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第十一讲 电磁感应现象、楞次定律【考点分解】 考点一：电磁感应现象电磁感应：由磁场产生电流的现象，产生的电流称为感应电流。
产生感应电流的条件：1.有闭合的导体回路；2.穿过该回路的磁通量发生变化。
推论：导体回路的部分导体切割磁感线也会产生感应电流。
切割磁感线等价于回路的磁通量发生变化。
1．如图所示，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直。
导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab 、cd ，与导轨接触良好。
这两条金属棒ab 、cd 的运动速度分别是v 1、v 2，且井字形回路中有感应电流通过，则可能( )A ．v 1＞v 2B ．v 1＜v 2C ．v 1＝v 2D ．以上均不可能2．金属矩形线圈abcd 在匀强磁场中做如图所示的运动，线圈中有感应电流的是 ( )3．如图所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴极成一个平面直角坐标系。
四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图中所示，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈a 、b 、c 、d 中感应电流的情况是( )A ．线圈a 中无感应电流B ．线圈b 中有感应电流C ．线圈c 中有感应电流D ．线圈d 中无感应电流考点二：楞次定律及其推论用楞次定律判断感应电流的方向。
楞次定律：感应电流具有这样的方向，即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。
推论1：感应电流在引起感应电流的磁场中受到的安培力使闭合回路具有的运动或运动趋势，也会阻碍磁通量的变化。
楞次定律理解框图如右。
推论2：右手定则：部分导体切割磁感线时感应电流的方向可由右手定则判断。
注意四指所指方向为感应电流的方向。
4．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abcdaB ．导线框离开磁场时，感应电流方向为adcbaC ．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5．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。
电磁感应现象楞次定律(建议用时40分钟)1．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【解析】选D.产生感应电流的条件是闭合回路内磁通量变化,而A、B选项磁通量不变,A、B错误，D正确；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的过程中有感应电流产生,但是之后，再到相邻房间去观察时，回路中已经没有磁通量的变化,此时观察到的电流表没有变化，C错误。
2。
如图所示为两个同心圆环，当一有界匀强磁场垂直穿过A环面时，A环面磁通量为Φ1，此时B环磁通量为Φ2，有关这两个磁通量大小的说法中正确的是()A．Φ1<Φ2B．Φ1＝Φ2C．Φ1>Φ2D．无法确定【解析】选B。
根据Φ＝BS可知，穿过两环的磁通量相等，B 正确。
3．如图所示,正方形线圈abcd的一半处于匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直。
在线圈以ab为轴转过90°的过程中，穿过线圈的磁通量大小（）A.一直减小B．先增大后减小C. 先减小后增大D．先不变后减小【解析】选D。
线圈以ab为轴转动时，当cd边没有进入磁场前,穿过线圈的有效面积不变，之后穿过线圈的有效面积减小,故磁通量先不变后减小，D正确。
【题后反思】利用Φ=BS计算磁通量时,应注意B与S相互垂直, S 是有磁感线穿过部分的面积，而非线圈的实际面积。
4。
(多选)（2021·合肥模拟)老师在课堂上做了一个实验：弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来；如果在磁铁下方放一个固定的铝质圆环，使磁极上下振动时穿过它，磁铁就会很快地停下来。
第十章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律选择题(本题共15小题，1～10题为单选，11～15题为多选)1．(2021·北京高三一模)用图中三套实验装置探究感应电流产生的条件，下列选项中能产生感应电流的操作是(B)A．甲图中，使导体棒AB顺着磁感线方向运动，且保持穿过ABCD中的磁感线条数不变B．乙图中，使条形磁铁匀速穿过线圈C．丙图中，开关S闭合后，A、B螺线管相对静止一起竖直向上运动D．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A在大螺线管B中保持不动[解析]甲图中，使导体棒AB顺着磁感线方向运动，AB不切割磁感线，故不能产生感应电流，另外也可以从保持穿过ABCD中的磁感线条数不变的角度看，磁通量没变化，故也不产生感应电流，A错误；乙图中，使条形磁铁匀速穿过线圈，在磁铁从上向下穿过时，穿过线圈的磁通量会变化，故产生感应电流，B正确；丙图中，开关S闭合后，A、B螺线管相对静止一起竖直向上运动，两线圈没有相对运动，B中的磁通量没变化，故不产生感应电流，C错误；丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A在大螺线管B中保持不动时也不会使B中的磁通量变化，故也不能产生感应电流，D错误。
2．(2021·浙江高三一模)如图是漏电保护器的部分电路图，由金属环，线圈，控制器组成，其工作原理是控制器探测到线圈中有电流时会把入户线断开，即称电路跳闸，下列有关漏电保护器的说法正确的是(C)A．当接负载的电线中电流均匀变化时，绕在铁芯上的线圈中有稳定的电流B．当接负载的电线短路或电流超过额定值时，漏电保护器会发出信号使电路跳闸C．只有当接负载的电线漏电时，绕在铁芯上的线圈中才会有电流通过D．当接负载的电线中电流不稳定时，漏电保护器会发出信号使电路跳闸[解析]漏电保护器的工作原理是控制器探测到线圈中有电流时会把入户线断开，线圈的磁通量是由流入负载的导线中的电流和流出负载的导线中的电流在线圈中产生的磁通量的叠加，由于一般情况下，流入负载导线中的电流和流出负载导线中的电流等大反向，故线圈中的磁通量为零，无电流产生。
第二章电磁感应楞次定律课后篇素养形成必备知识基础练1.某磁场磁感线如图所示,有一铜线圈自图示A点落至B点,在下落过程中,自上向下看,线圈中的感应电流方向是()A.始终顺时针B.始终逆时针C.先顺时针再逆时针D.先逆时针再顺时针A点落至图示位置时,穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律判断知,线圈中感应电流方向为顺时针;自图示位置落至B点时,穿过线圈的磁通量减少,由楞次定律判断知,线圈中感应电流方向为逆时针,C项正确。
2.(多选)闭合电路的一部分导体在匀强磁场中做切割磁感线运动,如图所示,能正确表示感应电流I的方向、磁感应强度B的方向跟导体运动速度的方向关系的是()B、C正确。
3.(多选)如图所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在有界匀强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,以下各种说法中正确的是()A.向左拉出和向右拉出时,环中的感应电流方向相反B.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿顺时针方向的C.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿逆时针方向的D.圆环在达到磁场边界之前无感应电流,穿过闭合圆环的磁通量都要减少,根据楞次定律可知,感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,应用安培定则可以判断出感应电流的方向是顺时针方向的,选项B正确,A、C错误;另外在圆环达到磁场边界之前,穿过圆环的磁通量不变,无感应电流,D正确。
4.某同学在探究感应电流产生的条件的实验中,将直流电源、滑动变阻器、线圈A(有铁芯)、线圈B、灵敏电流计及开关按图连接成电路。
在实验中,该同学发现开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏。
由此可以判断,在保持开关闭合的状态下()A.当线圈A拔出时,灵敏电流计的指针向左偏B.当线圈A中的铁芯拔出时,灵敏电流计的指针向右偏C.当滑动变阻器的滑片匀速滑动时,灵敏电流计的指针不偏转D.当滑动变阻器的滑片向N端滑动时,灵敏电流计的指针向右偏:开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏,则当磁通量增大时指针左偏;若磁通量减小时,则指针右偏;当线圈A拔出,或线圈A中的铁芯拔出时,磁通量均减小,因此电流计指针向右偏,故A错误,B正确;滑动变阻器的滑片匀速滑动,穿过线圈的磁通量发生变化,电流计指针要发生偏转,故C错误;当滑动变阻器的滑片向N端滑动时,电阻减小,则电流增大,导致磁通量增大,因此灵敏电流计的指针向左偏,故D错误。
电磁学电磁感应定律与楞次定律电磁学是研究电荷、电流和电磁场之间相互作用的一门科学。
在电磁学中，电磁感应定律和楞次定律是两个基本原理，它们揭示了电磁感应现象和电磁场的生成规律。
本文将对电磁感应定律和楞次定律进行详细的介绍和解析。
一、电磁感应定律1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的基本规律。
它由英国科学家迈克尔·法拉第于1831年提出，被广泛应用于电力发电、电磁感应器等领域。
法拉第电磁感应定律的表达式为：在一根闭合导体回路中，当磁场的磁通量发生变化时，该导体中就会产生感应电动势。
该电动势的大小正比于磁通量的变化率，并与导线的回路长度成正比。
其中，感应电动势的方向遵循楞次定律。
2. 电磁感应定律的应用电磁感应定律的应用非常广泛。
在电力工程中，电磁感应定律被应用于发电机的原理。
当导体在磁场中移动时，磁通量发生变化，从而产生感应电动势，将机械能转化为电能。
这一原理极大地推动了电力工业的发展。
另外，电磁感应定律还应用于电磁感应传感器、变压器等领域。
电磁感应传感器利用感应电动势来测量环境中的物理量，如温度、湿度等。
变压器则是利用电磁感应定律中的电磁感应现象来实现电能的变换和传输。
二、楞次定律1. 楞次定律的提出楞次定律是法拉第电磁感应定律的延伸和补充。
它由法国物理学家亨利·楞次于1834年提出，描述了电磁感应现象中的能量守恒关系。
楞次定律是电磁学的重要基本定律之一。
2. 楞次定律的表达式和应用楞次定律的表达式为：当磁场内的闭合导体回路中有电流变化时，会产生与变化的磁通量相反的电动势，从而产生感应电流。
感应电流的大小正比于磁通量的变化率，并与导线的回路长度成正比。
楞次定律不仅适用于电磁感应定律中的感应电动势，还适用于其他电磁现象中的感应效应。
例如，当导体在磁场中移动时，磁通量发生变化，从而产生感应电流，这就是楞次定律的应用之一。
此外，楞次定律还可以解释电磁铁的工作原理。
人教版新教科书选择性必修第二册第二章电磁感应练习与应用(解析版)第1节楞次定律练习与应用1.在图2.1-9中，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上。
（1）当闭合开关S的一瞬间，线圈P中感应电流的方向如何？（2）当断开开关S的一瞬间，线圈P中感应电流的方向如何？【答案】1.当铜盘在磁极间运动时，由于发生电磁感应现象，在铜盘中产生涡流，使铜盘受到安培力作用，而安培力阻碍导体的运动，所以铜盘很快就停了下来。
2.在图2.1-10中CDEF是金属框，框内存在着如图所示的匀强磁场。
当导体AB向右移动时，请用楞次定律判断MNCD和MNFE两个电路中感应电流的方向。
【答案】2.当条形磁体的N极靠近线圈时，线圈中向下的磁通量增加，根据楞次定律可得，线圈中感应电流的磁场应该向上，再根据右手螺旋定则，判断出线圈中的感应电流方向为逆时针方向(自. 上而下看)。
感应电流的磁场对条形磁体N极的作用力向上，阻碍条形磁体向下运动。
当条形磁体的N极远离线圈时，线圈中向下的磁通量减小，根据楞次定律可得，线圈中感应电流的磁场应该向下，再根据右手螺旋定则，判断出线圈中的感应电流方向为顺时针方向(自上而下看)。
感应电流的磁场对条形磁体N极的作用力向下，阻碍条形磁体向上运动。
因此，无论条形磁体怎样运动，都将受到线圈中感应电流磁场的阻碍作用，所以条形磁体较快地停了下来，在此.过程中，弹簧和磁体的机械能转化为线圈中的电能。
3. 如图2.1-11所示，导线AB与CD平行。
试判断在闭合与断开开关S时，导线CD中感应电流的方向，说明你判断的理由。
【答案】3.在磁性很强的小圆柱下落的过程中，没有缺口的铝管中的磁通量发生变化(小圆柱. 上方铝管中的磁通量减小，下方的铝管中的磁通量增大)，所以铝管中将产生感应电流.感应电流的磁场对下落的小圆柱产生阻力，小圆柱在铝管中缓慢下落。
如果小圆柱在有缺口的铝管中下落，尽管铝管中也会产生感应电流，感应电流的磁场也将对下落的小圆柱产生阻力，但这时的阻力非常小，所以小圆柱在有裂缝的铝管中下落比较快。
作业05楞次定律和法拉第电磁感应定律三、电磁感应定律1．感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势叫作感应电动势，2．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合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．(2)公式：E＝nΔΦΔt，其中(3)在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯四、导线切割磁感线时的感应电动势1．导线垂直于磁场方向运动，甲乙2．导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如图乙所示，E ＝Blv sin θ.3．导体棒切割磁感线产生感应电流，导体棒所受安培力的方向与导体棒运动方向相反，导体棒克服安培力做功，把其他形式的能转化为电能．一、单选题1．如图甲所示，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向。
螺线管与导线框abcd 相连，导线框内有一小金属圆环L ，圆环与导线框在同一平面内。
当螺线管内的磁感应强度B 随时间按图乙所示规律变化时，下列说法正确的是（）A ．在10~t 时间内，通过bc 边的电流方向由c 到b 且大小保持不变B ．在21~t t 时间内，通过bc 边的电流方向先由b 到c 后变为由c 到bC ．在21~t t 时间内，圆环L 内有逆时针方向的感应电流且大小保持不变D ．在23~t t 时间内，圆环L 有扩张趋势2．手机无线充电是比较新颖的充电方式。
如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。
当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。
当充电板内的送电线圈通入如图乙所示的交变电流时（电流由a 流入时的方向为正），不考虑感应线圈的自感，下列说法中正确的是（）A ．t 1~t 3时间内，c 点电势始终高于d 点电势B ．t 1~t 3时间内，c 点电势始终低于d 点电势C ．t 1在时刻受电线圈中电流最强D ．t 2时刻受电线圈中电流为03．如图所示，一磁铁通过支架悬挂于电子秤上方，磁铁的正下方有两条光滑的固定金属导轨M 、N ，其上有两根可以左右自由滑动的金属杆a 、b ，磁铁在金属导轨M 、N 、a 、b 组成回路中心的正上方且S 极朝下，当剪断细线磁铁下落时，以下说法正确的是（）A ．a 、b 杆保持静止状态B ．磁铁会受到向下的吸引力C ．a 、b 杆相互靠近D ．与剪断前相比，导轨对电子秤的压力变小4．麦克斯韦从场的观点出发，认为变化的磁场会激发感生电场。
第1讲电磁感应现象楞次定律一、单项选择题：在每一小题给出的四个选项中，只有一项为哪一项符合题目要求的。
1．如下列图，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，现假设使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置，如此此过程中磁通量的改变量的大小是( C )A．3－12BS B．3＋12NBSC．3＋12BS D．3－12NBS[解析] sin θ磁通量与匝数无关，Φ＝BS中，B与S必须垂直。
初态Φ1＝B cos θ·S，末态Φ2＝－B cos θ·S，磁通量的变化量大小ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|BS(－cos 30°－sin30°)|＝3＋12BS，所以应选C项。
2．(2020·浙江诸暨模拟)有人设计了一种储能装置：在人的腰部固定一块永久磁铁，N 极向外；在手臂上固定一个金属线圈，线圈连接着充电电容器。
当手不停地前后摆动时，固定在手臂上的线圈能在一个摆动周期内，两次扫过别在腰部的磁铁，从而实现储能。
如下说法正确的答案是( D )A．该装置违反物理规律，不可能实现B．此装置会使手臂受到阻力而导致人走路变慢C．在手摆动的过程中，电容器极板的电性不变D．在手摆动的过程中，手臂受到的安培力方向交替变化[解析] D．在手摆动的过程中，线圈交替的进入或者离开磁场，使穿过线圈的磁通量发生变化，因而会产生感应电流，从而实现储能，该装置符合法拉第电磁感应定律，可能实现，选项A错误；此装置不会影响人走路的速度，选项B错误；在手摆动的过程中，感应电流的方向不断变化，如此电容器极板的电性不断改变。
选项C错误；在手摆动的过程中，感应电流的方向不断变化，手臂受到的安培力方向交替变化。
选项D正确。
3.如下列图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且与线圈相互绝缘。
当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向( B )A．向左B．向右C．垂直纸面向外D．垂直纸面向里[解析] 解法一：当MN中电流突然减小时，单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律，线圈abcd中产生的感应电流方向为顺时针方向，由左手定如此可知ab边与cd边所受安培力方向均向右，所以线圈所受安培力的合力方向向右，B正确。
专题九电磁感应定律及综合应用电磁感应是电磁学中最为重要的内容，也是高考命题频率最高的内容之一。
题型多为选择题、计算题。
主要考查电磁感应、楞次定律、法拉第电磁感应定律、自感等知识。
本部分知识多结合电学、力学部分出压轴题，其命题形式主要是电磁感应与电路规律的综合应用、电磁感应与力学规律的综合应用、电磁感应与能量守恒的综合应用。
复习中要熟练掌握感应电流的产生条件、感应电流方向的判断、感应电动势的计算，还要掌握本部分内容与力学、能量的综合问题的分析求解方法。
预测高考重点考查法拉第电磁感应定律及楞次定律和电路等效问题．综合试题还是涉及到力和运动、动量守恒、能量守恒、电路分析、安培力等力学和电学知识．主要的类型有滑轨类问题、线圈穿越有界磁场的问题、电磁感应图象的问题等．此除日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术这些在实际中有广泛的应用问题也要引起重视。
知识点一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律的内容是感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比．在具体问题的分析中，针对不同形式的电磁感应过程，法拉第电磁感应定律也相应有不同的表达式或计算式．磁通量变化的形式表达式备注通过n 匝线圈内的磁通量发生变化E ＝n ·ΔΦΔt(1)当S 不变时，E ＝nS ·ΔB Δt (2)当B 不变时，E ＝nB ·ΔS Δt 导体垂直切割磁感线运动E ＝BLv 当v ∥B 时，E ＝0导体绕过一端且垂直于磁场方向的转轴匀速转动E ＝12BL 2ω线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动E ＝nBSω·sin ωt 当线圈平行于磁感线时，E 最大为E ＝nBSω，当线圈平行于中性面时，E ＝0知识点二、楞次定律与左手定则、右手定则1．左手定则与右手定则的区别：判断感应电流用右手定则，判断受力用左手定则．2．应用楞次定律的关键是区分两个磁场：引起感应电流的磁场和感应电流产生的磁场．感应电流产生高考物理二轮复习：电磁感应定律及综合应用知识点解析及专题练习的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化，“阻碍”的结果是延缓了磁通量的变化，同时伴随着能量的转化．3．楞次定律中“阻碍”的表现形式：阻碍磁通量的变化(增反减同)，阻碍相对运动(来拒去留)，阻碍线圈面积变化(增缩减扩)，阻碍本身电流的变化(自感现象)．知识点三、电磁感应与电路的综合电磁感应与电路的综合是高考的一个热点内容，两者的核心内容与联系主线如图4－12－1所示：1．产生电磁感应现象的电路通常是一个闭合电路，产生电动势的那一部分电路相当于电源，产生的感应电动势就是电源的电动势，在“电源”内部电流的流向是从“电源”的负极流向正极，该部分电路两端的电压即路端电压，U ＝R R ＋rE .2．在电磁感应现象中，电路产生的电功率等于内外电路消耗的功率之和．若为纯电阻电路，则产生的电能将全部转化为内能；若为非纯电阻电路，则产生的电能除了一部分转化为内能，还有一部分能量转化为其他能，但整个过程能量守恒．能量转化与守恒往往是电磁感应与电路问题的命题主线，抓住这条主线也就是抓住了解题的关键．在闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流的问题中，机械能转化为电能，导体棒克服安培力做的功等于电路中产生的电能．说明：求解部分导体切割磁感线产生的感应电动势时，要区别平均电动势和瞬时电动势，切割磁感线的等效长度等于导线两端点的连线在运动方向上的投影．高频考点一对楞次定律和电磁感应图像问题的考查例1、(多选)(2019·全国卷Ⅰ·20)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图4(a)中虚线MN 所示．一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ，将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内，圆心O 在MN 上．t ＝0时磁感应强度的方向如图(a)所示；磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图(b)所示．则在t ＝0到t ＝t 1的时间间隔内()图4A．圆环所受安培力的方向始终不变B．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C．圆环中的感应电流大小为B0rS4t0ρD．圆环中的感应电动势大小为B0πr24t0【举一反三】（2018年全国II卷）如图，在同一平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。
高二物理电磁感应现象、楞次定律练习和解析1、面积为S 的矩形线框abcd,处在磁感应强度为B 的匀强磁场中 (磁场区域足够大),磁场方向与线框平面成θ角,如图9-1-1所示,当线框以ab 为 轴顺时针转900过程中,穿过 abcd 的磁通量变化量ΔΦ= .【解析】设开始穿过线圈的磁通量为正,则在线框转过900的过程中,穿过线圈的磁通量是由正向BSsinθ减小到零,再由零增大到负向BScosθ,所以,磁通量的变化量为:ΔΦ=Φ2-Φ1=-BScosθ-BSsinθ=-BS(cosθ+sinθ) 【答案】-BS(cosθ+sinθ)【点拨】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、在水平面上有一不规则的多边形导线框,面积为S=20cm 2, 在竖直方向加以如图9-1-2所 示的磁场,则下列说法中正确的 是(方向以竖直向上为正)( )A.前2s 内穿过线框的磁通的变化为ΔΦ=0B .前1s 内穿过线框的磁通的变化为ΔΦ=-30WbC .第二个1s 内穿过线框的磁通的变化为ΔΦ=-3x10-3W bD .第二个1s 内穿过线框的磁通的变化为ΔΦ = -1x10-3W b【解析】由题意可知:刚开始计时磁感应强度为1.5T,方向竖直向上,在1s 内均匀减小到零,第二个1s 内反向增大到-1.5T,因此前1s 或第一个1s 及第二个1s 内磁通量的变化都是-3x10-3W b.选项C 正确.【答案】( C )【点拨】本题易错选A,错因是忽视了磁通量的正负号.3、某实验小组用如图9-1-3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方向是( )A.a →○G →b B.先a →○G →b,后b →○G →a C.先b →○G →a D.先b →○G →a,后a →○G →b 【解析】①确定原磁场的方向:条形磁铁在穿入线圈的过程中,磁场方向向下 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方向向上④应用右手定则可以判断感应电流的方向为逆时针方向(俯视),即: 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 )【点拨】根据楞次定律判断感应电流方向,有以上四个基本步骤.4、如图9-1-4所示,用一根长为L 质量不计的绝缘细杆与一个上弧长为0l 、下弧长为d 0的金属线框的中点连结并悬挂于O 点,悬点正下方存在图9-1-2图9-1-3图9-1-4图9-1-1一个上弧长为20l 、下弧长为2d 0的方向垂直纸面向里的匀强磁场,且 d 0<<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( )A.金属线框进入磁场时感应电流的方向为a →b →c →d →aB.金属线框离开磁场时感应电流的方向为a →d →c →b →aC.金属线框dc 边进入磁场与ab 边离开磁场的速度大小总是相等D.金属线框最终将在磁场内做简谐运动【解析】由右手定则或楞次定律均可判断,当线框进入磁场时,感应电流方向为:a→d→c→b→a,当线框离开磁场时,感应电流方向为:a→b→c→d→a .金属线框在进入或离开磁场时,机械能都要减小,最终将在磁场内做往复运动,由于d 0<<L,线框运动为简谐运动.选项D 正确.【答案】( D )5、如图9-1-5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 滑片 P 自左向右滑的过程中,线圈ab 将( ) A.静止不动 B.顺时针转动C.逆时针转动D.发生转动,但电源的极性不明,无法确定转动方向 【解析】 图9-1-5中的两个通电线圈绕向相同,电流的磁场方向相同,两磁铁之间合磁场方向是水平的.当滑动变阻器R 的滑片P 自左向右滑动时,电路中电流增大,两磁铁之间合磁场增强,穿过矩形线圈的磁通量增大.根据楞次定律,矩形闭合线圈中的感应电流磁场要阻碍磁通量增大,所以矩形线圈会顺时针转动,减小其垂直于磁场方向的投影面积,才能阻碍穿过的磁通量增大.【答案】( B )【点拨】本题现象属于减小面积阻碍磁通量增大情形.分析时应注意两通电线圈绕向相同还是相反,以及线圈所在处磁场的方向.6、在图9-1-6中，CDEF 为闭合线圈，AB 为电阻丝.当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，线圈CDEF 中的感应电流在G 处产生的磁感强度的方向是“·”时，电源的哪一端是正极？【错解】当变阻器的滑动头在最上端时，电阻丝AB 因被短路而无电流通过.由此可知，滑动头下移时，流过AB 中的电流是增加的.当线圈CDEF 中的电流在G 处产生的磁感强度的方向是“·”时，由楞次定律可知AB 中逐渐增加的电流在G 处产生的磁感强度的方向是“×”，再由右手定则可知，AB 中的电流方向是从A 流向B ，从而判定电源的上端为正极.【错因】楞次定律中“感生电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”，所述的“磁通量”是指穿过线圈内部磁感线的条数，因此判断感应电流方向的位置一般应该选在线圈的内部,而不是选在线圈的外部.【正解】当线圈CDEF 中的感应电流在G 处产生的磁感强度的方向是“·”时，它在线圈内部产生磁感强度方向应是“×”，AB 中增强的电流在线圈内部产生的磁感强度方向是“·”，所以，AB 中电流的方向是由B 流向A ，故电源的下端为正极.【答案】电源的下端为正极图9-1-6图9-1-5R【点拨】分析电学问题也要注意正确选取研究对象.7.两圆环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9-1-7所示的方向,绕中心转动的角速度发生变化时,B 中产生如图所示的感应电流,则( BC )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】若A 带正电, 则穿过B 的磁通量垂直纸面向里,只有磁通量增大时,B 中才会产生逆时针方向的感应有尽电流,故A 的转速应增大,选项B 正确A 错误.若A 带负电,同理可推断选项C 正确D 错误.【答案】( BC )8.电阻R 、电容器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9-1-8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( D )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】在N 极接近线圈上端的过程中,通过线圈的磁感线方向向下,磁通量增大,由楞次定律可判断流过线圈的电流方向下,即线圈下端相当于电源正极,故可知D 正确.【答案】( D )9.如图9-1-9所示,a 、b 、c 三个闭合线圈,放在同一平面内,当a 线圈中有电流I 通过时,它们的磁通量分别为Фa 、Фb 、Фc 下列说法中正确的是( B )A.Φa ＜Φb ＜ΦcB.Φa ＞Φb ＞ΦcC.Φa ＜Φc ＜ΦbD.Φa ＞Φc ＞Φb10.如图9-1-10所示,面积为S 的线圈放在磁感应强度为B 的竖直向上的匀强磁场中,若线圈平面与水平面所成的夹角为θ,那么穿过线圈的磁通量为( A )A.Φ=BScos θB.Φ=BSsin θC.Φ=BStan θD.Φ=BScot θ11.在水平面上有一固定的U 形金属框架,上置一金属杆ab,如图9-1-11所示(纸面即水平面),在垂直纸面方向有一匀强磁场,则( BD )A.若磁感应强度方向垂直纸面向外并增大时,杆ab 将向右移动B.若磁感应强度方向垂直纸面向外并减小时,杆ab 将向右移动C.若磁感应强度方向垂直纸面向里并增大时,杆ab 将向右移动D.若磁感应强度方向垂直纸面向里并减小时,杆ab 将向右移动 12.如图9-1-12所示,线框面积为S ,线框平面与磁感应强度为B的匀强图9-1-11图9-1-10图9-1-7图9-1-9图9-1-8磁场方向垂直.则穿过线框平面的磁通量为BS;若使线框绕轴OO ´转过600的角,则穿过线框平面的磁通量为 BS/2 ;若从初始位置转过900角,则穿过线框平面的磁通量为0;若从初始位置转过1800角,则穿过线框平面的磁通量变化量大小为2BS.若将单匝线框换成50匝线框,上述各空的结果将不变(填“变化”或“不变”).13.用如图9-1-13所示的电路来研究电磁感应现象.A 、B 为规格相同的电流表,D 是两个套在一起的大小线圈, 绕线方 向如图.小线圈与A 构成回路,大线圈与B 构成闭合电路.闭 合电键K ,稳定后电 流表 A 指针位置如 图.当电键K 突然断开时,电流表B 指针将向右偏(填“左”或“右”).【解析】闭合电键K 电路稳定后,与电流表A 相连接的线圈中电流方向向下,产生的磁场方向向上.当电键K 突然断开时,该线圈中的电流减小,其磁场减弱.与电流表B 相连接的线圈中感应电流的磁场,方向应向上,此线圈中感应电流的方向应向上.故电流表B 的指针会向右偏.【答案】右14.磁感应强度为B 的匀强磁场仅存在于边长为2L 的正方形范围内,有一个电阻为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,如图9-1-14所示,从ab 进入磁场时开始计时,到线框离开磁场为止.(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象;(2)判断线框中有无感应电流.若有,答出感应电流的方向.【解析】(1)如图9-1-15所示 (2)线框进入磁场阶段,电流方向逆时针;线框在磁场中运动阶段,无电流;线框离开磁场阶段,电流方向顺时针.【答案】见解析15.如图 9-1-16所示,水平放置的两条光滑轨道上,有可自由图9-1-12图9-1-13图9-1-14图9-1-15图9-1-16图9-1-17移动的金属棒PQ 、MN ,当PQ 在外力作用下运动时,MN 在磁场力作用下向右运动,则PQ 所做的运动可能是( BC )A.向右加速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向左减速运动 【解析】设PQ 向右运动,用右手定则和安培定则判断可知,穿过L 1的磁感线方向向上.若PQ 向右加速运动,则穿过L 1的磁通量增加,用楞次定律判断可知,通过MN 的感应电流方向是N→M,对MN 用左手定则判断可知MN 向左运动,可见A 选项不正确.若PQ 向右减速运动,则穿过L 1的磁通量减少,用楞次定律判断可知,通地MN 的感应电流方向是M→N,用左手定则判断可知MN 是向右运动,可见C 正确.同理设PQ 向左运动,用上述类似方法可判断B 正确,而D 错误.【答案】( BC )16.原始的电话机将听筒和话筒串联成一个电路,当自己对着话筒讲话时,会从听筒听到自己的声音,导致听觉疲劳而影响通话.现代的电话将听筒电路与话筒电路分开,改进的电路原理示意图如图9-1-17所示,图中线圈Ⅰ与线圈Ⅱ匝数相等,R b =1.2K Ω,R a 为可变电阻.当R 调到某一值时,从听筒中就听不到话筒传出的声音了,这时电阻R a =1.8KΩ.【解析】话筒是一个声电转换装置,声音信号通过话筒后转换成的电信号从线圈Ⅰ和线圈Ⅱ两个支路走,两个支路的电流方向相反,若要听筒中听不到话筒的声音,要求这两个电流必须大小相等,这样话筒连接的线圈中磁通量为零,听筒连接的线圈中就没有感应电流.因此aab R R RR R +=,将数据代入可得:R b =1.8K Ω【答案】1.8K Ω。
