第9章_1电磁感应现象__楞次定律

3.本章有关电磁感应的产生条件和规律，都是通 过实验总结出来的，所以在学习过程中应该重视 有关电磁感应的实验装置、实验过程、实验现象、 实验分析和实验结论等，即重视“过程与方法”， 从而达到认识、理解和掌握电磁感应知识的目的.
而在高考中对本章重点考查的是对电磁感应 的理解和应用，以及解决与其他知识相联系 的综合问题的能力，所以深刻理解、掌握基 本概念和规律，是解决复杂问题的基础，没 有对基本知识的深刻理解和熟练掌握，就不 可能很好地加以应用.
点评：应用楞次定律时，特别要注意感应 电流的磁场阻碍的是引起感应电流的磁通量的 变化．不能把“阻碍变化”简单地理解为原磁 场均匀减少，电流就是顺时针；原磁场均匀增 加，感应电流就是逆时针．应用楞次定律解题 要先判断原磁通的方向及其变化趋势，再用 “阻碍变化”的原则来判断感应电流的磁场的 方向，最后用安培定则来判断感应电流的方 向．
2.本章揭示了“电”与“磁”的又一本质联系， 使“电”与“磁”成为既相对独立又密不可分的 “连接体”，所以这一章是电磁学中的重点；而 电磁学是高中阶段继力学之后的又一重点，故电 磁感应这一章在高中物理中的地位是非常重要的. 而且电磁感应在现实生活及航天科技、医药科技 等科技生产中有很多应用，所以多年来，本章一 直是高考的热点部分.
感应电动势的大小
导体切割磁感线：E=BLv(B、 L、v三者相互垂直） 当B和v方向间的夹角为θ,但L 与磁感线保持垂直时， E=BLvsinθ 法拉第电磁感应定律：
En t
(E为感应电动势
的平均值）
自感现象：由于导体本身的电流 发生变化而产生的电磁感应现象 自感电动势：在自感现象中产生 自感 的感应电动势 自感电流 自感系数 互感 条件 互感和自感 应用和防止 涡流：当线圈中的电流发生变 化时，会在附近产生涡旋电场， 涡流 使附近导体中形成涡流 电磁阻尼 电磁驱动
答案：D
易错题：一个共有10匝的闭合矩形线圈，总 电阻为10w、面积为0.04m2 ，置于水平面上．若 线框内的磁感应强度在0.02s内，由垂直纸面向里， 从1.6T均匀减少到零，再反向均匀增加到2.4T.则 在此时间内，线圈内导线中的感应电流大小为 __________A，从上向下俯视，线圈中电流的方 向为______(填“顺”或“逆”)时针方向．
当在线圈A中通以均匀变化的电流时， 则在线圈B中将产生恒定的电流，故可以排除C、 D.由楞次定律可知在0～1s，线圈B中的电流为 正向，所以正确图象为A. 点评：感应电动势和感应电流产生的条件 是：穿过电路的磁通量发生变化，就一定有感 应电动势产生．这里不要求闭合．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．
若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D 上，而在电键刚闭合时电流表指针右偏，则电 键闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动 时，电流表指针将 .(填“左偏”“右偏” 或“不偏”)
图9-1-5
【答案】 (1)Βιβλιοθήκη 偏； (2)按实验的要求在实物图上连线.
点评：此例的分析必须熟悉发生电磁感应 现象和产生感应电流的条件，熟悉楞次定律．
根据楞次定律，磁感应强度B从B1开始均匀 减少到零的过程中，感应电流的磁场阻碍原磁通 的减少，与原磁通的方向同向，感应电流的方向 是顺时针的．接着磁感应强度B从零开始反方向 均匀增加到B2，这个过程中，穿过闭合线圈的磁 通量反方向增加，感应电流的磁场要阻碍原磁场 的增加，其方向是垂直纸面向里，再根据安培定 则判断感应电流的方向仍然是顺时针的．
点评：楞次定律的应用应该严格按以下四 步进行：(1)确定原磁场方向；(2)判定原磁场如 何变化(增大还是减小)；(3)确定感应电流的磁场 方向(增反减同)；(4)根据安培定则判定感应电流 的方向．
如图9-1-4，一水平放置的圆形 通电线圈1固定，电流强度为I，方向如图所示. 另一个较小的圆形线圈2从1的正上方下落， 在下落的过程中两线圈平面始终保持平行且 共轴，则线圈2从1的正上方下落至1的正下方 的过程中，从上向下看线圈2，应是( )
某实验小组用如图9-1-2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 B. 先a→G→b，后b→G→a C. b→G→a D. 先b→G→a， 后a→G→b
图9-1-2
①确定原磁场的方向：条形磁铁在穿入 线圈的过程中，磁场方向向下. ②明确回路中磁通量变化情况：向下的磁通量增 加. ③由楞次定律的“增反减同”可知：线圈中感应 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方向为逆时 针方向，同理可以判断条形磁铁穿出时情况.
绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上， 铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连， 如图9-1-6所示.闭合电键的瞬间，铝环跳起一定 高度.保持电键闭合，下面哪一个现象是正确的 ( )
图9-1-6
A.铝环停留在这一高度，直到断开电键铝环回落 B.铝环不断升高，直到断开电键铝环回落 C.铝环回落，断开电键时铝环又跳起 D.铝环回落，断开电键时铝环不再跳起
第九章
电磁感应
1 电磁感应现象 楞次定律
1.探究感应电流的产生
(2010合肥二检)紧靠在一起的线圈A与B 如图9-1-1甲所示，当给线圈A通以图乙所 示的电流(规定由a端流入线圈，b端流出线 圈为电流正方向)时，线圈B两端的电压变 化(规定电流由c流入为正方向)应为下图中 的( )
图9- 1 1-
电 磁 感 应
感应 电流 的方 向
适用范围：适用于导体切割磁感线 而产生感应电流方向的判定 判定方法：伸开右手，使拇指与其 余四个手指垂直，并且都与手掌在 右手定则 同一个平面内，让磁感线垂直从掌 心进入，并使拇指指向导体运动方 向，这时四指所指的方向就是感应 电流的方向 适用范围：适用于磁通量变化引起 感应电流的各种情况 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 应电流的磁场的变化
错解：由于磁感应强度均匀变化，使得闭合线圈 中产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律， B 感应电动势 E n n S t t 10 0.04 (2.4 1.6) V 16V 0.02 E 根据闭合电路欧姆定律I 1.6 A R
根据楞次定律，开始时原磁场方向垂直纸 面向里，而且是均匀减少的．那么感应电流产 生的磁场的方向应该与原磁场方向相同，仍然 向里．再根据安培定则判断感应电流的方向为 顺时针方向．同理，既然原磁场均匀减少产生 的感应电流的方向为顺时针方向．那么，原磁 场均匀增加时，产生的感应电流的方向必然是 逆时针方向．
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
说明
1.电磁感应的规律——楞次定律和法拉第电磁感 应定律及其应用是中学物理的主干知识之一， 是历年高考必考的内容.其中既有难度中等的选 择题，也有难度较大、综合性较强的计算题.考 查频率较高的知识点有感应电流产生的条件、 感应电流的方向判定及导体切割磁感线产生感 应电动势的计算，且以电磁学和电路的综合型 题目较多.题型有选择题、填空题和计算题，难 度一般中等或中等偏上.
A.无感应电流产生 B.有顺时针方向的感应电流 C.有先顺时针后逆时针方向的
图9-1-4
由楞次定律可知，感应电流在原磁场 所受到的作用力阻碍它们的相对运动.则在下 落过程中应是斥力，反向电流相斥，故2中电 流顺时针，在远离过程中应是引力，同向电 流相吸，故2中电流逆时针，应选C.
3.探究电磁感应现象的实验 在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图9-1-5 所示：①电流表；②直流电源；③带铁芯的线圈A； ④线圈B；⑤电键；⑥滑动变阻器(用来控制电流以 改变磁场强弱).试按实验的要求在实物图上连线(图 中已连接好一根导线).
错解分析：由于磁场的变化，而产生感应电 动势，根据法拉第电磁感应定律，在0.02s内磁场 的方向发生了一次反向．设垂直纸面向外为正方 向，B=B2-(-B1)=B2+B1.
B 正解：根据法拉第电磁感应定律 E n nS t t 10 0.04 (2.4 1.6) V 80V 0.02 E 根据闭合电路欧姆定律I 8 A R
2.楞次定律的应用 如图9-1-3所示，两个相同的轻质铝环套在一根 水平光滑绝缘杆上，当一条形磁铁向左运动靠近 两环时，两环的运动情况是( ) A.同时向左运动，间距变大 B.同时向左运动，间距变小 C.同时向右运动，间距变小 D.同时向右运动，间距变大
图9-1-3
当条形磁铁向左运动靠近两环时，两环 中的磁通量都增加，根据楞次定律，两环的运 动都要阻碍磁铁相对环的运动.即阻碍“靠 近”，那么两环都向左运动，又由于两环中的 感应电流方向相同，两平行的同向电流间有相 互吸引的磁场力，因而两环间的距离要减小.
1.本章涉及一个概念(磁通量)，两个定律(楞次 定律、法拉第电磁感应定律).鉴于本章的基础性 和工具性，高考对于本章的考查不会放松，判 断能否产生电磁感应现象及用楞次定律判断感 应电流的方向仍是热点，以定性分析为主.
2.自感现象及有关的图象问题，也常出现在考题 中.因此在本专题的复习中，应理解并熟记产生 感应电动势和感应电流的条件，会灵活的运用楞 次定律判断各种情况下感应电动势或感应电流的 方向，能准确地计算各种情况下感应电动势的大 小，并能熟练地利用题中图象处理相关的电磁感 应问题或用图象表示电磁感应现象中相应的物理 量的变化规律.
电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象， 叫做电磁感应现象 定义：磁感应强度与面积的乘积， 叫做穿过这个面的磁通量 公式:Φ=B· S(S为垂直磁场方向的投 磁通量 影面积） 当磁场方向与平面夹角为θ时， Φ=B· Ssinθ
①闭合电路的一部分导体在 产生感 磁场中做切割磁感线运动 应电流 ②闭合电路的磁通量发生变 的条件 化（本质）