第十章 第1讲 电磁感应现象 楞次定律—2021高中物理一轮复习学案

第1讲电磁感应现象楞次定律

ZHI SHI SHU LI ZI CE GONG GU,知识梳理·自测巩固

知识点1 磁通量

1．定义

匀强磁场中，磁感应强度(B)与垂直于磁场方向的面积(S)的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通，我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理解。

2．公式

Φ＝BS。在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，符号是Wb。

3．公式适用条件

(1)匀强磁场。

(2)磁感线的方向与平面垂直，即B⊥S。

思考：如图所示，矩形abcd、abb′a′，a′b′cd的面积分别为S1、S2、S3，匀强磁场的磁感应强度B与平面a′b′cd垂直，则：

(1)通过矩形abcd的磁通量为BS1cos_θ或BS3。

(2)通过矩形a′b′cd的磁通量为BS3。

(3)通过矩形abb′a′的磁通量为0。

知识点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．电磁感应现象的实质

产生感应电动势，如果电路闭合，则有感应电流；如果电路不闭合，则只有感应电动势

而无感应电流。

知识点3 感应电流方向的判定

1．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通量的变化。

(2)适用范围：适用于一切回路磁通量变化的情况。

2.

右手定则

(1)使用方法。

①让磁感线穿入右手手心。

②使大拇指指向导体运动的方向。

③则其余四指指向感应电流的方向。

(2)适用范围：适用于部分导体切割磁感线的情况。

思考：如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO′是它的对称轴，通电直导线AB 与OO′平行，且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直，AB中通有如图所示的电流I，请回答：

(1)穿过线圈abcd中的磁通量为多少？

(2)AB中电流I逐渐增大，线圈abcd中有感应电流吗？

(3)要使线圈abcd中产生感应电流，可行的做法有哪些(至少答出两种方法)?

[答案](1)0(2)无(3)使线圈左右平动；以OO′为轴转动。

思维诊断：

(1)磁通量与线圈的匝数无关。(√)

(2)闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生。(×)

(3)感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。(×)

(4)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。(√)

自测巩固,ZI CE GONG GU)

1．(2019·西安高新一中期末考试)如图所示，一个条形磁铁水平放置，在条形磁铁的N 极右方有一个小圆环，圆环水平，圆环从位置a水平向下平移到位置b和c，a和c关于条形磁铁位置对称，b在a、c中间，在a、b、c三个位置穿过圆环的磁通量分别为由Φ1、Φ2和Φ3，则下列说法正确的是(B)

A．由位置a到c穿过圆环磁通量的变化为0

B．Φ1、Φ2和Φ3中Φ2最小

C．Φ1＝Φ3<Φ2

D．以上说法均错误

[解析]在位置b时，磁场与圆环面平行，穿过圆环的磁通量为0，在位置a时磁场从圆环下表面向上穿过圆环，在位置c时磁场从圆环上表面向下穿过圆环，选项B对，D错；磁通量为标量，但有正负之分，正负代表磁场穿过圆环的方向，不表示大小，选项AC错。

2．绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按如图所示方向连接，G为电流计，则(B)

A．保持开关S闭合状态，G的示数不为零

B．开关S闭合瞬间，G的示数不为零

C．保持开关S闭合状态，改变变阻器R0滑动触头的位置，G的示数为零

D．断开开关S的瞬间，G的示数为零

[解析]开关闭合瞬间，线圈Ⅰ中电流从无到有，电流的磁场也从无到有，穿过线圈Ⅱ的磁通量从无到有，线圈Ⅱ中产生感应电流，电流计G有示数，B正确；开关闭合稳定后，线圈Ⅰ中电流稳定不变，电流的磁场不变，此时线圈Ⅱ虽有磁通量但磁通量稳定不变，线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计G无示数，A错误；开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器的滑片，电阻变化，线圈Ⅰ中的电流变化，电流形成的磁场也发生变化，穿过线圈Ⅱ的磁通量也发生变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计G有示数，C错误；开关断开瞬间，线圈Ⅰ中电流从有到无，电流的磁场也从有到无，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无，线圈Ⅱ中

有感应电流产生、电流计G有示数，D错误。

3.如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是(A)

A．有顺时针方向的感应电流

B．有逆时针方向的感应电流

C．先逆时针后顺时针方向的感应电流

D．无感应电流

[解析]穿过线圈的磁通量包括磁体内和磁体外的一部分，总磁通量是向上的。当线圈突然缩小时总磁通量向上增加，原因是磁体外向下穿线圈的磁通量减少。故由楞次定律判断，感应电流的方向为顺时针方向。

HE XIN KAO DIAN ZHONG DIAN TU PO,核心考点·重点突破

考点一电磁感应现象的判断

1．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。如图所示。

(2)在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积；公式Φ＝B·S cos θ中的S cos θ即为面积S在垂直于磁感线方向的投影，我们称之为“有效面积”。

(3)磁通量有正负之分，其正负是这样规定的：任何一个面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿入为正磁通量，则磁感线从反面穿入时磁通量为负值。

若磁感线沿相反的方向穿过同一平面，且正向磁感线条数为Φ1，反向磁感线条数为Φ2，则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)，即Φ＝Φ1－Φ2。