电磁感应 第一节 电磁感应现象 感应电流的方向

1、第一节电磁感应现象感应电流的方向第九章 电磁感应知识梳理与自测一、磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率1磁通量(1)定义：磁感应强度B与_于磁场方向的面积S的_叫做穿过这个面积的磁通量垂直乘积(2)定义式：_，式中的面积S指的是垂直于匀强磁场方向的面积；若面积S与磁感应强度B的夹角为，则_.(3)国际单位：_，符号_.(4)物理意义：磁通量反映穿过某一面积的磁感线条数的_BSBSsin韦伯Wb多少2磁通量的变化量磁通量的变化量_，与感应电动势的大小无必然联系3磁通量的变化率/t磁通量的变化率为_时间内磁通量的变化量，表示磁通量变化的_|21|单位快慢思考感悟1穿过一个平面的磁通量大，是否磁通

2、量的变化量和变化率也一定大？反之，穿过一个平面的磁通量的变化率大，磁通量和磁通量的变化量是否也一定大？【提示】穿过一个平面的磁通量大，磁通量的变化量不一定大，磁通量的变化率也不一定大；穿过一个平面的磁通量的变化率大，磁通量和磁通量的变化量都不一定大以上三个量的区别类似于速度、速度变化量和速度的变化率三者的区别二、电磁感应1利用磁场产生电流的现象叫做_，产生的电流叫做_2要产生感应电流必须满足两个条件：(1)回路_；(2)磁通量_当存在多个回路时，只要_闭合回路中的磁通量发生改变，都会产生感应电流电磁感应感应电流闭合发生变化任一3感应电流与感应电动势的关系：在电磁感应现象中产生的是感应电动势，若

3、回路是_的，则有感应电流产生；若回路_，则只产生感应电动势，而无感应电流产生在闭合回路中，产生感应电动势的部分是_，其余部分则为外电路闭合不闭合电源三、右手定则、楞次定律1右手定则：伸开右手，让大拇指跟其余四个手指_，并且都跟手掌在同一个_内，让磁感线_穿过手心，拇指指向导体_的方向，其余四指所指的方向就是_的方向，如图911所示垂直平面垂直运动感应电流图9112楞次定律(1)楞次定律的内容：感应电流的磁场总要_引起感应电流的_的变化(2)楞次定律的适用范围：适用于所有电磁感应的情形阻碍磁通量思考感悟2在判断感应电流的方向时，右手定则和楞次定律一致吗？【提示】楞次定律与右手定则：一般与特殊的关

4、系，可交叉使用，互为检验，灵活应用当闭合电路中磁通量的变化量是由导体切割磁感线而引起的，感应电流的方向优先用右手定则判定，而变化的磁场产生感应电流的方向用楞次定律判定较简便一、正确区分磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率1三者的区别考点剖析与方法物理量单位物理意义磁通量Wb表示某时刻或某位置穿过某一面积的磁感线条数的多少磁通量的变化量Wb表示在某一过程中穿过某一面积磁通量变化的多少 (单选)如图912所示，四面体OABC处在沿Ox方向的匀强磁场中，下列关于磁场穿过各个面的磁通量的说法中不正确的是()例1图912A穿过AOB面的磁通量为0B穿过ABC面和BOC面的磁通量相等C穿过AOC面的磁通

5、量为0D穿过ABC面的磁通量大于穿过BOC面的磁通量【解析】因磁场是沿Ox方向，则有效面积为四面体的OBC面的面积；依题意，此题中A、B、C的说法都是正确的【答案】D变式训练1(单选)在水平面上有一个不规则的多边形导线框，面积为S20 cm2，在竖直方向加如图913所示的磁场，以向上为正方向，则下列说法正确的是()图913A前2 s内穿过线框的磁通量的变化量为0B前1 s内穿过线框的磁通量的变化量为30 WbC第二个1 s内穿过线框的磁通量的变化量为3103 WbD第二个1 s内穿过线框的磁通量的变化量为1103 Wb解析：选C.刚开始时磁感应强度为1.5 T，竖直向上，在1 s内均匀减小到零

6、，第2 s内继续减小到1.5 T，因此前2 s磁通量的变化量为|B2SB1S|6103 Wb；前1 s及第一个1 s内和第二个1 s内磁通量的变化量都为3103 Wb.选项A的错误在于忽视了磁通量的正负号选项B、D计算出错，故选项C正确3对感应电流产生条件的认识产生感应电流的条件是：穿过闭合导体回路的磁通量发生变化应强调的两点是：(1)回路必须闭合，如果回路不闭合，则不产生感应电流；(2)回路的磁通量一定发生变化由于磁通量BSsin，决定于穿过闭合导体回路的磁感应强度B、线圈面积S及线圈所在平面与磁场方向的夹角，因此判断闭合导体回路中是否产生感应电流可以从B、S、是否发生变化进行分析就可以了

7、(单选)如图914所示，开始时矩形线框平面与磁场方向垂直，且一半在匀强磁场内，另一半在磁场外，若要使线框产生感应电流，下列方法不可行的是()例2图914A将线框向左拉出磁场B以ad为轴转动C以ab边为轴转动(转过角度小于60)D以cd边为轴转动(转过角度小于60)【思路点拨】解答此题关键是看线框内磁通量是否发生改变，若变则有，不变则无【解析】将线框向左拉出磁场的过程中，线框cd部分做切割磁感线的运动，或者说穿过线框的磁通量减小，所以线框中产生感应电流，故A正确；当线框以ad边为轴转动时，线框的bc边的右半段在做切割磁感线的运动，或者说穿过线框的磁通量在发生变化，所以线框中产生感应电流，故B正确

8、；当线框以ab边为轴转动(小于60)时，穿过线框的磁通量在减小，所以在这个过程中线框中会产生感应电流，故C正确，如果转过的角度超过60(60300)，cd边将进入无磁场区，那么线框中不产生感应电流；当线框以cd边为轴转动时，如果转动的角度小于60，则穿过线框的磁通量始终保持不变，故D是不可行的【答案】D【规律总结】是否产生感应电流关键是看闭合回路中的磁通量是否发生变化关于磁通量的变化主要有以下几种情况：闭合电路的部分导线做切割磁感线运动，导致磁通量变化；线圈在磁场中转动导致磁通量变化；磁感应强度变化(随时间变化或随位置变化)导致磁通量变化2(单选)(2012潮汕两市名校高三联考)恒定的匀强磁场

9、中有一圆形的闭合导体线圈，线圈平面垂直于磁场方向，要使线圈中能产生感应电流，线圈在磁场中应做()变式训练A线圈沿自身所在的平面做匀速运动B线圈沿自身所在的平面做匀加速运动C线圈绕任意一条直径转动D线圈沿磁场方向平行移动解析：选C.要使线圈中产生感应电流，必须使线圈中的磁通量发生变化，A、B、D三种情况中，线圈中的磁通量均不变，C情况中，线圈中的磁通量周期性变化，在线圈中产生电流二、楞次定律的理解及应用1楞次定律中“阻碍”的含义2楞次定律的应用步骤3楞次定律与右手定则的比较特别提醒：(1)“阻碍”并不等于“相反”,在理解楞次定律时，有些同学错误地把“阻碍”作用认为感应电流产生的磁场和原磁场的方向

10、相反.事实上，它们可能同向，也可能反向，要根据磁通量的变化情况作出判断.(2)“阻碍”不等于“阻止”,感应电流产生的磁场阻碍原磁场的磁通量的变化，但不能阻止，最后该增加的仍增加，该减少的仍减少，只不过增加或减少变慢了，阻碍只是延缓其变化.(3)楞次定律的实质是能量的转化和守恒，感应电流的磁场阻碍磁通量变化的过程，是其他形式的能转化为电能的过程. (单选)(2012江门质检)如图915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()例3图915A流过R的电流为由d到c，流过r的电流

11、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【思路点拨】本题判断感应电流方向既可根据切割方式应用右手定则，又可根据磁通量的变化应用楞次定律【解析】法一：根据右手定则，可判断PQ作为电源，Q端电势高，在PQcd回路中，电流为逆时针方向，即流过R的电流为由c到d，在电阻r的回路中，电流为顺时针方向，即流过r的电流为由b到a.法二：根据楞次定律，由题图可知，导体棒PQ与三条导线连结成了两个闭合回路，一个是R所在回路(PQcd)，另一个是r所在回路(Qab)当导体棒向左滑动时，穿过PQcd回路

12、中垂直纸面向里的磁通量增加(面积增大)，由楞次定律可以判断知，在该回路中会产生逆时针方向的感应电流，即流过R的电流为由c到d.同时，穿过Qab回路中垂直纸面向里的磁通量减少(面积减小)，由楞次定律可以判断知，在该回路中会产生顺时针方向的感应电流，即流过r的电流为由b到a，故B选项正确【答案】B【规律总结】运用楞次定律判断感应电流的方向可归结为：“一原，二感，三电流”即：明确原磁场；确定感应电流的磁场；判定感应电流的方向3(单选)(2012福建莆田质检)如图916所示，光滑金属导轨框架MON竖直放置，水平方向的匀强磁场垂直MON平面金属棒ab从abO60位置由静止释放在重力的作用下，棒ab的两端

13、沿框架滑动在棒ab由图示位置滑动到水平位置的过程中，棒变式训练ab中感应电流的方向是()A始终由a到bB始终由b到aC先由a到b，再由b到aD先由b到a， 图916再由a到b解析：选D.由题意知当棒ab与ON夹角为45时，三角形Oab面积最大，此时闭合回路的磁通量最大，故穿过闭合回路的磁通量应是先增大后减小，由楞次定律可知电流方向为先由b到a，再由a到b，故D项正确4楞次定律的推广对楞次定律中“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势“增缩减扩”；(4)阻碍原电流的变

14、化(自感现象)“增反减同” (单选)一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动M连接在如图917所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关下列情况中，可观测到N向左运动的是()例4图917A在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间B在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间C在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时D在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时【思路点拨】解决此题思考以下两点：(1)N向左运动的原因是什么？(2)怎样才能引起N环中磁通量的增大或减小？【解析】由楞次定律及左手定则可知

15、：只要线圈中电流增强，即穿过N的磁通量增加，则N受排斥而向右移动只要线圈中电流减弱，即穿过N的磁通量减少，则N受吸引而向左移动故C选项正确【答案】C变式训练4(单选)如图918所示，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝环轴线上方有一个条形磁铁，当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，下列判断正确的是()图918A铝环有收缩趋势，对桌面压力减小B铝环有收缩趋势，对桌面压力增大C铝环有扩张趋势，对桌面压力减小D铝环有扩张趋势，对桌面压力增大解析：选B.磁铁向下运动，线圈中的磁通量增加，线圈只有缩小、向下才能阻碍磁通量的增加三、楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综合应用1规律比较基本现象应用的定则或定

16、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基本现象应用的定则或定律电磁感应部分导体做切割磁感线运动右手定则穿过闭合回路的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3相互联系(1)应用楞次定律时，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 (双选)(2012佛山六校联考)如图919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

17、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中正确的是()例5A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点图919【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(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

18、，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，而在右线圈形成的电路中，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，由于电流是从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变式训练5(双选)(2012广州调研)如图9110所示，水平放置的

19、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()A向右匀加速运动B向左匀加速运动C向右匀减速运动D向左匀减速运动图9110解析：选BC.MN棒中有感应电流，受安培力作用而向右运动，由左手定则可判断出MN中电流的方向是由M流至N，此电流在L1中产生磁场的方向是向上的若PQ向右运动，由右手定则及安培定则可知L2产生的磁场的方向也是向上的由于L1产生的磁场方向与L2产生的磁场的方向相同，可知L2产生的磁场的磁通量是减少的，故PQ棒做的是向右的减速运动，C是可能的若PQ棒向左运动，则它产生的感应电流在L2中产生的磁场是向下的

20、，与L1产生的磁场方向是相反的，由楞次定律可知L2中的磁场是增强的，故PQ棒做的是向左的加速运动，B是可能的楞次定律的拓展应用热点示例与挑战 (双选)如图9111所示，光滑固定导轨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()例图9111AP、Q将互相靠拢BP、Q将互相远离C磁铁的加速度仍为g D磁铁的加速度小于g【解析】法一：根据楞次定律的另一表述：感应电流的效果总是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.法二：设磁铁下端为N极，如图9112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将相互靠拢，由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律知，磁铁将受到向