高考物理一轮复习第十章电磁感应第1讲电磁感应定律楞次定律学案

第1讲电磁感应定律楞次定律

微知识1 磁通量

1．磁通量：设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，该平面的面积S与磁感应强度B的乘积叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通。公式：Φ＝BS，单位：韦伯，符号：Wb。

1 Wb＝1_T·m2。

2．磁通量的意义：可以用磁感线形象地说明，即穿过磁场中某个面的磁感线的条数。对于同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，穿过它的磁感线条数最多，磁通量最大。当它跟磁场方向平行时，没有磁感线穿过它，则磁通量为零。

微知识2 电磁感应现象

1．电磁感应现象

当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生的现象。

2．产生感应电流的条件

(1)条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。

(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。

3．产生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，如果回路闭合，则产生感应电流；如果回路不闭合，则只产生感应电动势，而不产生感应电流。

4．能量转化

发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能。

微知识3 楞次定律

一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。)

1．磁通量等于磁感应强度B与面积S的乘积。(×)

2．磁通量、磁通量变化、磁通量的变化率的大小均与匝数无关。(√)

3．只要回路中的磁通量变化，回路中一定有感应电流。(×)

4．由楞次定律知，感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。(×)

5．当导体做切割磁感线运动时，一定产生感应电动势。(√)

二、对点微练

1．(磁通量的理解)如图所示的磁场中，有三个面积相同且相互平行的线圈S1、S2和S3，穿过S1、S2和S3的磁通量分别为Φ1、Φ2和Φ3，下列判断正确的是( )

A．Φ1最大B．Φ2最大

C．Φ3最大D．Φ1＝Φ2＝Φ3

解析三个线圈的面积相同，由图可看出第三个线圈所在处磁感线最密，即磁感应强度最强，所以Φ3最大。

答案 C

2．(电磁感应现象)如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是( )

解析根据产生感应电流的条件，闭合回路内磁通量变化产生感应电流，能够产生感应电流的是图B。

答案 B

3．(楞次定律)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( )

A．导线框进入磁场时，感应电流方向：a→b→c→d→a

B．导线框离开磁场时，感应电流方向：a→d→c→b→a

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

解析由楞次定律可知，导线框进入磁场时，感应电流磁场垂直纸面向里，由安培定则知，感应电流方向为a→d→c→b→a，故A项错；同理可判断导线框离开磁场时感应电流方向为a→b→c→d→a，故B项错；由楞次定律的“阻碍”含义，阻碍相对运动，故无论进入还是离开磁场，安培力方向都是水平向左的。

答案 D

4．(右手定则)(多选)两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，与导轨接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动。当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法正确的是( )

A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→C

B．导体棒CD内有电流通过，方向是C→D

C．磁场对导体棒CD的作用力向左

D．磁场对导体棒AB的作用力向左

解析两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路，当AB向右运动时，回路中磁通量增加，结合安培定则判断回路中感应电流的方向是B→A→C→D→B。再根据左手定则，可判断出磁场对CD的作用力向右，对AB的作用力向左。故选项B、D正确。

答案BD

见学生用书P157

微考点 1 感应电流有无及方向的判断

核|心|微|讲

1．判断电磁感应现象是否发生的一般流程

2．感应电流方向判断的两种方法

方法一：用楞次定律判断

方法二：用右手定则判断

该方法适用于部分导体切割磁感线。判断时注意掌心、四指、拇指的方向：

(1)掌心磁感线垂直穿入；

(2)拇指指向导体运动的方向；

(3)四指指向感应电流的方向。

典|例|微|探

例1 如图所示，一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，若要使圆环中产生如箭头所示方向的瞬时感应电流，下列方法可行的是( )

A．使匀强磁场均匀增大

B．使圆环绕水平轴ab如图转动30°

C．使圆环绕水平轴cd如图转动30°

D．保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动

解题导思

(1)产生感应电流的条件是什么？

答：穿过闭合电路的磁通量发生变化。

(2)感应电流的磁场方向与原磁场方向相反说明磁通量增加还是减少？

答：由楞次定律可知磁通量增加。

解析根据右手定则，圆环中感应电流产生的磁场竖直向下与原磁场方向相反，根据楞次定律，说明圆环磁通量在增大。磁场增强则磁通量增大，A项正确；使圆环绕水平轴ab 或cd转动30°，圆环在中性面上的投影面积减小，磁通量减小，只会产生与图示方向反向的感应电流，B、C项错误；保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动，圆环仍与磁场垂直，磁通量不变，不会产生感应电流，D项错误。

答案 A

题|组|微|练

1.(多选)磁悬浮高速列车在我国上海已投入正式运行。如图所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用超导材料制成的超导圆环，将超导圆环B水平放在磁铁A上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方空中，则( )

A．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流消失

B．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流仍存在

C．若A的N极朝上，B中感应电流的方向为顺时针方向(俯视)

D．若A的N极朝上，B中感应电流的方向为逆时针方向(俯视)

解析当将B环靠近A时，由于越靠近A，其磁场就越强，磁感线就越密，所以在靠近过程中B环磁通量会变大，即在该环中会产生感应电流；由于发生了超导，即没有电阻，所以此时B环中的电流不会变小，且永远存在，故A项错误，B项正确；此时圆环B水平放在磁铁A上且悬浮在磁铁A的上方空中，相互排斥，这就说明B环的下面是N极，故由安培定则可判断，大拇指应朝下，故感应电流为顺时针方向(俯视)，故C项正确，D项错误。

答案BC

2.北半球地磁场的竖直分量向下。如图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置着边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向。下列