第十二章电磁感应
一、教学大纲
二、思维导图
第一节电磁感应现象楞次定律
一、概论
1.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=①BS。
(3)单位:1 Wb=② 1 T·m2。
(4)公式的适用条件:a.匀强磁场;b.磁感线的方向与平面垂直,即B⊥S。
(5)物理意义:穿过面积S的③磁感线条数
2.产生感应电流的条件
(1)条件:穿过闭合电路的磁通量④发生变化。
(2)产生电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生⑤感应电动势 ,如果回路闭合则产生
⑥
感应电流 ;如果回路不闭合,则只有⑦感应电动势 ,而无⑧感应电流。
3.楞次定律
定义：感应电流具有这样的方向，感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，这就是楞次定律。（增反减同）
二、专题一电磁感应现象
【题1】自主思考——判一判
(1)奥斯特发现了电流的磁效应；法拉第发现了电磁感应现象。( √ )
(2)闭合线圈和磁场发生相对运动，一定能产生感应电流。( × )
(3)闭合线圈做切割磁感线运动，一定能产生感应电流。( × )
(4)穿过闭合线圈的磁通量发生变化，一定能产生感应电流。( √ )
(5)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生。( × )
(6)线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生。( √ )
【题2】有一矩形线圈，线圈平面与磁场方向成α角，如图所示。设磁感应强度为B，线圈面积为S，求穿过此平面的磁通量。
BSα
sin
【题3】
如图所示，两个圆环、A B 同心放置，且半径＜A B R R ，一条形磁铁置于两环的圆心
处，且与圆环平面垂直，则、A B 两环中磁通量A Φ、B Φ之间的关系为（ A ）
A ．＞A
B ΦΦ
B ．A B ΦΦ=
C ．＜A B ΦΦ
D ．无法确定A Φ与B Φ的大小关系
【题4】
如图所示，矩形线框水平放置，面积为S ，磁感应强度B 竖直向上。若将线框以
OO '为轴顺时针转过60?，则此时穿过线框的磁通量为_________；若顺时针转过180?，则磁通量的
改变量为_________。（设开始时穿过线框的磁通量为正）
⑴ 1
2
BS ；⑵ 2BS -
【题5】（多选）（2018北京市丰台区高二上期末）现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A 、线圈B 、电流计及开关按如图11所示方式连接。在开关闭合、线圈A 放在线圈B 中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P 向左滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断（ ABC ）
A. 滑线变阻器的滑动端P 向右滑动时，电流计指针向左偏转
B. 线圈A 向上移动时，电流计指针向右偏转
C. 断开开关时，电流计指针向右偏转
D. 拔出线圈A 中的铁芯时，电流计指针向左偏转
专题二 电磁感应的产生条件
【题6】（2018北京师大附中高二上期末）如图所示为“研究感应电流产生的条件”的实验装置，下列操作中，电流计的指针不会．．发生偏转的是（ C ）
A ．将条形磁铁插入线圈的过程中
B ．将条形磁铁从线圈中拔出的过程中
C ．将条形磁铁放在线圈中不动
D．将条形磁铁从图示位置向左移动的过程中
【题7】关于产生感应电流的条件，下述说法正确的是 ( D )
A．位于磁场中的闭合线圈，一定能产生感应电流
B．闭合线圈和磁场发生相对运动，一定能产生感应电流
C．闭合线圈做切割磁感线运动一定能产生感应电流
D．穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化，一定能产生感应电流
【题8】线圈在长直导线电流的磁场中，做如图的运动：A向右平动，B向下平动，C绕轴转动(ad边向外)，D从纸面向纸外作平动，E向上平动(E线圈有个缺口)，线圈中有感应电流的是______(填代号)BCD
【题9】(多选)如图所示，矩形线框abcd由静止开始运动，若要使线框中产生感应电流，则线框的运动情况应该是 (AD )
A．向右平动(ad边还没有进入磁场)
B．向上平动(ab边还没有离开磁场)
C．以bc边为轴转动(ad边还没有转入磁场)
D．以ab边为轴转动(转角不超过90°)
【题10】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】选B A中线圈运动时，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流；C、D中线圈运动时穿过线圈的磁通量总为零，故无感应电流；只有B中，当线圈匀速转动时，穿过线圈的磁通量不断变化，故有电流产生，故选B。
【题11】 (多选)如图所示，有一金属环和一条形磁铁，下列哪些过程环中会产生感应电流(ABC )
A．环不动，将磁铁插入环中
B．环不动，将磁铁从环中拔出
C．磁铁不动，将环套入磁铁
D．磁铁在环中与环保持相对静止并一起向下运动
【题12】如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。在下列几种情况下，线框中是否产生感应电流？
(1)保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动(图甲)。
(2)保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动(图乙)。
(3)线框绕轴线AB转动(图丙)。
【解析】
(1)图甲中，线框在磁场中上下运动的过程中，穿过线框的磁通量没有发生变化，所以无感应电流产生。
(2)图乙中，线框在磁场中左右运动的过程中，尽管切割磁感线，但是穿过线框的磁通量也没变化，所以无感应电流产生。
(3)图丙中，线框绕AB转动，会使穿过线框的磁通量发生改变，有感应电流产生。
【题13】在图中，条形磁铁以速度v远离螺线管，螺线管中的感应电流的情况是() A．穿过螺线管中的磁通量增加，产生感应电流
B．穿过螺线管中的磁通量减少，产生感应电流
C．穿过螺线管中的磁通量增加，不产生感应电流
D．穿过螺线管中的磁通量减少，不产生感应电流
【解析】选B条形磁铁从左向右远离螺线管的过程中，穿过线圈的原磁场方向向下，且磁通量在
减小，所以能产生感应电流。故选B 。
【题14】如图7所示，在纸面内放有一个条形磁铁和一个圆形线圈(位于磁铁正中央)，下列情况中能使线圈中产生感应电流的是( D )
A ．将磁铁在纸面内向上平移
B ．将磁铁在纸面内向右平移
C ．将磁铁绕垂直纸面的轴转动
D ．将磁铁的N 极转向纸外，S 极转向纸内
专题三 楞次定律
【题15】（2019北京海淀高二上期末）如图4所示，在垂直纸面向里、范围足够大的匀强磁场中，放置一个金属圆环，圆环平面与磁场方向垂直，若要使圆环中产生如图中箭头所示方向的瞬时感应电流，下列方法可行的是（ A ）
A ．使匀强磁场均匀增强
B ．使匀强磁场均匀减弱
C ．使圆环向左或向右平动
D ．使圆环向上或向下平动
【题16】 如图所示，闭合导体环固定。条形磁铁S 极向下以初速度0v 沿过导体环圆心的竖直线下落过程，从上向下看，导体环中的感应电流方向如何?
【分析】从“阻碍磁通量变化”来看，当条形磁铁的中心恰好位于线圈M 所在的水平面时，磁铁内部向上的磁感线都穿过了线圈，而磁铁外部向下穿过线圈的磁通量最少，所以此时刻穿过线圈M 的磁通量最大。因此全过程中原磁场方向向上，先增后减，感应电流磁场方向先下后上，感应电流先顺时针后逆时针。从“阻碍相对运动”来看，线圈对磁铁应该是先排斥(靠近阶段)后吸引(远离阶段)，把条形磁铁等效为螺线管，该螺线管中的电流是从上向下看逆时针方向的，根据“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”，感应电流方向应该是先顺时针后逆时针的，与前一种方法的结论相同。
图
4
【题17】如图所示，当S闭合与断开的瞬间，判断Q线圈中感应电流的方向。
【分析】在S闭合前，P中无电流，Q中无磁场；当S闭合的瞬间Q中要增加向下的磁场，则感应电流产生的磁场B′向上。由安培定则得到感应电流I′由Q线圈的上端经线圈流向下端；检流计中电流由下向上。之后当S断开的瞬间Q中磁通量要减小，则感应电流产生的磁场向下，由安培定则得到感应电流由Q线圈下端经线圈流向上端。检流计中电流由上向下。
应用楞次定律是基本的判断方法，右手定则是在此基础上得出的，对于同一个问题有时用两种方法都可以很容易地判断出感应电流的方向。
【题18】（2018北京市朝阳区高二上期末）一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流．下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是（ D ）
A． B． C． D．
【题19】（2018北京市朝阳区高二上期末）下列情况中能产生感应电流的是（D）
A．如图甲所示，导体AB顺着磁感线运动
B．如图乙所示，条形磁铁插入线圈中不动时
C．如图丙所示，小螺线管A置于大螺线管B中不动，开关S一直接通时
D．如图丙所示，小螺线管A置于大螺线管B中不动，开关S一直接通，在移动变阻器滑
片的过程中
【题20】（2014朝阳高二（上）期末物理）如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下．当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）（B）
A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引
B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥
C．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引
D．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥
【题21】如图所示，矩形线圈abcd由竖直方向下落后进入匀强磁场，判断线框进入磁场和出磁场时线框中感应电流的方向。
【分析】进入磁场时ab边切割磁感线，用右手定则判断出，其感应电流由a到b，
线框中电流为逆时针方向，线框出磁场时cd边切割磁感线，由右手定则得到其
中感应电流由d到c，此时线框中有顺时针方向电流。
三、作业
【题22】（2018北京师大附中高二上期末）如图所示，一金属圆环水平固定放置，现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线无初速度释放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环（C ）
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
【题23】关于感应电流，下列说法中正确的是( D )
A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流
B．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流
C ．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流
D ．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流
【题24】（2019北京顺义区高二上期末）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处于同一平面内，让线框向右平动，线圈产生感应电流的方向是_.abcd 或顺时针
【题25】(多选)某学生做观察电磁感应现象的实验，错将电流表、线圈A 和B 、滑动变阻器、蓄
电池、电键用导线连接成如图的实验电路，则下列说法中正确的是( AD )
A ．接通和断开电键时，电流表的指针都不发生偏转
B ．接通和断开电键时，电流表指针偏转方向一正一反
C ．电键接通，分别向左和向右移动滑动变阻器滑片时， 电 流表指 针偏转方向相同
D ．电键接通，分别向左和向右移动滑动变阻器滑片时， 电 流表指针都不发生偏转
【题26】(2019北京海淀高二上期末)某同学用如图15所示的实验器材来探究产生感应电流的条件。
（1）图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成图中实物间的连线。
（2
观察到电流计指针发生偏转，说明线圈 B （填“A”或“B”中有了感应电流。开关闭合后，他还进行了其他两项操作尝试，发现也产生了感应电流，请写出两项可能的操作： ① 将滑动变阻器的滑片快速滑动 ；
② 将线圈A （或铁芯）快速抽出/断开开关的瞬间。 。
图15
图9
【题27】（多选）(2018北京市昌平区高二上期末)如图9所示，一通电螺线管P 水平放置，其左侧用绝缘丝线悬挂一轻质铝环Q ，螺线管的中轴线通过铝环的中心并与铝环所在平面垂直。当闭合开关S 的瞬间（ AC ）
A ．铝环中产生顺时针方向的感应电流（从右向左看）
B ．铝环中产生逆时针方向的感应电流（从右向左看）
C ．铝环向左摆动
D ．铝环向右摆动
【题28】如图所示，圆线圈的轴线上有一通电直导线(电流不变)与线圈所在平面垂直，当线圈向右平动时，______感应电流产生(填“生有”或“无”，下同)；当线圈向下运动时，______感应电流产生；当线圈绕任意直径转动时，______感应电流产生。如果通电直导线不在线圈内而在线圈外，且线圈轴线仍与通电直导线垂直，则当线圈向右平动时，______感应电流产生；当线圈向下平动时，______感应电流产生；当线圈绕直径AB 转动时，______感应电流产生。(直径AB 与通电直导线和线圈中轴线在同一平面内)
5．无，无，无，无，无，有
【题29】线框在如图所示的磁场中做各种运动，运动到图上所示的位置时，其中有感应电流产生的是__图，在图中标出电流方向。
1．C 、D
方向均为顺时针
【题30】根据楞次定律知感应电流的磁场一定是( C )
A．阻碍引起感应电流的磁通量B．与引起感应电流的磁场反向
C．阻碍引起感应电流的磁通量的变化D．与引起感应电流的磁场同向
【题31】（多选）如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd。则( ABC )
A．若线圈向右平动，其中感应电流方向是abcda
B．若线圈竖直向下平动，无感应电流产生
C．当线圈以ab边为轴转动时，其中感应电流方向是abcda
D．当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是abcda
【题32】在两条平行导线中通以大小相等的同向电流，如图所示。在两根导线中间跟导线在同一平面内放一个矩形线框。线框在两导线间从左向右匀速运动过程中，产生的感应电流的方向为( A )
A．顺时针方向
B．逆时针方向
C．先顺时针方向后逆时针方向
D．先逆时针方向后顺时针方向
【题33】如图所示，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里，a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形。设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中( A )
A．线圈中将产生沿abcda方向的感应电流
B．线圈中将产生沿adcba方向的感应电流
C．线圈中产生感应电流的方向先是abcda，后是adcba
D．线圈中无感应电流产生
【题34】如图所示，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工和位置Ⅱ时，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向分别为( B )
A．逆时针方向，逆时针方向
B．逆时针方向，顺时针方向
C．顺时针方向，顺时针方向
D．顺时针方向，逆时针方向
【题35】（多选）如图所示，线圈A与电源、开关相连。线圈B与电阻R连接成闭合电路。电键闭合、断开的瞬间，关于通过电阻R的电流方向判断正确的是( AD )
A．电键闭合瞬间，电流方向a到b
B．电键闭合瞬间，电流方向b到a
C．电键断开瞬间，电流方向a到b
D．电键断开瞬间，电流方向b到a
【题36】如图所示，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向如图所示，今将一金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线左边，导线与线框彼此绝缘。当导线中的电流突然增大时，则线框整体受力方向为( B )
A．由d指向a
B．由a指向d
C．由M指向N
D．由N指向M
【题37】以下是能产生电磁感应现象的实验。(1)试连接电路，并思考如何才能产生电磁感应现象；(2)若检流计的电流从右接线柱进入时，指针向右偏，回答下列问题。
如何才能产生如表中所示电流?
_____________________________________________________
若线圈的缠绕方向为，如何才能产生如表中所示的电流?
______________________________________________________
若A线圈缠绕方向为，B线圈为，如何才能产生如表中所示的电流?
__________________________________
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
第二节探究电磁感应的产生条件 【知能准备】 1.电磁感应现象: 2.感应电流的产生条件: 【同步导学】 1、疑难分析： 感应电流的产生条件是本节的教学重点，而正确理解感应电流的产生条件 是本节教学的难点．只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中才能有 感应电流产生。而单纯地说，导线框在磁场中做切割磁感应线运动是否一定有 感应电流产生呢？要理解这一问题请看右图：虽然两竖直边均在切割磁感应线， 但整个导线框磁通不变，或者说，两竖直边产生的感应电动势正好抵消。因此， 看感应电流的产生关键是看回路磁通量有无变化！ 2、方法点拨： （１）电磁感应现象较严格的说法是：通过闭合回路的磁通量发生变化时，在闭合回路中产生感应电动势的现象。我们可以将回路改成电路，把感应电动势改成感应电流．要知道，有磁通量变化而电路断开时，电路中有感应电动势，而无感应电流，这也是电磁感应现象．电磁感应现象，更重要的是看感应电动势的有无。 （2）电磁感应现象也符合能量转化和守恒定律：产生感应电流的过程是将其它能量转化成电能的过程。 3．典型例题： 【例题1】关于感应电流,下列说法中正确的是( ) A．只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生 B．穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生 C．线框不闭合时,即使穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中也没有感应电流 D．只要电路的一部分作切割磁感线运动,电路中就一定有感应电流 解析:感生电流产生的条件：首先，穿过电路的磁通量必须变化；其次，电路必须闭合。本题（A）（B）（D）选择支都不能确保两点都满足，故不能选。故（C）正确。 【同类变式2-1】下列关于感应电流产生的说法中，正确的是：（） A、只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流产生； B、只要闭合导线做切割磁感线的运动，导线中就一定有感应电流产生； C、闭合电路的一部分导体，若不做切割磁感线的运动，则闭合电路中就一定没有感应电流； D、当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就一定有感应电流。 【例题2】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 解析:直线电流在其周围产生的磁感应强度与导线中的电流强度和考查点到导线的距 离有关（B=KI/r）。本题(A)因电流强度的变大使穿过线框回路的磁场变强从而使磁通量
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 【教学目标】 一、知识与技能 1.知道电磁感应现象，知道磁生电过程中能量的转化. 2.知道产生感应电流的条件，能对导体有无感应电流做出判断 3.知道感应电流方向跟什么因素有关. 二、过程与方法 1.经历磁生电现象，感知逆向思维. 2.通过探究磁生电的条件，进一步了解电与磁的联系，提高学生观察能力，分析概括能力和联系简单现象探索物理规律的能力. 三、情感、态度与价值观 1.认识自然现象之间是相互联系的，进一步了解探索自然奥妙的科学方法. 2.认识任何创造发明的基础是科学探索的成果，初步具有创造发明的意识. 【教学重点】 电磁感应现象，感应电流方向与导体运动方向和磁场方向有关. 【教学难点】 产生感应电流的条件. 【教具准备】 小电动机、电源、导线、开关、电流表、线圈框、U型磁体、多媒体课件等. 【教学课时】 1 课时 【巩固复习】 教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解)，加强学生对知识的巩固. 【新课引入】 师电动机的使用，提高了人类改造自然的能力，改善了人们的生活.请列举电动机在生产、生活中的使用实例，并简要说明使用电
动机的意义. 学生讨论、回答. 师电动机及其他用电器运作时，消耗大量的电能从何而来？ 学生积极思考.可能： 热能→电能、化学能→电能、核能→电能、光能→电能、机械能→电能. (再找学生带着感情朗读课本P138页第一自然段，然后请学生提出问题） 师电流周围存在着磁场，即电能生磁，那么逆向思维将会怎么样？ 生: 磁能否生电？ 生: 怎样能使磁生电？ 师下面我们用实验来探究磁能否生电. 【进行新课】 知识点1 探究电磁感应现象 师电能从何而来的，同学们做出了多样的猜测.这些猜想，人们大都变成了现实.现在我们一起重点探索一下: 机械能→电能. 首先，我们再观察一下电动机的转动.要求:①同桌的二位同学合作进行;②画出电路图. 生: 连接电路，电动机运转. 师很好！我们观察到给电动机通电，电动机转动.反过来，想想让电动机转动（如用手转动它的轴），会出现什么情况呢？ 学生猜想、创新. 师与周围的同学说说你这样猜想的原因吧. 学生议论. 师对学生的猜想肯定、赞许.引导生:转动电动机的轴，可能产生电流，是因为电动机能把电能转化为机械能，所以输入机械能可能产生电能.（尝试逆向思维） 对我们上述的猜想，准备通过什么方法加以验证，请用文字表达一下. 学生制定计划、设计实验、进行实验. 引导学生，可用电流表(耳机、喇叭)检测电流. 师请把你看到的现象写在纸上，告诉老师和其他同学. 学生文字表达、口语表达.（交流） 师在这现象中，发生能的转化吗？ 学生思考议论:机械能→电能. 师下面我们来探究:什么情况下磁可以生电. 师大家已经知道小电动机是由一对磁体和线圈构成的.利用一
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
电磁感应现象及电磁在生活中的应用 摘要：电磁感应，也称为磁电感应现象是指放在变化磁通量中的导体，会产生电动势。此电动势称为感应电动势或感生电动势，若将此导体闭合成一回路，则该电动势会驱使电子流动，形成感应电流。 电磁反应是一个复杂的过程，其运用到现实生活中的技术（例如：电磁炉、微波炉、蓝牙技术、磁悬浮列车等等）。是经过很多人的探索和努力一步一步走到现在的。 正文： 电磁感应的定义：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应现象。本质是闭合电路中磁通量的变化。由电磁感应现象产生的电流叫做感应电流。 电磁感应的发现：1831年8月，法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，线圈A 接直流电源，线圈B接电流表，他发现，当线圈A的电路接通或断开的瞬间，线圈B中产生瞬时电流。法拉第发现，铁环并不是必须的。拿走铁环，再做这个实验，上述现象仍然发生。只是线圈B中的电流弱些。为了透彻研究电磁感应现象，法拉第做了许多实验。1831年11月24日，法拉第向皇家学会提交的一个报告中，把这种现象定名为“电磁感应现象”，并概括了可以产生感应电流的五种类型：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。法拉第之所以能够取得这一卓越成就，是同他关于各种自然力的统一和转化的思想密切相关的。正是这种对于自然界各种现象普遍联系的坚强信念，支持着法拉第始终不渝地为从实验上证实磁向电的转化而探索不已。这一发现进一步揭示了电与磁的内在联系，为建立完整的电磁理论奠定了坚实的基础。 电磁感应是指因磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现，乃是电磁学中伟大的成就之一。它不仅让我们知道电与磁之间的联系，而且为电与磁之间的转化奠定了基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，在实用上有重大意义。电磁感应现象的发现，标志着一场重大的工业和技术革命的到来。事实证明，电磁感应在电工、电子技术、电气化、自动化方面的广泛应用对推动社会生产力和科学技术的发展发挥了重要的作用。 若闭合电路为一个n匝的线圈，则又可表示为：式中n为线圈匝数，ΔΦ为磁通量变化量，单位Wb ，Δt为发生变化所用时间，单位为s.ε为产生的感应电动势，单位为V。 磁通量：设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S。(1)定义：在匀强磁场中，磁感应强B与垂直磁场方向的面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量。 (2)公式：Φ＝BS 当平面与磁场方向不垂直时： Φ＝BS⊥＝BScosθ（θ为两个平面的二面角） (3)物理意义
感应电流方向的判断及大小的计算 (限时：45分钟) 一、单项选择题 1. 两个大小不同的绝缘金属圆环a、b如图1所示叠放在一起，小圆环b有一半面积在大 圆环a中，当大圆环a通上顺时针方向电流的瞬间，小圆环中感应电流的方向是() 图1 A．顺时针方向 B．逆时针方向 C．左半圆顺时针，右半圆逆时针 D．无感应电流 答案 B 解析当大圆环a中电流为顺时针方向时，圆环a内部的磁场方向垂直纸面向里，而环外的磁场方向垂直纸面向外，但环里磁场比环外磁场要强，圆环b的净磁通量是垂直纸面向里且增强的；由楞次定律可知圆环b中产生的感应电流的磁场方向应垂直纸面向外；再由安培定则得出圆环b中感应电流的方向为逆时针方向，B正确． 2. 如图2所示，一磁铁用细线悬挂，一个很长的铜管固定在磁铁的正下方，开始时磁铁上 端与铜管上端相平，烧断细线，磁铁落入铜管的过程中，下列说法正确的是() 图2 ①磁铁下落的加速度先增大，后减小 ②磁铁下落的加速度恒定 ③磁铁下落的加速度一直减小最后为零 ④磁铁下落的速度先增大后减小 ⑤磁铁下落的速度逐渐增大，最后匀速运动 A．只有②正确B．只有①④正确 C．只有①⑤正确D．只有③⑤正确
答案 D 解析 刚烧断细线时，磁铁只受重力，向下加速运动，铜管中产生感应电流，对磁铁的下落产生阻力，故磁铁速度增大，加速度减小，当阻力和重力相等时，磁铁加速度为零，速度达到最大，做匀速运动，可见D 正确． 3． 下列各图中，相同的条形磁铁垂直穿过相同的线圈时，线圈中产生的感应电动势 最大的是 ( ) 答案 D 解析 感应电动势的大小为E ＝n ΔΦΔt ＝nS ΔB Δt ，A 、B 两图磁通量的变化量相同，C 图变化量最小，D 图变化量最大．磁铁穿过线圈所用的时间A 、C 、D 图相同且小于B 图所用的时间，综合比较，D 图中产生的感应电动势最大． 4. 如图3所示，一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中，场中各点的磁感应强度为 B y ＝B 0y ＋c ，y 为该点到地面的距离，c 为常数，B 0为一定值．铝框平面与磁场垂直，直径ab 水平，空气阻力不计，铝框由静止释放下落的过程中 ( ) 图3 A ．铝框回路磁通量不变，感应电动势为0 B ．回路中感应电流沿顺时针方向，直径ab 两点间电势差为0 C ．铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度g D ．直径ab 受安培力向上，半圆弧ab 受安培力向下，铝框下落加速度大小可能等于g 答案 C 解析 由题意知，y 越小，B y 越大，下落过程中，磁通量逐渐增加，感应电动势不为0，A 错误；由楞次定律判断，铝框中电流沿顺时针方向，但U ab ≠0，B 错误；直径ab 受安培力向上，半圆弧ab 受安培力向下，但直径ab 处在磁场较强的位置，所受安培力较大，半圆弧ab 的等效水平长度与直径相等，但处在磁场较弱的位置，所受安培力较小，这样整个铝框受安培力的合力向上，铝框下落的加速度大小小于g ，故C 正确，D 错误． 二、多项选择题
感应电流方向的判定 针对训练 基本应用 1．下列图中能产生感应电流的是[] 2．如图所示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( ) 3、.如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N 极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）， () A ．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引 B ．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥 C. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引 D ．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥 × × × × × × × ×× × × ×v × × × × × × × ×× v × × × × × × × ×× × × × V N S V （A ） （B ） （C ） （D ） （E ） （F ） S N
4、如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a 和b ，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量Φa 和Φb 大小关系为： A.Φa ＞Φb B.Φa ＜Φb C.Φa ＝Φb D.无法比较 5、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，感应电流方向为a →b →c →d →a B. 导线框离开磁场时，感应电流方向为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 6、导线框abcd 与直导线在同一平面内，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，线框中感应电流如何流动？ A 、总为顺时针 B 、先为逆时针，后为顺时针 C 、先为顺时针，再为逆时针，最后为顺时针 D 、先为逆时针，再为顺时针，最后为逆时针 7、如图所示，在两根平行长直导线M 、N 中，通以同方向，同强度的电流，导线框abcd 和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速移动，在移动过程中，线框中感应电流的方向： ( ) (A)沿abcda 不变； (B)沿dcbad 不变； (C)由abcda 变成dcbad ； (D)由dcbad 变成abcda 。 1 2 d a b c d a b c v M N I I a b c d v I a b c d
研究电磁感应现象 实验目的 将灵敏电流计与线圈一起串联接入闭合电路，通过以不同的方式改变穿过该线圈的磁通量，观察电流表指针是否偏转及偏转方向，从而研究、总结产生电磁感应现象的条件，归纳判定感应电流方向的规律。 实验器材 有软铁棒做铁芯的原线圈A、副线圈B，灵敏电流计一只，滑动变阻器，电池，保护电阻（阻值约几千欧）、开关、导线若干 准备作业 1．产生电磁感应现象的条件是：。 2．当穿过副线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向；当穿过副线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向。 实验步骤 1．首先查明电流表指针的偏转方向和电流方向的关系。具体的作法是：将灵 敏电流计、保护电阻（阻值约几干欧）、开关S串联，并与电池成串联电路， 如图所示。闭合开关，观察、判定电流表指针偏转方向与通过的电流方向之 间的关系。如图所示。
2．将原线圈A、滑动变阻器、电池（1）和开关（6）串联成一个电路，将灵敏电流计G线圈B 串联成另一个电路。将滑动变阻器值调到最大，如图所示。 ①打开、闭合电键 把原线圈插在副线圈中不动，观察闭合电键和断开电键的瞬间，电 流表指针是否偏转。 ②移动滑动变阻器的滑片 把原线圈插在副线圈中不动，闭合电键后，迅速移动变阻器的滑动 片，观察电流表指针是否偏转。 ③改变原线圈和副线圈的相对位置（插入或拔出副线圈） 根据实验装置图，按下电键，使原线圈通电。把原线圈从副线圈中 插入或拔出时，观察电流表指针是否偏转。 把原线圈插在副线圈中不动，闭合电键后，迅速插入或拔出铁芯，观察电流表指针是否偏转。 ④插入或拔出铁芯 相关习题 1．（2004黄浦）关于“研究电磁感应现象”实验的注意事项，下列说法正确的是（）（A）原副线圈接入电路之前，应查清其绕制方向 （B）原线圈电阻很小，通电时间不宜过长，以免损坏电源和原线圈 （C）无论用什么方法使电流表指针偏转，都不要使表针偏转角度过大，以免损坏电流表 （D）在查明电流方向与电流表指针偏转方向关系时，应直接将电源两极与电流表两接线柱相连 2．（2006上海）在研究电磁感应现象实验中， (1）为了能明显地观察到实验现象，请在如图所示的实验器材中，选 择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图； （2）将原线圈插入副线圈中，闭合电键，副线圈中感生电流与原线 圈中电流的绕行方向（填“相同”或“相反”）； （3）将原线圈拔出时，副线圈中的感生电流与原线圈中电流的绕行 方向（填“相同”或“相反”）。 3．（1999全国）如图为“研究电磁感应现象”的实验 装置。 （1）将图中所缺的导线补接完整。 （2）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（）。 （A）将原线圈迅速插入副线圈时，电流计指针向右偏 转一下 （B）将原线圈插入副线圈后，电流计指针一直偏在零点右侧 （C）原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电流计指针向右偏转一下
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()
重点难点突破 一、电磁感应现象中的力学问题 1.通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用，电磁感应问题往往和力学问题联系在一起，基本步骤是： (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向.(2)求回路中的电流强度.(3)分析研究导体受力情况(包含安培力，用左手定则确定其方向).(4)列动力学方程或平衡方程求解. 2.对电磁感应现象中的力学问题，要抓好受力情况和运动情况的动态分析，导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态，要抓住a＝0时，速度v达最大值的特点. 二、电磁感应中的能量转化问题 导体切割磁感线或闭合回路中磁通量发生变化，在回路中产生感应电流，机械能或其他形式的能量便转化为电能，具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又可使电能转化为机械能或电阻的内能，因此，电磁感应过程总是伴随着能量转化，用能量转化观点研究电磁感应问题常是导体的稳定运动(匀速直线运动或匀速转动)，对应的受力特点是合外力为零，能量转化过程常常是机械能转化为内能，解决这类问题的基本步骤是： 1.用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定电动势的大小和方向. 2.画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率的表达式. 3.分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程. 三、电能求解的思路主要有三种 1.利用安培力的功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功； 2.利用能量守恒求解：若只有电能与机械能的转化，则机械能的减少量等于产生的电能； 3.利用电路特征求解：根据电路结构直接计算电路中所产生的电能. 四、线圈穿越磁场的四种基本形式 1.恒速度穿越； 2.恒力作用穿越； 3.无外力作用穿越； 4.特殊磁场穿越. 典例精析 1.恒速度穿越 【例1】如图所示，在高度差为h的平行虚线区域内有磁感应强度为B，方向水平向里的匀强磁场.正方形线框abcd的质量为m，边长为L(L>h)，电阻为R，线框平面与竖直平面平行，静止于位置“Ⅰ”时，cd边与磁场下边缘有一段距离H.现用一竖直向上的恒力F提线框，线框由位置“Ⅰ”无初速度向上运动，穿过磁场区域最后到达位置“Ⅱ”(ab边恰好出磁场)，线框平面在运动中保持在竖直平面内，且ab边保持水平.当cd边刚进入磁场时，线框恰好开始匀速运动.空气阻力不计，g＝10 m/s2.求： (1)线框进入磁场前距磁场下边界的距离H； (2)线框由位置“Ⅰ”到位置“Ⅱ”的过程中，恒力F做的功为多少？线框产生的热量为多少？ 【解析】(1)线框进入磁场做匀速运动，设速度为v1，有： E＝BLv1，I＝ER，F安＝BIL 根据线框在磁场中的受力，有F＝mg＋F安
物理总复习：电磁感应现象 感应电流方向的判断 【考纲要求】 1、知道磁通量的变化及其求解方法，理解产生感应电流、感应电动势的条件； 2、理解楞次定律的基本含义与拓展形式； 3、理解安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的异同，并能在实际问题中熟练运用。 【知识网络】 【考点梳理】 考点一、磁通量 1、定义： 磁感应强度B 与垂直场方向的面积S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，BS φ=。如果面积S 与B 不垂直，如图所示，应以B 乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S '。即 cos BS φθ'=。 2、磁通量的物理意义: 磁通量指穿过某一面积的磁感线条数。 3、磁通量的单位：Wb 21 1Wb T m =?。 要点诠释： （1）磁通量是标量，当有不同方向的磁感线穿过某面时，常用正负加以区别，这时穿过某面的磁通量指的是不同方向穿过的磁通量的代数和。另外，磁通量与线圈匝数无关。 磁通量正负的规定：任何一个面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿入磁通量为正，则磁感线从反面穿入时磁通量为负。穿过某一面积的磁通量一般指合磁通量。 （2）磁通量的变化21φφφ?=-，它可由B 、S 或两者之间的夹角的变化引起。 4、磁通量的变化 要点诠释： （一）、磁通量改变的方式有以下几种 （1）线圈跟磁体间发生相对运动，这种改变方式是S 不变而相当于B 变化。 （2）线圈不动，线圈所围面积也不变，但穿过线圈面积的磁感应强度是时间的函数。 （3）线圈所围面积发生变化，线圈中的一部分导体做切割磁感线运动。其实质也是B 不变，而S 增大或减小。 （4）线圈所围面积不变，磁感应强度也不变，但二者间的夹角发生变化，如在匀强磁场中转动矩形线圈。
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()
电磁感应现象在生活中的应用 摘要：自法拉利历经十年发现电磁感应现象后，电磁感应便开始运用于生活中。电话筒、录音机、汽车车速表、熔炼金属等，无一不与生活息息相关，极大的方便了我们的生活，推动了社会的进步，和发展。同时，它的利用也是理论向实践的不断进步的过程，理论唯有利用于实践才更能发挥它的作用。 动圈式话筒 在剧场里，为了使观众能听清演员的声音，常常需要把声音放大，放大声音的装置主要包括话筒，扩音器和扬声器三部分。话筒是把声音转变为电信号的装置。动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的，当声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的线圈（叫做音圈）随着一起振动，音圈在永久磁铁的磁场里振动，其中就产生感应电流（电信号），感应电流的大小和方向都变化，变化的振幅和频率由声波决定，这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音。 磁带录音机 磁带录音机主要由机内话筒、磁带、录放磁头、放大电路、扬声器、传动机构等部分组成，是录音机的录、放原理示意图。录音时，声音使话筒中产生随声音而变化的感应电流——音频电流，音频电流经放大电路放大后，进入录音磁头的线圈中，在磁头的缝隙处产生随
音频电流变化的磁场。磁带紧贴着磁头缝隙移动，磁带上的磁粉层被磁化，在磁带上就记录下声音的磁信号。放音是录音的逆过程，放音时，磁带紧贴着放音磁头的缝隙通过，磁带上变化的磁场使放音磁头线圈中产生感应电流，感应电流的变化跟记录下的磁信号相同，所以线圈中产生的是音频电流，这个电流经放大电路放大后，送到扬声器，扬声器把音频电流还原成声音。在录音机里，录、放两种功能是合用一个磁头完成的，录音时磁头与话筒相连；放音时磁头与扬声器相连。 ③汽车车速表 汽车驾驶室内的车速表是指示汽车行驶速度的仪表。它是利用电磁感应原理，使表盘上指针的摆角与汽车的行驶速度成正比。车速表主要由驱动轴、磁铁、速度盘，弹簧游丝、指针轴、指针组成。其中永久磁铁与驱动轴相连。在表壳上装有刻度为公里/小时的表盘。 永久磁铁一部分磁感线将通过速度盘，磁感线在速度盘上的分布是不均匀的，越接近磁极的地方磁感线数目越多。当驱动轴带动永久磁铁转动时，则通过速度盘上各部分的磁感线将依次变化，顺着磁铁转动的前方，磁感线的数目逐渐增加，而后方则逐渐减少。由法拉第电磁感应原理知道，通过导体的磁感线数目发生变化时，在导体内部会产生感应电流。又由楞次定律知道，感应电流也要产生磁场，其磁感线的方向是阻碍（非阻止）原来磁场的变化。用楞次定律判断出，顺着磁铁转动的前方，感应电流产生的磁感线与磁铁产生的磁感线方向相反，因此它们之间互相排斥；反之后方感应电流产生的磁感线方
物理总复习：电磁感应现象感应电流方向的判断 考纲要求】 1、知道磁通量的变化及其求解方法，理解产生感应电流、感应电动势的条件； 2、理解楞次定律的基本含义与拓展形式； 3、理解安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的异同，并能在实际问题中熟练运用。 知识网络】 【考点梳理】 考点一、磁通量 1、定义：磁感应强度B 与垂直场方向的面积S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，BS 。如果面积S 与B不垂直，如图所示，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S 。即 2、磁通量的物理意义: 磁通量指穿过某一面积的磁感线条数。 3、磁通量的单位：Wb 1Wb 1T m2。要点诠释： （1）磁通量是标量，当有不同方向的磁感线穿过某面时，常用正负加以区别，这时穿过某面的磁通量指的是不同方向穿过的磁通量的代数和。另外，磁通量与线圈匝数无关。 磁通量正负的规定：任何一个面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿入磁通量为正，则磁感线从反面穿入时磁通量为负。穿过某一面积的磁通量一般指合磁通量。 （2）磁通量的变化 2 1，它可由B、S 或两者之间的夹角的变化引起。 4、磁通量的变化要点诠释： （一）、磁通量改变的方式有以下几种 （1）线圈跟磁体间发生相对运动，这种改变方式是S 不变而相当于B 变化。 （2）线圈不动，线圈所围面积也不变，但穿过线圈面积的磁感应强度是时间的函数。 （3）线圈所围面积发生变化，线圈中的一部分导体做切割磁感线运动。其实质也是 B 不变，而S 增大或减小。 （4）线圈所围面积不变，磁感应强度也不变，但二者间的夹角发生变化，如在匀强磁场中转动矩形线圈。
（二）、对公式 在磁通量 BS 的理解 BS的公式中，S为垂直于磁感应强度B 方向上的有效面积，要正确理解、B、S 三者之间的关系。 （1）线圈的面积发生变化时磁通量是不一定发生变化的，如图（a），当线圈面积由S1 变 为S2 时，磁通量并没有变化。 （2）当磁场范围一定时，线圈面积发生变化，磁通量也可能不变，如图（b）所示，在空 间有磁感线穿过线圈S，S 外没有磁场，如增大S，则不变。 3）若所研究的面积内有不同方向的磁场时，应是将磁场合成后，用合磁场根据BS 去求磁通量。例、如图所示，矩形线圈的面积为S（m2），置于磁感应强度为B（T）、方向水平向右 的匀强磁场中，开始时线圈平面与中性面重合。求线圈平面在下列情况的磁通量的改变量： 1）60o；（2）90o；（3）180o。 考点二、电磁感应现象 1、产生感应电流的条件只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，即0 ，则闭 合电路中就有感应电流产生。 2、引起磁通量变化的常见情况 （1）闭合电路的部分导体做切割磁感线运动。 （2）线圈绕垂直于磁场的轴转动。 （3）磁感应强度B 变化。 要点诠释： 1、分析有无感应电流的方法首先看电路是否闭合，其次看穿过闭合电路的磁通量是否发生了变化。 2、产生感应电动势的条件无论电路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果电路闭合，则有感应电流；电路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。 【解析】初位置时穿过线圈的磁通量 转过90o时，3 0 ；转过180o时，4 1 反，故：（1）1 2 1 BS BS 2 （2） 2 3 1 0 BS BS ； （3） 1 BS ；转过60o时， 2 BScos60 o= 1 BS ； 2 BS ，负号表示穿过面积S 的方向和以上情况相1 1 2BS； BS BS 2BS 。负号可理解为磁通量在减少。 绕垂直磁场的轴转过（
感应电流方向的判断 1. 关于产生感应电流的条件，正确的是（） A. 位于磁场中的闭合线圈中一定能产生感应电流 B. 闭合线圈和磁场发生相对运动一定能产生感应电流 C. 闭合线圈做切割磁感线运动一定能产生感应电流 D. 穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化一定能产生感应电流 2. 如图所示，开始时线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场中，一半在 匀强磁场外，若要使线圈产生感应电流，下列方法中可行的是（） A. 以ab为轴转动 B. 以OO’为轴转动 C. 以ad为轴转动（小于60°） D. 以bc为轴转动（小于60°） 3. 在如图所示的几种情况中，哪个闭合线框或螺线管内不会产生感应电流（） A. 线框沿着平行于通电直导线方向移动 B. 线框向远离通电直导线的方向移动 C. 螺线管旁的磁铁向远离螺线管轴线的方向移动 D. 螺线管旁的磁铁平行于螺线管轴线的方向移动 4. 感应电流的方向，总是使感应电流的磁场（） A. 跟原来的磁场方向相反 B. 阻碍引起感应电流的磁通量 C. 跟原来的磁场方向相同 D. 阻碍引起感应电流的磁通量的变化 5. 一弹性导体组成闭合线圈，垂直磁场方向（位于纸面内）放置，当磁感应强度B发生变化时，观察到线圈所围面积大了，那么可以判断磁场的方向和大小的变化情况可能是（） A. B垂直纸面向里，并不断增强 B. B垂直纸面向里，并不断减弱 C. B垂直纸面向外，并不断增强 D. B垂直纸面向外，并不断减弱 6. 如图所示，a、b、c、d为圆形线圈上等矩的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形，设线圈导线不可伸长，则在线圈发生形变的过程中（） A. 线圈中将产生abcd方向的感应电流 B. 线圈中将产生adcb方向的感应电流 C. 线圈中产生的感应电流方向先是abcd，后是adcb D. 线圈中无感应电流 7. 如图所示，矩形线框abcd的一部分在匀强磁场内，垂直线框平面的磁场 区域边界与ab边平行，若因线框运动使bc边受到方向向下的安培力的作用， 则线框的运动情况是（） A. 向左平动 B. 向右平动 C. 向上平动 D. 向下平动 8. 如图所示，螺线管CD的导线绕法不明，当磁铁AB插入螺线管时，电路中产生图示方向的感应电流，下列关于螺线管极性的判断正确的是（） A. C端一定是N极 B. C端一定是S极 C. C端的极性一定与磁铁B端的极性相同 D. 无法判断极性的关系，因螺线管的绕法不明 9. 如图所示，用细弹簧构成一闭合电路，中央放有一条形磁铁，当弹簧收缩时，穿过电路的磁通量φ和电路中感应电流方向（从N极向S极看时）正确的是（） A. φ减小，感应电流顺时针方向 B. φ减小，感应电流逆时针方向 C. φ增大，感应电流顺时针方向 D. φ增大，感应电流逆时针方向 10. 如图所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况将是（） A. 向右摆 B. 向左摆 C. 静止不动 D. 不能判断 11. 如图所示，两个闭合圆环形导线框1和2的圆心重合，放在同一平面 内，当环形导线框1 中通以顺时针方向的电流，且电流大小逐渐增大的过程
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。