有关电磁感应的几个小专题（一） （一）学习磁场和电磁感应你注意了吗？
磁场和电磁感应部分主要讲了两个定则，左手定则和右手定则；两个定律，楞次定律和法拉第电磁感应定律以及一些基本概念。在考查一些物理量之间的关系以及一些基本概念时，许多学生经常混淆，陷入一些选择题的解答误区。下面通过本节课引起同学们的注意。 1. 导体受的安培力为零，该处的磁感应强度可以不是零，你注意了吗？ 解析：导体受的安培力F?BILsin?，?是B与I的夹角，当B与I时平行时，B与I均不为零，但安培力却为零。
2. 导体受的安培力一定垂直B和I，但B和I却不一定垂直，你注意了吗？
解析：由左手定则可知，安培力一定垂直于B和I决定的平面，所以安培力一定垂直B也一定垂直I，但B和I却不一定垂直。
3. 线圈面积越大，磁通量不一定越大，你注意了吗？ 解析：磁通量??BS，S是指充满磁感线且与磁感线垂直的投影面积。不一定是线圈面积，如果线圈平面与磁感线平行，即使线圈面积再大，磁通量总为零。 4. 线圈面积大，穿过的磁通量不一定大，你注意了吗？
解析：磁通量可用穿过某一面积的磁感线的条数来表示，若穿过某面的磁感线方向相反，穿过该面的磁通量为合磁通。应取代数差。如图1所示，虽然线圈a的面积小于线圈b的面积，但通过线圈a的磁通量却大于穿过线圈b的磁通量。
图1
5. 线圈转过相同的角度，磁通量变化量不一定相同，你注意了吗？
解析：如图2所示，设线圈的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，当线圈从图2所示的位置转过?角时，甲图中穿过线圈的磁通量增加???BSsin?，乙图中穿过线圈的磁通量减少
???BS(1?cos?)。
图2
6. 线圈转动180?，磁通量变化量并不为零，你注意了吗？
解析：磁通量只有大小，没有方向，但它有正负，规定从一个侧面穿过的磁通量为正，则从另一个侧面穿过的磁通量为负。若匀强磁场的磁感应强度为B，线圈的面积为S，原来B和S垂直，则线圈转动180?时磁通量的变化量为???2BS。 7. 磁通量为零，感应电动势可以很大，你注意了吗？
解析：由法拉第电磁感应定律
E?n???t可知，感应电动势并不与磁通量成正比，而与磁通量
的变化率成正比，当磁通量为零时感应电动势可以很大。
8. 线圈在磁场中转动时可能产生感应电流也可能不产生，你注意了吗？
解析：产生感应电流的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化，在图3甲中，当线圈转动时穿过线圈的磁通量做周期性的变化，线圈中将产生感应电流，在图3乙中当线圈转动时穿过线圈的磁通量不发生变化，线圈中将不产生感应电流。
图3
9. 线圈做切割磁感线运动时可能产生感应电流也可能不产生，你注意了吗？
解析：在图4甲中，当线圈向右拉出时，线圈不仅切割磁感线，而且穿过线圈的磁通量在减小，所以线圈中将产生感应电流，在图4乙中线圈垂直纸面向里运动，虽然线圈切割磁感线，但穿过线圈的磁通量不发生变化，所以线圈中不产生感应电流。
图4
10. 有电势差但不一定产生感应电流，你注意了吗？
解析：如图5所示，设磁场范围足够大，当边长为L的正方形线圈以水平速度v向右匀速运动时，AC和BD两条边不切割磁感线，将不产生感应电动势。而AB和CD两条边切割磁感线将产生感应电动势。均为E?BLv，由于穿过线圈和磁通量不发生变化，线圈中将不产生感应电流，但AB和CD两端均有电势差，且UAB?UCD?BLv。
图5
（二）楞次定律的因果关系
楞次定律与力和运动的综合命题，多次以选择、填空的题型出现，充分考查考生的综合分析能力。
1. 楞次定律中的因果关系
楞次定律所提示的电磁感应过程中有两个最基本的因果关系，一是感应磁场与原磁场磁通量变化之间的阻碍与被阻碍的关系，二是感应电流与感应磁场间的产生和被产生的关系。抓住“阻碍”和“产生”这两个因果关联点是应用楞次定律解决物理问题的关键。 2. 运用楞次定律处理问题的思路
（1）判断感应电流方向类问题的思路。
运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为：“一原、二感、三电流”，即为： ① 明确原磁场：弄清原磁场的方向及磁通量的变化情况；
② 确定感应磁场：即根据楞次定律中的“阻碍”原则，结合原磁场磁通量变化情况，确定出感应电流产生的感应磁场的方向；
③ 判定电流方向：即根据感应磁场的方向，运用安培定则判断出感应电流方向。 （2）判断闭合电路（或电路中可动部分导体）相对运动类问题的分析策略。
在电磁感应问题中，有一类综合性较强的分析判断类问题，主要讲的是磁场中的闭合电路在一定条件下产生了感应电流，而此电流又处于磁场中，受到安培力作用，从而使闭合电路或电路中可动部分的导体发生了运动。对其运动趋势的分析判断可有两种思路方法：
① 常规法： 楞次定律安培定则??确定感应磁场（B感方向）??????判断 据原磁场（B原方向及??情况）????左手定则??导体受力及运动趋势。 感应电流（I感方向）????② 效果法：
由楞次定律可知，感应电流的“效果”总是阻碍引起感应电流的“原因”，深刻理解“阻碍”的含义。据“阻碍”原则，可直接对运动趋势作出判断，更简捷、迅速。
[例1] 如图1所示，通电螺线管与电源相连，在螺线管同一轴线上套有三个轻质闭合铝环，b在螺线管中央，a在螺线管左端，c在螺线管右端。当开关S闭合时，若忽略三个环中感应电流的相互作用，则（ ）
A. B.
a向左运动，c向右运动，b不动 a向右运动，c向左，b不动
C. a,b,c都向左运动
D. a,b,c都向右运动
图1
例题意图：考查楞次定律、安培定则、左手定则的综合应用能力及逻辑推理能力。B级要求。 错解分析：找不到该题中现象间的因果关系，即感应磁场与原磁场磁通量变化之间的阻碍与被阻碍关系；感应电流与感应磁场间的产生和被产生的关系；寻找不到先行现象和后继现象间的关联点，从而无法顺利地推理判断出正确选项。
解题方法与技巧：首先应弄清楚，当开关S闭合时，由通电螺线管所产生的磁场在铝环a,b,c中的磁通量变化情况。电学知识告诉我们，通电后，该螺线管的磁场等效为一个N极在左、S极在右的条形磁铁的磁场（如图2所示），当开关S闭合时，向左通过各铝环的磁通量突然增大。
图2
然后，由于向左通过各铝环的磁通量突然增大，根据楞次定律可知，各铝环的感应磁场方向必然与螺线管的磁场方向相反而向右。
接着，运用安培定则可确定，各铝环的感应电流方向如图（乙）所示，从右向左看均为逆时针方向。
最后，根据图3所提供的感应电流和原磁场的分布情况，运用左手定则可判断a,b,c三个铝环所受的安培力分别如图3所示，于是a受安掊力Fa作用，向左运动，c环受安培力Fc作用，向右运动，而由b环受力的对称性可知，b环所受的安培力Fb合力为零，b环仍然静止。因此正确答案为选项A。
图3
[例2] 如图4所示，一水平放置的圆形通电线圈1固定，另一较小的圆形线圈2从1的正上方下落，在下落过程中两线圈平面始终保持平行共轴，则线圈2从正上方下落至1的正下方过程中，从上往下看，线圈2的感应电流为（ ）
A. 无感应电流
B. 有顺时针方向的感应电流
C. 先是顺时针方向，后是逆时针方向的感应电流 D. 先是逆时针方向，后是顺时针方向的感应电流
图4
解法1：线圈1中环形电流的磁场方向由安培定则可知向上，线圈2从正上方下落到与线圈1共面的过程中穿过线圈2的磁通量增加，感应电流形成的磁场要阻碍磁通量的增加，故感应电流形成的磁场方向与线圈1的磁场方向相反，再根据安培定则判断可知，线圈2中电流方向为顺时针。在线圈2从与1共面落到正下方的过程中，穿过线圈2的磁通量减少，感应电流形成的磁场要阻碍磁通量的减少，故感应电流形成的磁场与线圈1的磁场方向相同，再根据安培定则判断可知，线圈2中电流方向为逆时针。所以答案选C。
解法2：由楞次定律可知，感应电流在原磁场所受到的作用力阻碍它们的相对运动。则在下落过程中应是斥力，反向电流相斥，故2中电流顺时针，在远离过程中应是引力，同向电流相吸，故2中电流逆时针，应选C。
正确理解阻碍的含义，解题方便快捷。
（三）从多个视角解读“楞次定律”
楞次定律作为一个重要的知识点，包容了丰富的内涵，体现了辩证法，极具内在的美感。 1. 楞次定律与右手定则关系
从研究对象上说，楞次定律研究的是整个闭合回路，右手定则研究的是闭合电路的一部分，即一段导线做切割磁感线运动。楞次定律可应用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况，右手定则只用于一段导线在磁场中做切割磁感线运动的情况，因此，右手定则可以看作楞次定律的特殊情况。 2. 如何理解楞次定律中的“阻碍”？
感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因，常见有以下几种表现： （1）增反减同
从磁通量角度来看，感应电流的效果总是要阻碍引起感应电流的磁通量（原磁通量）的变化，即当原磁通量增加时，感应电流的磁场就与原磁场方向相反，当原磁通量减少时，感应电流的磁场就与原磁场方向相同。
[例1] 如图1所示，螺线管CD的导线绕法不明。当磁铁AB插入螺线管时，电路中有图示方向的感应电流产生，下列关于螺线管极性的判断正确的是（ ）
A. C端一定是N极 B. C端一定是S极
C. C端的极性一定与磁铁B端的极性相同 D. 无法判断极性的关系，因螺线的绕法不明