《高考风向标》物理 第10章 电磁感应 第1讲电磁感应现象愣次定律文档格式.docx

1、1、磁通量磁感应强度B与 于磁场方向的面积S的 叫做穿过这个面积的磁通量，符号，国际单位 。定义式为：= 。定义式=BS中的面积S指的是垂直于匀强磁场方向的面积，如果面积S与磁感应强度B不垂直，如图12-1-1，可将磁感应强度B向着垂直于面积S和平行于面积S和方向进行正交分解，也可以将面积向着垂直于磁感应强度B的方向投影。设此时面积S与磁感应强度B的夹角为，则= 。从磁感线角度认为在同一磁场中，磁感线越密的地方，也就是穿过单位面积的磁感线条数越多的地方，磁感应强度B越大。因此B越大，S越大，穿过这个面的磁感线条数就越多，磁通量就越大。所以磁通量反映穿过某一面积的磁感线条数的多少。2、磁通量的变

2、化磁通量的变化量= 与感应电动势的大小无必然联系由公式：=BScos可得磁通量发生变化的情况：不变，变化，引起变化：= 变化，不变，引起变化：、不变，它们之间的夹角发生变化：变化，变化，可能引起变化（根据题目条件求） 磁通量是由B、S及角度共同决定的，磁通量的变化情况应从这三个方面去考虑3、磁通量的变化率/t磁通量的变化率为 时间内磁通量的变化量，表示磁通量变化 。特别提醒一、磁通量的正负问题:磁通量是标量，但有正负之分。磁通量的正负不代表大小，只反映磁通量是怎么穿过某一平面的，若规定向里穿过某一平面的磁通量为正，则向外为负。尤其在计算磁通量变化时更应注意。三、净磁通问题:若穿过某一平面的磁感

3、线既有穿出又有穿进时的磁通量，则穿过该平面的合磁通量为净磁感线的条数，即净磁通。例1 如图12-1-2所示，两个同心圆形线圈a、b在同一平面内，其半径大小关系为ra B、= C、 D、条件不足，无法判断解析条形磁铁内部的磁感线全部穿过a、b两个线圈，而外部磁感线穿过b线圈的比穿过线圈的a要多，磁感线条数的代数和就越小故A选项正确答案 A规律总结 若磁感线沿相反方向通过同一平面，则磁通量在数值上等于正、反磁感线的代数和,这就是所谓的净磁通.当B与S间存在夹角时，要用有效的面积计算磁通量所谓有效面积，是指面积在与磁感应强度B垂直的方向上的投影例2 在磁感应强度为B的匀强磁场中，面积为S的线圈垂直磁

4、场方向放置，若将此线圈翻转180，那么穿过此线圈的磁通量的变化量是多少？解析由于线圈发生了翻转，穿过线圈平面的磁通量情况相反。若规定开始时穿过线圈的磁通量为正，则线圈翻转180后穿过线圈的磁通量应为负，那么穿过线圈磁通量的变化量为。同样也可以规定末态时穿过线圈的磁通量为正，则规律总结 若磁通量的变化量是指穿过面积末时刻的磁通量2与穿过这一面积初时刻的磁通量1之差，在计算时通常取绝对值，如果2与1反向，那么2与1的符号相反。考点二 电磁感应现象1、利用磁场产生电流的现象叫做 ，产生的电流叫做 。2、要产生感应电流必须满足两个条件：回路 ，穿过磁通量 当存在多个回路时，只要 闭合回路中的磁通量发生

5、改变，都会产生感应电流 3、感应电流与感应电动势的关系：在电磁感应现象中产生的是感应电动势，若回路是 的，则有感应电流产生；若回路 ，则只有电动势，而无电流.在闭合回路中，产生感应电动势的部分是 ，其余部分则为外电路.在分析电磁感应现象问题时要特别注意以下三点：在一个闭合回路中不管它哪种方式变化，只要穿过回路的磁通量发生变化，回路中就一定有感应电动势产生；回路中产生了电动势后回路中是否有电流还要看回路是否闭合；要认清回路。【例3】如图12-1-5所示，MN、GH为平行导轨，AB、CD为跨在导轨上的两根横杆，导轨和横杆均为导体。有匀强磁场垂直于导轨所在平面。用I表示回路中的电流（ ）A.当AB不

6、动而CD向右滑动时，I0且沿顺时针方向B.当AB向左、CD向右滑动且速度大小相等时，I=0C.当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时，I=0D.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】当AB不动而CD向右滑动时，穿过回路ABCD的磁通量在增加，由楞次定律知回路中产生沿逆时针方向的电流，选项A错；当AB向左、CD向右滑动时，穿过回路ABCD的磁通量在增加，回路中有电流，B错误；当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时，穿过回路ABCD的磁通量不变，回路中没有电流，C选项对；当AB、CD都向右滑动，且AB速度大于CD时，穿过回路ABCD的磁通量在增加，由楞次定律知回路

7、中产生顺时针方向 的电流，D错误。【答案】：C【规律总结】大多数考生容易因为对“闭合回路”理解不透彻而出错，往往只能要注意到较为直观的回路，而忽视除了其它回路的存在不管一任何方式，只要回路中的磁通量发生了变化，闭合回路中就会有感应电流产生。考点三：右手定则、楞次定律1右手定则：伸开右手，让大拇指跟其余四个手指 ，并且都跟手掌在同一个 内，让磁感线 穿过手心，拇指指向导体 的方向，其余四指所指的方向就是 的方向如图所示 2. 楞次定律（1）楞次定律：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 的变化适用于所有电磁感应的情形感应电流的磁场只是 而不是 原磁通量的变化（2）、楞次定

8、律的具体含义：楞次定律可广义的表述为：感应电流的作用效果总表现为要阻碍（反抗）引起感应电流的原因常有这么几种形式：（1）从磁通量或电流（主要是自感）的角度看，其规律可总结为“ ”即若磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向 ，若磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向 ；（2）从运动的角度看，会阻碍或引起相对运动，阻碍相对运动的规律表现为“来 去 ”或闭合回路能过“扩大”或“减小”面积来实现对磁通量变化的阻碍，规律为“大小小大”实质是所受安培力的合力不为 （3）从能量守恒的角度看，感应电流的存在必然导致其它形式的能量向 能及 能转化右手定则、楞次定律是判断感应电流的两个重要依据，对于由

9、磁场变化而引起的感应电流通常用楞次定律来判比较方便，对于导体切割类电磁感应问题一般优先考虑右手定则，它是楞次定律的一种特殊情况，在本质上与楞次定律是一样的。【例3】（2006广东）如图 4 所示，用一根长为 L质量不计的细杆与一个上弧长为 L0、下弧 长为 d0 的金属线框的中点联结并悬挂于 O 点，悬点正下方存在一个上弧 长为 2 L0 、下弧长为 2 d0 的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且 d0L。先 将线框拉开到如图 4所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和 摩擦。下列说法正确的是 （ ）A金属线框进入磁场时感应电流的方向为 adcba B金属线框离开磁场时感应电流的方向为 ab

10、cda C金属线框 dc边进入磁场与 ab边离开磁场的速度大小总是相等 D金属线框最终将在磁场内做简谐运动 解析金属线框进入磁场时，由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为 abcda 。金属线框离开磁场时由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判 断电流的方向为 adcba 。根据能量转化和守恒，可知，金属线框 dc边进入 磁场与 ab 边离开磁场的速度大小不相等。如此往复摆动，最终金属线框在匀强磁场内摆动， 由于 0 d L，单摆做简谐运动的条件是摆角小于等于 10 度，故最终在磁场内做简谐运动。 答案为 C。有的考生不能分析出金属线框最后的运动状态。属于难题。【答案】D 规律总结

11、 运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为：“一原、二感、三电流”，即为：明确原磁场：弄清原磁场的方向及磁通量的变化情况；确定感应磁场：即根据楞次定律中的阻碍原则，结合原磁场磁通量变化情况，确定出感应电流产生的感应磁场的方向；判定电流方向：即根据感应磁场的方向，运用安培定则判断出感应电流方向。本题也可以利用右手定则来判断同样也可得到答案D。右手定则是楞次定律的特殊表现形式，在分析直导线时较为方便 高考重点热点题型探究棱次定律的综合应用（2007宁夏高考）电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图12-1-11所示现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端

12、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，下极板带正电剖析 感应电流的磁场要阻碍线圈磁通量的增加由图可以看出N极靠近，穿过线圈的向下的磁感线条数要增加，则感应电流的磁感线方向要向上以阻碍增加，再根据右手定则可判断感应电流方向从b到a，则C下板带正电 故D选项正确答案 D名师指引 通过对多年高考试题的研究，发现楞次定律在每一年的高考中都会登场亮相,而该知识点常与电路、法拉第电磁感应定律等知识点结合起来考查，考查的题型既有选择题，也有综合的计算题，因此在高考备考中要注意该知识点与其它知识点的综合应

13、用。新题导练 4、如图所示，将一个正方形导线框ABCD置于一个范围足够大的匀强磁场中，磁场方向与其平面垂直现在AB、CD的中点处连接一个电容器，其上、下极板分别为a、b，让匀强磁场以某一速度水平向右匀速移动，则（ ）A.ABCD回路中没有感应电流B.A与D、B与C间有电势差C.电容器a、b两极板分别带上负电和正电D.电容器a、b两极板分别带上正电和负电4、答案：ABC。解析：AD杆和BC杆各相当于一个电源，它们的电动势相等，切两个电源的正极相连。四、抢分频道限时基础训练（20分钟）班级 姓名 成绩 1关于产生感应电流的条件，以下说法中错误的是（ ）A闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感

14、应电流B闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流C穿过闭合电路的磁通为零的瞬间，闭合电路中一定不会产生感应电流D无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化，闭合电路中一定会有感应电流1、答案：ABC.2电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备。下列用电器中，哪个没有利用电磁感应原理（ ）A动圈式话筒 B白炽灯泡 C磁带录音机 D日光灯镇流器2、答案：B解析：动圈式话筒是通过线圈振动引起线圈中磁通量变化从而激起感应电流，把声音信号转化为电信号；磁带录音机录音原理与动圈式话筒相同，放音时磁带经过放音头，放音头内线圈中磁通量变化激起感应

15、电流，磁信号转化为电信号，再经扬声器还原为声音；日光灯镇流器通过自感原理工作。三者均属于电磁感应现象。白炽灯泡是利用电流的热效应发热发光。选项B正确。3、如图4所示，将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如下图连接，在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以判断（ ）A、线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转B、线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转C、滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央D、因为线圈A、线圈

16、B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向3、B解：当滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，通过A线圈的电流减小，使得穿过B线圈的磁通量减少，从而使电流计指针就向右偏转。在题设各选项中如果是使穿过B中的磁通量减少，电流计指针就向右偏转；如果是使穿过B中的磁通量增加，则电流计指针就向左偏转。所以答案选B.4如图5所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是（ ）A线圈中通以恒定的电流B通电时，使变阻器的滑片P作匀速移动C通电时，使变阻器的滑片P作加速移动D将电键突然断开的瞬间A。5闭合电路的一部分导线

17、ab处于匀强磁场中，图1中各情况下导线都在纸面内运动，那么下列判断中正确的是（ ）A都会产生感应电流B都不会产生感应电流C甲、乙不会产生感应电流，丙、丁会产生感应电流D甲、丙会产生感应电流，乙、丁不会产生感应电流5、答案：D。6、已知穿过线圈的磁通量随时间t变化的关系如图所示，则在下面所述的几段时间内，磁通量变化率最大的是（ ）A0s2sB2s4sC4s5sD5s7s6、答案：C。根据直的斜率分析。7、在闭合的铁芯上绕一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成闭合电路，如图所示，假设线圈产生磁感线全部集中在铁芯内。a、b、c为三个闭合的金属圆环，位置如图。当滑动变阻器的滑动触头左右滑动时，环中有感应

18、电流产生的圆环是（ ）Aa、b、c三环Ba、b两环Cb、c两环Da、c两环7、答案:B.解析:穿过c线圈中的磁通量始终为零。8、 图42-B11中EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆有均匀磁场垂直于导轨平面，方向向纸内，若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB（ ） A匀速滑动时，I1=0,I2=0 B匀速滑动时，I10,I20 C加速滑动时，I1=0,I2=0 D加速滑动时，I10,I208、答案D。电容器只有在充电的时候才有电流流过。9如图4所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两

19、根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R，回路上其余部分的电阻不计。在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。开始时，导体棒处于静止状态，剪断细线后，导体棒运动过程中（ ）A回路中有感应电动势B两根导体棒所受安培力的方向相同C两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒D两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能不守恒9、答案：AB。剪断细线后，两棒在弹簧弹力作用下远离，回路中磁通量增大，回路中产生感应电动势，A正确。两根导体棒中感应电流方向相反，所受安培力的方向相反，B错误。两根导体棒和弹簧构成的系统

20、合外力为零，系统动量守恒，但感应电流将机械能转化为电能，进而转化为内能，机械能不守恒，C错误，D正确。10闭合铜环与闭合金属框相接触放在匀强磁场中，如图9所示，当铜环向右移动时（金属框不动），下列说法中正确的是（ ）A铜环内没有感应电流产生，因为磁通量没有发生变化B金属框内没有感应电流产生，因为磁通量没有发生变化C金属框ab边中有感应电流，因为回路abfgea中磁通量增加了D铜环的半圆egf中有感应电流，因为回路egfcde中的磁通量减少10、答案:CD.解析: 当铜环向右移动时, 回路abfgea中磁通量增加了,而回路egfcde中的磁通量减少了.基础提升训练1、如图所示，矩形线框abcd的

21、长和宽分别为2L和L，匀强磁场的磁感应强度为B，虚线为磁场的边界。若线框以ab边为轴转过60的过程中，穿过线框的磁通量的变化情况是（ ）A变大 B变小C不变 D无法判断线框以ab边为轴转过60时有效面积没发生变化。2（2008广东揭阳）关于感应电流，下列说法中不正确的有（ ） A只要穿过闭合电路的磁通量不为零，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，螺线管内就一定有感应电流产生C线圈不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流D只要闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流产生2答案：A、B、D。3无线电技术的发展，极大地方便了人们的生活。在无线

22、电技术中，常有这样的要求，即一个线圈中电流变化时对另一个线圈中的电流影响最小。下列两个线圈安装位置的图中，最符合该要求的是（ ）3、答案：当两线圈垂直交错在一起时,其中的任意一个线圈的电流发生变化，此时穿过另一线圈的磁通量为零，因此答案D对。4条形磁铁竖直放置，闭合圆环水平放置，条形磁铁中心线穿过圆环中心，如图7所示。若圆环为弹性环，其形状由扩大为，那么圆环内磁通量变化情况是（ ）A磁通量增大B磁通量减小C磁通量不变D条件不足，无法确定B。5、如图所示，PQRS为一正方形导线框，它以恒定的速度向右进入以MN为边界的匀强磁场中，磁场方向垂直线框平面，MN与线框的边成45角，E、F分别是PS和PQ

23、的中点。则下列说法中正确的是（ ）A当E点以过边界MN时，穿过导线框的磁通量的变化率最大B当P点以过边界MN时，穿过导线框的磁通量的变化率最大C当F点以过边界MN时，穿过导线框的磁通量的变化率大D当Q点以过边界MN时，穿过导线框的磁通量的变化率最大5、答案B。能力提升训练1如图12-1-16所示，a、b、c三个闭合的线圈放在同一平面内，当a线圈中有电流通过时，它们的磁通量分别为，则下列说法正确的是（ ） A C D1答案：a线圈相当于一条形磁铁。2如图2所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）（ ）A线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，

24、磁铁与线圈相互吸引B线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥C线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引D线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥当磁铁向下运动时，在线圈中产生增大的磁通量，且原磁场方向向下。依据楞次定律线圈中感应电流的磁通量阻碍此磁通量的变化，感应电流的磁场方向应向上，依安培定则，线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反。又依楞次定律感应电流所受安培力阻碍相对运动，故磁铁与线圈相互排斥阻碍靠近。选项D正确。3（2007山东聊城）如图12-1-17甲，水平面上的平行导轨MN、PQ上放着两根导体棒ab、cd ，两棒间用绝缘丝线的系

25、住开始时匀强磁场垂直纸面向里，2，4,6磁感应强度B随时间t的变化如图12-1-17乙所示I和FT分别表示流过导体棒的电流和丝线的拉力（不考虑感应电流磁场的影响），则在t0时刻（ ）AI=0，FT=0 BI=0，FT0 CI0，FT=0 DI0，FT03答案：磁感应强度变化故有感应电流，但此该磁感应强度为零则电流不受力。4、一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图12-1-3所示放置，平面abcd与竖直方向成角。将abcd绕ad轴转180角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为（ ）A0 B2BS C2BScos D2BSSin4答案：=BS|cos（-）|- （-

26、cos）=2 BScos5德国世界报曾报道个别西方国家正在研制电磁脉冲武器即电磁炸弹，若一枚原始脉冲功率10千兆瓦，频率千兆赫的电磁炸弹在不到100m的高空爆炸，它将使方圆400500m2的范围内电场强度达到每米数千伏，使得电网设备、通信设施和计算机中的硬盘与软盘均遭到破坏。电磁炸弹有如此破坏力的主要原因是（ ）A电磁脉冲引起的电磁感应现象 B电磁脉冲产生的动能C电磁脉冲产生的高温 D电磁脉冲产生的强光5、A点拨：电场的变化产生变化的磁场，使周围的闭合回路产生感应电流，从而达到破坏电网设备、通信设施和计算机中的硬盘与软盘6、如图，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，下列判

27、断中正确的是（ ）A金属环在下落过程中的机械能守恒B金属环在下落过程动能的增加量小于其重力势能的减少量C金属环的机械能先减小后增大D磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力B.解析：线圈下落过程中由于安培力做功，将一部分机械能转化为电能，因此B对A、C错；金属环在接近磁铁的过程中穿过铜环的磁通量先增加，金属环穿过磁铁的过程中穿过铜环的磁通量再减小，由楞次定律可知，答案D错。7（2007肇庆一模）如图所示，在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上置有一金属杆ab，在垂直于纸面方向有一匀强磁场，下面情况有可能发生的是（ ）A若磁场方向垂直于纸面方向向外，当磁感应强度增大时，杆ab将向右移动B若磁场方向垂直于纸面方向向外，当磁感应强度减小时，杆ab将向右移动C若磁场方向垂直于纸面方向向里，当磁感应强度增大时，杆ab将向右移动D若磁场方向垂直于纸面方向向里，当磁感应强度减小时，杆ab将向右移动7答案：B、D.解析：ab棒可通过运动导致面积的变化以阻碍磁通量变化