第1讲电磁感应现象楞次定律ZHI SHI SHU LI ZI CE GONG GU,知识梳理·自测巩固知识点1 磁通量1．定义匀强磁场中，磁感应强度(B)与垂直于磁场方向的面积(S)的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通，我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理解。

2．公式Φ＝BS。

在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，符号是Wb。

3．公式适用条件(1)匀强磁场。

(2)磁感线的方向与平面垂直，即B⊥S。

思考：如图所示，矩形abcd、abb′a′，a′b′cd的面积分别为S1、S2、S3，匀强磁场的磁感应强度B与平面a′b′cd垂直，则：(1)通过矩形abcd的磁通量为BS1cos_θ或BS3。

(2)通过矩形a′b′cd的磁通量为BS3。

(3)通过矩形abb′a′的磁通量为0。

知识点2 电磁感应现象1．电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生的现象。

2．产生感应电流的条件(1)条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。

(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。

3．电磁感应现象的实质产生感应电动势，如果电路闭合，则有感应电流；如果电路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。

知识点3 感应电流方向的判定1．楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

(2)适用范围：适用于一切回路磁通量变化的情况。

2.右手定则(1)使用方法。

①让磁感线穿入右手手心。

②使大拇指指向导体运动的方向。

③则其余四指指向感应电流的方向。

(2)适用范围：适用于部分导体切割磁感线的情况。

思考：如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO′是它的对称轴，通电直导线AB 与OO′平行，且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直，AB中通有如图所示的电流I，请回答：(1)穿过线圈abcd中的磁通量为多少？(2)AB中电流I逐渐增大，线圈abcd中有感应电流吗？(3)要使线圈abcd中产生感应电流，可行的做法有哪些(至少答出两种方法)?[答案](1)0(2)无(3)使线圈左右平动；以OO′为轴转动。

思维诊断：(1)磁通量与线圈的匝数无关。

(√)(2)闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生。

(×)(3)感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。

(×)(4)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。

(√)自测巩固,ZI CE GONG GU)1．(2019·西安高新一中期末考试)如图所示，一个条形磁铁水平放置，在条形磁铁的N 极右方有一个小圆环，圆环水平，圆环从位置a水平向下平移到位置b和c，a和c关于条形磁铁位置对称，b在a、c中间，在a、b、c三个位置穿过圆环的磁通量分别为由Φ1、Φ2和Φ3，则下列说法正确的是(B)A．由位置a到c穿过圆环磁通量的变化为0B．Φ1、Φ2和Φ3中Φ2最小C．Φ1＝Φ3<Φ2D．以上说法均错误[解析]在位置b时，磁场与圆环面平行，穿过圆环的磁通量为0，在位置a时磁场从圆环下表面向上穿过圆环，在位置c时磁场从圆环上表面向下穿过圆环，选项B对，D错；磁通量为标量，但有正负之分，正负代表磁场穿过圆环的方向，不表示大小，选项AC错。

2．绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按如图所示方向连接，G为电流计，则(B)A．保持开关S闭合状态，G的示数不为零B．开关S闭合瞬间，G的示数不为零C．保持开关S闭合状态，改变变阻器R0滑动触头的位置，G的示数为零D．断开开关S的瞬间，G的示数为零[解析]开关闭合瞬间，线圈Ⅰ中电流从无到有，电流的磁场也从无到有，穿过线圈Ⅱ的磁通量从无到有，线圈Ⅱ中产生感应电流，电流计G有示数，B正确；开关闭合稳定后，线圈Ⅰ中电流稳定不变，电流的磁场不变，此时线圈Ⅱ虽有磁通量但磁通量稳定不变，线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计G无示数，A错误；开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器的滑片，电阻变化，线圈Ⅰ中的电流变化，电流形成的磁场也发生变化，穿过线圈Ⅱ的磁通量也发生变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计G有示数，C错误；开关断开瞬间，线圈Ⅰ中电流从有到无，电流的磁场也从有到无，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无，线圈Ⅱ中有感应电流产生、电流计G有示数，D错误。

3.如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是(A)A．有顺时针方向的感应电流B．有逆时针方向的感应电流C．先逆时针后顺时针方向的感应电流D．无感应电流[解析]穿过线圈的磁通量包括磁体内和磁体外的一部分，总磁通量是向上的。

当线圈突然缩小时总磁通量向上增加，原因是磁体外向下穿线圈的磁通量减少。

故由楞次定律判断，感应电流的方向为顺时针方向。

HE XIN KAO DIAN ZHONG DIAN TU PO,核心考点·重点突破考点一电磁感应现象的判断1．磁通量的计算(1)公式Φ＝BS。

此式的适用条件是：匀强磁场，磁感线与平面垂直。

如图所示。

(2)在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积；公式Φ＝B·S cos θ中的S cos θ即为面积S在垂直于磁感线方向的投影，我们称之为“有效面积”。

(3)磁通量有正负之分，其正负是这样规定的：任何一个面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿入为正磁通量，则磁感线从反面穿入时磁通量为负值。

若磁感线沿相反的方向穿过同一平面，且正向磁感线条数为Φ1，反向磁感线条数为Φ2，则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)，即Φ＝Φ1－Φ2。

(4)如右图所示，若闭合电路abcd 和ABCD 所在平面均与匀强磁场B 垂直，面积分别为S 1和S 2，且S 1>S 2，但磁场区域恰好只有ABCD 那么大，穿过S 1和S 2的磁通量是相同的，因此，Φ＝BS 中的S 应是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积。

(5)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响。

同理，磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1也不受线圈匝数的影响。

所以，直接用公式求Φ、ΔΦ时，不必去考虑线圈匝数n 。

2．磁通量的变化ΔΦ＝Φ2－Φ1，其数值等于初、末态穿过某个平面磁通量的差值。

分析磁通量变化的方法有：方法一：据磁通量的定义Φ＝B ·S (S 为回路在垂直于磁场的平面内的投影面积)。

一般存在以下几种情形：(1)投影面积不变，磁感应强度变化，即ΔΦ＝ΔB ·S 。

(2)磁感应强度不变，投影面积发生变化，即ΔΦ＝B ·ΔS 。

其中投影面积的变化又有两种形式：a .处在磁场的闭合回路面积发生变化，引起磁通量变化；b .闭合回路面积不变，但与磁场方向的夹角发生变化，从而引起投影面积变化。

(3)磁感应强度和投影面积均发生变化。

这种情况较少见，此时不能简单地认为ΔΦ＝ΔB ·ΔS 。

方法二：根据磁通量的物理意义，通过分析穿过回路的磁感线条数的变化来定性分析磁通量的变化。

3．电磁感应现象能否发生的判断流程(1)确定研究的闭合电路。

(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量Φ。

(3)⎩⎨⎧ Φ不变→无感应电流Φ变化→⎩⎪⎨⎪⎧ 回路闭合，有感应电流不闭合，无感应电流，但有感应电动势例 1 (2019·江苏无锡期末)有人根据条形磁铁的磁场分布情况用塑料制作了一个模具，模具的侧边界刚好与该条形磁铁的磁感线重合，如图所示。

另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具上方某位置，线圈贴着模具上下移动的过程中，下列说法正确的是(地磁场很弱，可以忽略)( B )A．线圈切割磁感线，线圈中产生感应电流B．线圈紧密套在模具上移动过程中，线圈中没有感应电流产生C．由于线圈所在处的磁场是不均匀的，故而不能判断线圈中是否有感应电流产生D．若线圈平面放置不水平，则移动过程中会产生感应电流[解析]本题考查电磁感应现象。

根据题述可知，模具的侧边界刚好与该条形磁铁的磁感线重合，柔软的弹性导体线圈套在模具上方某位置，线圈贴着模具上下移动的过程中，线圈中磁通量不变，所以线圈紧密套在模具上移动的过程中线圈中没有感应电流产生，选项B 正确，A、C、D错误。

〔类题演练1〕(2019·山西清徐中学月考)在匀强磁场中，有两条平行金属导轨a、b，磁场方向垂直a、b所在的平面向下，c、d为串接有电流表、电压表的两金属棒，如图所示，两棒以相同的水平速度向右匀速运动，则以下结论正确的是(D)A．电压表有读数，电流表没有读数B．电压表有读数，电流表也有读数C．电压表无读数，电流表有读数D．电压表无读数，电流表也无读数[解析]当两棒以相同的水平速度向右匀速运动时，回路的磁通量不变，没有感应电流产生，电流表没有读数。

电压表是由电流表改装而成的，核心的部件是电流表，没有电流，指针不偏转，电压表也没有读数。

A、B、C错误，故D正确。

考点二感应电流方向的判断1．感应电流方向判断的两种方法方法一用楞次定律判断方法二用右手定则判断该方法适用于部分导体切割磁感线。

判断时注意掌心、四指、拇指的方向。

2．楞次定律和右手定则的关系(1)从研究对象上说，楞次定律研究的是整个闭合回路，右手定则研究的是闭合电路中的一部分导体，即一段导体做切割磁感线运动的情况。

(2)从适用范围上说，楞次定律适用于磁通量变化引起感应电流的各种情况(包括一部分导体做切割磁感线运动的情况)，右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况。

因此，右手定则是楞次定律的一种特殊情况。

一般来说，若导体不动，回路中磁通量变化，应该用楞次定律判断感应电流方向而不能用右手定则；若是回路中一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流，用右手定则判断较为简单，用楞次定律进行判断也可以，但较为麻烦。

例2 (2020·云南昆明诊断)两固定且互相垂直的无限长直导线l1与l2在同一竖直面内，导线中通有大小相等、方向如图所示的恒定电流。

有一正方形导线框ABCD，初始时刻，AB边与l1重合，AD边与l2重合，所有导线间彼此绝缘，下列说法正确的是(D)A．若导线框向右平移，则导线框内产生逆时针方向的感应电流B．若导线框向上平移，则导线框内产生顺时针方向的感应电流C．若导线框沿AC方向平移，则导线框内产生顺时针方向的感应电流D．若导线框向右平移，l1对CD边的安培力垂直CD边向右[解析]本题考查楞次定律、安培力。

根据题意和通电直导线周围磁场的特点可知，初始时刻，线框中磁通量为零。

若导线框向右平移，导线框中合磁场方向为垂直纸面向外，导线框内磁通量增大，根据楞次定律可知，导线框内产生顺时针方向的感应电流，选项A错误；若导线框向上平移，导线框中合磁场方向为垂直纸面向里，导线框内磁通量增大，根据楞次定律可知，导线框内产生逆时针方向的感应电流，选项B错误；若导线框沿AC方向平移，导线框中磁通量一直为零，导线框内不产生感应电流，选项C错误；若导线框向右平移，导线框内产生顺时针方向的感应电流，l1在CD边处产生的磁场方向垂直纸面向里，由左手定则可知，l1对CD边的安培力方向水平向右，选项D正确。