楞次定律和自感现象复习

第1讲电磁感应现象楞次定律磁通量Ⅰ(考纲要求)

【思维驱动】

如图9-1-1所示，在条形磁铁外套有A、B

两个大小不同的圆环，穿过A环的磁通量

ΦA与穿过B环的磁通量ΦB相比较(

)．

A．ΦA>ΦB B．ΦA<ΦB C．ΦA＝ΦB D．不能确定图9-1-1

解析磁通量Φ＝Φ内－Φ外．对A、B两环，Φ内相同；而对于Φ外，B的大于A的，所以ΦA>ΦB.故正确答案为A.答案A【知识存盘】1．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．2．公式：Φ＝

.3．单位：1Wb＝

.4．公式的适用条件： ①匀强磁场；②磁感线的方向与平面垂直，即B⊥S.垂直

BS

1T·m2

【知识存盘】1．电磁感应现象：当穿过闭合电路的磁通量

时，电路中有

产生的现象．2．产生感应电流的条件

(1)条件：穿过闭合电路的磁通量

．

(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做 运动．发生变化

感应电流

发生变化

切割磁感线

3．产生电磁感应现象的实质：电磁感应现象的实质是产生

，如果回路闭合则产生

；如果回路不闭合，则只有

，而无

.感应电动势

感应电流

感应电动势

感应电流

【知识存盘】楞次定律三定则一定律适用范围基本现象安培定则电流的磁效应运动电荷、电流产生磁场左手定则磁场力磁场对运动电荷、电流的作用右手定则电磁感应部分导体做切割磁感线运动楞次定律闭合回路的磁通量变化考点一电磁感应现象是否发生的判断【典例1】

如图9-1-4所示，一通电螺线管b放在 闭合金属线圈a内，螺线管的中心轴线恰和 线圈的一条直径MN重合．要使线圈a中产 生感应电流，可采用的方法有 (

)．

A．使通电螺线管中的电流发生变化

B．使螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动

C．使线圈a以MN为轴转动

D．使线圈绕垂直于MN的直径转动图9-1-4

解析题中图示位置无论螺线管中的电流怎样发生变化，均无磁感线穿过线圈平面，磁通量始终为零，故无感应电流产生，选项A错误．若螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动，穿过线圈的磁通量始终为零，故无感应电流产生，选项B错误．若线圈a以MN为轴转动，穿过线圈的磁通量始终为零，故无感应电流产生，选项C错误．若线圈绕垂直于MN的直径转动，穿过线圈的磁通量会发生变化，故有感应电流产生，选项D正确．答案D【变式跟踪1】

如图9-1-5所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情 况中铜环A中没有感应电流的是

(

)．

A．线圈中通以恒定的电流

B．通电时，使滑动变阻器的滑片P匀速移动

C．通电时，使滑动变阻器的滑片P加速移动

D．将电键突然断开的瞬间图9-1-5

解析当线圈中通恒定电流时，产生的磁场为稳恒磁场，通过铜环A的磁通量不发生变化，不会产生感应电流． 答案A

考点二楞次定律的理解及应用楞次定律中“阻碍”的含义【典例2】

某实验小组用如图9-1-6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 (

)．

A．a→G→b

B．先a→G→b，后b→G→a C．b→G→a D．先b→G→a，后a→G→b图9-1-6解析①确定原磁场的方向：条形磁铁在穿入线圈的过程中，磁场方向向下．②明确回路中磁通量的变化情况：线圈中向下的磁通量增加．③由楞次定律的“增反减同”可知：线圈中感应电流产生的磁场方向向上．④应用右手定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视)即：b→G→a.同理可以判断：条形磁铁穿出线圈的过程中，向下的磁通量减小，由楞次定律可得线圈中将产生顺时针方向的感应电流(俯视)，电流从a→G→b.答案D【变式跟踪2】

如图9-1-7所示，通电 螺线管左侧和内部分别静止吊一 导体环a和b，当滑动变阻器R的滑 动触头c向左滑动时 (

)．

A．a向左摆，b向右摆 B．a向右摆，b向左摆

C．a向左摆，b不动 D．a向右摆，b不动图9-1-7答案C

解析当滑动变阻器R的滑动触头c向左滑动时，电路中的电流变大，螺线管产生的磁场逐渐增强，穿过a的磁通量变大，根据楞次定律可知，a向左摆动；b处于螺线管内部，其周围的磁场为匀强磁场，方向水平向左，圆环中虽然也产生感应电流，但根据左手定则可判断出，安培力与b在同一个平面内，产生的效果是使圆环面积缩小，并不使其摆动，所以C项正确．答案C

借题发挥1．应用“程序法”解题的注意事项 “程序法”是分析、解决物理问题的一种常见方法，在使用“程序法”处理问题时，需注意以下两点：(1)根据题目类型制定一个严谨、简洁的解题程序；(2)在分析和解决问题时，要严格按照解题程序进行，这样可以规范解题过程、减少失误、节约解题时间．2．判断感应电流方向的“四步法”【变式跟踪3】

如图9-1-9所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导线MN在导轨上向右加速滑动时，正对电磁铁A的圆形金属环B中 (

)．

A．有感应电流，且B被A吸引

B．无感应电流

C．可能有，也可能没有感应电流

D．有感应电流，且B被A排斥图9-1-9

答案D解析MN向右加速滑动，根据右手定则，MN中的电流方向从N→M，且大小在逐渐变大，根据安培定则知，电磁铁A的左端为N极，且磁场强度逐渐增强，根据楞次定律知，B环中的感应电流产生的内部磁场方向向右，B被A排斥．故D正确．答案D

借题发挥“三个定则与一个定律”的规范应用1．一般解题步骤

(1)分析题干条件，找出闭合电路或切割磁感线的导体棒．

(2)结合题中的已知条件和待求量的关系选择恰当的规律．

(3)正确地利用所选择的规律进行分析和判断．2．应用区别

关键是抓住因果关系

(1)因电而生磁(I→B)→安培定则；

(2)因动而生电(v、B→I)→右手定则；

(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则．阅卷教师叮咛易失分点1．不能正确确定所研究的回路．2．对楞次定律中的“阻碍”理解不透．3．不能灵活选用楞次定律推广的规律．4．分不清感应电流的磁场和原磁场的关系．应对策略 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)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”.

审题流程2．如图9-1-13所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是 (

)．A．圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动B．圆盘以某一水平直径为轴匀速转动C．圆盘在磁场中向右匀速平移D．匀强磁场均匀增加图9-1-13答案BD解析只有当圆盘中的磁通量发生变化时，圆盘中才产生感应电流，当圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动或圆盘在磁场中向右匀速平移时，圆盘中的磁通量不发生变化，不能产生感应电流，A、C错误；当圆盘以某一水平直径为轴匀速转动或匀强磁场均匀增加时，圆盘中的磁通量发生变化，圆盘中将产生感应电流，B、D正确．答案BD4．如图9-1-15所示，一根条形磁铁从 左向右靠近闭合金属环的过程中，环中的感应电流(自左向右看) (

)．

A．沿顺时针方向

B．先沿顺时针方向后沿逆时针方向

C．沿逆时针方向

D．先沿逆时针方向后沿顺时针方向图9-1-15

解析条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，向右的磁通量一直增加，根据楞次定律，环中的感应电流(自左向右看)为逆时针方向，C对．答案

C5．如图9-1-16所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过．现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则(

)．

A．T1>mg，T2>