必考部分选修第九章第单元电磁感应现象楞次定律

1、一、电磁感应现象一、电磁感应现象1产生感应电流的条件：产生感应电流的条件：穿过闭合电路的穿过闭合电路的 发生发生 变化变化磁通量磁通量2能量转化：能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式发生电磁感应现象时，机械能或其他形式 的能转化为的能转化为 电能电能二、楞次定律和右手定则二、楞次定律和右手定则1楞次定律楞次定律 (1)内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场 总要总要 引起感应电流的引起感应电流的 的变化的变化 (2)适用情况：所有电磁感应现象适用情况：所有电磁感应现象阻碍阻碍磁通量磁通量2右手定则右手定则 (1)内容：伸开右手，使

2、拇指跟其余四个手指内容：伸开右手，使拇指跟其余四个手指 ， 并且都与手掌在同一个并且都与手掌在同一个 ，让磁感线从掌心进入，让磁感线从掌心进入， 并使拇指指向并使拇指指向 的方向，这时的方向，这时 所指的方所指的方 向就是感应电流的方向向就是感应电流的方向 (2)适用情况：适用情况： 产生产生 感应电流感应电流 垂直垂直平面内平面内导线运动导线运动四指四指闭合电路部分导体切割磁感线时闭合电路部分导体切割磁感线时1.楞次定律中楞次定律中“阻碍阻碍”的含义的含义谁阻碍谁谁阻碍谁感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场原磁场)的磁通的磁通量的变化量的变化阻碍什

3、么阻碍什么阻碍的是磁通量的变化，而不是磁场本身阻碍的是磁通量的变化，而不是磁场本身如何阻碍如何阻碍当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反，阻碍其增加；当磁通量减少时，感应电流的磁场方向反，阻碍其增加；当磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，阻碍其减少，即与原磁场的方向相同，阻碍其减少，即“增反减同增反减同”结果如何结果如何阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化快慢，这种变阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化快慢，这种变化将继续进行，最终结果不受影响化将继续进行，最终结果不受影响2楞次定律的推广含义的应用楞次定律的推

4、广含义的应用(1)阻碍原磁通量的变化阻碍原磁通量的变化“增反减同增反减同”(2)阻碍阻碍(导体的导体的)相对运动相对运动“来拒去留来拒去留”(3)磁通量增加，线圈磁通量增加，线圈面积面积“缩小缩小”；磁通量减少，线圈面积；磁通量减少，线圈面积 “ “扩张扩张”(4)阻碍线圈自身电流的变化阻碍线圈自身电流的变化(自感现象自感现象)3楞次定律中的因果关系楞次定律中的因果关系 闭合回路中磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感闭合回路中磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感 应电流的磁场的出现是感应电流存在的结果，简单地说，应电流的磁场的出现是感应电流存在的结果，简单地说， 只有当穿过闭合回路中的磁通

5、量发生变化时，才会有感只有当穿过闭合回路中的磁通量发生变化时，才会有感 应电流的磁场出现应电流的磁场出现(1)磁通量的变化方式比较多，有一种常见的就是引起感应磁通量的变化方式比较多，有一种常见的就是引起感应 电流的磁场与导体发生相对运动那么，感应电流的磁电流的磁场与导体发生相对运动那么，感应电流的磁 场总是要阻碍磁体和闭合回路间的相对运动场总是要阻碍磁体和闭合回路间的相对运动(2)楞次定律的实质是能量守恒定律在电磁感应现象中的体楞次定律的实质是能量守恒定律在电磁感应现象中的体 现电磁感应现象中总是伴随着能量的转化和守恒，感现电磁感应现象中总是伴随着能量的转化和守恒，感 应电流的磁场的阻碍过程使

6、机械能转化为电能应电流的磁场的阻碍过程使机械能转化为电能 如图如图911所示，所示，光滑固定的金属导轨光滑固定的金属导轨M、N水平水平放置，两根导体棒放置，两根导体棒P、Q平行放平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，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一条形磁铁从高处下落接近回路时()AP、Q将相互靠拢将相互靠拢BP、Q将相互远离将相互远离C磁铁的加速度仍为磁铁的加速度仍为gD磁铁的加速度小于磁铁的加速度小于g可以应用楞次定律确定可以应用楞次定律确定P、Q中的感应电流的方向，中的感应电流的方向，再根据左手定则确定感应电流受到的安培力来确定再根据左手定则确定感应电流受到的安

7、培力来确定P、Q的运动方向，根据感应电流的磁场的的运动方向，根据感应电流的磁场的“阻碍阻碍”作用确定磁铁的加速度作用确定磁铁的加速度.还可以根据楞次定律的一些还可以根据楞次定律的一些结论直接解答结论直接解答. 听课记录听课记录法一法一设磁铁设磁铁下端为下端为N极，如图所示，根据楞极，如图所示，根据楞次定律可判断出次定律可判断出P、Q中的感应电中的感应电流方向，根据左手定则可判断流方向，根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向可见，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，从而加速牛顿第

8、三定律，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于度小于g.当磁铁下端为当磁铁下端为S极时，根据类似的分析可得到相极时，根据类似的分析可得到相同的结果，所以，本题应选同的结果，所以，本题应选A、D.答案答案AD 法二法二根据楞次定律的另一种表述根据楞次定律的另一种表述感应电流的感应电流的效果，总要反抗产生感应电流的原因本题中效果，总要反抗产生感应电流的原因本题中“原因原因”是回路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路，是回路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近所以，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将互相靠近且

9、磁铁的加速度小于g，应选，应选A、D. 名师归纳名师归纳发生电磁感应时，若要判断导体棒的发生电磁感应时，若要判断导体棒的运动趋势或回路面积的变化趋势，不一定要判断出感应运动趋势或回路面积的变化趋势，不一定要判断出感应电流的方向，只需要根据楞次定律的推广含义直接判断，电流的方向，只需要根据楞次定律的推广含义直接判断，可使问题简化可使问题简化.1.利用右手定则判断闭合电路的一部分导体做切割磁感线利用右手定则判断闭合电路的一部分导体做切割磁感线 运动时产生的感应电流方向，有以下几种常见情况：运动时产生的感应电流方向，有以下几种常见情况：(1)导体平动切割磁感线；导体平动切割磁感线；(2)导体转动切割

10、磁感线；导体转动切割磁感线；(3)导体不动，磁场运动，等效为磁场不动，导体反方向切割导体不动，磁场运动，等效为磁场不动，导体反方向切割 磁感线磁感线2.应用楞次定律判断感应电流方向的步骤应用楞次定律判断感应电流方向的步骤(1)确定原磁场的方向；确定原磁场的方向；(2)明确回路中磁通量的变化情况；明确回路中磁通量的变化情况；(3)应用楞次定律的应用楞次定律的“增反减同增反减同”，确定感应电流的磁场，确定感应电流的磁场 的方向；的方向；(4)应用安培定则，确定感应电流的方向应用安培定则，确定感应电流的方向3楞次定律和右手定则的关系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

11、合回路，从研究对象上说，楞次定律研究的是整个闭合回路， 右手定则研究的是闭合回路的一部分导体，即一段导右手定则研究的是闭合回路的一部分导体，即一段导 体做切割磁感线的运动体做切割磁感线的运动(2)从适用范围上说，楞次定律可应用于因磁通量变化从适用范围上说，楞次定律可应用于因磁通量变化 引起感应电流的各种情况引起感应电流的各种情况(包括一部分导体切割磁感包括一部分导体切割磁感 线运动的情况线运动的情况)，右手定则只适用于一段导体在磁场，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定律的一种特殊情况(1

12、)若导体不动，回路中磁通量变化，应该用楞次定律判断若导体不动，回路中磁通量变化，应该用楞次定律判断 感应电流的方向而不能用右手定则感应电流的方向而不能用右手定则(2)若是回路中的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电若是回路中的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电 流，用右手定则判断较为简单，用楞次定律进行判定也流，用右手定则判断较为简单，用楞次定律进行判定也 可以，但较为麻烦可以，但较为麻烦 电阻电阻R、电容、电容C与与一线圈连成闭合回路，条形一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图极朝下，如图912所示所示现使磁铁开始自由下落，在现使磁铁开始自由

13、下落，在N极接近线圈上端的过程中，流极接近线圈上端的过程中，流过过R的电流方向和电容器极板的电流方向和电容器极板的带电情况是的带电情况是 ()A从从a到到b，上极板带正电，上极板带正电B从从a到到b，下极板带正电，下极板带正电C从从b到到a，上极板带正电，上极板带正电D从从b到到a，下极板带正电，下极板带正电磁铁下落，线圈中的磁通量发生变化，产生感应磁铁下落，线圈中的磁通量发生变化，产生感应电流电流.由楞次定律可确定感应电流的方向和电容器由楞次定律可确定感应电流的方向和电容器极板的带电情况极板的带电情况. 解题指导解题指导在在N极接近线圈上端的过程中，通过线极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁

14、感线方向向下，磁通量增大，由楞次定律可判定流圈的磁感线方向向下，磁通量增大，由楞次定律可判定流过线圈的电流方向向下，即线圈下端相当于电源正极，故过线圈的电流方向向下，即线圈下端相当于电源正极，故可知可知D项正确项正确答案答案D 名师归纳名师归纳(1)应用楞次定律的关键是明确应用楞次定律的关键是明确 ，而回路中感应电流的磁场，而回路中感应电流的磁场要要 ，从而确定，从而确定 ，然后利用，然后利用 确定感应电流的方向确定感应电流的方向 (2)在应用楞次定律时还要在应用楞次定律时还要注意注意“阻碍阻碍”并非并非“ ”，不不可理解为感应电流的磁场与原磁场的方向可理解为感应电流的磁场与原磁场的方向 ，事

15、实上是它，事实上是它们们 ，应根据题目条件来确定，应根据题目条件来确定原磁场穿过原磁场穿过闭合回路的磁通量的变化情况闭合回路的磁通量的变化情况阻碍它的变化阻碍它的变化感应电流的磁场方向感应电流的磁场方向安培定则安培定则相反相反相反相反可能反向也可能同向可能反向也可能同向1(2009浙江高考浙江高考)如图如图913所示，所示， 在磁感应强度大小为在磁感应强度大小为B、方向竖直、方向竖直 向上的匀强磁场中，有一质量为向上的匀强磁场中，有一质量为m、 阻值为阻值为R的闭合矩形金属线框的闭合矩形金属线框abcd用用 绝缘轻质细杆悬挂在绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕点，并可绕O点点 摆动金属线框从右侧某

16、一位置静止摆动金属线框从右侧某一位置静止 开始释放，在摆动到左侧最高点的过开始释放，在摆动到左侧最高点的过 程中，细杆和金属线框平面始终处于程中，细杆和金属线框平面始终处于 同一平面，且垂直纸面，则线框中感同一平面，且垂直纸面，则线框中感 应电流的方向是应电流的方向是 ()AabcdaBdcbadC先是先是dcbad，后是，后是abcdaD先是先是 abcda，后是，后是dcbad 解析：解析：线框从右侧开始由静止释放，穿过线框平面的磁线框从右侧开始由静止释放，穿过线框平面的磁通量逐渐减少，由楞次定律可得感应电流的方向为通量逐渐减少，由楞次定律可得感应电流的方向为dcbad；线框过竖直位置继续

17、向左摆动过程中，；线框过竖直位置继续向左摆动过程中，穿过线框平面的磁通量逐渐增大，由楞次定律可得感应电穿过线框平面的磁通量逐渐增大，由楞次定律可得感应电流的方向仍为流的方向仍为dcbad，故，故B正确正确答案：答案：B1.规律比较规律比较基本现象基本现象应用的规律应用的规律运动电荷、电流产生磁场运动电荷、电流产生磁场安培定则安培定则磁场对运动电荷、电流的作用磁场对运动电荷、电流的作用左手定则左手定则电磁电磁感应感应分导体做切割磁感线运动分导体做切割磁感线运动右手定则右手定则闭合回路磁通量变化闭合回路磁通量变化楞次定律楞次定律2.应用区别应用区别 关键是抓住因果关系：关键是抓住因果关系：(1)因

18、电而生磁因电而生磁(IB)安培定则；安培定则；(2)因动而生电因动而生电(v、BI安安)右手定则；右手定则；(3)因电而受力因电而受力(I、BF安安)左手定则左手定则3相互联系相互联系(1)应用楞次定律，必然要用到安培定则；应用楞次定律，必然要用到安培定则；(2)感应电流受到的安培力，有时可以先用右手定则确感应电流受到的安培力，有时可以先用右手定则确 定电流方向，再用左手定则确定安培力的方向，有时定电流方向，再用左手定则确定安培力的方向，有时 可以直接应用楞次定律的推论确定可以直接应用楞次定律的推论确定 在本类型题目中，往往多次运用楞次定律，在分析问在本类型题目中，往往多次运用楞次定律，在分析

19、问题时应注意导体棒的运动特点或穿过闭合回路的磁通量变题时应注意导体棒的运动特点或穿过闭合回路的磁通量变化情况，防止在应用楞次定律时出现错误化情况，防止在应用楞次定律时出现错误 如图如图914所示，两个线圈套在同一个所示，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铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出左线圈连着平行导轨导轨M和和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒棒ab，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中下列，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说法中正确的是 () A当金属棒当金属棒ab向右匀速运动时，向右匀速

20、运动时，a点电势高于点电势高于b点，点，c点电势高于点电势高于d点点 B当金属棒当金属棒ab向右匀速运动时，向右匀速运动时，b点电势高于点电势高于a点，点，c点与点与d点等电势点等电势 C当金属棒当金属棒ab向右加速运动时，向右加速运动时，b点电势高于点电势高于a点，点，c点电势高于点电势高于d点点 D当金属棒当金属棒ab向右加速运动时，向右加速运动时，b点电势高于点电势高于a点，点，d点电势高于点电势高于c点点金属棒金属棒ab在磁场中切割磁感线产生感应电流，从在磁场中切割磁感线产生感应电流，从而在左边线圈中产生磁场，这个磁场会通过铁芯而在左边线圈中产生磁场，这个磁场会通过铁芯穿过右边的线圈穿

21、过右边的线圈.若磁场变化，则在右边线圈中产若磁场变化，则在右边线圈中产生感应电动势和感应电流生感应电动势和感应电流. 解题指导解题指导当金属棒当金属棒ab向右匀速运动而切割磁感线向右匀速运动而切割磁感线时，金属棒中产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流时，金属棒中产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流方向由方向由ab.根据电流从电源根据电流从电源(ab相当于电源相当于电源)正极流出沿外正极流出沿外电路回到电源负极的特点，可以判断电路回到电源负极的特点，可以判断b点电势高于点电势高于a点又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

22、线圈的磁通量保持不变，不产生感应电流，过右线圈的磁通量保持不变，不产生感应电流，c点与点与d点点等电势等电势 当金属棒当金属棒ab向右做加速运动时，由右手定则可推断向右做加速运动时，由右手定则可推断ba，电流沿逆时针方向又由电流沿逆时针方向又由EBLv可知金属棒可知金属棒ab两端的两端的E不断增大，那不断增大，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

23、中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中的感应电流的方向应沿逆时针，而在右线圈绕成的电路中，感应电的感应电流的方向应沿逆时针，而在右线圈绕成的电路中，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做电源，动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上把这个线圈看做电源，由于电流是从由于电流是从c沿内电路沿内电路(即右线圈即右线圈)流向流向d，所以，所以d点电势高于点电势高于c点点 综上所述，选项综上所述，选项B、D正确正确答案答案BD 名师归纳名师归纳正确使用右手定则和楞次定律，抓住两正确使用右手定则和楞次定律，抓住两个电路之间的关系，准确地判定感应电流的方向，是解决个电路之间

24、的关系，准确地判定感应电流的方向，是解决问题的关键和基础问题的关键和基础2如图如图915所示，水平放置所示，水平放置 的两条光滑轨道上有可自由的两条光滑轨道上有可自由 移动的金属棒移动的金属棒PQ、MN，当，当 PQ在外力的作用下运动时，在外力的作用下运动时， MN在磁场力的作用下向右运动，在磁场力的作用下向右运动， 则则PQ所做的运动可能是所做的运动可能是 () A向右加速运动向右加速运动 B向左加速运动向左加速运动 C向右减速运动向右减速运动 D向左减速运动向左减速运动 解析：解析：当当PQ向右运动时，用右手定则可判定向右运动时，用右手定则可判定PQ中感应电中感应电流的方向是由流的方向是由

25、QP，由安培定则可知穿过，由安培定则可知穿过L1的磁场方向是的磁场方向是自下而上的；若自下而上的；若PQ向右加速运动，则穿过向右加速运动，则穿过L1的磁通量增加，的磁通量增加，用楞次定律可以判断流过用楞次定律可以判断流过MN的感应电流是从的感应电流是从NM的，用的，用左手定则可判定左手定则可判定MN受到向左的安培力，将向左运动，可受到向左的安培力，将向左运动，可见选项见选项A不正确若不正确若PQ向右减速运动，流过向右减速运动，流过MN的感应电的感应电流方向、感应电流所受的安培力的方向均将反向，流方向、感应电流所受的安培力的方向均将反向，MN向向右运动，所以选项右运动，所以选项C是正确的同理可判

26、断是正确的同理可判断B项是正确的，项是正确的，D项是错误的项是错误的答案：答案： BC 随堂巩固随堂巩固1带电圆环绕圆心旋转，在环的中心处有一闭合小线圈，带电圆环绕圆心旋转，在环的中心处有一闭合小线圈， 小线圈和圆环在同一平面内，则小线圈和圆环在同一平面内，则 () A只要圆环在转动，小线圈内就一定有感应电流只要圆环在转动，小线圈内就一定有感应电流 B不管圆环怎样转动，小线圈内都没有感应电流不管圆环怎样转动，小线圈内都没有感应电流 C圆环做变速转动时，小线圈内一定有感应电流圆环做变速转动时，小线圈内一定有感应电流 D圆环做匀速转动时，小线圈内没有感应电流圆环做匀速转动时，小线圈内没有感应电流解

27、析：解析：带电圆环旋转时，与环形电流相当，若匀速旋转，带电圆环旋转时，与环形电流相当，若匀速旋转，电流恒定，周围磁场不变，穿过小线圈的磁通量不变，电流恒定，周围磁场不变，穿过小线圈的磁通量不变，不产生感应电流；若变速转动，相当于电流变化，周围不产生感应电流；若变速转动，相当于电流变化，周围产生变化的磁场，穿过小线圈的磁通量变化，产生感应产生变化的磁场，穿过小线圈的磁通量变化，产生感应电流综上所述，电流综上所述，C、D项正确项正确答案：答案： CD2如图如图916所示，所示，MN是一根是一根 固定的通电长直导线，电流方向固定的通电长直导线，电流方向 向上今将一金属线框向上今将一金属线框abcd放

28、在放在 导线上，让线框的位置偏向导线导线上，让线框的位置偏向导线 的左边，两者彼此绝缘，当导线的左边，两者彼此绝缘，当导线 中的电流中的电流I突然增大时，线框整体突然增大时，线框整体 受力情况为受力情况为 () A受力向右受力向右B受力向左受力向左 C受力向上受力向上 D受力为零受力为零解析：解析：线框内左边部分磁感线穿出，右边部分磁感线穿线框内左边部分磁感线穿出，右边部分磁感线穿入，由于线框位置偏向导线左边，所以整个线框的总磁入，由于线框位置偏向导线左边，所以整个线框的总磁通量是垂直纸面向外的，并且随电流的增大而增大用通量是垂直纸面向外的，并且随电流的增大而增大用“阻碍磁通量变化阻碍磁通量变

29、化”来考虑线框受磁场力作用而运动的来考虑线框受磁场力作用而运动的方向，显然，线框只有向右运动，因此线框所受的磁场方向，显然，线框只有向右运动，因此线框所受的磁场力应向右力应向右A项正确项正确答案：答案： A3如图如图917所示，绝缘水平面所示，绝缘水平面 上有两个离得很近的导体环上有两个离得很近的导体环a、b. 将条形磁铁沿它们的正中向下移将条形磁铁沿它们的正中向下移 动动(不到达该平面不到达该平面)，a、b将如何移将如何移 动动 () Aa、b将相互远离将相互远离 Ba、b将相互靠近将相互靠近 Ca、b将不动将不动 D无法判断无法判断解析：解析：根据根据BS，磁铁向下移动过程中，磁铁向下移动过程中B增大，所以穿增大，所以穿过每个环中的磁通量都有增大的趋势由于过每个环中的磁通量都有增大的趋势由于S不可改变，不可改变，为阻碍增大，导体环应该尽量远离磁铁，所以为阻碍增大，导体环应该尽量远离磁铁，所以a、b将相互将相互远离远离A项正确项正确答案：答案：A4如图如图918所示为地磁场磁感线所示为地磁场磁感线 的示意图在北半球地磁场的竖直的示意图在北半球地磁场的竖直 分量向下飞机在我国上空匀速巡分量向