第1课时 电磁感应现象 楞次定律一、对磁通量的理解1．如图1所示，正方形线圈abcd 位于纸面内，边长为L ，匝数为N ，过ab 中点和cd 中点的连线OO ′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B ，则穿过线圈的磁通量为 ( )A.BL 22B.NBL 22 C ．BL 2 D ．NBL 2 答案 A2.如图所示，一水平放置的N 匝矩形线框面积为S ，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向斜向上，与水平面成30°角，现若使矩形线框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置，则此过程中磁通量的改变量的大小是()A.3－12BSB.3＋12NBS C.3＋12BS D.3－12NBS [答案] C二、磁感应现象1.法拉第圆盘发电机中，似乎穿过闭合电路的磁通量没有变化，怎么能产生感应电流？提示：随着圆盘的转动，定向运动电子受到洛伦兹力作用，造成正、负电荷分别向圆盘中心和边缘累积，产生电动势，进而产生感应电流。
也可把圆盘看成由许多根“辐条”并联，圆盘转动，每根“辐条”做切割磁感线运动产生电动势，进而产生感应电流。
2.如图所示，能产生感应电流的是 ( )答案 B3．(2014·宁波期末)如图9－1－17所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是( )图9－1－17解析：选B4. 如图9－1－8所示，一个U 形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab ，有一个磁感应强度为B 的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ。
在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是( )图9－1－8A ．ab 向右运动，同时使θ减小B ．使磁感应强度B 减小，θ角同时也减小C ．ab 向左运动，同时增大磁感应强度BD ．ab 向右运动，同时增大磁感应强度B 和θ角(0°<θ<90°) 变，D 错误。
5.（2012山西四校第二次联考）．如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面，在下列情况中线圈产生感应电流的是（ ） A ．导线中电流强度变大 B ．线框向右平动C ．线框向下平动D ．线框以ab 边为轴转动 答案：ABD6．带电圆环绕圆心在圆环所在平面内旋转，在环的中心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面内，则( )A ．只要圆环在转动，小线圈内就一定有感应电流B ．不管圆环怎样转动，小线圈内都没有感应电流C ．圆环做变速转动时，小线圈内一定有感应电流D ．圆环做匀速转动时，小线圈内没有感应电流 解析：选CD7．某部小说中描述一种窃听电话：窃贼将并排在一起的两根电话线分开，在其中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线，这条导线与电话线之间是绝缘的，如图2所示．下列说法正确的是 ( )图2A ．不能窃听到电话，因为电话线中电流太小B ．不能窃听到电话，因为电话线与耳机没有接通C ．可以窃听到电话，因为电话线中的电流是恒定电流，在耳机电路中引起感应电流D ．可以窃听到电话，因为电话线中的电流是交变电流，在耳机电路中引起感应电流 答案 D8．在图3所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成电路，a 、b 、c 为三个闭合金属圆环，假定线圈产生的磁场的磁感线全部集中在铁芯内，则当滑动变阻器滑动触头左右滑动时，能产生感应电流的圆环是 ( )图3A ．a 、b 两环B ．b 、c 两环C ．a 、c 两环D ．a 、b 、c 三个环 答案 A9．如图9所示，一对大磁极形成的磁场，中间处可视为匀强磁场，上、下边缘处为非匀强磁场．一矩形导线框abcd 保持水平，从两磁极间中心正上方某处开始下落，并穿过磁场，在此过程中 ()图9A ．线框中有感应电流，方向是先a →b →c →d →a 后d →c →b →a →dB ．线框中有感应电流，方向是先d →c →b →a →d 后a →b →c →d →aC ．线框受磁场力的作用，要发生转动D ．线框中始终没有感应电流 答案 D10．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A 、线圈B 、电流计及开关如图所示连接．在开关闭合、线圈A 放在线圈B 中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P 向左加速滑动时，电流计指针向右偏转．由此可以推断( )A ．线圈A 向上移动或滑动变阻器的滑动端P 向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转B ．线圈A 中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转C ．滑动变阻器的滑动端P 匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央D ．因为线圈A 、线圈B 的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向. 解析 B 当P 向左滑动时，电阻变大，通过A 线圈的电流变小，则通过线圈B 中的原磁场减弱，磁通量减少，线圈B 中有使电流计指针向右偏转的感应电流通过，当线圈A 向上运动或断开开关，则通过线圈B 中的原磁场也减弱，磁通量也减少，所以线圈B 中也有使电流计指针向右偏转的感应电流通过，而滑动变阻器的滑动端P 向右移动，则通过线圈B 中的原磁场增加，磁通量也增加，所以线圈B 中有使电流计指针向左偏转的感应电流通过，所以B 选项正确．11．如图所示，光滑导电圆环轨道竖直固定在匀强磁场中，磁场方向与轨道所在平面垂直，导体棒ab 的两端可始终不离开轨道无摩擦地滑动，当ab 由图示位置释放，直到右侧虚线位置的过程中，关于ab 棒中的感应电流情况，下列说法正确的是( )A ．先有从a 到b 的电流，后有从b 到a 的电流B ．先有从b 到a 的电流，后有从a 到b 的电流C ．始终有从b 到a 的电流D ．始终没有电流产生 答案D三、楞次定律 右手定则1.磁感应强度为B 的匀强磁场仅存在于边长为2l 的正方形范围内，有一个电阻为R 、边长为l 的正方形导线框abcd ，沿垂直于磁感线方向，以速度v 匀速通过磁场，如图11所示，从ab 进入磁场时开始计时，到线框离开磁场为止。
(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图像；(2)判断线框中有无感应电流。
若有，答出感应电流的方向。
解析：(1)进入磁场的过程中磁通量均匀地增加，完全进入以后磁通量不变，之后磁通量均匀减小，如图所示。
(2)线框进入磁场阶段，磁通量增加，由楞次定律得电流方向为逆时针方向；线框在磁场中运动阶段，磁通量不变，无感应电流；线框离开磁场阶段，磁通量减小，由楞次定律得电流方向为顺时针方向。
2. (多选)如图9－1－11所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。
一铜制圆环用丝线悬挂于O 点，将圆环拉至位置a 后无初速释放，在圆环从a 摆向b 的过程中( )A ．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B ．感应电流的方向一直是逆时针C ．安培力方向始终与速度方向相反D ．安培力方向始终沿水平方向 [解析] 选AD3.如右图所示，在磁感应强度大小为B 、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m 、阻值为R 的闭合矩形金属线框abcd 用绝缘轻质细杆悬挂在O 点，并可绕O 点摆动．金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面，则线框中感应电流的方向是( )A ．a →b →c →d →aB ．d →c →b →a →dC ．先是d →c →b →a →d ，后是a →b →c →d →aD ．先是a →b →c →d →a ，后是d →c →b →a →d [答案] B ．11．(2012·上海高考)为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G 与线圈L 连接，如图10所示。
已知线圈由a 端开始绕至b 端，当电流从电流计G 左端流入时，指针向左偏转。
(1)将磁铁N 极向下从线圈上方竖直插入L 时，发现指针向左偏转。
俯视线圈，其绕向为________(填：“顺时针”或“逆时针”)。
(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L 时，指针向右偏转。
俯视线圈，其绕向为________(填：“顺时针”或“逆时针”)。
答案：(1)顺时针 (2)逆时针5.如图7所示，在圆形空间区域内存在关于直径ab对称、方向相反的两个匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小相等，一金属导线制成的圆环刚好与磁场边界重合，下列说法中正确的A．若使圆环向右平动，感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向B．若使圆环竖直向上平动，感应电流始终沿逆时针方向C．若圆环以ab为轴转动，a点的电势高于b点的电势D．若圆环以ab为轴转动，b点的电势高于a点的电势答案 A6.一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心．若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空( )A．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势下端高B．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势上端高C．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势上端高D．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势变式4 [答案] ABD7．[右手定则的应用]如图2所示，在直线电流附近有一根金属棒ab，当金属棒以b端为圆心，以ab为半径，在过导线的平面内匀速旋转到达图中的位置时A．a端聚积电子B．b端聚积电子C．金属棒内电场强度等于零D．φa>φb答案BD8.如图7所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置着边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向．下列说法中正确的是()A．若使线圈向东平动，则a点的电势比b点的电势高B．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低C．若以ab边为轴将线圈向上翻转，则线圈中的感应电流方向为a→b→c→d→aD．若以ab边为轴将线圈向上翻转，则线圈中的感应电流方向为a→d→c→b→a答案 C9．(2014·北京丰台期末)如图4是一种焊接方法的原理示意图。
将圆形待焊接金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以某种电流，待焊接工件中会产生感应电流，感应电流在焊缝处产生大量的热量将焊缝两边的金属熔化，待焊工件就焊接在一起。
我国生产的自行车车轮圈就是用这种办法焊接的。
下列说法中正确的是()A．线圈中的电流是很强的恒定电流B．线圈中的电流是交变电流，且频率很高C．待焊工件焊缝处的接触电阻比非焊接部分电阻小D．焊接工件中的感应电流方向与线圈中的电流方向总是相反解析：选B10..如图5所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a() A．顺时针加速旋转B．顺时针减速旋转C．逆时针加速旋转D．逆时针减速旋转解析：选B11.如图5所示，线圈M和线圈N绕在同一铁芯上．M与电源、开关、滑动变阻器相连，P为滑动变阻器的滑动触头，开关S处于闭合状态，N与电阻R相连．下列说法正确的是() A．当P向右移动时，通过R的电流的方向为b到aB．当P向右移动时，通过R的电流的方向为a到bC．断开S的瞬间，通过R的电流的方向为b到aD．断开S的瞬间，通过R的电流的方向为a到b答案AD12.(多选)如图9－1－13所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出。