2025高中物理人教版選修3-2教學(xué)資源包（名師同步導(dǎo)學(xué)）含答案

PAGEPAGE2662025高中物理人教版選修3-2教學(xué)資源包（名師同步導(dǎo)學(xué)）第四章電磁感應(yīng)第1、2節(jié)劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道與電流磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象相關(guān)的物理學(xué)史，體會(huì)人類探究自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神．2．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和理解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件．3．會(huì)運(yùn)用感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件判斷是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生．|基礎(chǔ)知識(shí)·填一填|一、電磁感應(yīng)的探索歷程1．“電生磁”的發(fā)現(xiàn)：1820年，丹麥物理學(xué)家eq\x(1)奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)．2．“磁生電”的發(fā)現(xiàn)：1831年，英國(guó)物理學(xué)家eq\x(2)法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象．3．法拉第的概括法拉第把引起感應(yīng)電流的原因概括為五類(1)變化的eq\x(3)電流．(2)變化的eq\x(4)磁場(chǎng)．(3)eq\x(5)運(yùn)動(dòng)的恒定電流．(4)eq\x(6)運(yùn)動(dòng)的磁鐵．(5)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的eq\x(7)導(dǎo)體．4．電磁感應(yīng)法拉第把他發(fā)現(xiàn)的磁生電的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫eq\x(8)感應(yīng)電流．5．發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的意義(1)使人們對(duì)電與磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識(shí)更加完善，宣告了eq\x(9)電磁學(xué)作為一門統(tǒng)一學(xué)科的誕生．(2)使人們找到了eq\x(10)磁生電的條件，開(kāi)辟了人類的電氣化時(shí)代．二、探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件1．探究導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)生電流(如圖所示)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(有無(wú)電流)實(shí)驗(yàn)結(jié)論導(dǎo)體棒靜止無(wú)閉合回路包圍的面積eq\x(11)變化時(shí)，回路中有電流產(chǎn)生；包圍的面積eq\x(12)不變時(shí)，電路中無(wú)電流產(chǎn)生導(dǎo)體棒平行磁感線運(yùn)動(dòng)無(wú)導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動(dòng)有2．探究磁鐵在通電螺線管中運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)生電流(如圖所示)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(有無(wú)電流)實(shí)驗(yàn)結(jié)論N(或S)極插入線圈eq\x(13)有線圈中的磁場(chǎng)eq\x(16)變化時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流；線圈中的磁場(chǎng)eq\x(17)不變時(shí)，線圈中無(wú)感應(yīng)電流N(或S)極停在線圈中eq\x(14)無(wú)N(或S)極從線圈中抽出eq\x(15)有3.模擬法拉第的實(shí)驗(yàn)(如圖所示)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(線圈B中有無(wú)電流)實(shí)驗(yàn)結(jié)論開(kāi)關(guān)閉合瞬間eq\x(18)有線圈B中磁場(chǎng)eq\x(22)變化時(shí)，線圈B中有感應(yīng)電流；線圈B中磁場(chǎng)eq\x(23)不變時(shí)，線圈B中無(wú)感應(yīng)電流開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間eq\x(19)有開(kāi)關(guān)保持閉合，滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng)eq\x(20)無(wú)開(kāi)關(guān)保持閉合，迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片eq\x(21)有4.感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件：只要穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的eq\x(24)磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．|基礎(chǔ)小題·做一做|1．正誤判斷(1)閉合回路在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流．(×)(2)只要閉合電路內(nèi)有磁通量，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生．(×)(3)穿過(guò)螺線管的磁通量發(fā)生變化時(shí)，螺線管內(nèi)部就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生．(×)(4)磁通量的大小和線圈的匝數(shù)有關(guān)．(×)(5)穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化就能產(chǎn)生感應(yīng)電流．(√)2．下列關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，正確的是()A．它最先是由奧斯特通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的B．它是指變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象C．它說(shuō)明了電能生磁D．它揭示了電流受到安培力的原因解析：選B奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故B正確；電磁感應(yīng)現(xiàn)象說(shuō)明，磁能生電，故C錯(cuò)誤；電磁感應(yīng)現(xiàn)象揭示了磁能生電，它并沒(méi)有揭示電流受到安培力的原因，故D錯(cuò)誤．3．下面所示的實(shí)驗(yàn)示意圖中，用于探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是()解析：選B選項(xiàng)A是奧斯特實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)證明了通電導(dǎo)線周圍存在著磁場(chǎng)，利用電生磁現(xiàn)象制成了電磁鐵，故不符合題意，故A錯(cuò)誤；磁鐵在進(jìn)入線圈的過(guò)程，由于磁通量的變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，這是用來(lái)探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的，故B正確；閉合開(kāi)關(guān)，線圈中有電流通過(guò)時(shí)，它就會(huì)運(yùn)動(dòng)起來(lái)，即說(shuō)明通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的作用，即是電動(dòng)機(jī)的制作原理，故不符合題意，故C錯(cuò)誤；閉合開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線中有電流通過(guò)時(shí)，它就會(huì)運(yùn)動(dòng)起來(lái)，即說(shuō)明通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的作用，即是電動(dòng)機(jī)的制作原理，故不符合題意，故D錯(cuò)誤．4．初中物理中學(xué)過(guò)：閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；本節(jié)課又說(shuō)：只要穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．這兩種說(shuō)法有什么不同？提示：初中所學(xué)的閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)就能產(chǎn)生感應(yīng)電流，實(shí)質(zhì)上是該閉合電路的磁通量發(fā)生變化．但有時(shí)候，雖然導(dǎo)體切割磁感線，但磁通量不發(fā)生變化，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故要產(chǎn)生感應(yīng)電流，必須要求導(dǎo)體構(gòu)成的閉合回路中磁通量發(fā)生變化，并不一定是切割磁感線運(yùn)動(dòng)．|核心知識(shí)·記一記|1．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象．2．引起電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原因主要有五類，分別是變化的電流、變化的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的恒定電流、運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體．3．只要穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流．★要點(diǎn)一磁通量及其變化量的計(jì)算|要點(diǎn)梳理|1．磁通量的計(jì)算(1)B與S垂直時(shí)：Φ＝BS，S為線圈的有效面積．如圖甲所示．(2)B與S不垂直時(shí)：Φ＝BS⊥＝B⊥S，S⊥為線圈在垂直磁場(chǎng)方向上的投影面積，B⊥為B在垂直于S方向上的分量．如圖乙、丙所示．(3)某線圈所圍面積內(nèi)有不同方向的磁場(chǎng)時(shí)，規(guī)定某個(gè)方向的磁通量為正，反方向的磁通量為負(fù)，求其代數(shù)和，如圖丁所示．2.磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)，其正負(fù)表示與規(guī)定的穿入方向相同或相反，穿過(guò)某一面的磁通量等于各部分磁通量的代數(shù)和．3．磁通量的變化(ΔΦ＝Φ2－Φ1)大致可分為以下幾種情況(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，有效面積S發(fā)生變化．如圖甲所示．ΔΦ＝BS2－BS1＝B(S2－S1)＝B·ΔS.(2)有效面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化．如圖乙所示．ΔΦ＝B2S－B1S＝(B2－B1)S＝ΔB·S.(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和線圈面積S都不變，它們之間的夾角發(fā)生變化．如圖丙所示．ΔΦ＝Φ2－Φ1.4．用磁感線的條數(shù)表示磁通量當(dāng)回路中有不同方向的磁感線穿過(guò)時(shí)，磁通量是指穿過(guò)某一面磁感線的“凈”條數(shù)，即指不同方向的磁感線的條數(shù)差．|例題展示|【例1】如圖所示，a、b、c三個(gè)閉合線圈放在同一平面內(nèi)，當(dāng)線圈a中有電流I通過(guò)時(shí)，穿過(guò)它們的磁通量分別為Φa、Φb、Φc，則()A．Φa<Φb<ΦcB．Φa>Φb>ΦcC．Φa<Φc>ΦbD．Φa>Φc>Φb[解析]磁通量可以形象地理解為穿過(guò)回路的磁感線的條數(shù)；若該回路面積內(nèi)有磁感線穿進(jìn)和穿出兩種情況，可把磁通量理解為穿過(guò)回路的凈磁感線的條數(shù)．當(dāng)a中有電流通過(guò)時(shí)，穿過(guò)a、b、c三個(gè)閉合線圈垂直紙面向里的磁感線條數(shù)一樣多，向外的磁感的條數(shù)c最多，其次是b，a中沒(méi)有向外的磁感線，因此穿過(guò)閉合線圈的凈磁感線條數(shù)a最多，b次之，c最少，即Φa>Φb>Φc.選項(xiàng)B正確．[答案]B【例2】如圖所示的線框，面積為S，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B的方向與線框平面成θ角，當(dāng)線框轉(zhuǎn)過(guò)90°到如圖所示的虛線位置時(shí)，規(guī)定初位置時(shí)穿過(guò)線框的磁通量為正值。試求：(1)初、末位置穿過(guò)線框的磁通量的大小Φ1和Φ2；(2)磁通量的變化量ΔΦ的大?。甗解析](1)如圖所示，把磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿垂直于面積S和平行于面積S進(jìn)行分解，得B上＝Bsinθ，B左＝Bcosθ，Φ1＝B上S＝BSsinθ，Φ2＝－B左S＝－BScosθ.(2)開(kāi)始時(shí)B與線框平面成θ角，穿過(guò)線框的磁通量Φ1＝BSsinθ；當(dāng)線框按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量減少，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)θ時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量減少為零，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)至90°時(shí)，磁通量從另一面穿過(guò)，變?yōu)椤柏?fù)”值，為Φ2＝－BScosθ.所以，此過(guò)程中磁通量的變化量為ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BScosθ－BSsinθ＝－BS(cosθ＋sinθ)．[答案](1)BSsinθ－BScosθ(2)－BS(cosθ＋sinθ)[易錯(cuò)警示],求磁通量及其變化量大小的三點(diǎn)提醒(1)求磁通量及其變化量時(shí)要取有效面積．(2)磁通量及其變化量大小與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān)．(3)磁感線從不同側(cè)面穿過(guò)線圈時(shí)磁通量的正負(fù)不同．|對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練|1.如圖所示，水平放置的扁平條形磁鐵，在磁鐵的左端正上方有一金屬線框，線框平面與磁鐵垂直，當(dāng)線框從左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的過(guò)程中，穿過(guò)它的磁通量的變化情況是()A．先減小后增大 B．始終減小C．始終增大 D．先增大后減小解析：選A線框在磁鐵兩端的正上方時(shí)穿過(guò)該線框的磁通量最大，在磁鐵中央時(shí)穿過(guò)該線框的磁通量最小，所以該過(guò)程中的磁通量先減小后增大，故A正確．2．(2017·江蘇卷)如圖所示，兩個(gè)單匝線圈a、b的半徑分別為r和2r.圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的邊緣恰好與a線圈重合，則穿過(guò)a、b兩線圈的磁通量之比為()A．1∶1 B．1∶2C．1∶4 D．4∶1解析：選A由題圖可知，穿過(guò)a、b兩個(gè)線圈的磁通量均為Φ＝B·πr2，因此磁通量之比為1∶1，A項(xiàng)正確．3.如圖所示，一矩形線圈abcd的面積S為1×10－2m2，它與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向之間的夾角θ為30°，穿過(guò)線圈的磁通量Φ為1×10－3Wb.則：(1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大？(2)若線圈以ab邊為軸翻轉(zhuǎn)180°，則此過(guò)程穿過(guò)線圈的磁通量的變化大小ΔΦ為多少？解析：(1)由磁通量的計(jì)算公式，Φ＝BS⊥＝BSsinθ，可得B＝eq\f(Φ,Ssinθ)＝eq\f(1×10－3,1×10－2×sin30°)T＝0.2T.(2)若規(guī)定開(kāi)始時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量為正，則轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量為負(fù)，故Φ1＝1×10－3Wb，Φ2＝－1×10－3Wb，ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2×10－3Wb.答案：(1)0.2T(2)2×10－3Wb★要點(diǎn)二感應(yīng)電流有無(wú)的判斷|要點(diǎn)梳理|1．導(dǎo)體回路閉合、磁通量變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個(gè)必要條件，缺一不可．2．穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，大致有以下幾種情況：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，線圈面積S發(fā)生變化．(2)線圈面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化．(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和回路面積S同時(shí)發(fā)生變化，此時(shí)可由ΔΦ＝Φ2－Φ1計(jì)算并判斷磁通量是否變化．(4)線圈面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B也不變，但二者之間夾角發(fā)生變化．|例題展示|【例3】為觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象，某學(xué)生將電流表、螺線管A和B、蓄電池、開(kāi)關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路．當(dāng)接通和斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，電流表的指針都沒(méi)有偏轉(zhuǎn)，其原因是()A．開(kāi)關(guān)位置接錯(cuò) B．電流表的正、負(fù)極接反C．線圈B的3、4接頭接反 D．蓄電池的正、負(fù)極接反[解析]因感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是閉合電路中的磁通量發(fā)生變化，由電路圖可知，把開(kāi)關(guān)接在B與電流表之間，因與1、2接頭相連的電路在接通和斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，電流不改變，所以不可能有感應(yīng)電流，電流表也不可能偏轉(zhuǎn)，開(kāi)關(guān)應(yīng)接在A與電源之間．[答案]A【例4】如圖所示，A中線圈有一小缺口，B、D中勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，C中通電導(dǎo)線位于水平放置的圓形閉合線圈某一直徑的正上方．其中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()[解析]圖A中線圈沒(méi)閉合，無(wú)感應(yīng)電流；圖B中閉合電路中的磁通量增大，有感應(yīng)電流；圖C中的導(dǎo)線在圓形閉合線圈的正上方，不論電流如何變化，穿過(guò)線圈的磁感線都相互抵消，磁通量恒為零，無(wú)感應(yīng)電流；圖D中回路磁通量恒定，無(wú)感應(yīng)電流．[答案]B[規(guī)律方法](1)判斷閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)，一定注意“部分導(dǎo)體”“切割”的含義．(2)磁感線的條數(shù)可用來(lái)形象地表示一個(gè)回路的磁通量大小，所以可充分利用穿過(guò)閉合電路的磁感線的條數(shù)是否變化來(lái)判斷某過(guò)程中磁通量是否變化．|對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練|1．(多選)某學(xué)生做觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)時(shí)，將電流表、線圈A和B、蓄電池、開(kāi)關(guān)，用導(dǎo)線連接成如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，閉合開(kāi)關(guān)，下列說(shuō)法正確的是()A．線圈A插入線圈B的過(guò)程中，有感應(yīng)電流B．線圈A從B線圈中拔出過(guò)程中，有感應(yīng)電流C．線圈A停在B線圈中，有感應(yīng)電流D．線圈A拔出線圈B的過(guò)程中，線圈B的磁通量在減小解析：選ABD線圈A插入線圈B的過(guò)程中，導(dǎo)致穿過(guò)線圈B的磁通量發(fā)生變化，則有感應(yīng)電流，故A正確；同理，當(dāng)線圈A從B線圈中拔出過(guò)程中，導(dǎo)致穿過(guò)線圈B的磁通量發(fā)生變化，則有感應(yīng)電流，故B正確；線圈A停在B線圈中，穿過(guò)線圈B的磁通量不變，沒(méi)有感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤；線圈A拔出線圈B的過(guò)程中，穿過(guò)線圈B的磁通量減小，線圈B產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D正確．2．法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)了“磁生電”現(xiàn)象．如圖，他把兩個(gè)線圈繞在同一個(gè)軟鐵環(huán)上，線圈A和電池連接，線圈B用導(dǎo)線連通，導(dǎo)線下面平行放置一個(gè)小磁針．實(shí)驗(yàn)中可能觀察到的現(xiàn)象是()A．只要A線圈中電流足夠強(qiáng)，小磁針就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)B．A線圈接通后，線圈B匝數(shù)較少時(shí)小磁針不偏轉(zhuǎn)，匝數(shù)足夠多時(shí)小磁針會(huì)偏轉(zhuǎn)C．線圈A和電池接通瞬間，小磁針會(huì)偏轉(zhuǎn)D．線圈A和電池?cái)嚅_(kāi)瞬間，小磁針不偏轉(zhuǎn)解析：選C只有電鍵閉合瞬間、斷開(kāi)瞬間有感應(yīng)電流，即原磁場(chǎng)變化時(shí)才有感應(yīng)電流，A中的電流穩(wěn)定時(shí)，B內(nèi)不產(chǎn)生感應(yīng)電流，與A中電流的大小無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；A接通到達(dá)穩(wěn)定后B內(nèi)沒(méi)有感應(yīng)電流，與B的線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；電鍵閉合瞬間、斷開(kāi)瞬間有感應(yīng)電流，即原線圈A產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化時(shí)就有感應(yīng)電流，故線圈A和電池接通瞬間，小磁針會(huì)偏轉(zhuǎn)；線圈A和電池?cái)嚅_(kāi)瞬間，小磁針也會(huì)偏轉(zhuǎn)，故C正確，D錯(cuò)誤．3．(多選)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直；導(dǎo)軌上有兩條可沿導(dǎo)軌自由移動(dòng)的導(dǎo)體棒AB、CD，這兩個(gè)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速度分別為v1，v2，如圖所示，則下列四種情況，AB棒中有感應(yīng)電流通過(guò)的是()A．v1>v2 B．v1<v2C．v1≠v2 D．v1＝v2解析：選ABC只要閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生．題中導(dǎo)軌位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，只要滿足v1≠v2，回路的面積發(fā)生變化，從而磁通量發(fā)生變化，回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生．[課堂小結(jié)]「基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練」1．(2019·遼源市田家炳高級(jí)中學(xué)高二模擬)一個(gè)閉合線圈中沒(méi)有產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此可以得出()A．此時(shí)該處一定沒(méi)有磁場(chǎng)B．此時(shí)該處一定沒(méi)有磁場(chǎng)的變化C．閉合線圈的面積一定沒(méi)有變化D．穿過(guò)線圈平面的磁通量一定沒(méi)有變化解析：選D根據(jù)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件——閉合線圈磁通量發(fā)生變化，故一個(gè)閉合線圈中沒(méi)有感應(yīng)電流的產(chǎn)生，一定是穿過(guò)線圈平面的磁通量沒(méi)有變化，D選項(xiàng)正確．2．(2019·平羅月考)關(guān)于磁通量，下列說(shuō)法正確的是()A．面積S一定的線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量是一定的B．穿過(guò)線圈平面的磁通量越小，則該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度也越小C．穿過(guò)線圈平面的磁通量為零，則線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零D．穿過(guò)線圈平面的磁通量為零，線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能很大解析：選D根據(jù)磁通量的定義式Φ＝BScosθ可知，磁通量的大小與面積和磁感應(yīng)強(qiáng)度的夾角有關(guān)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；穿過(guò)線圈平面的磁通量越小，該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定小，可能是夾角大，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)線圈平面磁感應(yīng)強(qiáng)度平行時(shí)，磁通量為零，磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，可能很大，C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確．3．如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置中用于研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是()解析：選B選項(xiàng)A是用來(lái)探究影響安培力的大小因素的實(shí)驗(yàn)裝置；選項(xiàng)B是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，觀察導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表中是否會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；選項(xiàng)C是用來(lái)探究安培力的方向與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置；選項(xiàng)D是奧斯特實(shí)驗(yàn)裝置，證明通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)，故B正確．4.(2018·瀘縣期中)如圖，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一閉合導(dǎo)體環(huán)，環(huán)面與磁場(chǎng)方向垂直，當(dāng)導(dǎo)體環(huán)在磁場(chǎng)中完成下述運(yùn)動(dòng)時(shí)，可能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A．導(dǎo)體環(huán)保持水平方向在磁場(chǎng)中向上或向下運(yùn)動(dòng)B．導(dǎo)體環(huán)保持水平方向向左或向右加速平動(dòng)C．導(dǎo)體環(huán)以垂直環(huán)面，通過(guò)環(huán)心的軸轉(zhuǎn)動(dòng)D．導(dǎo)體環(huán)以一條直徑為軸，在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)解析：選D閉合回路磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)體環(huán)在磁場(chǎng)中向上或向下運(yùn)動(dòng)，磁通量不變，導(dǎo)體環(huán)向左或向右加速平動(dòng)，磁通量也不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；導(dǎo)體環(huán)以垂直環(huán)面，通過(guò)環(huán)心的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量仍不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；導(dǎo)體環(huán)以一條直徑為軸，在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，有效面積S在變化，磁通量變化，將產(chǎn)生感應(yīng)電流，D選項(xiàng)正確．5.如圖所示，在條形磁鐵的外面套著一個(gè)閉合金屬?gòu)椈删€圈P，現(xiàn)用力從四周拉彈簧線圈，使線圈包圍的面積變大，則下列關(guān)于穿過(guò)彈簧線圈磁通量的變化以及線圈中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生的說(shuō)法中，正確的是()A．磁通量增大，有感應(yīng)電流產(chǎn)生B．磁通量增大，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生C．磁通量減小，有感應(yīng)電流產(chǎn)生D．磁通量減小，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生解析：選C本題中條形磁鐵磁感線的分布如圖所示(從上向下看)．磁通量是指穿過(guò)一個(gè)面的磁感線的多少，由于豎直向上的和豎直向下的磁感線要抵消一部分，當(dāng)彈簧線圈P的面積擴(kuò)大時(shí)，豎直向下的磁感線條數(shù)增加，而豎直向上的磁感線條數(shù)是一定的，故穿過(guò)這個(gè)面的磁通量將減小，回路中會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生.6．如圖所示，繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)組成閉合回路，在鐵芯的右端套有一個(gè)表面絕緣的銅環(huán)a，下列各種情況中銅環(huán)a中沒(méi)有感應(yīng)電流的是()A．將開(kāi)關(guān)突然斷開(kāi)的瞬間B．線圈中通以恒定的電流C．通電時(shí)，使滑動(dòng)變阻器的滑片P做加速移動(dòng)D．通電時(shí)，使滑動(dòng)變阻器的滑片P做勻速移動(dòng)解析：選B將電鍵突然斷開(kāi)的瞬間，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)從有到無(wú)，穿過(guò)銅環(huán)a的磁通量減小，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A不符合題意；線圈中通以恒定的電流時(shí)，線圈產(chǎn)生穩(wěn)恒的磁場(chǎng)，穿過(guò)銅環(huán)a的磁通量不變，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故B符合題意；通電時(shí)，使變阻器的滑片P做加速滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的電阻變化，回路中電流變化，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化，穿過(guò)銅環(huán)a磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C不符合題意；通電時(shí)，使變阻器的滑片P做勻速滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的電阻減小，回路中電流增大，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)增強(qiáng)，穿過(guò)銅環(huán)a磁通量增大，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D不符合題意．7．磁通量是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的重要物理量，如圖所示，通有恒定電流的直導(dǎo)線MN與閉合線框共面，第一次將線框由位置1平移到位置2，第二次將線框由位置1繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，設(shè)前后兩次通過(guò)線框的磁通量變化分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則()A．ΔΦ1>ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1<ΔΦ2 D．無(wú)法確定解析：選C第一次將線框由位置1平移到位置2，磁感線從線框的同一側(cè)穿入，ΔΦ1為前后兩位置磁通量的絕對(duì)值之差．第二次將線框由位置1繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，磁感線從線框的不同側(cè)穿入，ΔΦ2為前后兩位置磁通量的絕對(duì)值之和．故ΔΦ1<ΔΦ2，選項(xiàng)C正確．8．如圖所示，是“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置．(1)將圖中所缺導(dǎo)線補(bǔ)充完整．(2)如果在閉合開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下，那么合上開(kāi)關(guān)后，將原線圈迅速插入副線圈中，電流計(jì)指針將________(選填“向左”“向右”或“不”)偏轉(zhuǎn)．(3)原線圈插入副線圈后，將滑動(dòng)變阻器滑片迅速向右移動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針將________(選填“向左”“向右”或“不”)偏轉(zhuǎn)．解析：(1)“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)電路分兩部分，一部分是含有電源的電路，另一部分是含有電流計(jì)的電路，要使原線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)必須對(duì)其通電，故電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、原線圈組成閉合電路，靈敏電流計(jì)與副線圈組成另一個(gè)閉合電路，如圖所示：(2)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，穿過(guò)副線圈的磁通量增加，靈敏電流計(jì)的指針向右偏，那么合上開(kāi)關(guān)后，將原線圈迅速插入副線圈中，穿過(guò)副線圈的磁通量增加，電流計(jì)指針將向右偏轉(zhuǎn)．(3)原線圈插入副線圈后，將滑動(dòng)變阻器滑片迅速向右移動(dòng)時(shí)，接入電路的電阻變大，流過(guò)原線圈的電流減小，穿過(guò)副線圈的磁通量減少，電流計(jì)指針將向左偏轉(zhuǎn)．答案：(1)見(jiàn)解析(2)向右(3)向左「能力提升練」1.一條形磁鐵與導(dǎo)線環(huán)在同一平面內(nèi)，磁鐵的中心恰與導(dǎo)線環(huán)的圓心重合．如圖所示，為了在導(dǎo)線環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁鐵應(yīng)()A．繞垂直于紙面且過(guò)O點(diǎn)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)B．向右平動(dòng)C．向左平動(dòng)D．N極向外，S極向里轉(zhuǎn)動(dòng)解析：選D題圖中位置穿過(guò)導(dǎo)線環(huán)平面的磁通量為零，要使導(dǎo)線環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，只要讓導(dǎo)線環(huán)中的磁通量發(fā)生變化，A、B、C項(xiàng)中的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線環(huán)內(nèi)的磁通量始終為零，只有D項(xiàng)導(dǎo)線環(huán)中的磁通量發(fā)生變化，故選D.2．(2019·寧波諾丁漢大學(xué)附中檢測(cè))如圖甲所示為法拉第在研究電磁感應(yīng)時(shí)用過(guò)的線圈，其工作原理如圖乙所示，則實(shí)驗(yàn)中不會(huì)使電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是()A．保持開(kāi)關(guān)閉合 B．開(kāi)關(guān)閉合瞬間C．開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間 D．移動(dòng)變阻器滑片解析：選A開(kāi)關(guān)閉合狀態(tài)下，線圈中電流恒定，穿過(guò)線圈的磁通量不發(fā)生變化，沒(méi)有感應(yīng)電流，電流表指針不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故A正確；當(dāng)開(kāi)關(guān)接通的瞬間、開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的瞬間或者移動(dòng)變阻器滑片時(shí)，線圈中磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故B、C、D錯(cuò)誤．3．如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挒閐，一正方形線框abcd的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，且L>d，線框以速度v通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，從線框進(jìn)入到完全離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，線框中沒(méi)有感應(yīng)電流的時(shí)間是()A.eq\f(L＋d,v) B.eq\f(L－d,v)C.eq\f(L＋2d,v) D.eq\f(L－2d,v)解析：選B只有線框在進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中(bc邊未出磁場(chǎng))和線框在穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中(僅ad邊在磁場(chǎng)中切割磁感線)，穿過(guò)線框的磁通量才發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流．a(chǎn)d邊和bc邊都在磁場(chǎng)外時(shí)穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中，沒(méi)有感應(yīng)電流，則t＝eq\f(L－d,v)，故B正確．4.(多選)如圖所示是等腰直角三棱柱，其中側(cè)面abcd為正方形，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，它們按圖示位置放置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，下面說(shuō)法中正確的是()A．通過(guò)abcd平面的磁通量大小為B·L2B．通過(guò)dcfe平面的磁通量大小為B·eq\f(\r(2),2)L2C．通過(guò)abfe平面的磁通量大小為B·eq\f(\r(2),2)L2D．通過(guò)整個(gè)三棱柱的磁通量為零解析：選BD由公式Φ＝BScosθ可以得出通過(guò)面abcd的磁通量Φ1＝BL2cos45°＝eq\f(\r(2),2)BL2，A錯(cuò)誤；通過(guò)面dcfe的磁通量Φ2＝B·eq\f(\r(2),2)L2，B正確；通過(guò)面abfe的磁通量Φ3＝B·eq\f(\r(2),2)L2cos90°＝0，C錯(cuò)誤；而整個(gè)三棱柱表面是個(gè)閉合曲面，穿入與穿出的磁感線條數(shù)相等，即穿過(guò)它的凈磁感線的條數(shù)是0，故穿過(guò)整個(gè)三棱柱的磁通量為零，D正確．5.邊長(zhǎng)l＝10cm的正方形線框，固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直，如圖所示．磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律為B＝(2＋3t)(T)，則3s內(nèi)穿過(guò)線圈的磁通量的變化量ΔΦ為多少？解析：3s內(nèi)就是從0到3s末，所以0s時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1＝(2＋3×0)T＝2T，3s末時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2＝(2＋3×3)T＝11T，所以ΔΦ＝ΔBS＝(11－2)×0.12Wb＝9×10－2Wb.答案：9×10－2Wb6．如圖甲所示，一個(gè)電阻為R、面積為S的矩形導(dǎo)線框abcd，水平放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與ad邊垂直并與線框平面成45°角，O、O′分別是ab邊和cd邊的中點(diǎn)．現(xiàn)將線框右半邊ObcO′繞OO′逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°到圖乙所示位置，求在這一過(guò)程中，線框中磁通量的變化量為多少？解析：穿過(guò)線框aOO′d部分的磁通量在這一過(guò)程中不發(fā)生改變，因此本題只需分析ObcO′部分在初、末位置時(shí)的磁通量Φ1和Φ2，求出該部分在這一過(guò)程中磁通量的變化量即可．Φ1＝Bsin45°·eq\f(S,2)＝eq\f(\r(2),4)BSΦ2＝－Bcos45°·eq\f(S,2)＝－eq\f(\r(2),4)BSΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝eq\f(\r(2),2)BS.答案：eq\f(\r(2),2)BS第3節(jié)楞次定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道楞次定律的探究過(guò)程及注意的問(wèn)題．2．正確理解楞次定律的內(nèi)容及不同的描述方法．3．掌握用楞次定律判定感應(yīng)電流的方向問(wèn)題．4．會(huì)用右手定則及楞次定律解答有關(guān)問(wèn)題．|基礎(chǔ)知識(shí)·填一填|一、探究感應(yīng)電流的方向1．實(shí)驗(yàn)探究：將螺線管與電流表組成閉合回路，分別將N極、S極插入、抽出線圈，如圖所示，記錄感應(yīng)電流方向如下．2．分析(1)線圈內(nèi)磁通量增加時(shí)的情況：(表內(nèi)選填“向上”或“向下”)圖序磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流的方向(俯視)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向甲eq\x(1)向下逆時(shí)針eq\x(2)向上乙eq\x(3)向上順時(shí)針eq\x(4)向下(2)線圈內(nèi)磁通量減少時(shí)的情況：(表內(nèi)選填“向上”或“向下”)圖序磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流的方向(俯視)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向丙eq\x(5)向下順時(shí)針eq\x(6)向下丁eq\x(7)向上逆時(shí)針eq\x(8)向上3．實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)當(dāng)線圈內(nèi)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向eq\x(9)相反，阻礙磁通量的增加．(2)當(dāng)線圈內(nèi)磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向eq\x(10)相同，阻礙磁通量的減少．二、楞次定律及其應(yīng)用1．內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的eq\x(11)磁通量的變化．2．應(yīng)用楞次定律的一般步驟(1)明確所研究的閉合回路，判斷eq\x(12)原磁場(chǎng)方向．(2)判斷閉合回路內(nèi)eq\x(13)原磁場(chǎng)的磁通量的變化情況．(3)由楞次定律判斷感應(yīng)電流的eq\x(14)磁場(chǎng)方向．(4)根據(jù)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向，由eq\x(15)安培定則判斷出感應(yīng)電流的方向．三、右手定則內(nèi)容：伸開(kāi)右手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)，讓eq\x(16)磁感線從掌心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)四指所指的方向就是eq\x(17)感應(yīng)電流的方向．|基礎(chǔ)小題·做一做|1．正誤判斷(1)由楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反．(×)(2)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的磁通量的變化．(√)(3)導(dǎo)體棒不垂直切割磁感線時(shí)，也可以用右手定則判斷感應(yīng)電流方向．(√)(4)凡可以用右手定則判斷感應(yīng)電流方向的，均能用楞次定律判斷．(√)(5)右手定則即右手螺旋定則．(×)2．根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定是()A．與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同B．阻止引起感應(yīng)電流的磁通量變化C．阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量變化D．使電路磁通量為零解析：選C由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起它的原磁通量的變化．具體來(lái)說(shuō)就是“增反減同”．因此C正確．3．(多選)如圖所示，當(dāng)磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)電阻的電流是由A經(jīng)R到B，則磁鐵的運(yùn)動(dòng)可能是()A．向下運(yùn)動(dòng)B．向上運(yùn)動(dòng)C．向左運(yùn)動(dòng)D．以上都不可能解析：選BC由感應(yīng)電流方向A→R→B，應(yīng)用安培定則得知感應(yīng)電流在螺線管內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向應(yīng)是從上指向下；運(yùn)用楞次定律判得螺線管內(nèi)磁通量的變化應(yīng)是向下減少或向上增大；由條形磁鐵的磁感線分布知，螺線管內(nèi)原磁場(chǎng)是向下的，故應(yīng)是磁通量減少，即磁鐵向上運(yùn)動(dòng)或向左、向右平移，所以B、C正確．4．如圖所示，磁鐵向下插入螺線管CD時(shí)，閉合電路中的感應(yīng)電流方向如圖所示．則：(1)螺線管C端極性；(2)畫出螺線管中線圈的繞向．提示：(1)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，螺線管C端與磁鐵下端極性相同，故C端為N極．(2)由安培定則可以判斷螺線管CD中線圈的繞向如圖所示．|核心知識(shí)·記一記|1．楞次定律的內(nèi)容是：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．2．楞次定律可廣義地表述為：感應(yīng)電流的“效果”總是要反抗(或阻礙)引起感應(yīng)電流的“原因”，常見(jiàn)的有三種：①阻礙原磁通量的變化(“增反減同”)；②阻礙導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(“來(lái)拒去留”)；③通過(guò)改變線圈面積來(lái)“反抗”(“增縮減擴(kuò)”)．3．閉合導(dǎo)體回路的一部分做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可用右手定則判斷感應(yīng)電流的方向．eq\a\vs4\al(★要點(diǎn)一)楞次定律的理解|要點(diǎn)梳理|1．對(duì)楞次定律的理解(1)因果關(guān)系：楞次定律反映了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的因果關(guān)系，磁通量發(fā)生變化是原因，產(chǎn)生感應(yīng)電流是結(jié)果，原因產(chǎn)生結(jié)果，結(jié)果反過(guò)來(lái)影響原因．(2)對(duì)“阻礙”的理解2．楞次定律中的“阻礙”作用，正是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的反映，在克服這種阻礙的過(guò)程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．3．“阻礙”的表現(xiàn)形式：楞次定律中的“阻礙”作用，正是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的反映，在克服“阻礙”的過(guò)程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，常見(jiàn)的情況有以下四種：(1)阻礙原磁通量的變化(增反減同)．(2)阻礙導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(來(lái)拒去留)．(3)通過(guò)改變線圈面積來(lái)“反抗”(增縮減擴(kuò))．(4)阻礙自身電流的變化(自感現(xiàn)象將在后面學(xué)習(xí)到)．|例題展示|【例1】關(guān)于感應(yīng)電流，以下說(shuō)法中正確的是()A．感應(yīng)電流的方向總是與原電流的方向相反B．感應(yīng)電流的方向總是與原電流的方向相同C．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙閉合電路內(nèi)原磁場(chǎng)的磁通量的變化D．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是與原線圈內(nèi)的磁場(chǎng)方向相反[解析]由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙閉合電路內(nèi)部原磁場(chǎng)的磁通量的變化，故C正確；如果原磁場(chǎng)中的磁通量是增大的，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)就與它相反，來(lái)消弱它的增大，如果原磁場(chǎng)中的磁通量是減小的，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)就與它相同，來(lái)阻礙它的減小，故A、B、D錯(cuò)誤．[答案]C【例2】(2018·濟(jì)南外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高二檢測(cè))某磁場(chǎng)磁感線如圖所示，有一銅線圈自圖示A處落至B處，在下落過(guò)程中，自上向下看，線圈中感應(yīng)電流的方向是()A．始終順時(shí)針B．始終逆時(shí)針C．先順時(shí)針再逆時(shí)針D．先逆時(shí)針再順時(shí)針[解析]自A落至圖示位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量增加，磁場(chǎng)方向向上，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與之相反，即向下，故可由安培定則判斷出線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針；自圖示位置落至B點(diǎn)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量減少，磁場(chǎng)方向向上，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與之相同，即向上，故可由安培定則判斷出線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，選C.[答案]C[規(guī)律方法]運(yùn)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向|對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練|1．關(guān)于楞次定律，下列說(shuō)法中正確的是()A．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的增強(qiáng)B．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的減弱C．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的變化D．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通量的變化解析：選D楞次定律內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，阻礙的不是磁通量，而是磁通量的變化．2.(2019·遼寧凌源月考)如圖所示為一閉合導(dǎo)線環(huán)，磁場(chǎng)方向垂直環(huán)面向里，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間一直均勻增大時(shí)，順著磁場(chǎng)方向看導(dǎo)線環(huán)中感應(yīng)電流的方向是()A．一直逆時(shí)針B．一直順時(shí)針C．先順時(shí)針后逆時(shí)針D．先逆時(shí)針后順時(shí)針解析：選A磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間一直均勻增大時(shí)，方向向里，則由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)向外，則由安培定則可知，感應(yīng)電流方向一直逆時(shí)針，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．3.(多選)如圖所示，光滑固定導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，兩根導(dǎo)體棒a、b平行放于導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路．當(dāng)條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)()A．導(dǎo)體棒a、b將互相靠攏B．導(dǎo)體棒a、b將互相遠(yuǎn)離C．磁鐵的加速度仍為gD．磁鐵的加速度小于g解析：選AD根據(jù)楞次定律的廣義“阻礙”作用，當(dāng)條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)，穿過(guò)回路的磁通量增加，故回路通過(guò)收縮減小面積，同時(shí)通過(guò)阻礙磁鐵向下運(yùn)動(dòng)來(lái)阻礙這種變化．綜合所述可知選AD.★要點(diǎn)二楞次定律和三個(gè)定則的比較|要點(diǎn)梳理|在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，經(jīng)常用到安培定則、左手定則、右手定則及楞次定律等規(guī)律．要想靈活運(yùn)用“三定則一規(guī)律”，就必須明確這些規(guī)律的區(qū)別與聯(lián)系．1．“三定則一規(guī)律”應(yīng)用于不同的現(xiàn)象基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或規(guī)律運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)安培定則磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流的作用力左手定則電磁感應(yīng)導(dǎo)線切割磁感線右手定則閉合回路磁通量變化楞次定律2.右手定則與左手定則的區(qū)別比較項(xiàng)目右手定則左手定則作用判斷磁場(chǎng)B、速度v、感應(yīng)電流I方向關(guān)系判斷磁場(chǎng)B、電流I、磁場(chǎng)力F方向已知條件運(yùn)動(dòng)方向、磁場(chǎng)方向、感應(yīng)電流方向任知其中兩個(gè)電流方向、磁場(chǎng)方向、磁場(chǎng)力方向任知兩個(gè)圖例因果關(guān)系因動(dòng)而電因電而動(dòng)應(yīng)用實(shí)例發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)3.楞次定律與右手定則的比較楞次定律右手定則區(qū)別研究對(duì)象整個(gè)閉合回路閉合回路的一部分，即做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體適用范圍各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象只適用于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況應(yīng)用用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便用于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便聯(lián)系右手定則是楞次定律的特例|例題展示|【例3】下圖表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情景，其導(dǎo)體中能產(chǎn)生由a到b的感應(yīng)電流的是()[解析]題中四圖都屬于閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線，應(yīng)用右手定則判斷可得：A中電流方向?yàn)閍→b，B中電流方向?yàn)閎→a，C中電流沿a→c→b→a方向，D中電流方向?yàn)閎→a.故選A.[答案]A【例4】如圖所示，一個(gè)輕質(zhì)鋁環(huán)套在一根水平光滑絕緣桿上，當(dāng)一條形磁鐵向右運(yùn)動(dòng)靠近鋁環(huán)時(shí)，鋁環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是()A．向右運(yùn)動(dòng) B．向左運(yùn)動(dòng)C．靜止不動(dòng) D．不能判定[解析]解法一：電流元受力分析法如圖所示，當(dāng)磁鐵向環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)鋁環(huán)的磁通量增加，由楞次定律判斷出鋁環(huán)的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的方向相反，即向右，根據(jù)安培定則可判斷出感應(yīng)電流方向，從左側(cè)看為順時(shí)針?lè)较?，把鋁環(huán)的電流等效為多段直線電流元，取上、下兩小段電流元進(jìn)行研究，由左手定則判斷出兩段電流元的受力，由此可判斷整個(gè)鋁環(huán)所受合力向右，故A選項(xiàng)正確．解法二：阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)法產(chǎn)生磁場(chǎng)的物體與閉合線圈之間的相互作用力可概括為四個(gè)字——“來(lái)拒去留”．磁鐵向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋁環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流總是阻礙磁鐵與導(dǎo)體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則磁鐵和鋁環(huán)間有排斥作用，故A正確．解法三：等效法如圖所示，磁鐵向右運(yùn)動(dòng)，使鋁環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流可等效為條形磁鐵，而兩磁鐵有排斥作用，故A項(xiàng)正確．[答案]A[規(guī)律方法]電磁感應(yīng)現(xiàn)象中導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的分析方法(1)確定所研究的閉合電路．(2)明確閉合電路所包圍的區(qū)域磁場(chǎng)的方向及磁場(chǎng)的變化情況．(3)確定穿過(guò)閉合電路的磁通量的變化或?qū)w是否切割磁感線．(4)根據(jù)楞次定律或右手定則判定感應(yīng)電流的方向．(5)根據(jù)左手定則或“來(lái)拒去留”“增縮減同”等判斷導(dǎo)體所受安培力及運(yùn)動(dòng)的方向．|對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練|1．(多選)如圖所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌PP′和QQ′都處于同一水平面內(nèi)，P和Q之間連接一電阻R，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)在垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN，用一水平向右的力F拉動(dòng)導(dǎo)體棒MN，以下關(guān)于導(dǎo)體棒MN中感應(yīng)電流方向和它所受安培力的方向的說(shuō)法正確的是()A．感應(yīng)電流方向是N→MB．感應(yīng)電流方向是M→NC．安培力水平向左D．安培力水平向右解析：選AC磁場(chǎng)方向向下，導(dǎo)體棒MN的運(yùn)動(dòng)方向向右，由右手定則，感應(yīng)電流方向是N→M，再由左手定則，安培力水平向左，所以A、C正確．2．如圖P沿著速度方向運(yùn)動(dòng)，且P中通如圖所示電流，則眼睛看到的L和R的電流方向是()A．都是順時(shí)針 B．都是逆時(shí)針C．L順時(shí)針，R逆時(shí)針 D．L逆時(shí)針，R順時(shí)針解析：選D根據(jù)安培定則可知，P中產(chǎn)生的磁場(chǎng)沿導(dǎo)線向里；同時(shí)P靠近L，遠(yuǎn)離R，則根據(jù)楞次定律增反減同可知，L中電流為逆時(shí)針，R中電流為順時(shí)針，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．3．(多選)(2018·安陽(yáng)市殷都區(qū)模擬)矩形導(dǎo)線框abcd與長(zhǎng)直導(dǎo)線MN放在同一水平面上，ab邊與MN平行，導(dǎo)線MN中通入電流方向如圖所示，當(dāng)MN中的電流增大時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．導(dǎo)線框abcd有逆時(shí)針的感應(yīng)電流B．bc、ad兩邊均不受安培力的作用C．導(dǎo)線框所受的安培力的合力向右D．MN所受線框給它的作用力向左解析：選ACD根據(jù)安培定則可知，當(dāng)MN中的電流增大時(shí)，導(dǎo)線框中向下的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，導(dǎo)線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向上，根據(jù)安培定則可知，感應(yīng)電流為逆時(shí)針，A選項(xiàng)正確；bc、ad邊受到安培力作用，等大反向，相互抵消，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；離導(dǎo)線越近，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，ab邊所受的安培力大于cd邊所受的安培力，線圈所受磁場(chǎng)力的合力方向向右，根據(jù)牛頓第三定律可知，MN所受線框給它的作用力向左，C、D選項(xiàng)正確．[課堂小結(jié)]「基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練」1.(多選)如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于軟導(dǎo)線回路平面，由于磁場(chǎng)發(fā)生變化，回路變?yōu)閳A形．則該磁場(chǎng)()A．逐漸增強(qiáng)，方向向外B．逐漸增強(qiáng)，方向向里C．逐漸減弱，方向向外D．逐漸減弱，方向向里解析：選CD回路變?yōu)閳A形，面積增大，說(shuō)明閉合回路的磁通量減少，所以磁場(chǎng)逐漸減弱，而磁場(chǎng)方向可能向外，也可能向里，故選項(xiàng)C、D正確．2．(多選)如圖是驗(yàn)證楞次定律實(shí)驗(yàn)的示意圖，豎直放置的線圈固定不動(dòng)，將磁鐵從線圈上方插入或拔出，線圈和電流表構(gòu)成的閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，各圖中分別標(biāo)出了磁鐵的極性、磁鐵相對(duì)線圈的運(yùn)動(dòng)方向以及線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向等情況，其中表示正確的是()解析：選CD先根據(jù)楞次定律“來(lái)拒去留”判斷線圈的N極和S極，A中線圈上端為N極，B中線圈上端為N極，C中線圈上端為S極，D中線圈上端為S極，再根據(jù)安培定則確定感應(yīng)電流的方向，A、B錯(cuò)誤，C、D正確．3．(多選)(2019·寧波諾丁漢大學(xué)附中模擬)兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，與導(dǎo)軌接觸良好的導(dǎo)體棒AB和CD可以在導(dǎo)軌上自由滑動(dòng)，當(dāng)AB在外力F作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過(guò)，方向是D→CB．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過(guò)，方向是C→DC．磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒CD的作用力向左D．磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒CD的作用力向右解析：選BDAB切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則可知，感應(yīng)電流由C到D，A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；感應(yīng)電流流過(guò)CD，導(dǎo)體棒CD受到安培力作用，根據(jù)左手定則可知，安培力向右，C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確．4．如圖所示為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置，如果在閉合電鍵時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下，那么閉合電鍵后，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為()A．將原線圈迅速拔出副線圈的過(guò)程中，電流計(jì)指針將向右偏B．將原線圈迅速拔出副線圈的過(guò)程中，電流計(jì)指針將不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)C．副線圈位置保持不動(dòng)時(shí)，將滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針將不會(huì)偏轉(zhuǎn)D．副線圈位置保持不動(dòng)時(shí)，將滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針將向左偏轉(zhuǎn)解析：選D當(dāng)在閉合電鍵時(shí)，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下，說(shuō)明穿過(guò)大線圈磁通量增加時(shí)，電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)．將原線圈迅速拔出副線圈時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量減小，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，故A、B錯(cuò)誤；副線圈位置保持不動(dòng)時(shí)，將滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值增大，原線圈電路電流減小，穿過(guò)副線圈的磁通量減小，電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)，故D正確，C錯(cuò)誤．5．大小不等的兩導(dǎo)電圓環(huán)P、Q均固定在水平桌面上，Q環(huán)位于P環(huán)內(nèi)．在兩環(huán)間的范圍內(nèi)存在方向豎直向下、大小隨時(shí)間均勻增強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，則()A．P環(huán)內(nèi)有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流B．P環(huán)內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流C．Q環(huán)內(nèi)有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流D．Q環(huán)內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流解析：選B在兩環(huán)間的范圍內(nèi)存在方向豎直向下、大小隨時(shí)間均勻增強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，故穿過(guò)兩環(huán)間的磁通量在增大，根據(jù)楞次定律可知，P環(huán)中的感應(yīng)電流方向逆時(shí)針，Q環(huán)中磁通量始終為零，沒(méi)有感應(yīng)電流，B選項(xiàng)正確．6．如圖所示，固定的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有直流電流I，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行．線框由靜止釋放，在下落過(guò)程中()A．穿過(guò)線框的磁通量保持不變B．線框中感應(yīng)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(jī)械能不斷增大解析：選B線框下落過(guò)程中，穿過(guò)線框的磁通量減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由楞次定律可判斷出感應(yīng)電流方向一直沿順時(shí)針?lè)较?，選項(xiàng)B正確；線框受到的安培力的合力豎直向上，但小于重力，則合力不為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在下落過(guò)程中，安培力對(duì)線框做負(fù)功，則其機(jī)械能減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．7.(2019·荊州中學(xué)模擬)如圖所示的電路中，一個(gè)N極朝下的條形磁鐵豎直下落，在穿過(guò)水平放置的方形導(dǎo)線框的過(guò)程中，下列判斷正確的是()A．磁鐵經(jīng)過(guò)圖中位置1時(shí)，線框中感應(yīng)電流沿abcd方向，經(jīng)過(guò)位置2時(shí)沿adcb方向B．磁鐵經(jīng)過(guò)圖中位置1時(shí)，線框中感應(yīng)電流沿adcb方向，經(jīng)過(guò)位置2時(shí)沿abcd方向C．磁鐵經(jīng)過(guò)位置1和2時(shí)，感應(yīng)電流都沿abcd方向D．磁鐵經(jīng)過(guò)位置1和2時(shí)，感應(yīng)電流都沿adcb方向解析：選A磁鐵經(jīng)過(guò)圖中位置1時(shí)，線框中向下的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，線框中感應(yīng)電流為abcd方向，同理，經(jīng)過(guò)位置2時(shí)，線框中向下的磁通量減小，感應(yīng)電流為adcb方向，A選項(xiàng)正確．8．如圖所示為“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)裝置，將一個(gè)帶較長(zhǎng)鐵芯的線圈L、開(kāi)關(guān)S和直流電源用導(dǎo)線連接起來(lái)后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過(guò)套環(huán)，閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻沿鐵芯豎直跳起一定高度，待電路穩(wěn)定又落下來(lái)．某同學(xué)由此實(shí)驗(yàn)受到啟發(fā)，設(shè)想在此實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，使套環(huán)跳起后不落下來(lái)，懸在線圈正上方，成為一個(gè)“磁懸浮環(huán)”，下列哪種方案可能實(shí)現(xiàn)他的設(shè)想()A．增大直流電源的電壓B．選用匝數(shù)更多的線圈C．把直流電源換成交流電源D．選用質(zhì)量較小的金屬套環(huán)解析：選C增大直流電源的電壓，在套環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流更大，跳起更高，但還會(huì)掉下來(lái)，故A錯(cuò)誤；選用匝數(shù)更多的線圈，在套環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流更大，跳起更高，但還會(huì)掉下來(lái)，故B錯(cuò)誤；把直流電源換成交流電源，則在線圈中始終有感應(yīng)電流產(chǎn)生，則套環(huán)總受安培力作用，這樣可以使套環(huán)跳起后不落下來(lái)，懸在線圈正上方，成為一個(gè)“磁懸浮環(huán)”，故C正確；選用質(zhì)量較小的金屬套環(huán)，同樣在套環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，只是跳起更高，但還會(huì)掉下來(lái)，故D錯(cuò)誤．故選C.「能力提升練」1．如圖所示，四組同學(xué)分別制作探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，在一根較長(zhǎng)的鐵釘上用漆包線繞了兩圈a和b，將與線圈b相連的cd段漆包線水平置于小磁針的正上方，小磁針靜止放在水平桌面上，若某一組同學(xué)在閉合開(kāi)關(guān)S瞬間，從上向下俯視看，小磁針N極順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，那么該組同學(xué)是用了下面哪組裝置()A.B.C.D.解析：選B當(dāng)開(kāi)關(guān)接通瞬間，線圈b中沒(méi)有電源，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，線圈b中沒(méi)有電流，則線圈a中不會(huì)產(chǎn)生磁通量變化，因此均不導(dǎo)致小磁針N極轉(zhuǎn)動(dòng)，故A、C、D錯(cuò)誤；電池通電的瞬間，線圈a中產(chǎn)生電流，根據(jù)安培定則，結(jié)合楞次定律，電流的方向由c到d，cd導(dǎo)線下方的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，則小磁針N極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，S極向紙外偏轉(zhuǎn)，那么從上向下俯視看，小磁針N極順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，故B正確．2．航母上飛機(jī)彈射起飛所利用的電磁驅(qū)動(dòng)原理如圖所示．合上開(kāi)關(guān)S的瞬間，處于線圈左側(cè)的金屬環(huán)被彈射出去．則下列說(shuō)法正確的是()A．開(kāi)關(guān)S合上瞬間，從右向左看環(huán)中有逆時(shí)針?lè)较蚋袘?yīng)電流B．金屬環(huán)向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將有收縮趨勢(shì)C．若將電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)不能向左彈射D．若將金屬環(huán)置于線圈的右側(cè)，環(huán)將向右彈射解析：選D線圈中電流為左側(cè)流入，磁場(chǎng)方向?yàn)橄蛴遥陂]合開(kāi)關(guān)的過(guò)程中，磁場(chǎng)變強(qiáng)，則由楞次定律可知，金屬環(huán)的感應(yīng)電流由右側(cè)看為順時(shí)針，故A錯(cuò)誤；金屬環(huán)向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，穿過(guò)線圈的磁通量減小，則由楞次定律可知，為阻礙磁通量減小，故金屬環(huán)的面積有擴(kuò)張的趨勢(shì)，故B錯(cuò)誤；電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)受力向左，故仍將向左彈出，故C錯(cuò)誤；若金屬環(huán)放在線圈右方，根據(jù)“來(lái)拒去留”可得，環(huán)將向右彈射，故D正確．3.(多選)如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，放著一個(gè)平行導(dǎo)軌與線圈相連接，要使放在D中的A線圈(A、D兩線圈共面)各處受到沿半徑指向圓心的力，則金屬棒MN的運(yùn)動(dòng)情況可能是()A．加速向右運(yùn)動(dòng)B．加速向左運(yùn)動(dòng)C．減速向右運(yùn)動(dòng)D．減速向左運(yùn)動(dòng)解析：選AB要使線圈A受到沿半徑指向圓心的力，也就是線圈具有收縮的趨勢(shì)，企圖通過(guò)收縮使面積減小以阻礙其磁通量的變化，顯然A線圈的原磁通量是增加的，這樣D中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)應(yīng)該增大，即MN必須向左或向右做加速運(yùn)動(dòng)．故選AB.4．利用如圖所示的電路研究楞次定律，閉合電鍵S后，將線圈A插入線圈B中時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)G的指針向左偏一下，則下列判斷正確的是()A．閉合或斷開(kāi)電鍵S時(shí)，電流計(jì)的指針均向左偏B．閉合電鍵S后，向左移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P，電流計(jì)的指針向右偏C．調(diào)換電源極性后，閉合電鍵S，電流計(jì)的指針右偏D．調(diào)換電源極性后，向左移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P，電流計(jì)的指針向左偏解析：選C閉合開(kāi)關(guān)，將線圈A插入線圈B中時(shí)，穿過(guò)線圈B的磁通量增大，靈敏電流計(jì)的指針向左偏．當(dāng)斷開(kāi)電鍵S時(shí)穿過(guò)線圈B的磁通量減小，則感應(yīng)電流的方向相反，電流計(jì)的指針向右偏，故A錯(cuò)誤；當(dāng)閉合電鍵，A插進(jìn)B后保持不動(dòng)，再將滑動(dòng)變阻器的觸頭P迅速向左移動(dòng)，磁場(chǎng)方向不變，而導(dǎo)致穿過(guò)線圈B的磁通量增大，則靈敏電流計(jì)指針將向左偏轉(zhuǎn)，故B錯(cuò)誤；調(diào)換電源極性后，閉合電鍵S，原線圈內(nèi)的電流的方向相反，則感應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向相反，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向相反，則電流計(jì)的指針右偏，故C正確；調(diào)換電源極性后，閉合電鍵S，原線圈內(nèi)的電流的方向相反，所以將滑動(dòng)變阻器的觸頭P迅速向左移動(dòng)，磁場(chǎng)方向相反，而導(dǎo)致穿過(guò)線圈B的磁通量增大，則靈敏電流計(jì)指針將向右偏轉(zhuǎn)，故D錯(cuò)誤．5．如圖所示，試判定當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合和斷開(kāi)瞬間，線圈ABCD中的電流方向．解析：當(dāng)S閉合時(shí)：①研究的回路是ABCD，穿過(guò)回路的磁場(chǎng)是電流I產(chǎn)生的磁場(chǎng)，方向(由安培定則判知)垂直于紙面向里如圖所示，且磁通量增加．②由楞次定律得知感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向應(yīng)和B原相反，即方向垂直于紙面向外．③由安培定則判知線圈ABCD中感應(yīng)電流方向是A→B→C→D→A.當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)：①研究的回路仍是線圈ABCD，穿過(guò)回路的原磁場(chǎng)仍是電流I產(chǎn)生的磁場(chǎng)，方向(由安培定則判知)垂直于紙面向里，且磁通量減少．②由楞次定律得知感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向應(yīng)和B原相同，即方向垂直于紙面向里．③由安培定則判知感應(yīng)電流方向是A→D→C→B→A.答案：S閉合時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)锳→B→C→D→A，S斷開(kāi)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)锳→D→C→B→A6．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于邊長(zhǎng)為2l的正方形范圍內(nèi)，有一個(gè)電阻為R、邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框abcd，沿垂直于磁感線方向，以速度v勻速通過(guò)磁場(chǎng)，如圖所示，從ab進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)．(1)畫出穿過(guò)線框的磁通量隨時(shí)間變化的圖象；(2)判斷線框中有無(wú)感應(yīng)電流．若有，請(qǐng)判斷出感應(yīng)電流的方向；若無(wú)，請(qǐng)說(shuō)明理由．解析：線框穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程可分為三個(gè)階段：進(jìn)入磁場(chǎng)階段(只有ab邊在磁場(chǎng)中)、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段(ab、cd兩邊都在磁場(chǎng)中)、離開(kāi)磁場(chǎng)階段(只有cd邊在磁場(chǎng)中)．(1)①線框進(jìn)入磁場(chǎng)階段：t為0～eq\f(l,v)，線框進(jìn)入磁場(chǎng)中的面積與時(shí)間成正比，S＝lvt，Φ＝BS＝Blvt最后為Φ＝BS＝Bl2.②線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段：t為eq\f(l,v)～eq\f(2l,v)，線框磁通量為Φ＝Bl2，保持不變．③線框離開(kāi)磁場(chǎng)階段：t為eq\f(2l,v)～eq\f(3l,v)，Φ＝Bl[l－(vt－2l)]＝Bl(3l－vt)線框磁通量線性減小，最后為零．磁通量隨時(shí)間變化的圖象如圖所示：(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)階段，穿過(guò)線框的磁通量增加，線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，由右手定則可知，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍€框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段，穿過(guò)線框的磁通量保持不變，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生．線框離開(kāi)磁場(chǎng)階段，穿過(guò)線框的磁通量減少，線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流．由右手定則可知，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较虼鸢福?1)見(jiàn)解析(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)階段，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?；線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段，無(wú)感應(yīng)電流；線框離開(kāi)磁場(chǎng)階段，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较虻?節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1．理解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的概念．2．理解法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容，能定量計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小；會(huì)計(jì)算導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．3．會(huì)用楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向．|基礎(chǔ)知識(shí)·填一填|一、電磁感應(yīng)定律1．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(1)定義：在eq\x(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)．(2)電源：產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分eq\x(2)導(dǎo)體相當(dāng)于電源．(3)產(chǎn)生條件：穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化，與電路是否閉合eq\x(3)無(wú)關(guān)．2．電磁感應(yīng)定律(1)內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的eq\x(4)變化率成正比，后人稱之為法拉第電磁感應(yīng)定律．(2)表達(dá)式：E＝eq\x(5)eq\f(ΔΦ,Δt)(單匝線圈)；E＝eq\x(6)neq\f(ΔΦ,Δt)(n匝線圈)．二、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1．垂直切割：導(dǎo)體棒垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)，B、l、v兩兩垂直時(shí)，如圖甲所示，E＝eq\x(7)Blv.2．不垂直切割：導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直，與磁感線方向夾角為θ時(shí)，如圖乙所示，則E＝eq\x(8)Blv1＝eq\x(9)Blvsin_θ.三、反電動(dòng)勢(shì)1．定義：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于切割磁感線，線圈中產(chǎn)生的eq\x(10)削弱電源電動(dòng)勢(shì)作用的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．2．作用：eq\x(11)阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)．|基礎(chǔ)小題·做一做|1．正誤判斷(1)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，不一定產(chǎn)生感應(yīng)電流．(√)(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量大小有關(guān)．(×)(3)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和磁通量Φ均與線圈匝數(shù)有關(guān)．(×)(4)如圖甲所示，線圈以恒定速度v從圖示位置向上離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程中感應(yīng)電流逐漸變大．(×)(5)如圖乙所示，導(dǎo)體棒平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為Blv.(√)(6)當(dāng)線圈減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，也存在反電動(dòng)勢(shì)．(√)2．閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一閉合電路的下列哪個(gè)物理量成正比()A．磁通量 B．磁感應(yīng)強(qiáng)度C．磁通量的變化率 D．磁通量的變化量解析：選C根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律表達(dá)式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)知，閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比，而與磁通量Φ、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量的變化量ΔΦ無(wú)關(guān)，所以選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確．3．如圖所示的情況中，長(zhǎng)度為l的金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Blv的是()A．乙和丁 B．甲、乙、丁C．甲、乙、丙、丁 D．只有乙解析：選D只有乙圖中導(dǎo)體切割磁感線的有效長(zhǎng)度為l，故D正確．4．通電后的電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不易被燒壞，而由于機(jī)械故障卡住不轉(zhuǎn)時(shí)容易被燒壞，你知道這其中的道理嗎？提示：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，抵消電源電動(dòng)勢(shì)的一部分作用，使電路中電流減??；電動(dòng)機(jī)被卡住不轉(zhuǎn)時(shí)，無(wú)反電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，線圈中電流會(huì)很大，電動(dòng)機(jī)也就容易被燒壞了．|核心知識(shí)·記一記|1．閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比，與磁通量大小無(wú)關(guān)．2．導(dǎo)線切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為E＝Blvsinθ，其中θ表示v與B之間的夾角．3．電動(dòng)機(jī)線圈中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)的作用是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)．當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，反電動(dòng)勢(shì)消失，電流會(huì)很大，容易燒毀電動(dòng)機(jī)．★要點(diǎn)一對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解|要點(diǎn)梳理|1．磁通量Φ、磁通量的變化量ΔΦ、磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)的比較磁通量Φ磁通量的變化量ΔΦ磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)物理意義某時(shí)刻穿過(guò)磁場(chǎng)中某個(gè)面的磁感線條數(shù)，Φ是狀態(tài)量穿過(guò)某個(gè)面的磁通量的變化，ΔΦ是過(guò)程量表示磁場(chǎng)中穿過(guò)某個(gè)面的磁通量的變化快慢大小計(jì)算Φ＝BS，S為在與B垂直方向上的投影面積ΔΦ＝Φ2－Φ1ΔΦ＝BΔS(B不變)或ΔΦ＝ΔBS(S不變)eq\f(ΔΦ,Δt)＝Beq\f(ΔS,Δt)(B不變)或eq\f(ΔΦ,Δt)＝Seq\f(ΔB,Δt)(S不變)關(guān)系Φ、ΔΦ、eq\f(ΔΦ,Δt)均與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān)．Φ大，eq\f(ΔΦ,Δt)不一定大；ΔΦ大，eq\f(ΔΦ,Δt)也不一定大．Φ、ΔΦ、eq\f(ΔΦ,Δt)的大小沒(méi)有直接關(guān)系，可與運(yùn)動(dòng)學(xué)中v、Δv、eq\f(Δv,Δt)三者的關(guān)系類比2.對(duì)公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)的理解(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大小取決于穿過(guò)電路的磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)，而與Φ的大小、ΔΦ的大小沒(méi)有必然的關(guān)系，與電路的電阻R無(wú)關(guān)；感應(yīng)電流的大小與E和回路總電阻R有關(guān)．(2)磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)，是Φ-t圖象上某點(diǎn)切線的斜率，可反映單匝線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向．(3)E＝neq\f(ΔΦ,Δt)只表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，不涉及其正負(fù)，計(jì)算時(shí)ΔΦ應(yīng)取絕對(duì)值．感應(yīng)電流的方向，可以用楞次定律去判定．3．感應(yīng)電荷量的計(jì)算由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)可求得平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)閉合電路歐姆定律可求得電路中的平均電流eq\x\to(I)＝eq\f(E,R)＝eq\f(nΔΦ,Δt·R).通過(guò)電路中導(dǎo)體橫截面的感應(yīng)電量Q＝eq\x\to(I)Δt＝neq\f(ΔΦ,R).|例題展示|【例1】下列幾種說(shuō)法中正確的是()A．線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大B．線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大C．線圈放在磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大D．線圈中磁通量變化越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大[解析]感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和磁通量的大小、磁通量變化量的大小以及磁場(chǎng)的強(qiáng)弱均無(wú)關(guān)，它由磁通量的變化率決定，故選D.[答案]D【例2】(多選)如圖甲所示線圈的匝數(shù)n＝100，橫截面積S＝50cm2，線圈總電阻r＝10Ω，沿軸向有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，設(shè)圖示磁場(chǎng)方向?yàn)檎?，磁?chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按如圖乙所示規(guī)律變化，則在開(kāi)始的0.1s內(nèi)()A．磁通量的變化量為0.25WbB．磁通量的變化率為2.5×10－2Wb/sC．a(chǎn)、b間電壓為零D．在a、b間接一個(gè)理想電流表時(shí)，電流表的示數(shù)為0.25A[解析]通過(guò)線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)，若設(shè)Φ2＝B2S為正，則線圈中磁通量的變化量為ΔΦ＝B2S－(－B1S)，代入數(shù)據(jù)即ΔΦ＝(0.1＋0.4)×50×10－4Wb＝2.5×10－3Wb，A錯(cuò)誤；磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(2.5×10－3,0.1)Wb/s＝2.5×10－2Wb/s，B正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，當(dāng)a、b間斷開(kāi)時(shí)，其間電壓等于線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝2.5V且恒定，C錯(cuò)誤；在a、b間接一個(gè)理想電流表時(shí)相當(dāng)于a、b間接通而形成回路，回路總電阻即為線圈的總電阻，故感應(yīng)電流大小I＝eq\f(E,r)＝0.25A，D正確．[答案]BD[規(guī)律方法]運(yùn)用E＝neq\f(ΔΦ,Δt)求解的三種思路(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，垂直于磁場(chǎng)的回路面積S發(fā)生變化，則E＝nBeq\f(|ΔS|,Δt).(2)垂直于磁場(chǎng)的回路面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化，則E＝nSeq\f(|ΔB|,Δt).(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B、垂直于磁場(chǎng)的回路面積S均發(fā)生變化，則E＝neq\f(|Φ2－Φ1|,Δt).|對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練|1．(多選)(2018·河南永年一中月考)如圖所示，長(zhǎng)直導(dǎo)線通以方向向上的恒定電流i，矩形金屬線圈abcd與導(dǎo)線共面，線圈的長(zhǎng)是寬的2倍，第一次將線圈由靜止從位置Ⅰ平移到位置Ⅱ停下，第二次將線圈由靜止從位置Ⅰ繞過(guò)d點(diǎn)垂直紙面的軸線旋轉(zhuǎn)90°到位置Ⅲ停下，兩次變換位置的過(guò)程所用的時(shí)間相同，以下說(shuō)法正確的是()A．兩次線圈所產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等B．兩次線圈所產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不相等C．兩次通過(guò)線圈導(dǎo)線橫截面積的電量相等D．兩次通過(guò)線圈導(dǎo)線橫截面積的電量不相等解析：選BD根據(jù)通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布可知，兩次通過(guò)線圈的磁通量不同，根據(jù)eq\x\to(E)＝neq\f(ΔΦ,Δt)可知，線圈所產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)q＝neq\f(ΔΦ,R)可知兩次通過(guò)線圈導(dǎo)線橫截面積的電量不相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．2．(2019·遼寧撫順六校聯(lián)考)如圖甲所示，n＝15匝的圓形線圈M，其電阻為1Ω，它的兩端點(diǎn)a、b與阻值為2Ω的定值電阻R相連，穿過(guò)線圈的磁通量的變化規(guī)律如圖乙所示．則()A．線圈中感應(yīng)電流是順時(shí)針?lè)较駼．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為1.5VC．電路中電流是1AD．電阻R的熱功率是3W解析：選C由Φ-t圖象知，穿過(guò)M的磁通量均勻增加，根據(jù)楞次定律可知線圈中感應(yīng)電流是逆時(shí)針?lè)较颍x項(xiàng)A錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝15×eq\f(0.08,0.4)V＝3V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由閉合電路歐姆定律得：I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(3,2＋1)A＝1A，選項(xiàng)C正確；電阻R的熱功率是P＝I2R＝12×2W＝2W，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．★要點(diǎn)二公式E＝Blv的理解和應(yīng)用|要點(diǎn)梳理|1．導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(1)對(duì)公式E＝Blvsinθ的理解：①該公式可看成法拉第電磁感應(yīng)定律的一個(gè)推論，通常用來(lái)求導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)速度為v時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，隨著v的變化，E也相應(yīng)變化；若v為平均速度，則E也為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．②當(dāng)B、l、v三個(gè)量方向互相垂直時(shí)，θ＝90°，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，E＝Blv；當(dāng)有任意兩個(gè)量的方向互相平行時(shí)，θ＝0°，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，E＝0.(2)有效長(zhǎng)度：E＝Blv中的l應(yīng)理解為導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的有效長(zhǎng)度，導(dǎo)體切割磁感線的情況應(yīng)取與B和v垂直的等效導(dǎo)體長(zhǎng)度．2．導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)當(dāng)導(dǎo)體繞一端轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)如圖所示，由于導(dǎo)體上各點(diǎn)的速度不同，自圓心向外隨半徑增大，速度是均勻增加的，所以導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的平均速度為eq\x\to(v)＝eq\f(0＋ωl,2)＝eq\f(ωl,2)，由公式E＝Bleq\x\to(v)得，E＝B·l·eq\f(ωl,2)＝eq\f(1,2)Bl2ω.3．公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)與E＝Blvsinθ的區(qū)別與聯(lián)系E＝neq\f(ΔΦ,Δt)E＝Blvsinθ區(qū)別求的是Δt時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．E與某段時(shí)間或某個(gè)過(guò)程相對(duì)應(yīng)求的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E與某個(gè)時(shí)刻或某個(gè)位置相對(duì)應(yīng)求的是整個(gè)電路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．整個(gè)電路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)，其電路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定為零求的是電路中的一部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由于是整個(gè)電路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，因此電源部分不容易確定是由一部分導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，該部分導(dǎo)體就相當(dāng)于電源聯(lián)系公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)和E＝Blvsinθ是統(tǒng)一的，當(dāng)Δt→0時(shí)，E為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，只是由于高中數(shù)學(xué)知識(shí)所限，現(xiàn)在還不能這樣求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而公式E＝Blvsinθ中的v若代入平均速度，則求出的E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)|例題展示|【例3】如圖所示，MN、PQ為兩條平行的水平放置的金屬導(dǎo)軌，左端接有定值電阻R，金屬棒ab斜放在兩導(dǎo)軌之間，與導(dǎo)軌接觸良好，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，設(shè)金屬棒與兩導(dǎo)軌接觸點(diǎn)之間的距離為L(zhǎng)，金屬棒與導(dǎo)軌間夾角為60°，以速度v水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)軌和金屬棒的電阻，則流過(guò)金屬棒中的電流為()A．I＝eq\f(BLv,R) B．I＝eq\f(\r(3)BLv,2R)C．I＝eq\f(BLv,2R) D．I＝eq\f(\r(3)BLv,3R)[解析]金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)，所以平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小等于瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。}中金屬棒的有效長(zhǎng)度為eq\f(\r(3)L,2)，故E＝Bveq\f(\r(3)L,2).根據(jù)閉合電路歐姆定律得I＝eq\f(\r(3)BLv,2R)，故B正確．[答案]B【例4】長(zhǎng)為l的金屬棒ab以a點(diǎn)為軸在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求：(1)ab棒各點(diǎn)的平均速率；(2)ab兩端的電勢(shì)差；(3)經(jīng)時(shí)間Δt金屬棒ab所掃過(guò)面積中磁通量為多少？此過(guò)程中平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大？[解析](1)ab棒各點(diǎn)的平均速率eq\x\to(v)＝eq\f(va＋vb,2)＝eq\f(0＋ωl,2)＝eq\f(1,2)ωl.(2)ab兩端的電勢(shì)差：E＝Bleq\x\to(v)＝eq\f(1,2)Bl2ω.(3)經(jīng)時(shí)間Δt金屬棒ab所掃過(guò)的扇形面積為ΔS，則：ΔS＝eq\f(1,2)l2θ＝eq\f(1,2)l2ωΔt，ΔΦ＝BΔS＝eq\f(1,2)Bl2ωΔt.由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(\f(1,2)Bl2ωΔt,Δt)＝eq\f(1,2)Bl2ω.[答案](1)eq\f(1,2)ωl(2)eq\f(1,2)Bl2ω(3)eq\f(1,2)Bl2ωΔteq\f(1,2)Bl2ω|對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練|1．(多選)一根直導(dǎo)線長(zhǎng)0.1m，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以10m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，則導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的說(shuō)法正確的是()A．一定為0.1V B．可能為零C．可能為0.01V D．最大值為0.1V解析：選BCD當(dāng)公式E＝Blv中B、l、v互相垂直而導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大：Em＝Blv＝0.1×0.1×10V＝0.1V，考慮到它們?nèi)叩目臻g位置關(guān)系，B、C、D正確，A錯(cuò)誤．2.(多選)(2016·全國(guó)卷Ⅱ)法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示．銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸．圓盤處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中．圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，關(guān)于流過(guò)電阻R的電流，下列說(shuō)法正確的是()A．若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒定，則電流大小恒定B．若從上向下看，圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則電流沿a到b的方向流動(dòng)C．若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可能發(fā)生變化D．若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍解析：選AB由右手定則知，圓盤按如題圖所示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流沿a到b的方向流動(dòng)，選項(xiàng)B正確；由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝eq\f(1,2)Bl2ω知，角速度恒定，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，電流大小恒定，選項(xiàng)A正確；角速度大小變化，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小變化，但感應(yīng)電流方向不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若ω變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，電流變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，由P＝I2R知，電流在R上的熱功率變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．3.如圖所示，邊長(zhǎng)為a的正方形閉合線框ABCD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞AB邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，初始時(shí)刻線框所在平面與磁感線垂直，經(jīng)過(guò)t時(shí)刻轉(zhuǎn)過(guò)120°角，求：(1)線框內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在t時(shí)間段內(nèi)的平均值；(2)轉(zhuǎn)過(guò)120°角時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值．解析：(1)設(shè)初始時(shí)刻磁感線從線框反面穿入，此時(shí)磁通量Φ1＝－Ba2，t時(shí)刻后Φ2＝eq\f(1,2)Ba2，磁感線從正面穿入，磁通量的變化量為ΔΦ＝eq\f(3Ba2,2)，則eq\x\to(E)＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(3Ba2,2t).(2)計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值要用公式E＝Blvsinθ.v＝eq\f(2πa,3t)，θ＝120°，所以E＝eq\f(\r(3)πBa2,3t).答案：(1)eq\f(3Ba2,2t)(2)eq\f(\r(3)πBa2,3t)[課堂小結(jié)]「基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練」1．關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是()A．線圈放在磁場(chǎng)中就一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流B．閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流C．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原來(lái)磁場(chǎng)的磁通量的變化D．穿過(guò)線圈的磁通量變化量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大解析：選C感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是，只有穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，線圈中才會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A錯(cuò)誤；閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，若穿過(guò)線圈的磁通量變化，則產(chǎn)生感應(yīng)電流，若穿過(guò)線圈的磁通量不變，則沒(méi)有感應(yīng)電流，故B錯(cuò)誤；電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總阻礙原來(lái)磁場(chǎng)的磁通量的變化，即原來(lái)的磁場(chǎng)增強(qiáng)，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反，若原磁場(chǎng)減弱，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同，故C正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，穿過(guò)線圈的磁通量變化量越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，而穿過(guò)線圈的磁通量變化量大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定大，故D錯(cuò)誤．2.如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一個(gè)水平放置的金屬棒ab以水平初速度v0拋出，設(shè)運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中棒的取向不變且不計(jì)空氣阻力，則金屬棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小將()A．越來(lái)越大 B．越來(lái)越小C．保持不變 D．無(wú)法確定解析：選CE＝BLvsinθ＝BLvx，ab做平拋運(yùn)動(dòng)，水平速度保持不變，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變．3.(2019·阜寧期中)如圖所示，條形磁鐵位于線圈的軸線上，下列過(guò)程中，能使線圈中產(chǎn)生最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的是()A．條形磁鐵沿軸線緩慢插入線圈B．條形磁鐵沿軸線迅速插入線圈C．條形磁鐵在線圈中保持相對(duì)靜止D．條形磁鐵沿軸線從線圈中緩慢拔出解析：選B根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化率成正比，磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大．條形磁鐵沿軸線緩慢插入線圈與條形磁鐵沿軸線迅速插入線圈，磁通量變化相同，迅速插入時(shí)間短，電動(dòng)勢(shì)大，條形磁鐵在線圈中保持相對(duì)靜止無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)