磁通量 电磁感应现象 楞次定律

第1单元 磁通量 电磁感应现象 楞次定律
一、磁通量
1.磁通量：穿过磁场中某个平面的磁感线的条数叫做穿过这一平面的
磁通量.磁通量简称磁通，符号为Φ，单位是韦伯(Wb).
2.磁通量的计算
(1) 公式Φ=BS (此式的适用条件是匀强磁场，磁感线与平面垂直）.
(2) 如果磁感线与平面不垂直，上式中的S 为平面在垂直于磁感线方
向上的投影面积，则Φ=BSsinθ(θ为B 、S 之间的夹角）.
(3) 磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1.
(4) 磁通量是标量，但有正负之分，若有两个方向相反的磁场穿过某一
平面，设某一方向的磁通量为正，则另一方向的磁通量为负，它们 的代数和就为穿过这一平面的磁通量. 二、电磁感应现象
1.电磁感应现象：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生，这 种利用变化磁场产生电流的现象叫电磁感应现象.
2.产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化.
3.电磁感应现象的实质： 是产生感应电动势，如果回路闭合则产生感应电流；如果回路 不闭合，则只有感应电动势而无感应电流．
三、楞次定律
1.楞次定律：感应电流总具有这样的方向，即感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的的磁通量变化.
注意：阻碍不是阻止,只是延缓了磁通量变化的快慢,结果是增加的还是增加,减少的还是减少.
楞次定律的推广含义：
（1）阻碍原磁通量的变化——“增反减同”（2）阻碍（导体的）相对运动——“来拒去留”
（3）磁通量增加，线圈面积“缩小”；磁通量减小，线圈面积“扩张”
（4）阻碍线圈自身的电流变化（自感现象）
2.右手定则：
适用情况：闭合电路部分导体切割磁感线时产生感应电流．
题型1：对磁通量的理解
例1. 如图，a 、b 、c 三个闭合线圈放在同一平面内，当a 线圈中有电流I
通过时，它们
的磁通量分别为Φa、Φb、Φc，下列判断正确的是()
A．Φa<Φb<Φc B．Φa>Φb>Φc
C．Φa<Φc<Φb D．Φa>Φc>Φb
变式训练1、如图所示，虚线圆a内有垂直于纸面向里的匀强磁场，
虚线圆a外是无磁场空间．环外有两个同心导线圈b、c，与虚线圆
a在同一平面内．当虚线圆a中的磁通量增大时，穿过线圈b、c的
磁通量变化是否相同？
变式训练2、如图所示，边长为100 cm的正方形闭合线圈置于匀强磁
场中，磁感应强度大小B＝0.6T，若从上往下看，线圈逆时针方向绕中
点连线OO′转过37°时，穿过线圈的磁通量改变了线圈从
初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量改变了
题型2：产生感应电流的条件
例2：线圈在长直导线电流的磁场中，做如图所示的运动：甲向右平动，乙向下平动，丙绕轴转动(ad边向外)，丁从纸面向纸外平动，戊向上平动(边bc上有个缺口)，则线圈中有感应电流的是 .
题型3：楞次定律的应用及推广
（1）阻碍原磁通量的变化——“增反减同”
例3. 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
的方向看去，线圈中感应电流的方向分别为()
位置Ⅰ位置Ⅱ
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
例4．如图，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
例5．如图，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，且与M、N垂直，形成一个闭合回路，一条形磁铁从正方上高
处下落接近回路时，正确的是（）
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
提示：阻碍（导体的）相对运动——“来拒去留”
磁通量增加，线圈面积“缩小”；磁通量减小，线圈面积“扩张”
题型4：安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律的综合应用
例6．图示装置中，cd杆原来静止.当ab杆做如下何种
运动时，cd杆将向右移动()
A. 向右匀速运动
B. 向左匀速运动
C. 向右加速运动
D. 向右减速运动
变式6：图中T是绕有两组线圈的闭合铁芯，线圈的绕向如图所示，金属棒ab可在两平行的金属导轨上沿导轨滑行，匀强磁场方向垂直纸面向里，若电流计中有向上的电流通过，则ab棒的运动可能是( )
A. 向左匀速运动
B. 向右匀速运动
C. 向左匀加速运动
D. 向右匀加速运动
基础训练
1．(2010·全国新课标卷) 在电磁学发展过程中，．下列说法正确的是()
A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象
B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在
C．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律2．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，B的方向与水平方向的夹
角为300，图中实线位置有一面积为S的矩形线圈处于磁场中，并
绕着它的一条边从水平位置转到竖直位置（图中虚线位置）。

在此
过程中磁通量的改变量大小为（）
A ．213-BS
B ．BS
C ．2
13+BS D ．2BS
3. 如图所示，1831年法拉第把两个线圈红在一个铁环上，A 线圈
与电源、滑动变阻器R 组成一个回路；B 线圈与开关S 、电流
表G 组成另一个回路。

通过多次实验，法拉第终于总结出产生
感应电流的条件。

关于该实验的说法中正确的是（ ）
A ．闭合开关S 的瞬间，电流表G 中有a → b 的感应电流
B ．闭合开关S 的瞬间，电流表G 中有b → a 的感应电流
C ．闭合开关S 后增大R 的过程中，电流表G 中有a → b 的感应电流
D ．闭合开关S 后增大R 的过程中，电流表G 中有b → a 的感应电流
4．(2009年淄博模拟)直导线ab 放在如图所示的水平导体框架上，构成一个闭合回路．长直导线cd 和框架处在同一个平面内，且cd 和ab 平行，当cd 中通有
电流时，发现ab 向左滑动．关于cd 中的电流下列说法正确的是
( )
A ．电流肯定在增大，不论电流是什么方向
B ．电流肯定在减小，不论电流是什么方向
C ．电流大小恒定，方向由c 到d
D ．电流大小恒定，方向由d 到c
6．电阻R 、电容C 与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止
于线圈的正上方，N 极朝下，如图．现使磁铁开始自由下
落，在N 极接近线圈上端的过 程中，流过R 的电流方向
和电容器极板的带电情况是 ( )
A ．从a 到b ，上极板带正电
B ．从a 到b ，下极板带正电
C ．从b 到a ，上极板带正电
D ．从b 到a ，下极板带正电
7．如图所示，螺线管的导线的两端与两平行金属板相接，一个
带负电的小球用丝线悬挂在两金属板间，并处于静止状态，
若条形磁铁突然插入线圈时，小球的运动情况是 ( )
A ．向左摆动
B ．向右摆动
C ．保持静止
D ．无法判定
8. 如图所示，一个界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外。

一个
矩形闭合导线框abcd ，沿纸面由位置1（左）匀速运动位置（2）。

则下列说法中正确的是（ ）
A ．导线框进入磁场时，感应电流方向为a → b → c → d →a
B ．导线框离开磁场时，感应电流方向为a → d → c → b → a
C ．导线框离开磁场时，受到的安培力水平向右
D ．导线框进入磁场时，受到的安培力水平向左
9．如图所示，AOC 是光滑的金属轨道，AO 沿竖直方向，OC
沿水平方向，PQ 是一根金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q 端始终在OC 上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在PQ 杆滑动的过程中，下列判断正确的是 ( )
A ．感应电流的方向始终是由P →Q
B ．感应电流的方向先是由P →Q ，后是由Q →P
C ．PQ 受磁场力的方向垂直杆向左
D ．PQ 受磁场力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右
10．如图甲所示，圆形线圈P 静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线
管Q ，P 和Q 共轴，Q 中通有变化电流i ，电流随时间变化的规律如图乙所示，P 所受的重力为G ， 桌面对P 的支持力F
N ，则( )
A ．t 1时刻F N ＞G ，P 有收缩的趋势
B ．t 2时刻F N ＝G ，此时穿过P 的磁通量最大
C ．t 3时刻F N ＝G ，此时P 中无感应电流
D ．t 4时刻F N ＜G ，此时穿过P 的磁通量最小。