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教案(51)—— 电磁感应产生条件及感应电流方向的
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考　点 解　读 学 题 目 分 布
磁通量
电磁感应
演示实验： 电磁感应现象 理解： 磁通量
记住： 磁通量的单位： 韦伯(Wb)
知道： 电磁感应现象
理解： 产生感应电流的条件 B
A
A
B 05年上海高考第11题
楞次定律
演示实验： 楞次定律
学生实验： 研究电磁感应现象 理解： 楞次定律
会用： 灵敏电流计
会用： 实验方法研究电磁感应现象 B
C
C
04年上海高考第4题
06年上海高考第15题
11年上海高考第13题
11年上海高考第20题
右手定则
演示实验： 右手定则 会用： 右手定则 C 04年上海高考第22题
05年上海高考第22题
06年上海高考第12题
06年上海高考第22题
教学目标
1．理解电磁感应现象产生的条件，磁通量．
2．能够熟练应用楞次定律或右手定则判断感应电流及感应电动势的方向．
教师归纳
1．电磁感应的现象
(1)利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象．产生的电流叫感应电流．
(2)产生感应电流的条件．
①电路闭合；
②穿过闭合电路的磁通量发生变化．
2．右手定则
对一部分导线在磁场中切割磁感线产生感应电流的情况，右手定则和楞次定律的结论是完全一致的．这时，用右手定则更方便一些．
3．楞次定律
(1)定律内容
感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化．
对“阻碍”意义的理解：
①阻碍原磁场的变化．“阻碍”不是阻止，而 ( http: / / www.21cnjy.com )是“延缓”，感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化，只能使原磁场的变化被延缓或者说被迟滞了，原磁场的变化趋势不会改变，不会发生逆转．
②阻碍的是原磁场的变化，而不是原磁场本身，如果原磁场不变化，即使它再强，也不会产生感应电流．
③阻碍不是相反．当原磁通减小时，感应电流的 ( http: / / www.21cnjy.com )磁场与原磁场同向，以阻碍其减小；当磁体远离导体运动时，导体运动将和磁体运动同向，以阻碍其相对运动．
④由于“阻碍”，为了维持原磁场的变化，必须 ( http: / / www.21cnjy.com )有外力克服这一“阻碍”而做功，从而导致其他形式的能转化为电能．因此楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体现．
(2)应用楞次定律的基本步骤
①明确研究哪个闭合回路；
②判断穿过该电路的原磁感线的方向，分析磁通量是增加还是减小；
③根据楞次定律判断感应电流的磁场方向；
④伸出右手根据安培定则确定感应电流的方向．
(3)楞次定律的具体应用
①从“阻碍磁通量变化”的角度来看，由磁通量计算式Φ＝BSsinα可知，磁通量变化ΔΦ＝Φ2－Φ1有多种形式，主要有：
a．S、α不变，B改变，这时ΔΦ＝ΔB·Ssinα
b．B、α不变，S改变，这时ΔΦ＝ΔS·Bsinα
c．B、S不变，α改变，这时ΔΦ＝BS(sinα2－sinα1)
当B、S、α中有两个或三个一起变化时，就要分别计算Φ1、Φ2，再求Φ2－Φ1了．
②从“阻碍相对运动”的角度 ( http: / / www.21cnjy.com )来看，楞次定律的这个结论可以用能量守恒来解释： 既然有感应电流产生，就有其他能转化为电能．又由于是由相对运动引起的，所以只能是机械能减少转化为电能，表现出的现象就是“阻碍”相对运动．
③从“阻碍自身电流变化”的角度来看，就是自感现象．
在应用楞次定律时一定要注意：“阻碍”不等于“反向”；“阻碍”不是“阻止”．
分类剖析
(一)简单判断
例1
　一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆 ( http: / / www.21cnjy.com )处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动，已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中的感应电流的方向分别为(　　)
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　　　位置Ⅰ 　　位置Ⅱ
A．逆时针方向 　　逆时针方向
B．逆时针方向 　　顺时针方向
C．顺时针方向 　　顺时针方向
D．顺时针方向 　　逆时针方向
【解析】　线圈第一次经过位置Ⅰ时， ( http: / / www.21cnjy.com )穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律，线圈中感应电流的磁场方向向左，根据安培定则，顺着磁场看去，感应电流的方向为逆时针方向．当线圈第一次通过位置Ⅱ时，穿过线圈的磁通量减小，可判断出感应电流为顺时针方向，故选项B正确．
例2
　如图所示，有两个同心导体圆环．内环中通有顺时针方向的电流，外环中原来无电流．当内环中电流逐渐增大时，外环中有无感应电流？方向如何？
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【解析】　由于磁感线是闭合曲线，内 ( http: / / www.21cnjy.com )环内部向里的磁感线条数和内环外向外的所有磁感线条数相等，所以外环所围面积内(应该包括内环内的面积，而不只是环形区域的面积)的总磁通向里、增大，所以外环中感应电流磁场的方向为向外，由安培定则，外环中感应电流方向为逆时针．
例3
　如图，线圈A中接有如图所示电源，线圈B有一半面积处在线圈A中，两线圈平行但不接触，则当开关S闭和瞬间，线圈B中的感应电流的情况是(　　)
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A．无感应电流
B．有沿顺时针的感应电流
C．有沿逆时针的感应电流
D．无法确定
【解析】　当开关S闭和瞬间，线圈A相当于环形 ( http: / / www.21cnjy.com )电流，其内部磁感线方向向里，其外部磁感线方向向外．线圈B有一半面积处在线圈A中，则向里的磁场与向外的磁场同时增大．这时就要抓住主要部分．由于所有向里的磁感线都从A的内部穿过，所以A的内部向里的磁感线较密，A的外部向外的磁感线较稀．这样B一半的面积中磁感线是向里且较密，另一半面积中磁感线是向外且较稀．主要是以向里的磁感线为主，即当开关S闭和时，线圈B中的磁通量由零变为向里，故该瞬间磁通量增加，则产生的感应电流的磁场应向外，因此线圈B有沿逆时针的感应电流，答案为C.
例4
　金属闭合圆环L所在平面与 ( http: / / www.21cnjy.com )通电螺线管的轴线垂直，且环心在管的轴线上．若保持环心和环所在平面的位置不变，将环所围面积均匀扩大至虚线位置，如图所示，则环内的磁通量将(　　)
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A．变大 B．变小
C．不变 D．无法确定
【解析】　在图中，闭合圆 ( http: / / www.21cnjy.com )环L内的磁通量Φ是由两部分构成的．一是由下至上方向在螺线管内通过的磁通量Φ内，二是由上至下的从管外返回管内时有一小部分磁通量Φ外穿过了圆环，而相当大的一部分磁感线在返回管内时并未穿过圆环．由于这两部分的磁感线方向是相反的，所以通过圆环的磁通量Φ＝Φ内－Φ外．由于磁感线均是闭合的曲线，故有Φ内＞Φ外．当圆环面积增大时，Φ内并不变化，只是由管外从上至下穿过环内的Φ外增大了，从而使环内总磁通量Φ减小．故答案为B.
例5
　如图所示，闭合导体环固定．条形磁铁S极向下以初速度v0沿过导体环圆心的竖直线下落的过程中，导体环中的感应电流方向如何？
【解析】　从“阻碍磁通量变化”来看，原磁场方向向上，先增后减，感应电流磁场方向先下后上，感应电流方向先顺时针后逆时针．
从“阻碍相对运动”来看，先排斥后吸引，把条形磁铁等效为螺线管，根据“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”，也有同样的结论．
例6
　如图所示，O1O2是矩形导线框abcd的对称轴，其左方有匀强磁场．以下哪些情况下abcd中有感应电流产生？方向如何？(　　)
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A．将abcd向纸外平移
B．将abcd向右平移
C．将abcd以ab为轴转动60°
D．将abcd以cd为轴转动60°
【解析】　A、C两种情况下穿过abcd ( http: / / www.21cnjy.com )的磁通量没有发生变化，无感应电流产生．B、D两种情况下原磁通向外，减少，感应电流磁场向外，感应电流方向为abcd.
(二)综合应用
例7
　如图所示是生产中常用的一种延时继电器 ( http: / / www.21cnjy.com )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的两端接在一起，构成一个闭合电路．在拉开开关S的时候，弹簧K并不能立即将衔铁D拉起，从而使触头C(连接工作电路)立即离开，过一段时间后触头C才能离开；延时继电器就是这样得名的．试说明这种继电器的工作原理．
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【解析】　当拉开开关S时使线圈A中 ( http: / / www.21cnjy.com )电流变小并消失时，铁芯中的磁通量发生了变化(减小)，从而在线圈B中激起感应电流，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁场的减小，这样，就使铁芯中磁场减弱得慢些，因此弹簧K不能立即将衔铁拉起．第十一章　电磁感应
四年考情
根据近四年高考试卷分析可知，本章知识 ( http: / / www.21cnjy.com )点中“电磁感应产生条件及感应电流方向的确定”是重点考查知识点；“法拉第电磁感应定律应用(一)”是次重点考查知识点；“法拉第电磁感应定律应用(二)”、“电磁感应中的图像问题分析”和“电磁感应综合问题分析”是一般考查知识点．①“电磁感应产生条件及感应电流方向的确定”10－19－多选，根据楞次定律来判断线框在磁场中的运动引起感应电流的变化规律；11－13－单选，由楞次定律判断一个金属环中产生的感应电流及运动趋势来判断另一个金属环的运动情况：11－20－多选，考查导体在磁场中运动时感应电流方向的判断；12－26－实验，考查对楞次定律的理解及应用．其考查特色为此知识点多以选择、实验形式考查，难易度为B或C，分值比例约为3%.②“法拉第电磁感应定律应用(一)”09－13－填空，根据导体棒在匀强磁场中的运动，由楞次定律判断圆环的收缩趋势；10－21－填空，根据楞次定律和通电长直螺线管内电流变化引起的磁通量变化判断金属环的移动方向、收缩趋势；11－28－实验，考查回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系．其考查特色为此知识点多以填空形式考查，难易度为B，分值比例约为3%.③“电磁感应综合问题分析”12－25－填空，导线框切割磁感线与运动知识相结合，求导线框的加速度及其中感应电流做功的功率；12－33－计算，考查电磁感应与牛顿运动定律，动能定理相结合，求电流表达式，拉力及动能增加量．其考查特色为此知识点以计算形式考查，难易度为B.
教案(51)——电磁感应产生条件及感应电流方向
考点解读
考　点 解　读 学 题 目 分 布
电磁感应现象
感应电流产生的条件
研究感应电流产生的条件(学生实验) 知道电磁感应现象
理解产生感应电流的条件
A
B
B
楞次定律
研究磁通量变化时感应电流的方向(学生实验) 理解楞次定律，熟练应用楞次定律判断感应电流的方向 C
感应电流的方向
右手定则 会用右手定则判断感应电流方向 B 10年上海高考第19题
11年上海高考第13题
11年上海高考第20题
12年上海高考第26题
教学目标
1．理解电磁感应现象产生的条件，磁通量．
2．能够熟练应用楞次定律或右手定则判断感应电流及感应电动势的方向．
教师归纳
1．电磁感应的现象
产生感应电流的条件．
①电路闭合；
②穿过闭合电路的磁通量发生变化．
2．右手定则
对一部分导线在磁场中切割磁感线产生感应电流的情况，右手定则和楞次定律的结论是完全一致的．这时，用右手定则更方便一些．
3．楞次定律
(1)定律内容
感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化．
对“阻碍”意义的理解：
①阻碍原磁场的变化．“阻碍”不是阻止， ( http: / / www.21cnjy.com )而是“延缓”，感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化，只能使原磁场的变化被延缓或者说被迟滞了，原磁场的变化趋势不会改变，不会发生逆转．
②阻碍的是原磁场的变化，而不是原磁场本身，如果原磁场不变化，即使它再强，也不会产生感应电流．
③阻碍不是相反．当原磁通减小 ( http: / / www.21cnjy.com )时，感应电流的磁场与原磁场同向，以阻碍其减小；当磁体远离导体运动时，导体运动将和磁体运动同向，以阻碍其相对运动．
④由于“阻碍”，为了维持原 ( http: / / www.21cnjy.com )磁场的变化，必须有外力克服这一“阻碍”而做功，从而导致其他形式的能转化为电能．因此楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体现．
在应用楞次定律时一定要注意：“阻碍”不等于“反向”；“阻碍”不是“阻止”．
分类剖析
(一)简单判断
例1
　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
C．圆环在做变速转动时，小线圈内就一定有感应电流产生
D．圆环做匀速转动时，小线圈内没有感应电流产生
【解析】　带电的圆环转动，可看成一环形电流 ( http: / / www.21cnjy.com )，周围空间有磁场，在小线圈中有磁通量．当圆环匀速转动时，电流恒定，小线圈中的磁通量不变，因此没有感应电流产生．只有圆环变速转动时，电流变化，小线圈中的磁通量变化，有感应电流产生．选项CD正确．
例2
　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，当线框由左向右匀速通过直导线的过程中时，线框中感应电流的方向是(　　)
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A．先abcd，后dcba，再abcd
B．先abcd，后dcba
C．先dcba，后abcd，再dcba
D．先dcba，后abcd
【解析】　通电直导线的磁场方向左侧向外，右侧 ( http: / / www.21cnjy.com )向里．线框从左侧向右侧通过直导线的过程中，通过线框的磁通量先向外增加，再减少；后向里增加，再减少．根据楞次定律，判断出感应电流的磁场方向为先向里，后向外，再向里，再依据右手螺旋定则，可判断感应电流的方向为先顺时针，后逆时针，再顺时针．因此选项C正确.
例3
　如图所示，闭合导体环固定．条形磁铁S极向下以初速度v0沿过导体环圆心的竖直线下落的过程中，导体环中的感应电流方向如何？
【解析】　从“阻碍磁通量变化”来看，原磁场方向向上，先增后减，感应电流磁场方向先下后上，感应电流方向先顺时针后逆时针．
从“阻碍相对运动”来看，先排斥后吸引，把条形磁铁等效为螺线管，根据“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”，也有同样的结论．
例4
　如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框ab将(　　)
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A．保持静止不动
B．逆时针转动
C．顺时针转动
D．发生转动，但电源极性不明，无法确定转动方向
【解析】　滑动变阻器R的滑片P向右滑动时，接 ( http: / / www.21cnjy.com )入电路的电阻变大，螺线管中的电流强度变小，其产生的磁场变弱，穿过线框的磁通量变小．根据楞次定律，导体的相对运动总是阻碍引起感应电流磁通量的变化，因此，线框ab应向使其磁通量增加的方向运动，即顺时针转动，才能阻碍线框中的磁通量的减少．正确的选项为C.
例5
　在匀强磁场中放一电阻不计的 ( http: / / www.21cnjy.com )平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接．导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面．欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动可能是(　　)
A．匀速向右运动
B．加速向右运动
C．匀速向左运动
D．加速向左运动
【解析】　这是关于二次感应的问题 ( http: / / www.21cnjy.com ). A、C选项中 ab导线匀速运动，在M中产生稳定的电流，线圈N中的磁通量没有发生变化，故无感应电流产生．ab导线加速运动，M中产生的电流增加，线圈N中的磁通量增加，线圈N中产生的感应电流方向与M中的电流方向相反，即M中的电流方向为逆时针方向，根据右手定则，ab导线向左加速运动，选项D正确．
(二)综合应用
例6
　如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示 ( http: / / www.21cnjy.com )意图．铁芯上有两个线圈A和B.线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合电路．在拉开开关S的时候，弹簧K并不能立即将衔铁D拉起，从而使触头C(连接工作电路)立即离开，过一段时间后触头C才能离开；延时继电器就是这样得名的．试说明这种继电器的工作原理．
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【解析】　当拉开开关S时使线圈A中电流 ( http: / / www.21cnjy.com )变小并消失时，铁芯中的磁通量发生了变化(减小)，从而在线圈B中激起感应电流，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁场的减小，这样，就使铁芯中磁场减弱得慢些，因此弹簧K不能立即将衔铁拉起．

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