电磁感应现象楞次定律.docx
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电磁感应现象楞次定律
诚西郊市崇武区沿街学校第4单元：
电磁感应现象、楞次定律
一、内容黄金组：
1、磁通量
2、电磁感应现象；
3、用右手定那么判断感应电流的方向；
4、楞次定律的内容；
5、楞次定律的应用。
二、要点大揭密：
〔一〕磁通量：
1、定义：
穿过某一面积的磁感线的条数称为穿过这一面积的磁通量。
2、公式：
=BS。
〔注意：
此公式只适用于与S垂直的匀强磁场。
假设S与B不垂直，应将B分解到与平面S垂直的方向或者者把S投影到与B垂直的方向来处理〕。
3、单位：
韦伯〔符号：
Wb〕1Wb=1T.1m
4、磁通量有大小也有方向，但是标量，遵从代数运算法那么。
5、磁通密度：
单位面积上的磁通量，即磁感应强度B。
〔二〕电磁感应现象
1、电磁感应现象：
在磁场中的导体产生感应电动势或者者感应电流的现象。
2、产生感应电流的条件：
穿过闭合电路的磁通量发生变化。
注意：
〔1〕只有同时满足电路闭合、磁通量变化这两个条件才会产生感应电流。
〔2〕引起磁通量变化的因素：
从
=BSsin
可知当a、磁感强度发生变化。
b、线圈的面积S变化。
C、磁感强度B与面积S之间的夹角
发生变化。
这三种情况都可以引起磁通量变化。
〔三〕感应电流的方向：
1、用右手定那么断定感应电流的方向：
方法：
伸开右手，让大拇指与四指垂直，磁感线垂直穿入掌心，大拇指指向导体运动方向四指指向那么为感应电流方向。
适用条件：
只适用于闭合电路中的部分导体作切割磁感线运动时的感应电流的方向断定。
2、楞次定律：
内容：
感应电流具有这样的方向，就是感应电流产生的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
注意点：
〔1〕掌握楞次定律的关键是“阻碍〞而不是阻止，可以理解为：
当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；当原磁场磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向一样。
〔2〕要分清产生感应电流的“原磁场〞和感应电流的磁场。
3、应用楞次定律的步骤：
〔1〕明确所研究的闭合回路原磁场方向及磁通量的变化〔增加或者者减小〕。
〔2〕由楞次定律断定感应电流的磁场方向；
〔3〕由右手螺旋定那么根据感应电流的磁场方向判断出感应电流的方向。
〔四〕楞次定律的应用：
1、磁通量既有增加又有减小的过程而产生的感应电流的方向断定方法：
先划分不同阶段，再逐个阶段分析。
2、合磁通量变化而产生感应电流的方向的断定方法：
用合磁通的变化讨论。
3、电磁感应现象中导体间相对运动方向的断定方法：
运用楞次定律的另一种表述“电磁感应所产生的效果总是要阻碍引起感应电流的导体〔或者者磁体〕间的相对运动来进展断定。
三、好题解给你：
〔一〕、本课预习题：
1、以下关于磁通量的说法中正确的有：
A、磁通量不仅有大小还有方向，所以磁通量是矢量；
B、在匀强磁场中，a线圈的面积比线圈b的面积大，那么穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的大；
C、磁通量大磁感应强度不一定大；
D、把某线圈放在磁场中的M、N两点，假设放在M处的磁通量较在N处的大，那么M处的磁感强度一定比N大。
2、发现电流磁效应现象的科学家是________，发现通电导线在磁场中受力方向规律的科学家是__________，发现电磁感应现象的科学家是_____________，发现点电荷间的互相作用力规律的科学家是__________。
3、关于感应电流，以下说法中正确的有：
A、只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生；
B、穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生；
C、线框不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也就没有感应电流；
D、只要电路的一部分作切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流。
4、根据楞次定律可知感应电流的磁场一定是：
A、阻碍引起感应电流的磁通量；
B、与引起感应电流的磁场反向；
C、阻碍引起感应电流的磁通量的变化；
D、与引起感应电流的磁场方向一样。
5、如下列图，导线框abcd与导线在同一平面内，
直导线通恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直
导线时，线框中感应电流方向是：
A、先abcd，后dcba，再abcd；
B、先abcd，后dcba；
C、始终沿dcba；
D、先dcba，后abcd，再dcba。
参考答案：
1、C；2、奥斯特，安培，法拉第，库仑；3、C；4、C；5、D。
〔二〕根底题：
1、两圆环a、b同心同平面放置，且半径Ra>Rb，将一条形磁铁置于两环的轴线上，设通过a、b圆环所包围的面积的磁通量分别是
、
，那么：
A、
=
；B、
>
；C、
<
；D、无法确定
与
的大小关系。
2、带负电的圆环绕圆心旋转，在环的圆心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面，那么：
A、只要圆环在转动，小线圈内就一定有感应电流产生；
B、圆环不管怎样转动，小线圈内都没有感应电流产生；
C、圆环在作变速转动时，小线圈内一定有感应电流产生；
D、圆环作匀速转动时，小线圈内没有感应电流产生。
3、如下列图，线圈abcd自由下落进入匀强磁场中那么当只有ab边
进入磁场时，线圈中的感应电流方向是_________________，当整
个线圈进入磁场中时，线圈中____________感应电流〔填“有〞或者者
“无〞〕
参考答案：
1、C；2、C、D；3、bcdab，无。
〔三〕应用题：
1、如下列图，线圈平面与程度方向成
角，磁感线竖直向下
，设磁感强度为B，线圈面积为S，那么穿过线圈的磁通量为多大？
2、如下列图，竖直放置的长直导线通以恒定的电流，有一矩形线框与导线在同一平面，在以下情况中线圈产生感应电流的是：
A、导线中电流强度变大；
B、线框向右平动；
C、线框向下平动；
D、线框以ab边为轴转动；
E、线框以直导线为轴转动。
3、如下列图，试判断当开关S闭合和断开瞬间，线圈ABCD中的电流方向。
参考答案：
1、分析和解答：
此题的线圈平面abcd与磁感强度B方向不垂直，不能直接用
=BS计算。
处理时可以用以下两种之一：
〔1〕把S投影到与B垂直的方向即程度方向〔如图中的a’b’c’d’〕，所以S投=Scos
，故
=BScos
；
〔2〕把B分解为平行于线圈平面的分量和垂直于线圈平面分量，显然平行方向的磁场并不穿过线圈，且B垂直=Bcos
，故
=BScos
。
2、A、B、D
分析与解答：
分析是否产生感应电流，关键就是分析穿过闭合线框的磁通量是否变化，而分析磁通量是否变化，关键就是分清磁感线的分布，亦即分清磁感线的疏密变化和磁感线方向的变化。
对A选项，因I增大而引起周围的磁场增强，使线框的磁通量增加，故A正确。
对B选项，因分开直导线方向越远，磁感线分布越疏。
因此线框向右平动时，穿过线框的磁通量变小，故B正确。
对C选项，线框向下平动时穿过线框的磁通量不变，故C不适宜。
对D选项，可用一些特殊位置来分析，当线框与直导线在同一个平面上时，穿过线框的磁通量最大，当线框转过90度时，穿过线框的磁通量减小，因此可以断定线框以ab轴转动时磁通量一定变化，故D正确。
对E选项，由于线框绕直导线转动时，穿过线框的磁通量不变，因此无感应电流，故E错。
3、分析与解答：
按照应用楞次定律的应用步骤进展断定：
当S闭合时：
〔1〕研究回路是ABCD，穿过回路的磁场是电流I产生的磁场，方向由右手螺旋定那么判断出是指向读者，且磁通量增大；
〔2〕由楞次定律得知感应电流的磁场方向应是和原磁场方向相反即分开读者方向向内。
〔3〕由右手螺旋定那么判知感应电流方向是B到A到D到C。
当S断开时：
〔1〕研究回路仍是线圈ABCD，穿过回路的原磁场仍是I产生的磁场，方向由右手螺旋定那么判知是指向读者，且磁通量减小；
〔2〕由楞次定律知感应电流磁场方向应是和原磁场方向一样即指向读者；
〔3〕由右手螺旋定那么判知感应电流方向是A到B到C到D。
〔四〕进步题：
1、如下列图，当磁铁运动时，流过电阻的电流是由A经R到B，那么磁铁可能是：
A、向下运动；
B、向下运动；
C、向左平移；
D、以上都不可能。
2、某磁场磁感线如下列图，有一铜线圈自图示位置A
落至位置B，在下落过程中，自下向上看，线圈中的
感应电流方向是什么方向？
3、在两根平行的长直导线MN中〔如图甲所示〕，通以同方向同强度的电流，导线框abcd和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速挪动，在挪动过程中，线框中感应电流的方向怎样？
参考答案：
1、B、C
分析与解答：
判断顺序采用逆顺序。
〔1〕感应电流方向从A经R到B，根据安培定那么得知感应电流在螺线管内产生的磁场方向应是从上到下；
〔2〕由楞次定律判断出螺线管内磁通量的变化是向下的减小或者者向上的增加；
〔3〕由条形磁铁的磁感线分布知螺线管内原磁场是向下的，故应是磁通量减小，即磁铁向上运动或者者向左平移或者者向右平移。
所以正确答案是B、C。
2、分析与解答：
把线圈从A至B的全过程分为两个过程处理：
第一过程：
是线圈从A位置下落到具有最大磁通量位置O，此过程中穿过线圈磁通量方向向上且不断增大，由楞次定律判断出感应电流方向〔自上向下看〕是顺时针的；
第二过程：
是线圈从具有最大磁通量位置O落到B位置，此过程中穿过线圈磁通量方向是向上不断减小，由楞次定律判断出感应电流方向〔自上向下看〕是逆时针的；
所以线圈中的电流是先顺时针后逆时针方向。
3、分析与解答：
先画出两电流产生的合磁场的磁感线分布如图乙所示，注意合磁场B的方向和大小情况。
〔1〕线框在两电流中线的右侧时，穿过线框的合磁通垂直纸面穿出，线框左移，磁通量变小，为阻碍这个方向的磁通量变小，感应电流方向应是adcb。
〔2〕当线框跨越两电流中线时，线框的合磁通量由穿出变到穿进，感应电流还是adcb。
〔3〕线框再左移，线框合磁通穿入且增加，感应电流还是adcb。
所以线框的感应电流方向始终是adcb。
小结：
可见处理合磁通量变化而产生感应电流的方向断定问题，关键是画出合磁场磁感线的方向及疏密的分布情况从而确定合磁通的变化。
〔五〕课后演武场：
1、如下列图，均匀金属棒ab位于程度桌面上方的正交
电磁场中，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向里，
当金属棒从程度状态由静止开始自由下落〔不计空气阻
力〕，ab两端落到桌面上的先后次序是：
A、a先于b；B、b先于a；
C、ab同时；D、无法确定。
2、互相平行的两金属导线固定在同一程度面内，上面架着两根互相平行的铜棒ab和cd，其中cd固定，磁场方向如下列图，当外力使ab向右运动时，以下说法中正确的选项是：
A、cd中的电流方向是由d到c；
B、ab棒不受磁场力的作用；
C、cd棒受到向右的磁场力的作用；
D、ab棒受到向右的磁场力作用。
3、如下列图，半径大小不同的金属环在同一平面内，当大环内通以不断增大的电流I时，小环中：
A、有顺时针方向的感应电流；
B、有逆时针方向感应电流；
C、有感应电流，但方向无法判断；
D、无感应电流。
4、有一金属圆环与一根带绝缘层的长直导线放在同一平面内，且直导线与环的直径重合，如下列图，当直导线中通以均匀增加的电流时，圆环将：
A、出现顺时针方向的感应电流；
B、出现逆时针方向的感应电流；
C、没有感应电流；
D、无法确定有无感应电流。
5、如下列图，DCEF为程度放置的金属框架，GH为金属细棒，静止平放在框架上，它与框架之间的摩擦不计，当条形磁铁从图示位置以OO’为轴转动时，那么：
〔〕
A、顺时针转过90度过程中，GH棒向右运动；
B、顺时针转过90度过程中，GH棒向左运动；
C、逆时针转过90度过程中，GH棒向右运动；
D、逆时针转过90度过程中，GH棒向左运动。
6、如下列图，一个金属圆环A用线吊着，套在一个通电螺线管正中央位置，假设螺线管示的电流I突然变大，那么：
A、圆环A会受到沿半径向外拉伸的力；
B、圆环A会受到沿半径向内压挤的力；
C、圆环A会受到向右的力；
D、圆环A会受到向左的力。
7、两个“〞形金属框放在光滑而绝缘的程度面上，位置如下列图，虚线范围内是匀强磁场区域，假设线框a匀速向b滑动，刚好能进入b〔相对于两边又均能良好接触而无摩擦〕，当a、b接触后的短暂时间是是内，a的运动情况及回路中的感应电流方向为：
A、a继续匀速向b；
B、a减速向b；
C、感应电流沿顺时针方向；
D、感应电流沿逆时针方向。
8、如下列图，导线AB可在平行导轨MN上滑动，接触良好，轨道电阻不计，电流计中有如下列图方向感应电流通过时，AB的运动情况是：
A、向右加速运动；
B、向右减速运动；
C、向右匀速运动；
D、向左减速运动。
9、如下列图，A为用细绳悬吊着的圆形铜环，B为可绕支于其中心的支轴转轴转动的条形磁铁。
B在A的正下方，其极性不清楚。
当磁铁绕轴O以角速度在程度面内匀速旋转时，那么铜环将会以角速度ω’转动，以下判断正确的选项是：
A、ω’=ω，两者转向一样；
B、ω’>ω，两者转向相反；
C、ω’<ω,两者转向一样；
D、ω’<ω，两者转向相反。
10、如下列图，金属棒MN和PQ都可以在平行的程度放置的光滑导轨上滑动，在整个装置的区域内存在着匀强磁场，磁场方向和导轨所在平面垂直，当用外力F使金属棒MN向右做匀加速运动时，金属棒PQ怎样运动？
〔导轨电阻不计〕？
参考答案：
1、A2、C3、B4、C5、AC6、A7、BC8、AD
9、分析与解答：
当磁铁转动时，在图示情况下，设铜环不动，那么铜环的左、右两侧分别与磁铁左、右两端作相对远离的运动。
根据楞次定律的上述第二个推论，铜环中的感应电流的磁场将要阻碍这种相对运动，因此两者转向应一样；又因只能阻碍相对运动，相对远离的现象仍然存在，故
ω’<ω,两者转向一样，应选C。
10、分析与解答：
当MN向右运动时，右右手定那么可判断出MN上感应电流方向向上，线圈中电流产生的磁场向右，由于MN向右做加速运动，速度在变大，感应电动势和电流都在变大，线圈中磁场方向向右且增强，磁通量增加，左边线圈中感应电流的磁场必定阻碍磁通量增加，其方向一定向左，由安培定那么确定出左侧线圈中感应电流的方向，在PQ上电流是从P流向Q，再由左手定那么判断出PQ的运动方向是向右。
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