电磁感应左右手定则及楞次定律的应用
一、右手螺旋定则
直线电流的磁场立体图、横截面、纵截面：
通电螺线管的磁场立体图、横截面、纵截面：
环形电流的磁场立体图、横截面、纵截面：
例（1）
一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方,如图所示,若带电粒子飞过小磁针上方的瞬间,小
磁针N极向纸内偏转,带电粒子可能是( )
A.向右飞行的正粒子束
B.向左飞行的正粒子束
C.向右飞行的负粒子束
D.向左飞行的负粒子束
二左手定则
在图中表示电流I、磁场B磁场对电流的作用力F三者的方向正确的是（）
例题２.在各图所示中，表示磁场方向、电流方向及导线受力方向正确的是（）
例三、如图所示，原来静止的圆形线圈通过逆时针方向的电流I，在其直径AB上靠近B点处放一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线，长直导线通以垂直于纸面向里方向的电流I',在I’的磁场作用下圆线圈将（）
A. 向左平动
B. 向右平动
C. 以直径AB为轴转动
D. 静止吧动
三产生感应电流的条件
四.感应电流方向的判定方法之——右手定则
伸开右手，让大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿入掌心，大拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向。
例4、如图所示，当导线MN在外力作用下沿导轨向右运动时，流过R的电流方向是（）A。由A->B
B 由B->A
C 无感应电流
D 无法确定
例5、如图所示,一闭合矩形线框从左向右匀速通过垂直于运动方
向的匀强有界磁场,线框中感应电流的说法中正确的是( )
A.线框进入磁场时感应电流为顺时针方向
B 线框进入磁场时感应电流为逆时针方向
C 线框出磁场时感应电流为顺时针方向
D 从线框左边进入磁场到右边出磁场前没有感应电流
五.感应电流方向的判定方法之——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阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
* * *运用楞次定律判定感应电流方向的步骤：
1明确穿过闭合回路的原磁场方向
2判断穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少
3依据楞次定律确定感应电流磁场方向
4利用安培定则判定感应电流方向
例6、如图，一个N极朝下的条形磁铁竖直下落，恰能穿过水平
放置的固定方形导线框，则（）
A磁铁通过图中位置(1)时，线框中感应电流方向沿abcd方向，
进过位置(2)时沿adcb方向。
B磁铁通过图中位置（1）时，线框中感应电流方向沿adcb方向，
进过位置（2）时沿abcd方向。
C磁铁经过（1）和（2）位置时，感应电流都沿abcd方向。
D磁铁经过（1）和（2）位置时，感应电流都沿adcb方向。
例7、一平面线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动,已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置I和位置II时,顺着磁场的方向看去,线圈中的感应电流方向分别为( )
例8、两圆环A,B位置于同一水平面上,其中A为均匀带电
绝缘环,B为导体环,但A以如图所示的方向绕中心转动,当
速度发生变化时,B中产生如图所示的感应电流则( )
A可能带正电,且转速减小
B可能带正电,且转速减大
C可能带负电,且转速减小
D可能带负电,且转速减大
六各种定则及楞次定律综合应用
常见的由四种:
1阻碍原磁通量(或原磁场)的变化
2通过改变线圈的面积来"反抗"(扩大或缩小)原磁通量的变化
3阻碍导体的相对运行(来拒去留)
4阻碍原电流的变化(自感现象)
例9`如图,光滑导轨MN水平放置,两根导体棒P、Q平行于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从上方向下落(未达导轨平面）的过程中，导体棒P、Q的运动情况是（）
A、P、Q相互靠拢
B、P、Q相互远离
C、P、Q均静止因磁铁下端的极性未知，无法判断
例10·如图，ab是一个可绕垂直于纸面向里的O轴转动的闭合矩形导线框,当滑动变阻器R 的滑片P从右向左滑动时,线圈ab将（）
A·保持静止不动 B`逆时针转动
C`顺时针转动D`发生转动，但因电源极性不明无法判断转动方向
例11·如图，当条形磁铁做下列运动时，线圈中的电流方向应是（从左向右看）（）
A`磁铁靠近线圈时，电流方向是逆时针的
B`磁铁远离线圈时，电流方向是顺时针的
C`磁铁向上平动时，电流方向是逆时针的
D`磁铁向下平动时，电流方向是顺时针的
例12·MN是一根固定的通电长导线，电流方向向上，今将一金属线框abcd放在导线上，让线圈的位置偏向导线左边，两者彼此绝缘，当导线中电流突然增大时，线框整体受力情况
A`受力向右 B·受力向左 C`受力向上 D`受力为零
13`如图,环形金属软弹簧套在条形磁铁的中央位置.若将弹簧沿半径向外拉,使其面积增大;则穿过弹簧所包围的面积的磁通量变化情况和是否产生感应电流及从左向右看时感应电流的方向是:( )
A`增大;有顺时针感应电流 B`减小;有逆时针感应电流
C`不变;无感应电流 D`磁通量变化情况无法确定,所以有无感应电流也无法确定
例14`如图,当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时,线圈C向右摆动情况是( ）Ａ．向左或右做匀速运动Ｂ．向左或向右做减速运动
Ｃ．向左或向右做加速运动Ｄ．只能向右做匀加速运动
例１５．如图，粗糙水平桌面上有一质量为ｍ的同质矩形线圈．当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线ＡＢ正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈收到的支持力Ｆｎ及在水平方向运动趋势的正确判断是（）
练习题：在图1中，一导体环被一绝缘细线悬挂在空中，在螺旋管附近正对螺线管放置，螺线管两端铜丝分别和两光滑平行金属导轨相连。另一导体MN与导轨接触良好，整个导轨处于垂直向里的匀强磁场中。若导体中产生了从右向左看是顺时针的电流。则导体MN可能的运动情况是（ )
A﹑向右加速运动B﹑向右减速运动C﹑向左加速运动D﹑向左减速运动
练习2，还在上图1中，同样一导体环被一绝缘细丝线悬挂在空中，在螺线管附近正对螺线管放置，螺线管绕线两端铜丝分别和两光滑平行金属导轨相连。另一导体MN与导轨接触良好，整个导轨处于垂直向里的匀强磁场中。若发现导体环向左偏离螺线管。则导体MN可能的运动情况是（）
Ａ、向右加速运动Ｂ、向右减速运动Ｃ、向左加速运动Ｄ、向左减速运动
练习３，如图２所示，四方形导线框ａｂｃｄ与导线在同一平面内，在直导线中通有方向向上的恒定电流Ｉ，当线框由左向右匀速通过直导线时，问：（１）线框中的感应电流的方向如何？（２）线框左右运动时受力如何？
“电磁感应”练习题
1．如图所示，导线框abcd 与导线AB 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，线框中感应电流的方向是：（A ） A ．先abcda ，再dcbad ，后abcda B ．先abcda ，再dcbad C ．始终是dcbad
D ．先abcda ，再abcda ，后dcbad 2．如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M 相连接.要使小线圈N 获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab 的运动情况是（BC ）
A ．向右匀速运动
B ．向左加速运动
C ．向右减速运动
D ．向右加速运动
3．如图所示，金属线圈竖直下落经过条形磁铁的过程中， 线圈平面始终保持水平，试判断线圈下落过程中感应电流的方向
.
4．如图所示，a 、b 圆形导线环处于同一平面，当a 环上
的电键S 闭合的瞬时，b 环中的感应电流沿什么方向？b 环受到
的安培力沿什么方向？
5．一矩形线圈在匀强磁场中向右作加速运动，如图所示，下列说法正确的是（AD ） A ．线圈中无感应电流，有感应电动势
B ．线圈中有感应电流，也有感应电动势
C ．线圈中无感应电流，无感应电动势
D ．a 、b 、c 、d 各点电势的关系是：U a ＝U b ，U c ＝U d ，U a >U d
（扩展：分别比较线圈进入磁场、全部进入磁场、穿出磁场时，a 、d 两点电势的高低）
6．如图所示，理想变压器左线圈与导轨相连接，导体棒ab 可在导轨上滑动，磁场方向垂直纸面向里，以下说法正确的是：
A ．ab 棒匀速向右滑，c 、d 两点中c 点电势高
B ．ab 棒匀加速右滑，c 、d 两点中d 点电势高
C ．ab 棒匀减速右滑，c 、d 两点中d 点电势高
D ．ab 棒匀加速左滑，c 、d 两点中c 点电势高
7．匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里，导体棒ab 长为L ，垂直磁场放置，ab 棒以a 端为轴在纸面内以角速度ω匀速转
动（如图所示），求a 、b 两端的电势差为多大？哪端电势高？
8.如图所示，两条半圆形轨道组成的圆平面垂直于磁感应强度为B 的匀强磁场，圆的直径为d ，一根长为D(D>d)的金属棒ab 在外力作用下以速度v 沿轨道由图的左端开始匀速滑动，除电阻R 外其它电阻均
不计，求：
（1）棒ab 在滑动中感应电流的最大值.(Bdv/R )
（2）滑动过程中感应电流的平均值.(πBdv/4R )
9．如图所示，有一闭合线圈放在匀强磁场中，线圈轴线和磁场方向成300角，磁场磁感应强度随时间均匀变化.若所用导线规格不变，用下述方法中哪一种可使线圈中感应电流增加一倍？（C ）
A ．线圈匝数增加一倍
I
b a
c
d b a c
d A
B
a
N M B
b 1
2 3
a b S v a b
d c a
b
d B c
b
a
R B a
b
ω
B ．线圈面积增加一倍
C ．线圈半径增加一倍
D ．改变线圈的轴线方向
10．有一个500匝的环形线圈，面积S=2000cm 2，电阻R=1000Ω，在匀强磁场中绕一个垂直与磁场的轴迅速转动，在线圈从平行于磁感线的位置转动900的时间内产生的感应电量为q=3×10-6C ，求磁感应强度的大小.(3×10-5T)
11．如图所示，面积为S 的圆形金属线圈，连接着一个电 容器，电容为C ，两板间距离为d ，一个质量为m 带电量为+q 的
微粒，在两板间保持静止，则：
（1）磁感应强度的变化率为多大？是增加还是减小？ （2）电容器所带电量是多大？
12．如图所示，在边长为2L 的正方形范围内，有磁感应强度为B 的匀强磁场.一电阻为R ，边长为L 的正方形导线框abcd ，沿垂直于磁感线方向以速度v 匀速通过磁场.从ab 边进入磁场计时.
（1）画出穿过线框磁通量随时间变化的图象. （2）画出线框中感应电流随时间变化的图象
（取逆时针方向的电流为正方向）
13．如图甲所示，abcd 为一边长为L ，具有质量的刚性导线框，位于水平面内，bc 边串联有电阻R ，导线的电阻不计，虚线表示匀强磁场区域的边界，它与线框的ab 边平行，磁场区域的宽度为2L ，磁感应强度为B ，方向竖直向下.线框在一垂直于ab 边的水平恒定拉力F 作用下，沿光滑水平面运动，直到通过磁场区域.已知ab 边刚进入磁场时，线框变为匀速运动，此时通过电阻R 的电流大小为i 0，试在乙图中的i ―x 坐标系内定性画出：从导线框刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，通过电阻R 的电流i 的大小随ab 边位置坐标x 变化的曲线.
14．一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正，在磁场中有一细金属圆环，线圈位于纸面内，如图甲所示.现令磁感应强度值B 随时间t 变化，先按图乙所示的0a 图线变化，后来又按bc 和cd
变化，令E 1、E 2、E 3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I 1、I 2、I 3分别表示对应的感应电流
（BD ） A ．E 1>E 2，I 1沿逆时针方向，I 2沿顺时针方向
B ．E 1 C ．E 1 D ． E 2=E 3，I 2沿顺时针方向，I 3沿顺时针方向 15．如图所示，水平放置的两平行导轨左侧连接电阻，其它电阻不计.导体MN 放在导轨上，在水平恒力F 的作用下，沿导轨向右运动，并将穿过方向竖直向下的有界匀强磁场，磁场边界PQ 与MN 平行，从MN 进入磁场开始计时，通过MN 的感应电流i 随时间t 的变化可能是下图中的（ACD ） C B m t 0 Bl 2 U l U l 2U l 3φ I t 0 U l U l 2U l 3R Bl U R Bl U - 2l x 0 2l 图甲 l R b a c d l d b B v a c 图乙 i 0 i x 0 l l 4l 3l 2t/s B B 0 0 a -B 0 1 3 5 7 9 b c d 乙 顺时针 甲 i i i i R M P F 16．把矩形线线圈从垂直于线圈平面的匀强磁场中匀速拉出，第一次速度为v 1，第二次速度为v 2=2 v 1，则两次拉力所做功之比为 1∶2 ；两次拉力功率之比为 1∶4 ；两次通过线圈截面电量之比为 1∶1 . 17．如图所示，在平行于水平地面的匀强磁场上方有三个线圈，从相同的高度由静止开始同时下落。三个线圈都是由相同的金属材料制成的大小相同的正方形线圈.A 线圈有一个缺口，B 、C 都是闭合的，但是B 线圈的导线比C 线圈的粗， 关于它们落地时间的说法正确的是（BD ） A ．三线圈落地时间相同 B ．三线圈中A 落地时间最短 C ．B 线圈落地时间比C 线圈短 D ．B 、C 两线圈落地时间相同 18．两只构造完全相同的电流表连接如图，现在用外力把左边的指针向右拨动一下，问左边指针在右拨过程中，右边的指针将发生什么情况？（C ） A ．不动 B ．向右摆 C ．向左摆 D ．无法确定 19．如图所示，置于水平面的平行金属导轨不光滑，导轨一端连接电阻R ，其它电阻不计，垂直于导轨平面有一匀强磁场，磁感应强度为B ，当一质量为m 的金属棒ab 在水平恒力F 作用下由静止向右滑动时（CD ） A ．外力F 对ab 棒做的功等于电路中产生的电能 B ．只有在棒ab 做匀速运动时，外力F 做的功才等于电路中产生的电能 C ．无论棒ab 做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电 路中产生的电能 D ．棒ab 匀速运动的速度越大，机械能转化为电能的效率越高 20．如图所示，竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T ，并且以 s T t B /1.0=??在变化.水平轨道电阻不计，且不计摩擦阻力，宽0.5m 的导轨上放一电阻R 0=0.1Ω的导体棒，并用水平线通过定滑轮吊着质量为M=0.2kg 的重物，轨道左端连接的电阻R=0.4Ω，图中的L=0.8m ，求至少经过多长时间才能吊起重 物.(495s) 21．如图所示，水平放置的两条光滑平行金属导轨相距为d ，处在竖直的匀强磁场中，磁感应强度为B.导轨左侧连接有阻值为R 的电阻，导轨上放有质量为m ，阻值为r 的导体棒MN ， MN 在水平恒力F 作用下沿导轨向右运动，导轨电阻不计，求： （1）导体棒MN 可以达到的最大速度. （2）导体棒MN 速度为最大速度1/3时的加速度. （3）导体棒MN 达到最大速度时撤去F ，求这以后 电阻R 释放的焦耳热. 22．一个边长为a ，匝数为N 的正方形线圈，它的电阻为R ， 在向右的外力作用下使线圈以速度v 匀速通过磁感应强度为B 的匀强 磁场区域.线圈平面与磁感线垂直，设磁场的宽度为b.如果ab ，整个线圈通过磁 场的过程中外力做功为多少？ A B C h 左 右 b R a F B N R M F B B R a b L B b a 23．如图所示，质量为m ，高度为h 的矩形导体线框在竖直面内由静止开始自由下落.它的上下两边始终保持水平，途中恰好匀速通过一个有理想边界的匀强磁场区域，则线框在此过程中产生的热量为（B ） A ．mgh B ．2mgh C ．大于mgh ，小于2mgh D ．大于2mgh 24．如图所示，两根相距d=0.20m 的平行金属长轨道固定在同一水平面内，并处于竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.20T ，导轨上横放着两条金属细杆，构成矩形回路，每条金属细杆的电阻r=0.25Ω，回路其余部分的电阻不计.已知两金属细杆在平行于导轨拉力的作用下沿导轨向相反的方向匀速平移，速 度大小都为v =5m/s ，不计摩擦. （1）求作用于每条细杆的拉力大小.(3.2×10－ 2N) （2）求两金属细杆在间距增大0.40m 的滑动过程 中共产生的热量. (1.28×10－ 2J) 25．如图所示，金属杆ab 和cd 长均为L ，电阻均为R ，质量 分别为M 和m(M>m)，用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软 导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧， 两金属杆都处在水平位置.整个装置处在一与回路平面相垂直的匀强磁 场中，磁感应强度为B.若金属棒正好匀速向下运动，求运动的速度. 26．如图所示，U 形导体框架宽L=1m ，与水平面成α=300角，倾斜放置在匀强磁场中，磁感应强度B=0.2T ，垂直框面向上.在框架上垂直框边放一根质量m=0.2kg ，有效电阻R=0.1Ω的导体棒ab ，从静止起 沿框架无摩擦下滑， 设框架电阻不计，框架足够长，取g=10m/s 2 ，求： （1）ab 棒下滑的最大速度.(2.5m/s) （2）在最大速度时，ab 棒上释放的电功率.(2.5W) 27．如图所示，长为L=0.5m 的金属棒质量为m=0.1kg ，放在倾角为θ=370的平行金属导轨上，导轨末端接电阻R=0.1Ω，棒和导轨的电阻不计，棒和导轨间的动摩擦因数为μ=0.2，竖直向上的磁感应强度为B=0.5T ，当用F=1N 的力沿倾斜导轨向上拉动时，棒的最大速度为多大？（取g=10m/s 2）（7.06m/s ） 28．两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为l ，导轨上面横放着两根导体棒ab 和cd ，构成矩形回路，如图所示.两根导体棒的质量皆为m ，电阻皆为R ，回路中其余部分的电阻不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B.设两导体棒均可沿轨道无摩擦地滑行.开始时，棒cd 静止，棒ab 有指向cd 的初速度v 0(见图).若两导体棒在运动中始终不接触，求： （1）在运动中产生的焦耳热量最多是多少？ （2）当ab 棒的速度变为初速度的3/4时， cd 棒的加速度是多少？( Rm v l B mv 4,410 2 220) 29．可绕固定轴OO /转动的正方形线框的边长l =0.5m ，仅ab 边有质量m=0.1kg ，线圈的总电阻R=1Ω， 不计摩擦和空气阻力.线框从水平位置由静止 释放，到达竖直位置历时t=0.1s ，设线框始终处在方向竖直向下， 磁感应强度B=4×10-2T 的匀强磁场中，如图所示，求： h h B v v a c m d M b L B α α a b l d c b a B v 0 a d O ′ θ M N B R （1）这个过程中平均电流的大小和方向.(0.1A ，b →a →d →c →b) （2）若这个过程中产生的焦耳热Q=0.3J ，求线框到达竖直 位置时ab 边受到的安培力的大小和方向.( 8×10-4N ，水平向左) 解：（1）在△t=0.1s 内，线框磁通量的变化△Φ=Bl 2 由法拉第电磁感应定律得平均感应电动势： V V t E 1.01 .05.01042 2=??=??Φ=- 平均电流A A R E I 1.01 1 .0=== 由愣次定律判断电流的方向为：b →a →d →c →b （2）根据能的转化和守恒定律得： 2 2 1mv Q mgl + = 到达竖直位置时： s m s m m Q mgl v /2/1 .0) 3.05.0101.0(2) (2=-??= -= 此时线框中的电流： A A R Blv I 04.01 25.01042=???==- ab 边受到的安培力： F =BIl =4×10－2×0.04×0.5N =8×10－4 N . 由左手定则判定，安培力的方向水平向左. 30．如图所示，足够长的光滑金属框竖直放置，宽度为L ＝ 0.5m ，框电阻不计，匀强磁场磁感应强度B ＝1T ，方向与框面垂直，金 属棒MN 的质量为100g ，电阻1Ω。现让MN 无初速地释放并与框 保持接触良好地竖直下落，从释放到达到最大速度的过程中通过棒某 一截面的电量为2C ，求此过程中回路产生的电能.（空气阻力不计，取g=10m/s 2）(3.2J) 31．N 匝闭合线框长L 1、宽L 2、总电阻为r ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO / 匀速转动，转动的角速度为ω，如图所示，试求： （1）线圈转动过程中，感应电动势、感应电流、和磁力矩的最大值. （2）当线框平面与中性面的夹角为α时的感应电动势、感应电流、 和磁力矩. (NB ωL 1L 2，NB ωL 1L 2/r ，N 2B 2ωL 12L 22 /r ；NB ωL 1L 2sin α，NB ωL 1L 2sin α/r ，N 2B 2ωL 12L 22sin 2α/r) M N L a O B O ′ b c d L 1 L 2 电磁感应现象楞次定律练习题 1.发现电流磁效应现象的科学家是___________，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是__________，发现电磁感应现象的科学家是___________，发现电荷间相互作用力规律的的科学家是___________。 2．位于载流长直导线近旁的两根平行铁轨A和B，与长直导线平行且在同一水平面上，在铁轨A、B上套有两段可以自由滑动的导体CD和EF，如图所示， 若用力使导体EF向右运动，则导体CD将（） A．保持不动 B．向右运动 C．向左运动 D．先向右运动，后向左运动 3．如图所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有 ( ) A．闭合电键K B．闭合电键K后，把R的滑片右移 C．闭合电键K后，把P中的铁心从左边抽出 D．闭合电键K后，把Q靠近P 4．如图所示是家庭用的“漏电保护器”的关键部分的原理图，其中P是一个变压器铁芯，入户的两根电线(火线和零线)采用双线绕法，绕在铁芯的一侧作为原线圈，然后再接入户内的用电器．Q是一个脱扣开关的控制部分(脱扣开关本身没有画出，它是串联在本图左边的火线和零线上，开关断开时，用户的供电被切断)，Q接在铁芯 另一侧副线圈的两端a、b之间，当a、b间没有电压时，Q使得脱 扣开关闭合，当a、b间有电压时，脱扣开关即断开，使用户断电． (1)用户正常用电时，a、b之间有没有电压？ (2)如果某人站在地面上，手误触火线而触电，脱扣开关是否会断开？为什么？ 5．如图所示为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，其中能产生由a到b的感应电流的是( ) 6.如图所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与 螺线管截面平行。当电键S接通瞬间，两铜环的运动情况是( ) A．同时向两侧推开 B．同时向螺线管靠拢 C．一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体 判断 感应电流方向的判断楞次定律 一、基础知识 （一）感应电流方向的判断 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)适用情况：所有的电磁感应现象． 2、右手定则 (1)内容：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个平面内，让磁 感线从掌心进入，并使拇指指向导体运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向． (2)适用情况：导体棒切割磁感线产生感应电流． 3、利用电磁感应的效果进行判断的方法： 方法1：阻碍原磁通量的变化——“增反减同”． 方法2：阻碍相对运动——“来拒去留”． 方法3：使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩” 方法4：阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”. （二）利用楞次定律判断感应电流的方向 1、楞次定律中“阻碍”的含义 2、楞次定律的使用步骤 （三）“一定律三定则”的应用技巧 1、应用现象及规律比较 2 无论是“安培力”还是“洛伦兹力”，只要是“力”都用左手判断． “电生磁”或“磁生电”均用右手判断． 二、练习 1、下列各图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是 ( ) 2、如图所示，一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，环中的感应电流(自左向右看) ( ) A．沿顺时针方向 B．先沿顺时针方向后沿逆时针方向 C．沿逆时针方向D．先沿逆时针方向后沿顺时针方向 3、如图所示，当磁场的磁感应强度B增强时，内、外金属环上的感应电流的方向应为( ) A．内环顺时针，外环逆时针 B．内环逆时针，外环顺时针 C．内、外环均为顺时针D．内、外环均为逆时针 4、如图所示，在直线电流附近有一根金属棒ab，当金属棒以b端为圆心，以ab为半径，在过导线的平面内匀速旋转到达图中的位置时( ) A．a端聚积电子 B．b端聚积电子 C．金属棒内电场强度等于零 D．U a>U b 5、金属环水平固定放置，现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放， 在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环( ) A．始终相互吸引 B．始终相互排斥 C．先相互吸引，后相互排斥 D．先相互排斥，后相互吸引 6、如图所示，ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R 的滑片P自左向右滑动过程中，线圈ab将( ) A．静止不动 B．逆时针转动 C．顺时针转动 D．发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动的方向 答案C “右手定则”与”左手定则”的统一 北京景山学校远洋分校 肖伟华 一、电磁学中的左手定则与右手定则 左右手定则是电磁学中两个非常重要的定则。左手定则用来判断电流在磁场中 受力的方向，右手定则用来判断导体棒在磁场中做切割磁感线运动时产生的感应电 流的方向。两个定则的操作方法如下： 1、左手定则：如图一，左手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌 在一个平面内。 把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流所指 方向，则大拇所指指的方向就是导体受力的方向。 2、右手定则：如图二，右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手 掌在一个平面内。 把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指导体 运动方向，则四指所指的方向就是导体中感应电流的方向。 二、学生在实际学习与应用中的困惑 1、 左右定则混淆。学生的困惑在于不知何时该用左手定则，何时该用右 手定则，判断的依据不明，导致左右手定则经常混淆。 2、 右手定则与安培定责的混淆。右手定则与安培定则都是用右手，一不注意就会混淆。 3、 教师的努力与失策。为了让学生正确区分左右手定则，教师们绞尽了脑汁，各有高招。有的老师总结出“右发左电”的口诀，还有的老师则从“力”和“电”两个字的书写做文章。如“力”的最后一笔是向左的，因此，在判断电流受力时用左手；“电”的最后一笔是向右的，因此，在判断磁生电时用右手。凡此种种，不一而足。然而在实际教学中，效果仍不理想，还是有同学会混。究其原因，是因为没有从“根上”解决问题。因为无论是电流在磁场中受力问题还是导体在磁场中运动产生电流的问题，都涉及到“电”，学生在拿到一个具体问题以后，还是犹豫该用左手定则，还是该用右手定则。另外，在右手定则的表述中“右手四指指导体中电流的方向”，没有揭示电磁感应真正的本质，在遇到判断电路中“电势高低”或求导体棒两端电压等一类问题时，学生常常根据“电流从高电势向低电势流动”为依据，把作为电源的导体两端电势高低判断错，而计算导体棒两端的电压时，不是算成电动势就是算成内电压。老师苦恼:学生怎么老学不会?学生郁闷:怎么老做错？ 有没有简单易行的方法解决这些问题呢？笔者在多年的教学中，总结出把“左、右手定则”统一为“左手定则”的做法，取得了很好的效果。 三、右手定则与左手定则的统一 图一 图二 2020高考物理 电磁感应定律 楞次定律（含答案） 1.如图所示，一水平放置的N 匝矩形线框面积为S ，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向斜向上，与水平面成30°角，现若使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置，则此过程中磁通量的改变量的大小是( ) A.3－1 2BS B.3＋1 2NBS C. 3＋1 2 BS D. 3－1 2 NBS 答案 C 2.(多选)涡流检测是工业上无损检测的方法之一，如图所示，线圈中通以一定频率的正弦交流电，靠近待测工件时，工件内会产生涡流，同时线圈中的电流受涡流影响也会发生变化。下列说法中正确的是( ) A ．涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化 B ．涡流的频率等于通入线圈的交流电频率 C ．通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力 D ．待测工件可以是塑料或橡胶制品 答案 ABC 3.如图所示，ab 为一金属杆，它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a 点在纸面内转动；S 为以a 为圆心位于纸面内的金属环；在杆转动过程中，杆的b 端与金属环保持良好接触；A 为电流表，其一端与金属环相连，一端与a 点良好接触。当杆沿顺时针方向转动时，某时刻ab 杆的位置如图所示，则此时刻( ) A．有电流通过电流表，方向由c向d，作用于ab的安培力向右 B．有电流通过电流表，方向由c向d，作用于ab的安培力向左 C．有电流通过电流表，方向由d向c，作用于ab的安培力向右 D．无电流通过电流表，作用于ab的安培力为零 答案A 4．(多选)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈端点的金属环被弹射出去。现在固定线圈左侧同一位置，先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环，且电阻率ρ铜<ρ铝。闭合开关S的瞬间() A．从左侧看环中感应电流沿顺时针方向 B．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 C．若将环放置在线圈右方，环将向左运动 D．电池正负极调换后，金属环不能向左弹射 答案AB 5．如图所示，矩形金属线框abcd放在水平桌面上，ab边和条形磁铁的竖直轴线在同一竖直平面内，现让条形磁铁沿ab边的竖直中垂线向下运动，线框始终静止。则下列说法正确的是() 第九章电磁感应 [学习目标定位] 考查的题型一般多为选择，考查的难度中等，试题的 第1单元电磁感应现象__楞次定律 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 表述1 闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动。 表述2 穿过闭合电路的磁通量发生变化。 3．楞次定律 (1)内容：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． (2)适用范围：一切电磁感应现象。 4．右手定则 (1)内容：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个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。 (2)适用情况：导体切割磁感线产生感应电流。 [试一试] 2．电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图9－1－4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( ) 图9－1－4 A．从a到b，上极板带正电B．从a到b，下极板带正电 C．从b到a，上极板带正电D．从b到a，下极板带正电 解析：选D 由楞次定律知线圈中感应电流方向从上向下看为逆时针，线圈下端为电源正极，所以流过R的电流方向为从b向a，电容器下极板带正电，故D正确，A、B、C错误。 [例1] (2011·上海高考)如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中( ) A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 B．感应电流的方向一直是逆时针 C．安培力方向始终与速度方向相反 D．安培力方向始终沿水平方向 [例2] 如图9－1－6所示，水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场，电场竖直向下，磁场垂直纸面向外。半圆形铝框从直径处于水平位置时，沿竖直平面由静止开始下落。不计阻力，a、b两端落到地面的次序是( ) 图9－1－6 A．a先于b B．b先于a C．a、b同时落地D．无法判定 第九章电磁感应 课时作业27电磁感应现象楞次定律 时间：45分钟满分：100分 一、选择题(8×8′＝64′) 图1 1．如图1所示，一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线处于同一平面，而且处在两导线的中央，则() A．两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零 B．两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零 C．两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都相等 D．因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零 解析：两电流同向时，在线圈范围内，产生的磁场方向相反，大小对称，穿过线圈的磁通量为零，A正确，BCD不正确． 答案：A 图2 2．位于载流长直导线近旁的两根平行铁轨A和B，与长直导线平行且在同一水平面上，在铁轨A、B上套有两段可以自由滑动的导体CD和EF，如图2所示，若用力使导体EF向右运动，则导体CD将() A．保持不动 B．向右运动 C．向左运动 D．先向右运动，后向左运动 解析：当EF向右运动时，由右手定则，有沿FECD逆时针方向的电流，再由左手定则， 得CD受力向右，选B.本题也可以直接由楞次定律判断，由于EF向右，线框CDFE面积变大，感应电流产生的效果是阻碍面积变大，即CD向右运动． 答案：B 图3 3．如图3所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有() A．闭合电键K B．闭合电键K后，把R的滑片右移 C．闭合电键K后，把P中的铁心从左边抽出 D．闭合电键K后，把Q靠近P 解析：当闭合电键K时，Q中的磁场由无变有，方向向右，由楞次定律，Q产生的感应电流方向如题图，A正确．闭合电键K后，把Q靠近P时，Q中的磁场变强，方向向右，由楞次定律，Q产生的感应电流方向如题图，D正确，B、C不正确． 答案：AD 图4 4．如图4所示，在光滑水平桌面上有两个金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁，当条形磁铁自由下落时，将会出现的情况是() A．两金属环将相互靠拢 B．两金属环将相互分开 C．磁铁的加速度会大于g D．磁铁的加速度会小于g 解析：当条形磁铁自由下落时，金属圆环中的感应电流产生的效果总是阻碍磁通量增大，阻碍磁铁发生相对运动，磁铁加速度小于g，同时，金属圆环向远处运动，有使磁通量变小的趋势，B、D正确． 答案：BD h 感应电流方向的判断 楞次定律 一、基础知识 （一）感应电流方向的判断 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)适用情况：所有的电磁感应现象． 2、右手定则 (1)内容：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个平面内，让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导体运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流 的方向． (2)适用情况：导体棒切割磁感线产生感应电流． 3、利用电磁感应的效果进行判断的方法： 方法1：阻碍原磁通量的变化——“增反减同”．方法2：阻碍相对运动——“来拒去留”． 方法3：使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”方法4：阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”. （二）利用楞次定律判断感应电流的方向1、 楞次定律中“阻碍”的含 义 2、 楞次定律的使用步骤 n d A l l t h i n （三）“一定律三定则”的应用技巧1、应用现象及规律比较基本现象 应用的定则或定律 运动电荷、电流产生磁场 安培定则磁场对运动电荷、电流有作用力 左手定则部分导体做切割磁感线运动右手定则电磁感应闭合回路磁通量变化 楞次定律 2、应用技巧无论是“安培力 ”还是“洛伦兹力”，只要是“力”都用左手判断．“电生磁”或“磁生电”均用右手判断． 二、练习 1、下列各图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是 ( ) 答案 CD 解析 根据楞次定律可确定感应电流的方向：以C 选项为例，当磁铁向下运动时：(1)闭合线圈原磁场的方向——向上；(2)穿过闭合线圈的磁通量的变化——增加；(3)感应电流产生的磁场方向——向下；(4)利用安培定则判断感应电流的方向——与图中箭头方向相同．线圈的上端为S 极，磁铁与线圈相互排斥．运用以上分析方法可知，C 、D 正确． 2、如图所示，一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，环中的感应电流(自左向右看) ( ) A ．沿顺时针方向 B ．先沿顺时针方向后沿逆时针方向 C ．沿逆时针方向 D ．先沿逆时针方向后沿顺时针方向 第1课时 电磁感应现象 楞次定律 一、对磁通量的理解 1．如图1所示，正方形线圈abcd 位于纸面内，边长为L ，匝数为N ，过ab 中点和cd 中点的连线OO ′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B ，则穿过线圈的磁通量为 ( ) A.BL 22 B.NBL 22 C ．BL 2 D ．NBL 2 答案 A 2.如图所示，一水平放置的N 匝矩形线框面积为S ，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向斜向上，与水平面成30 °角，现若使矩形线框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置，则此过程中磁通量的改变量的大小是( ) A.3－12BS B.3＋1 2 NBS C. 3＋12BS D.3－1 2NBS [答案] C 二、磁感应现象 1.法拉第圆盘发电机中，似乎穿过闭合电路的磁通量没有变化，怎么能产生感应电流？ 提示：随着圆盘的转动，定向运动电子受到洛伦兹力作用，造成正、负电荷分别向圆盘中心和边缘累积，产生电动势，进而产生感应电流。也可把圆盘看成由许多根“辐条”并联，圆盘转动，每根“辐条”做切割磁感线运动产生电动势，进而产生感应电流。 2.如图所示，能产生感应电流的是 ( ) 答案 B 3．(2014·宁波期末)如图9－1－17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( ) 图9－1－17 解析：选B 4. 如图9－1－8所示，一个U 形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab ，有一个磁感应强度为B 的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ。在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是( ) 图9－1－8 A ．ab 向右运动，同时使θ减小 B ．使磁感应强度B 减小，θ角同时也减小 C ．ab 向左运动，同时增大磁感应强度B D ．ab 向右运动，同时增大磁感应强度B 和θ角(0°<θ<90°) 变，D 错误。 5.（2012山西四校第二次联考）．如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面，在下列情况中线圈产生感应电流的是（ ） A ．导线中电流强度变大 B ．线框向右平动 C ．线框向下平动 D ．线框以ab 边为轴转动 答案：ABD 6．带电圆环绕圆心在圆环所在平面内旋转，在环的中心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面内，则( ) A ．只要圆环在转动，小线圈内就一定有感应电流 B ．不管圆环怎样转动，小线圈内都没有感应电流 C ．圆环做变速转动时，小线圈内一定有感应电流 D ．圆环做匀速转动时，小线圈内没有感应电流 解析：选CD 7．某部小说中描述一种窃听电话：窃贼将并排在一起的两根电话线分开，在其中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线，这条导线与电话线之间是绝缘的，如图2所示．下列说法正确的是 ( ) 图2 A ．不能窃听到电话，因为电话线中电流太小 B ．不能窃听到电话，因为电话线与耳机没有接通 C ．可以窃听到电话，因为电话线中的电流是恒定电流，在耳机电路中引起感应电流 D ．可以窃听到电话，因为电话线中的电流是交变电流，在耳机电路中引起感应电流 答案 D 8．在图3所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成电路，a 、b 、c 为三个闭合金属圆环，假定线圈产生的磁场的磁感线全部集中在铁芯内，则当滑动变阻器滑动触头左右滑动时，能产生感应电流的圆环是 ( ) 图3 如何学好电磁学中的三个定则在高中物理电磁学部分有三个重要定则：安培定则，左手定则和右手定则。这三个定则是学生必须要掌握的，可是学生在使用这三个定则时常常容易混淆。特别是在考试中遇到综合应用这几个方面的知识解答问题时，一会儿用左手，一会儿用右手，搞得头昏眼花很不给力，甚至出现伸着双手不知所措而呆在那里。下面我就这些令同学们头疼的问题作一总结，希望对同学们的学习有所帮助。 安培定则（也叫右手螺旋定则）：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向；另一种形式表述为：右手握住通电螺线管，四指的方向与电流方向相同，大拇指方向即为北极方向。安培定则主要用来解决电流和磁场的方向问题，常用来判断以下三种情形： 1.通电直导线周围的磁场情况。 2.通电螺线管南北极。 3.环形电流磁场的方向。 右手定则：伸开右手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线穿过掌心，大拇指指向直 导线运动方向，四指方向即是感应电动势的方向。右手定则主要用来判断运动直导线切割磁感线时，感应电动势（电流）的方向。 左手定则：伸开左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心穿过，并使四指指向电流方向（正电荷运动或负电荷运动的反方向），大拇指所指的方向就是通电导线（带电粒子）所受安培力（洛伦兹力）的方向。左手定则主要用来判断以下两种情形： 1.通电直导线在磁场中所受安培力的方向。 2.带电粒子在磁场中所受洛伦兹力的方向。 综上所述，我们不难发现左右手各有分工。是用左手还是右手，可根据若在磁场中有电流，而产生力，就用左手定则；若是在磁场中运动，而产生电流，就用右手定则。简言之：“左力右电”。当然，多练才能熟练，熟练才能生巧，生巧才能活用，学以致用才是硬道理。 电磁感应楞次定律 一、电磁感应现象 感应电流产生的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化。 感应电动势产生的条件是：穿过电路的磁通量发生变化。 二、楞次定律 感应电流总具有这样的方向，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。 2．对“阻碍”意义的理解： （1）阻碍原磁场的变化。“阻碍”不是阻止，而是“延缓”，感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化，只能使原磁场的变化被延缓或者说被迟滞了，原磁场的变化趋势不会改变，不会发生逆转． （2）阻碍的是原磁场的变化，而不是原磁场本身，如果原磁场不变化，即使它再强，也不会产生感应电流． （3）阻碍不是相反．当原磁通减小时，感应电流的磁场与原磁场同向，以阻碍其减小；当磁体远离导体运动时，导体运动将和磁体运动同向，以阻碍其相对运动． （4）由于“阻碍”，为了维持原磁场的变化，必须有外力克服这一“阻碍”而做功，从而导致其它形式的能转化为电能．因此楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体现． 5．楞次定律的应用步骤 楞次定律的应用应该严格按以下四步进行：①确定原磁场方向；②判定原磁场如何变化（增大还是减小）；③确定感应电流的磁场方向（增反减同）；④根据安培定则判定感应电流的方向。 6．解法指导： （1）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. （2）运用楞次定律处理问题的思路 （a）判断感应电流方向类问题的思路 ①明确原磁场：弄清原磁场的方向及磁通量的变化情况. 2016楞次定律和法拉第电磁感应定律(一) 班级姓名 【知识反馈】 1.产生感应电流的条件： 2.楞次定律的内容： 从不同角度理解楞次定律： （1）从磁通量变化的角度： （2）从相对运动的角度： （3）从面积变化的角度： 3.法拉第电磁感应定律的内容： 表达式：，适用 表达式：，适用 【巩固提升】 1、如图所示，蹄形磁铁的两极间，放置一个线圈abcd，磁铁和线圈 都可以绕OO′轴转动，磁铁如图示方向转动时，线圈的运动情况是 ( ) A．俯视，线圈顺时针转动，转速与磁铁相同 B．俯视，线圈逆时针转动，转速与磁铁相同 C．线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁转速 D．线圈静止不动 2、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。 3.如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q 平行放置于导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下 落接近回路时( ) A．P、Q将相互靠拢 B．P、Q将相互远离 C．磁铁的加速度仍为g D．磁铁的加速度小于g 4.如图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流，各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中表示正确的是( ) 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 cosθ D．BLv(l＋sinθ) 6.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， 7．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( ) 8．如图所示，平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R＝3.0 Ω的定值电阻，导体棒ab长L＝0.5 m，其电阻不计，且与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.4 T，现使ab以v＝10 m/s的速度向右做匀速运动，则以下判断正确的是( ) A．导体棒ab中的感应电动势E＝2.0 V B．电路中的电流I＝0.5 A C．导体棒ab所受安培力方向向右 D．导体棒ab所受合力做功为零 9. 在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大 线圈M相接，如图所示，导轨上放一根导线ab，磁感线垂 直导轨所在的平面，欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺 时针方向的感应电流，则导线的运动可能是（） 第4、5节楞次定律__电磁感应中的能量转化与守恒 1.闭合电路的一部分导体做切割磁感线的运动时， 可用右手定则判断感应电流的方向。 2．楞次定律的内容是：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．感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原 因。 4．在由于回路与磁场间发生相对运动引起的电磁 感应中产生的电能是通过克服安培力做功转化而 来的，克服安培力做的功等于产生的电能，这些电 能又通过电流做功转化为其他形式的能量，如使电 阻发热产生内能；在由于磁场变化引起的电磁感应 中产生的电能是由磁场能转化来的。 一、右手定则 1．内容 将右手手掌伸平，使大拇指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线从手心进入，大拇指指向导体运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向，也就是感应电动势的方向。 2．适用情景 闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流的方向判断。 二、楞次定律 1．实验探究 (1)实验目的 探究决定感应电流方向的因素以及所遵循的规律。 (2)实验过程 实验前先查明电流的方向与电流表指针偏转方向的关系，然后将螺线管与电流表组成闭合回路，分别将条形磁铁的N极、S极插入、抽出线圈，如图1-4-2所示，记录感应电流方向如下。 图1-4- 1 图1-4-2 (3)实验记录及分析 ①线圈内磁通量增加时的情况。 图号磁场方向感应电流方向 (俯视) 感应电流的磁场 方向 归纳总结甲向下逆时针向上感应电流的磁场阻碍 磁通量的增加乙向上顺时针向下 ②线圈内磁通量减少时的情况。 图号磁场方向 感应电流方向 (俯视) 感应电流的磁场 方向 归纳总结丙向下顺时针向下感应电流的磁场阻碍 磁通量的减少丁向上逆时针向上 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。 三、电磁感应中的能量转化与守恒 1．在导线做切割磁感线运动而产生感应电流时，电路中的电能来源于机械能。 2．克服安培力做了多少功，就产生多少电能。 3．电流做功时又将电能转化为其他形式的能量。 4．电磁感应现象中，能量在转化过程中是守恒的。 1．自主思考——判一判 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 龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/ab9571444.html, 电磁学中三个定则的应用与区别 作者：冉守廷 来源：《中学物理·初中》2016年第12期 北师大版九年级物理第十四章《电磁现象》中第三节电流的磁场安排了安培定则（即右手螺旋定则），第六节磁场对电流的作用力中，又安排了“左手定则”，第八节电磁感应及发电机中安排了“右手定则”，学到这里很多同学就会对这三个定则开始混淆，此时就需要教师进行及时的梳理比较，才能让学生正确应用这三个定则.笔者依据教学实践认为，应该从以下六个方 面来比较： 1要明确三个定则分别用的是哪只手 “左手定则”用的是左手，而“安培定则”和“右手定则”用的是右手 2要理解三个定则的作用 “安培定则”主要是用来判断电流周围及轴线上的磁场方向的，也可以用来判断导线中的电流方向.“左手定则”主要用来判断安培力的方向，也可以用来判断磁场中导体棒中电流的方向、导体的运动方向以及磁场的方向. “右手定则”主要是用来判断导体切割磁感线时产生感应电流的方向. 3要记住三个定则的能的转化 “安培定则”适用于电场力转化为磁场力；“左手定则”适用于电能转化为机械能，应用是电动机；“右手定则”适用于机械能转化为电能，应用是发电机. 4要记住三个定则要求的手的姿势 “左手定则”和“右手定则”都是要求伸开手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；而“安培定则”的要求是其余四个手指弯曲并与拇指垂直. 5要清楚三个定则中拇指和其余四个手指所指的方向 “安培定则”中弯曲四指指向磁感线环绕的方向（或者环形电流的方向），拇指所指的方向就是直导线中电流的方向（或者环形导线轴线上磁感线的方向）. “左手定则”中四指指向电流的方向（或者正电荷在磁场中运动的方向），拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向. 一、磁通量 1．概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S与B的乘积。 2．公式：Φ＝BS。 3．单位：1 Wb＝1T·m2。 4．公式的适用条件 (1)匀强磁场； (2)磁感线的方向与平面垂直，即B⊥S。 二、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，则只有感应电动势，而无感应电流。 三、楞次定律 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)适用情况：所有的电磁感应现象． 2．楞次定律中“阻碍”的含义 谁阻碍谁→感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化 ↓ 阻碍什么→阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身 ↓ 如何阻碍→ 当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同” ↓ 阻碍效果→阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行 3．楞次定律的使用步骤 4．右手定则 (1)内容：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个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向． (2)适用情况：导体切割磁感线产生感应电流． 高频考点一 电磁感应现象的判断 例1．在一空间有方向相反、磁感应强度大小均为B 的匀强磁场，如图所示，垂直纸面向外的磁场分布在一半径为a 的圆形区域内，垂直纸面向里的磁场分布在除圆形区域外的整个区域，该平面内有一半径为b (b ＞2a )的圆形线圈，线圈平面与磁感应强度方向垂直，线 圈与半径为a 的圆形区域是同心圆．从某时刻起磁感应强度大小开始减小到B 2 ，则此过程中该线圈磁通量的变化量的大小为( ) A.12 πB (b 2－2a 2) B ．πB (b 2－2a 2) C ．πB (b 2－a 2) D.12 πB (b 2－2a 2) 【变式探究】在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是( ) A ．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B ．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 C ．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化 D ．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化 【举一反三】现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A 、 线圈B 、电流计及开关按如图所示连接．下列说法中正确的 是( ) 2019届人教版电磁感应现象的判断与楞次定律单元测试 1. 奥斯特发现了电流能在周围产生磁场，法拉第认为磁也一定能生电，并进行了大量的实验。下图中环形物体是法拉第使用过的线圈，A、B两线圈绕在同一个铁环上，A与直流电源连接，B与灵敏电流表连接。实验时未发现电流表指针偏转，即没有“磁生电”，其原因是() A.线圈A中的电流较小，产生的磁场不够强 B.线圈B中产生的电流很小，电流表指针偏转不了 C.线圈A中的电流是恒定电流，不会产生磁场 D.线圈A中的电流是恒定电流，产生稳恒磁场 【答案】 D 2．某实验小组利用如图所示装置，探究感应电流的产生条件。图中A是螺线管，条形磁铁的S极置于螺线管内，磁铁保持静止状态，B为灵敏电流计，开关K处于断开状态，电路连接和各仪器均正常。下列关于实验现象的说法正确的是() A．K闭合前，通过螺线管的磁通量为零 B．K闭合瞬间，通过螺线管的磁通量不变 C．K闭合瞬间，灵敏电流计指针不发生偏转 D．K闭合，抽出磁铁过程中，灵敏电流计指针发生偏转 【答案】BCD 3．法拉第通过近10年的实验终于发现，电磁感应是一种只有在变化和运动的过程中才能发生的现象，下列哪些情况下能产生电磁感应现象（） A．图甲中，条形磁铁匀速穿过不闭合的环形线圈的过程中 B．图乙中，开关闭合的瞬间 C．图丙中，通电瞬间使小磁针转动 D．丁图中，闭合开关的瞬间 【答案】AD 4．1831 年8月，英国物理学家法拉第在经历多次失败后，终于发现了电磁感应现象。法拉第最初发现电磁感应现象的实验装置如图所示，软铁环上绕有A、B两个线圈。关于该实验，下列说法中正确的是（） A．先闭合，再闭合后，线圈B中有持续的电流产生 B．先闭合，再闭合后，线圈B中有持续的电流产生 C．，均闭合，断开瞬间，线圈B中的感应电流向右流过电流表 D．，2均闭合，断开瞬间，线圈B中的感应电流向左流过电流表 【答案】C 5．某同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接，在开关闭合、线圈A放在线圈中的情况下，他发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转，则关于他的下列推断中正确的是（）学， A．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动都能引起电流计指针向左偏转 【思维导图】 【考情报告】 电磁感应及其综合应用是历来高考必考内容,尽管该内容多年没有在全国卷的计算题中出现,但2013年高考中作为必考的压轴题让人们重新看到了它的重要性.从综合程度上说,电磁感应包含动力学、功能关系、直流电路、交流电等多方面知识,是知识与技能为一体的最好平台. 【知能诊断】 1.(2012年高考·北京理综卷)物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”.如图,她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环.闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起.某同学另找来器材再探究此实验.他连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均未动.对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是(). A.线圈接在了直流电源上 B.电源电压过高 C.所选线圈的匝数过多 D.所用套环的材料与老师的不同 【疑惑】(1)在老师做的实验中,套环跳起来的原因是什么? (2)套环选用绝缘材料会有什么后果? 2.(2012年高考·新课标全国卷)如图,一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直导线平行.已知在t=0到t=t1的时间间隔内,直导线中电流i发生某种变化,而线框中的感应电流总是沿顺时针方向;线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右.设电流i正方向与图中箭头所示方向相同,则i随时间t变化的图线可能是(). 【疑惑】是否可以从安培力的方向发生改变来确定电流方向也发生改变? 3.(2013年高考·新课标全国卷Ⅰ)如图,在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN,其中ab、ac在a点接触,构成“V”字形导轨.空间存在垂直于纸面的均匀磁场.用力使MN向右匀速运动,从图示位置开始计时,运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触.下列关于回路中电流i与时间t的关系图线,可能正确的是(). 【疑惑】 (1)闭合回路中切割磁感线的有效长度如何变化? (2)闭合回路中电阻是如何变化的呢? 4.如图所示,在匀强磁场中矩形线圈的匀速转动的周期为T,转轴O1O2垂直于磁场方向,线圈电阻为2 Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈转过60°时的感应电流为1 A.那么(). A.线圈消耗的电功率为4 W 电磁感应问题中的图像问题 例1如图1—1，一宽40cm 的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一边长为20cm 的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/s 通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行。取它刚进入磁场的时刻t=0，在图1-2 ） 练习1.在磁棒自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动，并穿过线圈向远处而去，如图2—1所示，则下列图 2—2中较正确反映线圈中电流i 与时间t 关系的是（线圈中电流以图示箭头为正方向）（ ） 练习2.如图4(a)，圆形线圈P 静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q ， P 和Q 共轴。Q 中通有变化的电流，电流随时间变化的规律如图4(b)所示。P 受重力为 G ，桌面对P 的支持力为N ，则（ ） A.t 1时刻N>G B.t 2时刻N>G C.t 3时刻N 楞次定律判断感应电流方向 楞次定律是确定感应电流方向的普遍适用的规律，它的内容是：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。 应用楞次定律确定感应电流方向的步骤可归纳为：当穿过线圈的磁通量增加时，用右手螺旋定则的大拇指指向原磁场的反方向，则四指所指的方向就是线圈中感应电流的方向。反之，当穿过线圈的磁通量减少时，以大拇指指向原磁场的方向，则四指所指的方向就是线圈中感应电流的方向。 具体应用如下： 基础题：如图1所示，一闭合的金属圆环从静止开始由高 处下落，通过条形磁铁，不计空气阻力，在下落过程中， 圆环内感应电流的方向为（从上向下看）（） （A）现顺时针后逆时针（B）现逆时针后顺时针 （C）始终顺时针（D）始终逆时针 巧妙分析：图1 ①确定原磁场的方向：参考条形磁铁内部磁场的方向（见备注），即原磁场方向向上。 ②分析磁通量的变化：金属环至上而下的过程中，穿过金属环的磁通量先变大后变小。 ③应用楞次定律判定感应电流的方向：由①②可知大拇指指向先向下后向上，所以从上向下看到金属环中感应电流的方向先顺时针后逆时针。故本题选A。（备注：条形磁铁内外磁场方向相反，因内部磁场比外部磁场强，故分析金属环所包围的原磁场时参考条形磁铁的内部磁场） 提高题：如图2所示，线圈abcd所在平面与磁感线平行， 在线圈以ab为轴由下往上看顺时针转过180?的过程中， 线圈中感应电流的方向（） （A）先沿abcda，后沿dcbad （B）先沿dcbad， 后沿abcda （C）总是沿abcda （D）总是沿dcbad 巧妙分析：图2 ①确定原磁场的方向：水平向右（题目已知）。 ②分析磁通量的变化：根据题意，线圈从图示实线位置向纸外翻转到虚线位置的过程中，穿过线圈的磁通量先变大后变小。 ③应用楞次定律判定感应电流的方向：由①②可知大拇指指向先向左后向右，所以线圈中感应电流的方向先沿dcbad后沿abcda。故本题选B。 拓展题：如图3所示，矩形线圈abcd由静止开始运动。 若cd边受磁场力方向如图中箭头方向，则线圈可以是 （） （A）以ab边为轴转动（转角小于90?大于0?）电磁感应现象 楞次定律练习题
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