第十二章 第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律-2025屆高三一輪復(fù)習(xí)物理

第十二章電磁感應(yīng)核心素養(yǎng)考點(diǎn)內(nèi)容高考真題備考建議物理觀念磁通量、電磁感應(yīng)現(xiàn)象、自感、渦流2023全國(guó)甲T21(法拉第電磁感應(yīng)定律及應(yīng)用)2023全國(guó)甲T25(電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用)2023全國(guó)新課標(biāo)T26(電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用)2023全國(guó)乙T17(電磁感應(yīng)的圖像)2022全國(guó)甲T16(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算)2022全國(guó)甲T20(電磁感應(yīng)中滑桿)2023浙江1月選考T19(法拉第電磁感應(yīng)定律及應(yīng)用)2023湖南T14(電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用)2023廣東T14(電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用)2023山東T12(電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用)2023湖北T5(法拉第電磁感應(yīng)定律)2023海南T6(楞次定律)2023北京T9(法拉第電磁感應(yīng)定律)2023遼寧T4(電磁感應(yīng)的圖像)2022湖南T10(電磁感應(yīng)與力學(xué)綜合)2022湖北T15(電磁感應(yīng)中的能量問題)2022遼寧T15(電磁感應(yīng)中的滑桿模型)2022浙江T21(電磁感應(yīng)與力學(xué)綜合)高考重點(diǎn)考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算、電磁感應(yīng)相關(guān)圖像等問題,常常通過滑桿模型將電磁感應(yīng)與電路問題、力與運(yùn)動(dòng)、能量與動(dòng)量等力學(xué)主干知識(shí)綜合起來考查。復(fù)習(xí)中應(yīng)重點(diǎn)理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象及條件,掌握楞次定律、右手定則、法拉第電磁感應(yīng)定律,注重動(dòng)量知識(shí)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用,關(guān)注電磁感應(yīng)在生活、生產(chǎn)與科技中的應(yīng)用科學(xué)思維楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律科學(xué)探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象科學(xué)態(tài)度與責(zé)任電磁感應(yīng)在STSE中的應(yīng)用第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P271考點(diǎn)一磁通量電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.磁通量(1)概念:在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,與磁場(chǎng)方向①的平面,其面積S與B的②叫作穿過這個(gè)面積的磁通量。

(2)公式:Φ=③,單位符號(hào)是Wb。

(3)適用條件:a.勻強(qiáng)磁場(chǎng);b.S為垂直于磁場(chǎng)的④。

(4)物理意義:相當(dāng)于穿過某一面積的⑤的條數(shù)。

(5)標(biāo)矢性:磁通量是⑥,但有正負(fù)。

(6)磁通量的變化量:ΔΦ=Φ2-Φ1。2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象(1)定義:當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的⑦發(fā)生變化時(shí),閉合導(dǎo)體回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)。

(2)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件:穿過⑧導(dǎo)體電路的⑨發(fā)生變化。

答案①垂直②乘積③BS④有效面積⑤磁感線⑥標(biāo)量⑦磁通量⑧閉合⑨磁通量如圖所示,矩形線框abcd的面積為S,分布區(qū)域足夠大的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與水平面a'b'cd垂直。矩形線框abcd與水平面成θ角。(1)將線框繞轉(zhuǎn)軸ab轉(zhuǎn)至豎直,穿過線框的磁通量變化了多少?(2)將線框繞轉(zhuǎn)軸cd轉(zhuǎn)至水平,穿過線框的磁通量變化了多少?答案(1)BScosθ。(2)當(dāng)平面轉(zhuǎn)至cd邊左側(cè)水平時(shí),磁通量變化了BS(1-cosθ);當(dāng)平面轉(zhuǎn)至cd邊右側(cè)水平時(shí),磁通量變化了BS(1+cosθ)。角度1磁通量及其變化如圖所示,正方形線圈abcd位于紙面內(nèi),邊長(zhǎng)為L(zhǎng),匝數(shù)為N,過ab中點(diǎn)和cd中點(diǎn)的連線OO'恰好位于垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的右邊界上,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,穿過線圈的磁通量為Φ,若線圈繞OO'軸轉(zhuǎn)過60°的過程中,磁通量的變化量為ΔΦ,則Φ和ΔΦ的大小分別為()。A.BL2B.NBL2C.BL2,BD.NBL2,NB答案A解析在題圖所示位置,穿過線圈的磁通量Φ=BS=BL22,當(dāng)線圈繞OO'軸轉(zhuǎn)過60°時(shí),穿過線圈的磁通量Φ'=BScos60°=BL24,則此過程中磁通量的變化量ΔΦ=Φ'-Φ=BL24-BL22=-BL1.線圈中的磁通量與線圈匝數(shù)無關(guān)。2.磁通量是標(biāo)量,但有正負(fù),計(jì)算磁通量的變化量ΔΦ=Φ2-Φ1時(shí),需要規(guī)定磁通量的正方向。3.判斷磁通量是否變化的方法(1)根據(jù)公式Φ=BSsinθ(θ為B與S間的夾角)判斷。(2)根據(jù)穿過平面的磁感線的條數(shù)是否變化判斷。角度2電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用判斷感應(yīng)電流有無的方法續(xù)表產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種常見情況(多選)下列各圖所描述的物理情境中,能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()。A.圖1開關(guān)S閉合,電路穩(wěn)定后,線圈N中B.圖2磁鐵向鋁環(huán)A靠近,鋁環(huán)A中C.圖3金屬框從A向B運(yùn)動(dòng),金屬框中D.圖4銅盤在磁場(chǎng)中按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng),電阻R中答案BCD解析開關(guān)S閉合,電路穩(wěn)定后,穿過線圈N的磁通量保持不變,線圈N中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,A項(xiàng)不符合題意;磁鐵向鋁環(huán)A靠近,穿過鋁環(huán)的磁通量在增大,鋁環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流,B項(xiàng)符合題意;金屬框從A向B運(yùn)動(dòng),穿過金屬框的磁通量時(shí)刻在變化,金屬框中產(chǎn)生感應(yīng)電流,C項(xiàng)符合題意;銅盤在磁場(chǎng)中按題圖所示方向轉(zhuǎn)動(dòng),銅盤的一部分切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流,D項(xiàng)符合題意。(2024屆汕頭一模)如圖所示,在交通信號(hào)燈前方路面埋設(shè)傳感器,這個(gè)包含線圈的傳感器電路與交通信號(hào)燈的時(shí)間控制電路連接,當(dāng)車輛通過傳感器線圈上方的路面時(shí),會(huì)引起線圈中的電流變化,系統(tǒng)根據(jù)電流變化的情況確定信號(hào)燈亮的時(shí)間長(zhǎng)短。下列判斷正確的是()。A.汽車通過線圈時(shí),線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B.汽車通過線圈時(shí),線圈激發(fā)的磁場(chǎng)不變C.若線圈斷了,系統(tǒng)依然能檢測(cè)到汽車通過的電流信息D.線圈中的電流完全是汽車通過線圈時(shí)發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的答案A解析汽車底盤大部分是金屬,汽車通過線圈時(shí),汽車中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流在變化,會(huì)使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,A項(xiàng)正確;汽車通過線圈時(shí),線圈由于電磁感應(yīng)使自身電流發(fā)生變化,激發(fā)的磁場(chǎng)也發(fā)生變化,B項(xiàng)錯(cuò)誤;若線圈斷了,沒有閉合回路,系統(tǒng)不能檢測(cè)到汽車通過的電流信息,C項(xiàng)錯(cuò)誤;線圈本身就是通電線圈,線圈中的電流不是汽車通過線圈時(shí)發(fā)生電磁感應(yīng)引起的,汽車通過產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象只是引起線圈中電流的變化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn):探究影響感應(yīng)電流方向的因素1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖所示,將條形磁體插入或拔出螺線管改變穿過螺線管的磁通量,利用電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向判斷感應(yīng)電流的方向。2.實(shí)驗(yàn)器材電流表、條形磁體、螺線管、電池、開關(guān)、導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器等。3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與分析4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論當(dāng)穿過線圈的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相反;當(dāng)穿過線圈的磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相同。5.注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先查明電流的流向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系,判斷的方法是采用如圖所示的電路,把電池與電流表串聯(lián),由于電流表量程較小,所以在電路中應(yīng)接入滑動(dòng)變阻器R,用限流接法,電池采用舊電池,開關(guān)S閉合后立即斷開,記錄電流表指針偏轉(zhuǎn)方向。(2024屆聊城期末)甲、乙、丙三位同學(xué)利用如圖所示裝置探究影響感應(yīng)電流方向的因素。(1)如圖1,甲同學(xué)在斷開開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn),下列操作中同樣能使指針向右偏轉(zhuǎn)的是。

A.閉合開關(guān)B.開關(guān)閉合時(shí)將滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)C.開關(guān)閉合時(shí)將A線圈從B線圈中拔出D.開關(guān)閉合時(shí)將A線圈倒置再重新插入B線圈中(2)為確切判斷B線圈中的感應(yīng)電流方向,應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前先查明靈敏電流計(jì)的關(guān)系。

(3)如圖2,乙同學(xué)將條形磁體從B線圈上方由靜止釋放,使其筆直落入B線圈中,多次改變釋放高度,發(fā)現(xiàn)釋放高度越高,靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的角度越大。該現(xiàn)象說明線圈中(選填“磁通量”、“磁通量變化量”或“磁通量變化率”)越大,產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。

(4)丙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖3所示的裝置來判斷感應(yīng)電流的方向。他先使用多用電表的歐姆擋對(duì)二極管正極、負(fù)極進(jìn)行確認(rèn),某次測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)多用電表指針幾乎沒有偏轉(zhuǎn),說明此時(shí)黑表筆接觸的是二極管的(選填“正極”或“負(fù)極”)。實(shí)驗(yàn)操作時(shí)將磁體插入線圈時(shí),只有燈(選填“C”或“D”)短暫亮起。

答案(1)CD(2)指針偏轉(zhuǎn)方向與流入電流方向(3)磁通量變化率(4)負(fù)極C解析(1)斷開開關(guān)時(shí),A線圈中電流迅速減小,則B線圈中的磁通量減小,出現(xiàn)感應(yīng)電流,使靈敏電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn);為了使指針向右偏轉(zhuǎn),應(yīng)減小B線圈中的磁通量或增大與B線圈中磁通量反向的磁通量。閉合開關(guān),A線圈中的電流突然增大,則B線圈中的磁通量增大,A不符合題意;開關(guān)閉合時(shí)將滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng),A線圈中的電流增大,則B線圈中的磁通量增大,B項(xiàng)不符合題意;開關(guān)閉合時(shí)將A線圈從B線圈中拔出,則B線圈中的磁通量減小,C項(xiàng)符合題意;開關(guān)閉合時(shí)將A線圈倒置,再重新插入B線圈中,則B線圈中反向的磁通量增大,D項(xiàng)符合題意。(2)判斷感應(yīng)電流具體流向,應(yīng)先查明靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與電流流入方向的關(guān)系。(3)釋放高度越高,磁體落入線圈的速度越大,則線圈中磁通量變化率越大,產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。(4)歐姆擋指針沒有偏轉(zhuǎn)時(shí),說明二極管的負(fù)極與電源正極相連,根據(jù)多用電表紅進(jìn)黑出的操作原則,此時(shí)黑表筆接觸的是二極管的負(fù)極;當(dāng)磁體插入線圈時(shí),線圈中出現(xiàn)如圖所示方向的電流,燈C短暫亮起?？键c(diǎn)三楞次定律與安培定則1.楞次定律(1)內(nèi)容:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要①引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。

(2)適用范圍:一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2.右手定則(1)內(nèi)容:如圖,伸開右手,使拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi);讓②從掌心進(jìn)入,并使拇指指向③的方向,這時(shí)四指所指的方向就是④的方向。

(2)適用情況:導(dǎo)線⑤產(chǎn)生感應(yīng)電流。

答案①阻礙②磁感線③導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)④感應(yīng)電流⑤切割磁感線按圖將磁體插入線圈中和從線圈中拔出,觀察現(xiàn)象并記錄結(jié)果,思考以下問題:(1)當(dāng)線圈內(nèi)磁通量增大時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)有助于磁通量的增大還是阻礙了磁通量的增大?(2)當(dāng)線圈內(nèi)磁通量減小時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)有助于磁通量的減小還是阻礙了磁通量的減小?答案(1)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反,阻礙了磁通量的增大(2)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同,阻礙了磁通量的減少角度1楞次定律的理解與應(yīng)用(2023年海南卷)汽車測(cè)速利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,汽車可簡(jiǎn)化為一個(gè)矩形線圈abcd,埋在地下的線圈分別為1、2,通上順時(shí)針(俯視)方向電流,當(dāng)汽車經(jīng)過線圈時(shí)()。A.線圈1、2產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向上B.汽車進(jìn)入線圈1的過程中,產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdC.汽車離開線圈1的過程中,產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdD.汽車進(jìn)入線圈2的過程中,受到的安培力方向與速度方向相同答案C解析埋在地下的線圈1、2通上順時(shí)針(俯視)方向的電流,根據(jù)安培定則,可知線圈1、2產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向下,A項(xiàng)錯(cuò)誤;汽車進(jìn)入線圈1過程中,磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcb(逆時(shí)針),B項(xiàng)錯(cuò)誤;汽車離開線圈1過程中,磁通量減少,根據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcd(順時(shí)針),C項(xiàng)正確;汽車進(jìn)入線圈2過程中,磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcb(逆時(shí)針),再根據(jù)左手定則,可知汽車受到的安培力方向與速度方向相反,D項(xiàng)錯(cuò)誤。角度2楞次定律的推論及應(yīng)用楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為:感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因。根據(jù)引起感應(yīng)電流的情境,常見以下四種具體推論:內(nèi)容例證阻礙原磁通量變化——“增反減同”阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來拒去留”使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)——“增縮減擴(kuò)”注意:此結(jié)論只適用于磁感線單方向穿過回路的情況阻礙原電流的變化——“增反減同”(即自感現(xiàn)象)(2024屆北京二模)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置一個(gè)金屬圓環(huán),磁場(chǎng)方向與圓環(huán)平面垂直。規(guī)定圖1所示磁場(chǎng)方向?yàn)檎?。?dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖2所示的正弦規(guī)律變化時(shí),下列說法正確的是()。A.t2時(shí)刻,圓環(huán)中無感應(yīng)電流B.t3時(shí)刻,圓環(huán)上各點(diǎn)受到的安培力最大C.t1~t3時(shí)間內(nèi),圓環(huán)中感應(yīng)電流方向始終沿順時(shí)針方向D.t2~t4時(shí)間內(nèi),圓環(huán)先出現(xiàn)擴(kuò)張趨勢(shì),后出現(xiàn)收縮趨勢(shì)答案C解析在t2時(shí)刻,磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,但是磁通量的變化率最大,則感應(yīng)電流最大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在t3時(shí)刻,磁感應(yīng)強(qiáng)度最大,但是磁通量的變化率為零,則感應(yīng)電流為零,圓環(huán)上各點(diǎn)受到的安培力為零,B項(xiàng)錯(cuò)誤;t1~t2時(shí)間內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直于圓環(huán)向里,磁通量逐漸減小,根據(jù)楞次定律可知圓環(huán)中感應(yīng)電流方向沿順時(shí)針方向,t2~t3時(shí)間內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直于圓環(huán)向外,磁通量逐漸增大,根據(jù)楞次定律可知圓環(huán)中感應(yīng)電流方向也沿順時(shí)針方向,C項(xiàng)正確;t2~t4時(shí)間內(nèi),穿過圓環(huán)的磁通量先增大后減小,根據(jù)楞次定律可知圓環(huán)先出現(xiàn)收縮趨勢(shì),后出現(xiàn)擴(kuò)張趨勢(shì),D項(xiàng)錯(cuò)誤。(2024屆湛江模擬)某同學(xué)學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)相關(guān)知識(shí)之后,做了探究性實(shí)驗(yàn):將閉合線圈按圖示方式放在電子秤上,線圈上方有一N極朝下、豎直放置的條形磁體,手握磁體在線圈的正上方靜止,此時(shí)電子秤的示數(shù)為m0。將磁體N極()。A.加速插入線圈的過程中,電子秤的示數(shù)小于m0B.減速抽出線圈的過程中,電子秤的示數(shù)大于m0C.加速插入線圈瞬間,線圈中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向(俯視)D.勻速插入線圈的過程中,電子秤的示數(shù)等于m0答案C解析將條形磁體插入線圈或從線圈中抽出的過程,穿過線圈的磁通量發(fā)生了變化,線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,線圈與條形磁體會(huì)發(fā)生相互作用,根據(jù)楞次定律的推論“來拒去留”可知,在將磁體插入線圈(無論是勻速、加速還是減速)的過程中,線圈與磁體相互排斥,導(dǎo)致電子秤的示數(shù)大于m0,在抽出磁體(無論是勻速、加速還是減速)的過程中,線圈與磁體相互吸引,導(dǎo)致電子秤的示數(shù)小于m0,A、B、D三項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)楞次定律可判斷,將條形磁體的N極加速插入線圈時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向(俯視),C項(xiàng)正確。角度3右手定則(2024屆太原模擬)下圖表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng),其中導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b的是()。A BC D答案A解析A項(xiàng)中導(dǎo)體ab順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),運(yùn)用右手定則:磁感線穿過手心,拇指指向?qū)wab的運(yùn)動(dòng)方向,則導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b,A項(xiàng)正確;B項(xiàng)中導(dǎo)體ab向紙外運(yùn)動(dòng),運(yùn)用右手定則時(shí),磁感線穿過手心,拇指指向紙外,則知導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng)中穿過回路的磁通量減小,由楞次定律知,回路中感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a→d→c,則導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng)中導(dǎo)體ab沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng),由右手定則判斷知導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a,D項(xiàng)錯(cuò)誤。右手定則只適用于判斷導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向,注意三個(gè)要點(diǎn):(1)掌心——磁感線穿入。(2)拇指——指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向。(3)四指——指向感應(yīng)電流的方向?！叭▌t”“一定律”的綜合應(yīng)用1.規(guī)律比較2.“三定則”“一定律”的聯(lián)系(1)應(yīng)用楞次定律時(shí),一般要用到安培定則。(2)判斷感應(yīng)電流所受安培力方向的“兩法”:①用右手定則確定電流的方向,再用左手定則確定安培力的方向。②直接應(yīng)用楞次定律的推論確定。(多選)如圖所示,水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN,兩條軌道間均存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),當(dāng)PQ在一外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),MN向右運(yùn)動(dòng),則PQ可能()。A.向右加速運(yùn)動(dòng) B.向左加速運(yùn)動(dòng)C.向右減速運(yùn)動(dòng) D.向左減速運(yùn)動(dòng)答案BC解析MN向右運(yùn)動(dòng),說明MN受到向右的安培力,因?yàn)镸N處的磁場(chǎng)垂直于紙面向里MN中的感應(yīng)電流方向?yàn)镸→NL1中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上L2中磁場(chǎng)方向向上減弱L2中磁場(chǎng)方向向下增強(qiáng)。若L2中磁場(chǎng)方向向上減弱PQ中電流方向?yàn)镼→P且減小PQ向右做減速運(yùn)動(dòng);若L2中磁場(chǎng)方向向下增強(qiáng)PQ中電流方向?yàn)镻→Q且增大PQ向左做加速運(yùn)動(dòng)。B、C兩項(xiàng)正確,A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。二次感應(yīng)問題的程序分析法(2024屆恩施質(zhì)檢)如圖所示,左側(cè)閉合電路中的電流大小為I1,ab為一段長(zhǎng)直導(dǎo)線;右側(cè)平行金屬導(dǎo)軌的左端連接有與ab平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線cd,在遠(yuǎn)離cd導(dǎo)線的右側(cè)空間存在與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在磁場(chǎng)區(qū)域放置垂直于導(dǎo)軌且與導(dǎo)軌接觸良好的導(dǎo)體棒MN,當(dāng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),可在cd上產(chǎn)生大小為I2的感應(yīng)電流。已知I1>I2,不計(jì)勻強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線ab和cd的作用,用F1和F2分別表示導(dǎo)線cd對(duì)ab的安培力大小和ab對(duì)cd的安培力大小。下列說法正確的是()。A.若MN向左運(yùn)動(dòng),則ab與cd兩導(dǎo)線相互吸引,F1=F2B.若MN向右運(yùn)動(dòng),則ab與cd兩導(dǎo)線相互吸引,F1=F2C.若MN向左運(yùn)動(dòng),則ab與cd兩導(dǎo)線相互吸引,F1>F2D.若MN向右運(yùn)動(dòng),則ab與cd兩導(dǎo)線相互吸引,F1>F2答案B解析導(dǎo)體棒MN向左運(yùn)動(dòng)時(shí),由右手定則可判斷,cd中的感應(yīng)電流由d到c,而ab中的電流是由a到b的,即ab、cd中電流方向相反,則兩導(dǎo)線相互排斥,A、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤;MN向右運(yùn)動(dòng)時(shí),由右手定則可判斷,cd中的感應(yīng)電流由c到d,而ab中的電流是由a到b的,故兩導(dǎo)線相互吸引,根據(jù)牛頓第三定律,可知這兩個(gè)力大小相等,B項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。左手定則、右手定則巧區(qū)分因果關(guān)系(1)因電而動(dòng)——用左手定則(2)因動(dòng)生電——用右手定則形象記憶(1)通電受力,“力”的最后一筆“丿”向左,用左手定則(2)運(yùn)動(dòng)生電,“電”的最后一筆“乚”向右,用右手定則1.(改編)某教室墻上有一朝南的鋼窗,當(dāng)把鋼窗向外推開時(shí),下列說法正確的是()。A.穿過鋼窗的地磁場(chǎng)的磁通量變大B.穿過鋼窗的地磁場(chǎng)的磁通量不變C.從推窗人的角度看,鋼窗中的感應(yīng)電流方向是逆時(shí)針方向D.從推窗人的角度看,鋼窗中的感應(yīng)電流方向是順時(shí)針方向答案C解析在地球外部空間,地磁場(chǎng)的方向大致為從地理南極到地理北極,從推窗人的角度看,由于鋼窗朝南,則地磁場(chǎng)穿過窗口指向人,當(dāng)把鋼窗向外推開時(shí),鋼窗平面與地磁場(chǎng)方向趨向于平行,即有效面積減小,穿過鋼窗的地磁場(chǎng)的磁通量變小,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流的方向是逆時(shí)針方向。2.(多選)如圖1所示,水平地面上固定有A、B兩根粗糙的平行金屬導(dǎo)軌,上面放有C、D兩根自由導(dǎo)體棒。若在導(dǎo)軌平面正上方同樣水平放置一個(gè)共軸的環(huán)形導(dǎo)線P,當(dāng)在P中通有如圖2所示的正弦式交變電流時(shí),若C和D始終保持靜止,下列關(guān)于C導(dǎo)體棒受力的描述正確的是()。A.0時(shí)刻不受摩擦力B.t0時(shí)刻所受支持力大小等于重力大小C.2t0時(shí)刻所受支持力大小等于重力大小D.3t0時(shí)刻不受摩擦力答案BCD解析根據(jù)楞次定律的“增縮減擴(kuò)”和“來拒去留”,當(dāng)P中電流增大時(shí)會(huì)使CD兩個(gè)導(dǎo)體棒有遠(yuǎn)離的趨勢(shì),則需要向內(nèi)的摩擦力和比重力更大的支持力來維持平衡,A項(xiàng)錯(cuò)誤。在2t0時(shí)刻,電流為零但變化率不為零,兩導(dǎo)體棒的電流不為零,但因P產(chǎn)生的磁場(chǎng)為零,則P對(duì)兩導(dǎo)體棒產(chǎn)生的磁場(chǎng)力為零,該時(shí)刻所受支持力大小等于它們的重力,由此可得,C項(xiàng)正確。在t0時(shí)刻和3t0時(shí)刻,電流瞬間變化率為零,穿過下方閉合回路的磁通量變化率為零,下方閉合電路中沒有感應(yīng)電流,不受到安培力,導(dǎo)軌C沒有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),則不受摩擦力,其所受支持力大小也正好等于導(dǎo)體棒重力大小,B、D兩項(xiàng)正確。見《高效訓(xùn)練》P911.(2024屆茂名一模)電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示。磁體附近的金屬弦被磁化,在弦振動(dòng)過程中線圈會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音。下列說法正確的是()。A.拾音器的工作利用了電流的磁效應(yīng)B.取走磁體,電吉他仍能正常工作C.減少線圈匝數(shù),可減小線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D.弦振動(dòng)過程中,線圈中的電流方向不變答案C解析電吉他的拾音器由磁鐵和線圈組成,彈動(dòng)金屬弦,相當(dāng)于線圈做切割磁感線運(yùn)動(dòng),在線圈中就會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的音頻電流,這利用了電磁感應(yīng)的原理,A項(xiàng)錯(cuò)誤;取走磁體,就沒有磁場(chǎng),不會(huì)產(chǎn)生電流,電吉他將不能正常工作,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,減少線圈的匝數(shù)可以減小線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),C項(xiàng)正確;弦振動(dòng)過程中,線圈中磁通量有增加過程,也有減小過程,所以線圈中電流方向變化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2024屆豐臺(tái)二模)某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用如圖所示的裝置研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象,軟鐵環(huán)上繞有M、N兩個(gè)線圈,M線圈與電源和滑動(dòng)變阻器相連,N線圈與電流表相連,閉合開關(guān)S的瞬間,觀察到電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是()。A.閉合S后,滑片P勻速向上滑動(dòng)的過程中,電流表指針不偏轉(zhuǎn)B.閉合S后,滑片P加速向上滑動(dòng)的過程中,電流表指針向左偏轉(zhuǎn)C.斷開S的瞬間,電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)D.斷開S的瞬間,電流表指針向右偏轉(zhuǎn)答案B解析閉合S后,在滑片P向上滑動(dòng)的過程中,線圈M中電流逐漸減小,線圈N中磁通量逐漸減小,電流表指針向左偏轉(zhuǎn),A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;斷開S的瞬間,線圈M中電流變?yōu)榱?線圈N中磁通量減小,電流表指針向左偏轉(zhuǎn),C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。3.(2024屆重慶考試)某小組制作了一對(duì)近距離的共軸平行閉合線圈M、N,研究線圈M中的電流在線圈N中產(chǎn)生的感應(yīng)電流情況,則()。A.當(dāng)M中電流增大時(shí),N中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B.當(dāng)M中電流保持不變時(shí),N中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流C.當(dāng)M中通有電流時(shí),N中一定有同方向的感應(yīng)電流D.當(dāng)M中通有電流時(shí),N中一定有反方向的感應(yīng)電流答案A解析產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是閉合回路中的磁通量有變化,在M中通入電流后,N中就會(huì)有磁通量,若通入的電流不發(fā)生變化,N中的磁通量也不發(fā)生變化,N中就沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生;當(dāng)M中的電流發(fā)生變化時(shí),N中的磁通量隨之發(fā)生改變,符合產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,N中就產(chǎn)生了感應(yīng)電流,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤。M中通入的電流變化情況不明確,無法判斷N中感應(yīng)電流的方向,C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。4.(2024屆茂名二模)某款“自發(fā)電”門鈴開關(guān)的原理如圖所示。在按下門鈴按鈕過程中,夾著永磁鐵的鐵塊向下移動(dòng),這改變了鐵塊與“E”形鐵芯接觸的位置,使得通過線圈的磁場(chǎng)發(fā)生改變。松開門鈴按鈕后,彈簧可使之復(fù)位(與a、b連接的外電路未畫出)。由此可判斷()。A.未按下按鈕時(shí),a、b兩點(diǎn)間存在電勢(shì)差B.按下按鈕過程中,線圈中感應(yīng)電流始終由b經(jīng)線圈流向aC.按鈕復(fù)位過程中,線圈中的磁通量一直減小D.按下按鈕過程與松開復(fù)位過程中,a點(diǎn)的電勢(shì)始終高于b點(diǎn)的電勢(shì)答案B解析未按下按鈕時(shí),線圈磁通量不變,因此a、b兩點(diǎn)電勢(shì)差為零,A項(xiàng)錯(cuò)誤。按下按鈕過程中,線圈中的磁通量先向右減小,后向左增加,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流方向從b接線柱通過線圈流向a接線柱,又因?yàn)榫€圈相當(dāng)于電源,電源內(nèi)部電流方向由負(fù)極流向正極,因此線圈a接線柱的電勢(shì)比b接線柱的電勢(shì)高;反之可知,按鈕復(fù)位過程中,線圈中的磁通量先向左減小,后向右增大,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流方向從a接線柱通過線圈流向b接線柱,此過程線圈a接線柱的電勢(shì)比b接線柱的電勢(shì)低,B項(xiàng)正確,C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。5.(2024屆湛江模擬)如圖所示,水平面內(nèi)光滑的平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),左端接電阻R,導(dǎo)軌上靜止放有一金屬棒(電阻不計(jì))。正方形虛線框內(nèi)有豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),該磁場(chǎng)正以速度v勻速向右移動(dòng),則()。A.電阻R兩端的電壓恒為BLvB.電阻R中有從a向b的電流C.導(dǎo)體棒以速度v向左運(yùn)動(dòng)D.導(dǎo)體棒也向右運(yùn)動(dòng),只是速度比v小答案D解析根據(jù)楞次定律,磁場(chǎng)正以速度v向右勻速移動(dòng),磁通量減小,則導(dǎo)體棒也向右運(yùn)動(dòng),阻礙磁通量的減小,但由于要產(chǎn)生感應(yīng)電流,棒的速度比v小,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確;由此可認(rèn)為磁場(chǎng)不動(dòng),棒向左切割磁感線,感應(yīng)電流方向從b向a流過R,B項(xiàng)錯(cuò)誤;產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小看棒與磁場(chǎng)的相對(duì)速度,故電阻R兩端的電壓不是恒為BLv,A項(xiàng)錯(cuò)誤。6.(2024屆朝陽二模)如圖所示,用細(xì)線吊起一個(gè)鋁環(huán),將磁鐵的N極沿鋁環(huán)的中心軸線靠近鋁環(huán),鋁環(huán)向右擺動(dòng)。下列說法正確的是()。A.N極靠近鋁環(huán)時(shí),從左向右看鋁環(huán)中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針B.鋁環(huán)右擺的過程中,磁鐵對(duì)鋁環(huán)做的功大于鋁環(huán)動(dòng)能的增加量C.僅將鋁環(huán)改為鐵環(huán),鐵環(huán)也一定會(huì)向右擺動(dòng)D.若將磁鐵的S極沿鋁環(huán)的中心軸線靠近鋁環(huán),鋁環(huán)將會(huì)向左擺動(dòng)答案B解析N極靠近鋁環(huán)時(shí),通過鋁環(huán)的磁通量增加,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反,從左向右看,鋁環(huán)中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,A項(xiàng)錯(cuò)誤;鋁環(huán)向右擺動(dòng)的過程中,鋁環(huán)的動(dòng)能和重力勢(shì)能均增大,且鋁環(huán)中有感應(yīng)電流,產(chǎn)生焦耳熱,所以磁鐵對(duì)鋁環(huán)做的功大于鋁環(huán)動(dòng)能的增加量,B項(xiàng)正確;僅將鋁環(huán)改為鐵環(huán),條形磁鐵吸引鐵環(huán),所以鐵環(huán)可能向左擺動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;若將磁鐵的S極沿鋁環(huán)的中心軸線靠近鋁環(huán),鋁環(huán)仍將向右擺動(dòng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.(2024屆韶關(guān)二模)(多選)某同學(xué)設(shè)想的減小電梯墜落時(shí)造成傷害的一種應(yīng)急安全裝置如圖所示,在電梯轎廂底部安裝永久強(qiáng)磁鐵,磁鐵N極朝上,電梯井道內(nèi)壁上鋪設(shè)若干金屬線圈,線圈在電梯轎廂墜落時(shí)能自動(dòng)閉合,從而減小對(duì)廂內(nèi)人員的傷害。當(dāng)電梯轎廂墜落到圖示位置時(shí),下列說法正確的是()。A.從上往下看,金屬線圈A中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向B.從上往下看,金屬線圈B中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向C.金屬線圈B對(duì)電梯轎廂的下落有阻礙作用,A對(duì)電梯轎廂沒有阻礙作用D.金屬線圈B有收縮的趨勢(shì),A有擴(kuò)張的趨勢(shì)答案AD解析當(dāng)電梯墜落至題圖所示位置時(shí),閉合線圈A中向上的磁場(chǎng)減弱,感應(yīng)電流的方向從上往下看是逆時(shí)針方向;B中向上的磁場(chǎng)增強(qiáng),感應(yīng)電流的方向從上往下看是順時(shí)針方向,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤。結(jié)合上述分析可知,當(dāng)電梯墜落至題圖所示位置時(shí),閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落,C項(xiàng)錯(cuò)誤。閉合線圈A中向上的磁場(chǎng)減弱,B中向上的磁場(chǎng)增強(qiáng),根據(jù)楞次定律可知,線圈B有收縮的趨勢(shì),線圈A有擴(kuò)張的趨勢(shì),D項(xiàng)正確。8.(2024屆葫蘆島二模)如圖1所示,固定的長(zhǎng)直導(dǎo)線與固定的圓形閉合金屬線框位于同一平面內(nèi),長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖2所示,直導(dǎo)線中電流向下。下列說法正確的是()。A.線框中會(huì)產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流B.線框中會(huì)產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流C.線框受到的安培力平行于直導(dǎo)線向上D.線框受到的安培力平行于直導(dǎo)線向下答案B解析長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流向下均勻增大,則圓形閉合金屬線框中的磁通量向外均勻增大,由楞次定律和安培定則可知,線框中會(huì)產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,結(jié)合左手定則可知,線框會(huì)受到向右的安培力,B項(xiàng)正確。9.(2024屆寶雞二模)(多選)如圖,兩同心圓環(huán)A、B置于同一水平面上,其中B為均勻帶正電絕緣環(huán),A為導(dǎo)體環(huán)。當(dāng)B繞軸心順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)且轉(zhuǎn)速增大時(shí),下列說法正確的是()。A.A中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流B.A中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流C.A具有收縮的趨勢(shì)D.A具有擴(kuò)張的趨勢(shì)答案AD解析由圖可知,B為均勻帶正電絕緣環(huán),B中電流沿順時(shí)針方向,由右手螺旋定則可知,電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在B環(huán)內(nèi)向里且逐漸增大;由楞次定律可知,磁場(chǎng)增大時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相反,所以感應(yīng)電流在環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)的方向向外,感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤。B環(huán)外的磁場(chǎng)的方向與B環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)的方向相反,即B環(huán)外的磁場(chǎng)垂直紙面向外,A中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流,由左手定則可知,A環(huán)受到沿半徑向外的安培力,則A環(huán)具有擴(kuò)張的趨勢(shì),C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。10.(2024屆宜春期末)如圖1,圓形線圈P靜止在水平桌面上,其正上方固定一螺線管Q,P和Q共軸,Q中通有