高考物理系统性复习 (要点归纳+夯实基础练) 第一节 电磁感应现象 楞次定律（附解析）.docxVIP

第一节电磁感应现象楞次定律

【要点归纳】

一、磁通量

1．磁通量的定义式：Φ＝BS，适用条件：磁场是匀强磁场，且磁场方向与平面垂直．

2．单位：国际单位制是韦伯，简称韦，符号是Wb,1Wb＝1T·m2。

3．当平面与磁场方向不垂直时，穿过平面的磁通量可用平面在垂直于磁场B的方向的投影面积进行计算，即Φ＝BS⊥＝BScos_θ(如图)．

4．引申：B＝eq\f(Φ,S)，表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此磁感应强度B又叫磁通密度。

5．磁通量的正、负

(1)磁通量是标量，但有正、负，若以磁感线从某一面上穿入时磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时即为负值。

(2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量大小为Φ1，反向磁通量大小为Φ2，则穿过该平面的合磁通量Φ＝Φ1－Φ2。

6．磁通量的变化量

(1)当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS。

(2)当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S。

(3)B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1。但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS。

二、电磁感应的发展史

1．“电生磁”的发现：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导线能使小磁针偏转，这种作用称为电流的磁效应．

2．“磁生电”的发现：1831年，英国物理学家法拉第发现了“磁生电”的现象，这种现象叫作电磁感应，产生的电流叫作感应电流．

三、实验探究感应电流产生的条件

1．闭合电路的部分导体切割磁感线：在初中学过，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，如图所示。

导体棒左右平动、前后平动、上下平动，观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表1中。

表1

导体棒的运动

表针的摆动方向

导体棒的运动

表针的摆动方向

向右平动

向左

向后平动

不摆动

向左平动

向右

向上平动

不摆动

向前平动

不摆动

向下平动

不摆动

结论：只有左右平动时，导体棒切割磁感线，才有电流产生；前后平动、上下平动，导体棒都不切割磁感线，没有电流产生

2．向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出

如图所示，把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，或从线圈中抽出，或静止地放在线圈中。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表2中。

表2

磁铁的运动

表针的摆动方向

磁铁的运动

表针的摆动方向

N极插入线圈

向右

S极插入线圈

向左

N极停在线圈中

不摆动

S极停在线圈中

不摆动

N极从线圈中抽出

向左

S极从线圈中抽出

向右

结论：只有磁铁相对线圈运动时，才有电流产生；磁铁相对线圈静止时，没有电流产生

3．模拟法拉第的实验

如图所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，把线圈A装在线圈B的里面.观察以下四项操作中线圈B中是否有电流产生。把观察到的现象记录在表3中。

表3

操作

现象

开关闭合瞬间

有电流产生

开关断开瞬间

有电流产生

开关闭合时，滑动变阻器的滑片不动

无电流产生

开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片

有电流产生

结论：只有当线圈A中电流变化时，线圈B中才有电流产生

4．结论：不论用什么方法，不论何种原因，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。

5．可以产生感应电流的情形概括为五类：(1)变化的电流；(2)变化的磁场；(3)运动的稳恒电流；(4)运动的磁铁；(5)在磁场中运动的导体．他正确地指出感应电流与原电流的变化有关，而与原电流本身无关．法拉第把上述现象正式定名为“电磁感应”．至此，法拉第作出了划时代的发现——电磁感应现象.

四、电磁感应现象的应用

1．最早的发电机：法拉第的圆盘发电机。

2．电厂里的发电机、生产和生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据电磁感应制造的。

五、楞次定律的实验

将螺线管与电流计组成闭合回路，如图，分别将N极、S极插入、抽出线圈，如图所示，记录感应电流方向如下：

⑴线圈内磁通量增加时的情况

图号

磁场方向

感应电流的方向

感应电流的磁场方向

甲

向下

逆时针(俯视)

向上

乙

向上

顺时针(俯视)

向下

⑵线圈内磁通量减少时的情况

图号

磁场方向

感应电流的方向

感应电流的磁场方向

丙

向下

顺时针(俯视)

向下

丁

向上

逆时针(俯视)

向上

⑶结论：当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，阻碍磁通量的增加；当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，阻碍磁通量的减少．

六、楞次定律的理解

1．内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．

2．阻碍的含义：

谁在阻碍

“感应电流的磁场”在阻碍．

阻碍什么

阻碍的是“引起感应电流的磁场的磁通量的变化”，而不是阻碍的引起感应电流的磁场、也不是阻碍的引起感应电流的磁通量．

如何阻碍

磁通量增加时，阻碍其增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，起抵消