高三一轮复习（第一单元-电磁感应现象-楞次定律） 考点解读 知识要点 1．电磁感应现象: ⑴定义：利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象． ⑵产生感应电流的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化． 如果电路不闭合，那么只能产生感应电动势 而不能产生感应电流． ⑶引起磁通量变化的类型： 根据磁通量的定义式Φ=BS，引起磁通量变化的类型有： ①由于磁场B变化而引起闭合回路的磁通量的变化．如课本图4.2－3的实验中，当开关闭合或断开时的瞬间、开关闭合滑动触头移动时，都引起通电线圈A中的电流发生变化，从而使线圈A产生的磁场发生变化，导致穿过线圈B的磁通量发生变化而产生感应电流．课本图4.2－2的实验中感应电流的产生也属于这种类型． ②磁场B不变，由于闭合电路的面积S发生变化而引起磁通量的变化．课本图4.2－1的实验中，导体棒AB切割磁感线运动时，使闭合电路在磁场中的面积发生变化从而产生感应电流．常见的类似情况如图9-1-3所示，金属导体框架处于匀强磁场中，当导体棒ab左右滑动时，使左边闭合电路的面积发生变化，引起闭合电路中磁通量发生变化，从而产生感应电流． a 【例1】如图9-1-1所示，竖直放置的长直导线通过恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，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．线框向下运动 D．线框以ab边为轴转动 E．线框以直导线为轴转动 【例2】如图9-1-5所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流是由A经R到B，则磁铁可能是( ) 图9-1-3 A．向下运动 B．向上运动 C．向左平移 D．以上都不可能 ③穿过闭合电路的磁感线的条数发生变化而引起磁通量的变化．如图10-1-4所示，当线圈在匀强磁场中绕OO′、轴从图示位置转过30O典型例题 图9-1-1 图9-1-5 图9-1-4
的过程中，穿过线圈的磁感线条数发生变化而引起线圈中有感应电流产生． ④磁场、闭合电路面积都发生变化时，也可引起穿过闭合电路的磁通量的变化． 2．楞次定律： ⑴适用范围：适用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况． ⑵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． ⑶对“阻碍”的理解： ①谁起阻碍作用？要明确起阻碍作用的是“感应电流的磁场”． ②阻碍什么？感应电流的磁场阻碍的是“引起感应电流的磁通量的变化”，而不是阻碍原磁场，也不是阻碍原磁通量． ③如何阻碍？当引起感应电流的磁通量(原磁通量)增加时，感应电流的磁场就与原磁场方向相反，感应电流的磁场“反抗”原磁通量的增加；原磁通量减小时，感应电流的磁场就与原磁场的方向相同，感应电流的磁场“补偿”原磁通量的减少．即“增则反减则同”． ④结果如何？阻碍并不是阻止，当由于原磁通量的增加引起感应电流时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，其作用仅仅使闭合回路的磁通量增加变慢了，但磁通量仍在增加．当由于原磁通量的减少而引起感应电流时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，其作用仅仅使磁通量的减少变慢了，但磁通量仍在减少．也就是说阻碍的结果只是延缓了磁通量的变化，结果增加的还是增加，减少的还是减少． ⑷楞次定律判断感应电流方向的一般步骤： ①明确所研究的闭合回路中原磁场的方向； ②明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少； ③楞次定律判定感应电流的磁场方向； ④由安培定则根据感应电流的磁场方向判断出感应电流的方向． 3．右手定则： ⑴适用范围：适用于由导体切割磁感线而产生感应电流方向的判定． ⑵判定方法：伸开右手，让大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，大拇指指向导体运动的方向，（1） （2） 图9-1-8 A.向右摆动 B.向左摆动 （3） 【例3】如图9-1-6所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时( ) A.P、Q将互相靠拢 B.P、Q将互相远离 C.磁铁的加速度仍为g D.磁铁的加速度小于g 图9-1-6 【例4】如图9-1-8（1）所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是( ) 图9-1-7
其余四指指的就是感应电流的方向． ⑶注意事项：①当磁场运动导体不动时，用右手定则，拇指指向是导体相对磁场的运动方向． ②“切割”的那段导体中，感应电流的方向就是感应电动势的方向，由低电势点指向高电势点． C.静止 D.不能判定 疑难探究 4．如何加深对楞次定律的进一步理解？ ⑴产生感应电动势的线圈中感应电流的方向就是感应电动势的方向，由低电势点指向高电势点． ⑵楞次定律的简捷应用：感应电流的效果总是要反抗（或阻碍）产生感应电流的原因，利用“结果”反抗“原因”的思想定性进行分析，具体可分为： ①阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化． ②阻碍导体的相对运动，可理解为“来则拒去则留”(由磁体相对运动而引起感应电流的情况)． ③使线圈面积有扩大或缩小的趋势． ④阻碍原电流的变化(自感现象)． 利用上述规律分析总是可以独辟蹊径，达到快速准确的效果．
典型例题答案 【例1】解析：正确答案是A、B、D 分析分析产生感应电流，关键就是分析穿过闭合线框的磁通量是否发生变化，而分析磁通量是否有变化的关键就是分清磁感线的分布，亦即分清磁感线的疏密变化和磁感线方向的变化．对A选项，因I增大而引起导线周围的磁场增强，使线框的磁通量增大，故A正确；对B选项，因离开直线方向越远，磁感线分布越疏（如图9—2（1）），因此线框向右平动时，穿过线框的磁通量变小，故B正确；对C选项，由图9-1-2（1）可知线框往下平动时穿过线框磁通量不变，故C错误；对（2） （1） 图9-1-2
D选项，可用一些特殊位置来分析，当线框在图9-1-2（1）位置时，穿过线框的磁通量最大，当线框转过90时，穿过线框的磁通量为零，因此可以判定线框以ab轴转动时磁通量一定变化，故D正确；对E选项，先画出俯视图如图9-2（2）所示，由图可看出线框绕直导线转动时，在任何一个位置穿过的磁感线条数均不变，因此无感应电流，故E错． 【例2】解析：此题用“应用楞次定律的步骤”逆过来判定．①感应电流方向从A经R到B，根据安培定则得知感应电流在螺线管内产生的磁场方向应是从上指向下；②由楞次定律得螺线管内磁通量的变化应是向下减小或向上增加；③由条形磁铁O
的磁感线分布知螺线管内原磁场是向下的，故应是磁通量减小，即磁铁向上运动或向左或向右平动．
所以正确答案是B、C．
【例3】解析：解一：设磁铁下端为N极，如图9-1-7所示，根据楞次定律可判断出P、Q中感应电流，根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向，可见P、Q将互相靠拢，由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于g．当S极为下端时，可得到同样的结果．
解二：根据楞次定律的另一种表述----感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因，本题的“原因”是回路中磁通量的增加．归根结底是磁铁靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近，所以P、Q将互相靠近，且磁铁的加速度小于g．
所以正确的答案是AD． 【例4】解析：正确答案是A．
方法一（电流元受力分析法）：画出磁铁磁感线分布如图9-1-8（2）所示，当磁铁向环运动时，由楞次定律判出铜环的感应电流方向如图9-1-8
针对练习 1． 关于磁通量的下列说法中正确的是（） A．磁通量是个反映磁场强弱和方向的物理量 B．某一面积上的磁通量是表示穿过此面积的磁感线的总条数 C．在磁场中所取的面积越大，该面上磁通量一定越大 D．穿过封闭曲面的磁通量无限大 2．关于感应电流，下列说法中正确的是（） A．只要闭合电路里有磁通量，闭合电路里就有感应电流 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，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框也没有感应电流 D．只要电路的一部分切割磁感线运动电路中就一定有感应电流 3． 在研究电磁感应现象的实验中．采用了如图9-1-9所示的装置，当滑动变阻器R的滑片P不动时，甲、乙两个相同的电流表指针的位置如图所示，当滑片P较快地向图9-1-9 () 右移动 B．若磁场方向竖直向上并减小时，杆ab将向右移动 C．若磁场方向竖直向下并增大时，杆ab将向右移动 D．若磁场方向竖直向下并减小时，杆ab将向右移动 5．在电磁感应现象中，下列说法中正确的是图9-1-10 A．若磁场方向竖直向上并增大时，杆ab将向左滑动时，两表指针的偏转方向是 （） A．甲、乙两表指针都向左偏 B．甲、乙两表指针都向右偏 C．甲表指针向左偏，乙表指针向右偏 D．甲表指针向右偏，乙表指针向左偏 4．如图9-1-10所示，在水平面上固定U形金属框架．框架上置一金属杆ab．不计摩擦．在竖直方向有匀强磁场． （ ） （3）所示，把铜环的电流等效为多段直线电流元，取上、下两小段电流研究，由左手定则判出两段电流受力如图9--8（2）所示，则图可联想到整个铜环所受合力向右，则A答案正确．
方法二（效应分析法）：磁铁向右运动，使铜环的磁通量增加而产生感应电流，由楞次定律可知，铜环为阻碍原磁通量的增大，必向磁感线较疏的右方运动，即往躲开磁通量增加的方向运动，则A正确．
方法三（等效法）：磁铁向右运动，使铜环产生的感应电流可等效为9-1-8（3）所示的条形磁铁，则两磁铁有推斥作用，故A正确．
方法四（阻碍相对运动法）：磁铁向右运动时，由楞次定律的另一种表述得知铜环产生的感应电流总是阻碍导体间的相对运动，则磁铁和铜环间有推斥作用，故A正确.
A．感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反
B．闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流
C．闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动时一定能产生感应电流
D．感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化 6． 半径为R的圆形导体线圈，两端MN接一个平行板电容器，如图9-1-11所示，线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中 ，要使电容器所
1．在电磁感应现象中，下列说法中正确的是() A．感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反 B．闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流 C．闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动，一定能产生感应电流 D．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场磁通量的变化 2． 线框ABCD在匀强磁场中，如图9-1-12所示，下列几种情况中线框中有感应电流产生的是（） A D
A．改变线圈所在的平面与磁场方向夹角 B．电容器两个极板再靠近些 C．增大磁感应强度的变化率 D．增大线圈的半径R 感应电流 4．如图9-1-14所示，矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合(互相绝缘)．现使线框绕不同的轴转动，能使框中产生感应电流的是 （） A．绕ad边为轴转动 B．绕oo′为轴转动 C．绕bc边为轴转动 D．绕ab边为轴转动 5．关于产生感应电流的条件，以下说法中错误的是 （） A．闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感B 图9-1-12 A．当线框沿磁感线方向平动时 B．当线框垂直磁感线方向平动时 C．当线框以AB边为轴转动时 D．当线框以AD边为轴转动时 3． 如图9-1-13所示线框ABCD从有界的匀强磁场区域穿过，下列说法中正确的是（） 应电流 C B．闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流 C．穿过闭合电路的磁通为零的瞬间，闭合电路中一定不会产生感应电流 D．无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化，闭合电路中一定会有感应电流 6．垂直恒定的匀强磁场方向放置一个闭合圆线圈，能使线圈中产生感应电流的运动是（） A．线圈沿自身所在的平面匀速运动 B．线圈沿自身所在的平面加速运动 C．线圈绕任意一条直径匀速转动 D．线圈绕任意一条直径变速转动 7．一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面，磁铁中心与圆心O重合(如图9-1-15)．下列运动中能使线圈中产生感应电流的是（） A．N极向外、S极向里绕O点转动 B．N极向里、S极向外，绕O点转动 C．在线圈平面内磁铁绕O点顺时针向转动 图9-1-15 图9-1-14 图9-1-11
带电量Q增大，可采取的措施是：（ ）
单元达标 d c a × × × × × × × × × × × × v b × ×× × 图9-1-13 A．进入匀强磁场区域的过程中，ABCD中有感应电流 B．在匀强磁场中加速运动时，ABCD中有感应电流 C．在匀强磁场中匀速运动时，ABCD中没有感应电流 D．离开匀强磁场区域的过程中，ABCD中没有
D．垂直线圈平面磁铁向纸外运动
8．在如图9-1-16的直角坐标系中，矩形线圈两对边中点分别在y轴和z轴上．匀强磁场与y轴平行．线圈如何运动可产生感应电流 （）
A．绕x轴旋转 B．绕y轴旋转 C．绕z轴旋转 D．向x轴正向平移
图9-1-16
9．如图9-1-17所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是 （）
发生变化
B．金属框内没有感应电流产生，因为磁通量没有发生变化
C．金属框ab边中有感应电流，因为回路abfgea中磁通量增加了
D．铜环的半圆egf中有感应电流，因为回路egfcde中的磁通量减少
C．圆环在作变速转动时，小线圈内就一定有感应电流产生
D．圆环作匀速转动时，小线圈内没有感应电流产生
11．闭合铜环与闭合金属框相接触放在匀强磁场中，如图9-1-18所示，当铜环向右移动时(金属框不动)，下列说法中正确的是（）
A．铜环内没有感应电流产生，因为磁通量没有
图9-1-17
A．线圈中通以恒定的电流
B．通电时，使变阻器的滑片P作匀速移动 C．通电时，使变阻器的滑片P作加速移动 D．将电键突然断开的瞬间
10．带负电的圆环绕圆心旋转，在环的圆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，小线圈内部一定有感应电流产生
B．圆环不管怎样转动，小线圈内都没有感应电流产生
图9-1-18 图9-1-19
12．如图9-1-19所示，矩形线圈abcd左半边放在匀强磁场中，右半边在磁场外，当线圈以ab边为轴向纸外转过60°过程中，线圈中____产生感应电流(填会与不会)，原因是 ．