81知识讲解 电磁感应现象 感应电流方向的判断(提高)

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。

（二）、对公式BS φ=的理解

在磁通量BS φ=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 φ、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S 1变为S 2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φ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 φ=去求磁通量。

例、如图所示，矩形线圈的面积为S （2

m ），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：绕垂直磁场的轴转过（1）60o ；（2）90o ；（3）180o 。

【解析】初位置时穿过线圈的磁通量1BS φ=；转过60o 时，21cos60=2

BS BS φ=o ； 转过90o 时，30φ=；转过180o 时，4BS φ=-，负号表示穿过面积S 的方向和以上情况相

反，故：（1）1211122

BS BS BS φφφ?=-=-=-； （2）2310BS BS φφφ?=-=-=-；

（3）3412BS BS BS φφφ?=-=--=-。负号可理解为磁通量在减少。

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0φ?≠，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。

例1、如图所示，有一根通电长直导线MN，通融入向右的电流，另有一闭合线圈P位于导线的正下方，现使线圈P竖直向上运动，问在线圈P到达MN上方的过程中，穿过P 的磁通量是如何变化的？有无感应电流产生？

【解析】根据直线电流磁场的特点，靠近电流处磁场强，远离电流处磁场弱，把线圈P向上的运动分成几个阶段；第一阶段：从开始到线圈刚与直导线相切，磁通量增加；第二阶段：从线圈与直导线相切到线圈直径与直导线重合，磁通量减少；第三阶段：从线圈直径与导线重合到线圈下面与直导线相切，磁通量增加；第四阶段：远离直导线，磁通量减少。

每一个阶段均有感应电流产生。

例2、如图所示能产生感应电流的是 ( )

【解析】A线圈没闭合，无感应电流；B图磁通量增大，电路闭合，有感应电流；C的导线在圆环的正上方，不论电流如何变化，穿过线圈的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，无感应电流；D中回路磁通量恒定，无感应电流。

考点三、感应电流的方向判定

1、右手定则

（1）适用范围：适用于导体切割磁感线运动的情况。

（2）方法

伸开右手，让大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直从手心进入，大拇指指向导体运动方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向。

①右手定则适用于部分导体切割磁感线运动时感应电流方向的判定，而楞次定律适用于一切电磁感应现象。

②导体切割磁感线产生感应电流用右手定则简便；变化的磁场产生感应电流用楞次定律简便。

2、楞次定律

（1）内容：

感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。（2）适用范围：适用于一切情况的感应电流方向的判断。

（3）楞次定律判定感应电流方向的一般步骤

①明确引起感应电流的原磁场的方向及其分布情况，并用磁感线表示出来；

②分析穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少；

③根据楞次定律确定感应电流磁场方向，即原磁通量增加，则感应电流磁场方向与原磁场方向相反，反之则感应电流的磁场方向与原磁场方向相同；

④利用安培定则来确定感应电流的方向；

⑤电磁感应现象中判定电势高低时必须把产生感应电动势的导体（或线圈）看成电源，且注意在电源内部感应电流是从电势低处向电势高处流动。若电路断路无感应电流时，可想象为有感应电流，来判定电势的高低。

（4）楞次定律也可以理解为：感应电流的效果总是要反抗（或阻碍）产生感应电流的原因。要点诠释：

楞次定律的另一表述

感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因，常见有以下几种表现：

1、“增反减同”

就磁通量而言，总是阻碍引起感应电流的磁通量(原磁通量)的变化。

即当原磁通量增加时，感应电流的磁场就与原磁场方向相反，当原磁通量减少时，感应电流的磁场就与原磁场方向相同，简称口诀“增反减同”。

例、如图所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置的匀强磁场中，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

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

D．圆环拉出磁场过程中，环全部处在磁场中运动时，也有感应电流

【解析】设向右匀速拉出时，原磁场方向向里为“×”场，在磁场中的面积

减小，磁通量减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，也为“×”场，

根据安培定则（右手螺旋定则）可知，环中感应电流方向是沿顺时针方向。

同理向左拉出，感应电流方向也是沿顺时针方向。环全部处在磁场中运动时，

磁通量不变，没有感应电流。故B对。

2、“来拒去留”

就相对运动而言，阻碍所有的相对运动，简称口诀：“来拒去留”。

从运动的效果上看，也可以形象地表述为“敌”进“我”退，“敌”逃“我”追。

如图所示，若条形磁铁（“敌”）向闭合导线圈前进，则闭合线圈（“我”）退却；若条形磁铁（“敌”）远离闭合导线圈逃跑，则闭合导线圈（“我”）追赶条形磁铁。

例、如图所示，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

【解析】原磁场方向N向下靠近为“来”，穿过线圈的磁通量增加，感应电流的磁场方向要阻碍磁铁靠近，要“拒”，则线圈上方为N极（同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引），再根据右手螺旋定则知线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同。故选项B正确。（也可以按磁感线的方向分析“来拒去留”）（如果磁铁远离，线圈上方为S极。）

3、“增缩减扩”

就闭合电路的面积而言，致使电路的面积有收缩或扩张的趋势。

收缩或扩张是为了阻碍电路磁通量的变化。若穿过闭合电路的磁感线皆朝同一个方向，则磁通量增大时，面积有收缩趋势，磁通量减少时，面积有增大趋势，简称口诀：“增缩减扩”；若穿过闭合电路的磁感线朝两个相反的方向都有，以上结论可能完全相反。如图所示，当螺线管B中的电流减小时，穿过闭合金属圆环A的磁通量将减小，这时A环有收缩的趋势，对这一类问题注意讨论其合磁通的变化。

例、如图所示，光滑导轨MN 水平放置，两根导体棒平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从上方下落(未达导轨平面)的过程中，导体P 、Q

的运动情况是（ ）

A ．P 、Q 互相靠拢

B ．P 、Q 互相远离

C ．P 、Q 均静止

D ．因磁铁下落的极性未知，无法判断

【解析】条形磁铁从上方下落，P 、Q 与MN 构成的回路磁通量增加，根据楞次定律，感应电流产生的磁场将阻碍这一磁通量的增加，具体表现为：使回路面积减小，延缓磁通量的增加，故P 、Q 互相靠拢，选项A 正确。

4、就电流而言，感应电流阻碍原电流的变化。

即原电流增大时，感应电流方向与原电流方向相反；原电流减小时，感应电流的方向与原电流方向相同，简称口诀：“增反减同”。如图所示，电路稳定后，小灯泡有一定的亮度，现将一与螺线管等长的软铁棒沿管的轴线迅速插入螺线管内，在插入过程中感应电流的方向与线圈中的原电流方向相反，小灯泡变暗（判定略）。

【典型例题】

类型一、对磁通量变化的判定

例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，磁场方向与线框面成θ角如图，当线框以ab 为轴顺时针转90°时，求穿过abcd 面的

磁通量的变化量φ?。

【思路点拨】磁通量是标量，但它是由磁感应强度矢量在垂直于线

框平面方向上的分量决定的，求初态、末态代数差的绝对值。

【答案】cos sin BS θθ-+（）

【解析】磁通量由磁感应强度矢量在垂直于线框平面方向上的分量决定，开始时B 与线框面成θ角，磁通量为1sin BS φθ=；线框面按题意方向转动时，磁通量减少，当转动90°时，磁通量变为“负”值，1cos BS φθ=-。 可见，磁通量的变化量为 cos sin cos sin BS BS BS φθθθθ?=--=-+（）。

【总结升华】（1）磁通量是标量，但有正负，其正负代表磁感线是正穿还是反穿，若正穿为正，则反穿为负。（2）求磁通量的变化与求位移、速度的变化相类似，不需要过问中间过程的情况，只需初、末状态的情况。但应注意，位移、速度是矢量相减，而磁通量是代数差的绝对值。

举一反三

【变式】如图所示，半径为R 的圆形线圈共有n 匝，其中心位置处半径r 的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为B ，则穿过线圈的磁通量为（ ）

A ．2BR π C ．2Br π

C ． 2n BR π

D ．2n Br π

【答案】B

【解析】磁通量与线圈匝数无关；且磁感线穿过的面积为2r π，而并非2R π，故B 项对。

类型二、楞次定律的理解及应用

例2、(2015 江西联考)如图所示，竖直放置的条形磁铁中央，有一闭合金属弹性圆环，条形磁铁中心线与弹性环轴线重合，现将弹性圆环均匀向外扩大，下列说法中正确的是

( )

A ．穿过弹性圆环的磁通量增大

B ．从上往下看，弹性圆环中有顺时针方向的感应电流

C ．弹性圆环中无感应电流

D ．弹性圆环受到的安培力方向沿半径向外

【答案】B

【解析】竖直向下穿过条形磁铁的磁感线与磁铁外部的磁感线形成闭合曲线，因此条形磁铁内外部磁感线的条数相等．当圆环扩大时，向下的磁感线条数不变，向上的磁感线条数增加，故总的磁感线条数向下减少，由楞次定律知B 对．

举一反三

【变式】物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图，她把一个带铁芯的线圈L 、开关S 和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L 上，且使铁芯穿过套环。闭合开关S 的瞬间，套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是（ ）

A.线圈接在了直流电源上.

B.电源电压过高.

C.所选线圈的匝数过多，

D.所用套环的材料与老师的不同

【答案】D

【解析】在开关闭合的瞬间，线圈中的电流变大，磁场变强，穿过金属套环的磁通量变大，在金属套环内产生感应电流。感应磁场必然阻碍原磁场的增大，所以金属套环会受到线圈的斥力而跳起。在实验时电源一般采用直流电源，电压不能太大（以不烧导线和电源的条件下电压大现象明显），所选线圈的匝数越多，现象也越明显。如果该学生所用套环的材料为非金属，则不会观察到“跳环实验”。故选D。

【高清课堂：电磁感应现象和楞次定律例4 】

例3、如图所示，导线框abcd与导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线时，分析线框中感应电流方向。

【思路点拨】线框由左向右匀速通过直导线时，直线电流的磁场方向发生了变化，按切割磁感线分析必须用靠近电流的那一条边，画出草图分析。

【答案】adcba abcda adcba

【解析】当导线框在直线电流的左边时，线框所在处的磁场方向向外即“·”场，离导线越远磁场越小，分析dc边切割磁感线，用右手定则，感应电流方向从d到c，为顺时针方向即adcba。如图1所示。

当导线框的cd运动到导线的右边（右边少）时，如图2所示，仍然分析dc边切割磁感线，dc边所在处的磁场方向向里即“×”场，用右手定则，感应电流方向从c到d，为逆时针方向即abcda。

当导线框的cd运动到导线的右边（右边多）时，如图3所示，ab所在处的磁场强，分析ab边切割磁感线，ab边所在处的磁场方向向里即“·”场，用右手定则，感应电流方向从a到b，为逆时针方向即abcda。

当导线框全部运动到导线的右边时，如图4所示，ab所在处的磁场强，分析ab边切割磁感线，ab边所在处的磁场方向向里即“×”场，用右手定则，感应电流方向从b到a，为顺时针方向即adcba。

【总结升华】对于矩形线圈用右手定则分析时要注意哪一条边的磁场强就分析那条边，特别要注意穿越直线电流时，磁场的变化情况。本题也可根据楞次定律分析判断。

举一反三

【变式】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。

【答案】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。

例4、电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。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（）

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

【思路点拨】由条形磁铁N极朝下可知原磁场的方向，再由运动方向可知磁通量的变化，然后利用楞次定律可判出感应电流磁场的方向，最后利用安培定则确定感应电流的方向，由电路知识可判出电容器极板的带电情况。

【答案】D

【解析】条形磁铁N极朝下，下落过程中，穿过线圈的磁通量增加，线圈中产生感应电动势，由楞次定律“来拒去留”可知，线圈上端为N极，下端为S极，利用安培定则确定感应电流的方向如图甲，电流方向为dbacd，流过R的电流方向是从b到a。线圈相当于电源，在

电源内部电流从低电势到高电势，即从负极到正极，从c到d，d是正极，即线圈下端为电源的正极，等效电路如图所示，电容器下极板带正电，可知D正确。

（图乙中电流方向从d到b，在确定电容器的正负极时，电流流进电容器的一端为正极。）【总结升华】把产生感应电动势的那一部分看成电源，电源内部电流从低电势到高电势。（1）运用楞次定律判定感应电流的方向可归结为：“一原，二感，三电流”。

即：①明确原磁场；②确定感应电流的磁场；③判定感应电流的方向。

（2）流程为：根据原磁场（B

原方向及磁通量的变化情况φ

?）????→

楞次定律确定感应磁场

（B

感方向）????→

安培定则判断感应电流（I

感

方向）。

举一反三

【高清课堂：电磁感应现象和楞次定律例7 】

【变式】如图所示，螺线管的导线的两端与两平行金属板相接，一个带负电的通草球用丝线悬挂在两金属板间，并处于静止状态，若条形磁铁突然插入线圈时，通草球的运动情况是（）A．向左摆动B．向右摆动

C．保持静止D．无法判定．

【答案】A

类型三、楞次定律的综合应用

例5、（2014 广东卷）如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块( )

A．在P和Q中都做自由落体运动

B．在两个下落过程中的机械能都守恒

C．在P中的下落时间比在Q中的长

D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大

【答案】C

【解析】磁块在铜管中运动时，铜管中产生感应电流，根据楞次定律，磁块会受到向上的磁场力，因此磁块下落的加速度小于重力加速度，且机械能不守恒，选项A、B错误；磁块在塑料管中运动时，只受重力的作用，做自由落体运动，机械能守恒，磁块落至底部时，根据直线运动规律和功能关系，磁块在P中的下落时间比在Q中的长，落至底部时在P中的速度比在Q中的小，选项C正确，选项D错误．

举一反三

【变式1】如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ 在外力作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是（）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

【答案】BC

【解析】分析该类问题，首先要明确PQ运动是引起MN运动的原因，然后根据楞次定律和

L的磁通量向上且增加，由楞次定律和左手定则判断。由右手定则PQ向右加速运动，穿过

1

左手定则可判断MN向左运动，故A错。若PQ向左加速运动，情况正好和A相反，故B

L的磁通量向上且减小，由楞次定律和左手定对。若PQ向右减速运动，由右手定则，穿过

1

则可判知MN向右运动，故C对。若PQ向左减速运动，情况恰好和C相反，故D错。

或者：如果PQ匀速运动，产生的感应电流恒定，L1的磁通量不变，穿过L2的磁通量也不变，L2上没有感应电流，MN就不可能运动。设PQ向右加速运动，

产生的感应电流如图所示，根据右手螺旋定则可判断出L2的上端为

N极，磁通量增加，根据楞次定律L1下端也为N极，MN上的感应

电流方向向上，再应用左手定则（这是磁场对电流的作用），MN受

到的安培力向左。而题目中“MN在磁场力的作用下向右运动”，正好相反，可知PQ不是向右加速运动，应是向右减速运动或向左加速运动。故选项BC正确。

【变式2】一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动。M连接在如图所示的电路中，其中R为滑线变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关。下列情况中，可观测到N向左运动的是（）

A．在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间

B．在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间

C．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时

D．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时

【答案】C

【解析】由楞次定律及左手定则可知：只要线圈中电流增强，即穿过N的磁通量增加，则N 受排斥而向右，只要线圈中电流减弱，即穿过N的磁通量减少，则N受吸引而向左。故C

选项正确。

【变式3】如图所示装置中，cd杆原来静止。要使cd杆将向右移动，则ab杆应( )

A．向右匀速运动

B．向右加速运动

C．向左加速运动

D．向左减速运动

【答案】BD

【解析】cd杆向右移动是因为受到了向右的力的作用。根据左手定则可以判断出，在cd杆上的电流是由c流向d。而这个电流是由L2中发生电磁感应而产生的。根据安培定则可以判断出感应电流的方向和感应电流产生的磁场的方向，感应电流的磁场竖直向上。在L1中，原电流的磁场如果与感应电流的磁场方向相同，则原磁场在减弱，即在导体杆a b中的电流方向是由b流向a，并且电流在减小。根据右手定则，可以判断出导体杆a b向左减速运动。如果L1电流的磁场与感应电流的磁场方向相反，则导体杆a b中的电流由a流向b，并且电流增加，根据右手定则，可以判断出导体杆a b向右加速运动。

【变式4】如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经表示。左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒a b，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是（）

A. 当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点

B. 当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点为等电势

C. 当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点

D. 当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点【答案】BD

高考物理电磁感应现象的两类情况(大题培优)及答案

高考物理电磁感应现象的两类情况(大题培优)及答案 一、电磁感应现象的两类情况 1．如图所示，光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm ，导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，导轨上端电阻R=0.8Ω，其他电阻不计．导轨放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T ．金属棒ab 从上端由静止开始下滑，金属棒ab 的质量m=0.1kg ．（sin37°=0.6，g=10m/s 2） （1）求导体棒下滑的最大速度； （2）求当速度达到5m/s 时导体棒的加速度； （3）若经过时间t ，导体棒下滑的垂直距离为s ，速度为v ．若在同一时间内，电阻产生的热与一恒定电流I 0在该电阻上产生的热相同，求恒定电流I 0的表达式（各物理量全部用字母表示）． 【答案】（1）18.75m/s （2）a=4.4m/s 2 （32 22mgs mv Rt 【解析】 【分析】根据感应电动势大小与安培力大小表达式，结合闭合电路欧姆定律与受力平衡方程，即可求解；根据牛顿第二定律，由受力分析，列出方程，即可求解；根据能量守恒求解； 解：（1）当物体达到平衡时，导体棒有最大速度，有：sin cos mg F θθ= ， 根据安培力公式有： F BIL =， 根据欧姆定律有： cos E BLv I R R θ==， 解得： 222 sin 18.75cos mgR v B L θ θ = =； （2）由牛顿第二定律有：sin cos mg F ma θθ-= ， cos 1BLv I A R θ = =， 0.2F BIL N ==， 24.4/a m s =； （3）根据能量守恒有：22012 mgs mv I Rt = + ， 解得： 2 02mgs mv I Rt -=

论电磁感应现象的发现发展历程

论电磁感应的发现历程 古之成大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。昔禹之治水，凿龙门，决大河，而放之海。方其功之未成也，盖亦有溃冒冲突可畏之患，惟能前知其当然，事至不惧而徐为之图，是以得至于成功。电磁感应的发现与发展，凝结了无数人的智慧。 伟大的哲学家康德曾经说过：“各种自然现象之间是相互联系和相互转化的。”在1820年，丹麦物理学家、化学家奥斯特在一次实验中发现了电流的磁效应，这一惊人发现使当时整个科学界受到很大的震动，从此拉开了电磁联系的序幕，“物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的各种其他现象的零散的罗列，我们将把整个宇宙纳在一个体系中。” 奥斯特发现电流的磁现象后不久，各国各地的科学家们展开了对称性的思考：电和磁是一对和谐对称的自然现象，既然存在磁化和静电感应现象，那么磁体或电流也应能在附近导体中感应出电流来。于是，当时许多著名的科学家如法国的安培、菲涅尔、阿拉果和英国的沃拉斯顿等都纷纷投身于探索磁与电的关系之中。 仅仅空有满腔热血是远远不够的，还需要有科学的方法以及持之以恒的毅力，勇于突破思维的局限。安培曾做了很多实验，以期能实现“磁生电”，但他把分子电流理论看的

过分重要，完全被自己的理论囚禁起来了，以致尽管在一次实验中展现出了磁生电的迹象，但却没有引发他的正确认识。 1823年，瑞士物理学家科拉顿曾企图用磁铁在线圈中运动获得电流。他把一个线圈与电流计连成一个闭合回路。为了使磁铁不至于影响电流计中的小磁针，特意将电流计用长导线连后放在隔壁的房间里，他用磁棒在线圈中插入或拔出，然后一次又一次地跑到另一房间里去观察电流计是否偏转。由于感应电流的产生与存在是瞬时的暂态效应，他当然观察不到指针的偏转，发现电磁感应的机会也失之交臂。 为了证明磁能生电，1820年至1831年期间，法拉第用实验的方法探索这一课题，最初也是像上述物理学家一样，利用通常的思想方法，做了大量的实验，但磁生电的迹象却始终未出现。失败并没有使他放弃实验，因为他坚信自然力是统一的、和谐的，电和磁是彼此有关联的。 1825年，斯特詹发明了电磁铁，这给法拉第的研究带来了新的希望。1831年，法拉第终于在一次实验中获得了突破性进展。而这次实验就是著名的法拉第圆环实验。 这一实验使法拉第豁然开朗：由磁感应电的现象是一种暂态效应。发现了这一秘密后，他设计了另外一些实验，并证实了自己的想法。就这样经过近10年的思考与探索，法拉第克服了思维定势采用了新的实验方法，终于发现了电磁

感应电流方向的判断-楞次定律

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

物理电磁感应现象的两类情况的专项培优练习题

物理电磁感应现象的两类情况的专项培优练习题 一、电磁感应现象的两类情况 1．如图，在地面上方空间存在着两个水平方向的匀强磁场，磁场的理想边界ef 、gh 、pq 水平，磁感应强度大小均为B ，区域I 的磁场方向垂直纸面向里，区域Ⅱ的磁场方向向外，两个磁场的高度均为L ；将一个质量为m ，电阻为R ，对角线长为2L 的正方形金属线圈从图示位置由静止释放(线圈的d 点与磁场上边界f 等高，线圈平面与磁场垂直)，下落过程中对角线ac 始终保持水平，当对角线ac 刚到达cf 时，线圈恰好受力平衡；当对角线ac 到达h 时，线圈又恰好受力平衡(重力加速度为g ).求： (1)当线圈的对角线ac 刚到达gf 时的速度大小； (2)从线圈释放开始到对角线ac 到达gh 边界时，感应电流在线圈中产生的热量为多少? 【答案】(1)1224mgR v B L = (2)322 44 2512m g R Q mgL B L =- 【解析】 【详解】 (1)设当线圈的对角线ac 刚到达ef 时线圈的速度为1v ，则此时感应电动势为： 112E B Lv =? 感应电流：11E I R = 由力的平衡得：12BI L mg ?= 解以上各式得：122 4mgR v B L = (2)设当线圈的对角线ac 刚到达ef 时线圈的速度为2v ，则此时感应电动势 2222E B Lv =? 感应电流：2 2E I R = 由力的平衡得：222BI L mg ?=

解以上各式得：222 16mgR v B L = 设感应电流在线圈中产生的热量为Q ,由能量守恒定律得： 22122 mg L Q mv ?-= 解以上各式得：322 44 2512m g R Q mgL B L =- 2．如图，垂直于纸面的磁感应强度为B ，边长为 L 、电阻为 R 的单匝方形线圈 ABCD 在外力 F 的作用下向右匀速进入匀强磁场，在线圈进入磁场过程中，求： (1)线圈进入磁场时的速度 v 。 (2)线圈中的电流大小。 (3)AB 边产生的焦耳热。 【答案】(1)22 FR v B L =；(2)F I BL =；(3)4FL Q = 【解析】 【分析】 【详解】 (1)线圈向右匀速进入匀强磁场，则有 F F BIL ==安 又电路中的电动势为 E BLv = 所以线圈中电流大小为 = =E BLv I R R 联立解得 22 FR v B L = (2)根据有F F BIL ==安得线圈中的电流大小 F I BL = (3)AB 边产生的焦耳热 22( )4AB F R L Q I R t BL v ==??

(完整版)感应电流方向的判断楞次定律(含答案)

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

感应电流方向的判断及大小的计算(练习)

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

电磁感应现象的发现

第一章电磁感应 一、电磁感应的发现 教学目标： 1.知识与技能： （1）知道电磁感应现象，了解利用不同磁体的磁场产生感应电流的方法； （2）知道感应电流的产生是由于穿过闭合回路的磁通量发生改变而引起的； （3）了解电源电动势的概念，知道感应电流大小是由感应电动势大小决定的。 2．过程与方法： (1)由课文第一句“奥斯特发线电流的磁效应”入手，引导学生逆向思维思考，让学生领会科学研究中逆向思维的途径与重要性； （2）探究产生感应电流的三种不同的方法，经历科学研究的主要环节，通过探究实验，观察实验现象，分析实验结果，获得科学探究的感性认识； （3）初步认识对比与归纳是物理思维的两种基本形式； （4）通过对“感应电流的产生是由于穿过闭合回路的磁通量变化而引起”内容的学习，了解抽象、概括等思维形式在物理定律发现中的重要性。 3.情感、态度与价值观 了解科学发现对社会文明进程的巨大推动作用,激发学生的求知欲和探究精神;在探究过程中学习合作与交流 教学重点、难点： （1）探究产生感应电流的三种不同的方法，归纳、总结出产生感应电流的条件； （2）正确理解产生感应电流的条件。 教具准备与教学方法 （1）灵敏电流计、大小螺线管、线圈、导线、开关、滑动电阻、电源、条形磁铁，蹄形磁铁； （2）运用实验探究、启发引导、对比与归纳等教学方法。 教学设计思路 本设计的基本思路是：以实验创设情景，激发学生的好奇心。通过对问题的讨论，引入学习电磁感应现象。本设计强调问题讨论、交流讨论、实验研究、教师指导等多种教学策略的应用，重视概念、规律的形成过程以及伴随这一过程的科学方法的教育。通过学生主动参与，培养其分析推理、比较判断、归纳概括的能力，使之感受猜想、假设、实验、比较、归纳等科学方法的重要作用；感悟科学家的探究精神，提高学习的兴趣。 新课教学 1、不同自然现象之间是有相互联系的，而这种联系可以通过我们的观察与思考来发现。例如摩擦生热则表明了机械运动与热运动是互相联系的，奥斯特之所以能够发现电流产生磁场，就是因为他相信不同自然现象之间是互相联系和互相转化的。自奥斯特发现电能生磁之后，历史上许多科学家都在研究“磁生电”这个课题。介绍瑞士物理学家科拉顿的研究。

81知识讲解 电磁感应现象 感应电流方向的判断(提高)

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。

电磁感应现象及电磁在生活中的应用

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

电磁感应现象的两类情况练习题

课后巩固作业 限时：45分钟总分：100分 一、选择题(包括8小题，每小题8分，共64分) 1．下列说法中正确的是( ) A．感生电场由变化的磁场产生 B．恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场 C．感生电场的方向也同样可以用楞次定律和右手定则来判定 D．感生电场的电场线是闭合曲线，其方向一定是沿逆时针方向解析：磁场变化时在空间激发感生电场，其方向与所产生的感应电流方向相同，可由楞次定律和右手定则判断，故A、C项正确，B、D项错． 答案：AC 2．如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个感应电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是( ) A．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势

B．动生电动势的产生与洛伦兹力有关 C．动生电动势的产生与静电力有关 D．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的 解析：根据动生电动势的定义可知A项正确．动生电动势中的非静电力与洛伦兹力有关，感生电动势中的非静电力与感生电场有关，B项正确，C、D项错误． 答案：AB 3．如图所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将( ) A．不变B．增加 C．减少D．以上情况都可能 解析：当磁感应强度均匀增大时，产生感生电场，根据楞次定律判断出感生电场的方向沿逆时针方向．粒子带正电，所受电场力与感生电场的方向相同，因而运动方向也相同，从而做加速运动，动能增大，B选项正确． 答案：B 4．如图所示，一金属半圆环置于匀强磁场中，当磁场突然减弱

时，则( ) A．N端电势高 B．M端电势高 C．若磁场不变，将半圆环绕MN轴旋转180°的过程中，N端电势高 D．若磁场不变，将半圆环绕MN轴旋转180°的过程中，M端电势高 解析：将半圆环补充为圆形回路，由楞次定律可判断圆环中产生的感应电动势方向在半圆环中由N指向M，即M端电势高，B正确；若磁场不变，半圆环绕MN轴旋转180°的过程中，由楞次定律可判断，半圆环中产生的感应电动势在半圆环中由N指向M，即M端电势高，D正确． 答案：BD 5．在闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成电路，假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯．a、b、c为三个闭合金属圆环，位置如图所示．当滑动变阻器滑片左右滑动时，能产生感应电流的圆环是( )

80知识讲解电磁感应现象感应电流方向的判断(基础)

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（

电磁感应现象的应用

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

高中物理11电磁感应现象的发现教案教科版

1.1 电磁感应现象的发现 ［要点导学］ 1、不同自然现象之间是有相互联系的，而这种联系可以通过我们的观察与思考来发现。例如摩擦生热则表明了机械运动与热运动是互相联系的，奥斯特之所以能够发现电流产生磁场，就是因为他相信不同自然现象之间是互相联系和互相转化的。 2、机遇总是青睐那些有准备的头脑，奥斯特的发现是必然中的偶然。发现中子的历史过程（在选修3-5中学习）也说明了这一点。小居里夫妇首先发现这种不带电的未知射线，他们误认为这是能量很高的射线，一项划时代的伟大发现就与小居里夫妇擦肩而过了。当查德威克遇到这种未知射线时，查德威克很快就想到这种不带电的射线可能是高速运动的中子流，因为查德威克的老师卢瑟神福早已预言中子的存在，所以查德威克的头脑是一个有准备的头脑，查德威克就首先发现了中子，并因此获得诺贝尔物理学奖。所以学会用联系的眼光看待世界，比记住奥斯特实验重要得多。 3、法拉第就是用联系的眼光看待世界的人，他坚信既然电流能够产生磁场，那么利用磁场应该可以产生电流。信念是一种力量，但信念不能代替事实。探索“磁生电”的道路非常艰苦，法拉第为此寻找了10年之久，我们要学习的就是这种百折不挠的探索精神。 4、法拉第为什么走了10年弯路，这个问题值得我们研究。原来自然界的联系不是简单的联系，自然界的对称不是简单的对称，“磁生电”不象“电生磁”那样简单，“磁生电”必须在变化、运动的过程中才能出现。法拉第的弯路应该使我们对自然界的联系和对称的认识更加深刻、更加全面。 ［范例精析］ 例1奥斯特的实验证实了电流的周围存在磁场，法拉第经过10年的努力终于发现了利用磁场产生电流的途径，法拉第认识到必须在变化、运动的过程中才能利用磁场产生电流。法拉第当时归纳出五种情形，请说出这五种情形各是什么。 解析法拉第把能引起感应电流的实验现象归纳为五类：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。它们都与变化和运动有关。 拓展法国物理学家安培也曾将恒定电流或磁铁放在导体线圈的附近，希望在线圈中看到被“感应”出来的电流，可是这种努力均无收获。因为“磁生电”是在变化或运动中产生的物理现象。 例2 自然界的确存在对称美，质点间的万有引力F=Gm1m2/r2和电荷间的库仑力F=kq1q2/r2就是一个对称美的例子。电荷间的相互作用是通过电场传递的，质点间的相互作用则是通过引力场传递的。点电荷q的在相距为r处的电场强度是E=kq/r2，那么质点m在相距为r 处的引力场强度是多少呢？如果两质点间距离变小，引力一定做正功，两质点的引力势能一定减少。如果两电荷间距离变小，库仑力一定做正功吗？两电荷的电势能一定减少吗？请简述理由。

感应电流方向的判定

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

电磁感应现象及其应用生活实践中

西北农林科技大学 电磁感应现象及其应用 学院：风景园林艺术学院 班级：园林134 姓名：崔苗苗 学号：2913911465 134

电磁感应现象及其在生活中的应用 西北农林科技大学风景园林艺术学院 姓名崔苗苗班级园林134班学号 2013011465 摘要自法拉第历经十年发现电磁感应现象后，电磁感便开始应用生活中。话筒， 电磁炉，电视机，手机等生活用品，无不与人类生活息息相关，极大地方便了我们的生活，推动了社会历史的进步和发展。同时，它的应用也是理论向实践不断探索和改进的过程，理论唯有应用于实践，才更能发挥它的价值。 关键词电磁感应现象生活应用 电磁感应现象的发现不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，在生活中具有重大的意义。它的发现，标志着一场重大的工业和技术革命的到来。在电工技术，电子技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用，人类社会从此迈入电气化时代，对推动生产力和科学技术发展发挥了重要作用。物理发现的重要性由此可见。本文主要介绍了电磁感应现象及其在人类生活中的相关应用。 一．电磁感应现象定义 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。而闭合电路中由电磁感应现象产生的电流叫做感应电流。 二．电磁感应发现历程 电磁学是物理学的一个重要分支，初中时代的奥斯特实验为我们打开电磁学的大门，此后高中三年这一部分内容也一直是学习的重中之重。继1820奥斯特实验之后，电与磁就不再是互不联系的两种物质，电流磁效应的发现引起许多物理学家的思考。当时，很多物理学家便试图寻找它的逆效应，提出了磁能否产生电，磁能否对电作用的问题，而迈克尔·法拉第即为其中一位。他在1821年发现了通电导线绕磁铁转动的现象，然后经历10年坚持不懈的努力，最终于1831年取得突破性进展。 法拉第将两个线圈绕在一个铁环上，其中一个线圈接直流电源，另一个线圈接电流表。他发现，当接直流电源的线圈电路接通或断开的瞬间，接电流表的线圈中会产生瞬时电流。而在这个过程中，铁环并不是必须的。无论是否拿走铁环，再做这个实验的时候，上述现象仍然发生，只是线圈中的电流弱些。 为了透彻研究电磁感应现象，法拉第又继续做了许多的实验。终于，在1831年11月24日，他在向皇家学会提交的一个报告中，将这种现象定名为“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、

电磁感应现象的两类情况(新、选)

电磁感应现象的两类情况 [随堂基础巩固] 1.某空间出现了如图4－5－9所示的一组闭合电场线，方向从上向下看 是顺时针的，这可能是() A．沿AB方向磁场在迅速减弱 B．沿AB方向磁场在迅速增强图4－5－9 C．沿BA方向磁场在迅速增强 D．沿BA方向磁场在迅速减弱 解析：感生电场的方向从上向下看是顺时针的，假设在平行感生电场的方向上有闭合回路，则回路中的感应电流方向从上向下看也应该是顺时针的，由右手螺旋定则可知，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，原磁场有两种可能：原磁场方向向下且沿AB方向减弱，或原磁场方向向上，且沿BA方向增强，所以A、C有可能。 答案：AC 2．如图4－5－10所示，矩形闭合金属框abcd的平面与匀强磁场垂 直，若ab边受竖直向上的磁场力的作用，则可知线框的运动情况是() A．向左平动进入磁场图4－5－10 B．向右平动退出磁场 C．沿竖直方向向上平动 D．沿竖直方向向下平动 解析：由于ab边受竖直向上的磁场力的作用，根据左手定则可判断金属框中电流方向为abcd，根据楞次定律可判断穿过金属框的磁通量在增加，所以选项A正确。 答案：A 3．研究表明，地球磁场对鸽子识别方向起着重要作用。鸽子体内的电阻大约为103Ω，当它在地球磁场中展翅飞行时，会切割磁感线，在两翅之间产生动生电动势。这样，鸽子体内灵敏的感受器即可根据动生电动势的大小来判别其飞行方向。若某处地磁场磁感应强度的竖直分量约为0.5×10－4 T。鸽子以20 m/s的速度水平滑翔，则可估算出两翅之间产生的动生电动势大约为() A．30 mV B．3 mV C．0.3 mV D．0.03 mV 解析：鸽子展翅飞行时两翅端间距约为0.3 m。由 E＝Bl v得E＝0.3 mV。C项正确。

感应电流的方向教案

第一章第二节探究感应电流的方向 ［课时安排］第1课时 ［教学目标］： （一）知识与技能 (1)探究感应电流方向的规律； (2)楞次定律。 （二）过程与方法 （1）通过实验和对实验现象的分析，归纳出感应电流方向与磁场变化方向的关系。 （2）通过典型题目的练习，让学生自己在练习过程中学会如何应用楞次定律，进而转化为技能技巧，达到熟练掌握的目的。）由感性到理性，由具体到抽象的认识方法分析出产生感应电流的条件。 （三）情感、态度与价值观 让学生经历从实验观察到抽象归纳得出理论的过程，体验物理学的规律是怎样得出来的。 ［教学重点］1．理解楞次定律内容； 2．会用楞次定律解决有关问题。 ［教学难点］：1．探究影响感应电流的实验； 2．应用楞次定律判断感应电流的方向。 ［教学器材］：演示电流计、线圈、条形磁铁，导线 ［教学方法］：实验演示法，多媒体辅助教学 ［教学过程］

（一）引入新课 提问1.什么是感应电流？ 提问2. 产生感应电流的条件是什么？ （二）新课教学 1.引出课题：产生的感应电流的方向与哪些 因素有关呢？如何判断感应电流的方向？ 板书：探究感应电流的方向 板书：一、探究感应电流的方向 演示实验如图示，让学生观察实验，经过讨论后得出结论： 2.学生讨论问题并完成表格后总结：感应电流的方向该如何判断？ 可以从以下几个方面入手： （1）、磁体的磁场方向是怎么样的？ （2）、穿过线圈的磁通量怎么变化？ （3）、感应电流的方向是如何的？ （4）、感应电流的磁场是如何的？ 根据提示设计并完成表格

板书：实验结论 ( 1 ) 当原磁场穿过闭合电路的磁通量增加时，感应电流的磁场就和原磁场方向相反。 ( 2 ) 当原磁场穿过闭合电路的磁通量减少时，感应电流的磁场就和原磁场方向相同。 板书：二、楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。---------增反减同 3.试一试：用楞次定律判断课本P13图1-15中的现象，如图示。并利用楞次定律解释。 当磁体的N 极靠近铝环时会发生什么现象？铝环中是否产 生感应电流？如果产生了，电流方向是如何的？ 总结利用楞次定律判断感应电流的步骤 板书：三、判断感应电流的步骤

楞次定律判断感应电流的方向

楞次定律判断感应电流方向 楞次定律是确定感应电流方向的普遍适用的规律，它的内容是：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 应用楞次定律确定感应电流方向的步骤可归纳为：当穿过线圈的磁通量增加时，用右手螺旋定则的大拇指指向原磁场的反方向，则四指所指的方向就是线圈中感应电流的方向。反之，当穿过线圈的磁通量减少时，以大拇指指向原磁场的方向，则四指所指的方向就是线圈中感应电流的方向。 具体应用如下： 基础题：如图1所示，一闭合的金属圆环从静止开始由高 处下落，通过条形磁铁，不计空气阻力，在下落过程中， 圆环内感应电流的方向为（从上向下看）（） （A）现顺时针后逆时针（B）现逆时针后顺时针 （C）始终顺时针（D）始终逆时针 巧妙分析：图1 ①确定原磁场的方向：参考条形磁铁内部磁场的方向（见备注），即原磁场方向向上。 ②分析磁通量的变化：金属环至上而下的过程中，穿过金属环的磁通量先变大后变小。 ③应用楞次定律判定感应电流的方向：由①②可知大拇指指向先向下后向上，所以从上向下看到金属环中感应电流的方向先顺时针后逆时针。故本题选A。（备注：条形磁铁内外磁场方向相反，因内部磁场比外部磁场强，故分析金属环所包围的原磁场时参考条形磁铁的内部磁场） 提高题：如图2所示，线圈abcd所在平面与磁感线平行， 在线圈以ab为轴由下往上看顺时针转过180?的过程中， 线圈中感应电流的方向（） （A）先沿abcda，后沿dcbad （B）先沿dcbad， 后沿abcda （C）总是沿abcda （D）总是沿dcbad 巧妙分析：图2 ①确定原磁场的方向：水平向右（题目已知）。 ②分析磁通量的变化：根据题意，线圈从图示实线位置向纸外翻转到虚线位置的过程中，穿过线圈的磁通量先变大后变小。 ③应用楞次定律判定感应电流的方向：由①②可知大拇指指向先向左后向右，所以线圈中感应电流的方向先沿dcbad后沿abcda。故本题选B。 拓展题：如图3所示，矩形线圈abcd由静止开始运动。 若cd边受磁场力方向如图中箭头方向，则线圈可以是 （） （A）以ab边为轴转动（转角小于90?大于0?）