电磁感应经典例题

电磁感应

考点清单

1 电磁感应现象 感应电流向

（一）磁通量

1.磁通量：穿过磁场中某个面的磁感线的条数叫做穿过这一面积的磁能量.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：○1匀强磁场；○2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向上的投影面积. θsin S B •=Φ

其中θ为磁场与面积之间的夹角，我们称之为“有效面积”或“正对面积”.

（3）磁通量的向性

磁通量正向穿过某平面和反向穿过该平面时，磁通量的正负关系不同.求合磁通时应注意相反向抵消以后所剩余的磁通量.

（4）磁通量的变化

12Φ-Φ=∆Φ

∆Φ可能是B 发生变化而引起，也可能是S 发生变化而引起，还有可能是B 和S 同时发生变化而引起的，在确定磁通量的变化时应注意.

（二）电磁感应现象的产生条件

1.产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化.

2.感应电动势的产生条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化， 这部分电路就会产生感应电动势.这部分电路或导体相当于电源.

[例1] （2004上海，4）两圆环A 、B 置于同一水平面上，其中A 为均匀带电绝缘环，B 为导体环.当A 以如图13-36所示的向绕中心转动的角速度发生变化时，B 中产生如图所示向的感应电流.则（ ）

图13-36

A.A 可能带正电且转速减小

B.A 可能带正电且转速增大

C.A 可能带负电且转速减小

D.A 可能带负电且转速增大

[解析] 由题目所给的条件可以判断，感应电流的磁场向垂直于纸面向外，根据楞次定律，原磁场的向与感应电流的磁场相同时是减少的，环A 应该做减速运动，产生逆时针向的电流，故应该带负电，故选项C 是正确的，同理可得B 是正确的.

[答案] BC

（三）感应电流的向

1.右手定则

当闭合电路的部分导体切割磁感线时，产生的感应电流的向可以用右手定则来进行判断.

右手定则：伸开右手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动向，那么伸直四指指向即为感应电流的向.

[说明] 伸直四指指向还有另外的一些说法：○1感应电动势的向；○2导体的高电势处.

[例2]（2004天津理综，20）图13-37中MN 、GH 为平行导轨，AB 、CD 为跨在导轨上的两根横杆，导轨和横杆均为导体.有匀强磁场垂直于导轨所在的平面，向如图，用I 表示回路的电流.

A.当AB 不动而CD 向右滑动时，0≠I 且沿顺时针向

B.当AB 向左、CD 向右滑动且速度大小相等时，I =0

C.当AB 、CD 都向右滑动且速度大小相等时，I =0

D.当AB 、CD 都向右滑动，且AB 速度大于CD 时，0≠I 且沿逆时针向

图13-37

[解析] 当AB 不动而CD 向右滑动时，0≠I ，但电流向为逆时针，A 错；当AB 向左，CD 向右滑动时，两杆产生的感应电动势同向，故0≠I ，B 错；当AB 和CD 都向右滑动且速度大小相等时，则两杆产生的感应电动势等值反向，故I =0，C 正确；当AB 和CD 都向右滑动，且AB 速度大于CD 时，0≠I ，但向为顺时针，D 错误.

[答案] C

2.楞次定律

（1）容

感应电流具有这样的向：就是感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.

注意：○1“阻碍”不是“相反”，原磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁通量相反，“反抗”其增加；原磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁通量相同，“补偿”其减小.即“增反减同”.

○

2“阻碍”也不是阻止，电路中的磁通量还是变化的，阻碍只是延缓其变化. ○

3楞次定律的实质是“能量转化和守恒”，感应电流的磁场阻碍过程，使机械能减少，转化为电能.

（2）应用楞次定律判断感应电流的步骤：

○

1确定原磁场的向 ○

2明确回路中磁通量变化情况.

○3应用楞次定律的“增反减同”，确定感应电流磁场的向.

○4应用右手安培定则，确立感应电流向.

[例3] （2001上海综合，14）某实验小组用如图13-38所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流向是（）

A.a→G→b

B.先a→G→b，后b→G→a

C.b→G→a

D.先b→G→a,后a→G→b

图13-38

[解析] ○1确定原磁场的向：条形磁铁在穿入线圈的过程中，磁场向向下.

○2明确回路中磁通量变化情况：向下的磁通量增加.

○3由楞次定律的“增反减同”可知：线圈中感应电流产生的磁场向向上.

○4应用右手安培定则可以判断感应电流的向为逆时针（俯视）即：从b→G→a.

同理可以判断：条形磁铁穿出线圈过程中，向下的磁通量减小，由楞次定律可得：线圈中将产生顺时针的感应电流（俯视），电流从a→G→b.

[答案] D

[评价] 该题目关键在于对楞次定律的理解和应用以及对“穿过”二字的正确理解，它包括穿入和穿出两个过程.

（3）楞次定律的另一种表述

楞次定律的另一种表达为：感应电流的效果，总是要反抗产生感应电流的原因.

[说明] 这里产生感应电流的原因，既可以是磁通量的变化，也可以是引起磁通量变化的相对运动或回路的形变.

○1当电路的磁通量发生变化时，感应电流的效果就阻碍变化−

−变形为阻碍原磁通

−→

量的变化.

○2当出现引起磁量变化的相对运动时，感应电流的效果就阻碍变化−

−拓展为阻碍

−→

（导体间的）相对运动，即“来时拒，去时留”.

○3当回路发生形变时，感应电流的效果就阻碍回路发生形变.

○4当线圈自身的电流发生变化时，感应电流的效果就阻碍原来的电流发生变化.

总之，如果问题不涉及感应电流的向，则从楞次定律的另类表述出发的分析法较为简便.