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专题十电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律考点1电磁感应现象1．电磁感应(1)定义：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做，产生的电流叫做.(2)条件：闭合回路中发生变化．电磁感应感应电流磁通量2．引起磁通量变化的常见情况(1)电路中部分导线做切割磁感线运动或回路面积S变化导致Φ变化；(2)回路中磁感应强度B随时间或位置变化导致Φ变化；(3)线圈在磁场中转动(B与S的夹角发生变化)导致Φ变化．注意：磁通量的变化，应注意方向的变化，如某一面积为S的回路原来的磁感应强度垂直纸面向里，后来磁感应强度的方向恰好与原来相反，则回路中磁通量的变化为2BS，而不是零.4．正确区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率(1)三者的区别(2)两者变化关系的比较Φ、ΔΦ、ΔΦΔt的大小没有直接的关系，可以与运动学中的v、Δv、ΔvΔt类比．①当Φ很大时，ΔΦΔt可能很小；当Φ很小时，ΔΦΔt可能很大，当Φ＝0，ΔΦΔt可能不为零．②当Φ按正弦规律变化时，Φ最大，ΔΦΔt＝0；反之，当Φ＝0,ΔΦΔt最大．磁通量的变化率ΔΦΔt是Φ－t图象上某点切线的斜率．1．(双选)关于感应电动势和感应电流，下列说法中正确的是()BCA．只有当电路闭合，且穿过电路的磁通量发生变化时，电路中才有感应电动势B．只有当电路闭合，且穿过电路的磁通量发生变化时，电路中才有感应电流C．不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势D．不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流解析：不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势，因此A选项错误，C选项正确．电路中要想有感应电流，则电路必须闭合，且穿过电路的磁通量要发生变化，所以B选项正确，D选项错误．)形导线框，导线框在下列运动中能产生感应电流的是(图10－1－12．(单选)如图10－1－1所示，在通电直导线的正下方有矩A．导线框在水平方向向右匀速运动B．导线框在水平方向向右加速运动C．导线框以直导线为轴旋转D．导线框向直导线靠近解析：通电直导线产生的磁场是距离导线越近的地方磁场越强，磁感线越密，导线框在水平方向向右匀速运动或者导线框在水平方向向右加速运动或者导线框以直导线为轴旋转，都没有改变导线框到通电直导线的距离，因此穿过导线框的磁通量没有发生变化，所以不能产生感应电流，A、B、C选项错误．导线框向直导线靠近，使穿过导线框的磁通量增加，因此导线框中产生感应电流，D选项正确．答案：D3．(单选)下列说法正确的是()CA．磁通量越大，磁通量的变化率越大B．磁通量的变化量越大，磁通量的变化率越大C．磁通量变化率越大，磁通量的变化越快D．磁通量越大，磁通量的变化量越大解析：磁通量的变化率是反映磁通量变化快慢的，与磁通量本身的大小以及磁通量变化量的大小没有直接关系，A、B选项错误．磁通量的变化率越大，则磁通量变化得越快，C选项正确．磁通量越大，磁通量的变化量不一定越大．考点2楞次定律和右手定则1．楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要阻碍_____________________的变化．说明：“阻碍”不是“阻止”，而只是延缓了原磁通的变化，电路中的磁通量还是在变化的．实质上，楞次定律中的“阻碍”二字，指的是“感应电流反抗着产生感应电流的那个原因．”引起感应电流的磁通量(2)表现形式有四种：①阻碍原磁通量的变化——“增反减同”．②阻碍物体间的相对运动——“来拒去留”．③阻碍闭合回路的面积变化——“增缩减扩”．④阻碍原电流的变化(自感)——“增反减同”．(3)应用楞次定律的步骤①明确原来的磁场方向．②判断穿过(闭合)电路的磁通量是增加还是减少．③根据楞次定律确定感应电流(感应电动势)的方向．④用安培定则(右手螺旋定则)来确定感应电流(感应电动势)的方向．2．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平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动方向，其余四指指的就是_________的方向．3．正确区分楞次定律与右手定则的关系导体运动切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例，所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的特例．用右手定则能判定的，一定也能用楞次定律判定，只是不少情况下，不如用右手定则判定来得方便简单．反过来，用楞次定律能判定的，并不是用右手定则都能判断出来．如闭合圆形导线中的磁场逐渐增强，用右手定则就难以判定感应电流的方向；相反，用楞次定律就很容易判定出来．感应电流4．(单选)如图10－1－2所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈B中通以图中所示的交变电流，设t＝0时电流沿逆时针方向(图中箭头所示)．对于线圈A，在t1～t2时间内，下列说法中正确的是()DA．有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势B．有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势C．有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势D．有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势图10－1－2解析：t1～t2时间内，B中的电流为顺时针增大，由“增反减同”，A中的感应电流要与B中的电流相反，A中的电流为逆时针，由“增缩减扩”，A的面积有收缩的趋势；D正确．5．(单选)如图10－1－3所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里．导体棒的电阻可忽略．当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是()B图10－1－3A．流过R的电流由d到c，流过r的电流由b到aB．流过R的电流由c到d，流过r的电流由b到aC．流过R的电流由d到c，流过r的电流由a到bD．流过R的电流由c到d，流过r的电流由a到b解析：根据右手定则，可判断PQ作为电源，Q端电势高，在PQcd回路中，电流为逆时针方向，即流过R的电流为由c到d，在电阻r的回路中，电流为顺时针方向，即流过r的电流为由b到a.当然也可以用楞次定律，通过回路的磁通量的变化判断电流方向．【例1】(单选)(2010年海南卷)一金属圆环水平固定放置．现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释D放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环()A．始终相互吸引B．始终相互排斥C．先相互吸引，后相互排斥D．先相互排斥，后相互吸引热点楞次定律的综合应用解析：由楞次定律可知，当条形磁铁靠近圆环时，感应电流阻碍其靠近，是排斥力；当磁铁穿过圆环远离圆环时，感应电流阻碍其远离，是吸引力，D正确．应用楞次定律时，特别要注意感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的磁通量的变化，不能把“阻碍变化”简单地理解为原磁场均匀减少．如原磁场竖直向下，均匀减小，感应电流就是顺时针；若原磁场均匀增加，感应电流就是逆时针．1．(单选)(2010年广州调研)如图10－1－4所示，在匀强磁场中的矩形金属轨道上，有等长的两根金属棒ab和cd，它们以相同的速度匀速运动，则()B图10－1－4A．断开电键k，ab中有感应电流B．闭合电键k，ab中有感应电流C．无论断开还是闭合电键k，ab中都有感应电流D．无论断开还是闭合电键k，ab中都没有感应电流解析：金属棒ab和cd，是在同一匀强磁场中，以相同的速度匀速运动，这就是说金属棒ab和cd两端的感应电动势大小相等，极性相同，因此断开电键k时，两电动势恰好抵消，金属棒ab和cd之间不能形成感应电流；而当电键k闭合时，两产生电动势的金属棒刚好并联，经右边环路可形成感应电流，故选B.易错点：磁通量和磁通量的变化率【例1】(单选)如图10－1－5所示，长为a宽为b的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中垂直于磁场的OO′轴以恒定的角速度ω旋转，设t＝0时，线圈平面与磁场方向平行，B则此时的磁通量和磁通量的变化率分别是()图10－1－5A．0,0B．0，BabωC．0，Babω2D．Bab，Babω错解分析：有同学误认为t＝0时，线圈平面与磁场方向平行，磁通量为零，对应的磁通量的变化率也为零，选A.磁通量Φ＝BS⊥(S⊥是线圈垂直磁场的面积)，磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1，两者的物理意义截然不同，不能理解为磁通量为零，磁通量的变化率也为零．正确解析：实际上，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的OO′轴转动时，产生交变电动势E＝Emaxcosωt＝Babωcosωt.当t＝0时，cosωt＝1，虽然磁通量Φ＝0，但是电动势有最大值，根据法拉第电磁感应定律E＝ΔΦΔt，可知当电动势为最大值时，对应的磁通量的变化率也最大，即Emax＝ΔΦΔtmax＝Babω，正确选项为B.磁通量和磁通量的变化率是两个不同的概念，磁通量变化率是描述磁通量变化快慢的物理量．磁通量Φ＝BS⊥(S⊥是线圈垂直磁场的面积)，磁通量的变化率ΔΦΔt＝Φ2－Φ1Δt，Φ＝0时，ΔΦΔt可以是最大值，反之，Φ最大时，ΔΦΔt可以是0.1．一个共有10匝的闭合矩形线圈，总电阻为10Ω、面积为0.04m2，置于水平面上．若线框内的磁感应强度在0.02s内，垂直纸面向里，从1.6T均匀减少到零，再反向均匀增加到2.4T．则在此时间内，线圈内导线中的感应电流大小为多少，从上向下俯视，线圈中电流的方向如何？解：根据法拉第电磁感应定律E＝nΔΦΔt＝nSΔBΔt＝nSB2－B1Δt＝100.04(2.41.6)0.02V＝80V根据闭合电路欧姆定律I＝ER＝8A.由楞次定律，可知从上向下俯视，电流为顺时针方向．