內(nèi)容要求說明命題趨勢電磁感應(yīng)現(xiàn)象本章作為電磁學(xué)的重點(diǎn)章節(jié)之一，在復(fù)習(xí)過程中主要注意以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：1. 兩個(gè)定律：楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律；2. 兩個(gè)感應(yīng)電流的判定方法：楞次定律和右手定則；3. 三個(gè)主要內(nèi)容：一是感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件及其方向，二是感應(yīng)電動(dòng)勢、感應(yīng)電流的大小，三是自感現(xiàn)象及其應(yīng)用；4. 三種模型：單桿模型、雙桿模型、線框模型在復(fù)習(xí)中要重視以下幾個(gè)方面：一是對(duì)楞次定律本質(zhì)含義的理解二是要重視電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的綜合應(yīng)用題，它往往涉及受力分析、運(yùn)動(dòng)過程分析、能量轉(zhuǎn)化和守恒定律、電路分析等諸多力學(xué)、電學(xué)知識(shí)分析和解決問題時(shí)，要注意分清物理過程，建立清晰的物理模型，靈活地運(yùn)用能量轉(zhuǎn)化與守恒定律感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件法拉第電磁感應(yīng)定律楞次定律限于導(dǎo)線方向與磁場方向、運(yùn)動(dòng)方向垂直的情況，有關(guān)反電動(dòng)勢的計(jì)算不作要求第第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律 1. 理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 2. 掌握磁通量的概念，并能進(jìn)行熟練的運(yùn)用 3. 會(huì)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向 4. 熟練運(yùn)用右手定則解決有關(guān)問題 1. 感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 (1) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象：只要穿過閉合電路的_發(fā)生變化，閉合回路中就有電流產(chǎn)生，這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做_. (2) 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：_回路中磁通量發(fā)生變化 (3) 能量的轉(zhuǎn)化：發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為_. 磁通量磁通量感應(yīng)電流感應(yīng)電流 閉合閉合電能電能 2. 磁通量 勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直B的方向上的面積S的_公式為_，單位為_，符號(hào)為_磁通量是_量磁通量變化有三種可能：(1) _. (2) _. (3) _.乘積乘積BS韋伯韋伯Wb標(biāo)標(biāo)B變變S不變不變B不變不變S變變B和和S都變都變 3. 感應(yīng)電流的方向判定 (1) 楞次定律：_的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的_的變化. (2) 應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的具體步驟： 明確原磁通量的方向 判斷磁通量的增減情況 確定感應(yīng)電流形成的磁場方向 利用安培定則反推感應(yīng)電流的方向 (3) 右手定則：伸開右手，使拇指跟其余的四指_且與手掌都在同一平面內(nèi)，讓磁感線穿過手心，并使大拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)四指所指的方向即為_方向感應(yīng)電流感應(yīng)電流磁通量磁通量垂直垂直感應(yīng)電流感應(yīng)電流 1. BS的含義 BS只適用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S垂直的情況當(dāng)S與垂直于B的平面間的夾角為時(shí)，則有BScos .如圖甲所示對(duì)磁通量和感應(yīng)電流條件的正確理解對(duì)磁通量和感應(yīng)電流條件的正確理解甲甲 2. 面積S的含義 S不一定是某個(gè)線圈的真正面積，而是線圈在磁場范圍內(nèi)的有效面積如圖乙所示，S應(yīng)為線圈面積的一半乙乙 3. 多匝線圈的磁通量 多匝線圈的磁通量的大小與線圈匝數(shù)無關(guān)，因?yàn)椴徽摼€圈匝數(shù)多少，穿過線圈的磁感線條數(shù)相同，而磁感線條數(shù)表示磁通量的大小. 4. 合磁通量的求法 若某個(gè)平面內(nèi)有兩個(gè)或多個(gè)不同方向和強(qiáng)弱的磁場共同存在，當(dāng)計(jì)算穿過此平面的磁通量時(shí)，先規(guī)定某個(gè)方向的磁通量為正，反方向的磁通量為負(fù)，平面內(nèi)各個(gè)方向的磁通量的代數(shù)和等于這個(gè)平面內(nèi)的合磁通量 (1) 磁通量是標(biāo)量，其正、負(fù)值僅表示磁感線是正向還是反向穿過線圈平面 (2) 對(duì)于BScos ，可理解為B(Scos )，即等于B與S在垂直于B方向上分量的乘積；也可理解為(Bcos )S，即等于B在垂直于S方向上的分量與S的乘積 5. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，如果回路閉合，則有感應(yīng)電流，如果回路不閉合，則只能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，而不會(huì)形成持續(xù)的電流我們看變化是看回路中的磁通量變化，而不是看回路外的磁通量變化C 【解析】 用一節(jié)電池作電源小磁針不偏轉(zhuǎn)，線圈B中磁通量不發(fā)生改變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，用十節(jié)電池作電源小磁針也不會(huì)偏轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤；線圈B匝數(shù)較少時(shí)小磁針不偏轉(zhuǎn)，線圈B中磁通量不發(fā)生改變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，匝數(shù)足夠多時(shí)小磁針也不會(huì)偏轉(zhuǎn)，故B錯(cuò)誤；線圈A和電池連接瞬間或斷開瞬間，線圈B中磁通量均發(fā)生改變，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D錯(cuò)誤，C正確 典題演示2(2014金陵中學(xué))如圖所示，開始時(shí)矩形線框與勻強(qiáng)磁場的方向垂直，且一半在磁場內(nèi)，一半在磁場外若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流， 下列辦法中不可行的是() A. 將線框向左拉出磁場 B. 以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于90) C. 以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60) D. 以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60)D 【解析】 將線框向左拉出磁場的過程中，線框的bc部分做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，或者說穿過線框的磁通量減少，所以線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流當(dāng)線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線框的cd邊的右半段在做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，或者說穿過線框的磁通量發(fā)生了變化，所以線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流當(dāng)線框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60)時(shí)，穿過線框的磁通量減少，所以在這個(gè)過程中，線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流如果轉(zhuǎn)過的角度超過60，bc邊將進(jìn)入無磁場區(qū)，那么線框中將不產(chǎn)生感應(yīng)電流(60300)當(dāng)線框以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果轉(zhuǎn)動(dòng)的角度小于60，則穿過線框的磁通量始終保持不變 1. 阻礙原磁場的變化“阻礙”不是阻止，而是“延緩”，感應(yīng)電流的磁場不會(huì)阻止原磁場的變化，只能使原磁場的變化延緩，原磁場的變化趨勢不會(huì)改變，不會(huì)發(fā)生逆轉(zhuǎn) 2. 阻礙的是磁通量的變化而不是磁通量本身如果原磁場不變化，即使它再強(qiáng)，也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流對(duì)楞次定律中對(duì)楞次定律中“阻礙阻礙”的理解的理解 3. 阻礙不是相反當(dāng)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反，以阻礙其增加；當(dāng)磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，以阻礙其減少 4. 由于“阻礙”，為了維持原磁場的變化，必須有外力克服這一“阻礙”而做功，從而導(dǎo)致其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能因此楞次定律是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律在電磁感應(yīng)中的體現(xiàn) 典題演示3如圖所示，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(dòng)金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開始釋放，在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過程中，細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且該平面垂直紙面則線框中感應(yīng)電流的方向是() A. abcda B. dcbad C. 先是dcbad，后是abcda D. 先是abcda，后是dcbadB 【解析】 依題意，原磁場方向豎直向上金屬線框從右側(cè)靜止釋放到最低點(diǎn)過程，穿過金屬線框的磁通量減小，由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場方向?yàn)樨Q直向上，由安培定則可知，感應(yīng)電流為dcbad.金屬線框從最低點(diǎn)到左側(cè)最高點(diǎn)過程，穿過金屬線框的磁通量增大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場方向?yàn)樨Q直向下，由安培定則可知，感應(yīng)電流為dcbad.楞次定律推論的靈活應(yīng)用楞次定律推論的靈活應(yīng)用 典題演示4(多選)如圖所示，光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路當(dāng)一個(gè)條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)() A. P、Q將互相靠攏 B. P、Q將互相遠(yuǎn)離 C. 磁鐵的加速度仍為g D. 磁鐵的加速度小于gAD 典題演示5(多選)(2016常州中學(xué))如圖甲所示，MN是一個(gè)螺線管，A是在MN的正下方放置在絕緣水平桌面上的金屬圓環(huán)現(xiàn)在a、b兩端接入如圖乙所示的正弦式交變電流，設(shè)電流從a端流入為正方向，下列說法中正確的是()甲甲 乙乙 A. 0t1時(shí)間內(nèi)A環(huán)對(duì)桌面的壓力不斷增大 B. 0t1時(shí)間內(nèi)A環(huán)對(duì)桌面的壓力先增大后減小 C. t1t2和t2t3時(shí)間內(nèi)A環(huán)中的電流方向相同 D. t3t4時(shí)間內(nèi)A環(huán)對(duì)桌面的壓力大于A環(huán)的重力BC 【解析】 在0t1時(shí)間內(nèi)，電流增大，磁場增大，磁通量增大，斜率反映感應(yīng)電動(dòng)勢大小，A環(huán)要向磁通量減小的方向運(yùn)動(dòng)，所以A環(huán)對(duì)桌面的壓力先增大后減小，故B正確，A錯(cuò)誤；t1t2和t2t3時(shí)間內(nèi)，斜率方向不變，所以感應(yīng)電流方向不變，故C正確；t3t4時(shí)間內(nèi)電流減小，磁通量減小，A環(huán)要向磁通量增加的方向運(yùn)動(dòng)，所以磁場力向上，A環(huán)對(duì)桌面的壓力小于A環(huán)的重力，故D錯(cuò)誤 1. 楞次定律和右手定則用于判斷感應(yīng)電流的方向，左手定則用于判斷磁場力的方向楞次定律的應(yīng)用步驟概括為“一原、二感、三電流”右手定則是楞次定律的特例，用于判斷導(dǎo)線在磁場中切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況楞次定律的應(yīng)用拓展為： (1) 阻礙原磁通量的變化“增反減同” (2) 阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)“來拒去留” (3) 使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢“增縮減擴(kuò)” (4) 阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)“增反減同”楞次定律和左、右手定則的綜合應(yīng)用楞次定律和左、右手定則的綜合應(yīng)用 2. 三個(gè)定則的比較：因果右手定則導(dǎo)線在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢左手定則運(yùn)動(dòng)電荷或電流受磁場力作用安培定則電流產(chǎn)生磁場 典題演示6(多選)(2016蘇州一模)如圖所示是某次創(chuàng)意物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)作品小熊蕩秋千的原理圖兩根彼此靠近且相互絕緣的金屬棒C、D固定在鐵架臺(tái)上，漆包線繞成的兩個(gè)線圈P、Q與其組成閉合回路兩個(gè)磁性很強(qiáng)的條形磁鐵如圖放置，當(dāng)用手左右擺動(dòng)線圈P時(shí)，線圈Q也會(huì)跟著擺動(dòng)，仿佛小熊在蕩秋千下列說法中正確的是() A. P向右擺動(dòng)的過程中，P中的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向(從右向左看) B. P向右擺動(dòng)的過程中，Q會(huì)向右擺動(dòng) C. P向右擺動(dòng)的過程中，Q會(huì)向左擺動(dòng) D. 若使Q左右擺動(dòng)，P會(huì)始終保持靜止AB 【解析】 根據(jù)楞次定律得出P向右擺動(dòng)過程中，P中電流為順時(shí)針方向，A項(xiàng)正確；根據(jù)左手定則判斷出Q的下端受安培力方向向右，B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Q左右擺動(dòng)，P受安培力作用，不可能保持靜止，D項(xiàng)錯(cuò)誤 典題演示7(2016蘇錫常鎮(zhèn)二模改編)如圖所示，一個(gè)閉合三角形導(dǎo)線框位于豎直平面內(nèi)，其下方固定一根與線框所在的豎直平面平行且很靠近(但不重疊)的水平直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通以圖示方向的恒定電流線框從實(shí)線位置由靜止釋放，在其后的運(yùn)動(dòng)過程中() A. 線框中的磁通量為零時(shí)其感應(yīng)電流也為零 B. 線框中感應(yīng)電流方向?yàn)橄软槙r(shí)針后逆時(shí)針 C. 線框受到安培力的合力方向豎直向上 D. 線框所受的安培力先為阻力，后為動(dòng)力C 【解析】 根據(jù)右手定則，通電直導(dǎo)線的磁場在上方向外，下方向里，離導(dǎo)線近的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度大，離導(dǎo)線遠(yuǎn)的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度小，線框從上向下靠近導(dǎo)線的過程，向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，根據(jù)楞次定律，線框中產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流，穿越導(dǎo)線時(shí)，上方向外的磁場和下方向里的磁場疊加，先是向外的磁通量減小至零，之后變成向里的磁通量，并逐漸增大，直至最大，根據(jù)楞次定律，線框中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流，向里的磁通量變成最大后，繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，向里的磁通量又逐漸減小，這時(shí)的電流方向又變成了順時(shí)針，B項(xiàng)錯(cuò)誤； 穿越導(dǎo)線時(shí)，上方向外的磁場和下方向里的磁場疊加，先是向外的磁通量減小，一直減小到0，之后變成向里的磁通量，并逐漸增大，這一過程是連續(xù)的，始終有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流存在，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流始終阻礙線框相對(duì)磁場的運(yùn)動(dòng)，故所受安培力始終為阻力，其方向始終向上，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤 1. 如圖所示，兩個(gè)同心放置的共面金屬圓環(huán)a和b，一條形磁鐵穿過圓心且與環(huán)面垂直，則穿過兩環(huán)的磁通量a和b的大小關(guān)系為() A. ab B. ab C. ab D. 無法比較A 【解析】 要注意磁感線“閉合”的特點(diǎn)，外面有多少條磁感線，內(nèi)部就有多少條磁感線在磁鐵內(nèi)部，從下到上穿過兩平面的磁感線條數(shù)是相等的但在外部，由上而下穿過b的條數(shù)比穿過a的多，內(nèi)外磁感線方向相反，兩相抵消，因此穿過a的磁感線條數(shù)比穿過b的磁感線條數(shù)多，所以A正確 2. (2016泰州一模)如圖所示，在長載流直導(dǎo)線近旁固定有兩平行光滑導(dǎo)軌A、B，導(dǎo)軌與直導(dǎo)線平行且在同一水平面內(nèi)，在導(dǎo)軌上有兩可自由滑動(dòng)的導(dǎo)體棒ab和cd.當(dāng)載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增強(qiáng)時(shí)，導(dǎo)體棒ab和cd的運(yùn)動(dòng)情況是() A一起向左運(yùn)動(dòng) B. 一起向右運(yùn)動(dòng) C. ab和cd相向運(yùn)動(dòng)，相互靠近 D. ab和cd相背運(yùn)動(dòng)，相互遠(yuǎn)離 【解析】 直導(dǎo)線中電流增強(qiáng)，穿過下方閉合回路的磁通量變大，根據(jù)楞次定律得出面積將變小，C項(xiàng)正確CD 【解析】 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中“阻礙”兩字對(duì)應(yīng)著感應(yīng)電流產(chǎn)生的安培力的效果，若電路不閉合就不受安培力，此時(shí)只有感應(yīng)電動(dòng)勢而無感應(yīng)電流磁鐵插入a環(huán)，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，橫梁將轉(zhuǎn)動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；不管是插入還是拔出，都有感應(yīng)電流產(chǎn)生，橫梁都轉(zhuǎn)動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；磁鐵插入b環(huán)，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，橫梁不轉(zhuǎn)動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤BD 【解析】 磁鐵插入過程中，電流計(jì)中電流由b到a，b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)電勢，穿出過程中，電流計(jì)中電流由a到b，a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢，A、C選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；根據(jù)“阻礙”兩字得出磁鐵剛離開時(shí)的加速度小于重力加速度，D項(xiàng)正確 5. (多選)一環(huán)形線圈放在勻強(qiáng)磁場中，設(shè)第1 s內(nèi)磁感線垂直線圈平面向里，如圖甲所示若磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示，那么下列說法中正確的是() A. 第1 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大小逐漸增加 B. 第2 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大小恒定 C. 第3 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向 D. 第4 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向BD 甲甲 乙乙 【解析】 由圖象分析可知，磁場在每1 s內(nèi)為均勻變化，斜率恒定，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小恒定，因此A錯(cuò)誤，B正確；由楞次定律可判斷出第3 s、第4 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，C錯(cuò)誤，D正確BCD 【解析】 合上開關(guān)瞬間，環(huán)中向右的磁通量增加，感應(yīng)出向左的磁場，根據(jù)右手螺旋定則，A項(xiàng)錯(cuò)誤；環(huán)移到右側(cè)，電池正、負(fù)極調(diào)換，原理相同，C、D選項(xiàng)正確；銅的電阻率小于鋁，產(chǎn)生的感應(yīng)電流也較大，安培力較大，B項(xiàng)正確