10.1电磁感应现象楞次定律（讲义）原卷版

1、10.1电磁感应现象楞次定律一、磁通量.概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向 的面积S与B的乘积。.公式：0=o.适用条件：(1)匀强磁场。(2)S为垂直磁场的 o.磁通量是(填“标量”或矢量”)。.物理意义：相当于穿过某一面积的 的条数。如下图，矩形abed、abb、Z/cd的面积分别为Si、S2、S3,匀强磁场的磁感应强度8与平面/cd垂直，那么： 通过矩形abed的磁通量为8sleos 0或8s3。(2)通过矩形dbcd的磁通量为幽。(3)通过矩形出市”的磁通量为Q。.磁通量变化：=办一1。二、电磁感应现象.定义：当穿过闭合导体回路的 发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，

2、这种利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应。.条件(1)条件：穿过闭合电路的磁通量(2)例如：闭合电路的一局部导体在磁场内做 的运动。.实质产生,如果电路闭合，那么有感应电流。如果电路不闭合，那么只有 而无感应电流。三、感应电流方向的判定.楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要 引起感应电流的 的变化。(2)适用范围：一切电磁感应现象。.右手定那么(1)内容：如下图，伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直并且都与手掌在同一平面内： 让 从掌心进入，并使拇指指向 的方向，这时四指所指的方向就是的方向。（2）适用情况：导线 产生感应电流。热点题型一电磁感应现象的判断.常见的产生感应电流的三种情况.判断电路

3、中能否产生感应电流的一般流程【典例1（江苏扬州中学2021届高三模拟）如下图，半径为R的圆形单匝线图a内有 一单匝内接三角形线圈乩 两线图彼此绝缘，磁感应强度大小为B的匀强磁场的边缘与三 角形线图8重合，那么穿过、两线圈的磁通量之比为（）A. 1 ： 1 B. I ： 2 C. 4V5兀：9D. 9 ： 4/【答案】A【解析】磁通量G=8S, S为有效面积，从题中可以看出两个图形的有效面积是相等的， 所以穿过a、Z?两线圈的磁通量之比为1 ： 1,故A正确.【变式1】（吉林延边二中2021届高三模拟）现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线图A、 线图8、电流计及开关按如下图连接.以下说法中正确的选

4、项是（）A.开关闭合后，线圈A插入或拔出线图B都会引起电流计指针偏转B.线圈4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，滑动变阻器的滑片产匀速滑动，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，电流计指针才能偏转热点题型二 感应电流方向的两种判断方法.用楞次定律判断楞次定律中“阻碍”的含义：.用右手定那么判断该方法只适用于切割磁感线产生的感应电流，注意三个要点：（1）掌心磁感线垂直穿入掌心；（2）拇指指向导体运动的方向；（3）四指指向感应电流的方向.【典例2如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一 U形金属导轨，导轨平面与磁 场垂

5、直.金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS, 一圆环形金属线框7位于回 路围成的区域内，线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间， 关于感应也流的方向，以下说法正确的选项是（）A. PQRS中沿顺时针方向，丁中沿逆时针方向B.尸QRS中沿顺时针方向，7中沿顺时针 方向C.尸QRS中沿逆时针方向，丁中沿逆时针方向D. PQRS中沿逆时针方向，7中沿顺时针 方向【答案】 D【解析】 金属杆PQ向右切割磁感线，根据右手定那么可知PQKS中感应电流沿逆时针方 向；原来丁中的磁场方向垂直于纸面向里，金属杆PQ中的感应电流产生的磁场方向垂直 于纸面向外，使得穿过丁的磁通量减小

6、，根据楞次定律可知7中产生顺时针方向的感应电 流，综上所述，可知A、B、C项错误，D项正确.【变式1】（海南卷改编）如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内， 环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距.两导线中通有大小相等、方向向 下的恒定电流.假设（ ）A.金属环向上运动，那么环上的感应电流方向为顺时针方向B.金属环向下运动，那么环上的感应电流方向为顺时针方向C.金属环向左侧直导线靠近，那么环上的感应电流方向为逆时针方向D.金属环向右侧直导线靠近，那么环上的感应电流方向为逆时针方向【变式2】（新课标全国HI卷改编）楞次定律是以下哪个定律在电磁感应现象中的具体体 现（）

7、A.电阻定律B.库仑定律 C.欧姆定律D.能量守恒定律热点题型三楞次定律推论的应用楞次定律中“阻碍的含义可以推广为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因，列 表说明如下：内容例证阻碍原磁通量变化 一“增反减同”B原）磁铁靠近线圈,B盛与B原反向阻碍相对运动“来/H主二U磁铁靠近,是斥力 ns拒去留”/M zk CV8原匕立磁铁远离,是引力 6 N S使回路面积有扩大或缩 小的趋势“增缩减 扩”油P、Q是光滑固定导轨，Q、b是 可动金属棒，磁铁下移，面枳 应减小，靠近XXX XjJX芭33 3减小，线圈扩张X X X Xr5?)A 阻碍原电流的变化“增反减同”t1合上SI先亮【典例3】（全国

8、卷I ）扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品外表原子尺度上的形貌.为了 有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装假设干对紫铜薄板，并 施加磁场来快速衰减其微小振动，如下图.无扰动时，按以下四种方案对紫铜薄板施加 恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（ ）【答案】A【解析】底盘上的紫铜薄板出现扰动时，其扰动方向不确定，在选项C这种情况下，紫铜 薄板出现上下或左右扰动时，穿过薄板的磁通量难以改变，不能发生电磁感应现象，没有 阻尼效应；在选项B、D这两种情况下，紫铜薄板出现上下扰动时，也没有发生电磁阻尼 现象；选项A这种情况下，不管紫铜薄板出现上

9、下或左右扰动时，都发生电磁感应现象， 产生电磁阻尼效应，选项A正确.【变式1】（河北石家庄二中2021届高三模拟）如下图，光滑平行导轨M、N固定在同 一水平面上，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（）A. P、。将互相靠拢B. P、Q将互相远离C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度大于g【变式2】（新课标全国I卷）空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场， 其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为、横截面积为S,将该导线做 成半径为的圆环固定在纸面内，圆心。在MN上。片0时磁感应强度的方向如图（a）所示。 磁感应强度3随

10、时间Z的变化关系如图（b）所示，那么在/=（）到/=/1的时间间隔内（）A.圆环所受安培力的方向始终不变 B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C.圆环中的感应电流大小为普 D.圆环中的感应电动势大小为娶一【变式3】（湖南衡阳八中2021届高三模拟）如下图，金属导枕上的导体棒外在匀强 磁场中沿导就做以下哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引（ ） A.向右做匀速运动 B.向左做减速运动 C.向右做减速运动 D.向右做加速运动热点题型四楞次定律在生产、生活中的应用【例4】（多项选择）（2021山东威海市联考）高考考生入场时，监考老师要用金属探测器对考生进 行安检后才允许其进入考场，

11、如下图。探测器内有通电线圈，当探测器靠近任何金属材 料物体时，就会引起探测器内线圈中电流变化，报警器就会发出警报：靠近非金属物体时 那么不发出警报。关于探测器工作原理，以下说法正确的选项是（ ）A.金属探测器利用的是电磁感应现象B.金属探测器利用的是磁场对金属的吸引作用C.金属探测器利用的是静电感应现象D.金属探测器利用的是当探测器靠近金属物体时，能在金属中形成涡流，进而引起线圈 中电流的变化【答案】 AD【解析】 线圈通电后会产生磁场，当有金属物体进入磁场时，通过金属物体横截面的磁 通量发生变化，金属物体内部会产生涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，由此判 断是否有金属物体，静电感应现象是带电体靠近导体时使导体感应起电，应选项A、D正 确。【变式1（2021湖南衡阳市第一次联考）如下图是某研究性学习小组的同学设计的电梯 坠落的应急安全装置，在电梯挂厢上安装永久磁铁，