講義__電磁感應(yīng)、楞次定律

1、中小學(xué)1對(duì)1課外輔導(dǎo)專(zhuān)家龍文教育學(xué)科教師輔導(dǎo)講義教師：_ 學(xué)生：_ 時(shí)間:_年_月_日_段 夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)1、關(guān)于電磁感應(yīng)的幾個(gè)基本問(wèn)題（1）電磁感應(yīng)現(xiàn)象利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流（或電動(dòng)勢(shì)）的現(xiàn)象，叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。所產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流，所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。所謂電磁感應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)際上是指由于磁的某種變化而引起電的產(chǎn)生的現(xiàn)象，磁場(chǎng)變化，將在周?chē)臻g激起電場(chǎng)；如周?chē)臻g中有導(dǎo)體存在，一般導(dǎo)體中將激起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；如導(dǎo)體構(gòu)成閉合回路，則回路程還將產(chǎn)生感應(yīng)電流。（2）發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件通常有如下兩種表述。當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)就將發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象

2、，線圈里產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如線圈閉合，則線圈子里就將產(chǎn)生感應(yīng)電流。當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)就將發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)體里產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如做切割感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體是某閉合電路的一部分，則電路里就將產(chǎn)生感應(yīng)電流。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。 應(yīng)指出的是：閉合電路的一部分做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)閉合電路的磁通量也將發(fā)生變化。所以上述兩個(gè)條件從根本上還應(yīng)歸結(jié)磁通量的變化。但如果矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中以速度v平動(dòng)時(shí)，盡管線圈的bc和ad邊都在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，但由于穿過(guò)線圈的磁通量沒(méi)有變，所以線圈回路中沒(méi)有感應(yīng)電流。（3）發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩種基本方式及其理論解釋導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割

3、磁感線的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象：當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就將在導(dǎo)體中激起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這種發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的方式可以用運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力的作用來(lái)解釋。磁場(chǎng)變化使穿過(guò)磁場(chǎng)中閉合回路的磁通量改變而發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象：當(dāng)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱改變而使穿過(guò)磁場(chǎng)中的閉合回路程的磁通量發(fā)生變化時(shí)，就將在閉合回路程里激起感應(yīng)電流。這種發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的方式可以用麥克斯1 龍文教育教務(wù)管理部中小學(xué)1對(duì)1課外輔導(dǎo)專(zhuān)家 韋的電磁場(chǎng)理論來(lái)解釋。（4）引起磁通量變化的常見(jiàn)情況（1）線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)；（2）線圈在磁場(chǎng)中面積發(fā)生變化；（3）線圈中磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化；（4）通電線圈中電流發(fā)生變化。2、感應(yīng)電流

4、方向的判斷（1）右手定則：伸開(kāi)右手，讓拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線垂直從手心進(jìn)入，拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向，其余四指指的就是感應(yīng)電流的方向。四指指向還可以理解為：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向、該部分導(dǎo)體的高電勢(shì)處。用右手定則時(shí)應(yīng)注意：主要用于閉合回路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流的方向判定。 右手定則僅在導(dǎo)體切割磁感線時(shí)使用，應(yīng)用時(shí)要注意磁場(chǎng)方向、運(yùn)動(dòng)方向、感應(yīng)電流方向三者互相垂直 當(dāng)導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，拇指應(yīng)指向切割磁感線的分速度方向若形成閉合回路，四指指向感應(yīng)電流方向；若未形成閉合回路，四指指向高電勢(shì)“因電而動(dòng)”用左手定則“因動(dòng)而電”用

5、右手定則應(yīng)用時(shí)要特別注意：四指指向是電源內(nèi)部電流的方向(負(fù)正)因而也是電勢(shì)升高的方向；即：四指指向正極。（2）楞次定律(判斷感應(yīng)電流方向)楞次定律的內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 (感應(yīng)電流的)磁場(chǎng)(總是)阻礙(引起感應(yīng)電流的磁通量的)變化(定語(yǔ))主語(yǔ)(狀語(yǔ))謂語(yǔ)(補(bǔ)語(yǔ))賓語(yǔ)對(duì)楞次定律中阻礙二字的正確理解“阻礙”不是阻止，這里是阻而未止。阻礙磁通量變化指：磁通量增加時(shí)，阻礙增加(感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)方向相反，起抵消作用)；磁通量減少時(shí)，阻礙減少(感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)方向一致，起補(bǔ)償作用)，簡(jiǎn)稱(chēng)“增反減同” 理解楞次定律要注意四個(gè)層次:誰(shuí)阻礙誰(shuí)

6、?是感應(yīng)電流的磁通量阻礙原磁通量;阻礙什么?阻礙的是磁通量的變化而不是磁通量本身;如何阻礙?當(dāng)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，當(dāng)磁通量減小時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，即”增反減同”;結(jié)果如何?阻礙不是阻止，只是延緩了磁通量變化的快慢，結(jié)果是增加的還是增加，減少的還是減少。（3）楞次定律的應(yīng)用步驟“一原、二感、三電流”明確引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)在被感應(yīng)的回路上的方向；搞清原磁場(chǎng)穿過(guò)被感應(yīng)的回路中的磁通量增減情況；根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向；2 龍文教育教務(wù)管理部中小學(xué)1對(duì)1課外輔導(dǎo)專(zhuān)家 運(yùn)用安培定則判斷出感生電流的方向。（4）楞次定律的靈活運(yùn)用，楞次定律的拓

7、展楞次定律的廣義表述：感應(yīng)電流的效果總是反抗（或阻礙）引起感應(yīng)電流的原因。主要有四種表現(xiàn)形式：1、當(dāng)閉合回路中磁通量變化而引起感應(yīng)電流時(shí)，感應(yīng)電流的效果總是阻礙原磁通量的變化。2、當(dāng)線圈和磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起感應(yīng)電流時(shí)，感應(yīng)電流的效果總是阻礙二者之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（來(lái)拒去留）。 在一些由于某種相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起感應(yīng)電流的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，如運(yùn)用楞次定律從“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)的磁通量變化”出發(fā)來(lái)判斷感應(yīng)電流方向，往往會(huì)比較困難，對(duì)于這樣的問(wèn)題，在運(yùn)用楞次定律時(shí)，一般可以靈活處理，考慮到原磁場(chǎng)的磁通量變化又是由相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起的，于是可以從“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)”出發(fā)來(lái)判斷。3

8、、當(dāng)線圈面積發(fā)生變化而引起感應(yīng)電流時(shí)，感應(yīng)電流的效果總是阻礙回路面積的變化。4、當(dāng)線圈中自身電流發(fā)生變化而引起感應(yīng)電流時(shí)，感應(yīng)電流的效果總是阻礙原電流的變化（自感現(xiàn)象）。3、幾種定則、定律的適用范圍題型解析【例題1】如圖所示，O1O2是矩形導(dǎo)線框abcd的對(duì)稱(chēng)軸，其左方有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。以下哪些情況下abcd中有感應(yīng)電流產(chǎn)生？方向如何？dcA將abcd 向紙外平移 B將abcd向右平移C將abcd以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)60 D將abcd以cd為軸轉(zhuǎn)動(dòng)603 龍文教育教務(wù)管理部中小學(xué)1對(duì)1課外輔導(dǎo)專(zhuān)家1就磁通量而言，感應(yīng)電流產(chǎn)生的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量（原磁通量）的變化。即當(dāng)原磁通量

9、增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)就與原磁場(chǎng)方向相反；當(dāng)原磁通量減小時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)就與原磁場(chǎng)方向相同。簡(jiǎn)稱(chēng)口訣“增反減同”。注意區(qū)分兩種磁場(chǎng)：一是研究對(duì)象所在位置的磁場(chǎng)和線框中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)【例題2】如圖，在同一鐵芯上繞兩個(gè)線圈A和B，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S原來(lái)接觸點(diǎn)1，現(xiàn)在把它扳向觸點(diǎn)2，則在開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)1和閉合2的過(guò)程中，流過(guò)電阻R中電流的方向是：（ C ）A先由P到Q，再由Q到P B先由Q到P，再由P到Q C始終是由Q到P D始終是由P到Q 【例題3】如圖所示裝置中，cd桿原來(lái)靜止。當(dāng)ab 桿做如下那些 運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿將向右移動(dòng)？( B、D)A向右勻速運(yùn)動(dòng) B向右加速運(yùn)動(dòng) C向左加速運(yùn)動(dòng) D向左減速運(yùn)

10、動(dòng)【例題5】如圖所示，螺線管A外接一平行軌道，軌道上垂直放置金屬桿cd，cd所處位置有垂直軌道平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；螺管B外接一根固定的直導(dǎo)體ef，平行于ef放置一根通電軟導(dǎo)線ab，ab中電流方向由a向b。當(dāng)導(dǎo)體棒cd向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)軟導(dǎo)線ab：不動(dòng)；左偏；右偏；試分析cd棒對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？答案：勻速運(yùn)動(dòng)；減速運(yùn)動(dòng)；加速運(yùn)動(dòng)?！纠}6】在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一圓形導(dǎo)體環(huán)規(guī)定導(dǎo)體環(huán)中電流的正方向如圖1所示，磁場(chǎng)向上為正當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 隨時(shí)間 t 按圖2變化時(shí)，下列能正確表示導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流變化情況的是 ( C )【例題7】矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在外力控制下靜止不動(dòng)，磁感線方

11、向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示t0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里，在04 s內(nèi)，線框ab邊受力隨時(shí)間變化的圖象（力的方向規(guī)定以向左為正方向）可能是下圖中的（ D ）【例題8】如圖所示，金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌做下列哪種運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引的是(C)龍文教育教務(wù)管理部2中小學(xué)1對(duì)1課外輔導(dǎo)專(zhuān)家A向右做勻速運(yùn)動(dòng) B向左做勻速運(yùn)動(dòng) C向右做減速運(yùn)動(dòng) D向右做加速運(yùn)動(dòng)【例題9】如圖所示，閉合導(dǎo)體環(huán)固定。條形磁鐵S極向下以初速度v0沿過(guò) 導(dǎo)體環(huán)圓心的豎直線下落過(guò)程，導(dǎo)體環(huán)中的感應(yīng)電流方向如何？2就相對(duì)運(yùn)動(dòng)而言，阻礙所有的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)

12、稱(chēng)口訣“來(lái)拒去留”。 從運(yùn)動(dòng)的效果上看，也可以形象地述為“敵”進(jìn)“我”退，“敵”逃“我【例題10】如圖所示，當(dāng)磁鐵繞O1O2軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，矩形導(dǎo)線框（不考慮重力）將如何運(yùn)動(dòng)？【例題11間距略大于矩形線圈的寬度。）當(dāng)磁鐵勻速向右通過(guò)線圈時(shí)，線圈仍靜止不動(dòng)，那么線圈受到薄板的磨擦力方向和線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向（從上向下看）是( AC ）A磨擦力方向一直向左B磨擦力方向先向左、后向或右C感應(yīng)電流的方向順時(shí)針逆時(shí)針逆時(shí)針順時(shí)針 D感應(yīng)電流的方向順時(shí)針逆時(shí)針【例題12】如圖所示，水平面上有兩根平行導(dǎo)軌，上面放兩根金屬棒a、b。 當(dāng)條形磁鐵如圖向下移動(dòng)時(shí)（不到達(dá)導(dǎo)軌平面），a、b將如何移動(dòng)？【例題13】

13、如圖所示，絕緣水平面上有兩個(gè)離得很近的導(dǎo)體環(huán)a、b。 將條形磁鐵沿它們的正中向下移動(dòng)（不到達(dá)該平面），a、b將如何移動(dòng)？3就閉合回路的面積而言，致使電路和面積有收縮或擴(kuò)張的趨勢(shì)。收縮或擴(kuò)張是為了阻礙電路磁通量的變化。若穿過(guò)閉合電路的磁感線皆朝同一個(gè)方向，則磁通量增大時(shí)，面積有收縮的趨勢(shì)；磁通量減少時(shí)，面積有擴(kuò)張的趨勢(shì)。簡(jiǎn)稱(chēng)口訣“增縮減擴(kuò)”?！纠}14】如圖所示，通有穩(wěn)恒電流的長(zhǎng)直螺線管豎直放置，銅環(huán)R沿螺線管的軸線加速下落。在下落過(guò)程中，環(huán)面始終保持水平。銅環(huán)先后經(jīng)過(guò)軸線上1、2、3位置時(shí)的加速度分別為a1、a2、a3。位置2處于螺線管的中心，位置1、3與位置2等距離。設(shè)重力加速度為g，則：（

14、 ABD ）Aa1a2g Ba3a1g Ca1a3a2 Da3a1a2Mb龍文教育教務(wù)管理部中小學(xué)1對(duì)1課外輔導(dǎo)專(zhuān)家【例題15】如圖所示，光滑固定導(dǎo)體軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合路，當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)（ D ）AP、Q將互相靠攏 BP、Q相互相遠(yuǎn)離C磁鐵的加速度仍為g D磁鐵的加速度小于g【例題16】如圖所示，在條形磁鐵從圖示位置繞O1O2軸轉(zhuǎn)動(dòng)90的過(guò)程中，放在導(dǎo)軌右端附近的金屬棒ab將如何移動(dòng)？4感應(yīng)電流（或感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）的方向阻礙原電流的變化【例題17】A和B是兩個(gè)大小相同的環(huán)形線圈，將兩線圈平行共軸放置，如圖3甲所示，當(dāng)線圈在A中的電流i1

15、隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示時(shí)，若規(guī)定電流方向如圖甲所示的方向?yàn)檎较?，則線圈B中的電流i2隨時(shí)間t變化的圖像是圖4中的：( D )一個(gè)回路中磁通量發(fā)生變化，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，那么，（1）若此電流是變化的，則它會(huì)在鄰近的另一回路產(chǎn)生感應(yīng)電流；（2）若此電流是恒定的，則它不會(huì)在鄰近的另一回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流【例題18】如圖所示，MN和PQ為兩根足夠長(zhǎng)的水平光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，變壓器為理想變壓器，現(xiàn)在水平導(dǎo)軌部分加一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬棒ab與導(dǎo)軌電接觸良好，則以下說(shuō)法正確的是（ CD ）A若ab棒勻速運(yùn)動(dòng)，則IR0，IC0B若ab棒勻速運(yùn)動(dòng)，則IR0，IC0C若ab棒在某一中心位置兩側(cè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則IR0，IC0D若ab棒做勻加速運(yùn)動(dòng)，IR0，IC0【例題19】如圖所示，MN利PQ為處于同一水平面內(nèi)的兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌，垂直導(dǎo)軌放置的金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好，在水平金屬導(dǎo)軌之間加豎直向卜的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)軌的N、Q端按理想變壓器的初級(jí)線圈，理想變壓器的輸出端有三組次級(jí)線圈，分別接有電阻元件R、電感元件L和電容元件C。若用IR、IL、IC分別表示通過(guò)R、L和C的電流，不考慮電容器的瞬間充放電，則下列判斷中正確的是 BDA若ab棒勻速運(yùn)動(dòng)，則IR0