碍”的含义
1．谁阻碍谁
感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化
2．阻碍什么
阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身
3．如何阻碍
当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；
当磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同”
4．阻碍效果
阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行
二、楞次定律的使用步骤
（2012·
上海高考）为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图9－1－6所示．已知线圈由a端开始绕至b端；
当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转．
图9－1－6
（1）将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转．俯视线圈，其绕向为________（填“顺时针”或“逆时针”）．
（2）当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，指针向右偏转．俯视线圈，其绕向为________（填“顺时针”或“逆时针”）．
【审题指导】
（1）由磁铁运动的方向确定磁通量的变化情况，由楞次定律确定线圈的N极、S极．
（2）由指针偏转的方向确定电流方向．由安培定则确定线圈导线的绕向．
【解析】
（1）将磁针N极向下插入L时，根据楞次定律L的上方应为N极．由电流计指针向左偏转，可确定L中电流由b端流入，根据安培定则，俯视线圈，电流为逆时针，线圈绕向为顺时针．
（2）将磁针远离L，由楞次定律，线圈L上方仍为N极，由于此时电流计指针向右偏转，可确定L中电流由a端流入．根据安培定则，俯视线圈，电流为逆时针，线圈绕向也为逆时针．
【答案】
（1）顺时针
（2）逆时针
楞次定律的推广
推广表述：
感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因．其具体方式为：
（1）阻碍原磁通量的变化——“增反减同”．
（2）阻碍相对运动——“来拒去留”．
（3）使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”．
（4）阻碍原电流的变化（自感现象）——“增反减同”．
（多选）如图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，其中表示正确的是（ ）
【解析】 先根据楞次定律“来拒去留”判断线圈的N极和S极．A中线圈上端为N极，B中线圈上端为N极，C中线圈上端为S极，D中线圈上端为S极，再根据安培定则确定感应电流的方向，A、B错误，C、D正确．
【答案】 CD
考点三[75] 一个定律、三个定则的综合应用
一、规律比较
基本现象
应用的规律
运动电荷、电流产生磁场
安培定则
磁场对运动电荷、电流的作用
左手定则
电磁
感应
部分导体做切割磁感线运动
右手定则
闭合回路磁通量变化
楞次定律
二、四种记忆方法
1．“因动而电”——用右手；
“因电而动”——用左手．
2．“通电受力用左手，运动生电用右手”．
3．“力”的最后一笔“
”方向向左，用左手；
“电”的最后一笔“
”方向向右，用右手．
4．直接记住“左力右感”．
图9－1－7
（2014·
青岛二中模拟）如图9－1－7所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，下面说法中正确的是（ ）
A．穿过线圈a的磁通量变大
B．线圈a有收缩的趋势
C．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流
D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大
【解析】 P向上滑动，回路电阻增大，电流减小，磁场减弱，穿过线圈a的磁通量变小，根据楞次定律，a环面积应增大，A、B错；
由于a环中磁通量减小，根据楞次定律知a环中感应电流应为俯视顺时针方向，C对；
由于a环中磁通量减小，根据楞次定律，a环有阻碍磁通量减小的趋势，可知a环对水平桌面的压力FN减小，D错．
如图9－1－8所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导线MN在导轨上向右加速滑动时，正对电磁铁A的圆形金属环B中（ ）
图9－1－8
A．有感应电流，且B被A吸引
B．无感应电流
C．可能有，也可能没有感应电流
D．有感应电流，且B被A排斥
【审题指导】
（1）导线MN切割磁感线运动时，应用右手定则来判断感应电流的方向．
（2）结合导线MN的运动情况判断电磁铁A的磁场变化及通过金属环B的磁通量的变化情况．
（3）利用楞次定律判断金属环B中电流方向及磁场方向，从而确定B的受力情况．
【解析】 MN向右加速滑动，根据右手定则，MN中的电流方向从N→M，且大小在逐渐变大，根据安培定则知，电磁铁A的左端为N极，且磁场强度逐渐增强，根据楞次定律知，B环中的感应电流产生的内部磁场方向向右，B被A排斥．故D正确．
楞次定律的推广应用——逆向思维法
一、方法概述
逆向思维法是指从事物正向发展的目标、规律的相反方向出发，运用对立的、颠倒的思维方式去思考问题的一种方法．
二、常见类型
1．运动形式的可逆性，如将匀减速运动看作反向的匀加速运动．
2．运用“执果索因”进行逆向思考，如通过感应电流产生的效果来推导产生的原因、感应电流的方向等．
三、解题思路
1．分析确定研究问题的类型是否能用逆向思维法解决．
2．确定逆向思维问题的类型．
3．通过转换研究对象或“执果索因”等逆向思维的方法确定求解思路．
图9－1－9
如图9－1－9所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时（ ）
A．P、Q将互相靠拢
B．P、Q将互相远离
C．磁铁的加速度仍为g
D．磁铁的加速度大于g
【解析】 解法一 根据楞次定律的另一表述：
感应电流效果总是要反抗产生感应电流的原因．本题中“原因”是回路中磁通量的增加，归根结底是因为磁铁靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近．所以，P、Q将互相靠拢且磁铁的加速度小于g，应选A.
解法二
设磁铁下端为N极，如图所示，根据楞次定律可判断出P、Q中的感应电流方向，根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向，可见，P、Q将相互靠拢．由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律知，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于g.当磁铁下端为S极时，根据类似的分析可得到相同的结论．所以，
本题应选A.
【答案】 A,
图9－1－10
（多选）如图9－1－10所示，质量为m的铜质小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、快速经过时，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mg
B．FN一直大于mg
C．Ff先向左，后向右
D．Ff一直向左
【解析】 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、快速经过时，线圈中磁通量先增大后减小，由楞次定律中“来拒去留”关系可知A、D正确，B、C错误．
【答案】 AD
⊙电磁感应现象和产生感应电流的条件
1.
图9－1－11
如图9－1－11所示，开始时矩形线圈平面与匀强磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外，若要线圈产生感应电流，下列方法中不可行的是（ ）
A．将线圈向左平移一小段距离
B．将线圈向上平移
C．以ab为轴转动（小于90°
D．以ac为轴转动（小于60°
【解析】 当线圈向左平移一小段距离时，穿过闭合电路abdc的磁通量变化（减小），有感应电流产生，A正确；
将线圈向上平移时，穿过闭合电路的磁通量不变，无感应电流，B错误；
以ab为轴转动小于90°
和以ac为轴转动小于60°
时，穿过闭合电路的磁通量都是从最大逐渐减小，故有感应电流，C、D正确．
图9－1－12
昆明二中检测）在图9－1－12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（ ）
A．a、b两个环 B．b、c两个环
C．a、c两个环D．a、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，故A对．
⊙楞次定律和右手定则
3.
图9－1－13
（多选）（2014·
北京西城区模拟）在北半球，地磁场的水平分量由南向北，竖直分量竖直向下．北京长安大街上，如图9－1－13所示，某人骑车从东往西行驶，则下列说法正确的是（ ）
A．自行车左车把的电势比右车把的电势高
B．自行车左车把的电势比右车把的电势低
C．图中辐条AB此时A端比B端的电势高
D．图中辐条AB此时A端比B端的电势低
【解析】 从东往西，车把切割地磁场的竖直分量，由右手定则知左车把电势高，而辐条切割水平分量，B端电势高，即A、D正确．
4.
图9－1－14
（多选）如图9－1－14所示，矩形闭合线圈放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁如图所示置于平板的正下方（磁极间距略大于矩形线圈的宽度）．当磁铁匀速向右通过线圈正下方时，线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向（从上向下看）是（ ）
A．摩擦力方向一直向左
B．摩擦力方向先向左、后向右
C．感应电流的方向顺时针→逆时针→顺时针
D．感应电流的方向顺时针→逆时针
【解析】 穿过线圈的磁通量先向上方向增加，后减少，当线圈处在磁铁中间时，磁通量先向下方向增加，后减少，所以感应电流的方向顺时针→逆时针→顺时针，故C正确，D错误；
根据楞次定律可以判断：
磁铁向右移动过程中，磁铁对线圈有向右的安培力作用，所以摩擦力方向向左，故A正确，B错误．
【答案】 AC
⊙楞次定律和左手定则的综合应用
5.
图9－1－15
如图9－1－15所示，闭合的矩形金属框abcd的平面与匀强磁场垂直，现在金属框固定不动而磁场运动，发现ab边所受安培力的方向为竖直向上，则此时磁场的运动方向可能是（ ）
A．水平向右平动
B．水平向左平动
C．竖直向上平动
D．竖直向下平动
【解析】 ab边受到的力向上，由左手定则可知，ab上电流的方向由b→a，由楞次定律可得，线框内的磁通量在增加，磁场向右运动，A项正确，B项错误；
当磁场上下运动时，线框内的磁通量不变化，不产生感应电流，C、D项错误．
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