法拉第电磁感应定律与楞次定律练习题
1、下列图中能产生感应电流的是
2、关于电磁感应现象，下列说法中正确的是( )
A．闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生
B．穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流
C．闭合线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流
D．穿过闭合电路的磁感线条数发生变化时，电路中有感应电流
3、一飞机在北半球的上空以速度v水平飞行，飞机机身长为a，机翼两端的距离为b。该空间地磁场的磁感应
强度的水平分量为B1，竖直分量为B2；设驾驶员左侧机翼的端点为C，右侧机翼的端点为D，则CD两点间的电势差U为
A．U=B1vb，且C点电势低于D点电势 B．U=B1vb，且C点电势高于D点电势
C．U=B2vb，且C点电势低于D点电势 D．U=B2vb，且C点电势高于D点电势
4、某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律。在线圈由图示位置自上而下穿过固定的条形磁铁的过
程中，从上向下看，线圈中感应电流方向是
A．先顺时针方向，后逆时针方向
B．先逆时针方向，后顺时针方向
c．一直是顺时针方向
D．一直是逆时针方向
5、如图所示，一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的
匀强磁场中，已知ab＝bc＝L，当它以速度v向右平动时，a、c两点间的电
势差为( )
A．BLv B．BLv sinθ
C．BLv cosθD．BLv(l＋sinθ)
6、穿过某线圈的磁通量随时间变化的Φ-t图象，如图所示，下面几段时间内，
产生感应电动势最大的是
①0-5s ②5-10s ③10-12s ④12-15s
A．①② B．②③ C．③④ D．④
r B，
7、如图所示，用同样的导线制成的两闭合线圈A、B，匝数均为20匝，半径r
在线圈B所围区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则线圈A、B中产生感应电动
势之比E A：E B和两线圈中感应电流之比I A：I B分别为
A．1:1，1:2 B．1:1，1:1 C．1:2，1:2 D．1:2，1:1
8、下列各种情况中的导体切割磁感线产生的感应电动势最大的是（）
9、穿过一个电阻为2Ω的闭合线圈的磁通量每秒钟均匀地减少8Wb，则
A. 线圈中感应电动势每秒钟增加8V
B. 线圈中感应电流每秒钟减少8A
C. 线圈中感应电流每秒钟增加4A
D. 线圈中感应电流不变，等于4A
10、如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中，两板间有一个质量为m、电量为+q的油滴处于静止状态，则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是：
A、正在增加，
B、正在减弱，
C、正在增加，
D、正在减弱，
11、如图所示，在一匀强磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可以在ab、cd上无摩擦地滑动．杆ef及线框中导线的电阻都可不计．开始
时，给ef一个向右的初速度，则
A．ef将匀速向右运动 B．ef将往返运动
C．ef将减速向右运动，但不是匀减速 D．ef将加速向右运动
12、如图所示，一个高度为L的矩形线框无初速地从高处落下，设线框下落过程中，下边保持水平向下平动。在线框的下方，有一个上、下界面都是水平的匀强磁场区，磁场区高度为2L，磁场方向与线框平面垂直。闭合线圈下落后，刚好匀速进入磁场区，进入过程中，线圈中的感应电流I0随位移变化的图象可能是
13、（上海市十三校2012届高三第二次联考物理试卷）如图所示，质量为m的金属环用线悬挂起来，金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中，从某时刻开始，磁感应强度均匀减小，
则在磁感应强度均匀减小的过程中，关于线拉力大小的下列说法中正确的是
（）
A.大于环重力mg，并逐渐减小
B.始终等于环重力mg
C.小于环重力mg，并保持恒定
D.大于环重力mg，并保持恒定
14、在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如图11（甲）所示，磁场方向竖直向上为正。当磁感应强度B 随时间t按图（乙）变化时，下列能正确表示导体环中感应电流随时间变化情况的是
15、如图所示，两轻质闭合金属圆环，穿挂在一根光滑水平绝缘直杆上，原来处
于静止状态。当条形磁铁的N极自右向左插入圆环时，两环的运动情况是：
A．同时向左运动，两环间距变大； B．同时向左运动，两环间距变小；
C．同时向右运动，两环间距变大； D．同时向右运动，两环间距变小。
16、如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流
产生且被螺线管吸引
A．向右做匀速运动 B．向左做减速运动 C．向右做减速运
动 D．向右做加速运动
17、矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直。规定磁场的正方向垂直纸面向
里，磁感线应强度B随时间变化
的规律如图所示。若规定顺时针
方向为感应电流i的正方向。下
列i-t图中正确的是
18、如图，平行导轨足够长，右端和电容相接，一根金属杆横放其上，以速
度v匀速运动，不计摩擦和电阻。若突然把金属杆的速度减为零后，又立即
释放，则此后滑线的运动情况是
A．先向左作加速运动，再作向左的减速运动，直到最后停止
B．先向左作加速运动，再作向左的匀速运动
C．先向右作加速运动，再作向右的减速运动，直到最后停止
D．先向右作加速运动，再作向右的匀速运动
19．如图4所示，圆环a和圆环b半径之比为2∶1，两环用同样粗细的、同种材料的导线连成闭合回路，连接两圆环电阻不计，匀强磁场的磁感强度变化率恒定，则在a环单独置于磁场中和b环单独置于磁场中两种情况下，M、N两点的电势差之比为[ ]
A．4∶1
B．1∶4
C．2∶1
D．1∶2
20．关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是 [ ]
A ．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B ．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大
C ．线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大
D ．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大
21．如图7所示，平行金属导轨的间距为d ，一端跨接一阻值为R 的电阻，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直于平行轨道所在平面。一根长直金属棒与轨道成60°角放置，且接触良好，则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v 沿金属轨道滑行时，其它电阻不计，电阻R 中的电流强度为 [ ] A.Bdv/Rsin60o
B.Bdv/R
C.Bdvsin60o
/R
D.Bdvcos60o
/R
22．如图6所示，RQRS 为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN 为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面，MN 线与线框的边成45°角，E 、F 分别为PS 和PQ 的中点，关于线框中的感应电流 [ ]
A ． 当E 点经过边界MN 时，感应电流最大
B ．当P 点经过边界MN 时，感应电流最大
C ．当F 点经过边界MN 时，感应电流最大
D ．当Q 点经过边界MN 时，感应电流最大
21、如图所示，匀强磁场的磁感强度为0.5T ，方向垂直纸面向里，当金属棒ab 沿光滑导轨水平向左匀速运动时，电阻R 上消耗的功率为2w ，已知电阻R=0.5，导
轨间的距离
，导轨电阻不计，金属棒的电阻r=0.1
，求：（1）金属棒
ab 中电流的方向。 （2）金属棒匀速滑动的速度
22、两根光滑的足够长直金属导轨MN、M′N′平行置于竖直面内，导轨间距为l，导轨上端接有阻值为R的电阻，如图所示。质量为m、长度也为l、阻值为r的金属棒ab垂直于导轨放置，且与导轨保持良好接触，其他电阻不计。导轨处于磁感应强度为B、方向水平向里的匀强磁场中，ab由静止释放，在重力作用下向下运动，求：（1）ab运动的最大速度的大小；（2）若ab从释放至其运动达到最大速度时下落的高度为h，此过程中金属棒中产生的焦耳热为多少？
23、如下图所示，两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内，相距L=0.5m，导轨的左端用R=3Ω的电阻相连，导轨电阻不计，导轨上跨接一电阻r=1Ω的金属杆ab，质量m=0.2kg，整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=2T，现对杆施加水平向右的拉力F=2N，使它由静止开始运动，求：
（1）杆能达到的最大速度多大?最大加速度为多大?
（2）杆的速度达到最大时，a、b两端电压多大?此时拉力的瞬时功率多大?
（3）若已知杆从静止开始运动至最大速度的过程中，R上总共产生了10.2J的电热，则此过程中拉力F做的功是多大?此过程持续时间多长?
（4）若杆达到最大速度后撤去拉力，则此后R上共产生多少热能?其向前冲过的距离会有多大?
24、如图所示，在匀强磁场中竖直放置两条足够长的平行导轨，磁场方向与导轨所在平面垂直，磁感应强度大小为，导轨上端连接一阻值为R的电阻和电键S，导轨电阻不计，两金属棒a和b的电阻都为R，质量分别为和，它们与导轨接触良好，并可沿导轨无摩擦运动，若将b棒固定，电键S断开，用一竖直向上的恒力F拉a棒，稳定后a棒以的速度向上匀速运动，此时再释放b棒，b棒恰能保持静止。（1）求拉力F的大小
（2）若将a棒固定，电键S闭合，让b棒自由下滑，求b棒滑行的最大速度
（3）若将a棒和b棒都固定，电键S断开，使磁感应强度从随时间均匀增加，经0.1s后磁感应强度增大
到2时，a棒受到的安培力大小正好等于a棒的重力，求两棒间的距离h
25、18．（16分）水平面内固定一U形光滑金属导轨，轨道宽d =2m，导轨的左端接有R=0.3Ω的电阻，导轨上放一阻值为R0 =0.1Ω，m=0.1kg的导体棒ab，其余电阻不计，导体棒ab用水平轻线通过定滑轮连接处于水
平地面上质量M=0.3 kg的重物，空间有竖直向上的匀强磁场，如图所示．已知t=0时，B=1T，，此时重物上方的连线刚刚被拉直．从t=0开始，磁场以=0.1 T/s均匀增加，取
g=10m/s2．求：
（1）经过多长时间t物体才被拉离地面．
（2）在此时间t内电阻R上产生的电热Q．
1、B
2、解析穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生，选项C错误；若线圈平面与磁场平行，则磁通量始终为零，选项A错误、B、D正确．
答案BD
D（提示：飞机水平飞行，相当于只切割磁感线的竖直分量3、B2。）
4、A
5、答案 B
6、C
7、A
8、C
9、D
10、B
11、C
12、D
13、
14、C
15、 B
16、BC
17、D
18、B
二、计算题
19、⑴a→b ⑵v=6m/s
20、（1）设ab上产生的感应电动势为E，回路中的电流为I，
电路总电阻为R+r，则最后ab以最大速度匀速运动，有
①
由闭合电路欧姆定律有
②
③
由①②③方程解得
④
（2）设在下滑过程中整个电路产生的焦耳热为Q1，ab棒上产生的焦耳热为Q2，则由能量守恒定律有：
⑤
又有
⑥
联立④⑤⑥解得：
21、（1）棒作切割磁感线运动，产生感应电动势，有：
（1）
棒与棒构成串联闭合电路，电流强度为
（2）
棒、棒受到的安培力大小为
（3）
依题意，对棒有（4）
对棒有（5）
解得
也可用整体法直接得
（2）棒固定、电键S闭合后，当棒以速度下滑时，棒作切割磁感线运动，产生感应电动势，有：
（6）
棒与电阻R并联，再与棒构成串联闭合电路，电流强度为
（7）
棒受到的安培力与棒重力平衡，有（8）
由（1）―（5）可解得：（9）
解（6）―（9），得
（3）电键S断开后，当磁场均匀变化时，产生的感应电动势为
（10）
（11）
依题意，有（12）
由（10）―（12）及（9）解得：
22、（1）由题意得：F=BIL，，V=8m/s，
（2），
（3），代入得：S=10m
，代入得：t=2.05s
（4），代入得：=4.8J
，代入得：S=6.4m
23、18．（16分）参考解答：
（1）由法拉第电磁感应定律可求出回路感应电动势
E=①（2分）
由闭合电路欧姆定律可求出回路中电流
I＝②（2分）在t时磁感应强度为
B′＝（B＋?t）③（2分）
此时安培力为
④（2分）
物体被拉动的临界条件为
=Mg ⑤（2分）
由①②③④⑤式并代入数据得
t=20 s ⑥（2分）所以经过t=20 s物体能被拉动.
（2）在此时间t内电阻R上产生的电热
Q = I2R t ⑦（2分）由②⑥⑦式并代入数据得
Q =1.5J ⑧（2分）
§ 4.3 法拉第电磁感应定律 编写 薛介忠 【教学目标】 知识与技能 ● 知道什么叫感应电动势 ● 知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、t ??Φ ● 理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式 ● 知道E =BLv sin θ如何推得 ● 会用t n E ??Φ=和E =BLv sin θ解决问题 过程与方法 ● 通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式E =BLv ，掌握运用理论知识探究问题的方法 情感态度与价值观 ● 从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想 ● 了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神 【重点难点】 重点：法拉第电磁感应定律 难点：平均电动势与瞬时电动势区别 【教学内容】 [导入新课] 在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？ 在电磁感应现象中，磁通量发生变化的方式有哪些情况？ 恒定电流中学过，电路中产生电流的条件是什么？ 在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。下面我们就来探讨感应电动势的大小决定因素。 [新课教学] 一．感应电动势 1．在图a 与图b 中，若电路是断开的，有无电流？有无电动势？ 电路断开，肯定无电流，但有电动势。 2．电流大，电动势一定大吗？ 电流的大小由电动势和电阻共同决定，电阻一定的情况下，电流越大，表明电动势越大。 3．图b 中，哪部分相当于a 中的电源？螺线管相当于电源。 4．图b 中，哪部分相当于a 中电源内阻？螺线管自身的电阻。 在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势。有感应电动势是电磁感应现象的本质。
第3讲自感 [目标定位] 1.了解自感现象及自感现象产生的原因.2.知道自感现象中的一个重要概念——自感系数，了解影响其大小的因素.3.了解自感现象的利弊及其利用和防止． 一、自感现象 1．实验与探究 (1)断电自感 实验电路 实验要求电路稳定时A1、A2亮度 相同 A2立刻熄灭 线圈中的电 流在原来电 流值基础上 逐渐减小 I L＞I A1A1猛然亮一下再逐渐熄 灭 I L＝I A1A1由原来亮度逐渐熄灭 I L＜I A1A1先立即变暗一些再逐 渐熄灭 (2)通电自感 实验电路 实验要求电路稳定时A1、A2亮度相同 S闭合的瞬间 A1先亮由于A1支路为纯电阻电路， 不产生自感现象 A2逐渐变亮，最 后与A1一样亮 由于L的自感作用阻碍A2支 路电流增大，出现“延迟”
现象 2.定义：由导体自身的电流变化所产生的电磁感应现象叫自感现象． 二、自感电动势 1．定义：由导体自身的电流变化所产生的感应电动势叫自感电动势．2．作用：总是阻碍导体中原电流的变化，即总是起着推迟电流变化的作用，当电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大；当电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小． 三、自感系数 1．物理意义：描述线圈本身特性的物理量，简称自感或电感． 2．影响因素：线圈的形状、横截面积、长短、匝数、有无铁芯．线圈越粗、越长，匝数越多，其自感系数就越大；有铁芯时线圈的自感系数比没铁芯时大得多． 3．单位：亨利，简称亨，符号是H.常用的较小单位有mH和μH. 1mH＝10－3H,1μH＝10－6H. 一、对通电自感现象的分析 1．通电瞬间通过线圈的电流增大，自感电动势的方向与原电流方向相反，阻碍电流的增加，但不能阻止增加． 2．通电瞬间自感线圈处相当于断路；电流稳定时，自感线圈相当于导体． 3．与线圈串联的灯泡在通电后会逐渐变亮，直到稳定． 例1如图1所示，灯A、B完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略，则( ) 图1 A．S闭合的瞬间，A、B同时发光，接着A变暗，B更亮，最后A熄灭
高考热点专题复习 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应用 在选择题中，近两年的理综考试的知识点分布都比较稳定，力学和电学的内容共有四道题，可能是两道力学，两道电学，或者是力电综合的题目，而有关电磁学内容的选择题必定会涉及到安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律这些规律的使用，所以我们务必要弄清楚它们的区别，熟练掌握应用它们的步骤. (1) 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律应用于不同的现象： (2)右手定则与左手定则区别： 抓住“因果关系”分析才能无误． “因电而动”——用左手，“力”字的最后一笔向左钩，可以联想到左手定则用来判断安培力！ “因动而电”——用右手；“电”字的最后一笔向向右钩，可以联想到右手定则用来判断感应电流方向， (3)楞次定律中的因果关联 楞次定律所揭示的电磁感应过程中有两个最基本的因果联系，一是感应磁场与原磁场磁通量变化之间的阻碍与被阻碍的关系，二是感应电流与感应磁场间的产生和被产生的关系.抓住“阻碍”和“产生”这两个因果关联点是应用楞次定律解决物理问题的关键. (4)运用楞次定律处理问题的思路 ★判断感应电流方向类问题的思路 运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为：“一原、二感、三电流”，即为： ①明确原磁场：弄清原磁场的方向及磁通量的变化情况. ②确定感应磁场：即根据楞次定律中的"阻碍"原则，结合原磁场磁通量变化情况，确定出感应电流产生的感应磁场的方向：原磁通量增加，则感应磁场与原磁场方向相反；原磁通量减少，则感应磁场与原磁场方向相同——“增反减同”. ③判定电流方向：即根据感应磁场的方向，运用安培定则判断出感应电流方向.（见例1） ★判断闭合电路（或电路中可动部分导体）相对运动类问题的分析策略 在电磁感应问题中，有一类综合性较强的分析判断类问题，主要讲的是磁场中的闭合电路在一定条件下产生了感应电流，而此电流又处于磁场中，受到安培力作用，从而使闭合电路或电路中可动部分的导体发生了运动. 对其运动趋势的分析判断可有两种思路： ①常规法： 据原磁场（B 原方向及ΔΦ情况） 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，可直接对运动趋势做出判断，更简捷、迅速. ★判断自感电动势的方向类问题 感应电流的效果总是阻碍原电流变化(自感现象)——当自感线圈的电流增大时，感应电流阻碍“原电流”的增大，所以感应电流与原电流的方向相反；当自感线圈的电流减小时，感应电流阻碍“原电流”的减小，则感应电流与原电流的方向相同！ 判断感应电动势的思路为： 据原电流（I 原方向及I 原的变化情况）确定感应电流I 感的方向（“增反减同”） ???????????→?出电流从电动势的正极流判断感应电动势的方向 解题范例： 基本现象 应用的定则或定律 运动电荷、电流产生的磁场 安培定则 磁场对运动电荷、电流的作用（安培力） 左手定则 电磁感应 部分导体做切割磁感线运动 右手定则 闭合电路磁通量变化 楞次定律
高中物理-法拉第电磁感应定律教案 教学目标：知识与技能1、知道什么是感应电动势。2、了解什么是磁通量以及磁通量的变化量和磁通量的变化率。3、在实验基础上，了解法拉第电磁感应定律内容及数学表达式，学会用该定律分析与解决一些简单的问题。4、培养类比推理和通过观察、实验、归纳寻找物理规律的能力。 过程与方法通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式t n E ??Φ=，掌握运用理论知识探究问题的方法 情感态度与价值观从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想;了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神 教学重点：法拉第电磁感应定律 教学难点：磁通量的理解 教具：磁铁、螺线管、电流表、学生电源、电键、滑动变阻器、小螺线管A 、大螺线管B 教学过程： 一、感应电动势 说明：既然在闭合电路中产生了感应电流，这个电路中就一定有电动势。我们把电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。在闭合电路里，产生感应电动势的那部分导体相当十电源。在同一个电路中，感应电动势越大，感应电流越大。那么，感应电动势的大小跟什么因素有关呢？请看实验 演示实验：实验装置：图3 .1-2 和图3.1-3 实验过程：在图3.1 -2中，使导体捧以不同的速度切割磁感线，砚察电流表指针偏转的幅度。 实验结论：在导线切割磁感线的过程中，切割速度越大，感应电动势越大 实验过程：在图3.1-3 中，使磁铁以不同的速度插入线圈和从线圈中抽出，观察电流表指针偏转的幅度。 实验结论：在磁铁插入和从线圈中拔出的过程中，插入和拔出的速度越大，感应电动势越大 说明：导体捧以较大的速度切割磁感线，和磁体以较大的速度插入线圈和从线圈中抽出，都使线圈中的磁通量发生变化，且磁通量变化的速度比较大 说明：许多实验都表明，感应电动势的大小跟磁通变化的快慢有关。我们用磁通
法拉第电磁感应定律总结 一·电磁感应是指利用磁场产生电流的现象。所产生的电动势叫做感应电动势。所产生的电流叫做感应电流 注意： 1) 产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 2) 产生感应电动势与电路是否闭合无关, 而产生感应电流必须闭合电路。 3) 产生感应电流的两种叙述是等效的, 即闭合电路的一部分导体做切割磁感线 运动与穿过闭合电路中的磁通量发生变化等效。： 二·电磁感应规律 1感应电动势的大小: 由法拉第电磁感应定律确定。 当长L的导线，以速度v，在匀强磁场B中，垂直切割磁感线，其两端间感应电动势的大小为E=BLV(1)。 此公式使用条件是方向相互垂直，如不垂直，则向垂直方向作投影。，电路中感应电动势的大小跟穿过这个电路的磁通变化率成正比——法拉第电磁感应定律。 2在回路中面积变化，而回路跌磁通变化量，又知B S T。 如果回路是n匝串联，则 E=NBS/T(2)。 3公式一：要注意: 1)该式通常用于导体切割磁感线时, 且导线与磁感线互相垂直 (l^B )。2)为v与B的夹角。l为导体切割磁感线的有效长度(即l为导体实际长度在垂直 于B方向上的投影) 公式二: 。注意: 1)该式普遍适用于求平均感应电动势。2)只与穿过电路的磁通量的变化率有关, 而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关 公式中涉及到磁通量的变化量的计算, 对的计算, 一般遇到有两种情况: 1)回路与 磁场垂直的面积S不变, 磁感应强度发生变化, 由, 此时,此式中的叫磁感应强度的变化率, 若是恒定的, 即磁场变化是均匀的, 那么产生的感应电动势是恒定电动势。2)磁感应强度B 不变, 回路与磁场垂直的面积发生变化, 则, 线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交 变电动势就属这种情况。 4严格区别磁通量, 磁通量的变化量磁通量的变化率, 磁通量, 表示穿过研究平面的 磁感线的条数, 磁通量的变化量, 表示磁通量变化的多少, 磁通量的变化率表示磁通量变 化的快慢, , 大, 不一定大; 大, 也不一定大, 它们的区别类似于力学中的v, 的区别, 另外I、也有类似的区别。 5 当长为L的导线，以其一端为轴，在垂直匀强磁场B的平面内，以角速度匀速转动时，其两端感应电动势为E=1/2BL*LW。 6 三种切割情形的感应电动势
绝密★启用前 鲁科版高中物理选修3-2 第2章楞次定律和自感现象寒假复 习题 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。 分卷I 一、单选题(共10小题，每小题4.0分,共40分) 1.如图所示，一矩形线框以竖直向上的初速度进入只有一条水平边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，进入磁场后上升一段高度又落下离开磁场，运动中线框只受重力和安培力作用，线框在向上、向下经过图中1、2位置时的速率按时间顺序依次为v1、v2、v3和v4，则可以确定() A．v1＜v2 B．v2＜v3 C．v3＜v4 D．v4＜v1 2.1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”.1982年，美国物理学家卡布莱拉设计了一个寻找磁单极子的实验．他设想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，那么，从上向下看，超导线圈将出现() A．先有逆时针方向的感应电流，然后有顺时针方向的感应电流 B．先有顺时针方向的感应电流，然后有逆时针方向的感应电流 C．始终有顺时针方向持续流动的感应电流 D．始终有逆时针方向持续流动的感应电流 3.一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里，如图甲所示，磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示．以I表示线圈中的感应电流，以图甲中线圈上箭头所示方向的电流为正(即顺时针方向为正方向)，则以下的I－t图中正确的是()
A． B． C． D． 4.如下图所示，纸面内有U形金属导轨，AB部分是直导线．虚线范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场．AB右侧有圆线圈C.为了使C中产生顺时针方向的感应电流，贴着导轨的金属棒MN在磁场里的运动情况是() A．向右匀速运动 B．向左匀速运动 C．向右加速运动 D．向右减速运动 5.如图所示，电源的电动势为E，内阻r不能忽略，A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈．关于这个电路的以下说法正确的是()
“楞次定律”教学难点的突破方法 高中物理教学中楞次定律是高考的热点、重点、难点之一，其内容是：感应电流的磁场，总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。该定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况。要让学生学好这个定律，突破这一定律难点，除做好演示实验外，教学中还应注意让学生从以下几点着手学习。 一、分四步理解楞次定律 1．明白谁阻碍谁──感应电流的磁通量阻碍产生产感应电流的磁通量。 2．弄清阻碍什么──阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身。 3．熟悉如何阻碍──原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”。 4．知道阻碍的结果──阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少。 二、学会楞次定律的另一种表述 有人把它称为对楞次定律的深层次理解。 1．表述内容：感应电流总是反抗产生它的那个原因。 2．表现形式有三种： ａ．阻碍原磁通量的变化； ｂ．阻碍物体间的相对运动，有的人把它称为“来拒去留”； ｃ．阻碍原电流的变化（自感）。 注意：分析磁通量变化时关键在于对有关磁场、磁感线的空间分布要有足够清楚的了解，有些问题应交替利用楞次定律和右手定则分析。 三、能正确区分楞次定律与右手定则的关系 导体运动切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例，所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的特例。用右手定则能判定的，一定也能用楞次定律判定，只是不少情况下，不如用右手定则判定来得方便简单。反过来，用楞次定律能判定的，并不是用右手定则都能判断出来。如闭合圆形导线中的磁场逐渐增强，用右手定则就难以判定感应电流的方向；相反，用楞次定律就很容易判定出来。 四、理解楞次定律与能量守恒定律 楞次定律在本质上就是能量守恒定律。在电磁感应现象中，感应电流在闭合电路中流动时将电能转化为内能，根据能量守恒定律，能量不能无中生有，这部分能量只能从其他形式的能量转化而来。例如，当条形磁铁从闭合线圈中插进与拔出的过程中，按照楞次定律，把磁铁插入线圈或从线圈中拔出，都必须克服磁
绝密★启用前 2019鲁科版高中物理选修3-2第2章《楞次定律和自感现象》章 末测试题 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。 第Ⅰ卷 一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分) 1.如图所示，质量为m的金属环用线悬挂起来．金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中．从某时刻开始，磁感应强度均匀减小，则在磁感应强度均匀减小的过程中，关于线拉力的大小的下列说法正确的是() A．大于环的重力mg，并逐渐减小 B．始终等于环的重力mg C．小于环的重力mg，并保持恒定 D．大于环的重力mg，并保持恒定 【答案】A 【解析】在磁场均匀减小的过程中，金属环由于受安培力作用要阻碍磁通量的减小，所以有向下运动的趋势，即线拉力大于环的重力．由于感应电流不变，而磁场逐渐减小，所以拉力逐渐减小，答案为A. 2.图中两个电路是研究自感现象的电路，对实验结果的描述正确的是()
①接通开关时，灯P2立即就亮，P1稍晚一会儿亮； ②接通开关时，灯P1立即就亮，P2稍晚一会儿亮； ③断开开关时，灯P1立即熄灭，P2稍晚一会儿熄灭； ④断开开关时，灯P2立即熄灭，P1稍晚一会儿熄灭． A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 【答案】A 【解析】甲图中，接通开关时，由于线圈阻碍电流的增加，故灯P1稍晚一会儿亮；断开开关时，虽然线圈中产生自感电动势，但由于没有闭合回路，灯P1立即熄灭．乙图中，线圈和灯P2并联，接通开关时，由于线圈阻碍电流的增加，故灯P2可以立即就亮，但电流稳定后，灯P2会被短路而熄灭；断开开关时，线圈中产生自感电动势，通过灯P2构成闭合回路放电，故灯P2稍晚一会儿熄灭．故①③正确、②④错误，选A. 3.如图所示，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所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦力，下列说法正确的是()
龙文教育学科教师辅导讲义 教师：______ 学生：______ 时间:_____年_____月____日____段 在选择题中，近两年的理综考试的知识点分布都比较稳定，力学和电学的内容共有四道题，可能是两道力学，两道电学，或者是力电综合的题目，而有关电磁学内容的选择题必定会涉及到安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律这些规律的使用，所以我们务必要弄清楚它们的区别，熟练掌握应用它们的步骤. (1) 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律应用于不同的现象： (2)右手定则与左手定则区别： 抓住“因果关系”分析才能无误． “因电而动”——用左手，“力”字的最后一笔向左钩，可以联想到左手定则用来判断安培力！ “因动而电”——用右手；“电”字的最后一笔向向右钩，可以联想到右手定则用来判断感应电流方向， (3)楞次定律中的因果关联 楞次定律所揭示的电磁感应过程中有两个最基本的因果联系，一是感应磁场与原磁场磁通量变化之间的阻碍与被阻碍的关系，二是感应电流与感应磁场间的产生和被产生的关系.抓住“阻碍”和“产生”这两个因果关联点是应用楞次定律解决物理问题的关键. (4)运用楞次定律处理问题的思路 ★判断感应电流方向类问题的思路 运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为：“一原、二感、三电流”，即为： ①明确原磁场：弄清原磁场的方向及磁通量的变化情况. ②确定感应磁场：即根据楞次定律中的"阻碍"原则，结合原磁场磁通量变化情况，确定出感应电流产生的感应磁场的方向：原磁通量增加，则感应磁场与原磁场方向相反；原磁通量减少，则感应磁场与原磁场方向相同——“增反减同”. ③判定电流方向：即根据感应磁场的方向，运用安培定则判断出感应电流方向.（见例1） ★判断闭合电路（或电路中可动部分导体）相对运动类问题的分析策略 在电磁感应问题中，有一类综合性较强的分析判断类问题，主要讲的是磁场中的闭合电路在一定条件下产生了感应电流，而此电流又处于磁场中，受到安培力作用，从而使闭合电路或电路中可动部分的导体发生了运动. 对其运动趋势的分析判断可有两种思路： ①常规法： 据原磁场（B 原方向及ΔΦ情况）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 课 题 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合应用 基本现象 应用的定则或定律 运动电荷、电流产生的磁场 安培定则 磁场对运动电荷、电流的作用（安培力） 左手定则 电磁感应 部分导体做切割磁感线运动 右手定则 闭合电路磁通量变化 楞次定律
第四节法拉第电磁感应定律（教案） 教学目标： （一）知识与技能 1．让学生知道什么叫感应电动势，知道电路中哪部分相当于电源 2．让学生知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量。 3．让学生理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。 4．知道E=BLv sinθ如何推得。 （二）过程与方法 （1）通过实验，培养学生的动手能力和探究能力。 （2）通过推导导线切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv，掌握运用理论知识探究问题的方法。 （三）情感、态度与价值观 了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神。 教学重点 1、让学生探究影响感应电动势的因素，并能定性地找出感应电动势与磁通量的变化率的关 系。 2、会推导导线切割磁感线时的感应电动势的表达式。 教学难点 如何设计探究实验定性研究感应电动势与磁通量的变化率之间的关系。 教学用具 多媒体电脑、PPT课件、8组探究实验器材（线圈、蹄形磁铁、导线、电流计等） 教学过程： 课堂前准备 将实验器材提前分组发给学生。以便分组实验。 引入新课 师：在物理学史上，有这样一位科学家，他是一个贫穷的铁匠的儿子，做过订书学徒，干过非常卑贱的工作，但却取得了非凡的成就。他用一个线圈和一个磁铁，改变了整个世界。
今天，从美国的阿拉斯加到中国的青藏高原，从北极附近的格陵兰岛，到南极考察站，都里不开他一百多年前的发现，这位科学家是谁？——英国科学家法拉第。 下面大家各小组在重新做一下这一有着划时代意义的实验：（学生做实验） 在学生组装实验器材做实验的同时，教师进行巡视，指导。学生可能出现的情况： 组装器材缓慢，接触不好，现象不明显等。教师应加以必要的指导。 师：同学们，我们用一个线圈和一个磁铁竟然使闭合电路中产生了电流，这是多么令人惊奇的发现!根据电路的知识，在这个实验电路中哪一部分相当于电源呢？(学生回答) 师：如果你是法拉第，当你发现了电磁感应现象以后，下一步你要进一步研究什么呢？（学生回答） 好，下面我们就来探究一下影响感应电动势的因素。现在大家猜想一下：感应电动势可能由什么因素决定?小组讨论一下。（学生讨论） （可让学生自由回答）情况预测：线圈的大小、匝数、磁通量的大小、磁通量变化的大小、时间、磁通量的变化率、磁感应强度等等…….. 师：大家猜想的都有可能。我们知道产生感应电流的条件是磁通量要变化，那么是不是就意味着感应电动势和磁通量的变化有关，与变化时间有关。下面我们就来探究一下感应电动势E 与磁通量的变化ΔΦ和变化时间Δt 有什么定性关系。 研究三个变量之间的关系，我们采用什么方法? （生答）待定系数法黑板上板书： ΔΦ一定，Δt 增大，则E Δt 一定，ΔΦ增大，则E 师：好，现在就请各组的同学按照学案上的提示，看能不能 设计试验来探究一下： 在这里教师要在巡回中加以指导，对对学生的设计方案进行 必要修改和纠正。可先让学生说一下实验方案。（注意图中 两个电表不应该是电流计） 学生试验完成后，让学生在黑板上填上结论。 精确的定量实验人们得出：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，这就是法拉第电磁感应定律。 表达式：E= t n E ??Φ= 实际上，上式只是单匝线圈所产生的感应电动势的表达式，如果是n 匝线圈，那么表达式应该是怎样的？为什么？可以从理论上得出吗？
楞次定律 楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 楞次定律还可表述为：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。 楞次定律（Lenz's law）是一条电磁学的定律，可以用来判断由电磁感应而产生的电动势的方向。它是由俄国物理学家海因里希·楞次（Heinrich Friedrich Lenz）在1834年发现的。 楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。 物理简介 1834年，物理学家海因里希·楞次（H.F.E.Lenz，1804-1865）在概括了大量实验事实的基础上，总结出一条判断感应电流方向的规律，称为楞次定律（Lenz law ）。简单的说就是“来拒去留”的规律，这就是楞次定律的主要内容。 物理表述 楞次定律可概括表述为： 感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 表述特点 楞（léng）次定律的表述可归结为：“感应电流的效果总是反抗引起它的原因。” 如果回路上的感应电流是由穿过该回路的磁通量的变化引起的，那么楞次定律可具体表述为：“感应电流在回路中产生的磁通总是反抗（或阻碍）原磁通量的变化。”我们称这个表述为通量表述，这里感应电流的“效果”是在回路中产生了磁通量；而产生感应电流的原因则是“原磁通量的变化”。可以用十二个字来形象记忆“增反减同，来阻去留，增缩减扩”。 如果感应电流是由组成回路的导体作切割磁感线运动而产生的，那么楞次定律可具体表述为：“运动导体上的感应电流受的磁场力（安培力）总是反抗（或阻碍）导体的运动。”我们不妨称这个表述为力表述，这里感应电流的“效果”是受到磁场力；而产生感应电流的“原因”是导体作切割磁感线的运动。 从楞次定律的上述表述可见，楞次定律并没有直接指出感应电流的方向，它只是概括了确定感应电流方向的原则，给出了确定感应电流的程序。要真正掌握它，必须要求对表述的涵义有正确的理解，并熟练掌握电流的磁场及电流在磁场中受力的规律。 以“通量表述”为例，要点是感应电流的磁通量反抗引起感应电流的原磁通量的变化，而不是反抗原磁通量。如果原磁通量是增加的，那么感应电流的磁通要反抗原磁通量的增加，就一定与原磁通量的方向相反；如果原磁通减少，那么感应电流的磁通要反抗原磁通的减少，就一定与原磁通量的方向相同。在正确领会定律的上述涵义以后，就可按以下程序应用楞次定律判断感应电流的方向： a.穿过回路的原磁通的方向，以及它是增加还是减少； b.根据楞次定律表述的上述涵义确定回路中感应电流在该回路中产生的磁通的方向； c.根据回路电流在回路内部产生磁场的方向的规律（右手螺旋法则），由感应电流的磁通的方向确定感应电流的方向。
一文看懂电磁感应定律右手定则 电磁感应定律中电动势的方向可以通过楞次定律或右手定则来确定。右手定则内容：伸平右手使姆指与四指垂直，手心向着磁场的N极，姆指的方向与导体运动的方向一致，四指所指的方向即为导体中感应电流的方向（感应电动势的方向与感应电流的方向相同）。楞次定律指出：感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化。简而言之，就是磁通量变大，产生的电流有让其变小的趋势；而磁通量变小，产生的电流有让其变大的趋势。 右手定则概念“右手定则“又叫发电机定则，用它来确定在磁场中运动的导体感应电动势（感应电流）的方向。 电磁学中，右手定则判断的主要是与力无关的方向。如果是和力有关的则全依靠左手定则。即，关于力的用左手，其他的（一般用于判断感应电流方向）用右手定则。（这一点常常有人记混，可以发现“力”字向左撇，就用左手；而“电”字向右撇，就用右手）记忆口诀：左通力右生电。还可以记忆为：因电而动用左手，因动而电用右手，方法简要：右手手指沿电流方向拳起，大拇指伸出，观察大拇指方向。 可以用右手的手掌和手指的方向来记忆导线切割磁感线时所产生的电流的方向，即：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从手心进入，并使拇指指向导线运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。这就是判定导线切割磁感线时感应电流方向的右手定则。右手定则判断线圈电流和其产生磁感线方向关系以及判断导体切割磁感线电流方向和导体运动方向关系。 右手定则计算方法电流元I1dι对相距γ12的另一电流元I2dι的作用力df12为： μ0I1I2dι2（dι1γ12） df12=───────────── 4πγ123 式中dι 1.dι2的方向都是电流的方向；γ12是从I1dι指向I2dι的径矢。安培定律可分为两部分。其一是电流元Idι（即上述I1dι）在γ（即上述γ12）处产生的磁场为
学案《法拉第电磁感应定律》 【基础知识】： 1．内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这个电路的 成正比． 2．公式：E ＝ ，其中n 为 ，ΔΦ总是 该公式一般用来求Δt 时间内感应电动势的 3．对法拉第电磁感应定律的理解 (1)磁通量的变化率ΔΦ Δt 和磁通量Φ (填“有”或“没有”)直接关系． Φ很大时，ΔΦΔt 可能很小，也可能很大；Φ＝0时，ΔΦ Δt 可能不为0. (2)E ＝n ΔΦ Δt 有两种常见形式： ①线圈面积S 不变，磁感应强度B 均匀变化，则E ＝n ΔB Δt ·S ； ②磁感应强度B 不变，线圈面积S 均匀变化，则E ＝nB ·ΔS Δt .(其中ΔΦΔt 是Φ－t 图像上某点切线的斜率. ΔB Δt 为B －t 图像上某点切线的斜率) (3)产生感应电动势的那部分导体相当于 如果电路没有闭合，这时虽然没有 ，但感应电动势依然存在． 【实验方案设计】： 物理量 物理意义 与电磁感应的关系 磁通量Ф 磁通量变化△Ф 磁通量变化率 ΔΦ/Δt 【反馈练习】： 1、下列说法正确的是（ ） A.线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B.线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 C.线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大 D.线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大 2、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则：( ) A 、线圈中0时刻感应电动势最大 B 、线圈中D 时刻感应电动势为零 C 、线圈中D 时刻感应电动势最大 D 、线圈中0到D 时间内平均感应电动势为0.4V 【本节优化训练设计】： 1.某单匝闭合线圈电阻是1 Ω，当穿过它的磁通量始终以每秒2 Wb 速率减小时，则 （ ） A.线圈中感应电动势一定每秒降低2 V B.线圈中感应电动势一定是2 V C.线圈中感应电流一定每秒减少2 A D.线圈中感应电流一定是2 A 2.穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒钟均匀地增加2 Wb,则 （ ） A.线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V B.线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V C.线圈中的感应电动势始终是2 V D.线圈中不产生感应电动势 3.N 匝线圈的总电阻为R,当它的磁通量由Φ1变到Φ2的过程中,通过线圈截面的总电量为 （ ） A.N(Φ2-Φ1)/ R B.(Φ2-Φ1)NR C.(Φ1-Φ2)/R D.R(Φ2-Φ1)/N 4.如图匀强磁场中,B=0.4 T,导体ab 长l=40 cm,以v=5 m/s 速度匀速向左运动,框架电阻不计,R ab=0.5 Ω.求:(1)导体向右匀速运动时,I 感多大？ (2)感应电功率多大? （猜想）：感应电动势的大小可能与哪些因素有关 试验方法 实验器材 电流表1只，条形磁铁2个，1000匝的线圈1个，2000匝的线圈1个，导线 实验步骤
高中物理第1、2章电磁感应楞次定律和自感现象 23单 元测试鲁科版选修32 一、选择题（每小题5分，共20分） 1、下列关于感应电动势的说法中，正确的是（） A．不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势 B．感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量的变化量成正比 C．感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量的变化率成正比 D．感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量多少无关，但跟单位时间内穿过回路的磁通量变化有关 2、如图所示装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近 的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是（） A．电键S接通的瞬间 B．电键S接通后，电路中电流稳定时 C．电键S接通后，滑线变阻器触头滑动的瞬间 D．电键S断开的瞬间 3、闭合线框abcd，自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场，当 它经过如图所示的三个位置时，感应电流的方向是（） A．经过Ⅰ时，a→d→c→b→a B．经过Ⅱ时，a→b→c→d→a C．经过Ⅱ时，无感应电流 D．经过Ⅲ时，a→b→c→d→a 4、在闭合线圈上方有一条形磁铁自由下落，直至穿过线圈的过程中，下列说法中正确 的是（） A．磁铁在下落过程中机械能守恒 B．磁铁的机械能增加 C．磁铁的机械能有时增加有时减少 D．线圈增加的内能是由磁铁减少的机械能转化而来的 二、填空题（每小题4分，共12分） 5、如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。 如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了 一下，那么合上电键后，将原线圈迅速插入副线 圈时，电流计指针_______________（填“向右偏 一下”、“向左偏一下”或“不偏”）；原线圈插入 副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时， 电流计指针________________（填“向右偏一下”、 “向左偏一下”或“不偏”）。 6、如图所示，在磁感应强度B为0.4T 的匀强磁场中，让长为0.2m 的导体棒ab在金属框上以6m/s的速度向右移动，此时感应电 动势大小为_________V。如果R1=6Ω，R2=3Ω，其余部分电阻 不计，则通过ab的电流大小为_________A。
第3讲 法拉第电磁感应定律及其应用 一、感应电流的产生条件 1、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化，因此研究磁通量的变化是关键，由磁通量的广义公式中φθ=B S ·sin （θ是B 与S 的夹角）看，磁通量的变化?φ可由面积的变化?S 引起；可由磁感应强度B 的变化?B 引起；可由B 与S 的夹角θ的变化?θ引起；也可由B 、S 、θ中的两个量的变化，或三个量的同时变化引起。 2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，可以产生感应电动势，感应电流，这是初中学过的，其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。 3、产生感应电动势、感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。 二、法拉第电磁感应定律 公式一： t n E ??=/φ 注意: 1)该式普遍适用于求平均感应电动势。 2)E 只与穿过电路的磁通量的变化率??φ/t 有关, 而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关。 公式t n E ??=φ 中涉及到磁通量的变化量?φ的计算, 对?φ的计算, 一般遇到有两种情况: 1)回路与磁场垂直的面积S 不变, 磁感应强度发生变化, 由??φ=BS , 此时S t B n E ??=, 此式中的??B t 叫 磁感应强度的变化率, 若 ??B t 是恒定的, 即磁场变化是均匀的, 那么产生的感应电动势是恒定电动势。 2)磁感应强度B 不变, 回路与磁场垂直的面积发生变化, 则??φ=B S ·, 线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属这种情况。 严格区别磁通量φ, 磁通量的变化量?φB 磁通量的变化率 ??φ t , 磁通量φ=B S ·, 表示穿过研究平面的磁感线的条数, 磁通量的变化量?φφφ=-21, 表示磁通量变化的多少, 磁通量的变化率 ??φ t 表示磁通量变化的快慢, 公式二: θsin Blv E = 要注意: 1)该式通常用于导体切割磁感线时, 且导线与磁感线互相垂直(l ⊥B )。 2)θ为v 与B 的夹角。l 为导体切割磁感线的有效长度(即l 为导体实际长度在垂直于B 方向上的投影)。 公式Blv E =一般用于导体各部分切割磁感线的速度相同, 对有些导体各部分切割磁感线的速度不相同的情况, 如何求感应电动势？ 如图1所示, 一长为l 的导体杆AC 绕A 点在纸面内以角速度ω匀速转动, 转动的区域的有垂直纸面向里的匀强磁场, 磁感应强度为B , 求AC 产生的感应电动势, 显然, AC 各部分切割磁感线的速度不相等, v v l A C ==0,ω, 且AC 上各点的线速度大小与半径成 正比, 所以AC 切割的速度可用其平均切割速v v v v l A C C =+==222ω, 故2 2 1l B E ω=。 ω2 2 1BL E = ——当长为L 的导线，以其一端为轴，在垂直匀强磁场B 的平面内，以角速度ω匀速转动时，其两端感应电动势为E 。
高中物理学习材料 （灿若寒星**整理制作） 第4章第4节 (本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！) 一、选择题 1．如下图所示的几种情况中，金属导体中产生的感应电动势为Bl v的是() A．乙和丁B．甲、乙、丁 C．甲、乙、丙、丁D．只有乙 解析：公式E＝Bl v中的l应指导体的有效切割长度，甲、乙、丁中的有效长度均为l，电动势E＝Bl v，而丙有效长度为l sin θ，电动势E＝Bl v sin θ，故B项正确．答案： B 2．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，如线圈所围面积里的磁通量随时间变化的规律如下图所示，则线圈中() A．0时刻感应电动势最大 B．0.05 s时感应电动势为零 C．0.05 s时感应电动势最大 D．0～0.05 s这段时间内平均感应电动势为0.4 V
解析： 由法拉第电磁感应定律E ＝ΔΦΔt ，在Φ－t 图象ΔΦ Δt 为某点斜率，0时刻和0.1 s 时刻斜率绝对值最大，表明电动势值最大，0.05 s 时刻斜率为零，则电动势为零，0～0.05 s 时间内平均感应电动势为0.4 V ，故选项A 、B 、D 正确． 答案： ABD 3．在匀强磁场中，有一个接有电容器的导线回路，如下图所示，已知电容C ＝30 μF ，回路的长和宽分别为L 1＝8 cm ，L 2＝5 cm ，磁场以5×10－ 2 T/s 的速率增强，则( ) A ．电容器带电荷量为2×10－ 9 C B ．电容器带电荷量为4×10－ 9 C C ．电容器带电荷量为6×10－9 C D ．电容器带电荷量为8×10－ 9 C 解析： 根据法拉第电磁感应定律：回路中的感应电动势即等于电容器充电电压E ＝ ΔΦ Δt ＝ΔB ·L 1L 2Δt ＝5×10－2×0.05×0.08 V ＝2×10－4 V 电容器的带电荷量为q ＝CE ＝30×10－ 6×2×10－ 4 C ＝6×10－ 9 C 可见，C 项正确． 答案： C 4．如下图甲所示，用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m ，正方形的一半放在和纸面垂直向里的匀强磁场中．当磁场以每秒10 T 的变化率增加时，线框中a 、b 两点电势差( ) A ．U ab ＝0.1 V B ．U ab ＝－0.1 V C ．U ab ＝0.2 V D ．U ab ＝－0.2 V 解析： 当闭合线框不变化而磁场变化时，在线框中会产生感应电动势，如果磁场均匀变化时，会产生恒定的感应电动势，感应电动势的大小仍用法拉第电磁感应定律求解．此题线框的左边部分相当于电源．画出等效电路如图乙所示，由题意得ΔB Δt ＝10 T/s ，E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt ·S ＝10×0.222 V ＝0.2 V ，U ab ＝IR ＝E r 2＋r 2·r 2＝0.2r ×r 2 V ＝0.1 V ．由楞次定律可知，线框内的感 应电流方向为a →b ，a 点电势低于b 点电势．故正确答案为B. 答案： B 5．(2011·深圳高二检测)如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd ，现将导体框分别朝两个方向以v 、3v 速度匀速拉出磁
楞次定律 1．右手定则：将右手手掌伸平，使大拇指与其余并拢四指垂直，并与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，大拇指指向导体运动方向，这时四指所指的就是感应电流的方向． 2．楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化． 3．下列说法正确的是( ) A．感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反 B．感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同，也可能相反C．楞次定律只能判定闭合回路中感应电流的方向 D．楞次定律可以判定不闭合的回路中感应电动势的方向 4．如图1所示，一线圈用细杆悬于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，Ⅱ，Ⅲ时(位置Ⅱ正好是细杆竖直位置)，线圈内的感应电流方向(顺着磁场方向看去)是( ) 图1 A．Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ位置均是顺时针方向 B．Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ位置均是逆时针方向C．Ⅰ位置是顺时针方向，Ⅱ位置为零，Ⅲ位置是逆时针方向 D．Ⅰ位置是逆时针方向，Ⅱ位置为零，Ⅲ位置是顺时针方向 5．如图2所示，当导体棒MN在外力作用下沿导轨向右运动时，流过R的电流方向是( ) 图2 A. 由A→B B. 由B→A C．无感应电流 D．无法确定 【概念规律练】 知识点一右手定则 1.如图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，导体ab上的感应电流方向为a→b的是( )
2．如图3所示，导线框abcd 与通电直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流并通过ad 和bc 的中点，当线框向右运动的瞬间，则( ) 图3 A ．线框中有感应电流，且按顺时针方向 B ．线框中有感应电流，且按逆时针方向 C ．线框中有感应电流，但方向难以判断 D ．由于穿过线框的磁通量为零，所以线框中没有感应电流 知识点二 楞次定律的基本理解 图4 3．如图4所示为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY 运动(O 是线圈中心)，则( ) A ．从X 到O ，电流由E 经G 流向F ，先增大再减小 B ．从X 到O ，电流由F 经G 流向E ，先减小再增大 C ．从O 到Y ，电流由F 经G 流向E ，先减小再增大 D ．从O 到Y ，电流由 E 经G 流向 F ，先增大再减小 应用楞次定律判断感应电流的一般步骤： 原磁场方向及穿过回路的磁通量的增减情况 ――→楞次定律感应电流的磁场方向――→安培定则感应电流的方向 4．如图5所示，一均匀的扁平条形磁铁的轴线与圆形线圈在同一平面内，磁铁中心与圆心重合，为了在磁铁开始运动时线圈中能得到逆时针方向的感应电流，磁铁的运动方式应是( ) 图5 A ．N 极向纸内，S 极向纸外，使磁铁绕O 点转动 B ．N 极向纸外，S 极向纸内，使磁铁绕O 点转动 C ．磁铁在线圈平面内顺时针转动 D ．磁铁在线圈平面内逆时针转动
(时间：90分钟，满分：100分) 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只 有一个选项正确) 1．关于楞次定律，可以理解为() A．感应电流的磁场总是阻碍原磁场 B．感应电流产生的效果总是阻碍导体与磁体间的相对运动 C．若原磁通量增加，感应电流的磁场与原磁场同向；若原磁通量减少，感应电流的磁场 跟原磁场反向 D．感应电流的磁场总是与原磁场反向 解析：选B．感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化，但阻碍不等于反向，楞次定律的 另一种表述为“感应电流产生的效果总是阻碍导体与磁体间的相对运动”． 2.如图所示为日光灯电路，关于该电路，以下说法中正确的是() A．启动过程中，启动器断开瞬间镇流器L产生瞬时高电压 B．日光灯正常发光后，镇流器和启动器一样都不起作用了，且灯管两端电 压低于电源电压 C．日光灯正常发光后启动器是导通的 D．图中的电源可以是交流电源，也可以是直流电源 解析：选A.日光灯是高压启动，低压工作，启动时，启动器断开，镇流器产生瞬时高压，正常发光后，镇流器起降压限流的作用，而此时启动器是断开的；镇流器只对交流电起作用，由此可见，A正确． 3．如图所示，当磁铁突然向铜环运动时， 铜环的运动情况是() A．向右摆动 B．向左摆动 C．静止 D．不能判定 解析：选A.法一：躲闪法．磁铁向右运动，使铜环的磁通量增加而产生感应电流，由楞次定律可知，为阻碍原磁通量的增大，铜环必向磁感线较疏的右方运动，即往躲开磁通量增加的方向运动． 法二：等效法．磁铁向右运动，将铜环产生的感应电流等效为如图所示的 条形磁铁，则两磁铁有排斥作用． 4．用如图所示的实验装置研究电磁感应现象．当有电流从电流表的 正极流入时，指针向右偏转．下列说法正确的是() A．当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针向左偏转 B．当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针向右偏转 C．保持磁铁在线圈中静止，电流表指针不发生偏转 D．磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流 表指针向左偏转 解析：选C.由题图可知，原磁场方向向下，磁铁插入时，原磁通量增大，感应电流磁场向上，感应电流由正接线柱流入电流表，指针向右偏，A错误．磁铁拔出时，原磁通量减小，感应电流磁场向下，感应电流由负接线柱流入电流表，指针向左偏，B错误．C、D两项中穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，电流表指针不偏转，C正确，D错误．