1、第九章 电磁感应 第一节 电磁感应现象 楞次定律突破考点02突破考点01突破考点03突破考点04课时作业高考真题 突破考点01 自主练透 磁通量 电磁感应现象 1磁通量(1)定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向_的面积S和B的乘积(2)公式：_.(3)单位：_，符号：Wb.2“电生磁”到“磁生电”的发展里程(1)1820年，丹麦物理学家_发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流磁效应(2)法国物理学家_发现两根通有同向电流的平行导线相吸，通有反向电流的平行导线则相斥，并总结出安培定则(右手螺旋定则，用来判断电流与磁场的相互关系)和左手定则(判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向)(
2、3)英国物理学家_发现了由磁场产生电流的条件和规律电磁感应定律(4)俄国物理学家_发现了确定感应电流方向的定律楞次定律3电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量_时，电路中有_产生的现象4产生感应电流的两个必备条件(1)存在_回路(2)_发生变化答案1(1)垂直(2)BS(3)韦伯(韦)2(1)奥斯特(2)安培(3)法拉第(4)楞次3发生变化 感应电流4(1)闭合(2)磁通量1对磁通量的理解(1)磁通量是标量，其正、负值仅表示磁感线是正向还是反向穿过线圈平面，大小与线圈的匝数无关(2)合磁通量求法：若某个平面内有不同方向和强弱的磁场共同存在，当计算穿过这个面的磁通量时，先规定某个方向的磁通量为正，其
3、反方向的磁通量为负，平面内各个方向的磁通量的代数和等于这个平面内的合磁通量2电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生了感应电动势，如果回路闭合则产生感应电流；如果回路不闭合，则只有感应电动势，而无感应电流产生感应电动势的那部分导体相当于电源发生电磁感应现象时，是机械能或其他形式的能转化为电能1物理学的发展离不开物理学家的科学研究，以下符合史实的是()A牛顿建立了万有引力定律，并测出了万有引力常量B伽利略通过“理想斜面实验”得出“力是维持物体运动的原因”的结论C楞次发现了电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加完善D奥斯特发现了电流的磁效应，使人们突破了对电与磁认识的局限性解析：卡文迪许
4、测出了万有引力常量，A错误；伽利略通过理想斜面实验得出力是改变物体运动状态的原因，B错误；法拉第发现了电磁感应现象，C错误，D正确答案：D2.(多选)如图所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场中，然后再从磁场中穿过已知匀强磁场区域的宽度L大于线框的高度h，下列说法正确的是()A线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生B线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生C线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能转化成电能D整个线框都在磁场中运动时，机械能转化成电能解析：产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，线框全部在磁场中时，磁通量不变，不产生感应电流，故选
5、项B、D错误线框进入和穿出磁场的过程中磁通量发生变化，产生了感应电流，故选项A正确在产生感应电流的过程中线框消耗了机械能，故选项C正确答案：AC3在如图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，而通过c环的合磁通量始终为零，故a、b两环中产生感应电流，c环中不产生感应电流，A正确答案：A4一磁感应强度大小为 B 的匀强磁场方向水平向右，一面
6、积为 S 的矩形线圈 abcd 如图所示放置，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大小为()A0 B2BS C2BScos D2BSsin解析：线圈转动前的磁通量大小 1BScos，转过 180后线圈的磁通量 2BScos，则穿过线圈平面的磁通量变化量的大小|21|2BScos，C 正确答案：C5现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈 A、线圈 B、电流计及电键按如图所示连接下列说法中正确的是()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
7、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的磁通量变化，从而引起电流计指针偏转，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，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，继而引起通过线圈 B 的磁通量变化，电流计指针都会发生偏转，C、D 错误答案：A 突破考点02 分类例析 楞次定律 右手定则 1楞次定律(1)内容：感应电
8、流的磁场总要_引起感应电流的_的变化(2)适用范围：一切电磁感应现象2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平面内；让_从掌心进入，并使拇指指向_的方向，这时四指所指的方向就是_的方向(2)适用情况：导体_产生感应电流答案1(1)阻碍 磁通量2(1)磁感线 导线运动 感应电流(2)切割磁感线 1楞次定律中“阻碍”的含义2楞次定律和右手定则的关系(1)从研究对象上说，楞次定律研究的是整个闭合电路，右手定则研究的是闭合电路的一部分导体，即一段导体做切割磁感线运动(2)从适用范围上说，楞次定律可应用于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
9、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【例 1】如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻 R 和 r，导体棒 PQ 与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里导体棒的电阻可忽略当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是()A流过 R 的电流为由 d 到 c，流过 r 的电流为由 b 到 aB流过 R 的电流为由 c 到 d，流过 r 的电流为由 b 到 aC流过 R 的电流为由 d 到 c，流过 r 的电流为由 a 到 bD流过 R 的电流为由 c 到 d，流过 r 的电流为由 a 到 b法一 用右手定则直接判定依据右手定则可
10、判断出导体棒 PQ 中的电流由 P 到 Q，Q处电势最高，P 处电势最低，由 P 到 Q 电势依次升高外电路中的电流方向总是从高电势流向低电势处，因此流过 R 的电流为由 c 到 d，流过 r 的电流为由 b 到 a，B 正确法二 用楞次定律判定当PQ向左滑动时，穿过回路PQcd的磁通量是向里增加，由楞次定律可知感应电流的磁场方向向外，再由右手定则可知，回路中电流为逆时针方向，通过R的电流由c到d；当PQ向左滑动时，穿过回路aMQb的磁通量是向里减少，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向向里，再由右手定则知，回路中的感应电流为顺时针方向，流过r的电流为由b到a.综上所述，B正确B程序法解题的一般
11、思路及注意事项在使用“程序法”处理问题时，需注意以下两点：根据题目类型制定一个严谨、简洁的解题程序.在分析和解决问题时，要严格按照解题程序进行，这样可以规范解题过程、减少失误、节约解题时间.1.某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律，当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流表的感应电流方向是()AaGbB先 aGb，后 bGaCbGaD先 bGa，后 aGb解析：(1)条形磁铁在穿入线圈的过程中，原磁场方向向下(2)穿过线圈向下的磁通量增加(3)由楞次定律可知：感应电流的磁场方向向上(4)应用安培定则可判断：感应电流的方向为逆时针(俯视)，即由 bGa.同理可以判断：条形磁铁穿出线圈
12、的过程中，向下的磁通量减小，感应电流产生的磁场方向向下，感应电流的方向为顺时针(俯视)，即由 aGb.答案：D2如图所示，MN、GH 为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd 为跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过 MN、GH 所在的平面，如图所示，则()A若固定 ab，使 cd 向右滑动，则 abdc 回路有电流，电流方向由 abdcB若 ab、cd 以相同的速度一起向右滑动，则 abdc 回路有电流，电流方向由 cdbaC若 ab 向左、cd 向右同时运动，则 abdc 回路电流为零D若 ab、cd 都向右运动，且两杆速度 vcdvab，则 abdc 回路有电流，电流方向由 cdba解析：
13、由右手定则可判断出 A 项做法使回路产生顺时针方向的电流，故 A 项错若 ab、cd 同向且速度大小相同，ab、cd所围的线圈面积不变，磁通量不变，故不产生感应电流，故 B错若 ab 向左，cd 向右，则 abdc 中有顺时针方向的电流，故 C项错若 ab、cd 都向右运动，但 vcdvab，则 abdc 所围面积发生变化，磁通量也发生变化，由楞次定律可判断出，回路中产生顺时针方向的电流，故 D 项正确答案：D 突破考点03 分类例析 安培定则、右手定则、右手定则的区别和应用 1三个定则的区别三个定则应用对象使用方法安培定则电流产生磁场右手握住导线或螺线管左手定则判断安培力、洛伦兹力的方向左手
14、四个手指指向电流方向或正电荷运动方向右手定则导体切割磁感线产生感应电流右手大拇指指向导体切割磁感线的运动方向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3一般解题步骤(1)分析题干条件，找出闭合电路或切割磁感线的导体棒(2)结合题中的已知条件和待求量的关系选择恰当的规律(3)正确地利用所选择的规律进行分析和判断【例 2】(多选)如图所示，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
15、直方向上放着金属棒 ab，金属棒处在垂直于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，b 点电势高于 a 点，c点与 d 点等电势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(1)对于金属棒所在回路，哪部分电路相当于电源？提示：金属棒 ab 切割磁感线，因此金属棒 ab 相当于电源(2)电阻 R 所在回路，哪部分电路相当于电源？提示：右边线圈产生感应电动势，因此此线圈相当于电
16、源当金属棒向右匀速运动而切割磁感线时，金属棒产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流方向由 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，不产生感应电流当 ab 向右做加速运动时，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铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的，并且场强不断增强，所以右边电路的线圈中的向上的磁通量不断增加为了阻碍磁通量的增加，由楞次定律可判
17、断右边电路的感应电流方向应沿逆时针方向，由此可知 d 点电势高于 c 点综上可知，A、C 错误，B、D 正确BD 三个定则的应用技巧1因电而生磁IB安培定则.2因动而生电v、BI右手定则.3因电而受力I、BF安左手定则.3(多选)两根相互平行的金属导轨水平放置于右图所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒 AB 和 CD 可以自由滑动当 AB 在外力 F 作用下向右运动时，下列说法中正确的是()A导体棒 CD 内有电流通过，方向是 DCB导体棒 CD 内有电流通过，方向是 CDC磁场对导体棒 CD 的作用力向左D磁场对导体棒 AB 的作用力向左解析：两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路，利用
18、楞次定律分析出磁通量增加，结合安培定则判断回路中感应电流的方向是 BACDB.以此为基础，再根据左手定则进一步判定CD、AB 的受力方向，经过比较可得正确答案答案：BD4(多选)如图所示的电路中，若放在水平光滑金属导轨上的 ab 棒突然向右移动，这可能发生在()A闭合开关 S 的瞬间B断开开关 S 的瞬间C闭合开关 S 后，减小滑动变阻器 R 的阻值时D闭合开关 S 后，增大滑动变阻器 R 的阻值时解析：本题中线圈 L1 和 L2 绕在同一个铁芯上，因此穿过二者的磁通量始终相等只要 L1 中的电流发生变化，穿过 L2 的磁通量就随之发生变化，L2 中就有感应电流产生，ab 棒就受安培力的作用发
19、生移动显然，对 ab 棒来说“因电而动”，故可由左手定则确定其中的电流方向由左手定则判定 ab 中的电流方向为 ab，再由安培定则可判断出 L2 中的感应电流产生的磁场方向与 L1 产生的磁场方向相反说明原磁场 L1 产生的磁场磁通量是增加的，即 L1 中的电流在增大，故相应的情况应是闭合开关 S 的瞬间或闭合开关 S 后减小滑动变阻器 R 的阻值时，故选项 A、C 两项正确答案：AC5(多选)如图所示，金属导轨上的导体棒 ab 在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈 c 中将有感应电流产生且被螺线管吸引()A向右做匀速运动 B向左做减速运动C向右做减速运动D向右做加速运动解析：当导体棒
20、向右匀速运动时产生恒定的电流，线圈中的磁通量恒定不变，无感应电流出现，A 错；当导体棒向左做减速运动时，由右手定则可判定回路中出现从 ba 的感应电流且减小，由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱，由楞次定律知 c 中出现顺时针方向的感应电流(从右向左看)且被螺线管吸引，B 对；同理可判定 C 对，D 错答案：BC 突破考点04 思想方法巧用楞次定律的推论速解 电磁感应问题 电磁感应现象中因果相对的关系恰好反映了自然界的这种对立统一规律，对楞次定律中“阻碍”的含义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，可由以下四种方式呈现：(1)阻碍原磁通量的变化，即“增反减同”(2)阻
21、碍相对运动，即“来拒去留”(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势，即“增缩减扩”(4)阻碍原电流的变化(自感现象)，即“增反减同”【例 3】(多选)如图所示，光滑固定的金属导轨 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，一条形磁铁从高处下落接近回路时()AP、Q将相互靠拢BP、Q将相互远离C磁铁的加速度仍为gD磁铁的加速度小于g法一：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将互相靠拢由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律，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
22、S极时，根据类似的分析可得到相同的结果，所以，本题应选A、D.法二：根据楞次定律的另一种表述感应电流的效果，总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将互相靠近且磁铁的加速度小于g，应选A、D.AD应用楞次定律及其推论时，要注意“阻碍”的具体含义1从阻碍磁通量的变化理解为：当磁通量增大时，会阻碍磁通量增大，当磁通量减小时，会阻碍磁通量减小.2从阻碍相对运动理解为：阻碍相对运动是“阻碍”的又一种体现，表现在“近斥远吸，来拒去留”.3从阻碍电流的变化自感现象理解为：阻碍电流的变化，增则反，减则同.6.如
23、图，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过现将环从位置释放，环经过磁铁到达位置.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为FT1和FT2，重力加速度大小为g，则()AFT1mg，FT2mgBFT1mg，FT2mgCFT1mg，FT2mgDFT1mg，FT2mg，A项正确答案：A7.如图所示，ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中，线圈ab将()A静止不动B逆时针转动C顺时针转动D发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动的方向解析：当P向右滑动时，电路中电阻减小，电流增大，穿过线圈ab的磁通量增大，根据楞次定律判断，线圈ab将顺时针转动答案：C8某同学设计了一个电磁冲击钻，其原理示意图如图所示，若发现钻头M突然向右运动，则可能是()A开关S由断开到闭合的瞬间B开关S由闭合到断开的瞬间C保持开关S闭合，变阻器滑片P加速向右滑动D保持开关S闭合，变阻器滑片P匀速向右滑动解析：若发现钻头M突然向右运动，则两螺线管互相排斥，根据楞次定律，可能是开关S由断开到闭合的瞬间，选项A正确答案：A温示提馨请 做：课时作业 26（点击进入）温示提馨请 做：高考真题（点击进入）