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1、第一讲_电磁感应_楞次定律第1页，本讲稿共24页第2页，本讲稿共24页一、磁通量一、磁通量 1、定定义义:磁磁感感应应强强度度B与与垂垂直直磁磁场场方方向向的的面面积积S的的乘积叫穿过这个面积的磁通量，乘积叫穿过这个面积的磁通量，BS若面积若面积S与与B不垂直，应以不垂直，应以B乘以乘以S在垂直磁场方向上在垂直磁场方向上的投影面积的投影面积S，即，即BSBScos 2、磁通量的物理意义：、磁通量的物理意义：就是穿过某一面积的磁感线条数就是穿过某一面积的磁感线条数第3页，本讲稿共24页3、磁通量改变的方式：、磁通量改变的方式：（1）S变，变，B不变和不变和S、B的夹角不变的夹角不变（2）B变，变
2、，S不变和不变和S、B的夹角不变的夹角不变（3）S不变、不变、B不变，但不变，但S、B的夹角变的夹角变（4）S变、变、B变以及变以及S、B的夹角变的夹角变第4页，本讲稿共24页二、产生感应电流的条件二、产生感应电流的条件表述表述1：穿过闭合回路的磁通量发生变化：穿过闭合回路的磁通量发生变化.表述表述2：闭合电路的一部分导体做切割磁力线运动：闭合电路的一部分导体做切割磁力线运动时，有感应电流产生时，有感应电流产生.第5页，本讲稿共24页三、楞次定律三、楞次定律1 1、内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁场、内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化的磁通量的变化2.对楞
3、次定律的理解：对楞次定律的理解：(1)内容：新磁场总要阻碍原磁场的磁通量的变化。内容：新磁场总要阻碍原磁场的磁通量的变化。（2）楞次定律中）楞次定律中“阻碍阻碍”的含意：的含意：阻碍不是阻止；可理解为阻碍不是阻止；可理解为“增反、减同增反、减同”第6页，本讲稿共24页（1）阻碍导体和磁体间的相对运动。）阻碍导体和磁体间的相对运动。3、楞次定律推广式：（2）阻碍磁通量的变化。）阻碍磁通量的变化。第7页，本讲稿共24页四、利用楞次定律判定感应电流方向的一般步骤四、利用楞次定律判定感应电流方向的一般步骤 明确原磁场方向及明确原磁场方向及磁通量的变化磁通量的变化根据楞次定律确定感应电流的磁场方向根据楞
4、次定律确定感应电流的磁场方向 利用安培定则利用安培定则(右手螺旋定则右手螺旋定则)确定感应电流方向确定感应电流方向.第8页，本讲稿共24页五、右手定则五、右手定则 伸伸开开右右手手让让姆姆指指跟跟其其余余四四指指垂垂直直,并并且且都都跟跟手手掌掌在在同同一一平平面面内内,让让磁磁感感线线垂垂直直从从手手心心进进入入,拇拇指指指指向向导导体体运动方向运动方向,其余四指的方向就是感应电流的方向。其余四指的方向就是感应电流的方向。应用约定：应用约定：一一部部分分导导体体切切割割磁磁感感线线运运动动时时感感应应电电流流方方向向的判定。的判定。第9页，本讲稿共24页六、几种定则、定律的应用范围六、几种定
5、则、定律的应用范围定则、定律适用的基本物理现象安培定则(右手螺旋定则）判断电流（运动电荷）的磁场方向左手定则判断磁场对电流的安培力、磁场对运动电荷的洛仑兹力方向右手定则判断闭合电路的一部分做切割磁感线的运动时产生的感应电流方向楞次定律判断闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，或者是穿过闭合电路的磁通量发生变化时产生的感应电流的方向第10页，本讲稿共24页七、举例说明第11页，本讲稿共24页例例1、导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线中通有恒定电流I，当线框自左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流如何流动？vIabcd解：画出磁场的分布情况如图示：解：画出磁场的分布情况如图示：开始运动
6、到开始运动到A位置，向外的磁通位置，向外的磁通量增加，量增加，I 的方向为的方向为顺时针顺时针，A当当dc边进入直导线右侧边进入直导线右侧,直到线框直到线框在正中间位置在正中间位置B时时,向外的磁通量向外的磁通量减少到减少到0,I 的方向为的方向为逆时针逆时针,B接着运动到接着运动到C,向里的磁通量增加向里的磁通量增加,I 的方向为的方向为逆时针逆时针,C当当ab边离开直导线后边离开直导线后,向里的磁通量减少向里的磁通量减少,I方向为方向为顺时针顺时针.所以，感应电流的方向先是顺时针，接着为逆时针，所以，感应电流的方向先是顺时针，接着为逆时针，然后又为顺时针。然后又为顺时针。第12页，本讲稿共
7、24页例例2、如图所示，在两根平行长直导线M、N中，通以同方向，同强度的电流，导线框abcd和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速移动，在移动过程中，线框中感应电流的方向：()(A)沿abcda不变；(B)沿dcbad不变；(C)由abcda变成dcbad；(D)由dcbad变成abcda。vMNIIabcd分析分析：画出磁感应线的分布情：画出磁感应线的分布情 况如图示，况如图示，自右向左移动时，感应电流自右向左移动时，感应电流 的磁场向外，的磁场向外，所以感应电流为逆时针方向。所以感应电流为逆时针方向。B 第13页，本讲稿共24页例例3、如图所示，a、b、c
8、、d为四根相同的铜棒,c、d固定在同一水平面上，a、b对称地放在c、d棒上，它们接触良好，O点为四根棒围成的矩形的几何中心，一条形磁铁沿竖直方向向O点落下，则ab可能发生的情况是：()(A)保持静止；(B)分别远离O点；(C)分别向O点靠近；(D)无法判断。bC思考：思考：1.下图中，若磁场不变，使下图中，若磁场不变，使a 向右运动，向右运动，则则b将向将向 运动。运动。cdabB右右2.若若B 减少，减少，ab将如何运动？将如何运动？答：分别向两边远离答：分别向两边远离 vcdaO第14页，本讲稿共24页例例4、一个弹性导体做成的闭合线圈，垂直于磁场方向放置，如图示，当磁感应强度B发生变化时
9、，观察到线圈所围的面积增大了，那么磁感应强度B 的方向和大小变化的情况可能是：（）A.B的方向垂直于线圈向里，并不断增大 B.B的方向垂直于线圈向里，并不断减小 C.B的方向垂直于线圈向外，并不断增大 D.B的方向垂直线圈向外，并不断减小解：解：感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因 若磁场方向垂直于线圈，由若磁场方向垂直于线圈，由=BS ，S增大则增大则 B要减小才能阻碍磁通量的增大，与磁场方向无关。要减小才能阻碍磁通量的增大，与磁场方向无关。B D第15页，本讲稿共24页例例5、在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上置一金属杆ab，如图示（纸面即
10、水平面），在垂直纸面方向有一匀强磁场，则以下说法中正确的是：（）abA.若磁场方向垂直纸面向外并增加时，杆ab将向右移动。B.若磁场方向垂直纸面向外并减少时，杆ab将向右移动。C.若磁场方向垂直纸面向里并增加时，杆ab将向右移动。D.若磁场方向垂直纸面向里并减少时，杆ab将向右移动。点拨点拨：=BS，杆，杆ab将向右移动将向右移动 ，S增大，增大，增大，只有增大，只有B减小，才能阻碍减小，才能阻碍增大增大B D第16页，本讲稿共24页 例例6、如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd
11、，沿，沿纸面由位置纸面由位置1(左左)匀速运动到位置匀速运动到位置2(右右),则则 （）A.导线框进入磁场时，感应电流导线框进入磁场时，感应电流方向为方向为a b c d aB.导线框离开磁场时，感应电流导线框离开磁场时，感应电流方向为方向为a d c b aC.导线框离开磁场时，受到的安导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右培力方向水平向右D.导线框进入磁场时，受到的安导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左培力方向水平向左12dabcdabcD第17页，本讲稿共24页例7如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N 极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部），（）A线圈中感应
12、电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引B线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引D线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥 BSN第18页，本讲稿共24页例8.现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如下图连接，在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针和右偏转。由此可以判断（）A.线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针
13、向右偏转C.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向B第19页，本讲稿共24页例例9如如图图4所所示示，用用一一根根长长为为L质质量量不不计计的的细细杆杆与与一一个个上上弧弧长长为为l0、下下弧弧长长为为d0 的的金金属属线线框框的的中中点点联联结结并并悬悬挂挂于于O点点，悬悬点点正正下下方方存存在在一一个个上上弧弧长长为为2l0、下下弧弧长长为为2d0的的方方向向垂垂直直纸纸面面向向里里的的匀匀强强磁磁场场,且且d0L。先先将将线线框框拉拉开开到到如如图图4所所示示位位置置,松松手手后后让让线线
14、框框进进入入磁磁场场,忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是()A金属线框进入磁场时感应电流的金属线框进入磁场时感应电流的方向为方向为abc d aB金属线框离开磁场时感应电流的金属线框离开磁场时感应电流的方向为方向为a d c b aC金属线框金属线框dc边进入磁场与边进入磁场与ab边边离开磁场的速度大小总是相等离开磁场的速度大小总是相等D金属线框最终将在磁场内做简谐运动金属线框最终将在磁场内做简谐运动2l02d0LOa bcdd0l0图4BD第20页，本讲稿共24页 例10、电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示
15、。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是（）A从a到b，上极板带正电 B从a到b，下极板带正电 C从b到a，上极板带正电 D从b到a，下极板带正电 NSRCabD第21页，本讲稿共24页例11如图所示，欲使原来静止的ab杆向右移动，cd杆应（）A向右匀速运动 B向右加速运动 C向左加速运动 D向左减速运动L2L1dabcB D第22页，本讲稿共24页例12两个通信卫星在地球的赤道上空飞行，飞行方向与地球自转方向相同，为向地球传送信号，两颗卫星均有伸出卫星且指向地心的金属天线。已知卫星A为同步卫星，卫星B的半径小于卫星A的，则关于卫星天线两端电
16、势的高低，正确的是：()A卫星A靠近地心端的电势高 B卫星A靠近地心端的电势低 C卫星B靠近地心端电势高 D卫星B靠近地心端的电势低D第23页，本讲稿共24页例例13如如图图所所示示，矩矩形形线线圈圈abcd在在匀匀强强磁磁场场中中可可以以分分别别绕绕垂垂直直于于磁磁场场方方向向的的轴轴P1和和P2以以相相同同的的角角速速度度匀匀速速转转动动，当当线线圈圈平平面面转转到到与与磁磁场场方方向向平平行行时时 ()A线圈绕线圈绕P1转动时的电流转动时的电流等于绕等于绕P2转动时的电流转动时的电流 B线圈绕线圈绕P1转动时的电动转动时的电动势小于绕势小于绕P2转动时的电动势转动时的电动势 C线线圈圈绕绕P1和和P2转转动动时时电电流流的的方方向向相相同同，都都是是abcd D 线圈绕线圈绕P1转动时转动时dc边受到的安培力大于绕边受到的安培力大于绕P2转转动时动时dc边受到的安培力边受到的安培力 dabcBP1P2A第24页，本讲稿共24页