第一節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象

第一節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象第1頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月一、磁通量

1、定義：穿過某一面的磁感線的條數(shù)；在勻強(qiáng)磁場中磁通量（ф）在數(shù)值上等于磁感強(qiáng)度B跟與B垂直的某面的面積之積。

2、數(shù)學(xué)公式Φ=BSsinα

＝B垂直

S。（當(dāng)B與S不垂直時(shí)，式中B通常取垂直于S面的分量；或者S取垂直于B方向的有效面積，α為B與S的夾角）第2頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、標(biāo)量：沒有方向，但有正負(fù)

4、單位：韋伯(Wb)

5、磁通密度：B=Φ/S

磁感應(yīng)強(qiáng)度又叫磁通密度，指垂直

穿過單位面積上的磁感線條數(shù)．

1T=1Wb/m2。第3頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月穿過兩面積的磁通量相等嗎？例題2RR１２××××××××第4頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月穿過兩面積的磁通量相等嗎？例題BBSSαBBSSα第5頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月例題:如圖所示,在水平虛線上方有磁感強(qiáng)度為2B,方向水平向右的勻強(qiáng)磁場,水平虛線下方有磁感強(qiáng)度為B,方向水平向左的勻強(qiáng)磁場.邊長為Ｌ的正方形線圈放置在兩個(gè)磁場中,線圈平面與水平面成α角,線圈處于兩磁場中的部分面積相等,則穿過線圈平面的磁通量大小為多少?第6頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月例題、如圖所示，大圓導(dǎo)線環(huán)A中通有電流I，方向如圖。另在導(dǎo)線環(huán)所在的平面畫了一個(gè)圓B，它的一半面積在A環(huán)內(nèi)，一半面積在A環(huán)外。則圓B內(nèi)的磁通量下列說法正確的是：（）（A）圓B內(nèi)的磁通量垂直紙面向外（B）圓B內(nèi)的磁通量垂直紙面向里（C）圓B內(nèi)的磁通量為零（D）條件不足，無法判斷BABＩ第7頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月例11.

如下圖所示，在同一水平面內(nèi)有三個(gè)閉合線圈a

、b、c，當(dāng)a線圈中有電流通過時(shí)，它們的磁通量分別為φa、φb

、與φc,下列說法正確的是：()A.φa

＜φb

＜φcB.φa

＞φb

＞φcC.φa

＜φc＜φb

D.φa

＞φc＞φb

IabcB第8頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月二、磁通量的變化：

1.當(dāng)勻強(qiáng)磁場恒定不變，而閉合電路所圍面積變化時(shí)；磁通量變化量△ф＝ф2－ф1＝BS2－BS1＝B（S2－S1）＝B△S，這種面積變化通常由閉合電路中部分直導(dǎo)線切割磁感線(如圖1)、彈性彈簧環(huán)的收縮和擴(kuò)張(如圖2)、矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞軸旋轉(zhuǎn)等引起的(如圖3)。特別是圖3情況，線圈轉(zhuǎn)動過程中其面積不變，而線圈的有效面積即垂直于磁場方向線圈的投影面積在改變，圖示位置磁通量為最大BS，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過900時(shí)磁通量為0。abcdv圖1圖2OO圖3第9頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2.當(dāng)閉合電路所圍面積不變，而磁場強(qiáng)度發(fā)生變化。這里的磁場強(qiáng)度變化一般情況下是因?yàn)殡娏鱅的變化及磁鐵與閉合電路相對運(yùn)動引起的。圖１圖２N

SN

S圖３V第10頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月3.閉合電路所圍面積和勻強(qiáng)磁場的磁場強(qiáng)度均發(fā)生變化。設(shè)在△t時(shí)間內(nèi)，回路面積由S變?yōu)镾+△S，同時(shí)磁感強(qiáng)度由B變?yōu)锽+△B。則△ф＝ф2-ф1＝（B+△B）（S+△S）-BS＝B△S+△BS+△B△S

須指出此時(shí)的△ф≠△B△S第11頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月1.對楞次定律的理解：從磁通量變化的角度看：感應(yīng)電流總要阻礙磁通量的變化從導(dǎo)體和磁體的相對運(yùn)動的角度來看：感應(yīng)電流總要阻礙相對運(yùn)動2、楞次定律中“阻礙”的含意：阻礙不是阻止；可理解為“增反、減同”3.應(yīng)用楞次定律解題的步驟：（1）明確原磁場方向（2）明確穿過閉合回路的磁通量如何變化（3）由楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向（4）利用安培定則確定感應(yīng)電流的方向第12頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月4.楞次定律和右手定則的關(guān)系:都是用來判斷感應(yīng)電流的方向,但應(yīng)用的范圍有所不同,楞次定律應(yīng)用范圍要更廣一些.5、.楞次定律的引申含義①感應(yīng)電流的效果總是要阻礙引起感應(yīng)電流的原因②阻礙導(dǎo)體與磁場間的相對運(yùn)動③阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象).第13頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月如何判定I方向楞次定律相對運(yùn)動增反減同來阻去留磁通量變化能量守恒第14頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月楞次定律的應(yīng)用磁通量變化阻礙磁通量變化產(chǎn)生反方向或同方向的磁場即感應(yīng)電流的磁場(楞次定律)安培定則（右手螺旋定則）感應(yīng)電流的方向第15頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月對楞次定律的理解1、“阻礙”二字的意思不應(yīng)理解為“阻止”。原磁通量增加，感應(yīng)電流就產(chǎn)生一個(gè)與原磁場方向相反的磁場，以阻礙磁通量增加；原磁通量減少，感應(yīng)電流就產(chǎn)生一個(gè)與原磁場方向相同的磁場，以阻礙磁通量減少。第16頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2、感應(yīng)電流的效果總是要阻礙引起感應(yīng)電流的原因NS當(dāng)N極接近線圈時(shí)，線圈上感應(yīng)電流在線圈的右側(cè)表現(xiàn)為N極，線圈和條形磁鐵的相互作用表現(xiàn)為斥力I感第17頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)N極遠(yuǎn)離線圈時(shí)，線圈上感應(yīng)電流在線圈的右側(cè)表現(xiàn)為S極，線圈和條形磁鐵的相互作用表現(xiàn)為引力。NSI感第18頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月3．楞次定律也指出了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系。楞次定律指出：感應(yīng)電流的磁場總是在阻礙著引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，為維持感應(yīng)電流，就必須克服這個(gè)阻礙做功，這部分功的消耗就是感應(yīng)電流的能量的來源。第19頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖所示，當(dāng)條形磁鐵做下列運(yùn)動時(shí)，線圈中的感應(yīng)電流方向應(yīng)是（從左向右看）：A．磁鐵靠近線圈時(shí)，電流方向是逆時(shí)針的B．磁鐵靠近線圈時(shí)，電流方向是順時(shí)針的C．磁鐵向上平動時(shí)，電流方向是逆時(shí)針的D．磁鐵向上平動時(shí)，電流方向是順時(shí)針的【例題】第20頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月磁鐵靠近線圈時(shí)磁通量增大阻礙磁通量增大產(chǎn)生反方向的磁場感應(yīng)電流的磁場從左側(cè)看B原I感A．磁鐵靠近線圈時(shí)，電流方向是逆時(shí)針的B．磁鐵靠近線圈時(shí)，電流方向是順時(shí)針的C．磁鐵向上平動時(shí)，電流方向是逆時(shí)針的D．磁鐵向上平動時(shí)，電流方向是順時(shí)針的感應(yīng)電流的方向第21頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖所示，當(dāng)滑動變阻器R的滑片向右滑動時(shí)，則流過R′的電流方向是_____?！纠}】第22頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月滑動變阻器R的滑片向右滑動時(shí)，A中電流減小B原B感A的磁場減弱B中磁通量減小B中感應(yīng)磁場方向與原磁場方向相同R’中感應(yīng)電流方向從b到aI感第23頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

例.

在同一鐵芯上繞著兩個(gè)線圈，單刀雙擲開關(guān)原來接在點(diǎn)1，現(xiàn)把它從1扳向2，試判斷在此過程中，在電阻R上的電流方向是：(如圖所示)()(A)先由P

Q，再由QP；

(B)先由QP，再由PQ；

(C)始終由QP；

(D)始終由PQ。CA21BPQ第24頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月例導(dǎo)線框abcd與直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線中通有恒定電流I，當(dāng)線框自左向右勻速通過直導(dǎo)線的過程中，線框中感應(yīng)電流如何流動？vIabcd解：畫出磁場的分布情況如圖示：開始運(yùn)動到A位置，向外的磁通量增加，I的方向?yàn)轫槙r(shí)針，A當(dāng)dc邊進(jìn)入直導(dǎo)線右側(cè),直到線框在正中間位置B時(shí),向外的磁通量減少到0,I的方向?yàn)槟鏁r(shí)針,B接著運(yùn)動到C,向里的磁通量增加,I的方向?yàn)槟鏁r(shí)針,C當(dāng)ab邊離開直導(dǎo)線后,向里的磁通量減少,I方向?yàn)轫槙r(shí)針。所以，感應(yīng)電流的方向先是順時(shí)針，接著為逆時(shí)針，然后又為順時(shí)針。第25頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

例如圖所示，在兩根平行長直導(dǎo)線M、N中，通以同方向，同強(qiáng)度的電流，導(dǎo)線框abcd和兩導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，線框沿著與兩導(dǎo)線垂直的方向，自右向左在兩導(dǎo)線間勻速移動，在移動過程中，線框中感應(yīng)電流的方向：()(A)沿abcda不變；

(B)沿dcbad不變；

(C)由abcda變成dcbad；

(D)由dcbad變成abcda。vMNIIabcd分析：畫出磁感應(yīng)線的分布情況如圖示，自右向左移動時(shí)，感應(yīng)電流的磁場向外，所以感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向。

B

第26頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

練習(xí)如圖所示，a、b、c、d為四根相同的銅棒，c、d固定在同一水平面上，a、b對稱地放在c、d棒上且它們接觸良好，O點(diǎn)為四根棒圍成的矩形的幾何中心，一條形磁鐵沿豎直方向向O點(diǎn)落下，則ab可能發(fā)生的情況是：()(A)保持靜止；

(B)分別遠(yuǎn)離O點(diǎn)；

(C)分別向O點(diǎn)靠近；

(D)無法判斷。vcdabO·C思考：1.下圖中，若磁場不變，使a向右運(yùn)動，則b將向

運(yùn)動。cdabB右2.若B減少，ab將如何運(yùn)動？答：分別向兩邊遠(yuǎn)離

第27頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

例.如圖所示，一水平放置的圓形通電線圈I固定，有另一個(gè)較小的線圈II從正上方下落，在下落過程中線圈II的平面保持與線圈I的平面平行且兩圓心同在一豎直線上，則線圈II從正上方下落到穿過線圈I直至在下方運(yùn)動的過程中，從上往下看線圈II：()(A)無感應(yīng)電流；

(B)有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流；

(C)有先順時(shí)針后逆時(shí)針的感應(yīng)電流；

(D)有先逆時(shí)針后順時(shí)針的感應(yīng)電流。IIIC第28頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月A.線框中無感應(yīng)電流；

B.線框中有沿abca方向感應(yīng)電流；C線框中有沿acba方向感應(yīng)電流；

D.條件不是無法判斷。例、等腰三角形線框abc與長直導(dǎo)線MN絕緣，且線框被導(dǎo)線分成面積相等的兩部分，如圖所示，M接通電源瞬間電流由N流向M，則在線框中（

）NabcMI解：畫出以MN為對稱的面積相等的圖形，如圖示則剩余部分的面積也相等，左側(cè)剩余部分處的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于右側(cè)剩余部分處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，所以向里的磁通量增大，感應(yīng)電流的磁場方向向外，線框中感應(yīng)電流方向沿acba。C

第29頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月例.

如圖示，一閉合的銅環(huán)從靜止開始由高處下落通過條形磁鐵后繼續(xù)下落，空氣阻力不計(jì)，則在圓環(huán)的運(yùn)動過程中，下列說法正確的是：（）A.圓環(huán)在磁鐵的上方時(shí)，加速度小于g，在下方時(shí)大于g，B.圓環(huán)在磁鐵的上方時(shí)，加速度小于g，在下方時(shí)也小于g，C.圓環(huán)在磁鐵的上方時(shí)，加速度小于g，在下方時(shí)等于g，D.圓環(huán)在磁鐵的上方時(shí)，加速度大于g，在下方時(shí)小于g.SNB第30頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月例.

如圖所示，兩個(gè)相同的鋁環(huán)套在一根無限長的光滑桿上，將一條形磁鐵向左插入鋁環(huán)(未穿出)的過程中，兩環(huán)的運(yùn)動情況是：()(A)同時(shí)向左運(yùn)動，距離增大；

(B)同時(shí)向左運(yùn)動，距離不變；

(C)同時(shí)向左運(yùn)動，距離變??；

(D)同時(shí)向右運(yùn)動，距離增大。SNvC第31頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月例.

金屬圓環(huán)的圓心為O，金屬棒Oa、Ob可繞O在環(huán)上轉(zhuǎn)動，如圖示，當(dāng)外力使Oa逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動時(shí)，Ob將：（）A.不動B.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動C.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動D.無法確定aOωb解：感應(yīng)電流的效果總要阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，即阻礙相對運(yùn)動。B第32頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月例.在水平面上有一固定的U形金屬框架，框架上置一金屬桿ab，如圖示（紙面即水平面），在垂直紙面方向有一勻強(qiáng)磁場，則以下說法中正確的是：（）abA.若磁場方向垂直紙面向外并增加時(shí)，桿ab將向右移動。B.若磁場方向垂直紙面向外并減少時(shí)，桿ab將向右移動。C.若磁場方向垂直紙面向里并增加時(shí)，桿ab將向右移動。D.若磁場方向垂直紙面向里并減少時(shí)，桿ab將向右移動。點(diǎn)撥：Φ=BS，桿ab將向右移動，S增大，Φ增大，只有B減小，才能阻礙Φ增大BD第33頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月例題、一個(gè)彈性導(dǎo)體做成的閉合線圈，垂直于磁場方向放置，如圖示，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化時(shí)，觀察到線圈所圍的面積增大了，那么磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向和大小變化的情況可能是：（）

A.B的方向垂直于線圈向里，并不斷增大

B.B的方向垂直于線圈向里，并不斷減小

C.B的方向垂直于線圈向外，并不斷增大

D.B的方向平行于線圈向外，并不斷減小解：感應(yīng)電流的效果總要阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因若磁場方向垂直于線圈，由Φ=BS，S增大則B要減小才能阻礙磁通量的增大，與磁場方向無關(guān)。BD第34頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

例、如圖示，通電直導(dǎo)線cd右側(cè)有一個(gè)金屬框與導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，金屬棒ab放在框架上，ab受磁場力向左，則cd中電流變化的情況是：（）A.cd中通有由d→c方向逐漸減小的電流B.cd中通有由d→c方向逐漸增大的電流C.cd中通有由c→d方向逐漸增大的電流D.cd中通有由c→d方向逐漸減小的電流dcba解：感應(yīng)電流的效果總要阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因ab受磁場力向左，則閉合電路的面積要減小，由Φ=BS，S減小則B要增大才能阻礙磁通量的變化，所以cd中的電流增大，與電流的方向無關(guān)。BC第35頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

例、如圖示，一根足夠長的絕緣滑桿SS′上套有一質(zhì)量為m的光滑彈性金屬環(huán)，在滑桿的正下方放置一很長的光滑水平木制軌道，并穿過金屬環(huán)的圓心O，現(xiàn)將質(zhì)量為M的條形磁鐵以v0的初速度在軌道上向右運(yùn)動，則（）A.N極或S極接近金屬環(huán)時(shí)金屬環(huán)都縮小B.磁鐵靠近滑環(huán)將推動滑環(huán)一起運(yùn)動C.磁鐵穿過滑環(huán)后二者先后停下來D.滑環(huán)得到的電能為1/2×Mv02v0S′SmMO解：感應(yīng)電流的效果總要阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因磁鐵靠近滑環(huán)，滑環(huán)中磁通量要增大，金屬環(huán)面積縮小才能阻礙磁通量的增大；磁鐵靠近滑環(huán)，有相對運(yùn)動，滑環(huán)向右移動才能阻礙相對運(yùn)動。由動量守恒定律，二者不可能停下來。CD錯(cuò)AB第36頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月例.

如圖為兩組同心閉合線圈a、b的俯視圖，若內(nèi)線圈a通有圖示的方向的電流I1

，則當(dāng)I1增大時(shí)外線圈b中的感應(yīng)電流I2的方向及I2受到的安培力F的方向分別是：()I2順時(shí)針方向，F(xiàn)沿半徑指向圓心；(B)I2順時(shí)針方向，F(xiàn)沿半徑背離圓心向外；(C)I2逆時(shí)針方向，F(xiàn)沿半徑指向圓心；(D)I2逆時(shí)針方向，F(xiàn)沿半徑背離圓心向外。I1O·ba注意：I1增大時(shí)，b中的磁通量增大，只有線圈b變大才能阻礙磁通量的增大。（見下頁）D思考.

今將一條形磁鐵緩慢或迅速地插入閉合的螺線管中，這兩個(gè)過程中，不發(fā)生變化的是()(A)磁通量的變化率；(B)磁通量的變化量；(C)消耗的機(jī)械功；(D)流過導(dǎo)線截面的電量.BD第37頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖所示，在x≤0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場的方向垂直于xy平面（紙面）向里。具有一定電阻的矩形線框abcd位于xy平面內(nèi)，線框的ab邊與y軸重合。令線框從t=0的時(shí)刻起由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運(yùn)動，則線框中的感應(yīng)電流I（取逆時(shí)針方向的電流為正）隨時(shí)間t的變化圖線I—t圖可能是下圖中的哪一個(gè)？()0xyabtI0tI0tI0tI0CAB

DD第38頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月一直升飛機(jī)停在南半球的地磁極上空。該處地磁場的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。直升飛機(jī)螺旋槳葉片的長度為l，螺旋槳轉(zhuǎn)動的頻率為f，順著地磁場的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動。螺旋槳葉片的近軸端為a，遠(yuǎn)軸端為b，如圖所示。如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用E表示每個(gè)葉片中的感應(yīng)電動勢，則()A．E＝πfl2B，且a點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)電勢B．E＝2πfl2B，且a點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)電勢C．E＝πfl2B，且a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢D．E＝2πfl2B，且a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢BabA第39頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月04年江蘇高考6、如圖所示，一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外，一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框abcd，沿紙面由位置1（左）勻速運(yùn)動到位置2（右），則（）A.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→aB.導(dǎo)線框離開磁場時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→aC.導(dǎo)線框離開磁場時(shí)，受到的安培力方向水平向右D.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時(shí)，受到的安培力方向水平向左12dabcdabcD第40頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月04年上海44．兩圓環(huán)A、B置于同一水平面上，其中A為均勻帶電絕緣環(huán)，B為導(dǎo)體環(huán)，當(dāng)A以如圖所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動的角速度發(fā)生變化時(shí)，B中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流。則（）

A．A可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小。

B．A可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大。

C．A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小。

D．A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大。ωBAIBC第41頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2005年全國卷Ⅲ/16.16．如圖，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的N極朝下。當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動時(shí)（但未插入線圈內(nèi)部），（）A．線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互吸引B．線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互排斥C.線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互吸引D．線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互排斥SNB第42頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2005年北京卷21.

21.現(xiàn)將電池組、滑線變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開關(guān)如下圖連接，在開關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中的情況下，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑線變阻器的滑動端P向左加速滑動時(shí)，電流計(jì)指針和右偏轉(zhuǎn)。由此可