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第九章第1单元 电磁感应产生的条件 楞次定律
【教学目标】
1．理解产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。
2．会用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向。
【教学内容】
一、 磁通量
1．定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向 的面积S和B的乘积．
2．公式：Φ＝
适用条件：(1)匀强磁场．
(2)S为垂直磁场的有效面积．
3．磁通量是 (填“标量”或“矢量”)．
4．磁通量的意义：
(1)磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数．
(2)同一线圈平面，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．
练习1.正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为 (　　)
A. B.
C．BL2 D．NBL2

练习2.一个电阻为R、面积为S的单匝矩形导线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45°角，O、O′分别是ab边和cd边的中点．现将线框右半边ObcO′绕OO′逆时针旋转90°到图乙所示位置．在这一过程中，回路中的电荷量是 (　　)

A. B. C. D．0

二、电磁感应现象：
1．电磁感应现象：当穿过闭合电路的磁通量 时，电路中有 产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应．
2．产生感应电流的条件：(1) 回路；(2) 变化．
3．能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为 ．

【例1】如图所示，竖直放置的长直导线中通过恒定电流，一矩形导线框abcd与通电导线共面放置，且ad边与通电导线平行．下述情况中，能在回路中产生感应电流的是(　 　)
A．线框向右平动 B．线框与电流方向同向平动
C．线框以ab为轴转动 D．线框以直导线为轴转动
E．线框不动，增大导线中的电流

三、感应电流方向的判断
1．楞次定律：
(1)楞次定律的内容：感应电流具有这样的方向：感应电流的磁场总是_______引起感应电流的
___________ _的变化．
(2)对楞次定律中阻碍二字的正确理解：
①阻碍磁通量变化指：
磁通量增加时，阻碍增加(感应电流的磁场和原磁场方向相反，起抵消作用)；
磁通量减少时，阻碍减少(感应电流的磁场和原磁场方向一致，起补偿作用)，简称“ ”．
②阻碍不是阻止，只是延缓了磁通量变化的快慢，结果是增加的 ，减少的 。(3)楞次定律的应用步骤“一原、二感、三电流”
①明确原磁场的方向；
②判断原磁通量的增减情况；
③根据楞次定律确定感应电流的磁场的方向；（增反减同）
④运用安培定则判断出感生电流的方向。
【例2】 下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等情况，其中表示正确的是(　 　)

【例3】如图所示，一水平放置的矩形线圈abcd，在细长的磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，从图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在这个过程中，线圈中感应电流（ ）
A．沿abcd流动 B．沿dcba流动
C．由Ⅰ到Ⅱ都是abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是dcba流动
D．由Ⅰ到Ⅱ都是dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是abcd流动

(4)常用定性判断方法：（1）来 去 （2）敌 我 ，敌 我 （3）增 减 （4）敌转我
【例4】如图所示，通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上，当螺线管中电流I减小时(　　 )
A．环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小
B．环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小
C．环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的增大
D．环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的增大
O1
O2

【例5】如图所示，当磁铁绕O1O2轴匀速转动时，
矩形导线框（不考虑重力）将如何运动？

2．右手定则
(1)内容：伸开右手，让大拇指跟其余四指 ，并且都跟手掌在同一 ，让磁感线垂直穿入掌心，大拇指指向 的方向，其余四指所指的方向，就是感应电流的方向．
(2)适用情况： 产生感应电流．
【例5】
两根相互平行的金属导轨水平放置于图所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动．当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是(　　)
A. 导体棒CD内有电流通过，方向是D→C
B. 导体棒CD内有电流通过，方向是C→D
C．磁场对导体棒CD的作用力向左
D．磁场对导体棒AB的作用力向左

【课后训练】
1．如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动。金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是（    ）
A.a→b→c→d→a
B.d→c→b→a→d
C.先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a
D.先是a→b→c→d→a,后是d→c→b→a→d
2．如图所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是(　 　)

A．一起向左运动 B．一起向右运动
C．ab和cd相向运动，相互靠近
D．ab和cd相背运动，相互远离

3．电阻R、电容器C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁开始下落，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
4．如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引的是( )
A．向右做匀速运动 B．向左做匀速运动
C．向右做减速运动 D．向右做加速运动

5．如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大导线圈M相连接，要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨中的裸金属棒ab的运动情况是(两导线圈共面放置)(　　 )
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

6．如图甲所示，长直导线与闭合线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示．在0～T/2时间内，长直导线中电流向上，则线框中感应电流的方向与所受安培力情况是(　　)
A．0～T时间内线框受安培力的合力向左
B．0～T时间内线框中感应电流方向为顺时针方向
C．0～T时间内线框中感应电流方向先顺时针方向后逆时针方向
D．0～T/2时间内线框受安培力的合力向右，T/2～T时间内线框受安培力的合力向左

7．如图所示，金属棒ab置于水平放置的金属导体框架cdef上，棒ab与框架接触良好．从某一时刻开始，给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场，并且磁场均匀增加，ab棒仍静止，在磁场均匀增加的过程中，关于ab棒受到的摩擦力，下列说法正确的是(　　 )
A．摩擦力大小不变，方向向右 B．摩擦力变大，方向向右
C．摩擦力变大，方向向左 D．摩擦力变小，方向向左