第1课时电磁感应现象楞次定律Word文档下载推荐.docx

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在解题时要审清题意，如果是求Δt时间内的平均感应电动势，要考虑用

计算；

如果求瞬时感应电动势或者是求导体切割磁感线方面的平均感应电动势，应考虑用公式

要严格区别磁通量Φ和磁通量的变化量ΔΦ及磁通量的变化率

等重要概念.

学好本章知识是学好“交流电”一章的基础.

要重视本章内容与其他知识的综合问题.

第一课时电磁感应现象楞次定律

第一关：

基础关展望高考

基础知识

一、磁通量

知识讲解

（1）定义：

设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通.

（2）公式：

Φ=BS（条件B⊥S）

如果B与S的夹角为α，则Φ=BSsinα.

（3）单位：

在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦，符合是Wb.

二、磁通量的变化

磁通量是标量,但有正负之分.若规定从某一方向穿

过平面的磁通量为正,则反向穿过的磁通量为负,求合磁通量时应注意相反方向抵消后所剩余的净磁通量.

（1）磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1

（2）几种常见引起磁通变化的情形

①投影面积不变,磁感应强度变化,即

ΔΦ=ΔB\5S

②磁感应强度不变,投影面积发生变化,即ΔΦ=B\5ΔS,其中投影面积的变化又有两种形式:

a.处在磁场中的闭合回路面积发生变化.

b.闭合回路面积不变,但与磁场方向的夹角发生变化,从而引起投影面积变化.

③磁感应强度和投影面积均发生变化,但此时不能简单地认为

而采用公式

ΔΦ=Φ2-Φ1.

活学活用

1.面积为S的矩形导线框abcd处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面为θ角（如图所示）.当线框以ab为轴顺时针转过90°

的过程中，穿过abcd的磁通量的变化量ΔΦ=_____

________.

2.

解析：

磁通量由磁感应强度矢量在垂直于线框平面方向上的分量决定.选平面法线n的方向为正，开始时B与线框平面成θ角，

磁通量Φ1=B·

S·

sinθ;

线框平面按题意方向转动时，磁通量减少，当转过90°

时，磁通量变为Φ2=-B·

cosθ.可见，磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2-Φ1=-BScosθ-BS·

sinθ=-BS（cosθ+sinθ），即穿过线框的正向磁通量减少了BS（cosθ+sinθ）.实际上，在线框转过90°

的过程中，穿过线框的磁通量是由正向BS·

sinθ减小到零，再由零增大到负向BS·

cosθ.

答案：

-BS（cosθ+sinθ）

三、电磁感应

因磁通量变化而产生电流的现象叫做电磁感应，所产生的电流叫做感应电流.

法拉第把引起电流的原因概括为五类：

变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁场、在磁场中运动的导体.

四、产生感应电流的条件

只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路就有感应电流产生，即产生感应电流的条件有两个：

（1）电路为闭合回路；

（2）回路中磁通量发生变化，ΔΦ≠0.

2.

如图所示，在无限长的直线电流的磁场中，有一个闭合的金属线框abcd,线框平面与直导线在同一个平面内，要使线框中产生感应电流，则（）

A.增大导线中的电流

B.金属框水平向左平动

C.金属框竖直向下平动

D.垂直纸面向外平动

增大导线中的电流，线框内任一点的磁感应强度都增大，则穿过线圈的磁通量增大；

离导线越远，磁感应强度越小，与导线距离相等的点，磁感应强度大小相等，则金属框水平向左平动，磁通量不变；

竖直向下平动，磁通量变小；

垂直纸面向外平动，磁通量也变小，由感应电流产生的条件可知，选项A、C、D的方法可使线框中产生感应电流，故应选A、C、D.

ACD

第二关：

技法关解读高考

解题技法

一、关于磁通量的理解及计算

技法讲解

1.对磁通量的理解[来源:

学。

科。

]

（1）磁通量Φ表示穿过某一面积磁感线的条数（这是在人为规定画磁感线时要使穿过单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应强度值之后的一种形象说法），对于匀强磁场，Φ=BS，其中S是垂直于磁场方向上的面积，若平面与磁场不垂直，则需求出它在垂直于磁场方向上投

影平面的面积，才能用上式计算．

（2）磁通量是标量，但有正负，若磁感线从某一方向穿过S规定为正时，那么从相反方向穿过S时则为负．

2.关于磁通量的计算

（1）磁通量为穿过某一面积的磁感线的条数．

如果穿过某一面积的磁感线由两部分组成时，应注意：

①两部分磁感线同向时，Φ＝Φ1+Φ2；

②两部分磁感线反向时，Φ＝|Φ1-Φ2|.

（2）磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量的大小不受线圈匝数的影响，同理，磁通量的变化量ΔΦ＝Φ末-Φ初，也不受线圈匝数的影响．

（3）根据磁通量的计算式知，引起磁通量变化的原因可能是S未变，B发生变化；

也可能是B未变，S发生变化；

或者B和S均未变，而它们之间夹角有变化等，要具体问题具体分析．求磁通量的变化用公式ΔΦ＝Φ末-Φ初，公式应用时先规定一个正面，然后根据从正面穿过为正，从反面穿过为负，把初、末磁通量代入计算.

典例剖析

例1

如图所示，大圆导线环A中通有电流I，方向如图.另在导线环所在的平面画了一个圆B，它的一半面积在A环内，一半面积在A环外，试判断圆B内的磁通量的方向.

在A环内磁场方向垂直纸面向里，A环外部磁场方向垂直纸面向外，由于磁感线是闭合曲线，所以在A的内部及外部磁感线条数相等，由于A外部的面积比内部面积大得多，那么B内>

B外，B圆面一半在A内一半在A外，可得Φ内=B内S>

Φ外=B外S，由于穿过的方向不同，抵消后，剩余的是垂直于纸面向里穿的磁感线，故B圆面内总的磁通量是垂直于纸面向里的.

垂直纸面向里

例2

与磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直的单匝线圈，面积S为0.05m2，求穿过线圈的磁通量多大？

若线圈的匝数为N=50匝，磁通量又是多少？

当线圈绕一垂直于磁场的轴转过120°

后，磁通量的变化量多大？

（线圈始终处在匀强磁场中）

磁通量是穿过某一面积磁感线的“条数”，它与线圈的匝数无关.磁通量尽管是标量，但也有“方向”，特别是在计算磁通量的变化量时必须注意这一点.因此正确的解答为Φ=BS=4.0×

10-2Wb；

由于与线圈的匝数无关，所以Φ2=Φ1=BS=4.0×

10-2Wb，由以上分析知Φ3=BScosα=-2.0×

10-2Wb,故ΔΦ=|Φ3-Φ1|=6.0×

10-2Wb.

4.0×

10-2Wb4.0×

10-2Wb6.0×

10-2Wb

二、如何理解并能正确应用楞次定律

楞次定律指出：

感应电流的方向总是要使感应电流的磁场阻碍引起感应电流

的磁通量的变化．“阻碍”两字是定律的核

心．从以下几方面正确理解这一定律．

（1）“阻碍”两字的含义

“阻碍”是指阻碍原磁场的磁通量的变

化．由于这种阻碍作用使原磁场缓变，而不是

指感应电流的磁场一定与原磁场方向相反．

若穿过闭合回路的磁通量增加，则感

应电流的磁场就要阻碍这一增加，其方向

与原磁场方向相反；

若穿过闭合回路的磁[来源:

通量减少，则感应电流的磁场就要阻碍这

一减少，其方向与原磁场方向相同．以上

规律可简单概括为“增反减同”四个字．

（2）从能量角度理解

能量守恒是自然界的普遍规律，能量

的转化是通过做功来量度的，这一点正是

楞次定律的根据所在，实际上楞次定律是

能量转化和守恒定律在电磁感应现象中

的具体体现．

（3）从力的角度理解

由能量观点可以推论出产生磁场的[来源:

物体与闭合线圈之间的相互作用力，可概

括为四个字“近斥远拉”，即感应电流受到

的安培力指向减弱原磁通量变化的方向．

（4）从两个磁通量的关系理解

当原磁通量增加时，闭合回路本身要

“设法”制约原磁通量的增加；

当原磁通量减

少时，则闭合回路本身要“设法”增加磁通量

来补充原磁通，也就是说，原磁通量与感应

电流的磁通量是互相制约和补充的．

例3

如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框ab将（）[来源:

A.保持静止不动

B.逆时针转动

C.顺时针转动

D.发生转动，但电源极性不明，无法确定转动方向

无论电源的极性如何，在两电磁铁中间的区域内应产生水平的某一方向磁场，当滑片P向右滑动时，电流减小，两电磁铁之间的磁场减弱，即穿过ab线框的磁通量减小．虽然不知ab中的感应电流方向，但由楞次定律中的“阻碍”可直接判定线框ab应顺时针方向转

动（即向穿过线框的磁通量增大的位置——竖直位置转动）．所以应选C.

C

例4

如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒

PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，则PQ所

做的运动可能是（）

A．向右匀加速运动

B．向左匀加速运动

C．向右匀减速运动

D．向左匀减速运动

设PQ向右运动，用右手定则和安

培定则判定可知穿过L1的磁感线方向向

上，若PQ向右加速运动，则穿过L1的磁

通量增加，用楞次定律判定可知通过MN

的感应电流方向是N→M，对MN用左手

定则判定可知MN向左运动，可见A选项

不正确．若PQ向右减速运动，则穿过L1

的磁通量减少，用楞次定律判定可知通过

MN的感应电流方向是M→N，用左手定

则判定可知MN是向右运动，可见C正

确.同理设PQ向左运动，用上述类似方法

可判定B正确而D错误.本题应选BC.

BC[来源:

Z,xx,k.]

第三关：

训练关笑对高考

随堂训练

1.水平放置的扁平条形磁铁，在磁铁的左端正上方有一线框，线框平面与磁铁垂直，当线框从左端正上

方沿水平方向移到右端正上方的过程中，穿过它的磁通量的变化是

（）

A.先减小后增大

B.始终减小

C.始终增大

D.先增大后减小

规范画出条形磁铁的磁感线空间分布的剖面图,如右图所示.利用Φ=B·

S定性判断出穿过闭合线圈的磁通量先增大后减小，选D项.

D

2如图所示为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下.飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞机高度不变，由于地磁场的作用，

金属机翼两端有电势差.设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1，右方机翼末端处的电势为φ2，则

A.若飞机从西往东飞，φ1比φ2高

B.若飞机从东往西飞，φ2比φ1高

C.若飞机从南往北飞，φ1比φ2高

D.若飞机从北往南飞，φ2比φ1高

飞机水平飞行，飞机的机翼相当于一个导体要切割地磁场向下的分量，产生感应电动势，两端电势高低不同.用右手定则可判断出机翼中假想的电流方向，即由低电势指向高电势的方向，判断出A、C正确.

AC

3.如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连接，要使小线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上

的裸金属棒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

欲使N产生顺时针方向的感应电流，感应电流的磁场方向为垂直纸面向里，由楞次定律可知有两种情况：

一是M中有顺时针方向逐渐减小的电流，使其在N中的磁场方向向里，且磁通量在减小；

二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流，使其在N中的磁场方向向外，且磁通量在增大.因此，对于前者，应使ab减速向右运动；

对于后者，则应使ab加速向左运动，故应选B、C.（注意：

匀速运动只能产生恒定电流；

匀变速运动产生均匀变化的电流）

BC

４如图所示，竖直放置的螺线管与导线

ａｂｃｄ构成回路，导线所围区域内有一垂

直

纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管

下方水平桌面上有一导体环，导线ａｂｃｄ

所围区域内磁场的磁感应强度按图中

哪一图线所示的方式变化时，导体圆环

将受到向上的磁场作用力（　　）

由楞次定律环受到向上的磁场作用力的原因螺线管磁场的变化导体中电流的变化导体所围区域内磁场的变化.

线圈受到向上的磁场力，根据楞次定律意义，可知螺线管产生的磁场在减弱，使穿过线圈的磁通量在减少，从而线圈在磁场力作用下欲往上运动，阻碍磁通量的减少，而螺线管的磁场在减弱，即其中的感应电流在减小，由此可知穿过导体所围区域内的磁场的磁感应强度B随时间的变化越来越慢，反映在图象上就是图线的斜率越来越小，故正确的选项是A.

A[来源:

学,科,Z,X,X,K]

5.小明制作了如图（a）所示的电磁翘翘板参加学校的科技节活动，该电磁翘翘板是在两端封闭的透明塑料管中放有一块磁性很强的磁铁，塑料管外绕有金属丝作为线圈，在线圈两端并取两只发光二极管，其电路如图（b）所示，二极管具有单向导电性，演示时，将塑料管上下翘动，这时会看见两只发光二极管轮流发光.请回答下列问题：

（1）电磁翘翘板中发光二极管轮流发光是根据______原理工作的，也是根据这一原理工作的_____________（填“电动机”或“发电机”）

（2）电磁翘翘板上下翘动时，为什么发光二极管会轮流发光？

（1）电磁感应，发电机

（2）磁铁在线圈中左右移动，相当于线圈导体在磁场中做切割磁感线运动，便会在线圈中产生感应电流，磁铁在线圈中左右移动的方向不同，在线圈中产生的感应电流方向也就不同,因此二极管会轮流发光.

课时作业三十九电磁感应现象楞次定律

1.法拉第通过精心设计的一系列实验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的“电学”与“磁学”联系起来

.在下面几个典型的实验设计思想中，所作的推论后来被实验否定的是

A.既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流

B.既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流

C.既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的在磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势

D.既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流

解析:

电磁感应现象的产生条件是：

穿过电路的磁通量发生变化.静止导线上的稳恒电流产生恒定的磁场，静止导线周围的磁通量没有发生变化，近旁静止线圈中不会有感应电流产生，A错.而B、C、D三项中都会产生电磁感应现象，有感应电动势（或感应电流）产生.

答案:

A

3.矩形导线框abcd固定匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直.规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图甲所示，若规定顺时针方向为感应电流i的

正方向，下列i-t图乙中正确的是（）

由楞次定律可判断出在前4s内感应电流的方向分别为负方向、正方向、正方向、负方向.由题图可知：

在每一秒内，磁感应强度的变化率

的大小相同，导线框中磁通量的变化率

·

S的大小相同，形成的感应电流的大小

相同.因此选D.

3.如图所示，沿x轴、y轴有两根长直导线，互相绝缘.x轴上的导线中有-x方向的电流，y轴上的导线中有+y方向的电流，两虚线是坐标轴所夹角的角平分线.a、b、c、d是四个圆心在虚线上、与坐标原点等距的相同的圆形导线环.当两直导线中的电流从相同大小，以相同的快慢均匀减少时，各导线环中的感应电流情况是（）

A.a中有逆时针方向的电流

B.b中有顺时针方向的电流

C.c中有逆时针方向的电流

D.d中有顺时针方向的电流

4.如图，老师做了一个物理小实验让学生观察：

一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是（）

A.磁铁插向左环，横杆发生转动

B.磁铁插向右环，横杆发生转动

C.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动

D.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动

右环闭合，在此过程中可产生感应电流，环受安培力作用，横杆转动，左环不闭合，无感应电流，无以上现象，选B.

B

5.在沿水平方向的匀强磁场中，有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动，开始时线圈静止，线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直，所成的锐角为α.在

磁场开始增强后的一个极短时间内，线圈平面（）

A.维持不动

B.将向使α减小的方向转动

C.将向使α增大的方向转动

D.将转动，因不知磁场方向，不能确定α会增大还是会减小

穿过线圈的磁通量Φ=BSsinα，由楞次定律可知，当原磁场增强时，sinα应变小，即α角变小，故B正确.

6.如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是（）

A.FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左

B.FN先大于m

g后小于mg，运动

趋势向左

C.FN先小于mg后大于mg，运动趋势向右

D.FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右

当条形磁铁从线圈上方等高快速经过时，线圈中的磁通量先增大后减小，由楞次定律可知，当磁铁靠近线圈时，线圈有向减小磁通量方向运动的趋势，即向下向右；

当磁铁远离时，线圈有向上向右运动的趋势；

线圈在整个过程中处于静止状态.所以线圈受到的支持力FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右，选D.

7.某部小说中描述一种窃听电话：

窃贼将并排在一起的两根电话线分开，在其中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线，这条导线与电话线是绝缘的，如图所示.下列说法正确的是（）

A.不能窃听到电话，因为电话线中电流太小

B.不能窃听到电话，因为电话线与耳机没有接通

C.可以窃听到电话，因为电话中的电流是恒定电流，在耳机电路中引起感应电流

D.可以窃听到电话，因为电话中的电流是交流电，在耳机电路中引起感应电流

电话线与耳机线相互绝缘，故电话线中的电流不可能进入耳机内，由于电话线中电流是音频电流（即交变电流），不断变化，耳机、导线组成的闭合电路中有不断变化的磁通量，故耳机中产生与电话线中频率一样的感应电流，人可以窃听到谈话内容.

8.如图所示，在匀强磁场中，MN、PQ是两根平行的金属导轨，而ab、cd为串有电压表和电流表的两根金属棒，同时以相同速度向右运动时，正确的有（）

A.电压表有读数，电流表有读数

B.电压表无读数，电流表有读数

C.电压表无读数，电流表无读数

D.电压表有读数，电流表无读数

此题考查对电磁感应现象的理解和对电压表、电流表示数的理解.两棒以相同速度向右运动时，因穿过面abcd的磁通量不变，回路中没有感应电

流，电流表和电压表均不会有读数.

9.在探究电磁感应现象的实验中：

（1）首先

要确定电流表指针偏转方向与电流方向间的关系.实验中所用电流表量程为100μA,电源电动势为1.5V，待选的保护电阻有三种R1=100kΩ，R2=1kΩ,R3=10Ω,应选用_______.

（2）已测得电流表指针向右偏时，电流是由

接线柱流入，由于某种原因，螺线管副线圈绕线标识已没有了，通过实验查找绕线方向.如图所示，当磁铁N极插入线圈时，电流表指针向左偏，在图中画出副线圈的绕线方向.

（3）在图示甲装置中，若将条形磁铁S极在下端

，从螺线管中拔出，这时电流表的指针应向___________偏.

（1）

不会使电流表超过量程，达到保护的作用.选R1.

（2）当磁铁N极插入螺线管时，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍磁通量的增加，螺线管上端应为N极，下端为S极，又电流表指针向左偏，可知电流方向是由电流表

接线柱流出至螺线管上端接线柱，由安培定则可判断螺线管的绕线方向如图乙所示.

（3）若将条形磁铁S极在下端，从螺线管中拨出时，感应电流磁场方向为阻碍磁通量的减少，螺线管上端应为N极，下端为S极，由螺线管的绕线方向可以判定电流是从电流表的

接线柱流入，故指针向左偏.

（1）R1

（2）如图乙（3）左

10.为观察电磁感应现象，某学生将电流表、螺线管A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路.

（1）当接通和断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是（）

A.开关位置接错

B.电流表的正、负极接反

C.线圈B的接头3、4接反

D.蓄电池的正、负极接反

（2）在开始实验之前，需要先确定电流表指针偏转方向与电流方向之间的关系，为此还需要的器材是__________________.具体方法是______________.

本题考查了感应电流产生的条件.

（1）因感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发生了变化，由电路图可知，若把开关接在线圈的3、4接头，因与1、2接头相连的电路电流不改变，所以不可能有感应电流，电流表也不可能偏转，开关应接在1、2接头与电源之间.

（2）利用干电池已确定了正负极，把电流表接入电路，可以确定电流的流向与指针偏转方向的关系.

（1）A

（2）一节电池、保护电阻用一节电池与电流表、保护电阻连接

11.如图所示，一根光滑圆木棒的中部密绕若干匝线圈，并通过开关与电源相连，线圈两侧各套一个闭合的铝环a和b，在接通电路的瞬间，两环的运动状态为a环向___移动，b环向_________移动.

当电路接通瞬间，穿过线圈的磁通量在增加，使得穿过a,b铝环的磁通量都在增加，由楞次定律可知a，b中感应电流的磁场与线圈中磁场方向相反，即受到线圈磁场的排斥作用，使a,b两铝环分别向外侧移动，即a环向左，b环向右移动.在此类题中，无论电源方向及线圈绕线方向如何，当闭合开关电流增大时，两环均向外侧移动，而不必去具体判断螺线管的磁场方向及感应电流的方向再去判断受力方向.

左右