第一节电磁感应现象

第一节电磁感应现象第一页，共四十七页，编辑于2023年，星期四一、磁通量

1、定义：穿过某一面的磁感线的条数；在匀强磁场中磁通量（ф）在数值上等于磁感强度B跟与B垂直的某面的面积之积。

2、数学公式Φ=BSsinα

＝B垂直

S。（当B与S不垂直时，式中B通常取垂直于S面的分量；或者S取垂直于B方向的有效面积，α为B与S的夹角）第二页，共四十七页，编辑于2023年，星期四

3、标量：没有方向，但有正负

4、单位：韦伯(Wb)

5、磁通密度：B=Φ/S

磁感应强度又叫磁通密度，指垂直

穿过单位面积上的磁感线条数．

1T=1Wb/m2。第三页，共四十七页，编辑于2023年，星期四穿过两面积的磁通量相等吗？例题2RR１２××××××××第四页，共四十七页，编辑于2023年，星期四穿过两面积的磁通量相等吗？例题BBSSαBBSSα第五页，共四十七页，编辑于2023年，星期四例题:如图所示,在水平虚线上方有磁感强度为2B,方向水平向右的匀强磁场,水平虚线下方有磁感强度为B,方向水平向左的匀强磁场.边长为Ｌ的正方形线圈放置在两个磁场中,线圈平面与水平面成α角,线圈处于两磁场中的部分面积相等,则穿过线圈平面的磁通量大小为多少?第六页，共四十七页，编辑于2023年，星期四例题、如图所示，大圆导线环A中通有电流I，方向如图。另在导线环所在的平面画了一个圆B，它的一半面积在A环内，一半面积在A环外。则圆B内的磁通量下列说法正确的是：（）（A）圆B内的磁通量垂直纸面向外（B）圆B内的磁通量垂直纸面向里（C）圆B内的磁通量为零（D）条件不足，无法判断BABＩ第七页，共四十七页，编辑于2023年，星期四例11.

如下图所示，在同一水平面内有三个闭合线圈a

、b、c，当a线圈中有电流通过时，它们的磁通量分别为φa、φb

、与φc,下列说法正确的是：()A.φa

＜φb

＜φcB.φa

＞φb

＞φcC.φa

＜φc＜φb

D.φa

＞φc＞φb

IabcB第八页，共四十七页，编辑于2023年，星期四二、磁通量的变化：

1.当匀强磁场恒定不变，而闭合电路所围面积变化时；磁通量变化量△ф＝ф2－ф1＝BS2－BS1＝B（S2－S1）＝B△S，这种面积变化通常由闭合电路中部分直导线切割磁感线(如图1)、弹性弹簧环的收缩和扩张(如图2)、矩形线圈在匀强磁场中绕轴旋转等引起的(如图3)。特别是图3情况，线圈转动过程中其面积不变，而线圈的有效面积即垂直于磁场方向线圈的投影面积在改变，图示位置磁通量为最大BS，当线圈转过900时磁通量为0。abcdv图1图2OO图3第九页，共四十七页，编辑于2023年，星期四2.当闭合电路所围面积不变，而磁场强度发生变化。这里的磁场强度变化一般情况下是因为电流I的变化及磁铁与闭合电路相对运动引起的。图１图２N

SN

S图３V第十页，共四十七页，编辑于2023年，星期四3.闭合电路所围面积和匀强磁场的磁场强度均发生变化。设在△t时间内，回路面积由S变为S+△S，同时磁感强度由B变为B+△B。则△ф＝ф2-ф1＝（B+△B）（S+△S）-BS＝B△S+△BS+△B△S

须指出此时的△ф≠△B△S第十一页，共四十七页，编辑于2023年，星期四1.对楞次定律的理解：从磁通量变化的角度看：感应电流总要阻碍磁通量的变化从导体和磁体的相对运动的角度来看：感应电流总要阻碍相对运动2、楞次定律中“阻碍”的含意：阻碍不是阻止；可理解为“增反、减同”3.应用楞次定律解题的步骤：（1）明确原磁场方向（2）明确穿过闭合回路的磁通量如何变化（3）由楞次定律确定感应电流的磁场方向（4）利用安培定则确定感应电流的方向第十二页，共四十七页，编辑于2023年，星期四4.楞次定律和右手定则的关系:都是用来判断感应电流的方向,但应用的范围有所不同,楞次定律应用范围要更广一些.5、.楞次定律的引申含义①感应电流的效果总是要阻碍引起感应电流的原因②阻碍导体与磁场间的相对运动③阻碍原电流的变化(自感现象).第十三页，共四十七页，编辑于2023年，星期四如何判定I方向楞次定律相对运动增反减同来阻去留磁通量变化能量守恒第十四页，共四十七页，编辑于2023年，星期四楞次定律的应用磁通量变化阻碍磁通量变化产生反方向或同方向的磁场即感应电流的磁场(楞次定律)安培定则（右手螺旋定则）感应电流的方向第十五页，共四十七页，编辑于2023年，星期四对楞次定律的理解1、“阻碍”二字的意思不应理解为“阻止”。原磁通量增加，感应电流就产生一个与原磁场方向相反的磁场，以阻碍磁通量增加；原磁通量减少，感应电流就产生一个与原磁场方向相同的磁场，以阻碍磁通量减少。第十六页，共四十七页，编辑于2023年，星期四2、感应电流的效果总是要阻碍引起感应电流的原因NS当N极接近线圈时，线圈上感应电流在线圈的右侧表现为N极，线圈和条形磁铁的相互作用表现为斥力I感第十七页，共四十七页，编辑于2023年，星期四当N极远离线圈时，线圈上感应电流在线圈的右侧表现为S极，线圈和条形磁铁的相互作用表现为引力。NSI感第十八页，共四十七页，编辑于2023年，星期四3．楞次定律也指出了电磁感应现象中的能量转换关系。楞次定律指出：感应电流的磁场总是在阻碍着引起感应电流的磁通量的变化，为维持感应电流，就必须克服这个阻碍做功，这部分功的消耗就是感应电流的能量的来源。第十九页，共四十七页，编辑于2023年，星期四如图所示，当条形磁铁做下列运动时，线圈中的感应电流方向应是（从左向右看）：A．磁铁靠近线圈时，电流方向是逆时针的B．磁铁靠近线圈时，电流方向是顺时针的C．磁铁向上平动时，电流方向是逆时针的D．磁铁向上平动时，电流方向是顺时针的【例题】第二十页，共四十七页，编辑于2023年，星期四磁铁靠近线圈时磁通量增大阻碍磁通量增大产生反方向的磁场感应电流的磁场从左侧看B原I感A．磁铁靠近线圈时，电流方向是逆时针的B．磁铁靠近线圈时，电流方向是顺时针的C．磁铁向上平动时，电流方向是逆时针的D．磁铁向上平动时，电流方向是顺时针的感应电流的方向第二十一页，共四十七页，编辑于2023年，星期四如图所示，当滑动变阻器R的滑片向右滑动时，则流过R′的电流方向是_____。【例题】第二十二页，共四十七页，编辑于2023年，星期四滑动变阻器R的滑片向右滑动时，A中电流减小B原B感A的磁场减弱B中磁通量减小B中感应磁场方向与原磁场方向相同R’中感应电流方向从b到aI感第二十三页，共四十七页，编辑于2023年，星期四

例.

在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在点1，现把它从1扳向2，试判断在此过程中，在电阻R上的电流方向是：(如图所示)()(A)先由PQ，再由QP；

(B)先由QP，再由PQ；

(C)始终由QP；

(D)始终由PQ。CA21BPQ第二十四页，共四十七页，编辑于2023年，星期四例导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线中通有恒定电流I，当线框自左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流如何流动？vIabcd解：画出磁场的分布情况如图示：开始运动到A位置，向外的磁通量增加，I的方向为顺时针，A当dc边进入直导线右侧,直到线框在正中间位置B时,向外的磁通量减少到0,I的方向为逆时针,B接着运动到C,向里的磁通量增加,I的方向为逆时针,C当ab边离开直导线后,向里的磁通量减少,I方向为顺时针。所以，感应电流的方向先是顺时针，接着为逆时针，然后又为顺时针。第二十五页，共四十七页，编辑于2023年，星期四

例如图所示，在两根平行长直导线M、N中，通以同方向，同强度的电流，导线框abcd和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速移动，在移动过程中，线框中感应电流的方向：()(A)沿abcda不变；

(B)沿dcbad不变；

(C)由abcda变成dcbad；

(D)由dcbad变成abcda。vMNIIabcd分析：画出磁感应线的分布情况如图示，自右向左移动时，感应电流的磁场向外，所以感应电流为逆时针方向。

B

第二十六页，共四十七页，编辑于2023年，星期四

练习如图所示，a、b、c、d为四根相同的铜棒，c、d固定在同一水平面上，a、b对称地放在c、d棒上且它们接触良好，O点为四根棒围成的矩形的几何中心，一条形磁铁沿竖直方向向O点落下，则ab可能发生的情况是：()(A)保持静止；

(B)分别远离O点；

(C)分别向O点靠近；

(D)无法判断。vcdabO·C思考：1.下图中，若磁场不变，使a向右运动，则b将向

运动。cdabB右2.若B减少，ab将如何运动？答：分别向两边远离

第二十七页，共四十七页，编辑于2023年，星期四

例.如图所示，一水平放置的圆形通电线圈I固定，有另一个较小的线圈II从正上方下落，在下落过程中线圈II的平面保持与线圈I的平面平行且两圆心同在一竖直线上，则线圈II从正上方下落到穿过线圈I直至在下方运动的过程中，从上往下看线圈II：()(A)无感应电流；

(B)有顺时针方向的感应电流；

(C)有先顺时针后逆时针的感应电流；

(D)有先逆时针后顺时针的感应电流。IIIC第二十八页，共四十七页，编辑于2023年，星期四A.线框中无感应电流；

B.线框中有沿abca方向感应电流；C线框中有沿acba方向感应电流；

D.条件不是无法判断。例、等腰三角形线框abc与长直导线MN绝缘，且线框被导线分成面积相等的两部分，如图所示，M接通电源瞬间电流由N流向M，则在线框中（

）NabcMI解：画出以MN为对称的面积相等的图形，如图示则剩余部分的面积也相等，左侧剩余部分处的磁感应强度小于右侧剩余部分处的磁感应强度，所以向里的磁通量增大，感应电流的磁场方向向外，线框中感应电流方向沿acba。C

第二十九页，共四十七页，编辑于2023年，星期四例.

如图示，一闭合的铜环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落，空气阻力不计，则在圆环的运动过程中，下列说法正确的是：（）A.圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时大于g，B.圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时也小于g，C.圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时等于g，D.圆环在磁铁的上方时，加速度大于g，在下方时小于g.SNB第三十页，共四十七页，编辑于2023年，星期四例.

如图所示，两个相同的铝环套在一根无限长的光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环(未穿出)的过程中，两环的运动情况是：()(A)同时向左运动，距离增大；

(B)同时向左运动，距离不变；

(C)同时向左运动，距离变小；

(D)同时向右运动，距离增大。SNvC第三十一页，共四十七页，编辑于2023年，星期四例.

金属圆环的圆心为O，金属棒Oa、Ob可绕O在环上转动，如图示，当外力使Oa逆时针方向转动时，Ob将：（）A.不动B.逆时针方向转动C.顺时针方向转动D.无法确定aOωb解：感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因，即阻碍相对运动。B第三十二页，共四十七页，编辑于2023年，星期四例.在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上置一金属杆ab，如图示（纸面即水平面），在垂直纸面方向有一匀强磁场，则以下说法中正确的是：（）abA.若磁场方向垂直纸面向外并增加时，杆ab将向右移动。B.若磁场方向垂直纸面向外并减少时，杆ab将向右移动。C.若磁场方向垂直纸面向里并增加时，杆ab将向右移动。D.若磁场方向垂直纸面向里并减少时，杆ab将向右移动。点拨：Φ=BS，杆ab将向右移动，S增大，Φ增大，只有B减小，才能阻碍Φ增大BD第三十三页，共四十七页，编辑于2023年，星期四例题、一个弹性导体做成的闭合线圈，垂直于磁场方向放置，如图示，当磁感应强度B发生变化时，观察到线圈所围的面积增大了，那么磁感应强度B的方向和大小变化的情况可能是：（）

A.B的方向垂直于线圈向里，并不断增大

B.B的方向垂直于线圈向里，并不断减小

C.B的方向垂直于线圈向外，并不断增大

D.B的方向平行于线圈向外，并不断减小解：感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因若磁场方向垂直于线圈，由Φ=BS，S增大则B要减小才能阻碍磁通量的增大，与磁场方向无关。BD第三十四页，共四十七页，编辑于2023年，星期四

例、如图示，通电直导线cd右侧有一个金属框与导线在同一平面内，金属棒ab放在框架上，ab受磁场力向左，则cd中电流变化的情况是：（）A.cd中通有由d→c方向逐渐减小的电流B.cd中通有由d→c方向逐渐增大的电流C.cd中通有由c→d方向逐渐增大的电流D.cd中通有由c→d方向逐渐减小的电流dcba解：感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因ab受磁场力向左，则闭合电路的面积要减小，由Φ=BS，S减小则B要增大才能阻碍磁通量的变化，所以cd中的电流增大，与电流的方向无关。BC第三十五页，共四十七页，编辑于2023年，星期四

例、如图示，一根足够长的绝缘滑杆SS′上套有一质量为m的光滑弹性金属环，在滑杆的正下方放置一很长的光滑水平木制轨道，并穿过金属环的圆心O，现将质量为M的条形磁铁以v0的初速度在轨道上向右运动，则（）A.N极或S极接近金属环时金属环都缩小B.磁铁靠近滑环将推动滑环一起运动C.磁铁穿过滑环后二者先后停下来D.滑环得到的电能为1/2×Mv02v0S′SmMO解：感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因磁铁靠近滑环，滑环中磁通量要增大，金属环面积缩小才能阻碍磁通量的增大；磁铁靠近滑环，有相对运动，滑环向右移动才能阻碍相对运动。由动量守恒定律，二者不可能停下来。CD错AB第三十六页，共四十七页，编辑于2023年，星期四例.

如图为两组同心闭合线圈a、b的俯视图，若内线圈a通有图示的方向的电流I1

，则当I1增大时外线圈b中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F的方向分别是：()I2顺时针方向，F沿半径指向圆心；(B)I2顺时针方向，F沿半径背离圆心向外；(C)I2逆时针方向，F沿半径指向圆心；(D)I2逆时针方向，F沿半径背离圆心向外。I1O·ba注意：I1增大时，b中的磁通量增大，只有线圈b变大才能阻碍磁通量的增大。（见下页）D思考.

今将一条形磁铁缓慢或迅速地插入闭合的螺线管中，这两个过程中，不发生变化的是()(A)磁通量的变化率；(B)磁通量的变化量；(C)消耗的机械功；(D)流过导线截面的电量.BD第三十七页，共四十七页，编辑于2023年，星期四如图所示，在x≤0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xy平面（纸面）向里。具有一定电阻的矩形线框abcd位于xy平面内，线框的ab边与y轴重合。令线框从t=0的时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流I（取逆时针方向的电流为正）随时间t的变化图线I—t图可能是下图中的哪一个？()0xyabtI0tI0tI0tI0CAB

DD第三十八页，共四十七页，编辑于2023年，星期四一直升飞机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B。直升飞机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示。如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则()A．E＝πfl2B，且a点电势低于b点电势B．E＝2πfl2B，且a点电势低于b点电势C．E＝πfl2B，且a点电势高于b点电势D．E＝2πfl2B，且a点电势高于b点电势BabA第三十九页，共四十七页，编辑于2023年，星期四04年江苏高考6、如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1（左）匀速运动到位置2（右），则（）A.导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→aB.导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→aC.导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D.导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左12dabcdabcD第四十页，共四十七页，编辑于2023年，星期四04年上海44．两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流。则（）

A．A可能带正电且转速减小。

B．A可能带正电且转速增大。

C．A可能带负电且转速减小。

D．A可能带负电且转速增大。ωBAIBC第四十一页，共四十七页，编辑于2023年，星期四2005年全国卷Ⅲ/16.16．如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部），（）A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引D．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥SNB第四十二页，共四十七页，编辑于2023年，星期四2005年北京卷21.

21.现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如下图连接，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线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针和右偏转。由此可以