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第十一章电磁感应

第1讲电磁感应现象楞次定律

基础梳理

1．感应电流的产生条件

(1)电磁感应现象：只要穿过闭合电路的__磁通量__发生变化，闭合回路中就有电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，产生的电流叫__感应电流__．

(2)产生感应电流的条件：__闭合__回路中磁通量发生变化．

(3)能量的转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为__电能__.

2．磁通量

匀强磁场的磁感应强度B与垂直B的方向上的面积S的__乘积__．公式为Φ＝__BS__，单位为__韦伯__，符号为__Wb__．磁通量是__标__量．磁通量变化有三种可能：

(1)__B变S不变__．

(2)__B不变S变__．

(3)__B和S都变__．

3．感应电流的方向判定

(1)楞次定律：__感应电流__的磁场总是阻碍引起感应电流的__磁通量__的变化．

(2)应用楞次定律判断感应电流方向的具体步骤：

①明确原磁通量的方向．

②判断磁通量的增减情况．

③确定感应电流形成的磁场方向．

④利用安培定则反推感应电流的方向．

(3)右手定则：伸开右手，使拇指跟其余的四指__垂直__且与手掌都在同一平面内，让磁感线穿过手心，并使大拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向即为__感应电流__方向．

易错辨析

1．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生．(×)

2．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部一定有感应电流产生．(×)

3．只要电路的一部分做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流产生．(×)

4．感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反．(×)

5．感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化．(√)

电磁感应现象的理解和判断

常见的产生感应电流的三种情况

(2024·泗阳期中调研)将电池组、滑动变阻器、线圈A、线圈B、电流表及开关按图示连接．线圈A放在线圈B中，开关闭合．下列操作中电流表指针不发生偏转的是(C)

A．向A中插入铁芯

B．将A向上拔出

C．A、B保持相对静止一起移动

D．断开开关瞬间

解析：不管什么方法，只要使穿过B线圈磁通量发生变化，B线圈就有感应电流产生，电流表指针就偏转．向A中插入铁芯使得A圈产生的磁感线能更多穿过B线圈，B线圈磁通量增大，电流表指针偏转．将A向上拔出、断开开关瞬间都会使穿过B线圈的磁通量变小，电流表指针偏转．A、B保持相对静止一起移动，穿过B线圈的磁通量不变，所以电流表指针不偏转，故A、B、D错误，C正确．

感应电流方向的判断

1．运用楞次定律判定感应电流的步骤

2．对楞次定律中“阻碍”的理解

3．运用右手定则判断

该方法只适用于导体切割磁感线产生的感应电流，注意三个要点：

(1)掌心——磁感线穿入．

(2)拇指——指向导体运动的方向．

(3)四指——指向感应电流的方向．

如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，金属线框平面和细杆始终处于同一平面，且垂直纸面．则线框中感应电流的方向是(B)

A．a→b→c→d→a

B．d→c→b→a→d

C．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a

D．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d

解析：由楞次定律可知线框从右侧摆动到O点正下方的过程中，向上的磁通量在减小，故感应电流的方向沿d→c→b→a→d，同理，线框从O点正下方向左侧摆动的过程中，电流方向沿d→c→b→a→d，B正确．

如图所示是一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B.线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起构成一个闭合回路．在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起使触头C离开，而是过一小段时间才执行这个动作．下列说法中正确的是(D)

A．线圈B不闭合，仍会产生延时效应

B．将衔铁D换成铜片，延时效果更好

C．保持开关S闭合，线圈B中磁通量为零

D．断开开关S的瞬间，线圈B中的电流从上往下看为顺时针方向

解析：线圈B不闭合时，当S断开后，在线圈B中不会产生感应电流，铁芯上不会有磁性，则不会产生延时效应，A错误；因铜不是磁性材料，则将衔铁D换成铜片，会失去延时效果，B错误；保持S闭合，线圈B中磁通量不变，但不为零，C错误；断开S的瞬间，穿过线圈B的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，线圈B中的电流从上往下看为顺时针方向，D正确．

实验：探究影响感应电流方向的因素

1．实验设计

如图所示，通过将条形磁铁插入或拔出线圈来改变穿过螺线管的磁通量，根据电流表指针的偏转方向判断感应电流的方向．

2．实验器