第九章 电磁感应 第1课时 电磁感应现象 楞次定律
电磁感应现象楞次定律教学提纲
•考点一
考点二
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词语：考点
拼音：kǎo diǎn
解释：举行考试的地点：这次考试全市共设二十多个～，三百个考场。 •考点(kǎo diǎn)探究
•21
•考点(kǎo diǎn)一
考点(kǎo diǎn)二
•解析(ji
•ě解xī析)
(••dá
答答à•1案案1n)
词语：考点
拼音：kǎo diǎn
解释：举行考试的地点：这次考试全市共设二十多个～，三百个考场。 • 考点(kǎo diǎn)探究
1•2
•考点(kǎo diǎn)一
考点(kǎo diǎn)二
考点(kǎo diǎn)三
第十二页，共34页。
词语：答案
第一节 电磁感应(diàncí-gǎnyìng) 现象 楞次定律
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•一 •二 •三
•基础(jīch ǔ)梳理
第三页，共34页。
词语：梳理
拼音：shūlǐ 解释：梳爬整理。茅盾《泡沫·尚未成功》：“夫人把左臂支起了上半身俯瞰着他丈夫的凛然义愤的脸，伸过右手去轻轻梳理他的 头发。”周立波《暴风骤雨》第一部二九：“刘桂兰• 基出础去(一jī阵ch，回来的时候，郭全海正在梳理小马的黄闪闪的茸毛。”指纺织工艺中
。周恩来《恢复生产，建设中国》：“有些买卖是会关闭一1• 些的•2。特别•3是那些•4人民不需要的消费品的制造厂和商店是要关闭的。 ”
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á答答à案n•9)案(d
选修3-2 第九章 电磁感应(高考物理复习)
第九章电磁感应第一单元电磁感应现象楞次定律一、高考考点,电磁感应现象Ⅰ(考纲要求)1.电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量时，电路中有产生的现象．2．产生感应电流的条件表述1闭合电路的一部分导体在磁场内做运动．表述2穿过闭合电路的磁通量．3．产生电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生，如果回路闭合则产生；如果回路不闭合，则只有，而无 .楞次定律Ⅱ(考纲要求)1.楞次定律(1)内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要引起感应电流的的变化.(2)适用条件：所有现象.2.右手定则(如右下图所示)(1)内容：伸开右手，使拇指与垂直，并且都与手掌在同一平面内，让从掌心进入，并使拇指指向导线，这时四指所指的方向就是的方向. (2)适用情况：导体产生感应电流.2.判断感应电流方向的“三步法”：3.右手定则掌心——磁感线垂直穿入，拇指——指向导体运动的方向，四指——指向感应电流的方向.二、基础自测1.下图中能产生感应电流的是().2.如图所示，小圆圈表示处于匀强磁场中的闭合电路一部分导线的横截面，速度v在纸面内．关于感应电流的有无及方向的判断正确的是().A.甲图中有感应电流，方向向里B.乙图中有感应电流，方向向外C.丙图中无感应电流3.(2009·浙江理综)如图在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m，阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线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向是()A.a→b→c→d→aB.d→c→b→a→dC.先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD.先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d4.某班同学在探究感应电流产生的条件时，做了如下实验：探究Ⅰ：如图甲，先将水平导轨、导体棒ab放置在磁场中，并与电流表组成一闭合回路．然后进行如下操作：①ab与磁场保持相对静止；②让导轨与ab一起平行于磁感线运动；③让ab做切割磁感线运动.探究Ⅱ：如图乙所示，将螺线管与电流表组成闭合回路．然后进行如下操作：①把条形磁铁放在螺线管内不动；②把条形磁铁插入螺线管；③把条形磁铁拔出螺线管.探究Ⅲ：如图914丙所示，螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路；A放在螺线管B内，B与电流表组成一个闭合回路．然后进行如下操作：①闭合和断开开关瞬间；②闭合开关，A中电流稳定后；③闭合开关，A中电流稳定后，再改变滑动变阻器的阻值.可以观察到：(请在(1)(2)(3)中填写探究中的序号)(1)在探究Ⅰ中，________闭合回路会产生感应电流；(2)在探究Ⅱ中，________闭合回路会产生感应电流；(3)在探究Ⅲ中，________闭合回路会产生感应电流；(4)从以上探究中可以得到的结论是：当________时，闭合回路中就会产生感应电流.5.(2010·上海卷)如图，金属环A用轻线悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧．若变阻器滑片P向左移动，则金属环A将向___ ____(填“左”或“右”)运动，并有_____ ___(填“收缩”或“扩张”)趋势.二、高考体验1．(2009·海南高考)一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动．M连接在如图的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关．下列情况中，可观测到N向左运动的是()A．在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间B．在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间C．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时D．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时2．(2009·重庆理综)如图所示为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称．在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY运动(O是线圈中心)，则()．A．从X到O，电流由E经○G流向F，先增大再减小B．从X到O，电流由F经○G流向E，先减小再增大C．从O到Y，电流由F经○G流向E，先减小再增大D．从O到Y，电流由E经○G流向F，先增大再减小3．(2010·海南高考)金属环水平固定放置，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4．(2010·课标全国理综，21)如图所示，两个端面半径同为R 的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场．一铜质细直棒ab 水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直．让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为0.2R 时铜棒中电动势大小为E 1，下落距离为0.8R 时电动势大小为E 2.忽略涡流损耗和边缘效应．关于E 1、E 2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是( )．A ．E 1>E 2，a 端为正B ．E 1>E 2，b 端为正C ．E 1<E 2，a 端为正D ．E 1<E 2，b 端为正5．(2011·上海单科，13)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 ( )．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6．(2011·上海单科，20)如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布，一铜制圆环用丝线悬挂于O 点，将圆环拉至位置a 后无初速释放，在圆环从a 摆向b 的过程中( )．A ．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B ．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D ．安培力方向始终沿水平方向第二单元 法拉第电磁感应定律 自感 涡流一、高考考点法拉第电磁感应定律 Ⅱ(考纲要求)1.感应电动势(1)概念：在 中产生的电动势；(2)产生条件：穿过回路的 发生改变，与电路是否闭合 .(3)方向判断：感应电动势的方向用 或 判断.2．法拉第电磁感应定律(1)内容：感应电动势的大小跟穿过这一电路的 成正比.(2)公式：E ＝n ΔΦΔt ，其中n 为线圈匝数. (3)感应电流与感应电动势的关系：遵守 定律，即I ＝ ．3.导体切割磁感线时的感应电动势(1)导体垂直切割磁感线时．感应电动势可用E ＝ 求出，式中l 为导体切割磁感线的有效长度.(2)导体棒在磁场中转动时．导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势 E ＝ ＝ (平均速度等于中点位置线速度12l ω).自感、涡流 Ⅰ (考纲要求)1.自感现象(1)概念：由于导体本身的 变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做 .(2)表达式：E ＝ ．(3)自感系数L①相关因素：与线圈的 、形状、 以及是否有铁芯有关.2.涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生 ，这种电流像水的漩涡所以叫涡流. 电磁感应的重要应用(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到 ，安培力的方向总是 导体的相对运动(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生 使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来.交流感应电动机就是利用 的原理工作的.(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了 的推广应用1.对公式E ＝n ΔΦΔt的理解：2.公式E ＝BL v 与公式E ＝nΔΦΔt 的比较二、基础自测1.(2012·安徽六校联考)图中a ～d 所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化的图象，关于回路中产生的感应电动势下列论述正确的是( ).A.图a 中回路产生的感应电动势恒定不变B.图b 中回路产生的感应电动势一直在变大C.图c 中回路在0～t 1时间内产生的感应电动势小于在t 1～t 2时间内产生的感应电动势D.图d 中回路产生的感应电动势先变小再变大2.如图所示，半径为r 的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B 中，绕O 轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R 的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)A.由c 到d ，I ＝Br 2ωR B ．由d 到c ，I ＝Br 2ωRC.由c 到d ，I ＝Br 2ω2R D ．由d 到c ，I ＝Br 2ω2R3.在匀强磁场中，有一个接有电容器的单匝导线回路，如图所示，已知C ＝30 μF ，L 1＝5 cm ，L 2＝8 cm ，磁场以5×10－2 T/s 的速率增加，则( ).A.电容器上极板带正电，带电荷量为6×10－5 CB.电容器上极板带负电，带电荷量为6×10－5 CC.电容器上极板带正电，带电荷量为6×10－9 CD.电容器上极板带负电，带电荷量为6×10－9 C4.如图所示为一光滑轨道，其中MN 部分为一段对称的圆弧，两侧的直导轨与圆弧相切，在MN 部分有如图所示的匀强磁场，有一较小的金属环如图放置在P 点，金属环由静止自由释放，经很多次来回运动后，下列判断正确的有( ).A.金属环仍能上升到与P 等高处B.金属环最终将静止在最低点C.金属环上升的最大高度与MN 等高D.金属环上升的最大高度一直在变小5.闭合回路由电阻R 与导线组成，其内部磁场大小按Bt 图变化，方向如图所示，则回路中( ).A.电流方向为顺时针方向B.电流强度越来越大C.磁通量的变化率恒定不变D.产生的感应电动势越来越大二、高考体验（一）公式E ＝Bl v 的应用(高频考查)1．(2010·全国Ⅰ，17)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10－5 T ．一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m ，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是( )．A ．电压表记录的电压为5 mVB ．电压表记录的电压为9 mVC ．河南岸的电势较高D ．河北岸的电势较高2．(2011·山东理综，21)如图所空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B ，方向相反且垂直纸面，MN 、PQ 为其边界，OO ′为其对称轴．一导线折成边长为l 的正方形闭合回路abcd ，回路在纸面内以恒定速度v 0向右运动，当运动到关于OO ′对称的位置是( )．A ．穿过回路的磁通量为零B ．回路中感应电动势大小为2Bl v 0C ．回路中感应电流的方向为顺时针方向D ．回路中ab 边与cd 边所受安培力方向相同3．(2010·全国卷Ⅱ，18)如图空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d 水平．在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平．线圈从水平面a 开始下落．已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a 、b 之间的距离．若线圈下边刚通过水平面b 、c (位于磁场中)和d 时，线圈所受到的磁场力的大小分别为F b 、F c 和F d ，则( )．A ．F d >F c >F bB ．F c <F d <F bC ．F c >F b >F dD ．F c <F b <F d（二）法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt的应用(高频考查) 4．(2010·浙江理综，19)半径为r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d ，如图9216甲所示．有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示．在t ＝0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q 的静止微粒．则以下说法正确的是( )．A ．第2秒内上极板为正极B ．第3秒内上极板为负极C ．第2秒末微粒回到了原来位置D ．第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2πr 2d5．(2011·广东卷，15)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( )．A ．感应电动势的大小与线圈的匝数无关B ．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C ．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D ．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同6．(2011·福建卷，17)如图所示，足够长的U 型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°)，其中MN 与PQ 平行且间距为L ，导轨平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab 由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab 棒接入电路的电阻为R ，当流过ab 棒某一横截面的电量为q 时，棒的速度大小为v ，则金属棒ab 在这一过程中( )．A ．运动的平均速度大小为12vB ．下滑的位移大小为qR BLC ．产生的焦耳热为qBL vD ．受到的最大安培力大小为B 2L 2v Rsin θ 第3讲 专题 电磁感应的综合应用一、高考考点考点一 电磁感应中的力学问题1．题型特点：电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，因此，电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起，解决这类问题，不仅要应用电磁学中的有关规律，如楞次定律、法拉第电磁感应定律、左手定则、右手定则、安培力的计算公式等，还要应用力学中的有关规律，如牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律等．要将电磁学和力学的知识综合起来应用．2．解题方法(1)选择研究对象，即哪一根导体棒或几根导体棒组成的系统；(2)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向；(3)求回路中的电流大小；(4)分析其受力情况；(5)分析研究对象所受各力的做功情况和合外力做功情况，选定所要应用的物理规律；(6)运用物理规律列方程求解．电磁感应力学问题中，要抓好受力情况、运动情况的动态分析：导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化，周而复始地循环，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定状态．附：安培力的方向判断 3．电磁感应问题中两大研究对象及其相互制约关系【典例1】一个质量m＝0.1 kg的正方形金属框总电阻R＝0.5 Ω，金属框放在表面绝缘的斜面AA′B′B的顶端(金属框上边与AA′重合)，自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d 的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与BB′重合)，设金属框在下滑过程中的速度为v，与此对应的位移为x，那么v2x图象如图所示，已知匀强磁场方向垂直斜面向上，金属框与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8；cos 53°＝0.6.(1)根据v2x图象所提供的信息，计算出金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间T；(2)求出斜面AA′B′B的倾斜角θ；(3)求匀强磁场的磁感应强度B的大小；【变式1】如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L＝1 m，上端接有电阻R＝3 Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场．现将质量m＝0.1 kg、电阻r＝1 Ω的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v-t图象如图乙所示(取g＝10 m/s2)．求：(1)磁感应强度B的大小．(2)杆在磁场中下落0.1 s的过程中电阻R产生的热量．1．题型特点：磁通量发生变化的闭合电路或切割磁感线导体将产生感应电动势，回路中便有感应电流．从而涉及电路的分析及电流、电压、电功等电学物理量的计算．2．解题方法(1)确定电源．切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，利用E ＝Blv sin θ或E ＝n ΔΦΔt求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向．如果在一个电路中切割磁感线的有几个部分但又相互联系，可等效成电源的串、并联．(2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串并联关系)，画出等效电路图．(3)利用电路规律求解．主要应用欧姆定律及串并联电路的基本性质等列方程求解．【典例2】 如图所示，匀强磁场B ＝0.1 T ，金属棒AB 长0.4 m ，与框架宽度相同，电阻为13Ω，框架电阻不计，电阻R 1＝2 Ω，R 2＝1 Ω，当金属棒以5 m/s 的速度匀速向左运动时，求：(1)流过金属棒的感应电流多大？(2)若图中电容器C 为0.3 μF ，则充电荷量是多少？【变式2】 如图所示，PN 与QM 两平行金属导轨相距1 m ，电阻不计，两端分别接有电阻R 1和R 2，且R 1＝6 Ω，ab 导体的电阻为2 Ω，在导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1 T ．现ab 以恒定速度v ＝3 m/s 匀速向右移动，这时ab 杆上消耗的电功率与R 1、R 2消耗的电功率之和相等，求：(1)R2的阻值．(2)R 1与R 2消耗的电功率分别为多少？(3)拉ab 杆的水平向右的外力F 为多大？解析 (1)内外功率相等，则内外电阻相等，1．题型特点：一般可把图象问题分为三类(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象；(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量；(3)根据图象定量计算．2．电磁感应的图象：主要包括B-t图象、Φ-t图象、E-t图象和I-t图象，还可能涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象，即E-x图象和I-x图象．【典例3】如图所示，边长为L、总电阻为R的正方形线框abcd放置在光滑水平桌面上，其bc边紧靠磁感应强度为B、宽度为2L、方向竖直向下的有界匀强磁场的边缘．现使线框以初速度v0匀加速通过磁场，下列图线中能定性反映线框从进入到完全离开磁场的过程中，线框中的感应电流的变化的是()．——电磁感应图象问题的解决方法(1)明确图象的种类，即是Bt图象还是Φt图象，或者Et图象、It图象等．(2)分析电磁感应的具体过程．(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系．(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式．(5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等．(6)判断图象(或画图象或应用图象解决问题)．【变式3】(2012·江西十校二模)矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图所示，t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里．若规定导线框中感应电流逆时针方向为正，则在0～4 s时间内，线框中的感应电流I以及线框的ab边所受安培力F随时间变化的图象为下图中的(安培力取向上为正方向)()．考点四电磁感应中的能量问题1．题型特点：电磁感应过程的实质是不同形式的能量转化的过程，而能量的转化是通过安培力做功的形式实现的，安培力做功的过程，是电能转化为其他形式能的过程，外力克服安培力做功，则是其他形式的能转化为电能的过程．2．能量转化及焦耳热的求法(1)能量转化(2)求解焦耳热Q的几种方法【典例4】如图所示，水平虚线L1、L2之间是匀强磁场，磁场方向水平向里，磁场高度为h.竖直平面内有一等腰梯形线框，底边水平，其上下边长之比为5∶1，高为2h.现使线框AB边在磁场边界L1的上方h高处由静止自由下落，当AB边刚进入磁场时加速度恰好为0，在AB边刚出磁场的一段时间内，线框做匀速运动．求：(1)DC边刚进入磁场时，线框加速度的大小；(2)从线框开始下落到DC边刚进入磁场的过程中，线框的机械能损失和重力做功之比——解决这类问题的基本方法：(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向．(2)画出等效电路，求出回路中电阻消耗的电功率表达式．(3)分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程．【变式4】如图所示，在倾角为θ＝37°的斜面内，放置MN和PQ两根不等间距的光滑金属导轨，该装置放置在垂直斜面向下的匀强磁场中．导轨M、P端间接入阻值R1＝30 Ω的电阻和理想电流表，N、Q端间接阻值为R2＝6 Ω的电阻．质量为m＝0.6 kg、长为L＝1.5 m的金属棒放在导轨上以v0＝5 m/s的初速度从ab处向右上滑到a′b′处的时间为t＝0.5 s，滑过的距离l＝0.5 m．ab处导轨间距L ab＝0.8 m，a′b′处导轨间距L a′b′＝1 m．若金属棒滑动时电流表的读数始终保持不变，不计金属棒和导轨的电阻．sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，求：(1)此过程中电阻R1上产生的热量；(2)此过程中电流表上的读数；(3)匀强磁场的磁感应强度．二、高考体验一、电磁感应中的图象问题(高频考查)1．(2010·广东理综，16)如图939所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN 处匀速运动到M′N′的过程中，棒上感应电动势E随时间t变化的图象，可能正确的是()．2．(2011·海南卷，6)如图所示，EOF和E′O′F′为空间一匀强磁场的边界，其中EO∥E′O′，FO∥F′O′，且EO⊥OF；OO′为∠EOF的角平分线，OO′间的距离为l；磁场方向垂直于纸面向里．一边长为l的正方形导线框沿O′O方向匀速通过磁场，t＝0时刻恰好位于图示位置．规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是()．3．(2011·山东卷，22)如图所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计．两质量、长度均相同的导体棒c、d，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处．磁场宽为3h，方向与导轨平面垂直．先由静止释放c，c刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d，两导体棒与导轨始终保持良好接触．用a c表示c的加速度，E kd表示d的动能，x c、x d分别表示c、d相对释放点的位移，图中正确的是()．二、电磁感应中的力、电综合问题(高频考点)4. (2011·天津卷，11)如图9312所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为L＝0.5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角．完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m＝0.02 kg，电阻均为R＝0.1 Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.2 T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd 恰好能够保持静止．取g＝10 m/s2，问：(1)通过棒cd的电流I是多少，方向如何？(2)棒ab受到的力F多大？(3)棒cd每产生Q＝0.1 J的热量，力F做的功W是多少？5．(2011·浙江卷，23)如图甲所示，在水平面上固定有长为L＝2 m、宽为d＝1 m的金属“U”型导轨，在“U”型导轨右侧l＝0.5 m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，在t＝0时刻，质量为m＝0.1 kg的导体棒以v0＝1 m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ＝0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ＝0.1 Ω/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取g＝10 m/s2)．(1)通过计算分析4 s内导体棒的运动情况；(2)计算4 s内回路中电流的大小，并判断电流方向；(3)计算4 s内回路产生的焦耳热．6.(2011·大纲全国卷，24)如图所示，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放，金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好．已知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g.求：(1)磁感应强度的大小；(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率．补练第一单元电磁感应现象楞次定律【典例1】如图一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是().A.ab向右运动，同时使θ减小B.使磁感应强度B减小，θ角同时也减小C.ab向左运动，同时增大磁感应强度BD.ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)【变式1】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.先有从a到b的电流，后有从b到a的电流B.先有从b到a的电流，后有从a到b的电流C.始终有从b到a的电流D.始终没有电流产生【典例2】下图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中表示正确的是().【变式2】北半球地磁场的竖直分量向下．如图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向．下列说法中正确的是().A.若使线圈向东平动，则a点的电势比b点的电势低B.若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低C.若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→aD.若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→d→c→b→a【典例3】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，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动．则PQ所做的运动可能是().A.向右加速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向左减速运动【变式3】如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引().A.向右做匀速运动B．向左做减速运动C.向右做减速运动D．向右做加速运动【典例】如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时()．A．P、Q将互相靠拢B．P、Q将互相远离C．磁铁的加速度仍为gD．磁铁的加速度小于g。
电磁感应现象楞次定律
（2）适用范围：
一切电磁感应现象
旧知回顾
三、感应电流方向的判定
2.右手定则
（1）内容：伸开右手，使拇指与其余四指垂直，
并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进
入，并使拇指指向导线运动方向，这时四指所指
方向即为感应电流方向。
（2）适用情况：
导线切割磁感线产生感应电流
旧知回顾
三、感应电流方向的判定
楞次定律
来拒去留
右手定则
增缩减扩
闭合回路的磁通量发生变化或闭合回路的一
部分导体在磁场中做切割磁感线的运动
旧知回顾
二、电磁感应现象
3.实质：产生感应电动势。
①电路闭合，有感应电流
②电路不闭合，只有感应电动势，没有感应电流
旧知回顾
三、感应电流方向的判定
1.楞次定律
（1）内容：感应电流具有这样的方向，即感应
电流的磁场总要 阻碍 引起感应电流的磁通量的
右手定则
②闭合回路磁通量变化：
楞次定律
因动生电
例2 足够长的直导线固定在光滑水平面内，导
线中通有如图所示的恒定电流，一硬质金属环
在该平面内运动，初速度0 的方向与电流方向
垂直，下列判断正确的是（ D ）
A.金属环中感应电流方向始终沿逆时针方向
B.金属环所受合力始终保持不变
C.金属环做匀速直线运动
D.金属环最终停止在该水平面上
例3 如图所示的是一种延时继电器的示意图。铁芯
上有两个线圈A和B。当开关S断开后，电磁铁还会继
续吸住衔铁一小段时间，之后弹簧 才把衔铁D拉起，
能做到延时的主要原因是（ ）B
A.线圈A中的电流逐渐减小
B.线圈B中产生了感应电流
(新课标)高考物理大一轮复习-第9章 电磁感应 第1节 电磁感应现象 楞次定律课件
A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方 向为a→b→d→c→a
B．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abdc回路有电 流，电流方向为a→c→d→b→a
C．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路中的电流为零 D．若ab、cd都向右运动，且两杆速度vcd＞vab，则abdc回路 有电流，电流方向为a→c→d→b→a
感应电流方向判断的两点注意 (1)楞次定律可应用于磁通量变化引起感应电流的各种情况 (包括一部分导体切割磁感线运动的情况)． (2)右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的 情景，是楞次定律的一种特殊情况．
考点三 “三定则、一定律”的理解及应用
1．“三个定则、一个定律”的应用对比：
名称
三、感应电流方向的判断 1．右手定则：伸开右手，使拇指与其余四个手 指 垂直 ，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感 线从掌心垂直进入，并使拇指指向 导线运动 的方 向，这时四指所指的方向就是 感应电流 的方 向．如右图所示．
2．楞次定律 内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要 阻碍 引起感应电流的 磁通量 的变化．
主干回顾 夯基固源 考点透析 题组冲关
课时规范训练
考纲展示 1.电磁感应现象 2.磁通量 3.法拉第电磁感 应定律 4.楞次定律
5.自感、涡流
要求 Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ
Ⅰ
复习定位
1.本章是高考考查的热点．考题既有选择 题又有计算题，选择题主要以电磁感应现 象的定性分析和图象问题等为主，计算题 主要以学科内的力、电综合题为主． 2．本章的复习应注意以下三点： (1)应用楞次定律和右手定则判断感应电流 的方向． (2)结合各种图象(如Φ－t图象、B－t图象和 i－t图象)，考查感应电流的产生条件及其 方向的判定，导体切割磁感线产生感应电 动势的计算． (3)电磁感应现象与磁场、电路、力学等知 识的综合，以及电磁感应与实际相结合的 题目．
《金版新学案》安徽省2012高三物理一轮_第9章_第一讲_电磁感应产生的条件_楞次定律精品课件
3．使线圈面积有扩大或缩小的趋 势——“增缩减扩”． 例： 如右图所示， 磁铁某一极靠近 可自由移动的导体棒组成的回路 时， 导体棒将互相靠近， 反之则互 相远离．
4．阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减 同”． 例：如下图所示，电路稳定后，小灯泡有一定 的亮度，现将一与螺线管等长的软铁棒沿管的 轴线迅速插入螺线管内，在插入过程中感应电 流的方向与线圈中的原电流方向相反，小灯泡 变暗．
B．①③ D．③④
解析： ①选项中，当磁铁向下运动时：闭 合线圈中原磁场的方向——向下；穿过闭合 线圈的磁通量的变化——增加；感应电流产 生的磁场方向——向上；利用安培定则判断 感应电流的方向——与图中箭头方向相 反．所以①错误；同理可判断，②错误，③ ④正确．故选项D正确． 答案： D
感应电流方向的判断方法： 方法一：右手定则(适用于部分导体切割磁感线) 方法二：楞次定律 楞次定律的应用步骤 可以用下面的方框图加以概括：
1－1：(2011· 海阳月考)如图所示，四组同学分别 制作探究电磁感应现象的实验装置，在一根较长 的铁钉上用漆包线绕两个线圈a和b，将与线圈 b 相连的cd漆包线水平置于小磁针的正上方，小磁 针静止放在水平桌面上，若某一组同学在闭合开 关S瞬间，从上向下俯视看，小磁针N极顺时针 偏转，那么该组同学是用了下面哪组装置( )
力， 因为 ab 在 MN 处的磁场垂直纸面向里， 由左手 定则可判断 MN 中的感应电流由 M→N，再由安培 定则可知 L1 中感应电流的磁场方向向上． 根据楞次 定律判断：①L2 中磁场方向向上减弱时，PQ 中电 流为 Q→P 且减小，从而判断 PQ 向右减速运动； ②L2 中磁场方向向下增强时， 中电流为 P→Q 且 PQ 增大，判断 PQ 向左加速运动．故正确选项为 C. 答案： C
电磁学电磁感应定律与楞次定律
电磁学电磁感应定律与楞次定律电磁学是研究电荷、电流和电磁场之间相互作用的一门科学。
在电磁学中，电磁感应定律和楞次定律是两个基本原理，它们揭示了电磁感应现象和电磁场的生成规律。
本文将对电磁感应定律和楞次定律进行详细的介绍和解析。
一、电磁感应定律1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的基本规律。
它由英国科学家迈克尔·法拉第于1831年提出，被广泛应用于电力发电、电磁感应器等领域。
法拉第电磁感应定律的表达式为：在一根闭合导体回路中，当磁场的磁通量发生变化时，该导体中就会产生感应电动势。
该电动势的大小正比于磁通量的变化率，并与导线的回路长度成正比。
其中，感应电动势的方向遵循楞次定律。
2. 电磁感应定律的应用电磁感应定律的应用非常广泛。
在电力工程中，电磁感应定律被应用于发电机的原理。
当导体在磁场中移动时，磁通量发生变化，从而产生感应电动势，将机械能转化为电能。
这一原理极大地推动了电力工业的发展。
另外，电磁感应定律还应用于电磁感应传感器、变压器等领域。
电磁感应传感器利用感应电动势来测量环境中的物理量，如温度、湿度等。
变压器则是利用电磁感应定律中的电磁感应现象来实现电能的变换和传输。
二、楞次定律1. 楞次定律的提出楞次定律是法拉第电磁感应定律的延伸和补充。
它由法国物理学家亨利·楞次于1834年提出，描述了电磁感应现象中的能量守恒关系。
楞次定律是电磁学的重要基本定律之一。
2. 楞次定律的表达式和应用楞次定律的表达式为：当磁场内的闭合导体回路中有电流变化时，会产生与变化的磁通量相反的电动势，从而产生感应电流。
感应电流的大小正比于磁通量的变化率，并与导线的回路长度成正比。
楞次定律不仅适用于电磁感应定律中的感应电动势，还适用于其他电磁现象中的感应效应。
例如，当导体在磁场中移动时，磁通量发生变化，从而产生感应电流，这就是楞次定律的应用之一。
此外，楞次定律还可以解释电磁铁的工作原理。
2017届高三物理一轮复习-第九章-电磁感应-第1讲-电磁感应现象-愣次定律课件解析
4
基础知识清单 一、电磁感应现象 1．电磁感应 利用磁场产生电流的现象叫电磁感应；产生的电流叫感应电
流． 2．产生感应电流的条件 感应电流产生的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化．
第五页，共60页。
5
【名师点拨】 不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量 发生变化这两个条件，就必然产生感应电流；导体在磁场中做切 割磁感线的运动不是产生感应电流的根本条件，但可以有感应电 动势．
2017届高三物理一轮复习-第 九章-电磁感应-第1讲-电磁感
应现象-愣次定律课件解析
第一页，共60页。
1
内容 电磁感应现象 磁通量 法拉第电磁感应定律 楞次定律 自感、涡流
要求 Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ
2Байду номын сангаас
第二页，共60页。
第1讲 电磁感应现象 愣次定律
第三页，共60页。
3
梳理基础·强化训练
第四页，共60页。
答案 D
第十六页，共60页。
16
2．(2015·新课标全国Ⅰ)1824 年，法国科学家阿拉果完成了 著名的“圆盘实验”，实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正 上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示，实验 中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时， 磁针也随着一起转动起来，但略有滞后，下列说法正确的是( )
第十一页，共60页。
11
2．右手定则 (1)内容：伸出右手，让磁感线垂直穿过掌心，大拇指指向为 导体的运动方向，四指指向为感应电流的方向．
第十二页，共60页。
12
(2)理解：右手定则是用来判断部分导体切割磁感线产生感应 电流的方向的．对一部分导线在磁场中切割磁感线产生感应电流 的情况，右手定则和楞次定律的结论是完全一致的，这时，用右 手定则更方便一些．注意电流可以是正电荷运动产生的，也可以 是负电荷运动产生的．
2014年《步步高》高三物理一轮复习第九章 第1讲 电磁感应现象 楞次定律(人教版)
大小不再相等，则L2中产生感应电流，电磁铁也就能把开关K吸
起，即D正确． 答案 ABD
高考全程解密 随堂基础演练
【预测1】 (单选)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，如图9－1－11连接．在开关闭合、
线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻 器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转．由此 可以推断 ( )．
铁A的圆形金属环B中
A．有感应电流，且B被A吸引 B．无感应电流
(
)．
图9－1－9
C．可能有，也可能没有感应电流
D．有感应电流，且B被A排斥
高考全程解密
随堂基础演练
解析
MN向右加速滑动，根据右手定则，MN中的电流
方向从N→M，且大小在逐渐变大，根据安培定则知，电 磁铁A的左端为N极，且磁场强度逐渐增强，根据楞次定 律知，B环中的感应电流产生的内部磁场方向向右，B被A 排斥．故D正确．
高考全程解密
随堂基础演练
【知识存盘】
发生变化 1．电磁感应现象：当穿过闭合电路的磁通量_________时，
感应电流 电路中有__________产生的现象．
2．产生感应电流的条件 (1)条件：穿过闭合电路的磁通量__________． 发生变化 切割磁感线 (2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做___________ 运动．
【典例2】 (单选)某实验小组用如图9－1－6所 示的实验装置来验证楞次定律．当条形磁铁
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 A．a→G→b C．b→G→a ( )． 图9－1－6
B．先a→G→b，后b→G→a D．先b→G→a，后a→G→b
高考全程解密
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热点三
感应电流方向的判定
1.利用右手定则判断闭合电路的一部分导体做切割 磁感线运动时产生的感应电流方向. 常见的几种切割情况: (1)导体平动切割磁感线;
(2)导体转动切割磁感线;
(3)导体不动,磁场运动,等效为磁场不动,导体反 方向切割磁感线.
2.应用楞次定律判断感应电流方向的步骤: (1)确定原磁场的方向;
规律总结 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的
比较及应用
1.规律比较
基本现象
运动电荷、电流产生磁场 磁场对运动电荷、电流有作用力 电磁 感应
应用的定则或定律
安培定则 左手定则 右手定则 楞次定律
部分导体做切割磁感线 运动
闭合回路磁通量变化
2.应用区别 关键是抓住因果关系
(1)因电而生磁(I→B)→安培定则;B.向左ຫໍສະໝຸດ 速运动 D.向右加速运动解析
欲使N产生顺时针方向的感应电流,感应电
流的磁场方向为垂直纸面向里,由楞次定律可知有 两种情况:一是M中有顺时针方向逐渐减小的电流, 使其在N中的磁场方向向里,且磁通量在减小;二是 M中有逆时针方向逐渐增大的电流,使其在N中的
磁场方向向外,且磁通量在增大.因此,对于前者,
题型探究
题型1 利用楞次定律判断感应电流的方向
【例1】 电阻R、电容器C与一线
圈连成闭合电路,条形磁铁静止 于线圈的正上方,N极朝下,如图1 所示.现使磁铁开始自由下落,在 N极接近线圈上端的过程中,流过
R的电流方向和电容器极板的带
电情况是 ( )
图1
A.从a到b,上极板带正电
B.从a到b,下极板带正电 C.从b到a,上极板带正电 D.从b到a,下极板带正电 审题提示 由条形磁铁N极朝下可知原磁场的方向,
A.向右加速运动
图5 B.向左加速运动
C.向右减速运动
D.向左减速运动
思维导图
MN L1
L1
L2 L2
L1 L1
L2
PQ
PQ
解析
由右手定则PQ向右加速运动,穿过L1的磁通
量向上且增加,由楞次定律和左手定则可判断MN 向左运动,故A错.若PQ向左加速运动,情况正好和A 相反,故B对.若PQ向右减速运动,由右手定则,穿过 L1的磁通量向上且减小,由楞次定律和左手定则可 判断MN向右运动,故C对.若PQ向左减速运动,情况 恰好和C相反,故D错误. 答案 BC
方法提炼
感应电流方向的判断方法: 方法一:右手定则(适用于部分导体切割磁感线) 方法二:楞次定律 楞次定律的应用步骤
变式练习1 如图2所示,1831年法拉第把两个线圈
绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R组成
一个回路,B线圈与开关S、电流表G组成另一个回 路.通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应电 流的条件.关于该实验下列说法正确的是( )
(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. 变式练习3 如图6所示, 在匀强磁 场中放有平行铜导轨,它与大线圈M
相连接.要使小导线圈N获得顺时针
方向的感应电流,则放在导轨上的裸 金属棒ab的运动情况是(两线圈共面 图6
放置)
(
)
A.向右匀速运动 C.向右减速运动
于g.若磁铁的下端为S极,可得到同样的结果.
解法二
根据楞次定律的第二种表述:感应电流的
“效果”总要阻碍引起感应电流的“原因”.本题 的“原因”是“磁铁靠近回路,穿过回路的磁通量 增加”,所以“效果”便是“阻碍磁铁的靠近和穿
过回路磁通量的增加”.故磁铁因受到阻碍作用而
使加速度小于g,P、Q互相靠拢以示阻碍磁通量的 增加,所以选项A、D正确.
图7
解析 当磁体放到线圈上方的过程中,穿过线圈的磁 通量由无到有发生变化,于是超导线圈中产生感应电
流,由于超导线圈中电阻几乎为零,产生的感应电流
极大,相应的感应磁场也极大;由楞次定律可知感应 电流的磁场相当于永磁体,与下方磁极的极性相同, 永磁体将受到较大的向上的斥力,当永磁体重力与其 受到的磁场力相平衡时,永磁体处于悬浮状态. 答案 见解析
答案
AD
规律总结
“阻碍”是楞次定律的核心,在解具体问题时可以
将楞次定律的“阻碍”含义推广为以下三种表述
方式:阻碍原磁场的变化;阻碍导体间的相对运动;
阻碍原电流的变化.有时应用推广的“阻碍 ”含 义解题比用楞次定律本身直接解题会更方便、更 简捷.
变式练习2
如图4所示,光滑的
水平桌面上放着两个完全相同的 金属环a和b,当一条形磁铁的S极 竖直向下迅速靠近两环中间时,
答案
D
题型2
利用楞次定律的推广含义解题
【例2】 如图3所示,光滑固定导轨 M、N水平放置,两根导体棒P、Q平 行放于导轨上,形成一个闭合回路,
当一条形磁铁从高处下落接近回路
时 A.P、Q将互相靠拢 ( ) 图3
B.P、Q将互相远离
C.磁铁的加速度仍为g D.磁铁的加速度小于g
思路点拨
先根据楞次定律判断出电流的方向,然
第九章
第1课时
电磁感应
楞次定律
电磁感应现象 考点自清
一、磁通量 1.概念:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方
向垂直 的平面S和B的乘积.
2.公式: = BS . 3.单位:1 Wb= 1 T·m2 .
二、电磁感应现象
1.产生感应电流的条件:穿过闭合电路的 磁通量 发
生变化. 2.引起磁通量变化的常见情况 (1)闭合电路的部分导体做 切割磁感线 运动,导致
割磁感线运动的情况),右手定则只适用于一段导
体在磁场中做切割磁感线运动的情况.因此,右手 定则是楞次定律的一种特殊情况. 特别提示 1.若导体不动,回路中磁通量变化,应该用楞次
定律判断感应电流方向而不能用右手定则.
2.若是回路中一部分导体做切割磁感线运动产 生感应电流,用右手定则判断较为简单,用楞次 定律进行判定也可以,但较为麻烦.
再由运动方向可知磁通量的变化,然后利用楞次定律
可判出感应电流磁场的方向,最后利用安培定则确定 感应电流的方向,由电路知识可判断出电容器极板的
带电情况.
解析
在N极接近线圈上端的过程中,通过线圈的
磁感线方向向下,磁通量增大,由楞次定律可判定 流过线圈的电流的磁场方向向上,外电路电流由b 流向a,同时线圈作为电源,下端应为正极,则电容 器下极板电势高,带正电. 答案 D
后运用左手定则判定受力方向.也可以从楞次定律 的推广角度灵活加以判定. 解析 解法一 假设磁铁的下端为N极,根据楞次定
律先判断出P、Q中感应电流方向,再根据左手定则
可判断P、Q所受安培力的方向,可见P、Q将互相靠 拢.由于回路所受安培力的合力向下,由牛顿第三
定律,磁铁将受到向上的反作用力,从而加速度小
是零.
3.磁通量的变化率 反映磁通量变化的快慢,它既不表示磁通量的大
小,也不表示磁通量变化的多少.磁通量的变化率
的大小不是单纯由磁通量的变化量决定,还跟发生 这个变化所用时间有关,它描述的是磁通量变化的 快慢.在 —t图象中,它可用图线的斜率来表示.
交流与思考:穿过一个平面的磁通量大,是否磁通
量的变化量和变化率也一定大?反之,穿过一个平
Δ Δt
垂直于磁场方向上的投影面积,即 =BScos .
若穿过某个面有方向相反的磁场,则实际的磁通
量为相反方向的磁感线抵消以后所剩余的磁通量.
2.磁通量的变化Δ = 2- 1
它可由B、S或者两者之间的夹角发生变化而引起. 在匀强磁场中,即使初始状态和转过180°时的平 面都与磁场垂直,两种状态下通过平面的磁通量 也是不同的,此过程磁通量变化Δ 为2BS,而不
应使ab向右减速运动;对于后者,则应使ab向左加 速运动.故应选B、C.
答案
BC
题型4 电磁感应与科技 【例4】 如图7所示, 用一种新材料 制成一闭合线圈,当它浸入液氮中时, 会成为超导体,这时手拿一永磁体,使 任一磁极向下,放在线圈的正上方,永
磁体便处于悬浮状态,这种现象称为
超导体磁悬浮,用电磁感应及有关知 识来解释这一现象.
方法提炼 电磁感应现象、楞次定律等知识与生产、生活联系 比较密切,如电磁阻尼现象、延时开关等.这类题目 往往以生产生活实践和高新技术为背景,提出问题,
并要求学生用所学知识去解决问题.解决问题的关
键是认真读题,弄清物理情景,建立正确的物理模型,
再用相关的物理规律求解.
变式练习4 如图8所示,铁质齿轮P与车轮同步转动,右端有一个 绕有线圈的磁体,M是一个电流检测器.当车轮带动 齿轮转动时,线圈中会有电流,这是由于齿靠近线圈 时被磁化,使磁场增强,齿离开线圈时磁场减弱,磁
1.磁通量 =BS,S是指充满磁感线且与磁感线垂
直 的有效面积,不一定是线圈面积. 2.磁通量是否发生变化,是判定电磁感应现象的惟 一依据,而引起磁通量变化的途径有多种.
三、楞次定律和右手定则
1.楞次定律
(1)内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的 磁场总要 阻碍 引起感应电流的 磁通量 的变化. (2)适用情况:所有电磁感应 现象. 2.右手定则
(2)明确回路中磁通量变化情况;
(3)应用楞次定律的“增反减同”,确立感应电流 磁场的方向; (4)应用安培定则,确定感应电流的方向. 3.楞次定律和右手定则的关系
(1)从研究对象上说,楞次定律研究的是整个闭合
回路,右手定则研究的是闭合电路的一部分导体, 即一段导体做切割磁感线运动.
(2)从适用范围上说,楞次定律可应用于磁通量变 化引起感应电流的各种情况(包括一部分导体切
通量变化使线圈中产生了感应电流.将这个电流放
大后去控制制动装置,可有效地防止车轮被制动抱 死.在齿a转过虚线位置的过程中,关于M中感应电 流的说法正确的是 ( )