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第十章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律考点1磁通量电磁感应现象1．磁通量(1)计算式：Φ＝B·S·cosα当B⊥S时，Φ最大当B∥S时，Φ＝0(2)理解：穿过某一平面磁感线的条数．(3)磁通量变化的三种情况：2．判断感应电流的方法(1)确定研究的闭合回路．(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定其磁通量Φ.(3)Φ不变→无感应电流Φ变化→回路闭合，有感应电流不闭合，无感应电流，但有感应电动势1．关于磁通量，下列说法中正确的是()A．磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量B．磁通量越大，磁感应强度越大C．通过某一平面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零D．磁通量就是磁感应强度C解析：磁通量是标量，没有方向，故A错；由Φ＝BS知Φ是由B和S两个因素决定的，Φ大，有可能是S较大造成的，故B错；由Φ＝BS知，当线圈平面与磁场平行时，S＝0，Φ＝0，但磁感应强度B不一定为零，故C对；磁通量和磁感应强度是两个不同的物理量，故D错．2．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接．下列说法中正确的是()AA．开关闭合后，线圈A插入或拔出线圈B都会引起电流计指针偏转B．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转解析：开关闭合后，线圈A插入或拔出线圈B都会引起穿过线圈B的磁通量的变化，从而使电流计指针偏转，选项A正确；线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，线圈B的磁通量会发生变化，电流计指针会偏转，选项B错误；开关闭合后，滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动，都会导致线圈A的电流变化，使线圈B的磁通量变化，电流计指针都会发生偏转，选项C、D错误．3．(多选)如图所示，矩形线框abcd由静止开始运动，若使线框中产生感应电流，则线框的运动情况应该是()A．向右平动(ad边还没有进入磁场)B．向上平动(ab边还没有离开磁场)C．以bc边为轴转动(ad边还没有转入磁场)D．以ab边为轴转动(转角不超过90°)AD解析：选项A和D所描述的情况中，线框在磁场中的有效面积S均发生变化(A情况下S增大，D情况下S减小)，穿过线框的磁通量均改变，由产生感应电流的条件知线框中会产生感应电流．而选项B、C所描述的情况中，线框中的磁通量均不改变，不会产生感应电流．对磁通量的进一步理解(1)磁通量是标量，但有正负．当有相反的磁场穿过某一平面时，合磁通量指抵消后剩余部分．(2)熟练掌握各种磁场磁感线的空间分布，从而能够判断闭合回路在运动过程中磁通量的变化．考点2楞次定律的理解及应用1．楞次定律中“阻碍”的含义2．感应电流方向判断的两种方法法1：用楞次定律判断法2：用右手定则判断该方法适用于部分导体切割磁感线．判断时注意掌心、四指、拇指的方向：(1)掌心——磁感线垂直穿入；(2)拇指——指向导体运动的方向；(3)四指——指向感应电流的方向．考向1楞次定律的基本应用1．如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距．两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流．若()DA．金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向B．金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向C．金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向D．金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向解析：金属环向上或向下运动时穿过金属环的磁通量不变，由产生感应电流的条件可知选项A、B错误；金属环向左侧直导线靠近，穿过金属环的合磁通量向外并且增强，根据楞次定律可知，环上的感应电流方向为顺时针方向，选项C错误；金属环向右侧直导线靠近，穿过金属环的合磁通量向里并且增强，则环上的感应电流方向为逆时针方向，选项D正确．2．如图所示，导线框abcd与直导线几乎在同一平面内，直导线中通有恒定电流I，当导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．始终dcbaC．先dcba，后abcd，再dcbaD．先abcd，后dcbaC解析：当导线框从直导线左边向直导线靠近时，穿过导线框的磁感线是向外的且磁通量增加，由楞次定律可判断导线框中电流方向是dcba，当导线框在直导线右边远离直导线时，穿过导线框的磁感线是向里的且磁通量减小，由楞次定律可判断导线框中电流方向还是dcba.在导线框跨越直导线过程中，导线框的ab边和dc边均切割磁感线，由右手定则可得ab边感应电流的方向从a到b，cd边感应电流的方向从c到d，而ad、bc边不切割磁感线，因此，回路中相当于有两个电源串联，回路中感应电流的方向为abcd.选项C正确．从感应电流的磁场阻碍磁通量的变化的角度来讲，当原磁场的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，当原磁场的磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，简称“增反减同”.考向2楞次定律的拓展应用3．(2019·湖北八校联考)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，在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，以下说法正确的是()AA．从上往下看，0～1s内圆环中的感应电流沿顺时针方向B．1s末圆环对桌面的压力小于圆环的重力C．0～1s内圆环面积有扩张的趋势D．1～2s内和2～3s内圆环中的感应电流方向相反解析：从上往下看，0～1s内螺线管中的电流正向增加，根据右手定则可知，产生的磁场向上增加，根据楞次定律可知，圆环中的感应电流沿顺时针方向，选项A正确；0～1s内正向电流增大，根据楞次定律，金属环与螺线管间为斥力，圆环对桌面的压力大于圆环的重力，圆环面积有缩小的趋势，选项B、C错误；1～2s正方向电流减小，2～3s反向电流增大，根据楞次定律，金属环中感应电流的磁场方向不变，感应电流方向不变，D错误．4．(2019·重庆一中模拟)如图所示，质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上．当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时，线圈始终保持不动．则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况，以下判断正确的是()AA．FN先大于mg，后小于mgB．FN一直大于mgC．Ff先向左，后向右D．线圈中的电流方向始终不变解析：当磁铁靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增加，线圈中产生感应电流，线圈受到磁铁的安培力作用，根据楞次定律可知，线圈受到的安培力斜向右下方，则线圈对桌面的压力增大，即FN大于mg，线圈相对桌面有向右运动趋势，受到桌面向左的静摩擦力．当磁铁远离线圈时，穿过线圈的磁通量减小，同理，根据楞次定律可知，线圈受到的安培力斜向右上方，则线圈对桌面的压力减小，即FN小于mg，线圈相对桌面有向右运动趋势，受到桌面向左的静摩擦力．综上可知，FN先大于mg，后小于mg，Ff始终向左，故选项B、C错误，A正确；当磁铁靠近线圈时，穿过线圈向下的磁通量增加，线圈中产生感应电流从上向下看是逆时针方向；当磁铁远离线圈时，穿过线圈向下的磁通量减小，线圈中产生感应电流从上向下看是顺时针方向，故选项D错误．(1)从感应电流使圆环受到的安培力阻碍相对运动的角度来讲，无论磁铁靠近还是远离，金属圆环中产生的感应电流使它受到与相对运动方向相反的安培力，使圆环远离或靠近磁铁，以阻碍磁通量的变化，简称“来拒去留”．(2)从感应电流的磁场阻碍磁通量的变化的角度来讲，当原磁场的磁通量增加时，闭合回路的面积有缩小的趋势，以阻碍磁通量的增大；当原磁场的磁通量减小时，闭合回路的面积有扩大的趋势，以阻碍磁通量的减小，简称“增缩减扩”．考点3“三定则、一定律”的综合应用1．“三个定则”“一个定律”的比较名称基本现象应用的定则或定律电流的磁效应运动电荷、电流产生磁场安培定则磁场对电流的作用磁场对运动电荷、电流有作用力左手定则部分导体做切割磁感线运动右手定则电磁感应闭合回路磁通量变化楞次定律2.“三个定则”和“一个定律”的因果关系(1)因电而生磁(I→B)→安培定则；(2)因动而生电(v、B→I安)→右手定则；(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则；(4)因磁而生电(S、B→I安)→楞次定律．(2018·全国卷Ⅰ)(多选)如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路．将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态．下列说法正确的是()ADA．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动[审题指导]①同一根铁芯，意味着左右两侧线圈中磁通量变化率相同；②远处，说明此处小磁针不再受线圈中磁通量变化的影响；③小磁针悬挂在直导线正上方，说明磁针的偏转受直导线上电流产生的磁场影响．【解析】本题考查电流的磁效应、楞次定律等知识．当开关闭合瞬间，右侧线圈中电流突然增大，铁芯上向右的磁场增强，由楞次定律可知左侧线圈中正面感应电流向上，则远处直导线上电流向左，由安培定则可知小磁针处直导线上电流产生的磁场方向垂直纸面向里，A项正确．开关闭合并保持一段时间后，磁场不再变化，左侧线圈中没有感应电流，小磁针N、S极回到原始方向，故B、C两项错误．开关断开的瞬间，右侧线圈中电流减小，左侧线圈正面感应电流向下，远处直导线上电流向右，由安培定则知，小磁针处直导线上电流产生的磁场方向垂直纸面向外，故D项正确．置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连．套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，如图所示．导轨上有一根金属棒ab处在竖直向上的匀强磁场中．下列说法正确的是()CA．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动B．圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动C．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动D．圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向左运动[审题指导](1)根据圆盘的转动方向判断线圈A中的电流方向．(2)根据圆盘的转动性质判断线圈A中电流大小变化特点．(3)根据A中电流的特点分析线圈B中磁通量的变化及金属棒ab的电流．【解析】由右手定则知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强．由楞次定律知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则知，ab棒中感应电流方向由a→b.由左手定则知，ab棒受的安培力方向向左，将向左运动，故A错；同理B、D错，C对．1．(多选)如图甲，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向．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．当螺线管内的磁感应强度B随时间按图乙所示规律变化时()ADA．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解析：在t1～t2时间内，外加磁场的磁感应强度增加，且斜率在增加，则在导线框中产生沿顺时针方向增大的电流，该电流激发出向内增强的磁场，该磁场通过圆环，在圆环内产生感应电流，根据结论“增缩减扩”可知圆环有收缩趋势，A正确；在t2～t3时间内，外加磁场均匀变化，在导线框中产生恒定电流，该电流激发出稳定的磁场，该磁场通过圆环时，圆环中没有感应电流，B、C错误；在t3～t4时间内，外加磁场向下减弱，且斜率也减小，在导线框中产生沿顺时针方向减小的电流，该电流激发出向内减弱的磁场，所以圆环内产生沿顺时针方向的电流，D正确．2．(多选)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在磁场力的作用下向右运