1、第一节电磁感应现象楞第一节电磁感应现象楞次定律次定律基础梳理自学导引基础梳理自学导引一、磁通量一、磁通量1概念：磁感应强度概念：磁感应强度B与面积与面积S的的_2计算计算(1)公式：公式：_.乘积乘积BS(2)适用条件：适用条件：匀强磁场；匀强磁场；S是是_磁场中的有效面积磁场中的有效面积(3)单位：韦伯单位：韦伯(Wb)，1 Wb_.3意义：穿过某一面积的磁感线的意义：穿过某一面积的磁感线的_4标矢性：磁通量是标矢性：磁通量是_,但有正、但有正、负负垂直垂直1 Tm2条数条数标量标量二、电磁感应二、电磁感应1电磁感应现象电磁感应现象当穿过闭合电路的当穿过闭合电路的_发生变化发生变化时，电路中
2、有电流产生，这种现象称时，电路中有电流产生，这种现象称为电磁感应现象为电磁感应现象2产生感应电动势和感应电流的条件产生感应电动势和感应电流的条件(1)产生感应电动势的条件产生感应电动势的条件磁通量磁通量无论回路是否闭合，只要穿过线圈平无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生面的磁通量发生_，回路中就有，回路中就有感应电动势产生感应电动势的那部感应电动势产生感应电动势的那部分导体相当于分导体相当于_(2)产生感应电流的条件产生感应电流的条件电路闭合磁通量变化电路闭合磁通量变化变化变化电源电源三、感应电流方向的判断三、感应电流方向的判断1右手定则：伸开右右手定则：伸开右手，使拇指与其余四个手
3、，使拇指与其余四个手指手指_，并且都与，并且都与手掌在同一个平面内；手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心垂直进入让磁感线从掌心垂直进入,并使拇指指并使拇指指图图911垂直垂直向向_的方向，这时四指所指的方向，这时四指所指的方向就是的方向就是_的方向如图的方向如图911所示所示2楞次定律楞次定律内容：感应电流具有这样的方向，即内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要感应电流的磁场总要_引起感应引起感应电流的电流的_的变化的变化导线运动导线运动感应电流感应电流阻碍阻碍磁通量磁通量特别提示：特别提示：右手定则一般用于判断部右手定则一般用于判断部分导体切割磁感线产生的感应电流方分导体切割磁感线
4、产生的感应电流方向，而楞次定律一般用于由于向，而楞次定律一般用于由于B变化变化或或角变化而引起的感应电流的方向判角变化而引起的感应电流的方向判断断要点透析直击高考要点透析直击高考一、楞次定律的理解及应用一、楞次定律的理解及应用1楞次定律中楞次定律中“阻碍阻碍”的含义的含义2楞次定律的推广楞次定律的推广对楞次定律中对楞次定律中“阻碍阻碍”的含义可以推广的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因：电流的原因：(1)阻碍原磁通量的变化阻碍原磁通量的变化“增反减增反减同同”；(2)阻碍相对运动阻碍相对运动“来拒去留来拒去留”；(3)使线圈面积有扩大或缩小的
5、趋势使线圈面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩增缩减扩”；(4)阻碍原电流的变化阻碍原电流的变化(自感现象自感现象)“增反减同增反减同”3应用楞次定律判断感应电流方向的应用楞次定律判断感应电流方向的步骤步骤楞次定律没有直接告诉感应电流的方楞次定律没有直接告诉感应电流的方向，它说明的是感应电流的磁场与原向，它说明的是感应电流的磁场与原磁场方向之间的关系，即穿过闭合回磁场方向之间的关系，即穿过闭合回路的磁通量增大时路的磁通量增大时,两磁场方向相反；两磁场方向相反；磁通量减小时，两磁场方向相同因磁通量减小时，两磁场方向相同因此，根据楞次定律判断感应电流的方向此，根据楞次定律判断感应电流的方向时，应按以下
6、步骤进行：时，应按以下步骤进行：(1)明确闭合电路范围内的原磁场的方向明确闭合电路范围内的原磁场的方向;(2)分析穿过闭合电路的磁通量的变化情分析穿过闭合电路的磁通量的变化情况；况；(3)根据楞次定律，判定感应电流磁场的根据楞次定律，判定感应电流磁场的方向；方向；(4)利用安培定则利用安培定则,判断感应电流的方向判断感应电流的方向特别提醒：特别提醒：运用楞次定律判定感应电运用楞次定律判定感应电流的方向可归结为流的方向可归结为“一原、二感、三电一原、二感、三电流流”，即明确原磁场，确定感应电，即明确原磁场，确定感应电流磁场，判定感应电流方向流磁场，判定感应电流方向.即时应用即时应用 1.如图如图
7、912所示，所示，在磁感应强度大小为在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为匀强磁场中，有一质量为m、阻值为、阻值为R的闭合矩形金属线框的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质用绝缘轻质图图912细杆悬挂在细杆悬挂在O点，并可绕点，并可绕O点摆动金点摆动金属线框从右侧某一位置由静止开始释属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属框平面始终处于同一平面细杆和金属框平面始终处于同一平面,且垂直纸面则线框中感应电流的方且垂直纸面则线框中感应电流的方向是向是()AabcdaBdcbadC先是先是dcbad，后
8、是，后是abcdaD先是先是abcda，后是，后是dcbad解析：选解析：选B.由楞次定律可知，在线框从由楞次定律可知，在线框从右侧摆动到右侧摆动到O点正下方的过程中，向上点正下方的过程中，向上的磁通量在减小，故感应电流的方向沿的磁通量在减小，故感应电流的方向沿dcbad，线框从，线框从O点正下方向左点正下方向左侧摆动的过程中，电流方向沿侧摆动的过程中，电流方向沿dcbad，故选，故选B.二、楞次定律、右手定则、左手定则、二、楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综合应用安培定则的综合应用1规律比较规律比较基本现象基本现象应用的定则或定律应用的定则或定律运动电荷、电流运动电荷、电流产生磁场产
9、生磁场安培定则安培定则磁场对运动电荷、磁场对运动电荷、电流有作用力电流有作用力左手定则左手定则基本现象基本现象应用的定则应用的定则或定律或定律电磁电磁感应感应部分导体做切割部分导体做切割磁感线运动磁感线运动右手定则右手定则闭合回路磁通量闭合回路磁通量变化变化楞次定律楞次定律2应用区别应用区别关键是抓住因果关系：关键是抓住因果关系：(1)因电而生磁因电而生磁(IB)安培定则；安培定则；(2)因动而生电因动而生电(v、BI安安)右手定则；右手定则；(3)因电而受力因电而受力(I、BF安安)左手定则左手定则.3相互联系相互联系(1)应用楞次定律，必然要用到安培定应用楞次定律，必然要用到安培定则；则；
10、(2)感应电流受到的安培力，有时可以感应电流受到的安培力，有时可以先用右手定则确定电流方向，再用左先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力的方向，有时可以手定则确定安培力的方向，有时可以直接应用楞次定律的推论确定直接应用楞次定律的推论确定特别提醒：特别提醒：在本类型题目中，往往多在本类型题目中，往往多次运用楞次定律，在分析问题时应注次运用楞次定律，在分析问题时应注意导体棒的运动特点或穿过闭合回路意导体棒的运动特点或穿过闭合回路的磁通量变化情况，防止在应用楞次的磁通量变化情况，防止在应用楞次定律时出现错误定律时出现错误.即时应用即时应用2(2011高考上海卷高考上海卷)如图如图913，磁
11、场垂，磁场垂直于纸面，磁感应强直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布一铜制圆布，水平方向非均匀分布一铜制圆环用丝线悬挂于环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位点，将圆环拉至位图图913置置a后无初速释放，在圆环从后无初速释放，在圆环从a摆向摆向b的的过程中过程中()A感应电流方向先逆时针后顺时针再感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针逆时针B感应电流方向一直是逆时针感应电流方向一直是逆时针C安培力方向始终与速度方向相反安培力方向始终与速度方向相反D安培力方向始终沿水平方向安培力方向始终沿水平方向解析：选解析：选AD.圆环从位置圆环从位置a运动到磁场运动到磁场分界线
12、前，磁通量向里增大，感应电分界线前，磁通量向里增大，感应电流为逆时针；跨越分界线过程中，磁流为逆时针；跨越分界线过程中，磁通量由向里最大变为向外最大，感应通量由向里最大变为向外最大，感应电流为顺时针；再摆到电流为顺时针；再摆到b的过程中，磁的过程中，磁通量向外减小，感应电流为逆时针，通量向外减小，感应电流为逆时针，所以选项所以选项A正确；由于圆环所在处的磁正确；由于圆环所在处的磁场，上下对称，所受安培力竖直方向平场，上下对称，所受安培力竖直方向平衡，因此总的安培力沿水平方向，故衡，因此总的安培力沿水平方向，故D正确正确题型探究讲练互动题型探究讲练互动 某实验小组用如图某实验小组用如图914所示
13、的实验装置所示的实验装置来验证楞次定律当条来验证楞次定律当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是通过电流计的感应电流方向是()利用楞次定律判断电流利用楞次定律判断电流方向方向例例1图图914AaGbB先先aGb，后，后bGaCbGaD先先bGa，后，后aGb【解析解析】(1)确定原磁场的方向：条确定原磁场的方向：条形磁铁在穿入线圈的过程中，磁场方向形磁铁在穿入线圈的过程中，磁场方向向下向下(2)明确回路中磁通量变化的情况：向明确回路中磁通量变化的情况：向下的磁通量增加下的磁通量增加(3)由楞次定律的由楞次定律的“增反减同增反减同”可知：线可
14、知：线圈中感应电流产生的磁场方向向上圈中感应电流产生的磁场方向向上(4)应用安培定则可以判断感应电流的应用安培定则可以判断感应电流的方向为逆时针方向为逆时针(俯视俯视)，即：从，即：从bGa.同理可以判断出条形磁铁穿出线圈过同理可以判断出条形磁铁穿出线圈过程中，向下的磁通量减小，由楞次定程中，向下的磁通量减小，由楞次定律可得：线圈中将产生顺时针的感应律可得：线圈中将产生顺时针的感应电流电流(俯视俯视)，电流从，电流从aGb.【答案答案】D【规律总结规律总结】利用楞次定律确定感利用楞次定律确定感应电流方向时，首先要弄清原磁场的应电流方向时，首先要弄清原磁场的方向、磁通量如何变化，再确定感应方向、
15、磁通量如何变化，再确定感应电流的磁场，然后利用安培定则确定电流的磁场，然后利用安培定则确定感应电流方向感应电流方向变式训练变式训练1长直导线与矩形线框长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如图处在同一平面中静止不动，如图915甲所示长直导线中通以大小和方甲所示长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的交流电：向都随时间做周期性变化的交流电：iImsint，it图象如图乙所示规图象如图乙所示规定沿长直导线方向上的电流为正方向定沿长直导线方向上的电流为正方向.关于最初一个周期内矩形线框中感应关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向电流的方向,下列说法正确的是下列说法正确的是()图
16、图915A由顺时针方向变为逆时针方向由顺时针方向变为逆时针方向B由逆时针方向变为顺时针方向由逆时针方向变为顺时针方向C由顺时针方向变为逆时针方向，由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向再变为顺时针方向D由逆时针方向变为顺时针方向，由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向再变为逆时针方向解析：选解析：选D.将一个周期分为四个阶段将一个周期分为四个阶段,对全过程的分析列表如下：对全过程的分析列表如下：时间段时间段长直导长直导线中电线中电流流线框中磁线框中磁通量通量感应电感应电流的磁流的磁场场感应电感应电流方向流方向0T/4向上向上,逐逐渐变大渐变大向纸里、向纸里、变大变大垂直纸垂直纸面向
17、外面向外逆时针逆时针方向方向T/4T/2向上向上,逐逐渐变小渐变小向纸里、向纸里、变小变小垂直纸垂直纸面向里面向里顺时针顺时针方向方向时间段时间段长直导长直导线中电线中电流流线框中磁线框中磁通量通量感应电感应电流的磁流的磁场场感应电感应电流方向流方向T/23T/4向下向下,逐逐渐变大渐变大向纸外、向纸外、变大变大垂直纸垂直纸面向里面向里顺时针顺时针方向方向3T/4T向下向下,逐逐渐变小渐变小向纸外、向纸外、变小变小垂直纸垂直纸面向外面向外逆时针逆时针方向方向看上表的最后一列看上表的最后一列,可知选项可知选项D正确正确 (2011高考上海卷高考上海卷)如图如图916，均匀带正，均匀带正电的绝缘圆
18、环电的绝缘圆环a与金属圆与金属圆环环b同心共面放置，当同心共面放置，当a绕绕O点在其所点在其所在平面内旋转时，在平面内旋转时，b中产生顺时针方向中产生顺时针方向安培力作用下物体运动安培力作用下物体运动方向的判断方向的判断例例2图图916的感应电流，且具有收缩趋势，由此的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环可知，圆环a()A顺时针加速旋转顺时针加速旋转B顺时针减速旋转顺时针减速旋转C逆时针加速旋转逆时针加速旋转D逆时针减速旋转逆时针减速旋转【解析解析】b中感应电流方向为顺时针中感应电流方向为顺时针,根据感应电流的效果阻碍引起感应电流根据感应电流的效果阻碍引起感应电流的原因可知，的原因可知，a
19、中等效电流顺时针减小中等效电流顺时针减小或逆时针增大，又因为或逆时针增大，又因为b有收缩趋势，有收缩趋势，即即a、b相互吸引，根据同向电流相吸可相互吸引，根据同向电流相吸可知，知，a中等效电流为顺时针减小，即中等效电流为顺时针减小，即a环环做顺时针减速运动做顺时针减速运动【答案答案】B【名师点评名师点评】用楞次定律拓展推广用楞次定律拓展推广进行判断，简便、迅速进行判断，简便、迅速变式训练变式训练2(2010高考海南卷高考海南卷)一金属一金属圆环水平固定放置现将一竖直的条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形磁铁在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放，在条形磁铁穿过圆环的过
20、开始释放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环程中，条形磁铁与圆环()A始终相互吸引始终相互吸引B始终相互排斥始终相互排斥C先相互吸引，后相互排斥先相互吸引，后相互排斥D先相互排斥，后相互吸引先相互排斥，后相互吸引解析：选解析：选D.由楞次定律可知，当条形由楞次定律可知，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，是吸圆环时，感应电流阻碍其远离，是吸引力，引力，D正确正确 如图如图917所示，所示，水平放置的两条光滑轨道水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒上有可自
21、由移动的金属棒PQ、MN，当，当PQ在外力在外力的作用下运动时，的作用下运动时，MN在磁场力的作在磁场力的作楞次定律和左、右手定则楞次定律和左、右手定则的综合应用的综合应用例例3图图917用下向右运动用下向右运动,则则PQ所做的运动可能所做的运动可能是是()A向右加速运动向右加速运动B向左加速运动向左加速运动C向右减速运动向右减速运动D向左减速运动向左减速运动【解析解析】分析该类问题，首先要明分析该类问题，首先要明确确PQ运动是引起运动是引起MN运动的原因，然运动的原因，然后根据楞次定律和左手定则判断由后根据楞次定律和左手定则判断由右手定则知，若右手定则知，若PQ向右加速运动，向右加速运动，穿
22、过穿过L1的磁通量向上且增加，由楞次的磁通量向上且增加，由楞次定律和左手定则可判断定律和左手定则可判断MN向左运动向左运动,故故A错若错若PQ向左加速运动，情况正向左加速运动，情况正好和好和A相反，故相反，故B对若对若PQ向右减速向右减速运动，由右手定则，穿过运动，由右手定则，穿过L1的磁通量的磁通量向上且减小，由楞次定律和左手定则向上且减小，由楞次定律和左手定则可判断可判断MN向右运动，故向右运动，故C对若对若PQ向左减速运动，情况恰好和向左减速运动，情况恰好和C相反，相反，故故D错错【答案答案】BC变式训练变式训练3如图如图918所示，在匀强磁场中放有所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与
23、大线圈平行铜导轨，它与大线圈M相连接，要使小导线圈相连接，要使小导线圈N获得顺时针获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒金属棒ab的运动情况是的运动情况是(两线圈共面放两线圈共面放置置)()图图918A向右匀速运动向右匀速运动B向左减速运动向左减速运动C向右减速运动向右减速运动 D向右加速运动向右加速运动解析：选解析：选C.欲使欲使N产生顺时针方向的产生顺时针方向的感应电流，感应电流的磁场垂直纸面感应电流，感应电流的磁场垂直纸面向里，由楞次定律可知有两种情况：向里，由楞次定律可知有两种情况：一是一是M中有顺时针方向逐渐减小的电中有顺时针方向逐渐减小的电
24、流，使其在流，使其在N中的磁场方向向里，且中的磁场方向向里，且磁通量在减小；二是磁通量在减小；二是M中有逆时针方中有逆时针方向逐渐增大的电流，使其在向逐渐增大的电流，使其在N中的磁中的磁场方向向外，且磁通量在增大因此场方向向外，且磁通量在增大因此对前者应使对前者应使ab减速向右运动对于后减速向右运动对于后者，则应使者，则应使ab加速向左运动加速向左运动 如图如图919所示，所示，两个线圈套在同一个铁芯两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图左上，线圈的绕向如图左线圈连着平行导轨线圈连着平行导轨M和和N，导轨电阻不，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab,电势
25、高低的判断电势高低的判断例例4图图919金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是中，下列说法中正确的是()A当金属棒向右匀速运动时，当金属棒向右匀速运动时，a点电点电势高于势高于b点，点，c点电势高于点电势高于d点点B当金属棒向右匀速运动时，当金属棒向右匀速运动时，b点电点电势高于势高于a点，点，c点与点与d点等电势点等电势C当金属棒向右加速运动时，当金属棒向右加速运动时，b点电点电势高于势高于a点，点，c点电势高于点电势高于d点点D当金属棒向右加速运动时，当金属棒向右加速运动时，b点电点电势高于势高于a点，点，d点电势高于点电势高于c点点【解析解
26、析】(1)金属棒匀速向右运动切金属棒匀速向右运动切割磁感线时，产生恒定感应电动势，割磁感线时，产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流由由右手定则判断电流由ab，b点电势点电势高于高于a点，点，c、d端不产生感应电动势，端不产生感应电动势，c点与点与d点等势，故点等势，故A错、错、B正确正确(2)金属棒向右加速运动时，金属棒向右加速运动时，b点电势点电势仍高于仍高于a点，感应电流增大，穿过右点，感应电流增大，穿过右边线圈的磁通量增大，所以右线圈中边线圈的磁通量增大，所以右线圈中也产生感应电流，由楞次定律可判断也产生感应电流，由楞次定律可判断电流从电流从d点流出，在外电路点流出，在外电路d点电势高点电势高于于c点，故点，故C错，错，D正确正确【答案答案】BD【规律总结规律总结】产生电磁感应的部分产生电磁感应的部分导体相当于电源，电源内部的电流方导体相当于电源，电源内部的电流方向指向电势升高的方向向指向电势升高的方向知能演练强化闯关知能演练强化闯关本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放
