物理一轮复习：电磁感应现象、楞次定律资料
第九章
电磁感应
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┃题组三┃ 感应电流方向的判断
5．如图所示，1831 年法拉第把两个 线圈绕在一个铁环上，A 线圈与电源、滑 动变阻器 R 组成一个回路．B 线圈与开关 S、电流表 G 组成另一个回路．通过多次 实验，法拉第终于总结出产生感应电流的 条件，关于该实验下列说法正确的是( ) A．闭合开关 S 的瞬间，电流表 G 中有 a→b 的感应电流 B．闭合开关 S 的瞬间，电流表 G 中有 b→a 的感应电流 C．闭合开关 S 后，在增大电阻 R 的过程中，电流表 G 中有 a→b 的感应电流 D．闭合开关 S 后，在增大电阻 R 的过程中，电流表 G 中有 b→a 的感应电流
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解析： 闭合回路中没有磁通量变化，不可能产生感应电流，
A、B两项错误；往闭合线圈中插入条形磁铁会产生感应电流，但只
是瞬时电流，等到相邻房间观察时，感应电流已经消失， C 项错 误；接电源的线圈在通电或断电时，会使接电流表的线圈中的磁通
量发生变化，产生感应电流，D项正确．
(2)S为垂直磁场的有效面积．
3．磁通量是________(填“标量”或“矢量”)． 1.垂直 2.BS 3.标量
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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
[答案] D
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名师归纳点题破疑
判断电磁感应现象是否发生的一般流程 (1)确定研究的闭合回路． (2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量 Φ.
Φ不变→无感应电流 (3) 回路闭合，有感应电流 Φ变化→ 不闭合，无感应电流，但有感应电动势
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三、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 ________ 引 起 感 应 电 流 的 ________的变化． (2)适用情况：所有的电磁感应现象． 2．右手定则 (1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指________，并且都 与手掌在同一个 ________ ，让磁感线从掌心进入，并使拇指指向 ________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：______________产生感应电流． 1.阻碍 磁通量 2.垂直 平面内 导体运动
量减小．
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Hale Waihona Puke 突出特色┃题组二┃ 感应电流的产生条件
3．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流 计及开关按如图所示连接．下列说法中正确的是( )
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A．开关闭合后，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，开关闭合和断开的瞬间电流计指针 均不会偏转 C ．开关闭合后，滑动变阻器的滑片 P 匀速滑动，会使电流计
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2．如图所示，条形磁铁竖直放置，闭合圆环水 平放置，条形磁铁中心线穿过圆环中心．若圆环为 弹性环，现把圆环水平往外拉，使其面积增大，那 么圆环内磁通量变化情况是( A．磁通量增大 B．磁通量减小 C．磁通量不变 D．条件不足，无法确定 )
解析： 画出条形磁铁磁感线，可认为磁感线全部穿过磁铁内 部，最后从外部返回，当圆环面积增大，返回的磁感线增多，磁通
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[解析 ]
根据产生感应电流的条件可知：只需要使穿过闭合回
路的磁通量发生变化，就能在回路中产生感应电流．圆环在匀强磁 场中运动，磁感应强度 B 为定值，根据 ΔΦ ＝ B·ΔS 知：只要回路中 相对磁场的正对面积改变量 ΔS≠0 ，则磁通量一定改变，回路中一 定有感应电流产生．当圆环以过圆心且垂直于圆环平面的轴顺时针 转动时，圆环相对磁场的正对面积始终为零，因此 ΔS＝ 0，因而无 感应电流产生，A错误；当圆环水平向右平动时，同样ΔS＝0，因而 无感应电流产生，B错误；当圆环以 mn为轴转动时，圆环相对磁场 的正对面积改变量 ΔS仍为零，回路中仍无感应电流， C错误；当圆 环以pq为轴转动时，圆环相对磁场的正对面积发生了改变，回路中 产生了感应电流，D正确．
反向穿过的一样多时，磁通量为零．
5 ． 合磁通量求法： 若某个平面内有不同方向和强弱的磁场共 同存在，当计算穿过这个面的磁通量时，先规定某个方向的磁通量
为正，反方向的磁通量为负．平面内各个方向的磁通量的________
等于这个平面内的合磁通量． 代数和
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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 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________． (2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做________的运动． 1.发生变化 感应电流 2.发生变化 切割磁感线
指针静止在中央零刻度
D ．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片 P 加速滑动，电流计 指针才能偏转
解析：开关闭合后，线圈 A插入或拔出、滑片匀速滑动、加速 滑动，都会使穿过线圈 B的磁通量发生变化，开关闭合或断开瞬间 穿过B的磁通量也会变化，都能产生感应电流．
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4．(多选)如图所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀 强磁场中，下列说法中能使圆盘中产生感应电流的是( )
导体切割磁感线
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练练基础
┃题组一┃ 磁通量的理解
1．如图所示，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 ( ) BL2 A． 2 C．BL2 NBL2 B． 2 D．NBL2
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小思考
微总结
1．公式Φ＝BS中，S为垂直于磁场方向的面积． 2 ．穿过某个面有方向相反的磁场，则不能直接用 Φ ＝ BS 求
解，应考虑相反方向的磁通量抵消后所剩余的磁通量．
3 ．楞次定律适用于任何情况下感应电流方向的判断，而右手 定则适用于导体切割磁感线时感应电流方向的判断．
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6．如图所示，MN、GH 为光滑的水平 平行金属导轨，ab、cd 为跨在导轨上的两根 金属杆，垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过 MN、GH 所在的平面，则( 向为 a→b→d→c→a B． 若 ab、 cd 以相同的速度一起向右滑动， 则 abdc 回路有电流， 电流方向为 a→c→d→b→a C．若 ab 向左、cd 向右同时运动，则 abdc 回路中的电流为零 D．若 ab、cd 都向右运动，且两杆速度 vcd>vab，则 abdc 回路有 电流，电流方向为 a→c→d→b→a ) A．若固定 ab，使 cd 向右滑动，则 abdc 回路中有电流，电流方
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1 － 2. 将一金属线圈固定在绝缘盘上，二者共轴，另将一系列
的带同种电荷的小球均匀地固定在绝缘盘的外侧，如图所示．当绝
缘盘俯视顺时针绕中心轴转动时，在金属线圈中产生俯视逆时针方 向的电流．则下列说法中正确的是( )
4．在楞次定律中， “阻碍 ” 可理解为三种情况，一是阻碍磁
通量变化，二是阻碍相对运动，三是阻碍原电流变化．
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研细核心点 练透经典题
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考点一
对电磁感应现象的理解及判断
1．产生感应的条件为穿过闭合电路的磁通量发生变化． 2．磁通量变化的常见情况 变化情形 磁场变化 回路面 积变化 举例 永磁铁靠近或远离线圈、电 磁铁(螺线管)内电流发生变化 闭合线圈的部分导线做切割 磁感线运动 线圈在磁场中转动 磁通量变化量 ΔΦ＝ΔB·S ΔΦ＝B·ΔS ΔΦ＝|Φ2－Φ1|
有效 面积 变化
回路平面 与磁场夹 角变化
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[试题调研]
[调研1] 将一圆形导线环水平放置，在圆环所在空间加上一水
平向右的匀强磁场， mn 、 pq 为圆环上两条互相垂直的直径， mn 为 水平方向，pq为竖直方向．则下列选项中能使圆环中产生感应电流 的是( ) A．让圆环以过圆心且垂直于圆环平面的轴顺时针转动 B．让圆环在水平内向右平动 C．让圆环以mn为轴转动 D．让圆环以pq为轴转动
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3．电磁感应现象的实质 变化的磁场产生了电场，在电场力的作用下导体中的自由电荷 定向移动，如果回路闭合则产生感应电流；如果回路不闭合，则只 有____________而无感应电流． 4．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 ________． 3．感应电动势 4.电势能
必考部分
第九章 电磁感应
第九章
电磁感应
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2025年高三一轮复习物理课件第十二章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律
阻碍原电流的变
化——“增反减
同”(即自感现象)
楞次定律
27
例证
第1讲
电磁感应现象
楞次定律
(2024 届北京二模)在匀强磁场中放置一个金属圆环,磁场方向与圆环平面垂直。
规定图 1 所示磁场方向为正。当磁感应强度 B 随时间 t 按图 2 所示的正弦规律变化时,
下列说法正确的是( C )。
A.t2 时刻,圆环中无感应电流
的磁通量增大,A 不符合题意;开关闭合时将滑动变阻器的
滑片向左滑动,A 线圈中的电流增大,则 B 线圈中的磁通量
增大,B 项不符合题意;开关闭合时将 A 线圈从 B 线圈中拔
出,则 B 线圈中的磁通量减小,C 项符合题意;开关闭合时
将 A 线圈倒置,再重新插入 B 线圈中,则 B 线圈中反向的
磁通量增大,D 项符合题意。
向。
3.判断磁通量是否变化的方法
(1)根据公式 Φ=BSsin θ(θ 为 B 与 S 间的夹角)判断。
(2)根据穿过平面的磁感线的条数是否变化判断。
第1讲
电磁感应现象
楞次定律
角度 2 电磁感应现象及其应用
判断感应
电流有无
的方法
产生感应
电流的三
种常见情
况
8
第1讲
电磁感应现象
楞次定律
(多选)下列各图所描述的物理情境中,能产生感应电流的是( BCD )。
2.电磁感应现象
(1)定义:当穿过闭合导体回路的 磁通量 发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产
生,这种利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应。
(2)感应电流的产生条件:穿过 闭合 导体电路的 磁通量 发生变化。
4
第1讲
专题10电磁感应 第1讲电磁感应现象楞次定律(教学课件)高考物理一轮复习
3．[感应电流的方向]如图所示，一圆形金属线圈放置在水平桌面
上，匀强磁场垂直桌面竖直向下，过线圈上A点作切线OO′，OO′与
二、电磁感应 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 中有电流产生，这种现象称为电磁感应现象． 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． 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_电__能_____．
考点3 一定律、三定则的综合应用 [能力考点]
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 闭合回路磁通量发生变化
定则或定律 安培定则 左手定则 右手定则 楞次定律
2.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．
4．[感应电流的方向]如图所示，两个线圈A、B套在一起，线圈A中
通有电流，方向如图所示．当线圈A中的电流突然增强时，线圈B中的
感应电流方向为
()
A．沿顺时针方向
B．沿逆时针方向
C．无感应电流
D．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向
【答案】A
【解析】由安培定则，可判断线圈A中电流在线圈内产生的磁场向 外，在线圈外产生的磁场向里，穿过线圈B的合磁通量向外．当线圈A中 的电流增大时，产生的磁场增强，通过线圈B的磁通量增加，由楞次定 律可知线圈B中的感应电流方向为顺时针方向，故A正确．
人教版物理大一轮复习 第14课时 电磁感应
第14课时 电磁感应高考题型1 楞次定律与法拉第电磁感应定律的应用1．感应电流方向的判断(1)楞次定律：一般用于线圈面积不变，磁感应强度发生变化的情形． (2)右手定则：一般用于导体棒切割磁感线的情形． 2．楞次定律中“阻碍”的主要表现形式 (1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”； (2)阻碍物体间的相对运动——“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”． 3．求感应电动势的方法 (1)法拉第电磁感应定律：E ＝n ΔΦΔt ⎩⎨⎧S 不变时，E ＝nS ΔBΔt (感生电动势)B 不变时，E ＝nB ΔSΔt (动生电动势)(2)导线棒垂直切割磁感线：E ＝BL v .(3)导体棒绕与磁场平行的轴匀速转动E ＝12BL 2ω.(4)线圈绕与磁场垂直的轴匀速转动e ＝nBSωsin ωt . 考题示例例1 (2020·江苏卷·3)如图1所示，两匀强磁场的磁感应强度B 1和B 2大小相等、方向相反．金属圆环的直径与两磁场的边界重合．下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是( )图1A ．同时增大B 1减小B 2 B ．同时减小B 1增大B 2C ．同时以相同的变化率增大B 1和B 2D ．同时以相同的变化率减小B 1和B 2答案 B解析 若同时增大B 1减小B 2，则穿过环向里的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向向外，由安培定则，环中产生的感应电流是逆时针方向，故选项A 错误；同理可推出，选项B 正确，C 、D 错误．例2 (2019·江苏卷·14)如图2所示，匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈，线圈平面与磁场垂直．已知线圈的面积S ＝0.3 m 2、电阻R ＝0.6 Ω，磁场的磁感应强度B ＝0.2 T ．现同时向两侧拉动线圈，线圈的两边在Δt ＝0.5 s 时间内合到一起．求线圈在上述过程中图2(1)感应电动势的平均值E ；(2)感应电流的平均值I ，并在图中标出电流方向； (3)通过导线横截面的电荷量q . 答案 (1)0.12 V(2)0.2 A 电流方向见解析图 (3)0.1 C 解析 (1)感应电动势的平均值E ＝ΔФΔt磁通量的变化ΔФ＝B ΔS联立可得E ＝B ΔSΔt ，代入数据得E ＝0.12 V ；(2)平均电流I ＝ER代入数据得I ＝0.2 A(电流方向见图)；(3)电荷量q ＝I Δt 代入数据得q ＝0.1 C 命题预测1．(多选)(2020·江苏南京、盐城市一模)如图3甲所示，a 、b 两个绝缘金属环套在同一个光滑的铁芯上．在t＝0时刻，a、b两环处于静止状态，a环中的电流i随时间t的变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是()图3A．t2时刻两环相互吸引B．t3时刻两环相互排斥C．t1时刻a环的加速度为零D．t4时刻b环中感应电流最大答案ACD解析在t2时刻与t3时刻，a环中的电流均处于减小阶段，根据楞次定律可知，两环的电流方向相同，则两环相互吸引，故A正确，B错误．a中电流产生磁场，磁场的变化使b中产生电流，才使两环相互作用，在题图乙中，“变化最快”即曲线的斜率最大．t1时刻曲线的斜率为0，这个瞬间磁场是不变化的，因此两环没有作用力，则加速度为零，故C正确．虽然t4时刻a环中的电流为零，但是根据该时刻对应的电流的曲线的斜率最大，即该时刻磁通量变化率最大，故t4时刻b环中感应电动势最大，则b环中感应电流最大，故D正确．2．(多选)(2020·江苏苏锡常镇二模)如图4甲所示，水平放置的平行金属导轨左端连接一个平行板电容器C和一个定值电阻R，导体棒MN放在导轨上且与导轨接触良好．装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示(垂直纸面向外为磁感应强度的正方向)，MN始终保持静止．不计电容器充电时间，则在0～t2时间内，下列说法正确的是()图4A．电阻R两端的电压大小始终不变B．电容器C的a板先带正电后带负电C．MN棒所受安培力的大小始终不变D．MN棒所受安培力的方向先向右后向左答案AD解析由题图乙知，磁感应强度均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知，回路中产生恒定的感应电动势，电路中电流恒定，电阻R两端的电压恒定，故A正确；根据楞次定律可知，通过电阻R的电流一直向下，电容器C的a板电势较高，一直带正电，故B错误；MN中感应电流方向一直向上，由左手定则可知，MN所受安培力的方向先向右后向左，故D 正确；根据安培力公式F＝BIL，I、L不变，因为磁感应强度变化，MN所受安培力的大小变化，故C错误．高考题型2电磁感应中的图像问题1．电磁感应中的图像问题常见形式常见的有磁感应强度、磁通量、感应电动势、感应电流、速度、安培力等随时间或位移的变化图像．2．解答此类问题应注意以下几个方面(1)把握三个关注：(2)掌握两个常用方法，可快速准确地解题①排除法：定性分析电磁感应过程中某个物理量的变化趋势、变化快慢，特别是分析物理量的方向(正负)，排除错误的选项．这种方法能快速解决问题，但不一定对所有问题都适用．②函数关系法：根据题目所给的条件写出物理量之间的函数关系，再对图像作出判断，这种方法得到的结果准确、详细，但不够简捷．考题示例例3(2018·全国卷Ⅱ·18)如图5，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下．一边长为32l的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动．线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是()图5答案 D解析设线路中只有一边切割磁感线时产生的感应电流为i.线框位移等效电路的连接电流0～l2I＝2i(顺时针) l2～l I＝0l～3l2I＝2i(逆时针)3l2～2l I＝0由分析知，选项D符合要求．命题预测3．(2020·江苏苏州市调研)如图6所示，在自行车车轮的辐条上固定有一个小磁铁，前叉上相应位置(纸面外侧)处安装了小线圈，在车前进车轮转动过程中线圈内会产生感应电流，从垂直于纸面向里看，下列i－t图像中正确的是(逆时针方向为正)()图6答案 D解析磁铁靠近线圈时，线圈中向外的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流产生的磁场向里，根据安培定则可知线圈中感应电流方向为顺时针方向(负方向)；当磁铁离开线圈时，线圈中向外的磁通量减小，根据楞次定律可知感应电流产生的磁场向外，根据安培定则可知线圈中感应电流方向为逆时针方向(正方向)，A、B、C错误，D正确．4．(2020·江苏无锡市期末)有一匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化关系如图7甲所示的匀强磁场．现有如图乙所示的直角三角形导线框abc水平放置，放在匀强磁场中保持静止不动，t＝0时刻，磁感应强度B的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流i顺时针方向为正，竖直边ab所受安培力F的方向水平向左为正．则下面关于F和i随时间t变化的图像正确的是()图7答案 A解析 在0～3 s 时间内，磁感应强度随时间线性变化，由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势恒定，回路中感应电流恒定，由F ＝BIL 可知，安培力与磁感应强度成正比，又由楞次定律判断出回路中感应电流的方向应为顺时针方向，即正方向， 0～2 s 内安培力水平向右，为负方向， 2～3 s 内安培力水平向左，为正方向，在3～4 s 时间内，磁感应强度恒定，感应电动势等于零，感应电流为零，安培力等于零，同理可判断出4～7 s 内的安培力变化情况，故B 、C 错误，A 正确；0～3 s 时间内，磁感应强度随时间线性变化，由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势恒定，回路中感应电流恒定，故D 错误．5．(多选)(2020·东北三省四市教研联合体模拟)如图8所示，光滑平行金属导轨MN 、PQ 放置在同一水平面内，M 、P 之间接一定值电阻R ，金属棒ab 垂直导轨放置，金属棒和导轨的电阻均不计，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中．t ＝0时对金属棒施加水平向右的外力F ，使金属棒由静止开始做匀加速直线运动．下列关于通过金属棒的电流i 、通过导轨横截面的电荷量q 、拉力F 和拉力的功率P 随时间变化的图像，正确的是( )图8答案 AC解析 由题意可知，金属棒由静止开始做匀加速直线运动，则有：x ＝12at 2，v ＝at ，根据法拉第电磁感应定律得：E ＝BL v ＝BLat ，则感应电流i ＝E R ＝BLaR t ，故A 正确；根据E ＝ΔΦΔt ，I ＝E R 和q ＝I Δt ，得q ＝ΔΦR ，而ΔΦ＝B ΔS ＝BLx ＝12BLat 2，故q ＝BLa 2R t 2，故B 错误；根据牛顿第二定律有：F －F 安＝ma ，F 安＝BiL ＝B 2L 2aR t ，解得：F ＝ma ＋B 2L 2aR t ，故C 正确；根据P ＝F v ， 得P ＝F v ＝ma 2t ＋B 2L 2a 2Rt 2，故D 错误． 高考题型3 电磁感应中的动力学与能量问题1．电磁感应中的动力学与能量问题常出现的两个模型一是线框进出磁场；二是导体棒切割磁感线运动．两类模型都综合了电路、动力学、能量知识，有时还会与图像结合，所以解题方法有相通之处．可参考下面的解题步骤：2．求解焦耳热Q 的三种方法(1)焦耳定律：Q ＝I 2Rt ，适用于电流、电阻不变； (2)功能关系：Q ＝W 克服安培力，电流变不变都适用；(3)能量转化：Q ＝ΔE (其他能的减少量)，电流变不变都适用． 考题示例例4 (2020·江苏卷·14)如图9所示，电阻为0.1 Ω的正方形单匝线圈abcd 的边长为0.2 m ，bc 边与匀强磁场边缘重合．磁场的宽度等于线圈的边长，磁感应强度大小为0.5 T ，在水平拉力作用下，线圈以8 m/s 的速度向右穿过磁场区域．求线圈在上述过程中图9(1)感应电动势的大小E ； (2)所受拉力的大小F ； (3)感应电流产生的热量Q . 答案 (1)0.8 V (2)0.8 N (3)0.32 J解析 (1)线圈切割磁感线产生的感应电动势E ＝Bl v 代入数据得E ＝0.8 V(2)线圈中产生的感应电流I ＝ER拉力的大小等于安培力F ＝BIl 解得F ＝B 2l 2vR代入数据得F ＝0.8 N (3)运动时间t ＝2lv 根据焦耳定律有Q ＝I 2Rt 联立可得Q ＝2B 2l 3vR代入数据解得Q ＝0.32 J例5 (多选)(2018·江苏卷·9)如图10所示，竖直放置的“”形光滑导轨宽为L ，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d ，磁感应强度为B .质量为m 的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等．金属杆在导轨间的电阻为R ，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g .金属杆( )图10A ．刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下B ．穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间C ．穿过两磁场产生的总热量为4mgdD ．释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h 可能小于m 2gR 22B 4L 4答案 BC解析 穿过磁场Ⅰ后，金属杆在磁场之间做加速运动，在磁场Ⅱ上边缘速度大于从磁场Ⅰ出来时的速度，即进入磁场Ⅰ时速度等于进入磁场Ⅱ时速度，大于从磁场Ⅰ出来时的速度．金属杆在磁场Ⅰ中做减速运动，加速度方向向上，A 错． 金属杆在磁场Ⅰ中做减速运动，由牛顿第二定律知 ma ＝BIL －mg ＝B 2L 2vR－mg ，a 随着减速过程逐渐变小，即在前一段做加速度减小的减速运动；在磁场之间做加速度为g 的匀加速直线运动，两个过程位移大小相等，由v －t 图像(可能图像如图所示)可以看出前一段用时多于后一段用时，B 对． 由于进入两磁场时速度相等，由动能定理知， mg ·2d －W 安1＝0， W 安1＝2mgd .即通过磁场Ⅰ产生的热量为2mgd ，故穿过两磁场产生的总热量为4mgd ，C 对． 设刚进入磁场Ⅰ时速度为v ，则由机械能守恒定律知mgh ＝12m v 2， 进入磁场时ma ＝BIL －mg ＝B 2L 2v R－mg ， 解得v ＝m (a ＋g )R B 2L 2， 联立解得h ＝m 2(a ＋g )2R 22B 4L 4g >m 2gR 22B 4L4，D 错． 命题预测6．(多选)(2020·江西上铙市高三一模)如图11所示，虚线框内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，磁场区域上下宽度为l ；质量为m 、边长为l 的正方形线圈abcd 平面保持竖直，ab 边保持水平的从距离磁场上边缘一定高度处由静止下落，以速度v 进入磁场，经过一段时间又以相同的速度v 穿出磁场，不计空气阻力，重力加速度为g .下列说法正确的是( )图11A ．线圈的电阻R ＝B 2l 2v mgB ．进入磁场前线圈下落的高度h ＝v 22gC ．穿过磁场的过程中，线圈电阻产生的热量Q ＝2mglD ．线圈穿过磁场所用时间t ＝l v答案 ABC解析 由题意可知，线圈进入磁场和穿出磁场时速度相等，说明线圈在穿过磁场的过程中做匀速直线运动，则mg ＝F 安＝BIl ＝B 2l 2v R ，R ＝B 2l 2v mg，所以A 正确；线圈在进入磁场前做自由落体运动，由动能定理得mgh ＝12m v 2，进入磁场前线圈下落的高度为h ＝v 22g，所以B 正确；线圈在穿过磁场的过程中克服安培力做功转化为焦耳热，又安培力与重力平衡，则穿过磁场的过程中线圈电阻产生的热量为Q ＝mg ·2l ＝2mgl ，所以C 正确；根据线圈在穿过磁场过程中做匀速运动，可得线圈穿过磁场的时间为t ＝2l v ，所以D 错误．7．(2020·江苏南京、盐城、一模)如图12所示，闭合矩形线框abcd 可绕其水平边ad 转动，ab 边长为x ，bc 边长为L 、质量为m ，其他各边的质量不计，线框的电阻为R .整个线框处在竖直向上的磁感应强度为B 的匀强磁场中．现给bc 边一个方向与bc 边、磁场的方向均垂直的初速度v ，经时间t ，bc 边上升到最高处，ab 边与竖直线的最大偏角为θ，重力加速度为g .求t 时间内：图12(1)线框中感应电动势的最大值；(2)流过线框导体截面的电荷量；(3)线框中感应电流的有效值．答案 (1)BL v (2)Blx sin θR (3)m [v 2－2gx (1－cos θ)]2Rt 解析 (1)开始时bc 边速度最大且速度方向与磁感应强度方向垂直，感应电动势最大，则有E max ＝BL v(2)根据电荷量的计算公式可得q ＝I t根据闭合电路欧姆定律可得I ＝ER根据法拉第电磁感应定律可得E ＝ΔΦt ＝BLx sin θt 解得q ＝BLx sin θR(3)根据能量守恒定律可得12m v 2＝mgx (1－cos θ)＋Q 根据焦耳定律Q ＝I 有2Rt解得I 有＝m [v 2－2gx (1－cos θ)]2Rt. 8．(2020·湖南3月模拟)如图13所示，两根足够长的光滑直金属导轨MN 、PQ 平行固定在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L ，导轨的电阻不计．导轨顶端M 、P 两点间接有滑动变阻器和阻值为R 的定值电阻．一根质量为m 、电阻不计的均匀直金属杆ab 放在两导轨上，与导轨垂直且接触良好．空间存在磁感应强度大小为B 、方向垂直斜面向下的匀强磁场．调节滑动变阻器的滑片，使得滑动变阻器接入电路的阻值为2R ，让ab 由静止开始沿导轨下滑．不计空气阻力，重力加速度大小为g .图13(1)求ab 下滑的最大速度v m ；(2)求ab 下滑的速度最大时，定值电阻上消耗的电功率P ；(3)若在ab 由静止开始至下滑到速度最大的过程中，定值电阻上产生的焦耳热为Q ，求该过程中ab 下滑的距离x 以及通过滑动变阻器的电荷量q .答案 见解析解析 (1)ab 下滑的速度最大时，其切割磁感线产生的感应电动势为：E ＝BL v m ，此时通过定值电阻的电流为：I ＝E R ＋2R， ab 杆所受安培力大小为：F 安＝BIL ，由受力平衡得mg sin θ＝BIL ，联立解得：v m ＝3mgR sin θB 2L 2； (2)由电功率公式有：P ＝I 2R ，解得：P ＝m 2g 2R sin 2θB 2L 2； (3)由题意滑动变阻器接入电路的阻值为2R ，为定值电阻的2倍，根据焦耳定律可知，滑动变阻器上产生的焦耳热为2Q ；由能量守恒定律可得：mgx sin θ＝12m v m 2＋Q ＋2Q ， 解得：x ＝9m 2gR 2sin θ2B 4L 4＋3Q mg sin θ； 在ab 由静止开始至下滑到速度最大的过程中，穿过回路的磁通量的变化为：ΔΦ＝BLx ，设ab 由静止开始至下滑到速度最大所用时间为Δt ，在该过程中，回路产生的平均感应电动势为E ＝ΔΦΔt 根据闭合电路欧姆定律可得，在该过程中，通过回路的平均感应电流为I ＝E 3R， 又q ＝I ·Δt 联立解得：q ＝3m 2gR sin θ2B 3L 3＋BLQ mgR sin θ. 专题强化练保分基础练1．(2020·江苏扬州市期末)穿过某闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化的图像如下图所示，可使回路中感应电流先增大后减小且方向不变的是( )答案 C解析 要使回路中感应电流先增大后减小且方向不变，则要求电动势先增大后减小且方向不变，A 、B 项两图回路在前半段时间内磁通量Φ随时间t 变化的图像的斜率为定值，电动势为定值；在后半段时间内磁通量Φ随时间t 变化的图像的斜率为也为定值，电动势为定值，故A 、B 错误；C 项图中磁通量Φ随时间t 变化的图像的斜率先变大后变小，所以感应电动势先变大后变小，且斜率始终为正值，电动势方向不变，故C 正确；D 项图中磁通量Φ随时间t 变化的图像的斜率大小先变小后变大，则电动势先变小后变大，且斜率的正负值变化，即电动势方向变化，故D 错误．2．(多选)(2020·江苏南通、泰州市期末)如图1所示，一条形磁铁竖直放置(上端为N 极)，金属线圈从磁铁正上方某处下落，经条形磁铁A 、B 两端时速度分别为v 1、v 2，线圈中的电流分别为I 1、I 2，线圈在运动过程中保持水平，则( )图1A ．I 1和I 2的方向相同B ．I 1和I 2的方向相反C ．I 1∶I 2＝v 12∶v 22D ．I 1∶I 2＝v 1∶v 2答案 BD解析 金属线圈经条形磁铁A 、B 两端时，磁通量先向上增大后向上减小，依据楞次定律“增反减同”，可知感应电流产生的磁场方向先向下，后向上，根据右手螺旋定则可知，则I 1和I 2感应电流的方向先顺时针，后逆时针(从上向下看)，即它们的方向相反，故A 错误，B 正确； 根据法拉第电磁感应定律及闭合电路欧姆定律有I ＝E R ＝BL v R即I 与v 成正比，故C 错误，D 正确．3．(多选)(2020·江苏常州市期末)如图2所示，钳型电流表是一种穿心式电流互感器，选择量程后，将一根通电导线夹入钳中，就可以读出导线中的电流．该电流表( )图2 A ．可以测直流电流B ．可以测交流电流C ．量程旋钮旋到大量程时接入电路的线圈匝数变多D ．量程旋钮旋到大量程时接入电路的线圈匝数变少答案 BC解析 电流互感器是根据电磁感应原理制成的，只能测量交流电流，不能测量直流电流，选项A 错误，B 正确；根据I 1I 2＝n 2n 1可知，n 1和I 2一定，则当I 1变大时n 2要增大，则量程旋钮旋到大量程时接入电路的线圈匝数变多，选项C正确，D错误．4．(多选)(2020·山东潍坊市二模)如图3甲，螺线管内有平行于轴线的外加磁场，以图中箭头所示方向为其正方向．螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一闭合小金属圆环，圆环与导线框在同一平面内．当螺线管内的磁感应强度B随时间t按图乙所示规律变化时()图3A．在0～t1时间内，环有收缩趋势B．在t1～t2时间内，环有扩张趋势C．在t1～t2时间内，环内有逆时针方向的感应电流D．在t2～t3时间内，环内有逆时针方向的感应电流答案BC解析在0～t1时间内，B均匀增加，则在线圈中产生恒定的感生电动势，在导线框dcba中形成稳定的电流，故此时环中无感应电流产生，环也没有收缩趋势，选项A错误；在t1～t2时间内，B的变化率逐渐减小，则螺线管中的感应电流方向为从下到上且逐渐减小，在导线框abcd中的磁通量为向外减小，穿过环的磁通量向外减小，根据楞次定律可知，环内有逆时针方向的感应电流，且有扩张趋势，选项B、C正确；在t2～t3时间内，B的方向向下，且B 的变化率逐渐减小，则螺线管中的感应电流方向为从上到下且逐渐减小，在导线框abcd中的磁通量为向里减小，穿过环的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，环内有顺时针方向的感应电流，选项D错误．5．(2020·云南昆明市高三“三诊一模”测试)如图4甲所示，单匝矩形金属线框abcd处在垂直于线框平面的匀强磁场中，线框面积S＝0.3 m2，线框连接一个阻值R＝3 Ω的定值电阻，其余电阻不计，线框的cd边位于磁场边界上．取垂直于纸面向外为磁感应强度B的正方向，磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示．下列说法正确的是()图4A ．在0～0.4 s 内，线框中感应电流沿逆时针方向B ．在0.4～0.8 s 内，线框有扩张的趋势C ．在0～0.8 s 内，线框中的感应电流为0.1 AD ．在0～0.4 s 内，ab 边所受安培力保持不变答案 C解析 由题图乙所示图线可知，在0～0.4 s 内，磁感应强度垂直于纸面向里，磁感应强度减小，则穿过线框的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，故A 错误． 由题图乙所示图线可知，在0.4～0.8 s 内，穿过线框的磁通量增加，由楞次定律可知，线框有收缩的趋势，故B 错误．由题图乙所示图线可知，在0～0.8 s 内，线框产生的感应电动势为：E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt S ＝0.4－(－0.4)0.8×0.3 V ＝0.3 V ， 线框中的感应电流为：I ＝E R ＝0.33A ＝0.1 A ，故C 正确． 在0～0.4 s 内，线框中的感应电流I 保持不变，由题图乙所示图线可知，磁感应强度B 大小不断减小，由F ＝ILB 可知，ab 边所受安培力不断减小，故D 错误．6．(2020·江苏苏州市调研)如图5所示，两个相同的灯泡a 、b 和电阻不计的线圈L (有铁芯)与电源E 连接，下列说法正确的是( )图5A ．开关S 闭合瞬间，a 灯发光，b 灯不发光B ．开关S 闭合，a 灯立即发光，后逐渐变暗并熄灭C ．开关S 断开，b 灯“闪”一下后熄灭D ．开关S 断开瞬间，a 灯左端的电势高于右端电势答案 B解析 闭合开关S 瞬间，两小灯泡均有电流流过，同时发光，A 错误；闭合开关S 瞬间，a 灯立即发光，根据楞次定律可知线圈中产生的阻碍原电流变大的感应电流逐渐减小至0，因为a 灯和线圈并联，所以通过线圈的电流逐渐增大，通过a 灯的电流逐渐减小，亮度逐渐减小，因为线圈电阻不计，所以稳定时a 灯被短路，最后熄灭，B 正确；断开开关瞬间，b 灯断路无电流流过，立即熄灭，C 错误；断开开关瞬间，根据楞次定律可知，通过线圈的电流向右，所以线圈右端电势高于左端，所以a 灯右端的电势高于左端，D 错误．7．(多选)如图6甲所示，导线制成的等边三角形OMN 放置在水平桌面上，竖直向下的匀强磁场穿过桌面．剪下MN 间的导线，向左平移到O 点，现使其在水平外力F 作用下紧贴MON 向右匀速运动，从O 点开始计时，磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图乙所示，导线未脱离MON 之前，外力F 、导线与MON 构成的闭合电路的电动势E 、电路中的电流I 、外力的功率P 与时间t 变化的关系正确的是( )图6A ．F ∝t 2B ．E ∝t 2C ．I ∝tD ．P ∝t 3答案 BCD解析 由题图乙知，磁感应强度B ＝kt ，由几何知识可知，导线切割磁感线的有效长度为l ＝2v t tan 30°＝233v t ， 设导线单位长度电阻为R ，回路总电阻为R 总＝3lR ＝23v tR电动势E ＝Bl v ＝233k v 2t 2∝t 2，B 正确； I ＝E R 总＝k v t 3R∝t ，C 正确； 由题意知F ＝F 安＝BIl ＝239Rk 2v 2t 3∝t 3，A 错误； P ＝F v ＝239Rk 2v 3t 3∝t 3，D 正确． 8．(2020·江苏苏锡常镇一模)据报道，我国华中科技大学的科学家创造了脉冲平顶磁场磁感应强度超过60 T 的世界纪录，脉冲平顶磁场兼具稳态和脉冲两种磁场的优点，能够实现更高的强度且在一段时间保持很高的稳定度．如图7甲所示，在磁场中有一匝数n ＝10的线圈，线圈平面垂直于磁场，线圈的面积为S ＝4×10－4 m 2，总电阻为R ＝60 Ω.如图乙为该磁场磁感应强度的变化规律，设磁场方向向上为正，求：图7(1)t ＝0.5×10－2 s 时，线圈中的感应电动势大小；(2)在0～2×10－2 s 过程中，通过线圈横截面的电荷量；(3)在0～3×10－2 s 过程中，线圈产生的热量．答案 (1)24 V (2)4×10－3 C (3)0.192 J解析 (1)由E ＝n ΔB ΔtS 得E ＝10×601×10－2×4×10－4＝24 V (2)在0～1×10－2 s 过程中，由I ＝E R 得I ＝0.4 A在1×10－2 s ～2×10－2 s 过程中，线圈中电流为0，由q ＝I Δt 可知，流过线圈的电荷量为q ＝0.4×1×10－2 C ＝4×10－3 C(3)由Q ＝I 2Rt 得，0～3×10－2 s 过程中，线圈产生的热量为Q ＝0.42×60×2×10－2 J ＝0.192 J.争分提能练9．(2020·江苏南泰扬徐淮连宿二模)如图8甲所示，虚线右侧有一方向垂直纸面的有界匀强磁场，磁场的磁感应强度随时间t 变化关系如图乙所示(取磁场垂直纸面向里的方向为正方向)，固定的闭合导线框一半在磁场内．从t ＝0时刻开始，下列关于线框中感应电流i 、线框ab 边受到的安培力F 随时间t 变化图像中，可能正确的是(取线框中逆时针方向的电流为正，安培力向右为正方向)( )图8答案 B解析 由题图可知，在0～T 2内线圈中磁感应强度的变化率相同，故0～T 2内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，即电流为正方向；在T 2～T 内线圈中磁感应强度的变化率相同，故T 2～T 内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针，即电流为负方向；根据法拉第电磁感应定律有E ＝ΔB Δt ·S 2，则感应电流为i ＝E R ＝ΔB Δt ·S 2R由题图可知两段时间内的磁感应强度大小相等，故两段时间内的感应电流大小相等，故A 错误，B 正确；由上分析可知，一个周期内电路的电流大小恒定不变，根据F ＝BIL 可知F 与B 成正比，则在0～T 4内磁场垂直纸面向外减小，电流方向由b 到a ，根据左手定则可知，线框ab 边受到的安培力F 方向向右，为正方向，大小随B 均匀减小；在T 4～T 2内磁场垂直纸面向里增大，电流方向由b 到a ，根据左手定则可知，线框ab 边受到的安培力F 方向向左，为负方向，大小随B 均匀增大；在T 2～3T 2内磁场垂直纸面向里减小，电流方向由a 到b ，根据左手定则可知，线框ab 边受到的安培力F 方向向右，为正方向，大小随B 均匀减小；在3T 2～T 内磁场垂直纸面向外增大，电流方向由a 到b ，根据左手定则可知，线框ab 边受到的安培力F 方向向左，为负方向，大小随B 均匀增大，故C 、D 错误．10．(多选)如图9所示，Ⅰ、Ⅱ两条虚线之间存在匀强磁场，磁场方向与竖直纸面垂直．一个质量为m 、边长为L 的正方形导体框，在此平面内沿竖直方向运动，t ＝0时刻导体框的上半部分恰好进入磁场，速度为v 0.经历一段时间后，当导体框上半部分恰好出磁场时，速度为零．此后导体框下落，再经历一段时间到达初始位置．不计空气阻力，则导体框( )图9A ．在上升过程中的加速度一直大于g。
2023年高考物理一轮考点复习第十一章电磁感应第1讲电磁感应现象、楞次定律
练案[29] 第十一章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律一、选择题(本题共14小题，1～10题为单选，11～14题为多选)1．(2023·江苏模拟预测)电吉他的工作原理是在琴身上装有线圈，线圈附近被磁化的琴弦振动时，会使线圈中的磁通量发生变化，从而产生感应电流，再经信号放大器放大后传到扬声器。
其简化示意图如图所示。
则当图中琴弦向右靠近线圈时( C )A．穿过线圈的磁通量减小B．线圈中不产生感应电流C．琴弦受向左的安培力D．线圈有扩张趋势[解析]琴弦向右靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增大，线圈中产生感应电流，由“来拒去留”可知琴弦受到向左的安培力，由“增缩减扩”可知线圈有收缩趋势，故ABD错误，C正确。
2．(2023·北京通州模拟预测)安装在公路上的测速装置如图，在路面下方间隔一定距离埋设有两个通电线圈，线圈与检测抓拍装置相连，车辆从线圈上面通过时线圈中会产生脉冲感应电流，检测装置根据两个线圈产生的脉冲信号的时间差计算出车速大小，从而对超速车辆进行抓拍。
下列说法正确的是( B )A．汽车经过线圈上方时，两线圈产生的脉冲电流信号时间差越长，车速越大B．汽车经过通电线圈上方时，汽车底盘的金属部件中会产生感应电流C．当汽车从线圈上方匀速通过时，线圈中不会产生感应电流D．当汽车从线圈上方经过时，线圈中产生感应电流属于自感现象[解析]汽车经过线圈上方时产生脉冲电流信号，车速越大，汽车通过两线圈间的距离所用的时间越小，即两线圈产生的脉冲电流信号时间差越小，故A错误；汽车经过通电线圈上方时，汽车底盘的金属部件通过线圈所产生的磁场，金属部件中的磁通量发生变化，在金属部件中产生感应电流，金属部件中的感应电流产生磁场，此磁场随汽车的运动，使穿过线圈的磁通量变化，所以线圈中会产生感应电流，故B正确，C错误；当汽车从线圈上方经过时，线圈中产生的感应电流并不是线圈自身的电流变化所引起的，则不属于自感现象，故D错误。
高中物理【电磁感应现象 楞次定律】知识点、规律总结
三、感应电流方向的判断 1.右手定则：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；让磁感线从掌心垂直进入，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．如图 所示． 2．楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要 _阻__碍___引起感应电流的_磁__通__量___的变化．
感应电流的磁场方向 __向__下__ __向__上__
3.实验结论 表述一：当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向_相__反___；当 穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向__相__同__． 表述二：当磁铁靠近线圈时，两者__相__斥__；当磁铁远离线圈时，两者_相__吸___．
四、电磁阻尼与电磁驱动
电磁阻尼
电磁驱动
由于导体在磁场中运动而产生感 由于磁场运动引起磁通量的变化而产
不 成因
应电流，从而使导体受到安培力 生感应电流，从而使导体受到安培力
同
安培力的方向与导体运动方向相 导体受安培力的方向与导体运动方向
点 效果
反，阻碍导体运动
相同，推动导体运动
电磁阻尼
电磁驱动
能量转化
第 1 讲 电磁感应现象 楞次定律
一、磁通量 1．概念：磁感应强度 B 与面积 S 的_乘__积___． 2．计算 (1)公式：Φ＝__B_S___． (2)适用条件：①匀强磁场；②S 是_垂__直___磁场的有效面积． (3)单位：韦伯(Wb)，1 Wb＝___1__T_·_m_2_____． 3．意义：穿过某一面积的磁感线的__条__数__． 4．标矢性：磁通量是_标__量___，但有正、负．
由于电磁感应，磁场能转化为电能，通 导体克服安培力做功，其他形式的
高三第一轮复习-电磁感应现象 楞次定律
电磁感应现象楞次定律1.知道电磁感应现象产生的条件2.理解磁通量及磁通量变化的含义，并能计算.3.掌握楞次定律和右手定则的应用，并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向．考点一电磁感应现象的判断1．磁通量(1)定义：在匀强磁场中，磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积的乘积．(2)公式：Φ＝BS.适用条件：①匀强磁场．②S为垂直磁场的有效面积．(3)磁通量是标量(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，磁通量为零．2．电磁感应现象(1)电磁感应现象：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，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：穿过闭合回路的磁通量发生变化．产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线圈中就有感应电动势产生．(3)电磁感应现象中的能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能，该过程遵循能量守恒定律．[例题1]（2024•房山区一模）某同学用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。
将磁体从线圈中向上匀速抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。
关于该实验，下列说法正确的是（）A．图中线圈中感应电流的磁场方向向下B．若将磁体向上加速抽出，灵敏电流计指针将向左偏转C．磁体放置在线圈中静止不动，灵敏电流计指针仍向右偏转D．若将磁体的N、S极对调，并将其向下插入线圈，灵敏电流计指针仍向右偏转[例题2]（多选）（2024•丰台区二模）“探究影响感应电流方向的因素”的实验示意图如图所示：灵敏电流计和线圈组成闭合回路，通过“插入”、“拔出”条形磁铁，使线圈中产生感应电流。
记录实验过程中的相关信息，分析得出楞次定律。
下列说法正确的是（）A．实验时必须保持磁铁运动的速率不变B．该实验需要知道线圈的绕向C．该实验需要记录磁铁的运动方向D．该实验需要判断电流计指针偏转方向与通入电流方向的关系[例题3]（2023秋•通州区期末）如图甲所示，某同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，t2时刻电流为0，如图乙所示。
高考物理课程复习：电磁感应现象 楞次定律
内பைடு நூலகம்
01 强基础 增分策略
容
索
02 增素能 精准突破
引
【课程标准】
1.收集资料,了解电磁感应现象的发现过程,体会科学探索中科学思想和科 学态度的重要作用。 2.通过实验,探究并了解感应电流产生的条件。探究影响感应电流方向的 因素,理解楞次定律。 3.理解法拉第电磁感应定律。通过实验,了解自感现象和涡流现象。能举 例说明自感现象和涡流现象在生产生活中的应用。 4.能分析电磁感应中的电路、动力学、能量、动量问题以及生产生活中 的应用
解析 同时增大B1减小B2,向里的磁通量增大,根据楞次定律,产生逆时针方 向感应电流,选项A错误;同时减小B1增大B2,向外的磁通量增大,根据楞次 定律,产生顺时针感应电流,选项B正确;同时以相同的变化率增大B1和B2或 者以相同的变化率减小B1和B2,磁通量不变,没有感应电流,选项C、D错误。
3.(多选)两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导 体环。当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度大小发生变化时,B中 产生如图所示方向的感应电流。则( ) A.A可能带正电且转速增大 B.A可能带正电且转速减小 C.A可能带负电且转速减小 D.A可能带负电且转速增大
旁栏边角 人教版教材选择性必修第二册P27 阅读“科学方法”——归纳推理 楞次定律中“阻碍”的含义可以归纳为:感应电流的效果总是阻碍引起感应 电流的原因。列表说明如下:
阻碍原磁通
使回路面积有扩大或缩 阻碍原电流
内
阻碍相对运动——
量变化——“
小的趋势——“增缩减 的变化——“
容
“来拒去留”
增反减同”
答案 AD 解析 B环不闭合,磁铁插向B环时,产生感应电动势,不产生感应电流,环不受 力,横杆不转动,故B、C错误;A环闭合,磁铁插向A环时,环内产生感应电流, 环受到磁场的作用,横杆转动,故A、D正确。
【物理一轮】2021高中物理一轮复习学案--第十章 第1讲 电磁感应现象 楞次定律
第1讲电磁感应现象楞次定律ZHI SHI SHU LI ZI CE GONG GU ,知识梳理·自测巩固知识点1 磁通量1．定义匀强磁场中，磁感应强度(B)与垂直于磁场方向的面积(S)的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通，我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理解。
2．公式Φ＝BS。
在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，符号是Wb。
3．公式适用条件(1)匀强磁场。
(2)磁感线的方向与平面垂直，即B⊥S。
思考：如图所示，矩形abcd、abb′a′，a′b′cd的面积分别为S1、S2、S3，匀强磁场的磁感应强度B与平面a′b′cd垂直，则：(1)通过矩形abcd的磁通量为BS1cos_θ或BS3。
(2)通过矩形a′b′cd的磁通量为BS3。
(3)通过矩形abb′a′的磁通量为0。
知识点2 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的运动。
3．电磁感应现象的实质产生感应电动势，如果电路闭合，则有感应电流；如果电路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。
知识点3 感应电流方向的判定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：适用于一切回路磁通量变化的情况。
2.右手定则(1)使用方法。
①让磁感线穿入右手手心。
②使大拇指指向导体运动的方向。
③则其余四指指向感应电流的方向。
(2)适用范围：适用于部分导体切割磁感线的情况。
思考：如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO′是它的对称轴，通电直导线AB与OO′平行，且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直，AB中通有如图所示的电流I，请回答：(1)穿过线圈abcd中的磁通量为多少？(2)AB中电流I逐渐增大，线圈abcd中有感应电流吗？(3)要使线圈abcd中产生感应电流，可行的做法有哪些(至少答出两种方法)?[答案](1)0 (2)无(3)使线圈左右平动；以OO′为轴转动。
高中物理电磁感应知识点汇总
电磁感应磁生电第一部分电磁感应现象楞次定律一、磁通量1.定义:磁感应强度与面积的乘积,叫做穿过这个面的磁通量.2.定义式:Φ=BS.说明:该式只适用于匀强磁场的情况,且式中的S是跟磁场方向垂直的面积;若不垂直,则需取平面在垂直于磁场方向上的投影面积,即Φ=BS⊥=BSsinθ,θ是S与磁场方向B的夹角.3.磁通量Φ是标量,但有正负.Φ的正负意义是:若从一面穿入为正,则从另一面穿入为负.4.单位:韦伯,符号:Wb.5.磁通量的意义:指穿过某个面的磁感线的条数.6.磁通量的变化:ΔΦ=Φ2-Φ1,即末、初磁通量之差.1磁感应强度B不变,有效面积S变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B·ΔS.2磁感应强度B变化,磁感线穿过的有效面积S不变时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=ΔB·S.3磁感应强度B和有效面积S同时变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B2S2-B1S1.二、电磁感应现象1.电磁感应现象:当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.产生的电流叫做感应电流;2.产生感应电流的条件：表述1:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动.表述2:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即ΔΦ≠0,闭合电路中就有感应电流产生.3.产生感应电动势的条件：穿过电路的磁通量发生变化;理解：电磁感应的实质是产生感应电动势.如果回路闭合,则有感应电流;回路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.说明:产生感应电动势的那部分导体相当于电源.三、感应电流方向的判断1.右手定则:伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线从手心垂直进入,大拇指指向导体运动方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向.2.楞次定律：感应电流具有这样的方向,就是感应电流产生的磁场,总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.3.判断感应电流方向的思路：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”,如下：根据原磁场Φ原方向及ΔΦ情况确定感应磁场B 感方向判断感应电流I 感方向.重点题型汇总一、磁通量及其变化的计算：由公式Φ=BS 计算磁通量及磁通量的变化应把握好以下几点: 1、此公式只适用于匀强磁场; 2、式中的S 是与磁场垂直的有效面积3、磁通量Φ为双向标量,其正负表示与规定的正方向是相同还是相反4、磁通量的变化量ΔΦ是指穿过磁场中某一面的末态磁通量Φ2与初态磁通量Φ1的差值,即ΔΦ=|Φ2-Φ1|.例面积为S 的矩形线框abcd,处在磁感应强度为B 的匀强磁场中磁场区域足够大,磁场方向与线框平面成θ角,如图9-1-1所示,当线框以ab 为轴顺时针转900过程中,穿过abcd 的磁通量变化量ΔΦ=.解析设开始穿过线圈的磁通量为正,则在线框转过900的过程中,穿过线圈的磁通量是由正向BSsin θ减小到零,再由零增大到负向BScos θ,所以,磁通量的变化量为:ΔΦ=Φ2-Φ1=-BScos θ-BSsin θ=-BScos θ+sin θ答案-BScos θ+sin θ点拨磁通量正负的规定:任何一个面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿入磁通量为正,则磁感线从反面穿入时磁通量为负.穿过某一面积的磁通量一般指合磁通量. 二、感应电流方向的判定:方法一:右手定则部分导体切割磁感线;方法二:楞次定律例某实验小组用如图9-1-3所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时,通过电流计的感应电流方向是D →→bB.先a →→b,后b →→a C.先b →→aD.先b →→a,后a →→b第二部分法拉第电磁感应定律一、感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势,产生感应电动势的那部分导体相当于电源,其电阻相当于电源内电阻.电动势是标量,感应电动势的方向就是电源内部电流的方向,由电源的负极指向电源的正极; 二、感应电动势的大小1.法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.公式:nt∆ΦE =∆图9-1-3图9-1-1公式理解：①上式适用于回路中磁通量发生变化的情形,回路不一定闭合.②感应电动势E 的大小与磁通量的变化率成正比,而不是与磁通量的变化量成正比,更不是与磁通量成正比.要注意t∆Φ∆与ΔФ和Φ三个量的物理意义各不相同,且无大小上的必然关系.③当∆Φ由磁场变化引起时,t ∆∆Φ常用t B S ∆∆来计算;当∆Φ由回路面积变化引起时,t∆∆Φ常用t S B ∆∆来计算. ④由tnE ∆∆Φ=算出的是时间t ∆内的平均感应电动势,一般并不等于初态与末态电动势的算术平均值. ⑤n 表示线圈的匝数,可以看成n 个单匝线圈串联而成; 2.导体切割磁感线产生的感应电动势公式:θsin Blv E =,对公式的理解如下：①公式只适用于一部分导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时产生的感应电动势的计算,其中L 是导体切割磁感线的有效长度,θ是矢量B 和v 方向间的夹角,且L 与磁感线保持垂直实际应用中一般只涉及此种情况.②若θ=900,即B ⊥v 时,公式可简化为E=BL v ,此时,感应电动势最大;若θ=00,即B ∥V 时,导体在磁场中运动不切割磁感线,E=0.③若导体是曲折的,则L 应是导体的有效切割长度,即是导体两端点在B 、v 所决定平面的垂线上的投影长度.④公式E=BL v 中,若v 为一段时间内的平均速度,则E 亦为这段时间内感应电动势的平均值;若v 为瞬时速度,则E 亦为该时刻感应电动势的瞬时值.⑤直导线绕其一端在垂直匀强磁场的平面内转动,产生的感应电动势运用公式E=BL v 计算时,式中v 是导线上各点切割速度的平均值,20L v ω+=,所以ω221Bl v Bl E==-3.反电动势：反电动势对电路中的电流起削弱作用.三、几个总结：重点难点解析一、公式nt∆ΦE =∆和sin Lv θE =B 的比较=n t∆∆Φ求的是回路中Δt 时间内的平均电动势.=BL v sin θ既能求导体做切割磁感线运动的平均电动势,也能求瞬时电动势.v 为平均速度,E 为平均电动势;v 为瞬时速度,E 为瞬时电动势.其中L 为有效长度.1E=BL v 的适用条件:导体棒平动垂直切割磁感线,当速度v 与磁感线不垂直时,要求出垂直于磁感线的速度分量.2122L ωE =B 的适用条件:导体棒绕一个端点垂直于磁感线匀速转动切割磁感线.3E=nBS ωsin ωt 的适用条件:线框绕垂直于匀强磁场方向的一条轴从中性面开始转动,与轴的位置无关.若从与中性面垂直的位置开始计时,则公式变为E=nBS ωcos ωt 3.公式nt∆ΦE =∆和E=BL v sin θ是统一的,前者当Δt →0时,E 为瞬时值,后者v 若代入平均速度v ,则求出的是平均值.一般说来,前者求平均感应电动势更方便,后者求瞬时电动势更方 便.二、Ф、ΔФ、ΔФ/Δt 三者的比较例一个200匝、面积为20cm 2的线圈,放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成300角,若磁感应强度在内由增加到,则始末通过线圈的磁通量分别为Wb 和Wb;在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量为Wb;磁通量的平均变化率为Wb/s;线圈中的感应电动势的大小为V.解析始、末的磁通量分别为:Φ1=B 1Ssin θ=×20×10-4×1/2Wb=10-4Wb Φ2=B 2Ssin θ=×20X10-4×1/2Wb=5×10-4Wb 磁通量变化量ΔΦ=Φ2-Φ1=4×10-4Wb磁通量变化率05.01044-=∆∆Φx t Wb/s=8×10-3Wb/s感应电动势大小nt∆ΦE =∆=200×8×10-3V=点拨Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt 均与线圈匝数无关,彼此之间也无直接联系;感应电动势Ε的大小取决于ΔΦ/Δt 和线圈匝数n,与Φ和ΔΦ无必然联系. 三、直导体在匀强磁场中转动产生的感应电动势直导体绕其一点在垂直匀强磁场的平面内以角速度ω转动,切割磁感线,产生的感应电动势的大小为:(1)以中点为轴时Ε=02以端点为轴时122L ωE =B 平均速度取中点位置线速度v =ωL/23以任意点为轴时122()122L L ωE =B -与两段的代数和不同第三部分互感和自感涡流一、互感与互感电动势1.互感现象:一个线圈中的电流变化时,所引起的磁场的变化在另一个线圈中产生感应电动势的现象叫做互感现象.2.互感电动势:在互感现象中产生的电动势叫做互感电动势. 二、自感现象1.自感现象：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象,叫做自感现象.2.自感电动势1.定义:在自感现象中产生的电动势,叫做自感电动势. 2.作用:总是阻碍导体中原电流的变化.3.自感电动势的方向:自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化.即当电流增大时,自感电动势阻碍电流增大;当电流减小时,自感电动势阻碍电流减小.4.自感电动势的大小:Lt∆I E =∆,自感电动势的大小与电流的变化率成正比,其中L 为自感系数.3.自感系数:自感系数也叫自感或电感.自感系数L 由线圈本身的特性决定.L 的大小与线圈的长度、线圈的横截面积等因素有关,线圈越长,单位长度的匝数越多,横截面积越大,自感系数L 越大.另外,若线圈中有铁芯,自感系数L 会大很多.4.自感现象与互感现象的区别和联系区别:1互感现象发生在靠近的两个线圈间,而自感现象发生在一个线圈导体内部; 2通过互感可以把能量在线圈间传递,而自感现象中,能量只能在一个线圈中储存或释放. 联系:二者都是电磁感应现象.通电自感和断电自感的比较例如图9-3-6所示,A 、B 是两个完全相同的灯泡,L 是自感系数较大的线圈,其 直流电阻忽略不计.当电键K 闭合时,下列说法正确的是 比B 先亮,然后A 熄灭比A 先亮,然后B 逐渐变暗,A 逐渐变亮 、B 一齐亮,然后A 熄灭、B 一齐亮．然后A 逐渐变亮.B 的亮度不变 正解电键闭合的瞬间,线圈由于自感产生自感电动势,其作用相当于一个电源,这样对整个回路图9-3-6图9-3-7而言相当于两个电源共同作用在同一个回路中.两个电源各自独立产生电流,实际上等于两个电流的叠加.根据上述原理可在电路中标出两个电源各自独立产生的电流的方向.图9-3-7a、b是两电源独立产生电流的流向图,C图是合并在一起的电流流向图.由图可知在A灯处原电流与感应电流反向,故A灯不能立刻亮起来.在B灯处原电流与感应电流同向,实际电流为两者之和,大于原电流,故B灯比正常发光亮因正常发光时电流就是原电流.随着自感的减弱,感应电流减弱,A灯的实际电流增大,B灯实际电流减少,A灯变亮,B灯变暗,直到自感现象消失,两灯以原电流正常发光,应选B.三、三、涡流1.涡流:当线圈的电流随时间变化时,线圈附近的任何导体中都会产生感应电流,电流在导体内形成闭合回路,很像水的漩涡,把它叫做涡电流,简称涡流.特点:整块金属的电阻很小,涡流往往很大.四．电磁阻尼与电磁驱动1电磁阻尼:当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体的运动,这种现象称为电磁阻尼.(2)电磁驱动:磁场相对于导体转动,在导体中会产生感应电流,感应电流使导体受到安培力,安培力使导体运动,这种作用称为电磁驱动.注意:电磁阻尼与电磁驱动也是一种特殊的电磁感应现象,原理上都可以用楞次定律解释.五、电磁感应中的能量问题1.电磁感应现象中产生感应电流的过程,实质上是能量的转化过程.电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用,因此,要维持感应电流的存在,必须有“外力”克服安培力做功.此过程中,其他形式的能转化为电能.“外力”克服安培力做了多少功,就有多少其他形式的能转化为电能.当感应电流通过用电器时,电能又转化为其他形式的能量.安培力做功的过程,是电能转化为其他形式能的过程.安培力做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能.2.解决这类问题的一般步骤:1用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向2画出等效电路,求出回路中电阻消耗电功率的表达式3分析导体机械能的变化,用动能定理或能量守恒关系,得到机械功率的改变所满足的方程。
届高考物理一轮总复习(固考基+抓细节+重落实)9-1 电磁感应现象 楞次定律课件(含13高考、14模拟)
【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
电磁感应现象发生的条件
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．
【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．
【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．