电磁感应现象产生感应电流的条件
电磁感应现象 1．电磁感应现象
当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生的现象． 2．产生感应电流的条件
(1)条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化．
(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动．
感应电流方向的判断 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磁通量的变化． (2)适用范围：一切电磁感应现象． 2．右手定则
(1)内容：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个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．
(2)适用情况：导体切割磁感线产生感应电流．
1．某学生做观察电磁感应现象的实验，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图9－1－1所示的实验电路，当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是( )
判断感应电
楞次定律右手定则
流的方向
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图9－1－1
A．开关位置接错 B．电流表的正、负极接反 C．线圈B的接头3、4接反 D．蓄电池的正、负极接反
【解析】 题图所示开关的连接不能控制含有电源的电路中电流的通断．而本实验的内容之一就是用来研究在开关通断瞬间，电流的有无是否导致磁场发生变化，进而产生感应电流的情况．因而图中接法达不到目的．关键是开关没有起到控制电源接通、断开的作用，开关应串联到电源和导线1、2之间．
【答案】 A 2.
图9－1－2
(2014·宿州一中检测)某磁场磁感线如图9－1－2，有一铜线圈自A处落至B处，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应电流方向是( )
A．始终顺时针 B．先顺时针再逆时针 C．始终逆时针 D．先逆时针再顺时针
【解析】 由题图可知，磁场方向向上，线圈下落过程中，穿过线圈的磁通量先增加后减小，由楞次定律知，感应电流的磁场方向先向下后向上，所以
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线圈中感应电流的方向先沿顺时针再沿逆时针，B正确．
【答案】 B
3．(多选)如图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向的情况，其中表示正确的是( )
【解析】 先根据楞次定律“来拒去留”判断线圈的N极和S极．A中线圈上端为N极，B中线圈上端为N极，C中线圈上端为S极，D中线圈上端为S极，再根据安培定则确定感应电流的方向，A、B错误，C、D正确．
【答案】 CD 4.
图9－1－3
(多选)(2014·重庆一中质检)在北半球，地磁场的水平分量由南向北，竖直分量竖直向下．北京平安大街上，如图9－1－3，某人骑车从东往西行驶，则下列说法正确的是( )
A．自行车左车把的电势比右车把的电势高 B．自行车左车把的电势比右车把的电势低
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C．图中辐条AB此时A端比B端的电势高 D．图中辐条AB此时A端比B端的电势低
【解析】 从东往西，车把切割地磁场的竖直分量，由右手定则知左车把电势高，而辐条切割水平分量，B端电势高，即A、D正确．
【答案】 AD
(对应学生用书第187页)
电磁感应现象发生 1.磁通量的物理意义 (1)磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数．
(2)同一平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大；当它跟磁场方向平行时，磁通量为零；当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时，磁通量为零．
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．
(2013·南昌二中质检)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线
圈B、电流计及电键如图9－1－4所示连接．下列说法中正确的是( )
的条件 www.jb000.com
图9－1－4
A．电键闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转
B．线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转 C．电键闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度
D．电键闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转 【审题指导】 能够引起线圈B中磁通量发生变化的因素有三点： (1)电键的闭合和断开．
(2)电键闭合后，线圈A插入或拔出． (3)电键闭合后，滑片P左、右滑动．
【解析】 电键闭合后，线圈A插入或拔出都会引起穿过线圈B的磁通量发生变化，从而电流计指针偏转，选项A正确；线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间，线圈B的磁通量会发生变化，电流计指针会偏转，选项B错误；电键闭合后，滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动，都会导致线圈A的电流发生变化，线圈B的磁通量变化，电流计指针都会发生偏转，选项C、D错误．
【答案】 A 【迁移应用】
1．(多选)(2013·长沙一中检测)如图9－1－5所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中有感应电流的是( )
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图9－1－5
A．线圈中通以恒定的电流
B．通电过程中，使变阻器的滑片P做匀速移动 C．通电过程中，使变阻器的滑片P做加速移动 D．将电键突然断开的瞬间
【解析】 线圈中通以恒定的电流，铜环A中磁通量不变，铜环A中没有感应电流，A错；变阻器的滑片P做匀速、加速移动时，线圈中电流变化，铜环A中磁通量发生变化，铜环A中有感应电流，B、C对；将电键突然断开的瞬间，线圈中电流变为零，铜环A中的磁通量发生变化，铜环A中有感应电流，D对．
【答案】 BCD
楞次定律的理解和 1.楞次定律中“阻碍”的含义 谁阻碍谁感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化阻碍什么阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身
错误!错误!错误!
应用 如何阻碍
2．楞次定律的使用步骤
(多选)(2013·海南高考)如图9－1－6，在水平光滑桌面上，两相同的
矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上，且每个小线
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圈都各有一半面积在金属框内．在金属框接通逆时针方向电流的瞬间( )
图9－1－6
A．两小线圈会有相互靠拢的趋势 B．两小线圈会有相互远离的趋势 C．两线圈中感应电流都沿顺时针方向
D．左边小线圈中感应电流沿顺时针方向，右边小线圈中感应电流沿逆时针方向
【审题指导】 解答本题时应注意理解以下两点：
(1)楞次定律中“阻碍”的含义是阻碍原磁通量的变化，阻碍导体的相对运动．
(2)要能根据安培定则判断出穿过两个小线圈的磁通量的变化情况． 【解析】 金属框接通电流的瞬间，两个小线圈的磁通量均增大，根据楞次定律，为了阻碍磁通量的增大，它们必须相互远离，选项A错误，B正确；由环形电流的磁场分布规律知两小线圈中原磁场方向均垂直纸面向外，根据“增反减同”原则得C正确，D错误．
【答案】 BC
楞次定律的推广应用
推广表述：感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因．其具体方式为： (1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”． (2)阻碍相对运动——“来拒去留”．
(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”． (4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”．
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【迁移应用】
●阻碍磁通量的变化——“增反减同”
2．两个大小不同的绝缘金属圆环如图9－1－7所示叠放在一起，小圆环有一半面积在大圆环内，当大圆环通上顺时针方向电流的瞬间，小圆环中感应电流的方向是( )
图9－1－7
A．顺时针方向 B．逆时针方向
C．左半圆顺时针，右半圆逆时针 D．无感应电流
【解析】 根据安培定则知，当大圆环中电流为顺时针方向时，圆环所在平面内的磁场是垂直于纸面向里的，而环外的磁场方向垂直于纸面向外，虽然小圆环在大圆环里外的面积一样，但环里磁场比环外磁场要强，净磁通量还是垂直于纸面向里．由楞次定律知，感应电流的磁场阻碍向里方向的磁通量的增强，应垂直于纸面向外，再由安培定则得出小圆环中感应电流的方向为逆时针方向，B选项正确．
【答案】 B
●阻碍相对运动——“来拒去留”
3．如图9－1－8所示，两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上，当一条形磁铁向左运动靠近两环时，两环的运动情况是( )
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图9－1－8
A．同时向左运动，间距增大 B．同时向左运动，间距减小 C．同时向右运动，间距减小 D．同时向右运动，间距增大
【解析】 当条形磁铁向左靠近两环时，两环中的磁通量都增加．根据楞次定律，两环的运动都要阻碍磁铁相对环的运动，即阻碍“靠近”，那么两环都向左运动．又由于两环中的感应电流方向相同，两环相互吸引，因而两环间距离要减小，故选项B正确．
【答案】 B
1.规律比较 基本现象 运动电荷、电流产生磁场 磁场对运动电荷、电流的作用力 电磁 感应 部分导体切割磁感线运动 闭合回路磁通量的变化 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．
应用的定则或定律 安培定则 左手定则 右手定则 楞次定律 三定则及一定律的综合应用 www.jb000.com
(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则． 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．
图9－1－9
(多选)如图9－1－9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( )
A．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 【审题指导】 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．
【解析】 本题考查了楞次定律及右手定则．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为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．
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
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强不断增强，所以右边电路线圈中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，而在右线圈组成的电路中，感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上．把这个线圈看做电源，由于电流是从c沿内电路(即右线圈)流向d，因此d点电势高于c点．
【答案】 BD 【迁移应用】 4.
图9－1－10
(多选)如图9－1－10所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是( )
A．向右加速运动
C．向右减速运动 D．向左减速运动
【解析】 当PQ向右运动时，用右手定则可判定PQ中感应电流的方向是由Q→P，由安培定则可知穿过L1的磁场方向是自下而上的；若PQ向右加速运动，则穿过L1的磁通量增加，用楞次定律可以判断流过MN的感应电流是从N→M的，用左手定则可判定MN受到向左的安培力，将向左运动，可见选项A错误；若PQ向右减速运动，流过MN的感应电流方向、感应电流所受的安培力的方向均将反向，MN向右运动，所以选项C是正确的．同理可判断B项是正确的，D项是错误的，本题正确的选项应是B、C.
【答案】 BC
B．向左加速运动
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(对应学生用书第189页)
失分点：对题意理解不准确导致错误 (2013年2月28日湖北武汉调研)如图9－1－11是生产中常用的一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B，线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合回路．下列说法中正确的是( )
图9－1－11
A．闭合开关S时，B中产生图示方向的感应电流 B．断开开关S时，B中产生与图示方向相反的感应电流 C．断开开关S时，电磁铁会继续吸住衔铁D一小段时间 D．断开开关S时，弹簧K立即将衔铁D拉起 【失误原因分析】
(1)不理解楞次定律中“阻碍”的物理意义．认为阻碍就是相反，在判断感应电流方向时出现错误．
(2)不理解“延时”的原理，在判断继电器工作状态时出现错误．
【解析】 闭合开关S时，由楞次定律知，B中产生与图示方向相反的感应电流，选项A错误．断开开关S时，B中磁通量变化产生与图示方向相同的感应电流，电磁铁会继续吸住衔铁D一小段时间，选项C正确，B、D错误．
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【答案】 C 【即学即用】
(多选)(2013·唐山一中质检)如图9－1－12所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定的匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图形．判断下列说法正确的是( )
图9－1－12
A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动 B．若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动 C．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈 D．从图中可以看出，第4个线圈是不合格线圈
【解析】 若线圈闭合进入磁场时，由于产生电磁感应现象，根据楞次定律可判断闭合线圈相对传送带向后滑动，故A对，B错；从图中可以看出，2、3两线圈间距小，3、4两线圈间距大，其余各线圈间距相同，说明第3个线圈相对传送带没有滑动，第3个线圈是不合格线圈，C对，D错． 【答案】 AC
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