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《电磁感应》单元复习（一）
电
磁
规 律
现象
应用
电磁感应
感应电流的产生条件
法拉第电磁感应定律
楞次定律
(右手定则)
自感
涡流
……
路
场
感应电流的产生条件
B
S
1．磁通量： Φ=BS，B与S垂直
磁通量是标量，有正负之分。可以用穿过该面的磁感线条数来描述。
2．只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。
A
S
B
G
例题： 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，如图所示。他发现，在开关S闭合的瞬间，线圈B中产生瞬时电流，随后电流表的指针恢复到零。分析这个实验现象，你能得到什么结论？
答案：感应电流的产生条件是，穿过线圈的磁通量发生变化。
互感现象
60
答案：BD
O1
b c
O2
a d
例题：如图，O1O2是矩形导线框abcd的对称轴，其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场，右方无磁场。下列情况中导线框内能产生感应电流的是
A. 将abcd 垂直于纸面向外平移
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
对楞次定律的理解
思考：如图所示，有一条形磁铁由静止开始下落，磁铁从闭合线圈中穿过且不与线圈接触，空气阻力不计。
（1）利用楞次定律分析磁铁落入线圈的过程
穿过线圈的磁场方向： ；
穿过线圈的磁通量如何变化？ ；
线圈中感应电流产生的磁场方向： ；
线圈中感应电流的方向（俯视）： ；
分析磁铁的受力情况和该过程中的能量转化。
S
N
（2）利用楞次定律分析磁铁穿出线圈的过程
线圈中感应电流的方向（俯视）： ；
分析磁铁的受力情况和该过程中的能量转化。
对楞次定律的理解
S
N
总结：全过程，感应电流的方向先是逆时针后顺时针。
阻碍不是阻止，也不一定反向。
磁铁中部刚好到达线圈所在水平面时穿过线圈的总磁通量最大，此时感应电流为零。
对楞次定律的理解
1．楞次定律：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。
（1）阻碍不是阻止，也不一定反向
（2）感应电流的效果总是“阻碍”产生感应电流的原因
感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的相对运动,“来拒去留”。
在自感现象中，感应电流总是阻碍原电流的变化。
2．应用楞次定律解决问题的步骤：
Φ原→△Φ原→ Φ感→ I原
对楞次定律的理解
3．熟悉常见磁场的磁感线分布，有助于利用楞次定律分析问题。
对楞次定律的理解
3．熟悉常见磁场的磁感线分布，有助于利用楞次定律分析问题。
例题：如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab。若MN中电流逐渐减小时，分析：
（1）线圈内感应电流的方向；
（2）线圈所受安培力的合力方向。
I
a d
b c
M
N
答案：
（1） 顺时针方向；
（2） 水平向左。
思考：如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。若MN中电流逐渐减小时，分析：
（1）线圈内感应电流的方向；
（2）线圈所受安培力的合力方向。
I
a d
b c
M
N
答案：
（1） 顺时针方向；
（2） 水平向右。
B．对ABFE回路用楞次定律，通过左侧电流表的电流方向向下
C．穿过CDEF回路的磁通量恒定，因此金属框各边上均无电流
D．根据右手定则，通过AB的感应电流方向向下
A
B
F
E
C
D
例题：如图，CDEF是矩形金属框，CD边和EF边都串联有电流表。金属框内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场。当导体棒AB向右移动时，下列判断正确的是
A．对ABCD回路用楞次定律，通过右侧电流表的电流方向向下
答案：AB；用右手定则判断感应电流方向更简单。
例题： 如图所示装置中，两线圈绕在同一个闭合铁芯上，两侧的光滑水平导轨都处于垂直于纸面的磁场中，cd杆原来静止。当ab杆向右加速运动时，cd杆将如何移动？
a
L2
d
c
L1
b
答案：cd杆开始向右加速运动。
对法拉第电磁感应定律的理解
定律内容：闭合电路中的感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
B不变，动生电动势
S不变，感生电动势
例题.麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。如图所示，一个半径为r 的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B，环上静止套着一个带电量为+q的小球。若从某时刻起，磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，使小球开始在环上运动。下列判断正确的是
A．环上的感生电动势大小为kπr2
B．小球受的电场力逐渐增大
C．小球受到的洛伦兹力大小恒定
D．每转一周感生电场对小球做的功为qkπr2
答案：AD
对感生电动势的理解
F
(B增大)
E场
说明：
变化的磁场产生涡旋电场，涡旋场力提供非静电力。
涡旋电场的电场线为闭合曲线，电场力做功与路径有关，与静电场不同。
a
b
c
d
v
B
M
N
R
S
问题情境：导线框abcd固定在绝缘水平面上，ab、cd两边平行，线框宽度为L。垂直于线框平面的匀强磁场的磁场磁感应强度为B。长度为L的金属导体棒MN搭在线框上，与线框接触良好，MN保持与ab、cd两边垂直。开关断开，导体棒以速度v向右匀速运动。除R外其余电阻不计，不计摩擦。
对动生电动势的理解
定量分析：
* 感应电动势的大小
* 能量转化情况。
（1）分析MN中产生的感应电动势E的大小。
a
b
c
d
v
B
M
N
R
S
方法一：根据法拉第电磁感应定律
在时间Δt内
方法二：微观角度，分析导体棒中自由电子受力情况
稳定后
f1
F电
a
b
c
d
v
B
M
N
R
S
-
+
方法三：考虑非静电力做功
闭合开关，导体棒中自由电子向N端运动，沿棒方向的洛伦兹力提供非静电力
a
b
c
d
v
B
M
N
R
S
-
+
f1
说明：
洛伦兹力沿棒方向的分力提供非静电力；
洛伦兹力垂直于棒方向的分力宏观体现为安培力；
洛伦兹力的两个分力总功率为零，洛伦兹力不做功。
a
b
c
d
v
B
M
N
R
S
-
+
θ
θ
-
（2）闭合开关，用水平力F 拉着导体棒匀速运动，分析能量转化情况。
a
b
c
d
v
B
M
N
R
S
-
+
R
E
F
N
F安
mg
教材的实验装置如图，A1、A2、A3是相同的灯泡。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。（楞次定律的应用）
对自感实验的理解
思考：断电自感实验中，感应电流是否可能大于开关断开之前通过线圈L1的电流？为什么？
断电自感
IA1
-IL1
F
(B增大)
E场
a
b
c
d
v
B
M
N
R
S
-
+
θ
-
总结
1.从感应电流到感应电动势
现象→规律→本质
Ф→ΔФ →ΔФ/Δt
2.学法建议
* 结合问题情境梳理知识
* 多种思路解决同一问题

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