1、第十章电磁感应【考情微解读】第1讲电磁感应现象 楞次定律微知识 对点练微考点 悟方法微专题 巧突破微考场 提技能微知识 对点练 教材回扣 基础自检知|识|梳|理微知识 磁通量1磁通量：设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，该平面的面积 S 与磁感应强度 B 的叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通。公式：，单位：，符号：_。1 Wb。2磁通量的意义：可以用磁感线形象地说明，即穿过磁场中某个面的磁感线的条数。对于同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，穿过它的磁感线条数最多，磁通量。当它跟磁场方向平行时，没有磁感线穿过它，则磁通量为。零乘积BS韦伯1 Tm2最大Wb微知识 电磁感应现象1电磁感应现象当穿
2、过闭合电路的磁通量时，电路中有产生的现象。2产生感应电流的条件(1)条件：穿过闭合电路的磁通量。(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做的运动。3产生电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生，如果回路闭合，则产生_；如果回路不闭合，则只产生，而不产生。4能量转化发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为。感应电流发生变化感应电流发生变化切割磁感线感应电动势感应电流感应电动势电能微知识 楞次定律基|础|诊|断一、思维诊断1磁通量等于磁感应强度 B 与面积 S 的乘积()2磁通量、磁通量变化、磁通量的变化率的大小均与匝数无关()3只要回路中的磁通量变化，回路中一定有感应电流()4由楞次定律
3、知，感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反()5当导体切割磁感线运动时，一定产生感应电动势()二、对点微练1(磁通量的理解)如图所示的磁场中，有三个面积相同且相互平行的线圈 S1、S2 和 S3，穿过 S1、S2 和 S3 的磁通量分别为 1、2和 3，下列判断正确的是()A1 最大B2 最大C3 最大D123解析 三个线圈的面积相同，由图可看出第三个线圈所在处磁感线最密，即磁感应强度最强，所以 3 最大。答案 C2(电磁感应现象)如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是()A B C D解析 根据产生感应电流的条件，闭合回路内磁通量变化产生感应电流，能够产生感应
4、电流的是图 B。答案 B3(楞次定律)如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外。一个矩形闭合导线框 abcd，沿纸面由位置 1(左)匀速运动到位置2(右)。则()A导线框进入磁场时，感应电流方向：abcdaB导线框离开磁场时，感应电流方向：adcbaC导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左解析 由楞次定律可知，导线框进入磁场时，感应电流磁场垂直纸面向里，由安培定则知，感应电流方向为 adcba，故 A 项错。同理可判断导线框离开磁场时感应电流方向为 abcda，故 B 项错。由楞次定律的“阻碍”含义，阻碍相对运动，故无论进入还是离开磁
5、场，安培力方向都是水平向左的。答案 D4(右手定则)(2017佛山模拟)(多选)两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，与导轨接触良好的导体棒 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，当 AB 向右运动时，回路 中 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。再根据左手定则，可
6、判断出磁场对 CD 的作用力向右，对AB 的作用力向左。故选项 B、D 正确。答案 BD微考点 悟方法 核心考点 分层突破 核心微讲1判断电磁感应现象是否发生的一般流程2感应电流方向判断的两种方法方法一：用楞次定律判断方法二：用右手定则判断该方法适用于部分导体切割磁感线。判断时注意掌心、四指、拇指的方向：(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。题组突破11.(2017安徽联考)(多选)磁悬浮高速列车在我国上海已投入正式运行。如图所示就是磁悬浮的原理，图中 A 是圆柱形磁铁，B 是用超导材料制成的超导圆环，将超导圆环 B 水平放在磁铁 A上，它就能在
7、磁力的作用下悬浮在磁铁 A 的上方空中，则()A在 B 放入磁场的过程中，B 中将产生感应电流；当稳定后，感应电流消失B在 B 放入磁场的过程中，B 中将产生感应电流；当稳定后，感应电流仍存在C若 A 的 N 极朝上，B 中感应电流的方向为顺时针方向(俯视)D若 A 的 N 极朝上，B 中感应电流的方向为逆时针方向(俯视)解析 当将 B 环靠近 A 时，由于越靠近 A 物体，其磁场就越强，磁感线就越密，所以在靠近过程中 B 环会切割磁感线运动，即在该环中会产生感应电流；由于发生了超导，即没有电阻，所以此时 B 环中的电流不会变小，且永远存在，故 A 错误，B 正确；此时圆环 B 水平放在磁铁
8、A 上且悬浮在磁铁 A 的上方空中，即其相互排斥，这就说明 B 环的下面是 N 极，故安培定则可判断此时用右手握时，大拇指应朝下，故感应电流为顺时针方向(俯视)，故 C 正确，D 错误。答案 BC12.北半球地磁场的竖直分量向下。如图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置着边长为 L 的正方形闭合导体线圈 abcd，线圈的 ab边沿南北方向，ad 边沿东西方向。下列说法正确的是()A若使线圈向东平动，则 a 点的电势比 b 点的电势高B若使线圈向北平动，则 a 点的电势比 b 点的电势低C若以 ab 边为轴将线圈向上翻转，则线圈中的感应电流方向为abcdaD若以 ab 边为轴将线圈向上翻转
9、，则线圈中的感应电流方向为adcba解析 线圈向东平动时，ab 和 cd 两边切割磁感线，且两边切割磁感线产生的感应电动势大小相等，a 点电势比 b 点电势低，A 错误；同理，线圈向北平动，则 a、b 两点的电势相等，高于 c、d 两点的电势，B 错误；以 ab 边为轴将线圈向上翻转，向下的磁通量减小，感应电流的磁场方向应该向下，再由安培定则知，感应电流的方向为 abcda，则 C 正确，D 错误。答案 C 核心微讲对楞次定律中“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：(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
10、势“增缩减扩”；(4)阻碍原电流的变化(自感现象)“增反减同”。典例微探【例】(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。当一条形磁铁从高处下落接近回路时()AP、Q 将相互靠拢BP、Q 将互相远离C磁铁的加速度仍为 gD磁铁的加速度小于 g解题导思：(1)感应电流的磁场总会阻碍原磁通量的变化，会阻碍条形磁铁的相对运动吗？(2)磁铁除了受到重力作用外还受其他力的作用吗？答：会。答：还会受到感应电流给它的磁场力作用。解析 方法一：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
11、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 S 极时，根据类似的分析可得到相同的结果。所以本题应选 AD。方法二：根据楞次定律的另一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 AD。答案 AD题组微练21.如图，粗糙水平桌面上有一质量为 m的铜质矩形线圈。当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线 AB 正上方等高快速经过时，若线圈始
12、终不动，则关于线圈受到的支持力 FN 及在水平方向运动趋势的正确判断是()AFN 先小于 mg 后大于 mg，运动趋势向左BFN 先大于 mg 后小于 mg，运动趋势向左CFN 先小于 mg 后大于 mg，运动趋势向右DFN 先大于 mg 后小于 mg，运动趋势向右解析 条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时，通过线圈的磁通量先增加后又减小。当通过线圈磁通量增加时，为阻碍其增加，在竖直方向上线圈有向下运动的趋势，所以线圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势，当通过线圈的磁通量减小时，为阻碍其减小，在竖直方向上线圈有向上运动的趋势，所以线圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右运
13、动的趋势。综上所述，线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力，运动趋势总是向右，D 项正确。答案 D22.在水平面内有一固定的 U 形裸金属框架，框架上静止放置一根粗糙的金属杆 ab，整个装置放在竖直方向的匀强磁场中，如图所示。下列说法正确的是()A只有当磁场方向向上且增强，ab 杆才可能向左移动B只有当磁场方向向下且减弱，ab 杆才可能向右移动C无论磁场方向如何，只要磁场减弱，ab 杆就可能向右移动D当磁场变化时，ab 杆中一定有电流产生，且一定会移动解析 根据楞次定律中“增缩减扩”的原理，无论磁场方向如何，只要磁场增强，导体棒就可能向左移动，只要磁场减弱，导体棒就可能向右移动，A、B 错误，
14、C 正确。当磁场变化时，ab 杆中一定有电流产生，ab 杆也一定受安培力，但如果安培力小于金属杆与框架间的最大静摩擦力，则 ab 杆不会移动，D错误。答案 C微专题 巧突破 专题微讲 突破瓶颈“三个定则，一个定律”的综合应用核心微讲1应用现象基本现象应用的定则或定律运动电荷、电流产生磁场安培定则磁场对运动电荷、电流有作用力左手定则部分导体做切割磁感线运动右手定则电磁感应闭合回路磁通量变化楞次定律2.应用区别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。母题导航【母题】(多选)如图所示，两个线圈套在同一个
15、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 点解析 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
16、(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，并且磁场不断增强，所以右边电路的线圈中的向上的磁通量不断增加。由楞次定律可判断右边电路的感应电流方向应沿逆时针，而在右线圈的电路中，感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上。把这个线圈看作电源，由于
17、电流是从 c 沿内电路(即右线圈)流向 d，所以 d 点电势高于 c 点。答案 BD子题微练1.如图所示，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()向右加速运动 向左加速运动向右减速运动 向左减速运动ABCD解析 此题可用正、逆思维方法，可将四种情况下 MN 受到的安培力方向判断出来和题中条件对照，这样必须重复用楞次定律 4 次，较麻烦。也可以采用逆向思维：MN 受向右的磁场力方向MN 中的感应电流自上而下感应电流的磁场上端为 N 极原磁场可能是上端为 N 极减弱，或上端为 S极增强PQ
18、向右减速或向左加速，C 正确。答案 C2.(多选)图中 T 是绕有两组线圈的闭合铁芯，线圈的绕向如图所示，D是理想的二极管，金属棒 ab 可在两条平行的金属导轨上沿导轨滑行，磁场方向垂直纸面向里。若电流计 G 中有电流通过，则 ab 棒的运动可能是()A向左匀速运动B向右匀速运动C向左匀加速运动D向右匀减速运动解析 当电流计中有电流通过时，说明左边的电流是从上向下流的，由右手螺旋定则可得出此感应电流的磁场方向为从上向下，若 ab 匀速运动，右边线圈中产生的感应电流是恒定的，则左边线圈中不会产生感应电流，所以 A、B 错误。若 ab 向右匀减速运动，右边线圈中的电流是产生的磁通量在从下向上减小，
19、故穿过左边线圈的磁通量在从上向下减小，该线圈中会产生一个从上向下的磁场，D 正确。当 ab 向左匀加速运动，同样会在左边的线圈中产生一个从上向下的磁场，故 C 正确。答案 CD微考场 提技能 专题选萃 迁移应用 1如图所示，通有恒定电流的导线 MN 与闭合金属框共面，第一次将金属框由平移到，第二次将金属框绕 cd 边翻转到，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为 1 和 2，则()A12B12C12D不能判断解析 导体 MN 周围的磁场并非匀强磁场，靠近 MN 处的磁场强些，磁感线密一些，远离 MN 处的磁感线疏一些，当线框在位置时，穿过平面的磁通量为 I，当线框平移到位置时，磁通量为，则磁通
20、量的变化量为 1|。当线框翻转至位置时，磁感线相当于从“反面”穿过平面，则磁通量为，则磁通量的变化量是 2|，所以 12。答案 C2(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，然后再从磁场中穿出。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，故选项
21、 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如图所示，甲是闭合铜线框，乙是有缺口的铜线框，丙是闭合的塑料线框，它们的正下方都放置一薄强磁铁，现将甲、乙、丙拿至相同高度 H 处同时释放(各线框下落过程中不翻转)，则以下说法正确的是()A三者同时落地B甲、乙同时落地，丙后落地C甲、丙同时落地，乙后落地D乙、丙同时落地，甲后落地解析 甲是铜线框，在下落过程中产生感应电流，所受的安培力阻碍它的下落，故所需的时间长；乙没有闭合回路，丙是塑料线框，故都不会产生感应电流，它们做自由落体运动，
22、故 D 正确。答案 D4如图所示，导线框 abcd 与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流 I，在线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是()A先 abcd，后 dcba，再 abcdB先 abcd，后 dcbaC始终 dcbaD先 dcba，后 abcd，再 dcba解析 如图所示为通电直导线的磁场分布图，可用两种方法判定：(1)用磁通量变化来判定。在线框跨越导线过程中，线框左边部分磁感线穿出，而右边部分则穿入，我们用合磁通量来判定。当跨在导线左边的线框面积大于右边面积时，合磁通量是向外的且逐渐减小，为阻碍这个方向的磁通量减小，感应电流方向沿 abcd；当跨在导线右边的线框面积大于左边面积时，合磁通量向内逐渐增大，为阻碍向内的磁通量增大，感应电流方向也为沿 abcd。(2)用切割磁感线来判定。在线框跨越导线的过程中，用右手定则可得，cd边的感应电动势向上，ab 边的感应电动势向下，而 ad、bc 边不切割磁感线，没有感应电动势产生，因此 cd 和 ab 边产生的感应电动势叠加起来使线框的感应电流的方向沿 abcd。另由楞次定律可判定线框跨越导线前的感应电流方向为 dcba，离开导线后感应电流的方向也为 dcba。应选 D。答案 D