高三物理一轮-第9章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

课堂互动讲练经典题型探究知能优化演练第一节电磁感应现象楞次定律基础知识梳理基础知识梳理一、磁通量1．概念：磁感应强度B与垂直于磁场面积S_______．2．计算(1)公式：Φ＝_______.(2)适用条件：①匀强磁场；②S是_______磁场中的有效面积．(3)单位：韦伯(Wb)，1Wb＝_______.3．意义：穿过某一面积的磁感线的_______．4．标矢性：磁通量是_______，但有正、负．乘积BS垂直1T·m2条数标量例1.试计算磁通量大小（边长为a）图中面积为s例1二、电磁感应1．电磁感应现象当穿过闭合电路的_______发生变化时，电路中有电流产生，这种现象称为电磁感应现象．磁通量2．产生感应电动势和感应电流的条件(1)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磁通量发生_______，回路中就有感应电动势．产生感应电动势的那部分导体相当于_______．(2)产生感应电流的条件①电路闭合．②磁通量变化．变化电源例2跟踪2.下图中能产生感应电流的是（）三、感应电流方向的判断1．右手定则：伸开右手，使拇指与其余四个手指______并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心垂直进入，并使拇指指向__________的方向，这时四指所指的方向就是__________的方向．如图9－1－1所示．图9－1－1垂直导线运动感应电流2．楞次定律内容：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．特别提示：右手定则一般用于判断部分导体切割磁感线产生的感应电流方向，而楞次定律一般用于由于B变化或θ角变化而引起的感应电流的方向判断．阻碍磁通量3．应用楞次定律判断感应电流的方法楞次定律没有直接告诉感应电流的方向，它说明的是感应电流的磁场与原磁场方向之间的关系，即穿过闭合回路的磁通量增大时，两磁场方向相反；磁通量减小时，两磁场方向相同．因此，根据楞次定律判断感应电流的方向时，应按以下步骤进行：(1)明确闭合电路范围内的原磁场的方向；(2)分析穿过闭合电路的磁通量的变化情况；(3)根据楞次定律，判定感应电流磁场的方向；(4)利用安培定则，判断感应电流的方向．课堂互动讲练一、楞次定律的理解及应用1．楞次定律中“阻碍”的含义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→b

B．先a→G→b，后b→G→aC．b→G→a

D．先b→G→a，后a→G→b例3特别提醒：运用楞次定律判定感应电流的方向可归结为“一原、二感、三电流”，即①明确原磁场，(方向和变化)②确定感应电流磁场，③判定感应电流方向．即时应用如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则线框中感应电流的方向是(

)A．a→b→c→d→aB．d→c→b→a→dC．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d解析：选B.由楞次定律可知，在线框从右侧摆动到O点正下方的过程中，向上的磁通量在减小，故感应电流的方向沿d→c→b→a→d，线框从O点正下方向左侧摆动的过程中，电流方向沿d→c→b→a→d，故选B.即时应用2.如图所示，光滑固定的金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时(

)A．P、Q将相互靠拢B．P、Q将相互远离C．磁铁的加速度仍为gD．磁铁的加速度大于g解析：选A.设磁铁下端为N极，如图所示，根据楞次定律可判断出P、Q中的感应电流方向，根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向．可见，PQ将互相靠拢．由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于g.当磁铁下端为S极时，根据类似的分析可得到相同的结果．4．楞次定律的应用(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”.(2)阻碍(导体的)相对运动——“来拒去留”．(3)磁通量增加，线圈面积“缩小”，磁通量减小，线圈面积“扩张”——“增缩减扩”．(4)阻碍线圈自身电流的变化(自感现象)．即时应用3.一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动．M连接在如图所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关．下列情况中，可观测到N向左运动的是(

)A．S断开，S向a闭合的瞬间B．S断开，S向b闭合的瞬间C．S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时D．S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时【解析】由楞次定律及左手定则可知：只要线圈中电流增强，即穿过N的磁通量增加，则N受排斥而向右，只要线圈中电流减弱，即穿过N的磁通量减少，则N受吸引而向左．故C选项正确．【答案】

C即时应用4.如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连接，要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)(

)A．向右匀速运动B．向左减速运动C．向右减速运动D．向右加速运动解析：选C.欲使N产生顺时针方向的感应电流，感应电流的磁场垂直纸面向里，由楞次定律可知有两种情况：一是M中有顺时针方向逐渐减小的电流，使其在N中的磁场方向向里，且磁通量在减小；二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流，使其在N中的磁场方向向外，且磁通量在增大．因此对前者应使ab减速向右运动．对于后者，则应使ab加速向左运动．即时应用5如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是(

)A．向右加速运动B．向左加速运动C．向右匀速运动D．向左减速运动【解析】分析该类问题，首先要明确PQ运动是引起MN运动的原因，然后根据楞次定律和左手定则判断．由右手定则PQ向右加速