第一讲 电磁感应 楞次定律

应用约定： 一部分导体切割磁感线运动时感应电流方向 的判定。
六、几种定则、定律的应用范围 定则、定律 适用的基本物理现象
安培定则(右手 判断电流（运动电荷）的磁场方向 螺旋定则）
左手定则
右手定则
判断磁场对电流的安培力、磁场对运 动电荷的洛仑兹力方向
判断闭合电路的一部分做切割磁感线 的运动时产生的感应电流方向
（2）B变， S不变和S、B的夹角不变
（3）S不变、B不变，但S、B的夹角变 （4）S变、B变以及S、B的夹角变
二、产生感应电流的条件 表述1：穿过闭合回路的磁通量发生变化.
表述2：闭合电路的一部分导体做切割磁力线 运动时，有感应电流产生.
三、楞次定律 1、内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁 场的磁通量的变化 2. 对楞次定律的理解： (1)内容：新磁场总要阻碍原磁场的磁通量的变化。 （2）楞次定律中“阻碍”的含意： 阻碍不是阻止；可理解为“增反、减同”
例11．如图所示，欲使原来静止的ab杆向右 移动，cd杆应 （ B D ） A．向右匀速运动
c L2 L1 d b a
B．向右加速运动
C．向左加速运动 D．向左减速运动
例12．两个通信卫星在地球的赤道上空飞行，飞行方
向与地球自转方向相同，为向地球传送信号，两颗卫
星均有伸出卫星且指向地心的金属天线。已知卫星A
例6、 如图所示，一个有界匀强磁场区域，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)匀速运动到位置2 (右) ,则 （ D ） 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 a d a d 方向为a → d → c → b → a c c b b 1 2 C.导线框离开磁场时，受到的安 培力方向水平向右 D.导线框进入磁场时，受到的安 培力方向水平向左
c
d
答：分别向两边远离
a
b
例4、 一个弹性导体做成的闭合线圈，垂直于磁场方 向放置，如图示，当磁感应强度B发生变化时，观察 到线圈所围的面积增大了，那么磁感应强度B 的方向 和大小变化的情况可能是： （ B D ）
A. B的方向垂直于线圈向里，并不断增大
B. B的方向垂直于线圈向里，并不断减小 C. B的方向垂直于线圈向外，并不断增大 D. B的方向垂直线圈向外，并不断减小 解：感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因 若磁场方向垂直于线圈，由Φ=BS ， S增大则 B 要减小才能阻碍磁通量的增大，与磁场方向无关。
为同步卫星，卫星B的半径小于卫星A的，则关于卫星 天线两端电势的高低，正确的是： ( D ) A．卫星A靠近地心端的电势高 B．卫星A靠近地心端的电势低 C．卫星B靠近地心端电势高 D．卫星B靠近地心端的电势低
例13．如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可 以分别绕垂直于磁场方向的轴P1 和P2 以相同的角 速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行 时 ( A ) P1 P2 A．线圈绕P1转动时的电流 d a 等于绕P2转动时的电流 B B．线圈绕P1转动时的电动 b c 势小于绕P2转动时的电动势 C．线圈绕P1 和P2 转动时电流的方向相同，都是 a→b→c→d D 线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转 动时dc边受到的安培力
一、磁通量 1、定义: 磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S 的乘积叫穿过这个面积的磁通量，Φ＝B· S 若面积S与B不垂直，应以B乘以S在垂直磁场方 向上的投影面积S′，即Φ＝B·S′＝B·Scosθ
2、磁通量的物理意义： 就是穿过某一面积的磁感线条数．
3、磁通量改变的方式： （1）S变，B不变和S、B的夹角不变
判断闭合电路的一部分做切割磁感线 运动时，或者是穿过闭合电路的磁通 量发生变化时产生的感应电流的方向
楞次定律
七、举例说明
例1、导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线中 通有恒定电流I，当线框自左向右匀速通过直导线的过 程中，线框中感应电流如何流动？
解：画出磁场的分布情况如图示： a 开始运动到A位置，向外的磁通 量增加，I 的方向为顺时针， 当dc边进入直导线右侧,直到线框 在正中间位置B时,向外的磁通量 b 减少到0, I 的方向为逆时针,
例7．如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁， 磁铁的N 极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈 内部）， （ B ） A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁 铁与线圈相互吸引 B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁 铁与线圈相互排斥 C. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁 与线圈相互吸引 S D．线圈中感应电流的方向与图中箭头 N 方向相反，磁铁与线圈相互排斥
如图所示，a 、 b 、 c 、 d为四根相同的铜棒, c 、 d 例3、 固定在同一水平面上，a、 b对称地放在c、d棒上，它 们接触良好，O点为四根棒围成的矩形的几何中心， 一条形磁铁沿竖直方向向O点 落下，则ab可能发生的情况是： ( C ) v (A) 保持静止 ； c (B) 分别远离O点； O· (C) 分别向O点靠近； d (D) 无法判断。 a b 思考：1. 下图中，若磁场不变，使a 向右运动， 则b将向 右 运动。 B 2. 若B 减少，ab将如何运动？
d v c
I
A BC
接着运动到C,向里的磁通量增加, I 的方向为逆时针, 当ab边离开直导线后,向里的磁通量减少,I方向为顺时针.
所以，感应电流的方向先是顺时针，接着为逆时针， 然后又为顺时针。
例2、如图所示，在两根平行长直导线M、N中，通以 同方向，同强度的电流，导线框abcd和两导线在同一 平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在 两导线间匀速移动，在移动过程中，线框中感应电流 的方向： ( B ) (A)沿abcda不变； (B)沿dcbad不变； I I a b (C)由abcda变成dcbad； (D)由dcbad变成abcda。 v 分析：画出磁感应线的分布情 d c 况如图示， 自右向左移动时，感应电流 M N 的磁场向外， 所以感应电流为逆时针方向。
例8.现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、 线圈B、电流计及开关如下图连接，在开关闭合、线圈 A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻 器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针和右偏转。 由此可以判断 （ B ） A.线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向右加速滑 动，都能引起电流计指针向左偏转 B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流 计指针向右偏转 C.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动， 都能使电流计指针静止在中央 D.因为线圈A、线圈B的绕线 方向未知，故无法判断电流计 指针偏转的方向
例5、在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上 置一金属杆ab，如图示（纸面即水平面），在垂直 纸面方向有一匀强磁场，则以下说法中正确的是： （ B D ） A. 若磁场方向垂直纸面向外并增加时， 杆ab将向右移动。 B. 若磁场方向垂直纸面向外并减少时， 杆ab将向右移动。 a C. 若磁场方向垂直纸面向里并 增加时，杆ab将向右移动。 D.若磁场方向垂直纸面向里并 b 减少时，杆ab将向右移动。 点拨：Φ=BS，杆ab将向右移动 ， S增大， Φ如图4所示，用一根长为L质量不计的细杆与一 个上弧长为l0、下弧长为d0 的金属线框的中点联结并 悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0 、下弧 长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场,且d0<<L。先 将线框拉开到如图4所示位置,松手后让线框进入磁场, 忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是 ( D ) A．金属线框进入磁场时感应电流的 O 方向为a→b→c →d →a L a B．金属线框离开磁场时感应电流的 b d l0 方向为a →d →c →b →a 2l0 d0 C．金属线框dc边进入磁场与ab边 c B 2d0 离开磁场的速度大小总是相等 图4 D．金属线框最终将在磁场内做简谐运动
例10、电阻R、电容C与一线圈连成闭合电 路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下， 如图所示。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 （ ） D A．从a到b，上极板带正电
S
B．从a到b，下极板带正电
C．从b到a，上极板带正电
N
a
R
b
C
D．从b到a，下极板带正电
3、楞次定律推广式： （1）阻碍导体和磁体间的相对运动。 （2）阻碍磁通量的变化。
四、利用楞次定律判定感应电流方向的一般步骤 ① 明确原磁场方向及磁通量的变化 ②根据楞次定律确定感应电流的磁场方向． ③ 利用安培定则(右手螺旋定则)确定感应电流方向.
五、右手定则 伸开右手让姆指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在 同一平面内,让磁感线垂直从手心进入,拇指指向导体 运动方向,其余四指的方向就是感应电流的方向。