第一節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律

課堂互動講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練第一節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理一、磁通量1．概念：磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S的_______．2．計(jì)算(1)公式：Φ＝_______.(2)適用條件：①勻強(qiáng)磁場；②S是_______磁場中的有效面積．(3)單位：韋伯(Wb)，1Wb＝_______.3．意義：穿過某一面積的磁感線的_______．4．標(biāo)矢性：磁通量是_______，但有正、負(fù)．乘積BS垂直1T·m2條數(shù)標(biāo)量二、電磁感應(yīng)1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)穿過閉合電路的_______發(fā)生變化時(shí)，電路中有電流產(chǎn)生，這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象．磁通量2．產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的條件(1)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件無論回路是否閉合，只要穿過線圈平面的磁通量發(fā)生_______，回路中就有感應(yīng)電動勢．產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于_______．(2)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件①電路閉合．②磁通量變化．變化電源三、感應(yīng)電流方向的判斷1．右手定則：伸開右手，使拇指與其余四個(gè)手指______并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心垂直進(jìn)入，并使拇指指向__________的方向，這時(shí)四指所指的方向就是__________的方向．如圖9－1－1所示．圖9－1－1垂直導(dǎo)線運(yùn)動感應(yīng)電流2．楞次定律內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要_____引起感應(yīng)電流的________的變化．特別提示：右手定則一般用于判斷部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向，而楞次定律一般用于由于B變化或θ角變化而引起的感應(yīng)電流的方向判斷．阻礙磁通量課堂互動講練一、楞次定律的理解及應(yīng)用1．楞次定律中“阻礙”的含義2．楞次定律的應(yīng)用(1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”.(2)阻礙(導(dǎo)體的)相對運(yùn)動——“來拒去留”．(3)磁通量增加，線圈面積“縮小”，磁通量減小，線圈面積“擴(kuò)張”——“增縮減擴(kuò)”．(4)阻礙線圈自身電流的變化(自感現(xiàn)象)．3．應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方法楞次定律沒有直接告訴感應(yīng)電流的方向，它說明的是感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向之間的關(guān)系，即穿過閉合回路的磁通量增大時(shí)，兩磁場方向相反；磁通量減小時(shí)，兩磁場方向相同．因此，根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向時(shí)，應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：(1)明確閉合電路范圍內(nèi)的原磁場的方向；(2)分析穿過閉合電路的磁通量的變化情況；(3)根據(jù)楞次定律，判定感應(yīng)電流磁場的方向；(4)利用安培定則，判斷感應(yīng)電流的方向．特別提醒：運(yùn)用楞次定律判定感應(yīng)電流的方向可歸結(jié)為“一原、二感、三電流”，即①明確原磁場，②確定感應(yīng)電流磁場，③判定感應(yīng)電流方向．即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)1.(2009年高考浙江卷)如圖9－1－2所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點(diǎn)，并可繞O點(diǎn)擺動．金屬線框從右側(cè)某一位置由靜止開始釋放，在擺動到左側(cè)最高點(diǎn)的過程中，細(xì)桿和金屬框平面始終處于同一平面，且垂直紙面．則線框中感應(yīng)電流的方向是(

)A．a(chǎn)→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→d解析：選B.由楞次定律可知，在線框從右側(cè)擺動到O點(diǎn)正下方的過程中，向上的磁通量在減小，故感應(yīng)電流的方向沿d→c→b→a→d，線框從O點(diǎn)正下方向左側(cè)擺動的過程中，電流方向沿d→c→b→a→d，故選B.圖9－1－2二、楞次定律、右手定則、左手定則、安培定則的綜合應(yīng)用1．規(guī)律比較基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律運(yùn)動電荷、電流產(chǎn)生磁場安培定則磁場對運(yùn)動電荷、電流有作用力左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動右手定則閉合回路磁通量變化楞次定律2.應(yīng)用區(qū)別關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系：(1)因電而生磁(I→B)→安培定則；(2)因動而生電(v、B→I安)→右手定則；(3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則．3．相互聯(lián)系(1)應(yīng)用楞次定律，必然要用到安培定則；(2)感應(yīng)電流受到的安培力，有時(shí)可以先用右手定則確定電流方向，再用左手定則確定安培力的方向，有時(shí)可以直接應(yīng)用楞次定律的推論確定．特別提醒：在本類型題目中，往往多次運(yùn)用楞次定律，在分析問題時(shí)應(yīng)注意導(dǎo)體棒的運(yùn)動特點(diǎn)或穿過閉合回路的磁通量變化情況，防止在應(yīng)用楞次定律時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤．即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)2.如圖9－1－3所示，光滑固定的金屬導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路，一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)(

)A．P、Q將相互靠攏B．P、Q將相互遠(yuǎn)離C．磁鐵的加速度仍為gD．磁鐵的加速度小于g圖9－1－3解析：選AD.設(shè)磁鐵下端為N極，如圖所示，根據(jù)楞次定律可判斷出P、Q中的感應(yīng)電流方向，根據(jù)左手定則可判斷P、Q所受安培力的方向．可見，PQ將互相靠攏．由于回路所受安培力的合力向下，由牛頓第三定律，磁鐵將受到向上的反作用力，從而加速度小于g.當(dāng)磁鐵下端為S極時(shí)，根據(jù)類似的分析可得到相同的結(jié)果．經(jīng)典題型探究題型一利用楞次定律判斷電流方向某實(shí)驗(yàn)小組用如圖9－1－4所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證楞次定律．當(dāng)條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時(shí)，通過電流計(jì)的感應(yīng)電流方向是(

)A．a(chǎn)→G→b

B．先a→G→b，后b→G→aC．b→G→a

D．先b→G→a，后a→G→b例1圖9－1－4【解析】

(1)確定原磁場的方向：條形磁鐵在穿入線圈的過程中，磁場方向向下．(2)明確回路中磁通量變化的情況：向下的磁通量增加．(3)由楞次定律的“增反減同”可知：線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向上．(4)應(yīng)用安培定則可以判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針(俯視)，即：從b→G→a.同理可以判斷出條形磁鐵穿出線圈過程中，向下的磁通量減小，由楞次定律可得：線圈中將產(chǎn)生順時(shí)針的感應(yīng)電流(俯視)，電流從a→G→b.【答案】

D【規(guī)律總結(jié)】利用楞次定律確定感應(yīng)電流方向時(shí)，首先要弄清原磁場的方向、磁通量如何變化，再確定感應(yīng)電流的磁場，然后利用安培定則確定感應(yīng)電流方向．變式訓(xùn)練1

如圖9－1－5甲所示，兩個(gè)閉合圓形線圈A、B的圓心重合，放在同一水平面內(nèi)，線圈A中通以如圖乙所示的變化電流，t＝0時(shí)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針(如圖中箭頭所示)．在t1～t2時(shí)間內(nèi)，對于線圈B，下列說法中正確的是(

)圖9－1－5A．線圈B內(nèi)有順時(shí)針方向的電流，線圈有擴(kuò)張的趨勢B．線圈B內(nèi)有順時(shí)針方向的電流，線圈有收縮的趨勢C．線圈B內(nèi)有逆時(shí)針方向的電流，線圈有擴(kuò)張的趨勢D．線圈B內(nèi)有逆時(shí)針方向的電流，線圈有收縮的趨勢解析：選A.在t1～t2時(shí)間內(nèi)，通入線圈A中的電流是正向增大的，即逆時(shí)針方向增大的，其內(nèi)部會產(chǎn)生增大的向外的磁場，穿過B的磁通量增大，由楞次定律可判定線圈B中會產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流．線圈B中電流為順時(shí)針方向，與A的電流方向相反，有排斥作用，故線圈B將有擴(kuò)張的趨勢．(2009年高考海南卷)一長直鐵芯上繞有一固定線圈M，鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接，木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N，N可在木質(zhì)圓柱上無摩擦移動．M連接在如圖9－1－6所示的電路中，其中R為滑動變阻器，E1和E2為直流電源，S為單刀雙擲開關(guān)．下列情況中，可觀測到N向左運(yùn)動的是(

)題型二利用楞次定律判斷導(dǎo)體的運(yùn)動例2圖9－1－6A．在S斷開的情況下，S向a閉合的瞬間B．在S斷開的情況下，S向b閉合的瞬間C．在S已向a閉合的情況下，將R的滑動頭向c端移動時(shí)D．在S已向a閉合的情況下，將R的滑動頭向d端移動時(shí)【解析】由楞次定律及左手定則可知：只要線圈中電流增強(qiáng)，即穿過N的磁通量增加，則N受排斥而向右，只要線圈中電流減弱，即穿過N的磁通量減少，則N受吸引而向左．故C選項(xiàng)正確．【答案】

C變式訓(xùn)練2

(2011年廣東江門調(diào)研)如圖9－1－7所示是某電磁沖擊鉆的原理圖，若突然發(fā)現(xiàn)鉆頭M向右運(yùn)動，則可能是(

)A．電鍵S閉合瞬間B．電鍵S由閉合到斷開的瞬間C．電鍵S已經(jīng)是閉合的，變阻器滑片P向左迅速滑動D．電鍵S已經(jīng)是閉合的，變阻器滑片P向右迅速滑動圖9－1－7解析：選AC.當(dāng)電鍵突然閉合時(shí)，左線圈上有了電流，產(chǎn)生磁場，而對于右線圈來說，磁通量增加，由楞次定律可知，為了阻礙磁通量的增加，鉆頭M向右運(yùn)動遠(yuǎn)離左邊線圈，故A項(xiàng)正確；當(dāng)電鍵由閉合到斷開瞬間，穿過右線圈的磁通量要減少，為了阻礙磁通量的減少，鉆頭M要向左運(yùn)動靠近左邊線圈，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；電鍵閉合時(shí)，當(dāng)變阻器滑片P突然向左滑動時(shí)，回路的電阻減小，回路電流增大，產(chǎn)生的磁場增強(qiáng)，穿過右線圈的磁通量增大，為了阻礙磁通量的增加，鉆頭M向右運(yùn)動遠(yuǎn)離左邊線圈，故C項(xiàng)正確；當(dāng)變阻器滑片P突然向右滑動時(shí)，回路的電阻增大，回路電流減小，產(chǎn)生的磁場減弱，穿過右線圈的磁通量減少，為了阻礙磁通量的減少，鉆頭M向左運(yùn)動靠近左邊線圈，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．

(2011年杭州二中檢測)如圖9－1－8所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動時(shí)，MN在磁場力的作用下向右運(yùn)動，則PQ所做的運(yùn)動可能是(

)A．向右加速運(yùn)動B．向左加速運(yùn)動C．向右減速運(yùn)動D．向左減速運(yùn)動題型三楞次定律和左、右手定則的綜合應(yīng)用例3圖9－1－8【解析】分析該類問題，首先要明確PQ運(yùn)動是引起MN運(yùn)動的原因，然后根據(jù)楞次定律和左手定則判斷．由右手定則PQ向右加速運(yùn)動，穿過L1的磁通量向上且增加，由楞次定律和左手定則可判斷MN向左運(yùn)動，故A錯(cuò)．若PQ向左加速運(yùn)動，情況正好和A相反，故B對．若PQ向右減速運(yùn)動，由右手定則，穿過L1的磁通量向上且減小，由楞次定律和左手定則可判斷MN向右運(yùn)動，故C對．若PQ向左減速運(yùn)動，情況恰好和C相反，故D錯(cuò)．【答案】

BC變式訓(xùn)練3如圖9－1－9所示，在勻強(qiáng)磁場中放有平行銅導(dǎo)軌，它與大線圈M相連接，要使小導(dǎo)線圈N獲得順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，則放在導(dǎo)軌上的裸