2023届高考物理一轮复习：第26讲 电磁感应

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第26 讲 电磁感应
知识图谱
电磁感应现象、楞次定律
知识精讲
一．电与磁的关系
1．“电生磁”的发现：1820 年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流能够产生磁场——电流的磁效应，揭示了电
和磁之间存在着联系，并说明电流周围的磁场和磁体周围的磁场本质上是一样的。英国物理学家法拉第经过 10 年
坚持不懈的努力，于 1831 年终于取得了重大的突破，发现了利用磁场产生电流的条件。
2．“磁生电”的发现：法拉第认为既然电流能吸引小磁针运动，那么磁铁也能使导体产生电流。通过大量实
验发现，“磁生电是在一种在变化的、运动的过程中才出现的效应”。法拉第把引起电流的原因归纳为五类：
（1）变化的电流周围闭合线圈中产生感应电流；
（2）变化的磁场周围闭合线圈中产生感应电流；
（3）运动的恒定电流周围闭合线圈中产生感应电流；
（4）运动的磁铁周围闭合线圈中产生感应电流；
（5）在磁场中运动的导体（即切割磁感线）。
3．电磁感应：“磁生电”的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。产生的电势叫感应电动势。
二．电磁感应发生的条件
1．磁通量：设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为 B，平面的面积为 S，如图
所示，物理上把磁感应强度 B与面积 S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量。通常用 Φ表示磁通量，则 Φ=BS。
2．产生感应电流的典型实验
（1）实验表明：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。
（2）闭合电路的一部分导体切割磁感线时，穿过电路的磁感线条数发生变化，也产生感应电流。
（3）电磁感应现象的实质是产生了感应电动势，如果电路闭合，则产生感应电流。
（4）发生电磁感应时，其他形式的能转化为电能。
三．楞次定律
1．内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流磁通量的变化。“阻止”指的
是：当原磁通量增加时，感应电流的方向与原磁场的方向相反，而当原磁通量减小时，两磁场方向相同。“阻
碍”不等于阻止，阻碍的含义是使磁通量增加或减少的过程变慢，但磁通量仍会减少或增加。
2．楞次定律的应用：一般分为如下几个步骤：
（1）明确所研究的闭合回路，判断原磁场的方向；
（2）判断闭合回路中原磁场中磁通量的变化；
（3）由楞次定律判断感应电流的磁场方向；
（4）由右手螺旋定则判断感应电流的方向。
3．对右手定则的理解
（1）适用范围：适用于闭合回路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。
（2）伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁感线
垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，那么其余四个手指所指的方向就是感应电流的方向。
4．区分楞次定律与右手定则的关系
导体运动切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例，所以判定电流方向的右手定
则也是楞次定律的特例。用右手定则能判定的，一定也能用楞次定律判定。反之，用楞次定律能判定的，并
不是用右手定则都能判断出来。如闭合圆形导线中的磁场逐渐增强，用右手定则就难以判定，而用楞次定律
较为直观。
5．楞次定律的实质
楞次定律中“阻碍”的作用，正是能量的转化和守恒定律的反映，在克服这种阻碍作用时，其他形式的
能向电能转化。
6．楞次定律的不同表示
（1）阻碍原磁通量的变化；
（2）阻碍导体的相对运动；
（3）通过改变线圈面积来“反抗”；
（4）阻碍原电流的变化。
三点剖析
课程目标：
1．理解磁通量的变化，能够求解简单情形下的磁通量的变化量；
2．理解产生电磁感应现象的条件；
3．应用楞次定律解决问题
电磁感应现象的判断
例题1、 现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈 A、线圈 B、电流计及开关如图连接。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动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。
若将线圈 A中铁芯向上拔出，则能引起电流计的指针向________偏转；若断开开关，能引起电流计指针________
偏转；若滑动变阻器的滑动端P匀速向右滑动，能使电流计指针________偏转。
例题2、 在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是(　　)
A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化
B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化
C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化
D.绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化
随练 1、 图示为“探究感应电流方向的规律”实验时所用电路
（1）闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后将线圈 A迅速插入线圈 B时，灵敏电流计
指针将________；接着将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动，灵敏电流计指针________。（均填“向左偏”“向右
偏”或“不偏”）
（2）某同学在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，
则被电击是在拆除________（选填“A”或“B”）线圈所在电路时发生的，分析可知，要避免电击发生，在拆除电
路前应________（选填“断开开关”或“把 A、B线圈分开放置”）。
随练 2、 某同学在“探究感应电流产生的条件”的实验中，将直流电源、滑动变阻器、线圈 A（有铁芯）、线圈 B、灵敏电流计及
开关按图连接成电路．在实验中，该同学发现开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏．由此可以判断，在保持开关闭合的状态下
（ ）
A.当线圈 A拔出时，灵敏电流计的指针向左偏
B.当线圈 A中的铁芯拔出时，灵敏电流计的指针向右偏
C.当滑动变阻器的滑片匀速滑动时，灵敏电流计的指针不偏转
D.当滑动变阻器的滑片向 N端滑动时，灵敏电流计的指针向右偏
随练 3、 如图所示，正方形线圈 abcd 放在匀强磁场中，下列能使线圈中产生感应电流的是(　　)
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