電磁感應第十章第1講電磁感應現象楞次定律【考綱解讀】1.知道電磁感應現象產生的條件.2.理解磁通量及磁通量變化的含義，并能計算.3.掌握楞次定律和右手定則的應用，并能判斷感應電流的方向及相關導體的運動方向．欄目導航01知識梳理回顧03核心素養改造02考點各個擊破04配套訓練知識梳理回顧11．磁通量(1)定義：在磁感應強度為B的__________中，與磁場方向_______的面積S和B的乘積．(2)公式：Φ＝_________.(3)單位：1Wb＝_________.(4)標矢性：磁通量是________，有正、負．(5)物理意義：磁通量可以理解為穿過某一面積的磁感線的條數．一電磁感應現象勻強磁場垂直B·S

1T·m2

標量2．電磁感應(1)電磁感應現象：當穿過閉合電路的________發生變化時，電路中有電流產生，這種現象稱為電磁感應現象．(2)產生感應電流的條件①電路________；②磁通量________．(3)電磁感應現象的實質：電路中產生_______________，如果電路閉合則有感應電流產生．(4)能量轉化：發生電磁感應現象時，機械能或其他形式的能轉化為________．磁通量閉合變化感應電動勢電能夯基題組1．(2019年徐州模擬)下列各圖所描述的物理情境中，沒有感應電流的是(

)A．開關S閉合穩定后，線圈N中B．磁鐵向鋁環A靠近，鋁環A中C．金屬框從A向B運動，金屬框中D．銅盤在磁場中按圖示方向轉動，電阻R中【答案】A【解析】開關S閉合穩定后，穿過線圈的磁通量保持不變，線圈不產生感應電流，故A符合題意．磁鐵向鋁環A靠近，穿過線圈的磁通量在增大，線圈產生感應電流，故B不符合題意．金屬框從A向B運動，穿過線圈的磁通量時刻在變化，線圈產生感應電流，故C不符合題意．銅盤在磁場中按圖示方向轉動，銅盤的一部分切割磁感線，產生感應電流，故D不符合題意．1．楞次定律：感應電流的磁場總要阻礙______________________的變化．2．右手定則：伸開右手讓大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個平面內，讓磁感線垂直從手心進入，并使大拇指指向導體運動方向，這時四指所指的方向就是_______________的方向．二楞次定律和右手定則引起感應電流的磁通量

感應電流

3．正確區分楞次定律與右手定則的關系導體運動切割磁感線產生感應電流是磁通量發生變化引起感應電流的特例，所以判定電流方向的右手定則也是楞次定律的特例．用右手定則能判定的，一定也能用楞次定律判定，只是不少情況下，不如用右手定則判定來得簡單方便．反過來，用楞次定律能判定的，未必能用右手定則判斷出來．如閉合圓形導線中的磁場逐漸增強，用右手定則就難以判定感應電流的方向；相反，用楞次定律就很容易判定出來．夯基題組2．(2018年上海名校二模)如圖所示，一個閉合導體圓環固定在水平桌面上，一根條形磁鐵沿圓環的軸線運動，使圓環內產生了感應電流．下列四幅圖中，產生的感應電流方向與條形磁鐵的運動情況相吻合的是(

)【答案】D【解析】在磁鐵S極上升過程中，穿過圓環的磁場方向向上，在磁鐵遠離圓環時，穿過圓環的磁通量變小，由楞次定律可知，從上向下看，圓環中的感應電流沿逆時針方向，選項A錯誤．在磁鐵S極下落過程中，穿過圓環的磁場方向向上，在磁鐵靠近圓環時，穿過圓環的磁通量變大，由楞次定律可知，從上向下看，圓環中的感應電流沿順時針方向，選項B錯誤．在磁鐵N極上升過程中，穿過圓環的磁場方向向下，在磁鐵遠離圓環時，穿過圓環的磁通量變小，由楞次定律可知，從上向下看，圓環中的感應電流沿順時針方向，選項C錯誤．在磁鐵N極下落過程中，穿過圓環的磁場方向向下，在磁鐵靠近圓環時，穿過圓環的磁通量變大，由楞次定律可知，從上向下看，圓環中的感應電流沿逆時針方向，選項D正確．考點各個擊破21．常見的產生感應電流的三種情況考點1感應電流產生的條件2．判斷電路中能否產生感應電流的一般流程例1

(2018年通州區一模)如圖所示為“跳環實驗”的實驗裝置：將一個帶較長鐵芯的線圈L、開關S和直流電源用導線連接起來后，將一金屬套環置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環．閉合開關S的瞬間，套環立刻沿鐵芯豎直跳起一定高度，待電路穩定又落下來．某同學由此實驗受到啟發，設想在此實驗的基礎上進行改進，使套環跳起后不落下來，懸在線圈正上方，成為一個“磁懸浮環”．下列哪種方案可能實現他的設想(

)A．增大直流電源的電壓 B．選用匝數更多的線圈C．把直流電源換成交流電源 D．選用質量較小的金屬套環【答案】C【解析】增大直流電源的電壓，在套環中產生的感應電流更大，跳起更高，但還會掉下來，故A錯誤．選用匝數更多的線圈，在套環中產生的感應電流更大，跳起更高，但還會掉下來，故B錯誤．把直流電源換成交流電源，則在線圈中始終有感應電流產生，則套環總受安培力作用，這樣可以使套環跳起后不會落下來，懸在線圈正上方，成為一個“磁懸浮環”，故C正確．選用質量較小的金屬套環，同樣在套環中產生的感應電流，只是跳起更高，但還會掉下來，故D錯誤．

思路閉合開關的瞬間，穿過套環的磁通量發生變化，套環產生感應電流，從而受到安培力，會向上跳起．練1

如圖所示，一個U形金屬導軌水平放置，其上放有一個金屬導體棒ab，有一個磁感應強度為B的勻強磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ.在下列過程中，一定能在軌道回路里產生感應電流的是(

)A．ab向右運動，同時使θ減小B．使磁感應強度B減小，θ角同時也減小C．ab向左運動，同時增大磁感應強度BD．ab向右運動，同時增大磁感應強度B和θ角(0°<θ<90°)【答案】A【解析】ab向右運動，回路面積增大，θ減小，cosθ增大，由Φ＝BScosθ知，Φ增大，故A正確．同理可判斷B、C、D中Φ不一定變化，不一定產生感應電流．判斷能否產生電磁感應現象，關鍵是看回路的磁通量是否發生了變化．磁通量的變化量ΔΦ＝Φ2－Φ1，主要有下列四種形式：(θ為B與S的夾角)1．S、θ不變，B改變，這時ΔΦ＝ΔB·Ssinθ；2．B、θ不變，S改變，這時ΔΦ＝ΔS·Bsinθ；3．B、S不變，θ改變，這時ΔΦ＝BS(sinθ2－sinθ1)；4．B、S、θ中的兩個或三個量變化引起磁通量變化．1．楞次定律中“阻礙”的含義考點2楞次定律的理解和應用2．楞次定律的使用步驟例2

(2018年哈爾濱二模)如圖是電磁沖擊鉆的原理示意圖．若發現靜止的鉆頭M突然向右運動，則可能是(

)A．開關S由斷開到閉合的瞬間B．電源反向連接后開關S由閉合到斷開的瞬間C．保持開關S閉合，滑動變阻器滑片P加速向右滑動D．保持開關S閉合，滑動變阻器滑片P減速向右滑動【答案】A【解析】開關S由斷開到閉合的瞬間，穿過M的磁通量變大．為阻礙磁通量變大，鉆頭向右運動，選項A正確．電源反向連接，開關S斷開的瞬間，穿過M的磁通量減小．為阻礙磁通量的減小，鉆頭向左運動，選項B錯誤．保持開關S閉合，變阻器滑片P加速向右滑動時接入電阻增大，電流減小，穿過M的磁通量減小．為阻礙磁通量減小，鉆頭向左運動，選項C錯誤．保持開關S閉合，滑動變阻器滑片P減速向右滑動時，接入電阻增大，電流減小，穿過M的磁通量減小．為阻礙磁通量減小，鉆頭向左運動，選項D錯誤．

思路明確沖擊鉆的原理，知道當穿過閉合回路的磁通量發生變化時，閉合電路中產生感應電流．由楞次定律可知，感應電流磁場總是阻礙原磁通量的變化，安培力總是阻礙磁體間的相對運動．練2

(2019屆北京名校期末)如圖所示，固定的水平長直導線中通有電流I，矩形線框與導線在同一豎直平面內，且一邊與導線平行．線框由靜止釋放，在下落過程中(

)A．穿過線框的磁通量保持不變B．線框中感應電流方向保持不變C．線框所受安培力的合力為零D．線框的機械能不斷增大【答案】B【解析】線框在下落過程中，所在處磁場減弱，穿過線框的磁感線的條數減小，磁通量減小，選項A錯誤．下落過程中，因為磁通量隨線框下落而減小，根據楞次定律，感應電流的磁場與原磁場方向相同，保持不變，所以感應電流的方向不變，選項B正確．線框左右兩邊受到的安培力相互抵消，上邊受到的安培力大于下邊受到的安培力，安培力合力不為零，選項C錯誤．由于安培力做負功，致使機械能轉化為電能，線框中產生電能，機械能減小，選項D錯誤．應用楞次定律判斷感應電流和電動勢的方向1．利用楞次定律判斷的感應電流的方向也是電路中感應電動勢的方向，利用右手定則判斷的感應電流方向也是做切割磁感線運動的導體上感應電動勢的方向．若電路為開路，可假設電路閉合，應用楞次定律或右手定則確定電路中假想電流的方向即為感應電動勢的方向．2．在分析電磁感應現象中的電勢高低時，一定要明確產生感應電動勢的那部分電路就是電源．在電源內部，電流方向從低電勢處流向高電勢處．應用楞次定律定性分析電磁感應現象時，可以從楞次定律的另一種表述出發進行分析，即感應電流的效果總是要反抗產生感應電流的原因．針對具體情景，靈活利用楞次定律的以下推論來快速解題：①阻礙原磁通量的變化，即“增反減同”，如線圈轉動、擴張等；②阻礙閉合回路的面積變化，即“增縮減擴”；③阻礙導體的相對運動，即“來拒去留”；④阻礙原電流的變化(自感)即“增反減同”．考點3楞次定律推論的靈活應用例3

(2019年南京名校一模)如圖所示，兩同心圓環A、B置于同一光滑水平桌面上，其中A為均勻帶正電荷的絕緣環，B為導體環．若A環沿順時針方向轉動，且轉速逐漸增大，則(

)A．B環將有沿半徑向外方向擴張的趨勢B．B環中產生順時針方向的電流C．B環對桌面的壓力將增大D．B環對桌面的壓力將減小【答案】A【解析】A環以圖示的順時針方向轉動，因絕緣環A帶正電，所以產生順時針方向的電流，使得B環中的磁通量變大．由楞次定律可知感應電流方向是逆時針的，兩環的電流方向相反，則具有沿半徑擴張趨勢，選項A正確，選項B錯誤．因兩同心圓環A、B置于同一光滑水平桌面上，相互作用力在水平面上抵消，對桌面的壓力不變，選項C、D錯誤．

思路因帶電絕緣環A的運動，相當于電荷定向移動，從而產生電流，導致圓環B中的磁通量發生變化，產生感應電流．使得處于磁場中的圓環B受到力的作用．練3

(2018年上海名校二模)如圖，金屬環A用絕緣輕繩懸掛，與長直螺線管共軸，并位于其左側．閉合開關，電路穩定后，若變阻器的滑片P向左移動，則(

)A．金屬環A向左運動，同時向外擴張B．金屬環A向左運動，同時向里收縮C．金屬環A向右運動，同時向外擴張D．金屬環A向右運動，同時向里收縮【答案】B【解析】變阻器滑片P向左移動，電阻變小，電流變大．據楞次定律，感應電流的磁場方向與原電流磁場方向相反，故相互排斥，則金屬環A將向左運動．因磁通量增大，金屬環A有收縮趨勢．選項A、C、D錯誤，B正確．感應電流的效果總是阻礙產生感應電流的原因．具體有以下幾種情形：1．當回路中的磁通量發生變化時，感應電流的效果是阻礙原磁通量的變化，即“增反減同”．2．當出現引起磁通量變化的相對運動時，感應電流的效果是阻礙導體間的相對運動，即“來拒去留”．3．當閉合回路發生形變時，感應電流的效果是阻礙回路發生形變，即“增縮減擴”．4．當線圈自身的電流發生變化(自感現象)時，感應電流的效果是阻礙原來的電流發生變化，即“增反減同”．“一定律、三定則”的比較考點4右手定則、左手定則、安培定則的比較與應用名稱基本現象應用的定則或定律電流的磁效應運動電荷、電流產生磁場安培定則(因電而生磁)磁場對電流的作用磁場對運動電荷、電流有作用力左手定則(因電而受力)電磁感應部分導體做切割磁感線運動右手定則(因動而生電)閉合回路磁通量變化楞次定律(因磁而生電)例4

(多選)如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，MN的左邊有一閉合電路．當PQ在外力的作用下運動時，MN向右運動，則PQ所做的運動可能是(

)A．向右加速運動 B．向左加速運動C．向右減速運動 D．向左減速運動【答案】BC

思路

MN向右運動，說明電流從M→N，則L1中的磁場方向向上．可看出，L2中的磁場變化分兩種情況：向上減小或向下增加，則可判斷L2中的電流方向，而L2中的電流是由PQ運動產生的，再由右手定則判斷PQ的運動性質．練4

如圖所示，通電螺線管置于水平放置的光滑平行金屬導軌MN和PQ之間．ab和cd是放在導軌上的兩根金屬棒，它們分別靜止在螺線管的左右兩側．現使滑動變阻器的滑動觸頭向左滑動，則ab和cd棒的運動情況是(

)A．ab向左運動，cd向右運動 B．ab向右運動，cd向左運動C．ab、cd都向右運動 D．ab、cd保持靜止【答案】A【解析】由安培定則可知，螺線管中磁感線方向向上，金屬棒ab、cd處的磁感線方向均向下．當滑動觸頭向左滑動時，螺線管中電流增大，因此磁場變強，即磁感應強度變大，回路中的磁通量增大．由楞次定律知，感應電流方向為a→c→d→b→a，由左手定則知ab受安培力方向向左，cd受安培力方向向右，故ab向左運動，cd向右運動．只有A正確．1．應用楞次定律時，一般要用到安培定則來分析原來磁場的分布情況．2．研究感應電流受到的安培力，一般先用右手定則確定電流方向，再用左手定則確定安培力的方向，或者直接應用楞次定律的推論確定．3．“一定律、三定則”中涉及力的判斷都用左手判斷，涉及“電生磁”或“磁生電”的判斷均用右手判斷，即“左力右電”．核心素養改造3利用程序法和逆向推理法分析二次感應問題在電磁感應現象中，二次電磁感應問題在高考題中時常出現．解決該類問題的方法有程序法、逆向推理法等．1．程序法(正向推理法)例1

(多選)如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，MN的左邊有一閉合電路．當PQ在外力的作用下運動時，MN向右運動，則PQ所做的運動可能是(

)A．向右加速運動 B．向左加速運動C．向右減速運動 D．向左減速運動【答案】BC2．逆向推理法例2

(多選)如圖所示裝置中，cd桿原來靜止．當ab桿做如下哪些運動時，cd桿將向右移動(

)A．向右勻速運動 B．向右加速運動C．向左加速運動