资源简介

第1讲　电磁感应现象　楞次定律
课 程 标 准
探究影响感应电流方向的因素，理解楞次定律．
素 养 目 标
物理观念：知道磁通量和楞次定律的概念．
科学思维：利用楞次定律结合安培定则判断感应电流方向，从能量转化和守恒理解阻碍含义．
必备知识·自主落实
一、磁通量
1．定义：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向________的平面，面积为S(如图所示)，我们把B与S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通，用字母Φ表示．　　 　　　　 是标量，有正负
2．物理意义：可表示穿过某一面积的磁感线净条数(磁通量的代数和 )．
3．表达式：Φ＝BS．适于匀强磁场
4．单位：韦伯(weber)，简称________，符号Wb.________＝1T·m2.
二、电磁感应现象
1．电磁感应现象
当穿过闭合导体回路的________发生变化时，闭合导体回路中有________产生的现象．
2．产生感应电流的条件
(1)________导体回路；
(2)________发生变化．
三、感应电流的方向判断
1．楞次定律本质是能量守恒
不是阻止
(1)内容：感应电流的________总要阻碍引起感应电流的________的变化．
(2)适用范围：一切电磁感应现象．
2．右手定则
(1)内容：如图所示，伸开右手，使拇指与其余四个手指________，并且都与手掌在同一个平面内；让________从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是____________的方向．
(2)适用情况：判断导线____________产生的感应电流方向．
走进科技
法拉第圆盘发电机中穿过圆盘的磁通量不发生变化是如何发电的？
关键能力·精准突破
考点一　电磁感应现象的理解和判断
判断是否产生感应电流的流程
(1)确定研究的回路．
(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定穿过该回路的磁通量Φ.
(3)Φ不变→无感应电流
Φ变化→
针 对 训 练
1.[2023·安徽合肥市模拟](多选)如图甲所示，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极间，蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO′轴转动，不计摩擦；如图乙所示，闭合金属环从曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速度为零，不计摩擦，整个曲面处在垂直纸面的磁场中(图中未画出)，下列说法正确的是(　　)
A．图甲中，当线圈不动，转动蹄形磁铁时，线圈中没有感应电流
B．图甲中，当蹄形磁铁不动，转动线圈时，线圈中有感应电流
C．图乙中，若磁场为非匀强磁场，圆环滚上的高度仍为h
D．图乙中，若磁场为非匀强磁场，圆环滚下的过程中，圆环内有感应电流
2．[2023·湖北荆州模拟]如图甲所示，一长直导线AB中通有如图乙所示的变化电流，在导线附近的正下方放置一闭合线圈，线圈与导线在同一平面内，则下列说法正确的是(　　)
A．在t1时刻，线圈内有感应电流
B．在t2时刻，线圈内没有感应电流
C．t＞0的任意时刻，线圈内都有感应电流
D．以上说法都不对
3．[2022·广东卷](多选)如图所示，水平地面(Oxy平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线．P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，MN平行于y轴，PN平行于x轴．一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行．下列说法正确的有(　　)
A．N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同
B．线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变
C．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流
D．线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等
考点二　判断感应电流方向的两种方法
1．判断感应电流的方法
(1)楞次定律．
(2)右手定则．
2．用楞次定律判断感应电流方向的“四步法”
针 对 训 练
4.ab为一金属杆，它处在如图所示的垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a点在纸面内转动；S为以a为圆心位于纸面内的金属圆环；在杆转动过程中，杆的b端与金属环保持良好接触；A为电流表，其一端与金属环相连，一端与a点良好接触．当杆沿逆时针方向转动时，某时刻ab杆的位置如图，则此时刻(　　)
A．有电流通过电流表，方向c→d；作用于ab的安培力向右
B．有电流通过电流表，方向c→d；作用于ab的安培力向左
C.有电流通过电流表，方向d→c；作用于ab的安培力向左
D．无电流通过电流表，作用于ab的安培力为零
5.[2022·北京卷]如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框abcd，ad边与导线平行．调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则(　　)
A．线框中产生的感应电流方向为a→b→c→d→a
B．线框中产生的感应电流逐渐增大
C．线框ad边所受的安培力大小恒定
D．线框整体受到的安培力方向水平向右
6．如图甲所示，在同一平面内有两个相互绝缘的金属圆环A、B.圆环A将圆环B平分为面积相等的两部分，图甲中A环所示的电流方向为正，当圆环A中的电流按如图乙所示规律变化时，下列说法正确的是(　　)
A．B中始终没有感应电流
B．B中有顺时针方向的感应电流
C．B中有逆时针方向的感应电流
D．B中先有顺时针方向的感应电流，后有逆时针方向的感应电流
考点三　楞次定律的推广及三定则一定律的综合应用
考向1　楞次定律的推广应用
楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因，列表说明如下：
内容 阻碍原磁通量的变化—“增反减同” 阻碍相对运动—“来拒去留” 使回路面积有扩大或缩小的趋势—“增缩减扩” 阻碍原电流的变化—“增反减同”
例1 如图所示，两个相互绝缘的闭合圆形线圈P、Q放在同一个水平面内，当线圈P中通有不断增大的顺时针方向的电流时，下列说法中正确的是(　　)
A．线圈Q内有顺时针方向的电流且有收缩的趋势
B．线圈Q内有顺时针方向的电流且有扩张的趋势
C.线圈Q内有逆时针方向的电流且有收缩的趋势
D.线圈Q内有逆时针方向的电流且有扩张的趋势
[解题心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
考向2　三定则、一定律的综合应用
“三定则、一定律”的比较
定则或定律 适用的现象 因果关系
安培定则 电流的磁效应——电流、运动电荷产生的磁场 因电生磁
左手定则 (1)安培力——磁场对电流的作用力； (2)洛伦兹力——磁场对运动电荷的作用力 因电受力
右手定则 导体做切割磁感线运动产生的电磁感应现象 因动生电
楞次定律 闭合回路磁通量变化产生的电磁感应现象 因磁生电
例2 (多选)如图所示，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路．将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态．下列说法正确的是(　　)
A．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直于纸面向里的方向转动
B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直于纸面向里的方向
C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直于纸面向外的方向
D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直于纸面向外的方向转动
[解题心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
针 对 训 练
7.(多选)如图所示，矩形闭合线圈放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁置于平板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度)．当磁铁匀速向右通过线圈正下方时，线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向(从上向下看)是(　　)
A．摩擦力方向一直向左
B．摩擦力方向先向左、后向右
C．感应电流的方向为顺时针→逆时针→顺时针
D．感应电流的方向为顺时针→逆时针
8．[2023·福州一中质检]如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a端流入为正，以下说法正确的是(　　)
A．从上往下看，0～1 s内圆环中的感应电流沿顺时针方向
B．t＝1 s时圆环对桌面的压力小于圆环所受的重力
C．0～1 s内圆环有扩张的趋势
D．1～2 s内和2～3 s内圆环中的感应电流方向相反
第十二章　电磁感应
第1讲　电磁感应现象　楞次定律
必备知识·自主落实
一、
1．垂直
4．韦　1 Wb
二、
1．磁通量　感应电流
2．(1)闭合　(2)磁通量
三、
1．(1)磁场　磁通量
2．(1)垂直　磁感线　感应电流　(2)切割磁感线
走进科技
提示：接触点CD之间的半径切割磁感线．
关键能力·精准突破
1．解析：题图甲中，当线圈不动，转动蹄形磁铁时，以及当蹄形磁铁不动，转动闭合线圈时，穿过线圈的磁通量均变化，线圈中有感应电流，故A错误，B正确；题图乙中，若磁场是非匀强磁场，则圆环滚动过程中，穿过圆环的磁通量变化，由于电磁感应，圆环内产生感应电流，则圆环的一部分机械能转化为内能，圆环滚上的高度小于h，故C错误，D正确．
答案：BD
2．解析：t1时刻，导线中电流的变化率为零，穿过线圈的磁通量不变，线圈内感应电流为零，A、C错误；t2时刻导线中电流的变化率不为零，穿过线圈的磁通量在发生变化，线圈内有感应电流，B错误，D正确．
答案：D
3．解析：由于水平地面下的导线为通有恒定电流I的长直导线，且平行于y轴，而MN也平行于y轴，所以N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同，A正确；由于PN平行于x轴，故线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量始终变化，B错误；线圈从P点开始竖直向上运动时，穿过线圈的磁通量一直为零，磁通量不变，线圈中无感应电流，C正确；线圈从P到M过程和从P到N过程，线圈中磁通量变化量相同，而sPM>sPN，又速率相同，所以tPM>tPN，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈从P到M过程产生的感应电动势小于从P到N过程产生的感应电动势，D错误．
答案：AC
4．解析：当杆沿逆时针方向转动时，根据右手定则，判断出ab杆中感应电流方向b→a，有电流通过电流表，方向d→c，根据左手定则，作用于ab的安培力向左，C正确，A、B、D错误．
答案：C
5．解析：根据安培定则可知，通电直导线右侧的磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度随时间均匀增加，根据楞次定律可知线框中产生的感应电流方向为a→d→c→b→a，A错误；线框中产生的感应电流为I＝＝n＝n·，空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，故线框中产生的感应电流不变，B错误；线框ad边感应电流保持不变，磁感应强度随时间均匀增加，根据安培力表达式F安＝BIL，故所受的安培力变大，C错误；线框所处空间的磁场方向垂直纸面向里，线框中产生的感应电流方向为a→d→c→b→a，根据左手定则可知，线框ad边所受的安培力水平向右，线框bc边所受的安培力水平向左．通电直导线的磁场分布特点可知ad边所处的磁场较大，根据安培力表达式F安＝BIL可知，线框整体受到的安培力方向水平向右，D正确．
答案：D
6．解析：由安培定则可知，环A产生的磁场在环内垂直纸面向里，环外垂直纸面向外，由于内部的磁场大于外部的磁场，由矢量的叠加原理可知B环中的总磁通量向里；当圆环A中的电流I逐渐减小时，导致圆环B产生感应电流，根据楞次定律，则圆环B中有顺时针方向的感应电流；同理，当圆环A中的电流I反向逐渐增大时，导致圆环B中有顺时针方向的感应电流，故B正确，A、C、D错误．
答案：B
例1　解析：当线圈P中通有不断增大的顺时针方向的电流时，知穿过线圈Q的磁通量垂直向里且不断增大，根据楞次定律知，线圈Q产生逆时针方向的电流，且线圈Q有扩张的趋势，以阻碍磁通量的增大．故选D.
答案：D
例2　解析：开关闭合后的瞬间，根据安培定则可知，两线圈内的磁场方向水平向右．因为线圈内的磁通量增加，根据楞次定律可判断直导线内的电流方向由南到北，再根据安培定则可知直导线内的电流在其正上方产生的磁场方向垂直于纸面向里，则小磁针的N极朝垂直于纸面向里的方向转动，故选项A正确；开关闭合并保持一段时间后，与直导线相连的线圈内磁通量不变，则直导线内没有感应电流，故小磁针N极指北，故选项B、C错误；开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，与直导线相连的线圈内磁通量减少，根据楞次定律可判断直导线内的电流方向由北到南，小磁针的N极朝垂直于纸面向外的方向转动，故选项D正确．
答案：AD
7．解析：在磁铁N极刚运动至线圈下方到线圈处在磁铁中间的这段过程中，线圈所在位置的磁场向上，先增强，后减弱，当线圈处在磁铁中间以后，线圈所在位置的磁场向下，先增强，后减弱，所以感应电流的方向为顺时针→逆时针→顺时针，故选项C正确，D错误；根据楞次定律可以判断：磁铁向右移动过程中，磁铁对线圈有向右的安培力作用，所以线圈受到薄板的摩擦力方向向左，故A正确，B错误．
答案：AC
8．解析：0～1 s内螺线管中电流增大，产生的磁场增强，圆环中磁通量增大，根据楞次定律可知，从上往下看，0～1 s内圆环中的感应电流沿顺时针方向，A正确；t＝1 s时螺线管中电流最大，但螺线管中的磁通量变化率为零，圆环中无感应电流，故t＝1 s时圆环对桌面的压力等于圆环的重力，B错误；0～1 s内螺线管中电流增大，产生的磁场增强，圆环中磁通量增大，圆环有收缩的趋势，C错误；1～2 s内正向电流减小，2～3 s内反向电流增大，根据楞次定律可知，圆环中感应电流的磁场方向不变，感应电流方向不变，D错误．
答案：A课时分层作业(四十四)　电磁感应现象　楞次定律
?基础强化练?
1.(多选)高考考生入场时，监考老师要用金属探测器对考生进行安检后才允许其进入考场，如图所示．探测器内有通电线圈，当探测器靠近任何金属材料物体时，都会引起探测器内线圈中电流变化，报警器就会发出警报；靠近非金属物体时则不发出警报．关于探测器的工作原理，下列说法正确的是(　　)
A．金属探测器利用的是电磁感应现象
B．金属探测器利用的是磁场对金属的吸引作用
C．金属探测器利用的是静电感应现象
D．金属探测器利用的是当探测器靠近金属物体时，能在金属中形成涡流，进而引起线圈中电流的变化
2．两根互相垂直的绝缘通电长直导线放在水平面上，两个相同的闭合圆形线圈a、b放在同一水平面上，两线圈的圆心到两导线的距离都相等．设两直导线中的电流大小相等，方向如图所示．若两直导线中的电流以相同的变化率均匀减小，下列说法正确的是(　　)
A．a中无感应电流，b中有顺时针方向的感应电流
B．a中无感应电流，b中有逆时针方向的感应电流
C.a中有顺时针方向的感应电流，b中无感应电流
D.a中有逆时针方向的感应电流，b中无感应电流
3．[2023·福建厦门期末](多选)安检门是一种用于安全检查的“门”，如图所示，“门框”内有线圈，线圈里通有交变电流，交变电流在“门”内产生交变磁场，金属物品通过“门”时能产生涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警．以下关于这个安检门的说法正确的是(　　)
A.这个安检门也能检查出毒品携带者
B．这个安检门只能检查出金属物品携带者
C．如果这个“门框”内的线圈中通上恒定电流，也能检查出金属物品携带者
D．这个安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应
4．[2023·山东枣庄统考]某同学受楞次定律的启发，提出一个“电磁阻尼辅助升降货梯”设计方案，货梯底座为电磁铁，货梯井管为四壁闭合合金管，当货梯下行时，电磁铁通电(产生的磁极如图所示)，货梯井管上的感应电流产生的磁场对货梯下行有阻碍作用，货梯便会缓缓下降，几乎不用牵引绳作用．设计示意图如图所示，当货梯下行时，关于货梯井管上的感应电流的方向(从上往下看)，下列说法正确的是(　　)
A．整个货梯井管上的感应电流均沿顺时针方向
B．整个货梯井管上的感应电流均沿逆时针方向
C．货梯底座以上的货梯井管上的感应电流沿逆时针方向，以下的货梯井管上的感应电流沿顺时针方向
D．货梯底座以上的货梯井管上的感应电流沿顺时针方向，以下的货梯井管上的感应电流沿逆时针方向
5．如图所示，将一磁铁通过放置在电子秤上的支架悬挂于电子秤上方，磁铁的正下方有两条光滑的固定金属导轨—M、N，其上有两根可以自由滑动的金属杆a、b，磁铁在回路中心的正上方，当剪断细线磁铁下落时，以下说法正确的是(　　)
A．a、b杆相互远离
B．与剪断细线前相比电子秤的示数增加
C．导轨对电子秤的压力变大
D．磁铁处于完全失重状态
6．[2023·北京石景山一模]安培曾做过如图所示的实验：把绝缘导线绕制成线圈，在线圈内部悬挂一个用薄铜片做成的圆环，圆环所在平面与线圈轴线垂直，取一条形磁铁置于铜环的右侧，条形磁铁的右端为N极．闭合开关，电路稳定后，发现铜环静止不动，安培由此错失发现电磁应现象的机会，实际上，在电路闭合的瞬间(　　)
A．从右侧看，铜环中有逆时针的感应电流
B．从右侧看，铜环中有顺时针的感应电流
C．铜环仍保持不动
D．铜环会远离磁铁
7．[2023·山西大同质检]为了测量列车运行的速度和加速度的大小，可采用如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出).当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口，若俯视轨道平面，磁场垂直地面向下(如图乙所示)，则在列车经过，测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向(　　)
A．始终沿逆时针方向
B．先沿逆时针方向，再沿顺时针方向
C．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向
D．始终沿顺时针方向
8．如图所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑动触头向左滑动，则ab和cd棒的运动情况是(　　)
A．ab向左运动，cd向右运动
B．ab向右运动，cd向左运动
C．ab、cd都向右运动
D．ab、cd保持静止
?能力提升练?
9．[2023·广东汕头市模拟]图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置．下列说法正确的是(　　)
A．按下按钮过程，螺线管P端电势较高
B．松开按钮过程，螺线管Q端电势较高
C．按住按钮不动，螺线管没有产生感应电动势
D．按下和松开按钮过程，螺线管产生大小相同的感应电动势
10．(多选)漏电断路器是家庭电路中必不可少的一种安全保护装置，如图为其基本原理图．电源线的火线与零线并行绕在铁芯上，当与放大器相连的线圈有微小电流时，即刻会驱动电磁继电器断开电源，实现安全保护．下列相关说法正确的是(　　)
A.当与地不绝缘的人不小心触碰到火线时，漏电断路器会即刻断开电源
B．当与地绝缘的人不小心同时触碰到火线与零线时，漏电断路器会即刻断开电源
C．当外接电网是恒定直流电源时，漏电断路器不能正常工作
D．在相同条件下，放大器绕在铁芯上的线圈匝数越多，则能检测到更微小的漏电
11．(多选)如图甲所示，abcd区域有垂直于平面的磁场，磁场变化规律如图乙所示，设垂直abcd面向里的磁场方向为正方向，金属线圈M与导线abcd连接成闭合电路，N为独立的金属小圆环，N环套在穿过M线圈的铁芯上，下列说法正确的是(　　)
A．0～t0时间内闭合电路中有abcda方向的电流
B．t0～2t0时间内闭合电路abcd中有大小恒定方向不变的感应电流
C．0～t0时间内N环内有自右向左看顺时针方向的电流
D．2t0～3t0时间内N环向右运动
课时分层作业（四十四）
1．解析：线圈通电后会产生磁场，当有金属物体进入磁场时，通过金属物体横截面的磁通量发生变化，金属物体内部会产生涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流．由此判断是否有金属物体，静电感应现象是带电体靠近导体时使导体感应起电，故选项A、D正确．
答案：AD
2．解析：由安培定则可知通电导线产生的磁场方向，并根据叠加原理可知a所在区域的两个磁场方向相反，穿过a环的磁通量为0且保持不变，所以a中无感应电流；b所在区域两个磁场方向相同，合磁场不为零，当电流减小时，b中磁通量减小，根据楞次定律可知b中有逆时针方向的感应电流，故B选项正确．
答案：B
3．解析：这个安检门是利用涡流工作的，因而只能检查出金属物品携带者，A错误，B正确；若“门框”内的线圈中通上恒定电流，只能产生恒定磁场，它不能使金属物品内产生涡流，因而不能检查出金属物品携带者，C错误；安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应，D正确．
答案：BD
4．解析：根据楞次定律可知感应电流产生的磁场总是阻碍磁通量的变化．可判断底座以上的货梯井管上的电流从上往下看沿逆时针方向，底座以下的货梯井管上的电流从上往下看沿顺时针方向，C项正确．
答案：C
5．解析：磁铁下落时，由导轨和金属杆组成的闭合回路中的磁通量增加，由楞次定律可知a、b杆将相互靠拢，A错误；磁铁对导轨产生向下的力，因此导轨对电子秤的压力变大，C正确；将磁铁、支架、导轨和金属杆看成一个整体，磁铁处于失重状态，整体对电子秤的压力减小，B、D错误．
答案：C
6．解析：根据楞次定律，当接通开关瞬间时，导致穿过线圈的磁通量向左增大，则从右侧看，线圈的感应电流逆时针，故A正确，B错误；当线圈中有逆时针方向的电流时，可等效为右侧为N极的磁体，则当处于左侧是S极的条形磁铁的磁场中，铜环会靠近磁铁，故C、D错误．
答案：A
7．解析：列车经过线圈上方时，穿过线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知线圈中产生的电流方向先沿逆时针方向，再沿顺时针方向，选项B正确．
答案：B
8．解析：由安培定则可知螺线管中磁感线方向向上，金属棒ab、cd处的磁感线方向均向下，当滑动触头向左滑动时，螺线管中电流增大，因此磁场变强，即磁感应强度变大，回路中的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流方向为a→c→d→b→a，由左手定则知ab受安培力方向向左，cd受安培力方向向右，故ab向左运动，cd向右运动，只有A正确．
答案：A
9．解析：按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从P端流入从Q端流出，螺线管充当电源，则Q端电势较高，A错误；松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从Q端流入，从P端流出，螺线管充当电源，则P端电势较高，B错误；按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，螺线管不会产生感应电动势，C正确；按下和松开按钮过程，螺线管中磁通量的变化率不一定相同，故螺线管产生的感应电动势不一定相同，D错误．
答案：C
10．解析：由于火线和零线并行绕制，所以在家庭电路正常工作时，火线和零线的电流大小相等，方向相反，因此合磁通量为零，当与地不绝缘的人接触火线发生触电时，火线的电流比零线的电流大，导致穿过线圈的磁通量变化，产生感应电流，从而使继电器工作，电磁铁将开关吸引，断开电源，故A正确；当与地绝缘的人不小心同时接触到火线与零线时，不会形成电流变化，从而不会引起电磁感应现象；故漏电断路器不会断开电源，故B错误；当外接电网是恒定直流电源时，如果有人触电仍会产生电磁感应现象，故能正常工作，故C错误；在相同条件下，放大器绕在铁芯上的线圈匝数越多，产生的感应电动势越大，则能检测到更微小的漏电，故D正确．
答案：AD
11．解析：由图乙可以看出，0～t0时间内磁感应强度正向增大，回路的磁通量向里增大，根据楞次定律，回路中要产生垂直纸面向外的磁场，则感应电流为逆时针，即有abcda方向的电流，故A正确；t0～2t0时间内，图乙中图线的斜率不变，则磁通量的变化率不变，回路产生的感应电动势不变，感应电流的方向不变，故B正确；0～t0和2t0～3t0时间内，B t图线的斜率都不变，回路abcd中的感应电流方向不变，大小也恒定，所以回路螺线管产生的磁场大小方向都不发生变化，则N环中磁通量不发生变化，所以不会产生感应电流，也不会受到安培力而运动，故C、D错误．
答案：AB(共33张PPT)
第1讲　电磁感应现象　楞次定律
课 程 标 准
探究影响感应电流方向的因素，理解楞次定律．

素 养 目 标
物理观念：知道磁通量和楞次定律的概念．
科学思维：利用楞次定律结合安培定则判断感应电流方向，从能量转化和守恒理解阻碍含义．
必备知识·自主落实
关键能力·精准突破
必备知识·自主落实
一、磁通量
1．定义：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向________的平面，面积为S(如图所示)，我们把B与S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通，用字母Φ表示．　　 　　　　 是标量，有正负
2．物理意义：可表示穿过某一面积的磁感线净
条数(磁通量的代数和 )．
3．表达式：Φ＝BS． 适于匀强磁场
4．单位：韦伯(weber)，简称________，
符号Wb.________＝1T·m2.
垂直
韦
1 Wb
二、电磁感应现象
1．电磁感应现象
当穿过闭合导体回路的________发生变化时，闭合导体回路中有________产生的现象．
2．产生感应电流的条件
(1)________导体回路；
(2)________发生变化．
三、感应电流的方向判断
1．楞次定律 本质是能量守恒
不是阻止
(1)内容：感应电流的________总要阻碍引起感应电流的________的变化．
(2)适用范围：一切电磁感应现象．
磁通量
感应电流
闭合
磁通量
磁场
磁通量
2．右手定则
(1)内容：如图所示，伸开右手，使拇指与其余四个手指________，并且都与手掌在同一个平面内；让________从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是____________的方向．
(2)适用情况：判断导线____________产生的感应电流方向．
垂直
磁感线
感应电流
切割磁感线
走进科技
法拉第圆盘发电机中穿过圆盘的磁通量不发生变化是如何发电的？
提示：接触点CD之间的半径切割磁感线．
关键能力·精准突破
考点一　电磁感应现象的理解和判断
判断是否产生感应电流的流程
(1)确定研究的回路．
(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定穿过该回路的磁通量Φ.
(3)Φ不变→无感应电流
Φ变化→
针 对 训 练
1.[2023·安徽合肥市模拟](多选)如图甲所示，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极间，蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO′轴转动，不计摩擦；如图乙所示，闭合金属环从曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速度为零，不计摩擦，整个曲面处在垂直纸面的磁场中(图中未画出)。
下列说法正确的是(　　)
A．图甲中，当线圈不动，转动蹄形磁铁时，线圈中没有感应电流
B．图甲中，当蹄形磁铁不动，转动线圈时，线圈中有感应电流
C．图乙中，若磁场为非匀强磁场，圆环滚上的高度仍为h
D．图乙中，若磁场为非匀强磁场，圆环滚下的过程中，圆环内有感应电流
答案：BD
解析：题图甲中，当线圈不动，转动蹄形磁铁时，以及当蹄形磁铁不动，转动闭合线圈时，穿过线圈的磁通量均变化，线圈中有感应电流，故A错误，B正确；题图乙中，若磁场是非匀强磁场，则圆环滚动过程中，穿过圆环的磁通量变化，由于电磁感应，圆环内产生感应电流，则圆环的一部分机械能转化为内能，圆环滚上的高度小于h，故C错误，D正确．
2．[2023·湖北荆州模拟]如图甲所示，一长直导线AB中通有如图乙所示的变化电流，在导线附近的正下方放置一闭合线圈，线圈与导线在同一平面内，则下列说法正确的是(　　)
A．在t1时刻，线圈内有感应电流
B．在t2时刻，线圈内没有感应电流
C．t＞0的任意时刻，线圈内都有感应电流
D．以上说法都不对
答案：D
解析：t1时刻，导线中电流的变化率为零，穿过线圈的磁通量不变，线圈内感应电流为零，A、C错误；t2时刻导线中电流的变化率不为零，穿过线圈的磁通量在发生变化，线圈内有感应电流，B错误，D正确．
3．[2022·广东卷](多选)如图所示，水平地面(Oxy平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线．P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，MN平行于y轴，PN平行于x轴．一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行．下列说法正确的有(　　)
A．N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同
B．线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变
C．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流
D．线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等
答案：AC
解析：由于水平地面下的导线为通有恒定电流I的长直导线，且平行于y轴，而MN也平行于y轴，所以N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同，A正确；由于PN平行于x轴，故线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量始终变化，B错误；线圈从P点开始竖直向上运动时，穿过线圈的磁通量一直为零，磁通量不变，线圈中无感应电流，C正确；线圈从P到M过程和从P到N过程，线圈中磁通量变化量相同，而sPM>sPN，又速率相同，所以tPM>tPN，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈从P到M过程产生的感应电动势小于从P到N过程产生的感应电动势，D错误．
考点二　判断感应电流方向的两种方法
1．判断感应电流的方法
(1)楞次定律．
(2)右手定则．
2．用楞次定律判断感应电流方向的“四步法”
针 对 训 练
4.ab为一金属杆，它处在如图所示的垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a点在纸面内转动；S为以a为圆心位于纸面内的金属圆环；在杆转动过程中，杆的b端与金属环保持良好接触；A为电流表，其一端与金属环相连，一端与a点良好接触．当杆沿逆时针方向转动时，某时刻ab杆的位置如图，则此时刻(　　)
A．有电流通过电流表，方向c→d；作用于ab的安培力向右
B．有电流通过电流表，方向c→d；作用于ab的安培力向左
C.有电流通过电流表，方向d→c；作用于ab的安培力向左
D．无电流通过电流表，作用于ab的安培力为零
答案：C
解析：当杆沿逆时针方向转动时，根据右手定则，判断出ab杆中感应电流方向b→a，有电流通过电流表，方向d→c，根据左手定则，作用于ab的安培力向左，C正确，A、B、D错误．
5.[2022·北京卷]如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框abcd，ad边与导线平行．调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则(　　)
A．线框中产生的感应电流方向为a→b→c→d→a
B．线框中产生的感应电流逐渐增大
C．线框ad边所受的安培力大小恒定
D．线框整体受到的安培力方向水平向右
答案：D
解析：根据安培定则可知，通电直导线右侧的磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度随时间均匀增加，根据楞次定律可知线框中产生的感应电流方向为a→d→c→b→a，A错误；线框中产生的感应电流为I＝＝n＝n·，空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，故线框中产生的感应电流不变，B错误；线框ad边感应电流保持不变，磁感应强度随时间均匀增加，根据安培力表达式F安＝BIL，故所受的安培力变大，C错误；线框所处空间的磁场方向垂直纸面向里，线框中产生的感应电流方向为a→d→c→b→a，根据左手定则可知，线框ad边所受的安培力水平向右，线框bc边所受的安培力水平向左．通电直导线的磁场分布特点可知ad边所处的磁场较大，根据安培力表达式F安＝BIL可知，线框整体受到的安培力方向水平向右，D正确．
6．如图甲所示，在同一平面内有两个相互绝缘的金属圆环A、B.圆环A将圆环B平分为面积相等的两部分，图甲中A环所示的电流方向为正，当圆环A中的电流按如图乙所示规律变化时，下列说法正确的是(　　)
A．B中始终没有感应电流
B．B中有顺时针方向的感应电流
C．B中有逆时针方向的感应电流
D．B中先有顺时针方向的感应电流，后有逆时针方向的感应电流
答案：B
解析：由安培定则可知，环A产生的磁场在环内垂直纸面向里，环外垂直纸面向外，由于内部的磁场大于外部的磁场，由矢量的叠加原理可知B环中的总磁通量向里；当圆环A中的电流I逐渐减小时，导致圆环B产生感应电流，根据楞次定律，则圆环B中有顺时针方向的感应电流；同理，当圆环A中的电流I反向逐渐增大时，导致圆环B中有顺时针方向的感应电流，故B正确，A、C、D错误．
考点三　楞次定律的推广及三定则一定律的综合应用
考向1　楞次定律的推广应用
楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因，列表说明如下：
内容 阻碍原磁通量的变化—“增反减同” 阻碍相对运动—“来拒去留” 使回路面积有扩大或缩小的趋势—“增缩减扩” 阻碍原电流的变化—“增反减同”
例1 如图所示，两个相互绝缘的闭合圆形线圈P、Q放在同一个水平面内，当线圈P中通有不断增大的顺时针方向的电流时，下列说法中正确的是(　　)
A．线圈Q内有顺时针方向的电流且有收缩的趋势
B．线圈Q内有顺时针方向的电流且有扩张的趋势
C.线圈Q内有逆时针方向的电流且有收缩的趋势
D.线圈Q内有逆时针方向的电流且有扩张的趋势
答案：D
解析：当线圈P中通有不断增大的顺时针方向的电流时，知穿过线圈Q的磁通量垂直向里且不断增大，根据楞次定律知，线圈Q产生逆时针方向的电流，且线圈Q有扩张的趋势，以阻碍磁通量的增大．故选D.
考向2　三定则、一定律的综合应用
“三定则、一定律”的比较
定则或定律 适用的现象 因果关系
安培定则 电流的磁效应——电流、运动电荷产生的磁场 因电生磁
左手定则 (1)安培力——磁场对电流的作用力； (2)洛伦兹力——磁场对运动电荷的作用力 因电受力
右手定则 导体做切割磁感线运动产生的电磁感应现象 因动生电
楞次定律 闭合回路磁通量变化产生的电磁感应现象 因磁生电
例2 (多选)如图所示，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路．将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态．
下列说法正确的是(　　)
A．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直于纸面向里的方向转动
B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直于纸面向里的方向
C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直于纸面向外的方向
D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直于纸面向外的方向转动
答案：AD
解析：开关闭合后的瞬间，根据安培定则可知，两线圈内的磁场方向水平向右．因为线圈内的磁通量增加，根据楞次定律可判断直导线内的电流方向由南到北，再根据安培定则可知直导线内的电流在其正上方产生的磁场方向垂直于纸面向里，则小磁针的N极朝垂直于纸面向里的方向转动，故选项A正确；开关闭合并保持一段时间后，与直导线相连的线圈内磁通量不变，则直导线内没有感应电流，故小磁针N极指北，故选项B、C错误；开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，与直导线相连的线圈内磁通量减少，根据楞次定律可判断直导线内的电流方向由北到南，小磁针的N极朝垂直于纸面向外的方向转动，故选项D正确．
针 对 训 练
7.(多选)如图所示，矩形闭合线圈放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁置于平板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度)．当磁铁匀速向右通过线圈正下方时，线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向(从上向下看)是(　　)
A．摩擦力方向一直向左
B．摩擦力方向先向左、后向右
C．感应电流的方向为顺时针→逆时针→顺时针
D．感应电流的方向为顺时针→逆时针
答案：AC
解析：在磁铁N极刚运动至线圈下方到线圈处在磁铁中间的这段过程中，线圈所在位置的磁场向上，先增强，后减弱，当线圈处在磁铁中间以后，线圈所在位置的磁场向下，先增强，后减弱，所以感应电流的方向为顺时针→逆时针→顺时针，故选项C正确，D错误；根据楞次定律可以判断：磁铁向右移动过程中，磁铁对线圈有向右的安培力作用，所以线圈受到薄板的摩擦力方向向左，故A正确，B错误．
8．[2023·福州一中质检]如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a端流入为正，以下说法正确的是(　　)
A．从上往下看，0～1 s内圆环中的感应电流沿顺时针方向
B．t＝1 s时圆环对桌面的压力小于圆环所受的重力
C．0～1 s内圆环有扩张的趋势
D．1～2 s内和2～3 s内圆环中的感应电流方向相反
答案：A
解析：0～1 s内螺线管中电流增大，产生的磁场增强，圆环中磁通量增大，根据楞次定律可知，从上往下看，0～1 s内圆环中的感应电流沿顺时针方向，A正确；t＝1 s时螺线管中电流最大，但螺线管中的磁通量变化率为零，圆环中无感应电流，故t＝1 s时圆环对桌面的压力等于圆环的重力，B错误；0～1 s内螺线管中电流增大，产生的磁场增强，圆环中磁通量增大，圆环有收缩的趋势，C错误；1～2 s内正向电流减小，2～3 s内反向电流增大，根据楞次定律可知，圆环中感应电流的磁场方向不变，感应电流方向不变，D错误．

展开更多......

收起↑