第四章 电磁感应磁通量　电磁感应现象和楞次定律 期末复习学案Word版含答案

　电磁感应　　　　　　　　　
　磁通量　电磁感应现象和楞次定律
1．磁通量(Φ)是指表示穿过某一面积的磁感线条数，是标量，等于磁感应强度B与垂直于磁场方向平面的面积S的乘积，即Φ＝BS。
2．如果B与穿过的平面有夹角存在，则Φ＝BS
sinθ
3．只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有电流产生，这种现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。
4．产生感应电流的条件：闭合回路中磁通量发生变化，产生电流的方向用楞次定律判断。
5．注意：磁通量的变化，应注意方向的变化，如某一面积为S的回路原来的磁感应强度垂直纸面向里，如右图所示，后来磁感应强度的方向恰好与原来相反，则回路中磁通量的变化量为2BS，而不是零。
6．感应电流具有这样的方向，就是感应电流产生的磁场，总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，这个定律叫做楞次定律。
7．楞次定律的三种具体表述形式：
①感应电流的磁场总是阻碍原磁场或原磁通量的变化(用处：确定感应电流的方向);
②感应电流所受原磁场的安培力总是阻碍相对运动(用处：很快确定安培力的方向)；
③感应电流总是阻碍原电流的变化(用处：分析自感现象)。
8．判断感应电流的方向通常采用右手定则进行，即：将右手握紧，大拇指指向磁通量减少的方向，则四指环绕的方向为电流方向。
例1　如图所示，导线框abcd与导线AB在同一平面内，直导线中通有恒定电流I，在线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是(　　)
A．先abcda，再dcbad，后abcda
B．先abcda，再dcbad
C．始终dcbad
D．先dcbad，再abcda，后dcbad
【解析】
通电导线AB所产生的磁场，在AB的左侧方向是垂直纸面向外的，而在AB的右侧方向是垂直纸面向里的，并且离导线越近磁场越强。线框开始向右运动时，穿过线框的向外的磁通量是逐渐增加的，根据楞次定律可以判断出此时线框中的感应电流方向是dcbad。一旦线框的cd边越过通电导线AB，穿过线框的磁通量既有向外的，也有向里的，并且向外的磁通量减小，而向里的磁通量增加，由楞次定律可以判断出这一过程中线框中的感应电流方向是abcda。随着线框继续向右运动，当它的ab边越过通电导线AB后，穿过线框的磁通量就只有垂直纸面向里的了，并且在逐渐减小，由楞次定律判断出线框中感应电流的方向是dcbad。
综合以上分析，答案应选D。
【答案】
D
例2　如图所示，边长为100
cm的正方形闭合线圈置于磁场中，线圈的ad、bc两边中点连线OO′的左右两侧分别存在着方向相同、磁感应强度大小各为B1＝0.60
T、B2＝0.40
T的匀强磁场。开始时，线圈平面与磁场垂直，若从上往下看，线圈逆时针转37°和180°角时，穿过线圈的磁通量分别改变了多少？
【解析】
在开始位置，线圈与磁场垂直，则
Φ1＝B1·＋B2·＝(0.60×＋0.40×)Wb
＝0.50
Wb
线圈绕OO′转动37°角时
Φ2＝B1·cos
37°＋B2·cos
37°
＝(0.60××0.8＋0.40××0.8)Wb
＝0.40
Wb
磁通量的变化量
ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(0.40－0.50)Wb＝－0.10
Wb
线圈绕OO′转动180°角时，若规定穿过原线圈平面的磁通量为正，转过180°后，穿过线圈的磁通量则为负值，即
Φ3＝－B1·－B2·
＝Wb
＝－0.50
Wb
磁通量的变化量
ΔΦ′＝Φ3－Φ1＝(－0.50－0.50)Wb＝－1.0
Wb
【答案】
－0.1
Wb，－1.0
Wb
1．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是(　　)
A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化
B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化
C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流的变化。
D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化
2．如图所示，通电直导线L和平行导轨在同一平面内，金属棒ab静止在导轨上并与导轨组成闭合回路，ab可沿导轨自由滑动，当通电导线L向左运动时
(　　)
A．ab棒将向左滑动
B．ab棒将向右滑动
C．ab棒仍保持静止
D．ab棒的运动方向与通电导线上电流方向有关
3．如图所示，a和b为两闭合的金属线圈，c为通电线圈，由于c上电流变化，a上产生顺时针方向电流，下列说法中正确的是(　　)
A．c上的电流方向一定是逆时针方向
B．b上可能没有感应电流
C．b上的感应电流可能是逆时针方向
D．b上的感应电流一定是顺时针方向
4．如图所示，在线圈的左、右两侧分别套上绝缘的金属环a、b，导体AB在匀强磁场中下落的瞬时，a、b环将(　　)
A．向线圈靠拢
B．向两侧跳开
C．一起向左侧运动
D．一起向右侧运动
5．长直导线与矩形线框abcd在同一平面中静止不动，如图甲所示。长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的交变电流：i＝Im
sin
ωt，i－t图象如图乙所示。规定沿长直导线主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
6．如图，固定在水平面上的U形金属框上，静止放置有一金属杆ab，整个装置处于竖直向上的磁场中。当磁感应强度B均匀减小时，杆ab总保持静止，则在这一过程中(　　)
A．杆中的感应电流方向是从a到b
B．杆中的感应电流大小均匀增大
C．金属杆所受安培力水平向左
D．金属杆受到的摩擦力逐渐减小
1．(多选)如图所示，光滑固定的金属导轨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，一条形磁铁从高处下落接近回路时(　　)
A．P、Q将相互靠拢　　　　
B．P、Q将相互远离
C．磁铁的加速度仍为g
D．磁铁的加速度小于g
2．(多选)某闭合三棱柱如图所示，处于磁感应强度为1
T、方向沿x轴正方向的匀强磁场中，已知
AB＝0.4
m,
BE＝0.3
m,
AD＝0.2
m，ABOD为在yOz平面内的矩形，BEFO为在xOy平面内的矩形，下列判断正确的是(　　)
A．穿过图中ABOD面的磁通量为0.08
Wb
B．穿过图中BEFO面的磁通量为0.06
Wb
C．穿过图中AEFD面的磁通量为0.1
Wb
D．穿过图中DOF面的磁通量为0
3．如图所示，水平放置的光滑杆上套有A、B、C三个金属环，其中B接电源。在接通电源的瞬间，A、C两环(　　)
A．都被B吸引　　　　　
B．都被B排斥
C．A被吸引，C被排斥
D．A被排斥，C被吸引
4．如图所示，一个金属圆盘安装在竖直的转动轴上，置于蹄形磁铁之间，两块铜片A、O分别与金属圆盘的边缘和转动轴接触。若使金属圆盘按图示方向(俯视顺时针方向)转动起来，下列说法正确的是(　　)
A．电阻R中有Q→R→P方向的感应电流
B．电阻R中有P→R→Q方向的感应电流
C．穿过圆盘的磁通量始终没有变化，电阻R中无感应电流
D．调换磁铁的N、S极同时改变金属圆盘的转动方向，R中感应电流的方向也会发生改变
5．如图所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中有由两个大小不等的圆环M、N连接而成的导线框，沿图中箭头方向用外力将N环拉扁，该过程中，关于M环中感应电流的说法正确的是(　　)
A．有顺时针方向的感应电流产生，且M环有扩张的趋势
B．有逆时针方向的感应电流产生，且M环有扩张的趋势
C．有顺时针方向的感应电流产生，且M环有收缩的趋势
D．有逆时针方向的感应电流产生，且M环有收缩的趋势
6．如图所示，一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向分别为(　　)
A．逆时针方向，逆时针方向
B．逆时针方向，顺时针方向
C．顺时针方向，顺时针方向
D．顺时针方向，逆时针方向
7．如图所示，有一固定的超导体圆环，在其右侧放着一条形磁铁，此时圆环中没有电流，当把磁铁向右方移动时，由于电磁感应，在超导体圆环中产生了一定电流(　　)
A．该电流的方向如图中箭头所示，磁铁移走后，电流很快消失
B．该电流的方向如图中箭头所示，磁铁移走后，电流继续维持
C．该电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁移走后，电流很快消失
D．该电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁移走后，电流继续维持
8．(多选)如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为7匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则(　　)
A．两线圈内产生沿顺时针方向的感应电流
B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1
C．a、b线圈中感应电流之比为3∶1
D．a、b线圈中电功率之比为3∶1
磁通量　电磁感应现象和楞次定律
课堂练习
1．D　2.B　3.D　4.B　5.D　6.D
课后练习
1．AD　2.AD　3.B　4.B　5.A　6.B　7.D　8.BC
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