电磁感应现象楞次定律【高考目标导航】【考纲知识梳理】一、电磁感应现象1、产生感应电流的条件：只要闭合回路中磁通量发生变化即△Φ≠0，闭合电路中就有感应电流产生．2、磁通量变化的常见情况(Φ改变的方式)：（1）线圈所围面积发生变化，闭合电路中的部分导线做切割磁感线运动导致Φ变化;其实质也是B不变而S增大或减小（2）线圈在磁场中转动导致Φ变化。
线圈面积与磁感应强度二者之间夹角发生变化。
如匀强磁场中转动的矩形线圈就是典型。
（3）磁感应强度B随t(或位置)变化,磁感应强度是时间的函数；或闭合回路变化导致Φ变化3、产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合,只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中就有感应电动势产生,产生感应电动势的那部分导体相当于电源.4、电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合,则有感应电流,如果回路不闭合，则只能出现感应电动势，而不会形成持续的电流．二、楞次定律和右手定则1、楞次定律（1）内容：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化．（2）适用情况：所有电磁感应现象2、右手定则（1）伸开右手，使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直，大拇指指向导线运动的方向, 四指所指的方向即为感应电流方向(电源).（2）适用情况：导体做切割磁感线产生感应电流【要点名师透析】一、电磁感应现象是否发生的判断1.判断流程2.引起磁通量Φ变化的几种情况(1)磁场变化如：永磁铁与线圈的靠近或远离.电磁铁(螺线管)内电流的变化.(2)回路的有效面积变化①回路面积变化：如闭合线圈部分导线切割磁感线.如图甲.②回路平面与磁场夹角变化：如线圈在磁场中转动.如图乙.【例1】如图所示，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( )A.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°)【答案】选A.【详解】设此时回路面积为S，据题意，磁通量Φ=BScosθ,对A，S增大，θ减小，cos θ增大，则Φ增大，A正确.对B，B减小，θ减小，cosθ增大，Φ可能不变，B错.对C，S 减小，B增大，Φ可能不变，C错.对D，S增大，B增大，θ增大，cosθ减小，Φ可能不变,D 错.故只有A正确.二、楞次定律和右手定则的理解和应用2.楞次定律的使用步骤3.楞次定律的推广对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因：(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”；(2)阻碍相对运动——“来拒去留”；(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”；(4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”.4.楞次定律与右手定则的比较【例2】如图所示，CDEF为闭合线圈，AB为电阻丝.当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感应强度的方向是“·”时，电源的哪一端是正极？【答案】下端【详解】当线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感应强度的方向是“·”时，它在线圈内部产生磁感应强度方向应是“×”，根据电路知识,电路中AB的电流是增大的,由楞次定律知,线圈CDEF中感应电流的磁场要和原磁场方向相反，AB中增强的电流在线圈内部产生的磁感应强度方向是“·”，所以，AB中电流的方向是由B流向A，故电源的下端为正极.三、右手定则、左手定则和安培定则的区别和应用1.三个定则的区别2.应用技巧三种记忆方法:(1)“因动而电”——用右手；“因电而动”——用左手.(2)“通电受力用左手，运动生电用右手”.(3)“力”的最后一笔“丿”方向向左，用左手；“电”的最后一笔“乚”方向向右，用右手.【例证3】如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图.左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是 ( )A.当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B.当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势C.当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点D.当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点【答案】选B、D.【详解】(1)金属棒匀速向右运动切割磁感线时，产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流由a→b，b点电势高于a点，c、d端不产生感应电动势，c点与d点等势，故A错、B 正确.(2)金属棒向右加速运动时，b点电势仍高于a点，感应电流增大，穿过右边线圈的磁通量增大，所以右线圈中也产生感应电流，由楞次定律可判断电流从d流出，在外电路d点电势高于c点，故C错，D正确.【感悟高考真题】1.（2011·上海高考物理·T20）如图，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【答案】选AD．【详解】圆环从位置a后无初速释放，在到达磁场分界线之前，穿过圆环向里的磁感线条数在增加，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，圆环经过磁场分界线之时，穿过圆环向里的磁感线条数在减少，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针，圆环经过磁场分界线之后，穿过圆环向外的磁感线条数在减少，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，A正确．因为磁场在竖直方向分布均匀，圆环受到的竖直方向的安培力抵消，所以D正确．2.（2011·山东高考·T16）了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。
以下符合事实的是A.焦耳发现了电流热效应的规律B.库仑总结出了点电荷间相互作用的规律C.楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D.牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动【答案】选A 、B.【详解】在电学的发展过程中，焦耳发现了电流的热效应，库仑总结出电荷间相互作用的计算公式---库仑定律，这两项符合物理学史的事实。
在C 项中，发现电流磁效应的是丹麦物理学家奥斯特；D 项中，牛顿对伽利略的理想斜面实验合理外推得到的是物体在不受外力作用下将一直保持匀速直线运动或静止状态----牛顿第一定律。
3.（2011·山东高考·T22）如图甲所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。
两质量、长度均相同的导体棒c 、d ，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h 处。
磁场宽为3h ，方向与导轨平面垂直。
先由静止释放c ，c 刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d ，两导体棒与导轨始终保持良好接触。
用c a 表示c 的加速度，kd E 表示d 的动能，c x 、d x 分别表示 c 、d 相对释放点的位移。
图乙中正确的是【答案】选B 、D 。
【详解】导体棒c 在进入磁场之前做自由落体运动，进入磁场时在d 没进入磁场之前做匀速直线运动，受力平衡22B L vRmg F==安，在d也进入磁场的瞬间，由于导体棒d做匀加速直线运动的末速度与导体棒c的匀速运动的速度相同，可知在相同时间里导体棒c向下的位移是导体棒d位移的两倍，在导体棒d进入磁场时导体棒c的位移为3h,从此时刻直到C离开磁场，由于两棒运动的速度大小方向均相同，没有产生感应电流，导体棒c、d均做匀加速直线运动，加速度等于重力加速度。
可以得出在第一个h导体棒做自由落体运动，h 到3h，c做匀速直线运动，3h到4h以g做匀加速直线运动。
在导体棒c离开磁场以后，只受重力，加速度等于重力加速度。
故B正确，A错误。
导体棒d在c离开磁场时的速度比刚进入磁场时的速度大，故导体棒d的匀速过程在此时结束，对应的下落高度为2h，在从此时开始直到导体棒d离开磁场经历了一个减速过程，故C错误，D正确。
4.（2011·海南物理·T6）如图，EOF和E O F'''为空间一匀强磁场的边界，其中EO∥E O''，FO∥F O''，且EO⊥OF；OO'为∠EOF的角平分析，OO'间的距离为l；磁场方向垂直于纸面向里。
一边长为l的正方形导线框沿OO'方向匀速通过磁场，t=0时刻恰好位于图示位置。
规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与实践t的关系图线可能正确的是（）【答案】选B。
【详解】根据楞次定律，线框刚进入磁场时感应电流沿逆时针方向，故C、D错误。
再根据E BLv=，线框通过磁场的过程中，导体切割磁感线的有效长度发生变化，感应电动势先增大，后不变，再减小，然后再反向增大，后不变，再减小，故A错误，B正确。
5.（2010·全国卷1）17．某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为54.510-⨯T 。
一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m ，该河段涨潮和落潮时有海水（视为导体）流过。
设落潮时，海水自西向东流，流速为2m/s 。
下列说法正确的是A ．河北岸的电势较高B ．河南岸的电势较高C ．电压表记录的电压为9mVD ．电压表记录的电压为5mV【答案】BD 海水在落潮时自西向东流，该过程可以理解为：自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁场。
根据右手定则，右岸即北岸是正极电势高，南岸电势低，D 对C 错。
根据法拉第电磁感应定律351092100105.4--⨯=⨯⨯⨯==BLv E V, B 对A 错。
【命题意图与考点定位】导体棒切割磁场的实际应用题。
6. （2010·全国卷2）18.如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d 水平。
在竖直面内有一矩形金属统一加线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。
线圈从水平面a 开始下落。
已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a 、b 之间的距离。
若线圈下边刚通过水平面b 、c （位于磁场中）和d 时，线圈所受到的磁场力的大小分别为b F 、c F 和d F ，则A.d F >c F >b FB.c F <d F <b FC.c F >b F >d FD.c F <b F <d F【答案】D线圈从a 到b 做自由落体运动，在b 点开始进入磁场切割磁感线所有受到安培力b F ，由于线圈的上下边的距离很短，所以经历很短的变速运动而进入磁场，以后线圈中磁通量不第 10 页 共 10 页 金太阳新课标资源网变不产生感应电流，在c 处不受安培力，但线圈在重力作用下依然加速，因此从d 处切割磁感线所受安培力必然大于b 处，答案D 。