課題： 電磁感應型別：複習課
目的要求：
重點難點：
教具：過程及內容：
電磁感應現象愣次定律
基礎知識
一、電磁感應
1．電磁感應現象
只要穿過閉合迴路的磁通量發生變化，閉合迴路中就有電流產生，這種利用磁場產生電流的現象叫做電磁感應，產生的電流叫做感應電流．
2．產生感應電流的條件：閉合迴路中磁通量發生變化
3.引起磁通量變化的常見情況
①閉合電路中的部分導線做切割磁感線運動導致φ變化;
②線圈在磁場中轉動導致φ變化
③磁感應強度隨時間或位置變化,或閉合迴路變化導致φ變化
注意: 磁通量的變化，應注意方向的變化，如某一面積為s的迴路原來的感應強度垂直紙面向裡，如圖所示，後來磁感應強度的方向恰好與原來相反，則迴路中磁通量的變化最為2bs，而不是零．
4.產生感應電動勢的條件:
無論迴路是否閉合,只要穿過線圈的磁通量發生變化,線圈中就有感應電動勢產生,產生感應電動勢的那部分導體相當於電源.
電磁感應現象的實質是產生感應電動勢,如果迴路閉合,則有感應電流,如果迴路不閉合，則只能出現感應電動勢，而不會形成持續的電流．我們看變化是看迴路中的磁通量變化，而不是看迴路外面的磁通量變化
【例1】線圈在長直導線電流的磁場中，作如圖所示的運動：a向右平動；b向下平動，c、繞軸轉動（ad邊向外），d、從紙面向紙外作平動，e、向上平動（e線圈有個缺口），判斷線圈中有沒有感應電流？
解析：a．向右平移，穿過線圈的磁通量沒有變化，故a線圈中沒有感應電流；b．向下平動，穿過線圈的磁通量減少，必產生感應電動勢和感應電流；c．繞軸轉動．穿過線圈的磁通量變化（開始時減少），必產生感應電動勢和感應電流；d．離紙面向外，線圈中磁通量減少，故情況同bc；e．向上平移，穿過線圈的磁通量增加，故產生感應電動勢，但由於線圈沒有閉合電路，因而無感應電流
因此，判斷是否產生感應電流關鍵是分清磁感線的疏密分布，進而判斷磁通量是否變化．
答案：bcd中有感應電流
【例2】如圖所示，當導線mn中通以向右方向電流的瞬間，則cd中電流的方向（ b ）
a．由 c向d
b．由d向c
c．無電流產生
d．ab兩情況都有可能
解析：當mn中通以如圖方向電流的瞬間，閉合迴路abcd中磁場方向向外增加，則根據楞次定律，感應電流產生磁場的方向應當垂直紙面向裡，再根據安培定則可知， cd中的電流的方向由d到c，所以b結論正確．
二、感應電流方向的判定
1.右手定則:伸開右手，使拇指跟其餘的四指垂直且與手掌都在同一平面內，讓磁感線垂直穿過手心，手掌所在平面跟磁感線和導線所在平面垂直，大拇指指向導線運動的方向, 四指所指的方向即為感應電流方向.
【例3】圖中為地磁場磁感線的示意圖，在南半球地磁場的豎直分量向上，飛機在南半球上空勻速飛行，機翼保持水平，飛機高度不變，由於地磁場的作用，金屬機翼上有電勢差．設飛行員左方機翼末端處的電勢為u1，右方機翼末端處的電勢為u2（ ）
a．若飛機從西往東飛，u1比u2高；b．若飛機從東往西飛，u2比u1高；
c．若飛機從南往北飛，u1比u2高；d．若飛機從北往南飛，u2比u1高；
解析：在地球南半球，地磁場在豎直方向上的分量是向上的，飛機在空中水平飛行時，飛行員的右手掌向上，大姆指向前（飛行方向），則其餘四指指向了飛行員的左側，就是感應電流的方向，而右手定則判斷的是電源內部的電流方向，故飛行員右側的電勢總比左側高，與飛行員和飛行方向無關．故選項b、d正確。
點評：這是一道典型用右手定則來判斷感應電流方向的試題．試題的難度不大，但是若不確定飛機在南半球上空任何方向平向飛行時總是左側的電勢高，則可能得出b、c或a、d兩答案．另外必須明確的是楞次定律和右手定則均是判斷電源內部的電流方向，在電源內部，電流是從電勢低的方向流向電勢高的方向·
2.楞次定律
(1)楞次定律: 感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化．
磁場阻礙變化
主語謂語賓語
主語磁場的定語是「感應電流的」；謂語的狀語是「總是」；賓語的定語是「引起感應電流的磁通量的」．
(2)對「阻礙」的理解
這裡的「阻礙」不可理解為「相反」，感應電流產生的磁場的方向，當原磁場增加時，則與原磁場方向相反，當原磁場減弱時，則與原磁場方向相同；也不可理解為「阻止」，這裡是阻而未止．
(3)楞次定律的另一種表達:感應電流的效果總是要反抗產生感應電流的原因.
即由電磁感應現象而引起的一些受力、相對運動、磁場變化等都有阻礙原磁通量變化的趨勢。
(4)楞次定律應用時的步驟
①先看原磁場的方向如何． ②再看原磁場的變化（增強還是減弱）．
③根據楞次定律確定感應電流磁場的方向．
④再利用安培定則，根據感應電流磁場的方向來確定感應電流方向．
【例4】如圖所示，小金屬環靠近大金屬環，兩環互相絕緣，且在同一平面內，小圓環有一半面積在大圓環內，當大圓環接通電源的瞬間，小圓環中感應電流的情況是（c）
a.無感應電流 b.有順時針方向的感應電流
c.有逆時針方向的感應電流 d.無法確定
解析:在接通電源後，大環內的磁感線分布比大環外的磁感線分布要密．所以小環在大環內部分磁通量大於環外部分磁通量．所以小環內總磁通量向里加強，則小環中的感應電方向為逆時針方向．
【例5】如圖所示，乙個有彈性的金屬圓環被一根橡皮繩吊於通電導線的下方，當通電直導線中電流i增大時，圓環的面積s和橡皮繩的長度l將變化：①s增大；②s減小；③l變長；.④l變短．正確的是（c）
a.①③; b.①④; c.②③; d. ①④
解析:根據楞次定律效果法可知，當穿過金屬環內的磁通量增大時，要阻礙磁通量變大，則環面積應變小或遠離導線．選取c.
【例6】如圖所示，閉合線框abcd和abcd可分別繞軸線oo/，轉動．當abcd繞oo/軸逆時針轉動時〔俯檢視），問abcd如何轉動？
解析：由於abcd旋轉時會使abcd中產生感應電流，根據楞次定律中「感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的相對運動．」abcd中的感應電流將阻礙abcd的逆時針轉動，兩線框間有吸引力作用，因此線框abcd也隨abtd逆時針轉動，只不過稍微慢了些
思考：(1)阻礙相對運動體現了怎樣的能量關係？
(2)楞次定律所反映的實際是對原磁通量的補償效果．根據實際情況，這種補償可分為哪幾種？（運動補償、面積、電流、磁感應強度、速度、力等的補償效果）
【例7】如圖所示，用一種新材料製成一閉合線圈，當它浸入液氮中時，會成為超導體，這時手拿一永磁體，使任一磁極向下，放**圈的正上方，永磁體便處於懸浮狀態，這種現象稱為超導體磁懸浮，可以用電磁感應及有關知識來解釋這一現象．
解析：當磁體放到線圈上方的過程中．穿過線圈的磁通量由無到有發生變化．於是超導線圈中產生感應電流，由於超導線圈中電阻幾乎為零，產生的感應電流極大，相應的感應磁場也極大；由楞次定律可知感應電流的磁場相當於永磁體，與下方磁極的極性相同，永磁體將受到較大的向上的斥力，當永磁體重力與其受到磁場力相平衡時，永滋體處於懸浮狀態．
【例8】在光滑水平面上固定乙個通電線圈，如圖所示，一鋁塊正由左向右滑動穿過線圈，那麼下面正確的判斷是（）
a.接近線圈時做加速運動，離開時做減速運動
b.接近和離開線圈時都做減速運動
c.一直在做勻速運動
d.**圈中運動時是勻速的
解析:把鋁塊看成由無數多片橫向的鋁片疊成，每一鋁片又由可看成若干閉合鋁片框組成；如圖。當它接近或離開通電線圈時，由於穿過每個鋁片框的磁通量發生變化，所以在每個閉合的鋁片框內都要產生感應電流。
．產生感應電流的原因是它接近或離開通電線圈，產生感應電流的效果是要阻礙它接近或離開通電線圈，所以在它接近或離開時都要作減速運動，所以a,c錯，b正確。由於通電線圈內是勻強磁場，所以鋁塊在通電線圈內運動時無感應電流產生，故作勻速運動,d正確。故答案為bd.
規律方法 1、楞次定律的理解與應用
理解楞次定律要注意四個層次:①誰阻礙誰?是感應電流的磁通量阻礙原磁通量;②阻礙什麼?
阻礙的是磁通量的變化而不是磁通量本身;③如何阻礙?當磁通量增加時,感應電流的磁場方向與原磁場方向相反,當磁通量減小時,感應電流的磁場方向與原磁場方向相同,即」增反減同」;④結果如何?阻礙不是阻止,只是延緩了磁通量變化的快慢,結果是增加的還是增加,減少的還是減少.
另外①」阻礙」表示了能量的轉化關係,正因為存在阻礙作用,才能將其它形式的能量轉化為電能;②感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的相對運動.
【例9】如圖所示，乙個電感很大的線圈通過電鍵與電源相連，在其突出部分的鐵芯上套有乙個很輕的鋁環，關於開啟和閉合電鍵時將會發生的現象，有以下幾種說法：①閉合電鍵瞬間，鋁環會豎直向上跳起；②開啟電鍵瞬間，鋁環會增大對線圈的壓力；③閉合電鍵瞬間，鋁環會增大對線圈的壓力；④開啟電鍵瞬間，鋁環會豎直向上跳起。其中判斷正確的是( )
a.①②;b.①③;c.①④;d. ②③;
解析:此線圈通電後是一電磁鐵，由安培定則可判定，通電後線圈中的磁場方向是豎直向下的，線圈上端為s極、下端為n極。由楞次定律可知閉合電鍵瞬間，鋁環中感應電流的磁場方向向上，要阻礙穿過環的磁通量的增加，因此環的上端麵呈n極、下端面呈s極，同極性相對，環和線圈互相排斥，由於電流變化率大，產生的感應電流磁場也較強、，相互間瞬間排斥力大到可知較輕的鋁環向上跳起。
同樣分析可知，開啟電鍵瞬間,環和線圈是兩個異種極性相時，鋁環會增大對線圈的壓力。因此，只有①②正確，應選a.
【例10】磁感應強度為b的勻強磁場僅存在於邊長為2l的正方形範圍內，有乙個電阻為r、邊長為l的正方形導線框abcd，沿垂直於磁感線方向，以速度v勻速通過磁場，如圖所示，從ab邊進入磁場算起．
畫出穿過線框的磁通量隨時間變化的圖象
線框中感應電流的方向
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