第41讲　电磁感应现象　楞次定律（解析版）.docxVIP

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第41讲电磁感应现象楞次定律

——划重点之精细讲义系列

一．磁通量

1．概念：磁感应强度B与面积S的乘积．

2．计算

(1)公式：Φ＝BS.

(2)适用条件：①匀强磁场；②S是垂直磁场的有效面积．

(3)单位：韦伯(Wb)，1Wb＝1_T·m2.

3．意义：穿过某一面积的磁感线的条数．

4．标矢性：磁通量是标量，但有正、负．

二．电磁感应

1．电磁感应现象

当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有电流产生，这种现象称为电磁感应现象．

2．产生感应电动势和感应电流的条件

(1)产生感应电动势的条件

无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，回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．

(2)产生感应电流的条件

①电路闭合．②磁通量变化．

三．感应电流方向的推断

1．右手定则：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；让磁感线从掌心垂直进入，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．如右图所示．

2．楞次定律

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．

考点一电磁感应现象的推断

1．穿过闭合电路的磁通量发生变化的四种状况

(1)磁感应强度B不变，线圈面积S发生变化．

(2)线圈面积S不变，磁感应强度B发生变化．

(3)线圈面积S变化，磁感应强度B也变化，它们的乘积BS发生变化．

(4)线圈面积S不变，磁感应强度B也不变，但二者之间夹角发生变化．

2．推断电磁感应现象能否发生的一般流程：

【典例1】如图所示，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，肯定能在轨道回路里产生感应电流的是()

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°θ90°)

解析：选A.本题中引起磁通量变化都有两个方面，面积的变化和夹角转变，向右运动的同时θ减小都会使磁通量变大，所以A项正确．

【典例2】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()

A．开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转

B．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转

C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中心零刻度

D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转

解析：选A.只要闭合回路磁通量发生变化就会产生感应电流，故A正确，B错误；开关闭合后，只要滑片P滑动就会产生感应电流，故C、D错误．

【典例3】(多选)1824年，法国科学家阿拉果完成了有名的“圆盘试验”．试验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用松软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示．试验中发觉，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后．下列说法正确的是()

A．圆盘上产生了感应电动势

B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动

C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化

D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动

解析：选AB.A.当圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，产生感应电动势，选项A正确；

B．如图所示，铜圆盘上存在很多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，依据楞次定律，感应电流阻碍其相对运动，但抗拒不了相对运动，故磁针会随圆盘一起转动，但略有滞后，选项B正确；

C．在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零，选项C错误；

D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方向，会使磁针沿轴线方向偏转，选项D错误．

确定磁通量变化的两种方法

(1)通过对穿过回路磁感线条数的分析和计算，可以确定磁通量是否变化．

(2)依据公式Φ＝BSsinθ(θ是B与S的夹角)确定磁通量与哪些因素有关．

考点二楞次定律的理解及应用

1．推断感应电流方向的两种方法

方法一用楞次定律推断

方法二用右手定则推断

该方法适用于切割磁感线产生的感应电流．推断时留意掌心、拇指、四指的方向：

(1)掌心——磁感线垂直穿入；

(2)拇指——指向导体运动的方向；

(3)四指——指向感应电流的方向．

2．楞次定律推论的应用

楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的缘由，列表说明如下：

内容

例证

阻碍原磁通量变化——“增反减同”