内容正文:
专题67电磁感应现象、楞次定律与右手定则
【知识梳理】
一、磁通量
1.概念:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积S与B的 .
2.公式:Φ= .
3.适用条件:
(1)匀强磁场.
(2)S为垂直磁场的 面积.
4.磁通量是 (填“标量”或“矢量”).若磁场由1穿入2磁通量为正,则由2穿入1为 。
5.物理意义:
相当于穿过某一面积的 的条数.如图1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 .
(2)通过矩形a′b′cd的磁通量为 .
(3)通过矩形abb′a′的磁通量为 .
6.磁通量变化:ΔΦ=|Φ2-Φ1|.
二、电磁感应现象
1.定义:当穿过 导体回路的 发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.
2.条件
(1)条件: 电路.
(2)磁通量 .
3.实质:电磁感应现象的实质是产生 ,如果电路闭合,则有感应电流.如果电路不闭合,则只有 而无感应电流.
三、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 的变化.
(2)适用范围:一切电磁感应现象.
(3)应用楞次定律的思路:
2.右手定则
(1)内容:如图,伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直并且都与手掌在同一平面内:让 从掌心进入,并使拇指指向 的方向,这时四指所指的方向就是 的方向.
(2)适用情况: 产生感应电流.
四、楞次定律的推论
内容
例证
增反减同
磁体靠近线圈,B感与B原方向
来拒去留
磁体靠近,是 力,磁体远离,是 力,都是阻碍磁体与圆环相对运动
增缩减扩(适用于单向磁场)
P、Q是光滑固定导轨,a、b是可动金属棒,磁体下移(上移),a、b靠近(远离),使回路面积有 ( )的趋势
增离减靠
当开关S闭合时,左环向左摆动、右环向右摆动, 通电线圈。通过远离和靠近阻碍磁通量的变化。
说明
以上情况“殊途同归”,实质上都是以不同的方式阻碍 的变化
五、“三个定则”“一个定律”的比较
名称
用途
选用原则
安培定则
判断电流产生的磁场(方向)分布
因电生磁
左手定则
判断通电导线、运动电荷所受磁场力的方向
因电受力
右手定则
判断导体切割磁感线产生的感应电流方向或电源正负极
因动生电
楞次定律
判断因回路磁通量改变而产生的感应电流方向
因磁通量变化生电
【专题练习】
1.如图所示,竖直固定直导线中通以恒定电流I,附近的一闭合矩形线圈与导线在同一平面,则( )
A.导线周围的磁场方向与导线电流方向相同
B.导线周围的磁场方向与导线电流方向相反
C.若线圈竖直方向平移,线圈内会产生电流
D.若线圈水平方向平移,线圈内会产生电流
2.在如图所示的电磁感应实验中,线圈B与检流计G组成闭合电路,线圈A与电池、滑动变阻器、开关组成闭合电路,线圈A置于线圈B中。在实验中,以下的实验现象应该出现的是( )
A.在闭合开关的瞬间检流计指针将发生偏转,然后指针偏转角度维持不变
B.在闭合开关的瞬间检流计指针将发生偏转,然后指针又回到零刻度
C.闭合开关后,滑动变阻器滑片P向右或向左移动过程中,检流计指针都将不发生偏转
D.在断开开关的瞬间,检流计指针不发生偏转
3.下列给出了与感应电流产生条件相关的四幅情景图,其中判断正确的是( )
A.图甲中金属圆形线圈水平放置在通电直导线的正下方,增大直导线电流,圆线圈中有感应电流
B.图乙中长方形金属线圈在匀强磁场中垂直磁场向右加速运动时,线圈中有感应电流
C.图丙中的闭合导线框以其任何一条边为轴在磁场中旋转,都可以产生感应电流
D.图丁中金属杆在力F作用下向右运动过程中,若磁场减弱,回路可能不产生感应电流
4.如图所示,螺线管CD的导线绕法不明,当磁铁AB插入螺线管时,闭合电路中有图示方向的感应电流产生,下列关于螺线管极性的判断正确的是( )
A.C端一定是N极
B.D端一定是N极
C.C端的极性一定与磁铁B端的极性相同
D.C端的极性一定与磁铁B