高考物理一轮复习课件电磁感应楞次定律

高中物理解题模型高中物理

一轮复习电磁感应（1/9）高中物理

一轮复习电磁感应（1/9）1楞次定律2电磁感应定律3电路分析4线框模型5单杆模型6双杆模型7功能及动量8图像问题9电磁感应应用相关知识：电磁感应

—楞次定律1.楞次定律内容：原磁场方向磁通量变化感应电流方向感应电流磁场方向N极插入向下增大逆时针向上N极拔出向下减小顺时针向下S极插入向上增大顺时针向下S极拔出向上减小逆时针向上实验现象：①磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反；②磁通量减小时,感应电流的磁场与原磁场方向相同；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阻碍引起感应电流的磁通量的变化；相关知识：电磁感应

—楞次定律2.楞次定律使用步骤：问题1：增大电流I，判断线框中的感应电流方向？研究对象：线框→原磁场方向：向里→磁通量变化：增大→感应电流磁场方向：向外→感应电流方向：逆时针明确研究的对象是哪一个闭合电路该电路磁通量如何变化该电路磁场的方向如何判定感应电流磁场方向判定感应电流方向根据右手螺旋定则根据楞次定律问题2：水平向右平移线框，判断线框中的感应电流方向？研究对象：线框→原磁场方向：向里→磁通量变化：减小→感应电流磁场方向：向里→感应电流方向：顺时针相关知识：电磁感应

—楞次定律3.楞次定律推广应用：问题1：光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁铁从高处下落接近回路时，请思考：①p、q将互相靠拢还是互相远离？②磁铁的加速度变大还是变小？结论：①p、q将相互靠近；②磁铁的加速度变小；楞次定律推广结论：①阻碍原磁通量的变化（增反减同）；②阻碍导线间或磁体与线框间的相对运动（来拒去留）；③通过改变线圈面积来“反抗”（增缩减扩）；④通过向某一侧运动来“反抗”（增离减靠）；•SNFF问题2：用磁体的任意一极去靠近铝环，会产生什么现象？把磁极从靠近铝环处移开，会产生什么现象？结论：①靠近时，铝环远离磁铁；②移开时，铝环靠近磁铁；相关知识：电磁感应

—楞次定律4.楞次定律功能解释：解释：磁极插入或拔出线圈：推力或拉力都必须做机械功，做功的过程中消耗的机械能转化成感应电流的电能；部分导体做切割磁感线运动：安培力做负功，阻碍相对运动消耗的机械能转化成感应电流的电能；闭合开关瞬间：感应电流方向与原电流方向反向，将部分电能储存为磁场能；断开开关瞬间：感应电流方向与原电流方向同向，将部分磁场能转化为电能；相关知识：电磁感应

—楞次定律5.右手定则：内容：伸开右手，磁感线从掌心进入，拇指指向导体运动的方向，四指所指的方向就是感应电流的方向。vF右手定则与楞次定律的关系：①楞次定律适用于由磁通量变化引起感应电流的一切情况；右手定则只适用于导体切割磁感线。“右手定则”是“楞次定律”的特例；②在判断导体切割磁感线产生的感应电流时右手定则与楞次定律是等效的，

右手定则比楞次定律方便；【例题1】（1）如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环。在圆环的正上方放置一个螺线管，螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a端流入为正。说法正确的（）A.0~1s内圆环面积有扩张的趋势B.1s末，圆环对桌面的压力小于圆环的重力C.1~2s内和2~3s内，圆环中感应电流的方向相反D.0~2s内，从上往下看，圆环中的感应电流先沿顺时针方向、后沿逆时针方向总结：1.推论：增反减同，增缩减扩，增离减靠；2.磁通量变化率与感应电流大小成正比；（2）如图甲，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内磁感应强度B随时间按图乙所示规律变化时(

)

A.在t1～t2时间内，L有收缩趋势B.在t2～t3时间内，L有扩张趋势C.在t2～t3时间内，L内有逆时针方向的感应电流D.在t3～t4时间内，L内有顺时针方向的感应电流D图甲图乙图甲图乙AD电磁感应

—楞次定律增缩减扩增离减靠增反减同增缩减扩增反减同【例题2】（1）如图所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时（）A.圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生B.整个环中有顺时针方向的电流C.整个环中有逆时针方向的电流D.环右侧有逆时针方向电流，环左侧有顺时针方向电流总结：1.导棒与导轨导通，当做两条回路处理；2.磁感线是闭合的，线圈内部磁感应强度大于外部磁感应强度；（2）如图所示，导线框abcd与通电直导线在同一平面内且彼此间绝缘，直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点，当线框向右运动的瞬间，则（）A.线框中感应电流顺时针方向B.线框中感应电流逆时针方向C.线框中感应电流方向难以判断D.穿过线框磁通量为零，所以线框中没有感应电流（3）如图所示，在同一个水平面内彼此绝缘的两个光滑圆环A、B，大圆环A中通有顺时针方向的恒定电流I。小圆环B的一半面积在圆环A内、一半面积在圆环A外，下列说法正确的是（）A.穿过环B的磁通量为0B.环B中有持续的感应电流C.若增大环A内的电流，则环B会向右移动D.若减小环A内电流，则环B产生逆时针方向电流DBC电磁感应

—楞次定律楞次定律：左回路磁通量增大，右回路反之；右手定则：直导棒当做电源；楞次定律：向里磁通量增大；右手定则：ab、cd当电源；••••••××××B××推论：来拒去留；磁通量：向里；增反减同；【例题3】（1）如图所示，MN是一根固定在光滑水平面上的通电细长直导线，电流方向由N到M。今将一矩形金属线框abcd放在导线上，ab边平行于MN，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘，当导线上的电流突然增大时，分析：线框整体受力方向；总结：1.注意左手定则、楞次定律及右手定则的配合使用；2.善用推论，从问题的整体性把握，避免细节过程的考虑；（2）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在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，求：PQ所做的运动；（3）如图所示，金属圆环A用绝缘软丝线悬挂，在A正下方附近同轴放置一个半径相同的橡胶圆盘B，B圆盘的边缘部分均匀带电。现使圆盘B由静止开始绕中心轴旋转并逐渐增大转速，分析：金属圆环A的面积变化趋势及丝线拉力大小变化情况；左手定则：电流方向M到N，L1俯视图感应电流方向逆时针；楞次定律：L2俯视图电流顺时针增大或逆时针减小；右手定则：PQ导棒向左加速运动或向右减速运动

；电磁感应

—楞次定律楞次定律：向外磁通量增大，线框感应电流顺时针方向，同向电流引力，反向电流斥力，线框受力向右；推论：增反减同，线框受力向右；推论：增反减同，增缩减扩；楞次定律：金属圆环A感应电流方向与圆盘B电流方向反向，导致金属圆环面积收缩细线拉力减小；FF【例题4】如图1所示，水平地面上边长为L的正方形ABCD区域内埋有与地面平行的金属管线。为探测金属管线的位置、走向和埋覆深度，先让金属管线载有电流，然后用闭合的试探小线圈P(穿过小线圈的磁场可视为匀强磁场)在地面探测，如图2所示，将暴露于地面的金属管接头接到电源的一端，将接地棒接到电源的另一端，这样金属管线中就有沿管线方向的电流。使线圈P在直线BD上的不同位置保持静止时(线圈平面与地面平行)，线圈中没有感应电流。将线圈P静置于A处，当线圈平面与地面平行时，线圈中有感应电流，当线圈平面与射线AC成37°角且保持静止时，线圈中感应电流消失。下列说法正确的是(

)A.金属管线沿AC走向B.图2中的电源为电压恒定并且较大的直流电源C.金属管线的埋覆深度为LD.线圈P在A处，当它与地面的夹角为53°时，P中的感应电流可能最大总结：1.注意空间想象能力的培养，能正确建立三维图及平面图；2.能让静止的线圈产生感应电流说明导线中存在交变电流；图1

图2电磁感应

—楞次定律CDADBCD(B)Ah例题1例题2例题3例题4电磁感应

—楞次定律【例题1】（1）如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环。在圆环的正上方放置一个螺线管，螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a端流入为正。说法正确的（）A.0~1s内圆环面积有扩张的趋势B.1s末，圆环对桌面的压力小于圆环的重力C.1~2s内和2~3s内，圆环中感应电流的方向相反D.0~2s内，从上往下看，圆环中的感应电流先沿顺时针方向、后沿逆时针方向（2）如图甲，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内磁感应强度B随时间按图乙所示规律变化时(

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A.在t1～t2时间内，L有收缩趋势B.在t2～t3时间内，L有扩张趋势C.在t2～t3时间内，L内有逆时针方向的感应电流D.在t3～t4时间内，L内有顺时针方向的感应电流D图甲图乙图甲图乙AD增缩减扩增离减靠增反减同增缩减扩增反减同例题1例题2例题3例题4电磁感应

—楞次定律【例题2】（1）如图所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时（）A.圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生B.整个环中有顺时针方向的电流C.整个环中有逆时针方向的电流D.环右侧有逆时针方向电流，环左侧有顺时针方向电流（2）如图所示，导线框abcd与通电直导线在同一平面内且彼此间绝缘，直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点，当线框向右运动的瞬间，则（）A.线框中感应电流顺时针方向B.线框中感应电流逆时针方向C.线框中感应电流方向难以判断D.穿过线框磁通量为零，所以线框中没有感应电流（3）如图所示，在同一个水平面内彼此绝缘的两个光滑圆环A、B，大圆环A中通有顺时针方向的恒定电流I。小圆环B的一半面积在圆环A内、一半面积在圆环A外，下列说法正确的是（）A.穿过环B的磁通量为0B.环B中有持续的感应电流C.若增大环A内的电流，则环B会向右移动D.若减小环A内电流，则环B产生逆时针方向电流DBC楞次定律：左回路磁通量增大，右回路反之；右手定则：直导棒当做电源；楞次定律：向里磁通量增大；右手定则：ab、cd当电源；••••••××××B××推论：来拒去留；磁通量：向里；增反减同；例题1例题2例题3例题4电磁感应

—楞次定律【例题3】（1）如图所示，MN是一根固定在光滑水平面上的通电细长直导线，电流方向由N到M。今将一矩形金属线框abcd放在导线上，ab边平行于MN，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘，当导线上的电流突然增大时，分析：线框整体受力方向；（2）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在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，求：PQ所做的运动；（3）如图所示，金属圆环A用绝缘软丝线悬挂，在A正下方附近同轴放置一个半径相同的橡胶圆盘B，B圆盘的边缘部分均匀带电。现使圆盘B由静止开始绕中心轴旋转并逐渐增大转速，分析：金属圆环A的面积变化趋势及丝线拉力大小变化情况；左手定则：电流方向M到N，L1俯视图感应电流方向逆时针；楞次定律：L2俯视图电流顺时针增大或逆时针减小；右手定则：PQ导棒向左加速运动或向右减速运动

；楞次定律：向外磁通量增大，线框感应电流顺时针方向，同向电流引力，反向电流斥力，线框受力向右；推论：增反减同，线框受力向右；推论：增反减同，增缩减扩；楞次定律：金属圆环A感应电流方向与圆盘B电流方向反向，导致金属圆环面积收缩细线拉力减小；FF例题1例题2例题3例题4电磁感应

—楞次定律【例题4】如图1所示，水平地面上边长为L的正方形ABCD区域内埋有与地面平行的金属管线。为探测金属管线的位置、走向和埋覆深度，先让金属管线载有电流，然后用闭合的试探小线圈P(穿过小线圈的磁场可视为匀强磁场)在地面探测，如图2所示，将暴露于地面的金属管接头接到电源的一端，将接地棒接到电源的另一端，这样金属管线中就有沿管线方向的电流。使线圈