1、第第十十章章电磁感应电磁感应第第1 1节电磁感应现象楞次定律节电磁感应现象楞次定律基础过关基础过关考点研析考点研析素养提升素养提升基础知识基础知识一、磁通量一、磁通量1.1.概念概念:在磁感应强度为在磁感应强度为B B的匀强磁场中的匀强磁场中,与磁场方向与磁场方向 的面积的面积S S与与B B的乘积的乘积.2.2.公式公式:=.3.3.单位单位:1 Wb=1 Wb=.4.4.磁通量是磁通量是 (填填“矢量矢量”或或“标量标量”),),但磁通量有正、负之分但磁通量有正、负之分.5.5.物理意义物理意义:相当于穿过某一面积的相当于穿过某一面积的 的条数的条数.如图所示如图所示,矩形矩形abcd,a
2、bcd,abba,abcdabba,abcd的面积分别为的面积分别为S S1 1,S,S2 2,S,S3 3,匀强磁场的磁感应强度匀强磁场的磁感应强度B B与平面与平面abcdabcd垂直垂直,则则基础过关基础过关 紧扣教材紧扣教材自主落实自主落实垂直垂直BSBS1 T1 Tm m2 2标量标量磁感线磁感线(1)(1)通过矩形通过矩形abcdabcd的磁通量为的磁通量为 或或 .(2)(2)通过矩形通过矩形abcdabcd的磁通量为的磁通量为 .(3)(3)通过矩形通过矩形abbaabba的磁通量为的磁通量为 .BSBS1 1cos cos BSBS3 3BSBS3 30 0二、电磁感应现象二
3、、电磁感应现象1.1.电磁感应现象电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量当穿过闭合电路的磁通量 时时,电路中有电路中有 产生的现象产生的现象.2.2.产生感应电流的两种情况产生感应电流的两种情况(1)(1)穿过闭合电路的磁通量穿过闭合电路的磁通量 .(2)(2)闭合电路的一部分导体在磁场内做切割闭合电路的一部分导体在磁场内做切割 .发生变化发生变化感应电流感应电流发生变化发生变化磁感线运动磁感线运动教教材材解解读读图图1 1中中ABAB导体棒切割磁感线运动时导体棒切割磁感线运动时,AB,AB导体棒、导线、电流表构成导体棒、导线、电流表构成的回路中的回路中 没有变化没有变化,发生了发生了变化变化,引
4、起引起 发生变化发生变化,回路产生了感应电流回路产生了感应电流.图图2 2中线圈和电流表构成的回路中线圈和电流表构成的回路,磁铁插入、抽出时磁铁插入、抽出时,没没有变化有变化,线圈内的线圈内的 发生了变化发生了变化,引起引起 发生变化发生变化,回路产生了感应电流回路产生了感应电流.磁感应强度磁感应强度磁场的有效面积磁场的有效面积磁通量磁通量线圈的面积线圈的面积磁感应强度磁感应强度磁通量磁通量3.3.产生电磁感应现象的实质产生电磁感应现象的实质实质是产生实质是产生 ,如果回路闭合则产生如果回路闭合则产生 ;如果回路不如果回路不闭合闭合,则只有则只有 ,而无而无 .4.4.如图所示如图所示,能产生
5、感应电流的是能产生感应电流的是 .感应电动势感应电动势感应电流感应电流感应电动势感应电动势感应电流感应电流B B三、楞次定律三、楞次定律如图所示如图所示,矩形线圈矩形线圈abcdabcd匀速通过一较宽的磁场区域匀速通过一较宽的磁场区域.(1)(1)用楞次定律判断用楞次定律判断:线圈进入磁场时的感应电流方向为线圈进入磁场时的感应电流方向为 方向方向,离开离开磁场时的感应电流方向为磁场时的感应电流方向为 方向方向.(2)(2)用右手定则判断用右手定则判断:线圈经过左边界时线圈经过左边界时,ab,ab边的电流方向为由边的电流方向为由 指向指向 ;离开右边界时离开右边界时,ab,ab边的电流方向为由边
6、的电流方向为由 指向指向 .逆时针逆时针顺时针顺时针b ba aa ab b自自主主探探究究如图所示如图所示,在导体棒在导体棒ABAB向右运动时向右运动时,穿过穿过EFABEFAB回路的磁通量是增大回路的磁通量是增大还是减小还是减小?穿过穿过EFABEFAB回路的电流是顺时针还是逆时针回路的电流是顺时针还是逆时针?A,B?A,B两点哪点两点哪点电势高电势高?答案答案:穿过穿过EFABEFAB回路的磁通量增大回路的磁通量增大;EFAB;EFAB回路中有逆时针方向的电回路中有逆时针方向的电流流;AB;AB导体棒切割磁感线导体棒切割磁感线,AB,AB部分是电源部分是电源,B,B的电势高于的电势高于A
7、 A的电势的电势.(1)(1)磁通量是矢量磁通量是矢量,有正、负之分有正、负之分.(.()(2)(2)闭合电路内只要有磁通量闭合电路内只要有磁通量,就有感应电流产生就有感应电流产生.(.()(3)(3)当导体切割磁感线运动时当导体切割磁感线运动时,导体中一定产生感应电流导体中一定产生感应电流.(.()(4)(4)穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关()(5)(5)感应电流的磁场总是与原磁场方向相反感应电流的磁场总是与原磁场方向相反()过关巧练过关巧练1.1.思考判断思考判断2.(2.(20192019安徽芜湖校级模拟安徽芜湖校级模拟)关于电磁感应关于电磁感应,下列说
8、法正确的是下列说法正确的是()A.A.有电必有磁有电必有磁,有磁必生电有磁必生电B.B.电磁感应过程可以使其他形式的能转化为电能电磁感应过程可以使其他形式的能转化为电能C.C.电磁感应现象的发现电磁感应现象的发现,使人类社会进入了机械化大生产时代使人类社会进入了机械化大生产时代D.D.电压表和电流表都是利用电磁感应原理工作的电压表和电流表都是利用电磁感应原理工作的B B解析解析:有电必有磁有电必有磁,但是有磁未必能生电但是有磁未必能生电,选项选项A A错误错误;电磁感应过程可以使其他电磁感应过程可以使其他形式的能转化为电能形式的能转化为电能,选项选项B B正确正确;电磁感应现象的发现电磁感应现
9、象的发现,使人类社会进入了电使人类社会进入了电气化时代气化时代,故故C C错误错误;两种电表的工作原理都是通电线圈在磁场中会发生转动两种电表的工作原理都是通电线圈在磁场中会发生转动,故故D D错误错误.3.(3.(20192019南昌东湖模拟南昌东湖模拟)从奥斯特发现电流周围存在磁场后从奥斯特发现电流周围存在磁场后,法拉第坚信磁一法拉第坚信磁一定能生电定能生电.他使用如图所示的装置进行实验研究他使用如图所示的装置进行实验研究,其中线圈其中线圈A A中接入电源产生磁中接入电源产生磁场场,线圈线圈B B与电流表连接与电流表连接,但经过了但经过了6 6年多的探究都没发现年多的探究都没发现“磁生电磁生
10、电”,主要原因主要原因是是()D DA.A.线圈线圈A A中的电流较小中的电流较小,产生的磁场不够强产生的磁场不够强B.B.线圈线圈A A中的电流是恒定电流中的电流是恒定电流,不会产生磁场不会产生磁场C.C.线圈线圈B B中的匝数较少中的匝数较少,产生的电流很小产生的电流很小D.D.线圈线圈A A中的电流是恒定电流中的电流是恒定电流,产生稳恒磁场产生稳恒磁场解析解析:线圈线圈A A中的电流发生变化时中的电流发生变化时,穿过线圈穿过线圈B B的磁通量发生变化的磁通量发生变化,电流表电流表G G中产中产生感应电流生感应电流.线圈线圈A A中的电流是恒定电流中的电流是恒定电流,产生稳恒磁场产生稳恒磁
11、场,穿过线圈穿过线圈B B的磁通量不的磁通量不发生变化发生变化,电流表电流表G G中没有感应电流中没有感应电流,故故D D正确正确,A,B,C,A,B,C错误错误.4.4.如图所示如图所示,固定于水平面上的金属架固定于水平面上的金属架CDEFCDEF处在竖直向下的匀强磁场中处在竖直向下的匀强磁场中,金属金属棒棒MNMN沿框架以速度沿框架以速度v v向右做匀速运动向右做匀速运动.t=0.t=0时时,磁感应强度为磁感应强度为B B0 0,此时此时MNMN到达的位到达的位置使置使MDENMDEN构成一个边长为构成一个边长为l l的正方形的正方形.为使为使MNMN棒中不产生感应电流棒中不产生感应电流,
12、从从t=0t=0开始开始,磁感应强度磁感应强度B B应怎样随时间应怎样随时间t t变化变化?请推导出这种情况下请推导出这种情况下B B与与t t的关系式的关系式.考点一电磁感应现象的判断考点一电磁感应现象的判断1.1.引起磁通量引起磁通量变化的常见情况变化的常见情况(1)(1)电路中部分导线做切割磁感线运动或回路面积电路中部分导线做切割磁感线运动或回路面积S S变化导致变化导致变化变化.(2)(2)回路中磁感应强度回路中磁感应强度B B随时间或位置发生变化导致随时间或位置发生变化导致变化变化.(3)(3)线圈在磁场中转动线圈在磁场中转动(B(B与与S S的夹角发生变化的夹角发生变化)或或B,S
13、B,S都变化后都变化后,其乘积其乘积BSBS发生发生变化变化,导致导致变化变化.考点研析考点研析 核心探究核心探究重难突破重难突破2.2.常见的产生感应电流的三种情况常见的产生感应电流的三种情况【典例典例1 1】(20192019长沙校级模拟长沙校级模拟)(多选多选)如图为如图为“研究电磁感应现象研究电磁感应现象”的实的实验装置验装置.如果将如果将A A线圈插入线圈插入B B线圈后保持不动线圈后保持不动,闭合开关时发现电流表的指针向闭合开关时发现电流表的指针向右偏了一下右偏了一下,那么闭合开关后那么闭合开关后,下列情况下电流表指针的偏转情况是下列情况下电流表指针的偏转情况是()A.A.将将A
14、A线圈迅速从线圈迅速从B B线圈中拔出时线圈中拔出时,指针向左偏转一下指针向左偏转一下B.B.保持开关闭合状态时保持开关闭合状态时,指针一直偏在零点右侧指针一直偏在零点右侧C.C.滑动变阻器触头迅速向左滑动时滑动变阻器触头迅速向左滑动时,指针向右偏转一下指针向右偏转一下D.D.将将A A线圈内铁芯线圈内铁芯C C快速拔出时快速拔出时,指针向左偏转一下指针向左偏转一下ADAD审题指导审题指导 题干关键题干关键获取信息获取信息闭合开关闭合开关B B线圈内磁通量发生变化线圈内磁通量发生变化发现电流表的指针向右偏了一下发现电流表的指针向右偏了一下说明说明B B线圈内磁场增强线圈内磁场增强解析解析:由题
15、意知由题意知,当开关闭合时当开关闭合时,回路中的电流增加回路中的电流增加,电流产生的磁场增大电流产生的磁场增大,穿穿过线圈过线圈B B的磁通量增加的磁通量增加,电流表的指针向右偏转电流表的指针向右偏转.若原磁场减弱若原磁场减弱,穿过回路的磁穿过回路的磁通量减小通量减小,电流表的指针向左偏转电流表的指针向左偏转.若将若将A A线圈迅速从线圈迅速从B B线圈中拔出线圈中拔出,磁通量减磁通量减小小,故指针左偏故指针左偏,A,A对对;若保持开关闭合状态时若保持开关闭合状态时,回路中无磁通量的变化回路中无磁通量的变化,指针一指针一直指向零直指向零,B,B错错;若将变阻器的触头迅速左移若将变阻器的触头迅速
16、左移,回路中的电阻增加回路中的电阻增加,电流减小电流减小,故故磁场减弱磁场减弱,磁通量变小磁通量变小,电流表的指针左偏电流表的指针左偏,C,C错错;将将A A线圈内铁芯线圈内铁芯C C快速拔出时快速拔出时,磁通量减小磁通量减小,指针左偏指针左偏,D,D对对.反思总结反思总结电磁感应现象是否发生判断流程电磁感应现象是否发生判断流程1.1.面积变化引起的感应电流面积变化引起的感应电流(20192019江苏盐城校级模拟江苏盐城校级模拟)如图所示如图所示,开始时开始时矩形线圈与磁场垂直矩形线圈与磁场垂直,且一半在匀强磁场内且一半在匀强磁场内,磁场边界磁场边界MNMN为为ab,dcab,dc的中点连线的
17、中点连线,若要使线圈产生感应电流若要使线圈产生感应电流,下列方法可行的是下列方法可行的是()A.A.将线圈沿纸面向上平移将线圈沿纸面向上平移B.B.以以adad为轴为轴,从图示位置转过从图示位置转过6060过程过程C.C.以以bcbc为轴为轴,从图示位置转过从图示位置转过6060过程过程D.D.将线圈垂直于纸面向内运动将线圈垂直于纸面向内运动B B题组训练题组训练解析解析:将线圈向上平移将线圈向上平移,磁通量不变磁通量不变,故无感应电流产生故无感应电流产生,故故A A错误错误;以以adad为轴为轴转动转动(小于小于6060),),磁通量减小磁通量减小,有感应电流产生有感应电流产生,故故B B正
18、确正确;以以bcbc为轴转动为轴转动(小小于于6060),),磁通量不变磁通量不变,没有感应电流产生没有感应电流产生,故故C C错误错误;线框垂直于纸面向里运线框垂直于纸面向里运动动,磁通量不变磁通量不变,没有感应电流产生没有感应电流产生,故故D D错误错误.2.2.磁场变化产生感应电磁场变化产生感应电流流(20162016江苏卷江苏卷,6,6)(多选多选)电吉他中电拾音器的基电吉他中电拾音器的基本结构如图所示本结构如图所示,磁体附近的金属弦被磁化磁体附近的金属弦被磁化,因此弦振动时因此弦振动时,在线圈中产生感在线圈中产生感应电流应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音电流经电路放大后传送到
19、音箱发出声音,下列说法正确的有下列说法正确的有()A.A.选用铜质弦选用铜质弦,电吉他仍能正常工作电吉他仍能正常工作B.B.取走磁体取走磁体,电吉他将不能正常工作电吉他将不能正常工作C.C.增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D.D.弦振动过程中弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化线圈中的电流方向不断变化BCDBCD解析解析:因铜质弦不能被磁化因铜质弦不能被磁化,故铜质弦不能使电吉他正常工作故铜质弦不能使电吉他正常工作,故选项故选项A A错误错误;若取走磁体若取走磁体,弦的振动无法通过电磁感应转化为电信号弦的振动无法通过电磁感应转化为电信号,音箱不能发
20、声音箱不能发声,选项选项B B正确正确;根据法拉第电磁感应定律知根据法拉第电磁感应定律知,增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势动势,选项选项C C正确正确;弦振动过程中弦振动过程中,通过线圈的磁通量发生变化通过线圈的磁通量发生变化,所以电流方向所以电流方向不断变化不断变化,选项选项D D正确正确.考点二楞次定律的理解及应用考点二楞次定律的理解及应用1.1.楞次定律中楞次定律中“阻碍阻碍”的含义的含义 感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁场感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁场(原磁场原磁场)的磁的磁通量的变化通量的变化 阻碍的是磁通量的变化阻碍的是磁通量的变
21、化,而不是阻碍磁通量本身而不是阻碍磁通量本身 当磁通量增加时当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反;当磁通量减少时当磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同,即即“增反减同增反减同”阻碍效果阻碍效果 阻碍并不是阻止阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化只是延缓了磁通量的变化,这种变化将继这种变化将继续进行续进行2.2.楞次定律的推广应用楞次定律的推广应用楞次定律中楞次定律中“阻碍阻碍”的主要表现形式的主要表现形式:(1)(1)阻碍原磁通量的变化阻碍原磁通量的变化“增反减同增反减同”;(2)(2)阻碍
22、相对运动阻碍相对运动“来拒去留来拒去留”;(3)(3)线圈面积变化趋势线圈面积变化趋势“增缩减扩增缩减扩”;(4)(4)阻碍原电流的变化阻碍原电流的变化“增反减同增反减同”.A.A.顺时针顺时针,向左向左B.B.逆时针逆时针,向右向右C.C.顺时针顺时针,向右向右D.D.逆时针逆时针,向左向左B B审题指导审题指导 题干关键题干关键获取信息获取信息直导线中电流的变化直导线中电流的变化引起导线周围磁场的变化引起导线周围磁场的变化线框内磁通量的变化线框内磁通量的变化产生感应电流产生感应电流直线电流产生磁场直线电流产生磁场金属线框左、右边所处磁场强弱不金属线框左、右边所处磁场强弱不同同,所受安培力的
23、合力不为所受安培力的合力不为0 0方法总结方法总结用楞次定律判断感应电流方向的用楞次定律判断感应电流方向的“四步法四步法”1.1.增反减同增反减同(20192019安徽巢湖四校联考安徽巢湖四校联考)(多选多选)如图所示如图所示,通电螺线管通电螺线管N N置于置于闭合金属环闭合金属环M M的轴线上的轴线上,当当N N中的电流突然减小中的电流突然减小,则则()A.A.环环M M有缩小的趋势有缩小的趋势B.B.环环M M有扩张的趋势有扩张的趋势C.C.螺线管螺线管N N有缩短的趋势有缩短的趋势D.D.螺线管螺线管N N有伸长的趋势有伸长的趋势ADAD题组训练题组训练解析解析:对通电螺线管对通电螺线管
24、,当通入的电流突然减小时当通入的电流突然减小时,螺线管每匝间的相互吸引力螺线管每匝间的相互吸引力也减小也减小,所以匝间距增大所以匝间距增大,C,C错误错误,D,D正确正确;对金属环对金属环,穿过的磁通量也随之减少穿过的磁通量也随之减少,只有减小面积才能阻碍磁通量的减少只有减小面积才能阻碍磁通量的减少,金属环有缩小的趋势金属环有缩小的趋势,A,A正确正确,B,B错误错误.2.2.增缩减扩增缩减扩(20192019广东中山模拟广东中山模拟)(多选多选)如图所示如图所示,在水平面上有一固定在水平面上有一固定的的U U形金属框架形金属框架,框架上置一金属杆框架上置一金属杆ab.ab.在垂直纸面方向有一
25、匀强磁场在垂直纸面方向有一匀强磁场,下面下面情况可能的是情况可能的是()A.A.若磁场方向垂直纸面向上若磁场方向垂直纸面向上,并且磁感应强度增大时并且磁感应强度增大时,杆杆abab将向右移动将向右移动B.B.若磁场方向垂直纸面向上若磁场方向垂直纸面向上,并且磁感应强度减小时并且磁感应强度减小时,杆杆abab将向右移动将向右移动C.C.若磁场方向垂直纸面向下若磁场方向垂直纸面向下,并且磁感应强度增大时并且磁感应强度增大时,杆杆abab将向右移动将向右移动D.D.若磁场方向垂直纸面向下若磁场方向垂直纸面向下,并且磁感应强度减小时并且磁感应强度减小时,杆杆abab将向右移动将向右移动BDBD解析解析
26、:无论磁场方向垂直纸面向下还是向上无论磁场方向垂直纸面向下还是向上,从阻碍面积变化的角度考虑从阻碍面积变化的角度考虑,磁磁感应强度增大感应强度增大,杆杆abab就左移就左移,磁感应强度减小磁感应强度减小,杆杆abab就右移就右移;故选故选B,D.B,D.3.3.来拒去留来拒去留(20192019安徽蚌埠模拟安徽蚌埠模拟)如图所示如图所示,粗糙水平桌面上有一质量为粗糙水平桌面上有一质量为m m的铜质矩形线圈的铜质矩形线圈.当一竖直放置的通有恒定电流的螺线管沿线圈中线当一竖直放置的通有恒定电流的螺线管沿线圈中线ABAB正上正上方水平快速通过时方水平快速通过时,若线圈始终不动若线圈始终不动,则关于线
27、圈受到的支持力则关于线圈受到的支持力F FN N及在水平及在水平方向的运动趋势方向的运动趋势,下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.FA.FN N先小于先小于mgmg后大于后大于mg,mg,运动趋势向左运动趋势向左B.FB.FN N先大于先大于mgmg后小于后小于mg,mg,运动趋势先向右后向左运动趋势先向右后向左C.FC.FN N先小于先小于mgmg后大于后大于mg,mg,运动趋势先向左后向右运动趋势先向左后向右D.FD.FN N先大于先大于mgmg后小于后小于mg,mg,运动趋势向右运动趋势向右D D解析解析:通电螺线管从线圈正上方快速通过时通电螺线管从线圈正上方快速通过时,通过线圈
28、的磁通量先增大后减小通过线圈的磁通量先增大后减小.当通过线圈磁通量增大时当通过线圈磁通量增大时,为阻碍其增大为阻碍其增大,在竖直方向上线圈有向下运动的趋在竖直方向上线圈有向下运动的趋势势,所以线圈受到的支持力大于其重力所以线圈受到的支持力大于其重力,在水平方向上线圈有向右运动的趋势在水平方向上线圈有向右运动的趋势;当通过线圈的磁通量减小时当通过线圈的磁通量减小时,为阻碍其减小为阻碍其减小,在竖直方向上线圈有向上运动的在竖直方向上线圈有向上运动的趋势趋势,所以线圈受到的支持力小于其重力所以线圈受到的支持力小于其重力,在水平方向上线圈有向右运动的趋在水平方向上线圈有向右运动的趋势势.综上所述综上所
29、述,线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力,运动趋势总是向运动趋势总是向右右,D,D正确正确.考点三三定则一定律的综合应用考点三三定则一定律的综合应用“三个定则、一个定律三个定则、一个定律”的应用对比的应用对比名称名称现象现象规律规律因果关系因果关系电流的电流的磁效应磁效应运动电荷、运动电荷、电流产生磁场电流产生磁场安培安培定则定则因电而生磁因电而生磁(IB)(IB)磁场力磁场力磁场对运动电磁场对运动电荷、电流的作用荷、电流的作用左手左手定则定则因电而受力因电而受力(I,BF(I,BF安安q,Bf)q,Bf)电磁电磁感应感应回路磁通量变化回路磁通量变化楞次
30、楞次定律定律因磁而生电因磁而生电(I)(I)导体做切割导体做切割磁感线运动磁感线运动右手右手定则定则因动而生电因动而生电(v,BI)(v,BI)【典例典例3 3】(多选多选)如图所示的水平装置中如图所示的水平装置中,cd,cd杆原来静止杆原来静止.当当abab杆做如下哪些杆做如下哪些运动时运动时,cd,cd杆将向右移动杆将向右移动,c,c端电势比端电势比d d端电势高端电势高()A.A.向右匀速运动向右匀速运动B.B.向右加速运动向右加速运动C.C.向左加速运动向左加速运动D.D.向左减速运动向左减速运动BDBD解析解析:若若abab匀速运动时匀速运动时,ab,ab中感应电流恒定中感应电流恒定
31、,L,L1 1中磁通量不变中磁通量不变,穿过穿过L L2 2的磁通量的磁通量不变不变,L,L2 2中无感应电流产生中无感应电流产生,cd,cd杆保持静止杆保持静止,A,A错误错误;ab;ab向右加速运动时向右加速运动时,由右手由右手定则可知定则可知abab杆中电流方向为杆中电流方向为ab,ab,且电流变大且电流变大,由安培定则得由安培定则得L L2 2中的磁通量向中的磁通量向下增大下增大,根据楞次定律根据楞次定律,通过通过cdcd的电流方向向下的电流方向向下,c,c端电势比端电势比d d端高端高,由左手定则由左手定则可知可知cdcd向右移动向右移动,B,B正确正确;同理可得同理可得C C错误错
32、误,D,D正确正确.反思总结反思总结电磁感应电路中任意两点电势高低的判断电磁感应电路中任意两点电势高低的判断在比较电磁感应电路中任意两点电势高低时在比较电磁感应电路中任意两点电势高低时,一定要明确是一定要明确是“电源电源”还是还是“外电路外电路”的两点的两点,对于电源对于电源,其电流方向从电源负极流向正极其电流方向从电源负极流向正极,“正电荷正电荷”移向哪点移向哪点,哪点电势高哪点电势高.1.1.“动生电动生电”类问题类问题(20182018黑龙江哈尔滨六中二模黑龙江哈尔滨六中二模)如图所示如图所示,导轨间的磁导轨间的磁场方向垂直于纸面向里场方向垂直于纸面向里,圆形金属环圆形金属环B B正对电
33、磁铁正对电磁铁A,A,当导线当导线MNMN在导轨上向右在导轨上向右加速滑动时加速滑动时,则则()A.MNA.MN导线无电流导线无电流,B,B环无感应电流环无感应电流B.MNB.MN导线有向上电流导线有向上电流,B,B环无感应电流环无感应电流C.MNC.MN导线有向下电流导线有向下电流,从左向右看从左向右看B B有逆时针方向电流有逆时针方向电流D.MND.MN导线有向上电流导线有向上电流,从左向右看从左向右看B B有顺时针方向电流有顺时针方向电流D D题组训练题组训练解析解析:导线导线MNMN向右加速滑动向右加速滑动,导线产生由导线产生由N N到到M M的电流的电流,感应电动势感应电动势E=Bl
34、vE=Blv增大增大,通过电磁铁通过电磁铁A A的电流增大的电流增大,电磁铁电磁铁A A产生的磁感应强度变大产生的磁感应强度变大,穿过金属环穿过金属环B B的磁的磁通量增大通量增大,B,B中产生感应电流中产生感应电流,由楞次定律可知由楞次定律可知,为阻碍磁通量的增加为阻碍磁通量的增加,感应电感应电流方向与流方向与A A中的相反中的相反,即从左向右看即从左向右看B B有顺时针方向电流有顺时针方向电流,故故A,B,CA,B,C错误错误,D,D正确正确.2.2.“动生电动生电”和和“电生动电生动”综合类问题综合类问题(20192019浙江金华模拟浙江金华模拟)如图所示如图所示,在在两个沿竖直方向的匀
35、强磁场中两个沿竖直方向的匀强磁场中,分别放入两个完全一样的水平金属圆盘分别放入两个完全一样的水平金属圆盘a a和和b.b.它们可以绕竖直轴自由转动它们可以绕竖直轴自由转动,用导线通过电刷把它们相连用导线通过电刷把它们相连.当圆盘当圆盘a a转动时转动时()A.A.圆盘圆盘b b总是与总是与a a沿相同方向转动沿相同方向转动B.B.圆盘圆盘b b总是与总是与a a沿相反方向转动沿相反方向转动C.C.若若B B1 1,B,B2 2同向同向,则则a,ba,b转向相同转向相同D.D.若若B B1 1,B,B2 2反向反向,则则a,ba,b转向相同转向相同D D解析解析:当圆盘当圆盘a a转动时转动时,
36、由于切割磁感线而产生感应电流由于切割磁感线而产生感应电流,该电流流入该电流流入b b盘中盘中,在在磁场中由于受安培力磁场中由于受安培力b b盘会转动盘会转动.但若不知但若不知B B1 1,B,B2 2的方向关系的方向关系,则则b b盘与盘与a a盘的转盘的转向关系将无法确定向关系将无法确定,故故A,BA,B错错.设设B B1 1,B,B2 2同向且向上同向且向上,a,a盘逆时针转动盘逆时针转动,则由右手定则由右手定则可知则可知a a盘中的感应电流由盘中的感应电流由aa,aa,由左手定则可知由左手定则可知,b,b盘受力将顺时针转动盘受力将顺时针转动,故故C C错错,同理可判定同理可判定D D项正
37、确项正确.素养提升素养提升 学科素养学科素养演练提升演练提升利用程序法和逆向推理法分析二次感应问题利用程序法和逆向推理法分析二次感应问题在二次感应现象中在二次感应现象中,“程序法程序法”和和“逆向推理法逆向推理法”的选择的选择1.1.如果要判断二次感应后的现象或结果如果要判断二次感应后的现象或结果,选择程序法选择程序法.2.2.如果已知二次感应后的结果如果已知二次感应后的结果,要判断导体棒的运动情况或磁场的变化要判断导体棒的运动情况或磁场的变化,需需选择逆向推理法选择逆向推理法.类型一程序法类型一程序法(正向推理法正向推理法)【示例示例1 1】(多选多选)如图所示如图所示,水平放置的两条光滑轨
38、道上有可自由移动的金属水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒棒PQ,MN,MNPQ,MN,MN的左边有一闭合电路的左边有一闭合电路,当当PQPQ在外力的作用下运动时在外力的作用下运动时,MN,MN向右运动向右运动,则则PQPQ所做的运动可能是所做的运动可能是()A.A.向右加速运动向右加速运动B.B.向左加速运动向左加速运动C.C.向右减速运动向右减速运动D.D.向左减速运动向左减速运动BCBC类型二逆向推理法类型二逆向推理法【示例示例2 2】如图所示如图所示,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回路.在铁芯的右端套有一个表
39、面绝缘的铜环在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A.A.不计铁芯和铜环不计铁芯和铜环A A之间的摩擦之间的摩擦.则下列情况中铜环则下列情况中铜环A A会向右运动的是会向右运动的是()A.A.线圈中通以恒定的电流线圈中通以恒定的电流B.B.通电时通电时,使滑动变阻器的滑片使滑动变阻器的滑片P P向右匀速移动向右匀速移动C.C.通电时通电时,使滑动变阻器的滑片使滑动变阻器的滑片P P向左加速移动向左加速移动D.D.开关突然断开的瞬间开关突然断开的瞬间C C解析解析:铜环铜环A A向右运动向右运动,说明穿过说明穿过A A的磁通量在增加的磁通量在增加,绕在铁芯上的线圈中的电绕在铁芯上的线圈中的电流在增大
40、流在增大,选项选项C C正确正确.高考模拟高考模拟1.(1.(20172017全国全国卷卷,18,18)扫描隧道显微镜扫描隧道显微镜(STM)(STM)可用来探测样品表面原子尺度可用来探测样品表面原子尺度上的形貌上的形貌.为了有效隔离外界振动对为了有效隔离外界振动对STMSTM的扰动的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示如图所示.无扰无扰动时动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒定磁场按下列四种方案对紫铜薄板施加恒定磁场;出现扰动后出现扰动后,对于紫铜薄板对于紫铜薄板
41、上下及左右振动的衰减最有效的方案是上下及左右振动的衰减最有效的方案是()A ANoImageNoImage解析解析:紫铜薄板上下振动时紫铜薄板上下振动时,方案方案B,C,DB,C,D中穿过薄板的磁通量不发生变化中穿过薄板的磁通量不发生变化,没没有感应电流产生有感应电流产生;方案方案A A中中,无论是上下还是左右振动无论是上下还是左右振动,薄板中的磁通量都会薄板中的磁通量都会发生变化发生变化,产生的感应电流会阻碍紫铜薄板上下及其左右振动产生的感应电流会阻碍紫铜薄板上下及其左右振动,达到衰减的达到衰减的效果效果,选项选项A A正确正确.2.(2.(20172017全国全国卷卷,15,15)如图如图
42、,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U U形金形金属导轨属导轨,导轨平面与磁场垂直导轨平面与磁场垂直.金属杆金属杆PQPQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,PQRS,一圆环形金属线框一圆环形金属线框T T位于回路围成的区域内位于回路围成的区域内,线框与导轨共面线框与导轨共面.现让金属现让金属杆杆PQPQ突然向右运动突然向右运动,在运动开始的瞬间在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向关于感应电流的方向,下列说法正确下列说法正确的是的是()A.PQRSA.PQRS中沿顺时针方向中沿顺时针方向,T,T中沿逆时针方向中沿逆时针方向
43、B.PQRSB.PQRS中沿顺时针方向中沿顺时针方向,T,T中沿顺时针方向中沿顺时针方向C.PQRSC.PQRS中沿逆时针方向中沿逆时针方向,T,T中沿逆时针方向中沿逆时针方向D.PQRSD.PQRS中沿逆时针方向中沿逆时针方向,T,T中沿顺时针方向中沿顺时针方向D DNoImage解析解析:在在PQRSPQRS回路中回路中,金属杆金属杆PQPQ向右运动切割磁感线向右运动切割磁感线,由右手定则得由右手定则得PQRSPQRS回路回路中感应电流沿逆时针方向中感应电流沿逆时针方向,该电流在该电流在PQRSPQRS回路内部产生向外的磁场回路内部产生向外的磁场,使圆环使圆环形线框形线框T T内向里的磁通
44、量减小内向里的磁通量减小,由楞次定律知由楞次定律知,线框线框T T中感应电流方向为顺时中感应电流方向为顺时针方向针方向,选项选项A,B,CA,B,C错误错误,D,D正确正确.3.(3.(20162016上海卷上海卷,5,5)磁铁在线圈中心上方开始运动时磁铁在线圈中心上方开始运动时,线圈中产生如图方向线圈中产生如图方向的感应电流的感应电流,则磁铁则磁铁()A.A.向上运动向上运动B.B.向下运动向下运动C.C.向左运动向左运动D.D.向右运动向右运动B BNoImage解析解析:从图示可以看出磁铁提供的穿过线圈原磁场的磁通量方向向下从图示可以看出磁铁提供的穿过线圈原磁场的磁通量方向向下,由安由安
45、培定则可知线圈中感应电流的磁场方向向上培定则可知线圈中感应电流的磁场方向向上,即两个磁场的方向相反即两个磁场的方向相反,则由则由楞次定律可知原磁场通过线圈的磁通量的大小在增加楞次定律可知原磁场通过线圈的磁通量的大小在增加,故选故选B.B.4.(4.(20172017海南卷海南卷,10,10)(多选多选)如图如图,空间中存在一匀强磁场区域空间中存在一匀强磁场区域,磁场方向与磁场方向与竖直面竖直面(纸面纸面)垂直垂直,磁场的上、下边界磁场的上、下边界(虚线虚线)均为水平面均为水平面;纸面内磁场上方纸面内磁场上方有一个正方形导线框有一个正方形导线框abcd,abcd,其上、下两边均与磁场边界平行其上
46、、下两边均与磁场边界平行,边长小于磁场边长小于磁场上、下边界的间距上、下边界的间距.若线框自由下落若线框自由下落,从从abab边进入磁场时开始边进入磁场时开始,直至直至abab边到达边到达磁场下边界为止磁场下边界为止,线框下落的速度大小可能线框下落的速度大小可能()A.A.始终减小始终减小 B.B.始终不变始终不变C.C.始终增加始终增加 D.D.先减小后增加先减小后增加CDCDNoImage解析解析:导线框开始做自由落体运动导线框开始做自由落体运动,ab,ab边以一定的速度进入磁场边以一定的速度进入磁场,ab,ab边切割磁边切割磁感线产生感应电流感线产生感应电流,根据左手定则可知根据左手定则
47、可知abab边受到向上的安培力边受到向上的安培力,当安培力大于当安培力大于重力时重力时,线框做减速运动线框做减速运动,当线框完全进入磁场后当线框完全进入磁场后,线框不产生感应电流线框不产生感应电流,此时此时只受重力只受重力,做加速运动做加速运动,故先减速后加速故先减速后加速,故故A A错误错误,D,D正确正确;当当abab边进入磁场后边进入磁场后安培力等于重力时安培力等于重力时,线框做匀速运动线框做匀速运动,当线框完全进入磁场后当线框完全进入磁场后,线框不产生感线框不产生感应电流应电流,此时只受重力此时只受重力,做加速运动做加速运动,故先匀速后加速故先匀速后加速,故故B B错误错误;当当aba
48、b边进入磁边进入磁场后安培力小于重力时场后安培力小于重力时,线框做加速运动线框做加速运动,当线框完全进入磁场后当线框完全进入磁场后,线框不产线框不产生感应电流生感应电流,此时只受重力此时只受重力,做速度增大的加速运动做速度增大的加速运动,故故C C正确正确.5.(5.(20182018全国全国卷卷,19,19)(多选多选)如图如图,两个线圈绕在同一根铁芯上两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线其中一线圈通过开关与电源连接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导线连接成回路.将一小磁针悬挂在直导线正上方将一小磁针悬
49、挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处开关未闭合时小磁针处于静止状态于静止状态.下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.开关闭合后的瞬间开关闭合后的瞬间,小磁针的小磁针的N N极朝垂直纸面向里的方向转动极朝垂直纸面向里的方向转动B.B.开关闭合并保持一段时间后开关闭合并保持一段时间后,小磁针的小磁针的N N极指向垂直纸面向里的方向极指向垂直纸面向里的方向C.C.开关闭合并保持一段时间后开关闭合并保持一段时间后,小磁针的小磁针的N N极指向垂直纸面向外的方向极指向垂直纸面向外的方向D.D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的小磁针的N N极朝垂直
50、纸面向外极朝垂直纸面向外的方向转动的方向转动ADADNoImage解析解析:根据安培定则根据安培定则,开关闭合时铁芯上产生水平向右的磁场开关闭合时铁芯上产生水平向右的磁场.根据楞次定律根据楞次定律,直导线上将产生由南向北的电流直导线上将产生由南向北的电流,根据安培定则根据安培定则,直导线上方的磁场垂直纸面直导线上方的磁场垂直纸面向里向里,故小磁针的故小磁针的N N极朝垂直纸面向里的方向转动极朝垂直纸面向里的方向转动,A,A正确正确;开关闭合并保持一开关闭合并保持一段时间后段时间后,直导线上没有感应电流直导线上没有感应电流,故小磁针的故小磁针的N N极指北极指北,B,C,B,C错误错误;开关闭合
