1、【 精品教育资源文库 】 第 40 课时 电磁感应现象、楞次定律 考点 1 电磁感应现象的理解 1磁通量 (1)定义：在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，与磁场方向 垂直 的面积 S 与 B 的乘积。 (2)公式： BS。 (3)单位： 1 Wb 1_Tm 2。 (4)标矢性：磁通量是 标量 (填 “ 标量 ” 或 “ 矢量 ”) ，但有正负。若规定磁感线从一个方向穿过面的磁通量为正值，则从反方向穿过面的磁通量为负值。 2电磁感应现象 (1)电磁感应现象：当穿过闭合回路的 磁通量 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，产生的电流称为感应电流。 (2)产生感应电流的条件： 电
2、路闭合 ； 磁通量发生变化 。 (3)实质：磁通量发生变化时，电路中产生感应电动势，如果电路闭合，则有 感应电流 ；如果电路不闭合，则只有 感应电动势 ，而无 10感应电流 。 例 1 在法拉第时代，下列验证 “ 由磁产生电 ” 设想的实验中，能观察到感应电流的是 ( ) A将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 C将一房 间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化 D绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化
3、 解析 产生感应电流的条件是： 闭合回路； 磁通量发生变化。磁铁和通电线圈产生稳定磁场，闭合线圈中无磁通量变化，故 A、 B 不会产生感应电流；在插入条形磁铁的瞬间会产生磁通量变化，稳定后无感应电流，不会看到电流表变化；通、断电瞬间，连接电流表的线圈中磁通量变化，故会产生感应电流，电流表发生偏转。故选 D。 答案 D 1 (2018 河北邯郸期末 )图中能产生感应电流的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 答案 B 解析 A 项中线圈不是闭合的，不能产生感应电流； B 项中线框的面积增大，穿过线框的磁通量增大，能够产生感应电流； C 项中由于直导线在线圈所在平面的正上方，所以穿过线圈的磁通量
4、等于 0，电流增大，线圈的磁通量仍然是 0，不能产生感应电流； D 项中线圈整体垂直于匀强磁场方向运动，线圈的磁通量始终最大且没有发生变化，不能产生感应电流。故选 B。 2. (多选 )如图所示，光滑导电圆环轨道竖直固定在匀强磁场中，磁场方向与轨道所在平面垂直，导体棒 ab 的两端可始终不离开 轨道无摩擦地滑动，当 ab 由图示位置释放，直到滑到右侧虚线位置的过程中，关于 ab 棒中的感应电流情况，正确的是 ( ) A因 ab 切割磁感线，故 ab 棒上有感应电流 B尽管 ab 切割磁感线，但 ab 棒上无感应电流 C磁场穿过圆环与 ab 构成的回路的磁通量没有变化 D磁场穿过圆环与 ab 构
5、成的回路的磁通量发生了变化 答案 BC 解析 棒始终在圆环轨道上运动，相当于圆的一条弦，与圆弧所围的面积不变，又处在匀强磁场中，故磁通量不变，无感应电流产生。 B、 C 正确。 3. (2018 甘肃天水一中月考 )如图所示，绕在铁芯上 的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环 A，下列各种情况中铜环 A 中没有感应电流的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A线圈中通以恒定的电流 B通电时，使滑动变阻器的滑片 P 匀速移动 C通电时，使滑动变阻器的滑片 P 加速移动 D将开关突然断开的瞬间 答案 A 解析 线圈中通以恒定的电流时，线圈中产生稳恒的磁场，
6、穿过铜环 A 的磁通量不变，没有感应电流产生；通电时，使滑动变阻器的滑片 P 匀速移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变化，回路中电流变化，线圈中产生的磁场变化，穿过铜环 A 的磁通量变化，产生感 应电流；通电时，使滑动变阻器的滑片 P 加速移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变化，则回路中电流变化，线圈产生的磁场变化，穿过铜环 A 的磁通量变化，产生感应电流；将开关突然断开的瞬间，线圈产生的磁场从有到无，穿过铜环 A 的磁通量减小，产生感应电流。故选 A。 考点 2 楞次定律的理解与应用 1楞次定律 (1)内容：感应电流产生的磁场总是 阻碍 引起感应电流的 磁通量 的变化。 (2)适用范围：适用于一
7、切回路中 磁通量 变化的情况。 (3)“ 阻碍 ” 可以理解为 “ 增反减同 ”“ 来拒去留 ” 。 2右手定则 (1)使用方法： 【 精品教育资源文库 】 让磁感线穿入 右手手心 。 使大拇指指向 导体运动 的方向。 则其余四指指向导体中 感应电流 的方向。 (2)适用范围：闭合电路中 部分导体切割磁感线 的情况。 3电流方向的判断 如图，矩形线圈进入匀强磁场区域时： (1)应用楞次定律判断：磁场方向垂直纸面向里 磁通量 10增大 感应电流的磁场方向11垂直纸面向外 根据 12安培定则 可知：感应电流沿 13逆时 针 方向。 (2)应用右手定则判断： ab 边切割磁感线，手心 14朝外 ，
8、大拇指 15向右 ，四指沿 16ba方向，故电流方向从 17_b_到 18_a_。 例 2 (2018 安徽宣城月考 )如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为 m 的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线 AB 正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受 到的支持力 FN及在水平方向运动趋势的正确判断是 ( ) A FN先小于 mg 后大于 mg，运动趋势向左 B FN先大于 mg 后小于 mg，运动趋势向左 C FN先小于 mg 后大于 mg，运动趋势向右 D FN先大于 mg 后小于 mg，运动趋势向右 解析 解法一：当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线 AB 正上方等高快速经过时
9、，线圈中向下的磁通量先增大后减小，由楞次定律可知，线圈中先产生逆时针方向的感应电流后产【 精品教育资源文库 】 生顺时针方向的感应电流，线圈四条边所受安培力的合力先向右下，后向右上，因此 FN 先大于 mg 后小于 mg，运动趋势向右， D 正确 。 解法二：根据楞次定律的另一种表述 感应电流的效果总要反抗产生感应电流的原因。本题中的 “ 原因 ” 是线圈中磁通量先增大后减小，归根结底是磁场靠近了线圈。 “ 效果 ”是线圈要采取措施阻碍磁通量先增大后减小，即 “ 来拒去留 ” ，故必有向右运动的趋势。在竖直方向上，线圈则应以先 “ 向下躲 ” 后 “ 向上追 ” 的方式阻碍磁通量先增大后减小
10、，故FN先大于 mg 后小于 mg。 D 正确。 答案 D 应用楞次定律定性分析电磁感应现象时，需要正确区分涉及的两个磁场 (一是引起感应电流的原磁场，二是感应电流产生的磁场 )和两个电流 (产生原磁场的原电流 及感应电流 )。 1. (人教版选修 3 2 P14T6 改编 )(多选 )如图所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象及现象分析正确的是 ( ) A磁铁插向左环，横杆发生转动 B磁铁插向右环，横杆发生转动 C磁铁插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流 D磁铁插向右环，右环中产生感应电
11、动势和感应电流 答案 BD 解析 磁铁插向左环，由于左环不闭合，不会产生感应电流，但有感应电动势，因为没有感应电流， 磁场和小环没有相互作用力，横杆不会发生转动， A、 C 错误； B、 D 正确。 2. (2017 陕西西安中学期末 )如图所示，均匀带正电的绝缘圆环 a 与金属圆环 b 同心共面放置，当 a 绕 O 点在其所在平面内旋转时， b 中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环 a( ) 【 精品教育资源文库 】 A顺时针加速旋转 B顺时针减速旋转 C逆时针加速旋转 D逆时针减速旋转 答案 B 解析 当带正电的绝缘圆环 a 顺时针加速旋转时，相当于顺时针方向电流在
12、增大，根据右手螺旋定则，其内 (圆环 a 内 )有垂直纸面向里的磁场，其外 (金属圆环 b 处 )有垂直纸面向外的磁场，并且磁场的磁感应强度在增大，金属圆环 b 包围的面积内的磁场的总磁通量是垂直纸面向里 (因为向里的磁通量比向外的多 )且增大，根据楞次定律， b 中产生的感应电流的磁场垂直纸面向外，磁场对电流的作用力向外，所以 b 中产生逆时针方向的感应电流且有扩张的趋势，同理，当带正电的绝缘圆环 a 顺时针减速旋转， b 中产生顺时针方向的感应电流且有收缩的趋势， A 错误， B 正确；当带正电的绝缘圆环 a 逆时针加速旋转时， b 中产生顺时针方向的感应电流，但具有扩张趋势；当 a 逆时
13、针减速旋转时， b 中产生逆时针方向的感应 电流，具有收缩趋势， C、 D 错误。 3. (2017 四川成都七中诊断 )如图所示是法拉第在 1831 年做电磁感应实验的示意图，铁环上绕有 A、 B 两个线圈，线圈 A 接直流电源，线圈 B 接电流表 G 和开关 S。通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件，分析这个实验，下列说法中正确的是 ( ) A闭合开关 S 的瞬间，电流表 G 中有 a b 的感应电流 B闭合开关 S 的瞬间，电流表 G 中有 b a 的感应电流 C闭合开关 S 后，在增大滑动变阻器 R 接入电路的阻值的过程中，电流表 G 中有 b a的感应电流 D闭合开关 S
14、 后，向右移动滑动 变阻器滑片，电流表 G 指针不偏转 答案 C 解析 闭合开关 S 的瞬间，穿过线圈 B 的磁通量不发生变化，电流表 G 中无感应电流，【 精品教育资源文库 】 故 A、 B 错误；闭合开关 S 后，在增大 R 接入电路的阻值的过程中，电流减小，则穿过线圈B 的磁通量减小，根据右手螺旋定则可确定穿过线圈 B 的磁场方向，再根据楞次定律可得电流表 G 中有 b a 的感应电流，故 C 正确；闭合开关 S 后，向右移动滑动变阻器滑片，导致穿过线圈 B 的磁通量变化，则电流表中有电流，因而电流表 G 指针会偏转，故 D 错误。 考点 3 “ 三定则一定律 ” 的综合应用 1 “ 三定则定律 ” 的应用对比 2应用的关键是抓住因果关系 (1)因电而生磁 安
