电磁感应现象 楞次定律
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文档简介
教师寄语：天道酬勤。人世间没有不经过勤劳而成为天才的。愿你日夜勤奋，早日成才!
电磁感应现象
楞次定律
考纲解读：
1．掌握产生感应电流的条件，能应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向
2．高考中以选择题形式考查
分值
6分
重难点：楞次定律
规律：“增反减同”“来拒去留”“增缩减扩”
一、知识结构（课本选修3—2
1—13页）
（一）磁通量
1.定义
匀强磁场中，磁感应强度（B）与
磁场方向的面积（S）的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通，我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理解。
2.公式
Φ＝
。在国际单位制中，磁通量的单位是
符号是
3.磁通密度
垂直穿过单位面积的
条数，叫做磁通密度，即磁感应强度又称磁通密度
（二）电磁感应现象
1.产生感应电流的条件
穿过闭合电路的
发生变化
2.产生感应电动势的条件
无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的
发生变化，线圈中就有感应电动势产生，产生感应电动势的那部分导体相当于
。
3.电磁感应现象现象的实质
产生
，如果电路闭合，则有
；如果电路不闭合，则有
而无感应电流
（三）感应电流的方向的判定
1.右手定则
(1)内容：伸开
，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
进入，并使拇指指向
的方向，这时四指所指的方向
就是
的方向．
(2)适用情况：导体棒切割磁感线产生感应电流．
2.楞次定律
(1)内容：感应电流的磁场总要
引起感应电流的磁通量的变化．
(2)适用情况：所有的电磁感应现象．
3.楞次定律的推论
（1）阻碍原磁通量的变化——“增反减同”．
（2）阻碍相对运动——“来拒去留”．
（3）使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”
（4）阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”
二、自学测评
1．请判断下列表述是否正确，对不正确的表述，请说明原因。
（1）在磁场中线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量越大（
）
（2）穿过线圈的磁通量越大，磁通量的变化也越大。（
）
（3）某时刻穿过线圈的磁通量为零，则这时磁通量的变化率也一定为零（
）
（4）感应电流的磁场总是与原磁场方向相反
（
）
（5）感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因
（
）
（6）磁通量是矢量，其正负表示方向
（
）
（7）只要回路磁通量发生变化，一定会有感应电流产生（
）
2.物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用．下面器件中，在工作时利用了电磁感应现象的是(
)
A.回旋加速器
B.电磁炉
C.质谱仪
D.示波管
3.
如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是（
）
A.B.C.D.
4．物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环，闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动，对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是（
）
A.线圈接在了直流电源上
B.电源电压过高
C.直流电源的正负极接反了
D.所用套环的材料与老师的不同
三、典型例题
考点一
电磁感应现象的判断
例1．如图所示，能产生感应电流的是( )
拓展训练：
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.因ab切割磁感线，故ab棒上有感应电流
B.尽管ab切割磁感线，但ab棒上无感应电流
C.磁场穿过圆环与ab构成的回路的磁通量没有变化
D.
磁场穿过圆环与ab构成的回路的磁通量发生了变化
考点二
楞次定律的应用
例2．一环形线圈放在匀强磁场中，设第1s内磁感线垂直 线圈平面向里，如图甲所示．若磁感强度B随时间t变化的关系如图乙所示，那么下列选项正确的是(
)
A.第1s内线闺中感应电流的大小逐渐增加
B.第2s内线圈中感应电流的大小恒定
C.第3S内线圈中感应电流的方向为顺时针方向
D.第4S内线罔中感应电流的方向为逆时针方向
拓展训练：
2．某实验小组用如图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，通过电流计的感生电流方向是 (
)
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
考点三
对楞次定律理解
例3．长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如下图甲所示．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：i＝Imsinωt，i－t图象如图乙所示．规定沿长直导线方向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电流的方向，下列说法正确的是
( )
A．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
C．由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向
D．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向
拓展训练：
3．如图，在水平光滑桌面上，两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上，且每个小线圈都各有一半面积在金属框内，在金属框接通逆时针方向电流的瞬间（
）
A．两小线圈会有相互靠拢的趋势
B．两小线圈会有相互远离的趋势
C．两小线圈中感应电流都沿顺时针方向
D．左边小线圈中感应电流沿顺时针方向，右边小线圈中感应电流沿逆时针方向
考点四
楞次定律左右手定则综合应用
例4．如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,圆形金属环B正对电磁铁A，下列对于导线MN在导轨上的运动及圆形金属环B中感应电流的判断正确的是（
）
A．无论MN如何运动，金属圆环B中都有感应电流
B．只有MN匀速运动时，金属圆环B中才有感应电流
C．MN向右加速与向右减速时，金属圆环B中的感应电流方向相同
D．MN向右加速与向左减速时，金属圆环B中的感应电流方向相同
拓展训练：
4．如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出．左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计， 在导轨垂 直方向上 放着金属棒ab，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中．下列说法中正确的是(
)
A.当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点
B.当金属棒ab向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势
C.当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点
D.当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点
四、当堂达标
1．带电圆环绕圆心在圆环所在平面内旋转，在环的中心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面内，则( )
A．只要圆环在转动，小线圈内就一定有感应电流
B．不管圆环怎样转动，小线圈内都没有感应电流
C．圆环做变速转动时，小线圈内一定有感应电流
D．圆环做匀速转动时，小线圈内没有感应电流
2．如图所示，一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，能使圆环中产生感应电流的做法是( )
A．使匀强磁场均匀减少
B．保持圆环水平并在磁场中上下移动
C．保持圆环水平并在磁场中左右移动
D．保持圆环水平并使圆环绕过圆心的竖直轴转动
3．如图所示，一圆形金属线圈放置在水平桌面上，匀强磁场垂直桌面竖直向下，过线圈上A点做切线OO′，OO′与线圈在同一平面上．在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中，线圈中电流流向( )．
A．始终由A→B→C→A
B．始终由A→C→B→A
C．先由A→C→B→A再由A→B→C→A
D．先由A→B→C→A再由A→C→B→A
4．如图所示，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内．当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，下列有关圆环的说法正确的是( )．
A．圆环内产生变大的感应电流，圆环有收缩的趋势
B．圆环内产生变大的感应电流，圆环有扩张的趋势
C．圆环内产生变小的感应电流，圆环有收缩的趋势
D．圆环内产生变小的感应电流，圆环有扩张的趋势
5．两块水平放置的金属板，板间距离为d，用导线将两块金属板与一线圈连接，线圈中存在方向竖直向上、大小变化的磁场，如图所示．两板间有一带正电的油滴恰好静止，则磁场的磁感应强度B随时间变化的图象是( )．
6．如图所示，在匀强磁场中放有平行金属导轨，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，则放在金属导轨上的金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)
( )．
A．向右匀速运动 B．向左加速运动
C．向右减速运动 D．向右加速运动
7．如图所示，圆形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成闭合回路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是
( )．
A．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流
B．穿过线圈a的磁通量变小
C．线圈a有扩张的趋势
D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大
8．如图所示，“U”形金属框架固定在水平面上，金属杆ab与框架间无摩擦，整个装置处于竖直方向的磁场中。若因磁场的变化，使杆ab向右运动，则磁感应强度( )
A．方向向下并减小
B．方向向下并增大
C．方向向上并增大
D．方向向上并减小
9．如图所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属环中穿过．现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则( )．
A．T1>mg，T2>mg B．T1C．T1>mg，T2mg
当堂达标答案
１ＣＤ ２Ａ ３Ａ ４Ｃ ５Ｃ ６ＢＣ ７Ｄ ８ＡＤ ９Ａ
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电磁感应现象
楞次定律
考纲解读：
1．掌握产生感应电流的条件，能应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向
2．高考中以选择题形式考查
分值
6分
重难点：楞次定律
规律：“增反减同”“来拒去留”“增缩减扩”
一、知识结构（课本选修3—2
1—13页）
（一）磁通量
1.定义
匀强磁场中，磁感应强度（B）与
磁场方向的面积（S）的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通，我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理解。
2.公式
Φ＝
。在国际单位制中，磁通量的单位是
符号是
3.磁通密度
垂直穿过单位面积的
条数，叫做磁通密度，即磁感应强度又称磁通密度
（二）电磁感应现象
1.产生感应电流的条件
穿过闭合电路的
发生变化
2.产生感应电动势的条件
无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的
发生变化，线圈中就有感应电动势产生，产生感应电动势的那部分导体相当于
。
3.电磁感应现象现象的实质
产生
，如果电路闭合，则有
；如果电路不闭合，则有
而无感应电流
（三）感应电流的方向的判定
1.右手定则
(1)内容：伸开
，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
进入，并使拇指指向
的方向，这时四指所指的方向
就是
的方向．
(2)适用情况：导体棒切割磁感线产生感应电流．
2.楞次定律
(1)内容：感应电流的磁场总要
引起感应电流的磁通量的变化．
(2)适用情况：所有的电磁感应现象．
3.楞次定律的推论
（1）阻碍原磁通量的变化——“增反减同”．
（2）阻碍相对运动——“来拒去留”．
（3）使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”
（4）阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”
二、自学测评
1．请判断下列表述是否正确，对不正确的表述，请说明原因。
（1）在磁场中线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量越大（
）
（2）穿过线圈的磁通量越大，磁通量的变化也越大。（
）
（3）某时刻穿过线圈的磁通量为零，则这时磁通量的变化率也一定为零（
）
（4）感应电流的磁场总是与原磁场方向相反
（
）
（5）感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因
（
）
（6）磁通量是矢量，其正负表示方向
（
）
（7）只要回路磁通量发生变化，一定会有感应电流产生（
）
2.物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用．下面器件中，在工作时利用了电磁感应现象的是(
)
A.回旋加速器
B.电磁炉
C.质谱仪
D.示波管
3.
如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是（
）
A.B.C.D.
4．物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环，闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动，对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是（
）
A.线圈接在了直流电源上
B.电源电压过高
C.直流电源的正负极接反了
D.所用套环的材料与老师的不同
三、典型例题
考点一
电磁感应现象的判断
例1．如图所示，能产生感应电流的是( )
拓展训练：
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.因ab切割磁感线，故ab棒上有感应电流
B.尽管ab切割磁感线，但ab棒上无感应电流
C.磁场穿过圆环与ab构成的回路的磁通量没有变化
D.
磁场穿过圆环与ab构成的回路的磁通量发生了变化
考点二
楞次定律的应用
例2．一环形线圈放在匀强磁场中，设第1s内磁感线垂直 线圈平面向里，如图甲所示．若磁感强度B随时间t变化的关系如图乙所示，那么下列选项正确的是(
)
A.第1s内线闺中感应电流的大小逐渐增加
B.第2s内线圈中感应电流的大小恒定
C.第3S内线圈中感应电流的方向为顺时针方向
D.第4S内线罔中感应电流的方向为逆时针方向
拓展训练：
2．某实验小组用如图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，通过电流计的感生电流方向是 (
)
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
考点三
对楞次定律理解
例3．长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如下图甲所示．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：i＝Imsinωt，i－t图象如图乙所示．规定沿长直导线方向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电流的方向，下列说法正确的是
( )
A．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
C．由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向
D．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向
拓展训练：
3．如图，在水平光滑桌面上，两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上，且每个小线圈都各有一半面积在金属框内，在金属框接通逆时针方向电流的瞬间（
）
A．两小线圈会有相互靠拢的趋势
B．两小线圈会有相互远离的趋势
C．两小线圈中感应电流都沿顺时针方向
D．左边小线圈中感应电流沿顺时针方向，右边小线圈中感应电流沿逆时针方向
考点四
楞次定律左右手定则综合应用
例4．如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,圆形金属环B正对电磁铁A，下列对于导线MN在导轨上的运动及圆形金属环B中感应电流的判断正确的是（
）
A．无论MN如何运动，金属圆环B中都有感应电流
B．只有MN匀速运动时，金属圆环B中才有感应电流
C．MN向右加速与向右减速时，金属圆环B中的感应电流方向相同
D．MN向右加速与向左减速时，金属圆环B中的感应电流方向相同
拓展训练：
4．如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出．左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计， 在导轨垂 直方向上 放着金属棒ab，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中．下列说法中正确的是(
)
A.当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点
B.当金属棒ab向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势
C.当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点
D.当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点
四、当堂达标
1．带电圆环绕圆心在圆环所在平面内旋转，在环的中心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面内，则( )
A．只要圆环在转动，小线圈内就一定有感应电流
B．不管圆环怎样转动，小线圈内都没有感应电流
C．圆环做变速转动时，小线圈内一定有感应电流
D．圆环做匀速转动时，小线圈内没有感应电流
2．如图所示，一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，能使圆环中产生感应电流的做法是( )
A．使匀强磁场均匀减少
B．保持圆环水平并在磁场中上下移动
C．保持圆环水平并在磁场中左右移动
D．保持圆环水平并使圆环绕过圆心的竖直轴转动
3．如图所示，一圆形金属线圈放置在水平桌面上，匀强磁场垂直桌面竖直向下，过线圈上A点做切线OO′，OO′与线圈在同一平面上．在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中，线圈中电流流向( )．
A．始终由A→B→C→A
B．始终由A→C→B→A
C．先由A→C→B→A再由A→B→C→A
D．先由A→B→C→A再由A→C→B→A
4．如图所示，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内．当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，下列有关圆环的说法正确的是( )．
A．圆环内产生变大的感应电流，圆环有收缩的趋势
B．圆环内产生变大的感应电流，圆环有扩张的趋势
C．圆环内产生变小的感应电流，圆环有收缩的趋势
D．圆环内产生变小的感应电流，圆环有扩张的趋势
5．两块水平放置的金属板，板间距离为d，用导线将两块金属板与一线圈连接，线圈中存在方向竖直向上、大小变化的磁场，如图所示．两板间有一带正电的油滴恰好静止，则磁场的磁感应强度B随时间变化的图象是( )．
6．如图所示，在匀强磁场中放有平行金属导轨，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，则放在金属导轨上的金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)
( )．
A．向右匀速运动 B．向左加速运动
C．向右减速运动 D．向右加速运动
7．如图所示，圆形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成闭合回路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是
( )．
A．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流
B．穿过线圈a的磁通量变小
C．线圈a有扩张的趋势
D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大
8．如图所示，“U”形金属框架固定在水平面上，金属杆ab与框架间无摩擦，整个装置处于竖直方向的磁场中。若因磁场的变化，使杆ab向右运动，则磁感应强度( )
A．方向向下并减小
B．方向向下并增大
C．方向向上并增大
D．方向向上并减小
9．如图所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属环中穿过．现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则( )．
A．T1>mg，T2>mg B．T1
当堂达标答案
１ＣＤ ２Ａ ３Ａ ４Ｃ ５Ｃ ６ＢＣ ７Ｄ ８ＡＤ ９Ａ
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