10-1《电磁感应现象 愣次定律》

1.1电磁感应现象愣次定律1.考纲要求考纲内容能力要求考向定位1．电磁感应现象2．磁通量3．楞次定律4．右手定则1、知道电磁感应现象以及产生感应电流的条件。2．理解磁通量的定义，理解磁通量的变化、变化率以及净磁通量的概念。3．理解棱次定律的实质，能熟练运用棱次定律来分析电磁感应现象中感应电流的方向。4．理解右手定则并能熟练运用该定则判断感应电流的的方向。考纲对于电磁感应现象及磁通量均只作Ⅰ级要求，而对愣次定律则作了Ⅱ级要求．电磁感应现象这一考点，往往只要求考生能够区分哪些现象属于电磁感应现象，而磁通量则是为电磁感应定律作铺垫的，很少会单独考查．愣次定律及右手定则是分析电路中电流（电动势）方向的规律，是极为重要的方法，故必须理解并能从不同的角度加以灵活应用2.考点整合考点一磁通量、磁通量的变化及磁通量变化率1、磁通量φ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，符号φ，国际单位。定义式为：φ=。定义式φ=BS中的面积S指的是垂直于匀强磁场方向的面积，如果面积S与磁感应强度B不垂直，如图12-1-1，可将磁感应强度B向着垂直于面积S和平行于面积S和方向进行正交分解，也可以将面积向着垂直于磁感应强度B的方向投影。设此时面积S与磁感应强度B的夹角为θ，则φ=。注：从磁感线角度认为在同一磁场中，磁感线越密的地方，也就是穿过单位面积的磁感线条数越多的地方，磁感应强度B越大。因此B越大，S越大，穿过这个面的磁感线条数就越多，磁通量就越大。所以磁通量反映穿过某一面积的磁感线条数的多少。2、磁通量的变化率Δφ/Δt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。[例1]如图12-1-2所示，两个同心圆形线圈a、b在同一平面内，其半径大小关系为ra<rb，条形磁铁穿过圆心并与圆面垂直，则穿过两线圈的磁通量、间的大小关系为（）A、>B、=C、<D、条件不足，无法判断[规律总结]：[例2]在磁感应强度为B的匀强磁场中，面积为S的线圈垂直磁场方向放置，若将此线圈翻转180°，那么穿过此线圈的磁通量的变化量是多少？[规律总结]：考点二电磁感应现象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穿过磁通量．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．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，若回路是的，则有感应电流产生；若回路，则只有电动势，而无电流.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.【例3】如图12-1-5所示，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平面。用I表示回路中的电流（）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【规律总结】考点三：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．如图所示2.楞次定律（1）楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要引起感应电流的的变化．适用于所有电磁感应的情形．感应电流的磁场只是而不是原磁通量的变化．（2）、楞次定律的具体含义：楞次定律可广义的表述为：感应电流的作用效果总表现为要阻碍（反抗）引起感应电流的原因．常有这么几种形式：（1）从磁通量或电流（主要是自感）的角度看，其规律可总结为“增减”．即若磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向，若磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向；（2）从运动的角度看，会阻碍或引起相对运动，阻碍相对运动的规律表现为“来去”．或闭合回路能过“扩大”或“减小”面积来实现对磁通量变化的阻碍，规律为“大小小大”．实质是所受安培力的合力不为．（3）从能量守恒的角度看，感应电流的存在必然导致其它形式的能量向能及能转化．【例4】如图4所示，用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为L0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2L0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0<<L。先将线框拉开到如图4所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是（）A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→aB．金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→aC．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等D．金属线框最终将在磁场内左右振动[规律总结]运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为：“一原、二感、三电流”。棱次定律的综合应用【例5】电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图12-1-11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a，下极板带正电限时基础训练1．关于产生感应电流的条件，以下说法中错误的是（）A．闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流B．闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流C．穿过闭合电路的磁通为零的瞬间，闭合电路中一定不会产生感应电流D．无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化，闭合电路中一定会有感应电流2．电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备。下列用电器中，哪个没有利用电磁感应原理（）A．动圈式话筒B．白炽灯泡C．磁带录音机D．电磁炉3、如图4所示，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，电流计指针向右偏转。由此可以判断（）A、线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端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4．如图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，使变阻器的滑片P作匀速移动C．通电时，使变阻器的滑片P作加速移动D．将电键突然断开的瞬间5．闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中，图中各情况下导线都在纸面内运动，那么下列判断中正确的是（）A．都会产生感应电流B．都不会产生感应电流C．甲、乙不会产生感应电流，丙、丁会产生感应电流D．甲、丙会产生感应电流，乙、丁不会产生感应电流6、已知穿过线圈的磁通量φ随时间t变化的关系如图所示，则在下面所述的几段时间内，磁通量变化率最大的是（）A．0s~2sB．2s~4sC．4s~5sD．5s~7s7、在闭合的铁芯上绕一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成闭合电路，如图所示，假设线圈产生磁感线全部集中在铁芯内。a、b、c为三个闭合的金属圆环，位置如图。当滑动变阻器的滑动触头左右滑动时，环中有感应电流产生的圆环是（）A．a、b、c三环B．a、b两环C．b、c两环D．a、c两环8、图中EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆．有均匀磁场垂直于导轨平面，方向向纸内，若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB()A．匀速滑动时，I1=0,I2=0B．匀速滑动时，I1≠0,I2≠0C．加速滑动时，I1=0,I2=0D．加速滑动时，I1≠0,I2≠09．如图4所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R，回路上其余部分的电阻不计。在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。开始时，导体棒处于静止状态，剪断细线后，导体棒向左右两边运动过程中（）A．回路中有感应电动势B．两根导体棒所受安培力的方向相同C．两根导体棒和弹簧构成的系统机械能守恒D．两根导体棒和弹簧构成的系统机械能不守恒10．闭合铜环与闭合金属框相接触放在匀强磁场中，如图9所示，当铜环向右移动时(金属框不动)，下列说法中正确的是()A．铜环内没有感应电流产生，因为磁通量没有发生变化B．金属框内没有感应电流产生，因为磁通量没有发生变化C．金属框ab边中有感应电流，因为回路abfgea中磁通量增加了D．铜环的半圆egf中有感应电流，因为回路egfcde中的磁通量减少10-1.2基础提升训练1、如图所示，矩形线框abcd的长和宽分别为2L和L，匀强磁场的磁感应强度为B，虚线为磁场的边界。若线框以ab边为轴转过60°的过程中，穿过线框的磁通量的变化情况是（）A．变大B．变小C．不变D．无法判断2．关于感应电流，下列说法中不正确的有（）A．只要穿过闭合电路的磁通量不为零，闭合电路中就有感应电流产生B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内就一定有感应电流产生C．线圈不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流D．只要闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流产生3．条形磁铁竖直放置，闭合圆环水平放置，条形磁铁中心线穿过圆环中心，如图7所示。若圆环为弹性环，其形状由Ⅰ扩大为Ⅱ，那么圆环内磁通量变化情况是()A．磁通量增大B．磁通量减小C．磁通量不变D．条件不足，无法确定4、如图所示，PQRS为一正方形导线框，它以恒定的速度向右进入以MN为边界的匀强磁场中，磁场方向垂直线框平面，MN与线框的边成45°角，E、F分别是PS和PQ的中点。则下列说法中正确的是（）A．当E点以过边界MN时，穿过导线框的磁通量的变化率最大B．当P点以过边界MN时，穿过导线框的磁通量的变化率最大C．当F点以过边界MN时，穿过导线框的磁通量的变化率大D．当Q点以过边界MN时，穿过导线框的磁通量的变化率最大5．如图12-1-16所示，a、b、c三个闭合的线圈放在同一平面内，当a线圈中有电流通过时，它们的磁通量分别为、、，则下列说法正确的是（）A．<<B．>>C．<<D．>>6．如图2所示，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7．如图12-1-17甲，水平面上的平行导轨MN、PQ上放着两根导体棒ab、cd，两棒间用绝缘丝线的系住．开始时匀强磁场垂直纸面向里，2，4,6磁感应强度B随时间t的变化如图12-1-17乙所示．I和FT分别表示流过导体棒的电流和丝线的拉力（不考虑感应电流磁场的影响），则在t0时刻（）2，4,6A．I=0，FT=0 B．I=0，FT≠0 C．I≠0，FT=0 D．I≠0，FT≠08、一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图12-1-3所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角。将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为（）A．0B．2BSC．2BScosθD．2BSSinθ9．德国《世界报》曾报道个别西方国家正在研制电磁脉冲武器即电磁炸弹，若一枚原始脉冲功率10千兆瓦，频率５千兆赫的电磁炸弹在不到100m的高空爆炸，它将使方圆400~500m2的范围内电场强度达到每米数千伏，使得电网设备、通信设施和计算机中的硬盘与软盘均遭到破坏。电磁炸弹有如此破坏力的主要原因是（A．电磁脉冲引起的电磁感应现象 B．电磁脉冲产生的动能C．电磁脉冲产生的高温 D．电磁脉冲产生的强光10、如图，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，下列判断中正确的是