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第九章 电磁感应
第一讲 电磁感应现象 楞次定律
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幻灯片 4知识点一 电磁感应现象
1．电磁感应现象
当穿过闭合电路的 发生变化时，电路中有 产生的现象．
2．产生感应电流的条件及情形
(1)条件：①电路 ；② 发生变化，即ΔΦ≠0.
(2)情形：①闭合电路的一部分导体在磁场内做 运动，②穿过 电路的 发生变化．
磁通量
感应电流
闭合
磁通量
闭合
磁通量
切割磁感线
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1．产生电磁感应现象的实质
穿过电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电动势．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．
2．磁通量发生变化的三种常见情况
(1)磁场强弱不变，回路面积改变；
(2)回路面积不变，磁场强弱改变；
(3)回路面积和磁场强弱均不变，但二者的相对位置发生改变．
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1.如图所示，在竖直向下足够大的匀强磁场中，有一闭合导体环，环面与磁场垂直．当导体环在磁场中完成下述运动时，可能产生感应电流的是( )
A．导体环保持水平在磁场中向上或向下运动
B．导体环保持水平向左或向右加速平动
C．导体环绕垂直环面、通过环心的轴转动
D．导体环以一条直径为轴，在磁场中转动
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解析：只要导体环在匀强磁场中保持水平，无论它如何运动，穿过环的磁通量都不变，都不会产生感应电流．导体环绕通过直径的轴在磁场中转动时，穿过环的磁通量改变，会产生感应电流，D项正确．
答案：D
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幻灯片 8知识点二 楞次定律 右手定则
1．楞次定律
(1)内容：感应电流的磁场总是要 引起感应电流的 的变化Zx x k
(2)适用情况：所有电磁感应现象．
阻碍
磁通量
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2．右手定则
(1)内容：伸开右手，使拇指跟其余四指垂直 ，并且都跟手掌在同一平面内，让 从掌心进入，拇指指向导体 ，其余四指所指的方向，就是 的方向．
(2)适用情况：导体 产生感应电流．
磁感线
感应电流
运动的方向
切割磁感线
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对楞次定律的理解及应用
1．因果关系：应用楞次定律实际上就是寻求电磁感应中的因果关系．磁场发生变化是原因，产生感应电流是结果，原因产生结果，结果又反过来影响原因．
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幻灯片 112．楞次定律中“阻碍”的含义
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3．楞次定律的推广含义
(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”．
(2)阻碍(导体的)相对运动——“来拒去留”．
(3)磁通量增加，线圈面积“缩小”，磁通量减小，线圈面积“扩张”．
(4)阻碍线圈自身电流的变化(自感现象)．
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2．如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外．一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)，则( )
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A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a
B．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a
C．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右Zx x k
D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左
解析：由楞次定律可判断，导线框进入磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a；导线框离开磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a，故A、B错误．
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根据楞次定律的推广含义，感应电流总是阻碍导体和磁场间的相对运动，故进入和离开磁场时导线框受到的安培力方向均是水平向左，故C错，D正确．
答案：D
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(2013·苏北联考)如图所示，一条形磁铁从左向右匀速穿过线圈，当磁铁经过A、B两位置时，线圈中
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幻灯片 18A．感应电流方向相同，感应电流所受作用力的方向相同
B．感应电流方向相反，感应电流所受作用力的方向相反
C．感应电流方向相反，感应电流所受作用力的方向相同
D．感应电流方向相同，感应电流所受作用力的方向相反
解析：当磁铁经过A位置时，线圈中磁通量增大，由楞次定律可知，线圈中感应电流为顺时针方向；当磁铁经过B位置时，线圈中磁通量减小，由楞次定律可知，线圈中感应电流仍为顺时针方向，感应电流所受作用力的方向相同，选项A、B、D错误，C正确．
答案：C
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幻灯片 19 应用楞次定律解题的一般程序
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幻灯片 20【变式训练】1.(2013·济南检测)如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下．在将磁铁的S极插入线圈的过程中( )
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幻灯片 21A．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥
B．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥
C．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互吸引
D．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互吸引
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解析：由楞次定律可知，在将磁铁的S极插入线圈的过程中，通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥，选项B正确，A、C、D错误．
答案：B
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如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出．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，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中．下列说法中正确的是
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幻灯片 24A．当金属棒ab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ab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ab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ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点
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解答本题首先要明确磁场的方向，再假设能形成闭合电路，然后用右手定则判断感应电流的电流方向，从而判断电势的高低端．
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解析：当金属棒向右匀速运动而切割磁感线时，金属棒产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流方向由a→b.根据电流从电源(ab相当于电源)正极流出沿外电路回到电源负极的特点，可以判断b点电势高于a点．又左线圈中的感应电动势恒定，则感应电流也恒定，所以穿过右线圈的磁通量保持不变，不产生感应电流．
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幻灯片 27当ab向右做加速运动时，由右手定则可推断φb>φa，电流沿逆时针方向．又由E＝BLv可知ab导体两端的E不断增大，那么左边电路中的感应电流也不断增大，由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的，并且场强不断增强，所以右边电路的线圈中的向上的磁通量不断增加．由楞次定律可判断右边电路的感应电流方向应沿逆时针，而在右线圈形成的电路中，感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上．把这个线圈看作电源，由于电流是从c沿内电路(即右线圈)流向d，所以d点电势高于c点．
答案：BD
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楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的应用技巧
1．规律比较
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2.应用区别
关键是抓住因果关系：
(1)因电而生磁(I→B)→安培定则；
(2)因动而生电(v、B→I)→右手定则；
(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则．
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3．相互联系
(1)应用楞次定律，一般要用到安培定则；
(2)研究感应电流受到的安培力，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力的方向，有时也可以直接应用楞次定律的推论确定．
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幻灯片 31【变式训练】2.如图所示，在匀强磁场中放有平行金属导轨，它与大线圈M相连接，要使小线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面)( )
A．向右匀速运动
B．向左加速运动
C．向右减速运动
D．向右加速运动
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幻灯片 32解析：欲使N线圈中产生顺时针的感应电流，感应电流的磁场方向垂直于纸面向里，由楞次定律可知有两种情况：一是M中有顺时针方向的逐渐减小的电流，该电流产生的穿过N线圈的磁通量在减少；二是M中有逆时针方向的逐渐增大的电流，该电流产生的穿过N线圈的磁通量在增大．因此，对于第一种情况，应使ab减速向右运动；对于第二种情况，应使ab加速向左运动．当ab匀速运动时，在M中产生的感应电流是稳定的，穿过N线圈的磁通量不再变化，N中无感应电流．故选项B、C正确．
答案：BC
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幻灯片 34活页作业（二十六）
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