搜索
1第一讲电磁感应现象及楞次定律（一）知识整合1、磁通量（1）磁通量：设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，与的乘积叫做穿过这个面的磁通量。计算磁通量的公式是。（2）磁通量的意义可以用磁感线形象地说明：磁通量所表示的，就是穿过磁场中的某个面的。（3）磁通量是量，但有正负之分，若有两个磁场穿过某一面积，设某一方向的磁通量为正，另一方向的磁通量为负，它们的就为穿过这一面积的磁通量。（4）若磁感强度的方向与平面不垂直，其夹角为θ，则φ＝（5）.磁通量发生变化有如下三种情况：⑴，⑵，⑶。2、电磁感应现象（1）.电磁感应现象:不论用什么方法，只要穿过电路的发生变化，闭合电路中就有电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，电磁感应中产生的电流叫感应电流.（2）.感应电流的产生条件:.（3）.感应电动势产生的条件:穿过电路的磁通量发生变化.这里不要求闭合.无论电路闭合与否，只要磁通量变化了，就一定有感应电动势产生.这好比一个电源：不论外电路是否闭合，电动势总是存在的.但只有当外电路闭合时，电路中才会有电流.产生感应电动势的那部分导体相当于电源.电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流；回路不闭合，则只产生感应电动势而不产生感应电流.（二）课堂训练1.如图1所示，面积大小不等的两个圆形线圈A和B共轴套在一条形磁铁上，则穿过A、B磁通量的大小关系是A＿B。2、如图所示，矩形线圈沿a→b→c在条形磁铁附近移动，试判断穿过线圈的磁通量如何变化？如果线圈M沿条形磁铁轴线向右移动，穿过该线圈的磁通量如何变化？3.关于感应电流,下列说法中正确的是().(A)只要闭合电路内有磁通量,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,螺线管内部就一定有感应电流产生(C)线框不闭合时,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)只要电路的一部分作切割磁感线运动,电路中就一定有感应电流4.如图所示,有一正方形闭合线圈,在足够大的匀强磁场中运动.下列四个图中能产生感应电流的是图().abcacbMNS25.如图所示,竖直放置的长直导线通以恒定电流,有一矩形线框与导线在同一平面,在下列情况中线圈产生感应电流的是().(A)导线中电流强度变大(B)线框向右平动(C)线框向下平动(D)线框以ab边为轴转动6.如图所示,一闭合金属环从上而下通过通电的长直螺线管,b为螺线管的中点,金属环通过a、b、c处时,能产生感应电流的是__________.7.矩形闭合线圈平面跟磁感线方向平行,如图所示.下列情况中线圈有感应电流的是().(A)线圈绕ab轴转动(B)线圈垂直纸而向外平动(C)线圈沿ab轴下移(D)线圈绕cd轴转动（三）、楞次定律1、感应电流的方向（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。（2）从不同的角度来看楞次定律的内容，从磁通量变化的角度来看，感应电流总要。从导体和磁体相对运动的角度来看，感应电流总要。2.对楞次定律的理解楞次定律揭示了判定感应电流方向的规律，即“感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。”“阻碍”两字是该定律的核心，只有深刻理解“阻碍”的含义，才能正确掌握定律的实质。①阻碍不是“阻止”，因磁通量的变化是引起感应电流的必要条件，若这种变化被阻止，也就不可能继续产生感应电流了。其实质是感应电流的磁场阻碍了原磁通量的变化速率。②阻碍不是“相反”，如果将阻碍理解成感应电流的磁场总是与原磁场方向相反，则楞次定律就违背了电磁感应现象也必须符合能量守恒定律这个自然界的基本法则。正确的是当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当原磁通量减弱时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，可归纳为“增反减同”。③楞次定律与右手定则的应用对象不同，楞次定律的研究对象是整个回路，而右手定则却是一段做切割磁感线运动的导线。但二者是统一的。解题时应根据研究对象的不同灵活选择。④从能量角度理解，能量守恒是自然界的普遍规律，能量的转化是通过做功来量度的，这一点正是楞次定律的根据所在，实际上楞次定律是能量转化和能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。⑤从力的角度理解，由能量观点可以推论出产生磁场的物体与闭合线圈之间的相互作用力可概括为四个字“来拒去留”。3用楞次定律判断感应电流方向的步骤：（增反减同）①明确所研究的闭合回路中原磁场的方向；②穿过回路的磁通量如何变化（是增加还是减小）；③由楞次定律判定出；④根据感应电流的磁场方向，由判定出感应电流方向。4、右手定则：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个面内，让磁感线垂直，拇指指向，则其余四指指的就是。课堂练习31、根据楞次定律判断电流方向1．如图3所示，闭合矩形线圈abcd从静止开始竖直下落，穿过一个匀强磁场区域，此磁场区域竖直方向的长度远大于矩形线圈bc边的长度，不计空气阻力，则[]A．从线圈dc边进入磁场到ab边穿过出磁场的整个过程，线圈中始终有感应电流B．从线圈dc边进入磁场到ab边穿出磁场的整个过程中，有一个阶段线圈的加速度等于重力加速度C．dc边刚进入磁场时线圈内感应电流的方向，与dc边刚穿出磁场时感应电流的方向相反D．dc边刚进入磁场时线圈内感应电流的大小，与dc边刚穿出磁场时感应电流的大小一定相等2．如图5所示，导线框abcd与导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线时，线框中感应电流的方向是[]A．先abcd，后dcba，再abcdB．先abcd，后dcbaC．始终dcbaD．先dcba，后abcd，再dcbaE．先dcba，后abcd3如图所示，闭合导体环固定，条形磁铁S极向下以初速度v0沿过导体环圆心的竖直线下落的过程中，导体环中的感应电流方向如何？4如图7所示，一个水平放置的矩形线圈abcd，在细长水平磁铁的S极附近竖直下落，由位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ。位置Ⅱ与磁铁同一平面，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，则在下落过程中，线圈中的感应电流的方向为[]A．abcdaB．adcbaC．从abcda到adcbaD．从adcba到abcda5如图所示，O1O2是矩形导线框abcd的对称轴，其左方有匀强磁场。以下哪些情况下abcd中有感应电流产生？方向如何？A．将abcd向纸外平移B．将abcd向右平移C．将abcd以ab为轴转动60°D．将abcd以cd为轴转动60°6一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动，已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中的感应电流的方向分别为位置Ⅰ位置ⅡA．逆时针方向逆时针方向B．逆时针方向顺时针方向C．顺时针方向顺时针方向D．顺时针方向逆时针方向7.如图所示，有两个同心导体圆环。内环中通有顺时针方向的电流，外环中原来无电流。当内环中电流逐渐增大时，外环中有无感应电流？方向如何？NSv0adbcO1O242、根据楞次定律推论出产生磁场的物体与闭合线圈之间的相互作用力可概括为四个字“来拒去留”。1．如图所示，两个线圈绕在同一圆筒上，A中接有电源，B中导线ab短路。当把磁铁迅速插入A线圈中时，A线圈中的电流将（填减少，增大，不变），B线圈中的感应电流的方向在外电路中是由到的；如线圈B能自由移动，则它将向移动（左，右，不）。NSabAB2．如图6所示，光滑导轨MN水平放置，两根导体棒平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从上方下落(未达导轨平面)的过程中，导体P、Q的运动情况是：[]A．P、Q互相靠扰B．P、Q互相远离C．P、Q均静止D．因磁铁下落的极性未知，无法判断3．如图11所示，在光滑水平桌面上有两个金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁，当条形磁铁自由下落时，将会出现的情况是[]A．两金属环将相互靠拢B．两金属环将相互排斥C．磁铁的加速度会大于gD．磁铁的加速度会小于g4．如图19所示，两个闭合铝环A、B与一个螺线管套在同一铁芯上，A、B可以左右摆动，则[]A．在S闭合的瞬间，A、B必相吸B．在S闭合的瞬间，A、B必相斥C．在S断开的瞬间，A、B必相吸D．在S断开的瞬间，A、B必相斥5．如图24所示，导线圈A水平放置，条形磁铁在其正上方，N极向下且向下移近导线圈的过程中，导线圈A中的感应电流方向是____，导线圈A所受磁场力的方向是____。若将条形磁铁S极向下，且向上远离导线框移动时，导线框内感应电流方向是____，导线框所受磁场力的方向是____。6．如图9所示，光滑杆ab上套有一闭合金属环，环中有一个通电螺线管。现让滑动变阻器的滑片P迅速滑动，则[]A．当P向左滑时，环会向左运动，且有扩张的趋势B．当P向右滑时，环会向右运动，且有扩张的趋势C．当P向左滑时，环会向左运动，且有收缩的趋势D．当P向右滑时，环会向右运动，且有收缩的趋势53楞次定律的综合应用1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，要使小导线图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（两线线圈共面放置）（）A．向右匀速运动B．向左加速运动C．向右减速运动D．向右加速运动2．如图所示装置中，cd杆原来静止。当ab杆做如下那些运动时，cd杆将向右移动？A．向右匀速运动B．向右加速运动C．向左加速运动D．向左减速运动3．如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力（）cadbL2L1abcdBt0ABt0BBt0DBt0C6第二讲法拉第电磁感应定律一、感应电动势1.感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势，叫感应电动势.2.电势高低的判断:在电磁感应中判定电势高低时必须把产生感应电动势的导体(或线圈)看成电源，且注意在电源内部感应电流是从电势低处向电势高处流动.若电路断路无感应电流时，可假设电路闭合有感应电流，来判断电势的高低.讨论:分析下图所示电路中那部分导体相当于电源？并画出等效电路.判断a、b两点电势的高低.二、感应电动势大小的计算1.法拉第电磁感应定律(1)内容:电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.表达式:tnE，n为线圈的匝数.法拉第电磁感应定律是计算感应电动势的普适规律.(2)说明:①tnE本式是确定感应电动势的普遍规律，适用于导体回路，回路不一定闭合.②在tnE中，E的大小是由匝数及磁通量的变化率(即磁通量变化的快慢)决定的，与Φ或△Φ之间无大小上的必然联系.磁通量Φ表示穿过某一平面的磁感线的条数；磁通量的变化量△Φ表示磁通量变化的多少；磁通量的变化率t表示磁通量变化的快慢.Φ大，△Φ及t不一定大；t大，Φ及△Φ也不一定大.它们的区别类似于力学中的v、△v及tva的区别.③tnE一般计算△t时间内的平均电动势，但若t是恒定的，则E不变也是瞬时值.④若S不变，B随时间变化时，则tBnSE；若B不变，回路面积S随时间变化时，则tSnBE.2.导体切割磁感线产生感应电动势(1)公式:E=BLv(可从法拉第电磁感应定律推出)(2)说明:①上式仅适用于导体各点以相同的速度在匀强磁场中切割磁感线的情况，且L、v与B两两垂直.②当L⊥B,L⊥v,而v与B成θ角时，感应电动势E=BLvsinθ.③若导线是曲折的，则L应是导线的有效切割长度.④公式E=BLv中，若v是一段时间内的平均速度，则E为平均感应电动势，若v为瞬时速度，则E为瞬时感应电动势.3.导体转动切割磁感线产生的感应电动势当导体在垂直于磁场的平面内，绕一端以角速度ω匀速转动，切割磁感线产生感应电动势时:221BLBLvE＝中.RabvLSNGvababRErabGErOωA7[针对训练]1.下列说法正确的是（）A.线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B.线圈中的磁