1、第1讲 电磁感应现象楞次定律电 磁 感 应第十二章1内容要求说明电磁感应现象，磁通量，法拉第电磁感应定律，楞次定律1.导体切割磁感线时感应电动势的计算，只限于l垂直于B，v的情况.2.在电磁感应现象里，不要求判断内电路中各点电势的高低.导体切割磁感线时的感应电动势.右手定则自感现象日光灯2电磁感应磁通量定义=BS磁通量的变化=1-2电磁感应现象产生条件 闭合电路部分导体切割磁感线穿过回路的磁通量变化效果：无论回路是否闭合都产生感应电动势感应电流的方向 右手定则楞次定律感应电动势的大小自感现象3感应电动势的大小法拉第电磁感应定律E=BLv(B、L、v三者相互垂直)自感现象 产生条件：导体本身的电
2、流变化应用：日光灯的工作原理4一、磁通量1.定义：磁感应强度B与垂直于B的面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通.我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理解.2.公式：=BS.3.单位：磁通量的单位是韦伯(Wb)，磁通量是标量.4.磁通密度：垂直穿过单位面积的磁感线的条数叫磁通密度，即磁感应强度的大小，即：55.磁通量的正、负：磁通量为标量，只有大小无方向，但在计算 时，为表示磁感线从不同的方向穿过线圈平面，常引入正、负符号.6磁通量正负的规定：任何一个面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿入磁通量为正，则磁感线从反面穿入时磁通量为负.若磁感线沿相反方向穿过同一平面，穿过这一
3、平面的磁通量为相反方向相抵消后剩余的磁通量，即合磁通量.7如图12-1-1所示，水平放置的扁平条形磁铁，在磁铁的左端正上方有一线框，线框平面与磁铁垂直，当线框从左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的过程中，穿过它的磁通量的变化是()图12-1-1D8A.先减小后增大B.始终减小C.始终增大D.先增大后减小规范画出条形磁铁的磁感线空间分布的剖面图，如图所示.利用=BS定性判断出穿过闭合线圈的磁通量先增大后减小，选D.9注意此题易错选A,认为条形磁铁的磁性两极强，故线框从磁极的一端移到另一端的过程中磁性由强到弱再到强，由磁通量计算公式可知=BS，线框面积不变，与B成正比例变化，=BS计算公式使用时
4、是有条件的，B是匀强磁场且要求B垂直S，10所以磁感应强度大的位置磁通量不一定大，而本题的两极上方的磁场不是匀强磁场，磁场与正上方线框平面所成的角度又未知，难以定量加以计算，编写此题的目的就是想提醒同学们对磁场的形象化给予足够的重视.11二、电磁感应现象1.产生感应电流的条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生.2.引起磁通量变化的常见情况：（1）闭合电路的部分导线做切割磁感线运动，导致变化.（2）线圈在磁场中转动，导致变化.（3）磁感应强度B变化(随时间变，或随位置变)，导致变化.123.产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路
5、中就有感应电动势.产生感应电动势的那部分导体相当于电源.电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果电路闭合，则有感应电流，电路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流.13我国已经制定了登月计划，假若宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流计和一个小线圈，则下列推断正确的是（）A.直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无C14B.将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场C.将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场D.将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方
6、向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场15选项A中，即使有一个恒定的磁场，电流表也不会有示数，因为没有闭合回路，A错误.C选项有电流，则说明磁通量一定发生变化，C正确.在B、D选项中，线圈可能平行于磁感线方向运动，即使有磁场也可能没有磁通量的变化，D错误.16三、感应电流方向的判定1.右手定则：伸开右手，让大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿入掌心，大拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向.172.楞次定律（1）感应电流具有这样的方向，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，这就是楞次定律.（2）运用楞次定律判定感应电流方向的
7、步骤：a.明确穿过闭合回路的原磁场方向；18b.判明穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少；c.根据楞次定律确定感应电流磁场的方向；d.利用安培定则判定感应电流的方向.说明：楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便.19某实验小组用如图12-1-2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，通过电流计的感应电流方向是()图12-1-2D20A.aGbB.先aGb，后bGaC.bGaD.先bGa，后aGb当条形磁铁靠近线圈位置时，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律知线圈中感应电流的磁场向上，
8、根据右手螺旋定则，知感应电流bGa.当条形磁铁离开线圈时，穿过线圈的磁通量减少，可判断出感应电流为aGb方向.21如图12-1-7所示，一水平放置的圆形通电线圈1固定，另一较小的圆形线圈2从1的正上方下落，在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴，则在线圈2从正上方下落至1的正下方过程中，从上往下看，线圈2中的感应电流应为()图12-1-7C22A.无感应电流B.有顺时针方向的感应电流C.先是顺时针方向，后是逆时针方向的感应电流D.先是逆时针方向，后是顺时针方向的感应电流考查感应电流方向的判定，楞次定律.23圆形线圈1通有逆时针方向的电流(从上往下看)，它相当于是环形电流，环形电流的磁场由安培
9、定则可知，环内磁感线的方向是向上的，在线圈2从线圈1的正上方落到正下方的过程中，线圈内的磁通量先是增加的，当两线圈共面时，线圈2的磁通量达最大值，然后再继续下落，线圈2中的磁通量是减少的.由楞次定律可以判断：24在线圈2下落到与线圈1共面的过程中，线圈2中感应电流的磁场方向与线圈1中的磁场方向相反，故电流方向与线圈1中的电流方向相反，为顺时针方向；当线圈2从与线圈1共面后继续下落时，线圈2中的感应电流的磁场方向与线圈1中的磁场方向相同，电流方向与线圈1中电流方向相同，为逆时针方向，所以C选项正确.25感应电流在原磁场所受到的作用力总是阻碍它们的相对运动.利用这种阻碍相对运动的原则来判断则更为简
10、捷：线圈2在下落的过程中，线圈2中的感应电流应与线圈1中的电流反向，因为反向电流相斥，故线圈2中的电流是顺时针方向；线圈2在离开线圈1的过程中，线圈2中的感应电流方向应与线圈1中电流方向相同，因为同向电流相吸，线圈2中的电流是逆时针方向.26如图12-1-8所示，导线框abcd与导线AB在同一平面内，直导线中通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线过程中，线框中感应电流的方向是()A.先abcda，再dcbad，后abcdaB.先abcda，再dcbadC.始终是dcbadD.先dcbad，再abcda，后dcbad图12-1-8D27通电导线AB产生的磁场，在AB左侧是穿出纸面为“”，在
11、AB右侧是穿入纸面为“”，线框由左向右运动至dc边与AB重合过程中，线框回路中“”增加，由楞次定律判定感应电流方向为dcbad；现在看线框面积各有一半在AB左、右两侧的一个特殊位置，如图所示，此位置上线框回路中的合磁通量为零.28从dc边与AB重合运动至图的位置，是“”减少(或“”增加).由图示位置运动至ab边与AB重合位置，是“”继续减少(或“”继续增加).所以从dc边与AB重合运动至ab与AB重合的过程中，感应电流方向为abcda；线框由ab与AB重合的位置向右运动过程中，线框回路中“”减少，感应电流方向由楞次定律判定为dcbad.29BC如图12-1-9所示是一种延时开关.当S1闭合时，
12、电磁铁F将衔铁D吸下，将C线路接通.当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放.则()A.由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用B.由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用C.如果断开B线圈的电键S2，无延时作用D.如果断开B线圈的电键S2，延时将变长图12-1-930考查楞次定律.延时开关的工作原理是：当断开S1使A线圈中电流变小并消失时，铁芯中的磁通量减小，若B线圈闭合则在其中引起感应电流，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁场的减小，这样就使铁芯中磁场减弱得慢些，因此才产生延时释放D的作用，可见是由于B线圈的电磁感应作用，起到了延时作用，故BC选项正确.3
13、1如图12-1-10所示，一个电感很大的线圈通过电键与电源相连，在其突出部分的铁芯上套有一个很轻的铝环，关于打开和闭合电键时将会发生的现象，有以下几种说法：闭合电键瞬间，铝环会竖直向上跳起；打开电键瞬间，铝环会增大对线圈的压力；闭合电键瞬间，铝环会增大对线圈的压力；打开电键瞬间，铝环会竖直向上跳起.图12-1-1032其中判断正确的是()A.B.C.D.此线圈通电后是一电磁铁，由安培定则可判定，通电后线圈中的磁场方向是竖直向下的，线圈上端为S极、下端为N极.由楞次定律可知闭合电键瞬间，铝环中感应电流的磁场方向向上，要阻碍穿过环的磁通量的增加，A33因此环的上端面呈N极、下端面呈S极，同极性相对，环和线圈互相排斥，由于电流变化率大，产生的感应电流磁场也较强，相互间瞬间排斥力大到可使很轻的铝环向上跳起.同样分析可知，打开电键瞬间,环和线圈是两个异种极性相吸时，铝环会增大对线圈的压力.因此，只有正确，应选A.34
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