最新物理一轮_第十章_第一单元_第1课时

C．沿N型磁单极子运动方向看过去线圈中有逆时针电流
D．沿N型磁单极子运动方向看过去线圈中先有逆时针电流，
后有顺时针电流
解析：因N型磁单极子穿过超导大线圈的磁通量发生变化， 线圈中产生电流，大线圈是超导体，产生的电流可永久存
在，A正确；N型磁单极子靠近至超导大线圈时，穿过线圈
的磁场方向向右，磁通量增加，由楞次定律，线圈中感应 电流的磁场方向向左，根据安培定则，沿N型磁单极子运动
楞次定律
2．楞次定律与能量守恒 楞次定律实质上是能的转化与守恒定律在电磁感应中 的体现．定律强调的是感应电流的方向总是使自己的磁场 阻碍原来磁场的变化．定律关键词是“阻碍” …… “变 化”． 我们可以将定律的含义扩展为：“感应电流的效果总 要反抗产生感应电流的原因”．具体地说，可以是反抗原 磁通量的变化；可以是反抗导体和磁场的相对运动；也可 以是反抗原电流的变化(如自感现象)．
方向看过去线圈中有逆时针电流；当N型磁单极子从超导大
线圈穿过并远离时，穿过线圈的磁场方向向左，磁通量减 少，由楞次定律，线圈中感应电流的磁场方向向左，根据
安培定则，沿N型磁单极子运动方向看过去线圈中仍有逆时
针电流，C正确． 答案：AC
题型二
应用楞次定律分析问题的效果法
由楞次定律可知，感应电流的“效果”总是“阻碍”引
题型三
右手定则、安培定则、楞次定律、左手 定则的综合使用
解决此类问题的关键是抓住因果关系： (1)因动而生电(v、B→I)——右手定则 (2)因电而生磁(I→B)——安培定则 (3)因磁而生电(ΔΦ→I)——楞次定律 (4)因电而受力(I、B→F安)——左手定则
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．向右加速运动 )
基础回顾 1．右手定则：用右手定则来判定感应电流(感应电动势)的 方向时，应使右手的手掌平伸，大拇指与______并在同一平面 内，让磁感线垂直穿入 (或斜穿入)掌心，令大拇指指向 ______ 方向，则其余四指的指向就是感应电流(感应电动势)的方向． 2 ． 楞次定律： 感应电流具有这样的方向，就是感应电流 产生的磁场，总要__________引起感应电流的磁通量的变化． 答案：1．其余四个手指垂直 导体运动 2．阻碍
起感应电流的“原因”．由此可得楞次定律的推论： (1) 阻碍
原磁通量的变化，即“增反减同”；(2)阻碍(导体)的相对运动， 即“来拒去留”； (3) 使线圈面积有扩大或缩小的趋势，即
“大小小大”；(4)阻碍原电流的变化(自感)．
如右图所示，ab是一个可以绕垂直于纸面的轴 O转动 的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑行 时，线框ab将( )
部分所受的安培力的合力应在竖直平面上，环只可能在竖
直平面内运动，故转动不可能．如向上平动，使净面积增 加，净磁通量增加，故向上平动不可能．如向下平动，使
净面积减小，净磁通减少，满足“效果阻碍原因”．显然
不论直导线中电流方向如何，只要电流强度增大，最终环 的机械运动都一样，即向下平动．反之则向上平动． 答案：A
题型训练 2.如右图所示，与直导线ab共面的轻质闭合金属圆环竖直 放置，两点彼此绝缘，环心位于ab的上方．当ab中通有电流且 强度不断增大的过程中，关于圆环运动的情况以下叙述正确的 是( )
A．向下平动
B．向上平动 C．转动：上半部向纸内，下半部向纸外 D．转动：下半部向纸内，上半部向纸外
解析：由于环中感应电流所受安培力的方向既跟直流电流 产生的磁场方向垂直，又跟环中感应电流方向垂直，环各
基本现象 电流的磁效应 磁场对电流的作用
一段导体作切 割磁感线运动 电磁 感应
因果关系
电流I是“因”， 磁场B是“果” B和I是“因”， 力F是“果” B和v是“因”， 电动势E是“果” 磁通量Φ变化是 “因”，电动势E 是“果”
应用的定 则或定律
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安培定则
左手定则
右手定则
闭合回路的磁 通量发生变化
题型一
应用楞次定律判断感应电流方向的常规法
应用楞次定律判断感应电流方向的常规方法：据原磁场 (B原方向及ΔΦ情况)楞次定律,确定感应磁场(B感方向)安培定 则,判断感应电流(I感方向)．
一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水 平位置，释放后让它在如右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，线圈中的感应电流的方向分别为( ) 位置Ⅰ 位置Ⅱ
3．磁通量的大小又可以形象、直观地表示为磁场中穿过某 一平面的________的多少．
4 ．磁通量 Φ 是 ______ ，但是有正负，其正、负由 cos θ 决 定． 5．磁通量的单位是__________，1 Wb＝__________.
答案：3．磁感线 4．标量 5．韦伯(Wb) 1 T· m2
B．向左加速运动
C．向右减速运动
D．向左减速运动
解析：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，则穿过穿过L1的磁
通量减小，用楞次定律判定可知通过 MN 的感应电流方向
是M→N，对MN用左手定则判定可知MN向右运动，可见 C正确．同理设 PQ向左运动，用上述方法可判定 B 正确， 而D错误． 答案：BC
3．地磁场穿过地球表面的磁通量等于零 地磁场穿过地球表面的磁通量等于零．因为地磁场从地球南 极穿出的磁通量与从地球北极穿入的磁通量的绝对值相等，若取 穿出为正，则穿入为负．这样，地磁场穿过地球表面的磁通量 (即代数和)为零．由此得到的结论是：同一磁体产生的磁场穿过 闭合曲面的磁通量为零．
考点二
电磁感应现象
A．保持静止不动
B．顺时针转动
C．逆时针转动
D．发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向
解析：图中的两个通电的电磁铁之间的磁场方向总是水平
的，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动的过程中，电路
的电流是减小的，两个电磁铁之间的磁场也是减小的，闭 合导体线圈中的磁通量是减小的，线圈在原磁场中所受的 磁场力肯定使线圈向磁通量增大的方向运动，显然只有顺 时针方向的运动才能使线圈中的磁通量增大． 答案：B
题型训练 1.1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言存在着只有一个
磁极的粒子 —— 磁单极子．如右图所示，用超导材料制成的大
线圈放在空中某位置，若有一个磁单极子(设为N型磁单极子)在 远处靠近并穿过该超导线圈．以下判断正确的是( )
A．N型磁单极子远离后线圈中仍有电流存在
B．N型磁单极子远离后线圈中没有电流存在
3．引起磁通量变化的常见情况：①闭合回路的部分导线 做________运动，导致Φ变．②线圈在磁场中__________，导 致Φ变．③__________变化，导致Φ变．
4．产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿 过回路的____________，回路中就有感应电动势．产生感应电 动势的那部分导体相当于__________．
基础回顾 1．定义： 当只要使穿过 ________ 电路的 ________ 发生变 化时，电路中就有电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫 做电磁感应现象． 2 ． 产生感应电流的条件： 只要使穿过 ________ 电路的 ________ 发生变化．即ΔΦ≠0，闭合电路中就有 __________ 产 生． 答案：1．闭合 磁通量 2．闭合 磁通量 感应电流
3．运用楞次定律解题的方法 (1)常规法：据原磁场(B原方向及ΔΦ情况)楞次定律,确 定感应磁场(B感方向)安培定则,判断感应电流(I感方向)左手 定则,导体受力及运动趋势． (2) 效果法：由楞次定律可知，感应电流的“效果” 总是阻碍引起感应电流的“原因”，深刻理解“阻碍”的 含义．据“阻碍”原则，可直接对运动趋势作出判断，更 简捷、迅速．
答案：3．①切割磁感线 ②匀速转动 ③磁感应强度
4．磁通量发生变化 一个电源
要点深化 1．电磁感应现象的实质 电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果电路不闭 合，只要在该电路的区域内有磁通量的变化，则该电路就产 生了感应电动势．如果该电路是闭合的，就可以再产生感应 电流．故电路闭合与否都无碍于感应电动势的产生，无碍于 电磁感应现象的普遍存在．
上述三个基本物理现象的识别是我们正确应用这些定则 或定律的前提．实际问题往往是复杂的，有时两种电流(通入 电流和感 应电流 ) 同时存在，两种力 ( 外力和安培力 ) 同时存在，这 三个现象同时出现，它们之间又互相制约．解题时必须从分 析现象之间的因果关系出发，先确定属于什么现象，然后再 决定该用哪个定则或定律去判断．
3．判断感应电流方向的思路 运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为： ________________.即： ①确定原磁场方向； ②判定原磁场如何变化(增大还是减小)；
③利用楞次定律确定感应电流的磁场方向(增反减同)；
④根据安培定则判定感应电流的方向．
答案：3．“来拒去留”、“增反减同”
要点深化 1．几个定则的运用要注意的问题 为了帮助记忆电与磁之间的一些规律，提出了安培定则、 左手定则、右手定则和楞次定律，对初学者来说，这几个定 则或定律极易混淆．现列表如下，以帮助大家掌握.
A．逆时针方向
B．逆时针方向
逆时针方向
顺时针方向
C．顺时针方向
D．顺时针方向
顺时针方向
逆时针方向
解析：线圈第一次经过位置Ⅰ时，穿过线圈的磁场方向向
右，磁通量增加，由楞次定律，线圈中感应电流的磁场方
向向左，根据安培定则，顺着磁场看去，感应电流的方向 为逆时针方向．当线圈第一次通过位置Ⅱ时，穿过线圈的 磁通量减小，可判断出感应电流为顺时针方向，故选项 B 正确． 答案：B
选修3－2 第十章 电磁感应
第一单元 电磁感应基本规律
第1课时 电磁感应现象 楞次定律
考点一
磁通量
基础回顾 1 ．磁通量： 用来形象、直观地描述穿过某一面积 ________ 的分布及其变化的物理量． 2．定义式：______________. 式中B为匀强磁场的磁感应强度，S为所研究的平面面积，θ 为匀强磁场磁感线方向与平面S的法线方向的夹角． 答案：1．磁感线 2．Φ＝BScos θ
式中 θ 为平面与磁感应强度方向的夹角， S 为平面的面积， S ⊥ 为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积．引入磁通量后， Φ 可得到磁感应强度的另一表述：B＝ S
⊥
这表明，磁感应强度在数值上等于垂直于磁场方向上单位面 积的磁通量，又称磁通密度，并用Wb/m2作单位．
2．磁通量变化的计算
值得注意的是：磁通量Φ虽然是标量， 但有些问题应考虑它的正负．例如，当一个平面内既存在穿 入又存在穿出磁感线时，应当加以规定一个方向为正向，即Φ为 正值，另一个方向为负值．这样计算该面的磁通量时，应是两个 磁通量的代数和．上图(a)所示的两个面积S1和S2上的磁通量是Φ1 ＞Φ2，因为磁感线是闭合曲线，在面积S2中正负相抵消多于面积 S1.上图(b)所示一个线圈在匀强磁场中翻转180°时，若设初始位 置时的磁通量为＋Φ，则翻转后的磁通量为－Φ，这个过程中磁 通量的变化量(一般都取绝对值)将是 ΔΦ＝∣Φ2－Φ1∣＝∣－Φ－Φ∣＝2Φ， 而不是ΔΦ＝0.
要点深化 1．磁通量的计算
正像用电场线可以形象地表示电场一样，用磁感线可以形象 地表示磁场．为了形象地定量表示磁场中某一点磁感应强度 B的 大小，还引入了磁通量的概念．我们把通过某一面积的磁感线的 条数，叫做穿过这个面积的磁通量Φ.并且规定，穿过垂直于磁场 方向单位面积上磁感线的条数等于该处的磁感应强度．可以得到 磁通量的计算公式： Φ＝BS⊥＝BSsin θ
2．磁通量变化有三种情形
(1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化，则 ΔΦ＝Φt－Φ0＝BΔS. (2)有效面积S不变，磁感应强度B发生变化，则 ΔΦ＝Φt－Φ0＝SΔB. (3)磁感应强度B变化，有效面积S发生变化，则
ΔΦ＝Φt－Φ0＝|BtSt－B0S0|
考点三
感应电流与感应电动势方向的判断