第九章第1课时

1、考点内容要求说明考纲解读电磁感应现象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3不要求用自感系数计算自感电动势.1.应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向2结合各种图象(如t图象、Bt图象和it图象)，考查感应电流的产生条件及其方向的判定，导体切割磁感线产生感应电动势的计算3电磁感应现象与磁场、电路、力学等知识的综合，以及电磁感应与实际相结合的题目.磁通量法拉第电磁感应定律楞次定律自感、涡流第1课时电磁感应现象楞次定律考纲解读 1.知道电磁感应现象产生的条件.2.理解磁通量及磁通量变化的含义，并能计算.3.掌握楞次定

2、律和右手定则的应用，并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向考点一电磁感应现象的判断1磁通量(1)定义：在匀强磁场中，磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积的乘积(2)公式：BS.适用条件：匀强磁场S为垂直磁场的有效面积(3)磁通量是标量(填“标量”或“矢量”)(4)磁通量的意义：磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数同一线圈平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大；当它跟磁场方向平行时，磁通量为零；当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时，磁通量为零2电磁感应现象(1)电磁感应现象：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电

3、磁感应(2)产生感应电流的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化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，线圈中就有感应电动势产生(3)电磁感应现象中的能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能，该过程遵循能量守恒定律例1如图1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量大小分别为1和2，则()图1A1>2，两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现B12，两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现C1<2，两次运动中线框中均有沿adcba方向

4、电流出现D1<2，两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现解析设金属框在位置的磁通量为1，金属框在位置的磁通量为，由题可知：1|，2|，所以金属框的磁通量变化量大小1<2，由安培定则知两次磁通量均向里减小，所以由楞次定律知两次运动中线框中均出现沿adcba方向的电流，C对答案C递进题组1磁通量的计算如图2所示，一水平放置的N匝矩形线框面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成30°角，现若使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置，则此过程中磁通量的改变量的大小是()图2A.BS B.NBSC.BS D.NBS答案C解析是标量，但有正负之分，在计算2

5、1时必须注意2、1的正负，要注意磁感线从线框的哪一面穿过，此题中在开始位置磁感线从线框的下面穿进，在末位置磁感线从线框的另一面穿进若取转到末位置时穿过线框方向为正方向，则2BS，1BS，因穿过多匝线圈的磁通量的大小与匝数无关，故BS.2电磁感应现象的判断现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图3所示连接下列说法中正确的是()图3A开关闭合后，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，开关闭合和断开的瞬间，电流计指针均不会偏转C开关闭合后，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开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指

6、针才能偏转答案A解析电流计要实现偏转，所在电路必须具备两个条件：(1)电路闭合；(2)磁通量发生变化P匀速或加速滑动，A线圈中的电流大小都发生变化，A产生的磁场变化，都会引起B线圈中磁通量的变化3电磁感应现象的判断如图4所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是()图4Aab向右运动，同时使减小B使磁感应强度B减小，角同时也减小Cab向左运动，同时增大磁感应强度BDab向右运动，同时增大磁感应强度B和角(0°<<90°)答案A

7、解析设此时回路面积为S，据题意，磁通量BScos ，对A选项，S增大，减小，cos 增大，则增大，A正确对B选项，B减小，减小，cos 增大，可能不变，B错误对C选项，S减小，B增大，可能不变，C错误对D选项，S增大，B增大，增大，cos 减小，可能不变，D错误故只有A正确电磁感应现象能否发生的判断流程(1)确定研究的闭合回路(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量.(3)考点二楞次定律的应用1楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化(2)适用情况：所有的电磁感应现象2楞次定律中“阻碍”的含义当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当磁通量减

8、少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同”3楞次定律的使用步骤图5例2北半球地磁场的竖直分量向下如图5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中正确的是()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，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

9、；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；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对，D错答案C变式题组4楞次定律的应用如图6所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是()图6A线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流B穿过线圈a的磁通量变小C线圈a有扩张的趋势D线圈a对水平桌面的压力FN将增大答案D解析通过螺线管b的电流如图所示，根据右手螺旋定则判

10、断出螺线管b所产生的磁场方向竖直向下，滑片P向下滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路电流增大，所产生的磁场的磁感应强度增强，根据楞次定律可知，线圈a中所产生的感应电流的磁场方向竖直向上，再由右手螺旋定则可得线圈a中的电流方向为俯视逆时针方向，A错误；由于螺线管b中的电流增大，所产生的磁感应强度增强，穿过线圈a的磁通量变大，B错误；根据楞次定律可知，线圈a将阻碍磁通量的增大因此，线圈a有缩小的趋势，线圈a对水平桌面的压力将增大，C错误，D正确5楞次定律的应用如图7所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势

11、，由此可知，圆环a()图7A顺时针加速旋转B顺时针减速旋转C逆时针加速旋转D逆时针减速旋转答案B解析由楞次定律知，欲使b中产生顺时针电流，则a环内磁场应向里减弱或向外增强，a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速，由于b环又有收缩趋势，说明a环外部磁场向外，内部向里，故选B.楞次定律中“阻碍”的主要表现形式(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势“增缩减扩”；(4)阻碍原电流的变化(自感现象)“增反减同”考点三三定则一定律的综合应用1三定则一定律的比较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

12、用力左手定则电磁感应部分导体做切割磁感线运动右手定则闭合回路磁通量变化楞次定律2.应用技巧无论是“安培力”还是“洛伦兹力”，只要是“力”都用左手判断“电生磁”或“磁生电”均用右手判断例3如图8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，MN的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是()图8A向右加速运动B向左加速运动C向右减速运动D向左减速运动解析MN向右运动，说明MN受到向右的安培力，因为ab在MN处的磁场垂直纸面向里左手定则,MN中的感应电流由MN安培定则,L1中感应电流的磁场方向向上楞次定律,.若L2中磁场方向向上减

13、弱安培定则,PQ中电流为QP且减小右手定则,向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强安培定则,PQ中电流为PQ且增大右手定则,向左加速运动答案BC递进题组6多定则的综合应用 两根相互平行的金属导轨水平放置于图9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()图9A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的作用力向左答案BD解析两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路，利用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

14、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7三定则一定律的综合应用如图10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()图10A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的阻值时答案AC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

15、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8三定则一定律的综合应用如图11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()图11A向右做匀速运动 B向左做减速运动C向右做减速运动 D向右做加速运动答案BC解析当导体棒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

16、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错多定则应用的区别多定则应用的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)右手定则；(3)因电而受力(I、BF安)左手定则高考模拟明确考向1(2014·新课标·14)在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是()A将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C将一房间内的线圈两端与相

17、邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化答案D解析产生感应电流必须满足的条件：电路闭合；穿过闭合电路的磁通量要发生变化选项A、B电路闭合，但磁通量不变，不能产生感应电流，故选项A、B不能观察到电流表的变化；选项C满足产生感应电流的条件，也能产生感应电流，但是等我们从一个房间到另一个房间后，电流表中已没有电流，故选项C也不能观察到电流表的变化；选项D满足产生感应电流的条件，能产生感应电流，可以观察到电流表的变化，所以选D.2(2013·新课标·19)在物

18、理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用下列叙述符合史实的是()A奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系B安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说C法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流D楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，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答案ABD3(2014·广东·15)如图12所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块()图1

19、2A在P和Q中都做自由落体运动B在两个下落过程中的机械能都守恒C在P中的下落时间比在Q中的长D落至底部时在P中的速度比在Q中的大答案C解析小磁块下落过程中，在铜管P中产生感应电流，小磁块受到向上的磁场力，不做自由落体运动，而在塑料管Q中只受到重力，做自由落体运动，故选项A错误；根据功能关系知，在P中下落时，小磁块机械能减少，在Q中下落时，小磁块机械能守恒，故选项B错误；在P中下落时，加速度较小，下落时间较长，选项C正确；由于在P中下落时要克服磁场力做功，机械能有损失，故小磁块落至底部时在P中的速度比在Q中的小，选项D错误4线圈在长直导线电流的磁场中，做如图所示的运动：A向右平动，B向下平动，C

20、绕轴转动(ad边向外转动角度90°)，D向上平动(D线圈有个缺口)，判断线圈中有感应电流的是()答案BC解析A中线圈向右平动，穿过线圈的磁通量没有变化，故A线圈中没有感应电流；B中线圈向下平动，穿过线圈的磁通量减少，必产生感应电动势和感应电流；C中线圈绕轴转动，穿过线圈的磁通量变化(开始时减小)，必产生感应电动势和感应电流；D中线圈由于有个缺口不会产生感应电流故B、C正确5. 绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、开关相连，如图13所示线圈上端与电源正极相连，闭合开关的瞬间，铝环向上跳起则下列说法中正确的是()图13A若保持开关闭合，则铝环不断升高B若保持开

21、关闭合，则铝环停留在某一高度C若保持开关闭合，则铝环跳起到某一高度后将回落D如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变答案CD解析铝环跳起是开关S闭合时，铝环上产生的感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的6如图14所示，金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下降，在下落过程中，下列判断中正确的是()图14A金属环在下落过程中机械能守恒B金属环在下落过程中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答案B练出高分一、单项选择题1. 某部小说中描述一种窃听电话：窃贼将并排在一起的两根电话线分开，在其中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的

22、导线，这条导线与电话线之间是绝缘的，如图1所示下列说法正确的是()图1A不能窃听到电话，因为电话线中电流太小B不能窃听到电话，因为电话线与耳机没有接通C可以窃听到电话，因为电话线中的电流是恒定电流，在耳机电路中引起感应电流D可以窃听到电话，因为电话线中的电流是交变电流，在耳机电路中引起感应电流答案D解析电话线与窃听线相互绝缘，故电话线中的电流不可能进入窃听线内由于电话线中的电流是音频电流(即交变电流)，不断变化，耳机、窃听线组成的闭合电路中有不断变化的磁通量，耳机中产生与电话线中频率一样的感应电流，故可以窃听到电话2MN、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

23、场垂直穿过MN、GH所在的平面，如图2所示，则()图2A若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由a到b到d到cB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c到d到b到aC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，且两棒速度vcd>vab，则abdc回路有电流，电流方向由c到d到b到a答案D解析若固定ab，使cd向右滑动，由右手定则知应产生顺时针方向的电流，故A错若ab、cd同向运动且速度大小相同，ab、cd所围的面积不变，磁通量不变，不产生感应电流，故B错若ab向左、cd向右同时运动，则abdc中有顺时针

24、方向的电流，故C错若ab、cd向右运动，且vcd>vab，则ab、cd所围的面积发生变化，磁通量也发生变化，故由楞次定律可判断出产生由c到d到b到a的电流，故D正确3如图3所示，一圆形金属线圈放置在水平桌面上，匀强磁场垂直桌面竖直向下，过线圈上A点作切线OO，OO与线圈在同一平面上在线圈以OO为轴翻转180°的过程中，线圈中电流流向()图3A始终由ABCAB始终由ACBAC先由ACBA再由ABCAD先由ABCA再由ACBA答案A解析在线圈以OO为轴翻转090°的过程中，穿过线圈正面向里的磁通量逐渐减小，则感应电流产生的磁场垂直桌面向下，由右手定则可知感应电流方向为AB

25、CA；线圈以OO为轴翻转90°180°的过程中，穿过线圈反面向里的磁通量逐渐增加，则感应电流产生的磁场垂直桌面向上，由右手定则可知感应电流方向仍然为ABCA，A正确4长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如图4甲所示长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的交流电：iImsin t，it图象如图乙所示规定沿长直导线方向向上的电流为正方向关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是()图4A由顺时针方向变为逆时针方向B由逆时针方向变为顺时针方向C由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向D由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向答案D解析

26、0时间内，直导线中的电流增大，通过线框中的磁通量增大，线框中产生逆时针方向的电流.时间内，直导线中的电流减小，通过线框中的磁通量减小，线框中产生顺时针方向的电流，同样判断出第3个、第4个周期时间内的电流方向分别为顺时针和逆时针5. 如图5所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下在将磁铁的S极插入线圈的过程中()图5A通过电阻的感应电流的方向为由a到b，线圈与磁铁相互排斥B通过电阻的感应电流的方向为由b到a，线圈与磁铁相互排斥C通过电阻的感应电流的方向为由a到b，线圈与磁铁相互吸引D通过电阻的感应电流的方向为由b到a，线圈与磁铁相互吸引答案B解析磁铁

27、的S极朝下，在将磁铁的S极插入线圈的过程中，通过线圈的磁场方向向上，且增强，根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍原磁场的增加，则感应电流方向为由b到a，线圈与磁铁相互排斥，选项B正确二、多项选择题6. 如图6是某电磁冲击钻的原理图，若突然发现钻头M向右运动，则可能是()图6A开关S闭合瞬间B开关S由闭合到断开的瞬间C开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向左迅速滑动D开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向右迅速滑动答案AC解析当开关突然闭合时，左线圈上有了电流，产生磁场，而对于右线圈来说，磁通量增加，产生感应电流，使钻头M向右运动，故A项正确；当开关S已经闭合时，只有左侧线圈电流增大才会导致钻

28、头M向右运动，故C项正确7(2013·海南·10)如图7所示，在水平光滑桌面上，两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上，且每个小线圈都各有一半面积在金属框内，在金属框接通逆时针方向电流的瞬间()图7A两小线圈会有相互靠拢的趋势B两小线圈会有相互远离的趋势C两小线圈中感应电流都沿顺时针方向D左边小线圈中感应电流沿顺时针方向，右边小线圈中感应电流沿逆时针方向答案BC解析在金属框接通逆时针方向电流的瞬间，在左右两个矩形刚性小线圈中产生垂直于线圈向上的磁通量，根据楞次定律可得在两个小线圈中均产生沿顺时针方向的感应电流，C项正确，D项错；为阻碍磁通量的增加，

29、两小线圈会有相互远离的趋势，B项正确，A项错8. 如图8所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO为其对称轴一导线折成边长为L的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO对称的位置时()图8A穿过回路的磁通量为零B回路中感应电动势大小为BLv0C回路中感应电流的方向为顺时针方向D回路中ab边与cd边所受安培力方向相同答案AD解析由于两磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，且回路此时关于OO对称，因而此时穿过回路的磁通量为零，A项正确；ab、cd均切割磁感线，相当于两个电源，由右手定则知，回路中感应电流方向为逆时针方

30、向，两电源串联，感应电动势为2BLv0，B、C项错误；由左手定则知ab、cd所受安培力方向均向左，D项正确9某同学将一条形磁铁放在水平转盘上，如图9甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边当转盘(及磁铁)转动时，引起磁感应强度测量值周期性地变化，该变化的周期与转盘转动周期一致经过操作，该同学在计算机上得到了如图乙所示的图象该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈，当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时按照这种猜测()图9A在t0.1 s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化B在t0.15 s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化C在t0.1 s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值D在t0.15 s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值答案AC解析图乙中斜率既能反映线圈内产生的感应电流的方向变化，又能反应感应电流的大小变化t0.1 s时刻，图线斜率最大，意味着磁通量的变化率最大，感应电动势最大，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值，t0.1 s时刻前后的图线斜率一正一负，说明产生的感应电流的方向发生了变