第一节 电磁感应现象 楞次定律

第一节电磁感应现象楞次定律第1页，共38页，2023年，2月20日，星期三第2页，共38页，2023年，2月20日，星期三1.收集资料，了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。2．通过实验，理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。1.电磁感应现象Ⅰ2．磁通量Ⅰ3．法拉第电磁感应定律Ⅱ第3页，共38页，2023年，2月20日，星期三3．通过探究，理解楞次定律。理解法拉第电磁感应定律。4．通过实验，了解自感现象和涡流现象。举例说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用。4．楞次定律Ⅱ5．自感、涡流Ⅰ第4页，共38页，2023年，2月20日，星期三第一节电磁感应现象楞次定律第5页，共38页，2023年，2月20日，星期三第6页，共38页，2023年，2月20日，星期三一、电磁感应现象1．产生感应电流的条件：穿过闭合电路的①

发生变化。2．引起磁通量变化的常见情况(1)闭合电路的部分导体做②

运动，导致Φ变；(2)线圈在磁场中转动，导致Φ变；(3)③

变化，导致Φ变。3．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④

发生变化，线路中就有感应电动势产生。4．电磁感应现象的实质是产生⑤

，如果回路闭合则产生⑥

；如果回路不闭合，则只有⑦

而无⑧

。磁通量切割磁感线线圈面积或磁场强弱磁通量感应电动势感应电流感应电动势感应电流第7页，共38页，2023年，2月20日，星期三1．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、零刻度在中央的电流计及开关按如图所示连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断()第8页，共38页，2023年，2月20日，星期三A．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转C．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向第9页，共38页，2023年，2月20日，星期三【解析】

由于变阻器滑动头P向左加速滑动时，可使B中磁通量减少而产生的电流为I0，当P向右加速滑动时B中磁通量增加而产生的电流为I1，I1与I0方向相反，所以指针应向左偏，而线圈A向上移动，可使B中磁通量减少，引起B中感应电流与I0同向，指针向右偏，故A错；A中铁芯向上拔出或断开开关，激发的B中感应电流与I0同向，电流计指针向右偏转，选项B正确；C项中有感应电流产生，指针应偏转，故C错；因为无需明确感应电流的具体方向，故D错。【答案】

B第10页，共38页，2023年，2月20日，星期三二、右手定则和楞次定律1．右手定则(1)内容：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个⑨

；让⑩

从掌心进入，并使拇指指向⑪

，这时四指所指的方向就是⑫

的方向。(2)适用情况：闭合电路的部分导体⑬

产生感应电流。2．楞次定律(1)内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要⑭

引起感应电流的⑮

的变化。(2)适用情况：所有⑯

现象。平面内磁感线导线运动的方向感应电流切割磁感线阻碍磁通量电磁感应第11页，共38页，2023年，2月20日，星期三2.如右图所示，沿x轴y轴有两根长直导线，互相绝缘。x轴上的导线中有－x方向的电流，y轴上的导线中有＋y方向的电流，两虚线是坐标轴所夹角的角平分线。a、b、c、d是四个圆心在虚线上、与坐标原点等距的相同的圆形导线环。当两直导线中的电流从相同大小，以相同的快慢均匀减小时，各导线环中的感应电流情况是()A．a中有逆时针方向的电流B．b中有顺时针方向的电流C．c中有逆时针方向的电流D．d中有顺时针方向的电流第12页，共38页，2023年，2月20日，星期三【解析】

在第一和第二象限中，x轴电流产生的磁场方向垂直纸面向里，在第三和第四象限中，x轴电流产生的磁场方向垂直纸面向外。y轴电流产生的磁场在第一和第四象限方向垂直纸面向里，在第二和第三象限方向垂直纸面向外。由此可知，x轴电流与y轴电流产生的磁场在第一和第三象限方向相同，其中第一象限垂直纸面向里，第三象限垂直纸面向外，当电流均匀减小时，磁场均匀减小，所以b环产生顺时针方向的电流，c环产生逆时针方向的电流。而a、d中磁通量总是零，无感应电流产生。【答案】

BC第13页，共38页，2023年，2月20日，星期三第14页，共38页，2023年，2月20日，星期三第15页，共38页，2023年，2月20日，星期三2．楞次定律的使用步骤3．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)阻碍原电流的变化(自感现象)－－”增反减同”。第16页，共38页，2023年，2月20日，星期三4．楞次定律与右手定则的比较第17页，共38页，2023年，2月20日，星期三某实验小组用如图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→bB．先a→G→b，后b→G→aC．b→G→aD．先b→G→a，后a→G→b【解题切点】

这类问题先判断穿过线圈的磁通量方向，然后增减情况，根据楞次定律判断感应磁场方向，最后根据安培定则判断感应电流的方向。第18页，共38页，2023年，2月20日，星期三【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明确回路中磁通量变化的情况：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：从b→G→a。同理可以判断出条形磁铁穿出线圈过程中，向下的磁通量减小，由楞次定律可得：线圈中将产生顺时针的感应电流(俯视)，电流从a→G→b。【答案】

D第19页，共38页，2023年，2月20日，星期三1．图中MN、GH为平行导轨，AB、CD为跨在导轨上的两根横杆，导轨和横杆均为导体。有匀强磁场垂直于导轨所在的平面，方向如图。用I表示回路中的电流。则()A．当AB不动而CD向右滑动时，I≠0且沿顺时针方向B．当AB向左、CD向右滑动且速度大小相等时，I＝0C．当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时，I＝0D．当AB、CD都向右滑动，且AB速度大于CD时，I≠0且沿逆时针方向第20页，共38页，2023年，2月20日，星期三【解析】

当AB不动而CD向右滑动时，I≠0，但电流方向为逆时针，A错；当AB向左，CD向右滑动时，两杆产生的感应电动势同向，故I≠0，B错；当AB和CD都向右滑动且速度大小相等时，则两杆产生的感应电动势等值反向，故I≠0，C正确；当AB和CD都向右滑动，且AB速度大于CD时，I＝0，但方向为顺时针，D错误。【答案】

C第21页，共38页，2023年，2月20日，星期三1．三个定则的区别2.相互联系(1)电流可以产生磁场，当电流的磁场发生变化时，也会发生电磁感应现象。(2)感应电流在原磁场中也要受安培力，这是确定感应电流阻碍”相对运动”的依据。(3)有些综合问题中，有时要同时应用三个定则。右手定则、左手定则和安培定则的区别和应用第22页，共38页，2023年，2月20日，星期三如图所示，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；金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是()第23页，共38页，2023年，2月20日，星期三A．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点为等电势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【解题切点】

解答本题首先要明确磁场的方向，再假设能形成闭合电路，然后用右手定则判断感应电流的电流方向，从而判断电势的高低端。第24页，共38页，2023年，2月20日，星期三【解析】

当金属棒ab向右匀速运动切割磁感线时，金属棒产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流方向为a→b。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，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，c点与d点等电势，故A错误，B正确。当金属棒ab向右加速运动时，由右手定则可推断φb＞φa，电流沿逆时针方向，又由E＝Blv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是沿逆时针方向的，并且磁感应强度不断增强，所以右边电路的线圈中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应沿逆时针方向，而在右边电路中，感应电动势仅产生于绕在铁芯上的那部分线圈上，把这个线圈看成电源，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，故C错误，D正确。【答案】

BD第25页，共38页，2023年，2月20日，星期三2．一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心。若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空()A．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势下端高B．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势上端高C．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势上端高D．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势第26页，共38页，2023年，2月20日，星期三【解析】

赤道上方的地磁场方向是由南指向北，根据右手定则，飞机由东向西飞行时，杆下端电势高，而飞机由西向东飞行时，杆上端电势高，故A、B对。若飞机沿经线由南向北或由北向南水平飞行时，杆均不切割磁感线，杆中不会产生感应电动势，故C错、D正确。【答案】

ABD第27页，共38页，2023年，2月20日，星期三第28页，共38页，2023年，2月20日，星期三1．发现通电导线周围存在磁场的科学家是()A．洛伦兹B．库仑C．法拉第D．奥斯特【解析】

洛伦兹发现运动电荷在磁场中受磁场力(洛伦兹力)，库仑总结出了库仑定律，法拉第发现了电磁感应现象，奥斯特发现通电导体周围存在磁场。【答案】

D第29页，共38页，2023年，2月20日，星期三2.如右图所示为地磁场磁感线的示意图。在北半球地磁场的竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞机高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1，右方机翼末端处的电势为φ2，则()A．若飞机从西往东飞，φ1比φ2高B．若飞机从东往西飞，φ2比φ1高C．若飞机从南往北飞，φ1比φ2高D．若飞机从北往南飞，φ2比φ1高第30页，共38页，2023年，2月20日，星期三【解析】

对A选项：磁场竖直分量向下，手心向上，拇指指向飞机飞行方向，四指指向左翼末端，故φ1＞φ2，A正确。同理，飞机从东往西飞，仍是φ1＞φ2，B错。从南往北、从北往南飞，都是φ1>φ2，故C选项正确，D选项错误。【答案】

AC第31页，共38页，2023年，2月20日，星期三3.如右图所示，开始时矩形线圈平面与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外。若要使线圈中产生感应电流，下列做法中可行的是()A．以ab边为轴转动B．以bd边为轴转动(转动的角度小于60°)C．以bd边为轴转动90°后，增大磁感应强度D．以ac边为轴转动(转动的角度小于60°)第32页，共38页，2023年，2月20日，星期三【解析】

以ab边为轴转动θ角，磁通量由BS变为

BScosθ，产生感应电流；以bd边为轴转动(转动的角度小于60°)，有效面积不变，磁通量不变，不产生感应电流；以bd边为轴转动90°后，增大磁感应强度，没有磁感线穿过线圈，磁通量始终为零，不产生感应电流；以ac边为轴转动θ角(转动的角度小于60°)，有效面积减小，磁通量减小，产生感应电流。应选A、D。【答案】

AD第33页，共38页，2023年，2月20日，星期三4．电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如右图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是()A．从a到b，上极板带正电B．从a到b，下极板带正电C．从b到a，上极板带正电

D．从b到