2022高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律學(xué)案（含解析）

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1、2022高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 第1講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律學(xué)案（含解析） 高考地位 本章是高考的必考內(nèi)容，在歷年高考中所占分值較高，本章內(nèi)容單獨考查以選擇為主，涉及綜合問題以計算為主。 考綱下載 1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象(Ⅰ) 2．磁通量(Ⅰ) 3．法拉第電磁感應(yīng)定律(Ⅱ) 4．楞次定律(Ⅱ) 5．自感、渦流(Ⅰ) 考綱解讀 1.應(yīng)用楞次定律和右手定則判斷感應(yīng)電流的方向。 2．法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用。 3．結(jié)合各種圖象(如Φ-t圖象、B-t圖象和i-t圖象)，考查感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件及其方向的判定，以及導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算。 4．電磁感應(yīng)與磁場、電路、力學(xué)

2、等知識的綜合應(yīng)用，特別是在實際問題中的應(yīng)用。 5．自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。 第1講　電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律 主干梳理 對點激活 知識點　　磁通量?、? 1．磁通量 (1)定義：勻強磁場中，磁感應(yīng)強度(B)與垂直磁場方向的面積(S)的乘積叫做穿過這個面積的磁通量，簡稱磁通，我們可以用穿過這一面積的磁感線條數(shù)的多少來形象地理解。 (2)公式：Φ＝BS。 (3)公式的適用條件：①勻強磁場；②S是垂直磁場方向的有效面積。 (4)單位：韋伯(Wb)，1 Wb＝1_T·m2。 (5)標量性：磁通量是標量，但有正負之分。磁通量的正負是這樣規(guī)定的，即任何一個平面都有正、反兩面

3、，若規(guī)定磁感線從正面穿出時磁通量為正，則磁感線從反面穿出時磁通量為負。 2．磁通量的變化量 在某個過程中，穿過某個平面的磁通量的變化量等于末磁通量Φ2與初磁通量Φ1的差值，即ΔΦ＝Φ2－Φ1。 3．磁通量的變化率(磁通量的變化快慢) 磁通量的變化量與發(fā)生此變化所用時間的比值，即。 知識點　　電磁感應(yīng)現(xiàn)象?、? 1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象 當穿過閉合電路的磁通量發(fā)生改變時，電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的現(xiàn)象。 2．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 (1)電路閉合。 (2)磁通量變化。 3．電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩種典型情況 (1)閉合電路中部分導(dǎo)體做切割磁感線運動。 (2)穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化。 4．

4、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，如果回路閉合則產(chǎn)生感應(yīng)電流；如果回路不閉合，則只產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，而不產(chǎn)生感應(yīng)電流。 5．能量轉(zhuǎn)化 發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，機械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。 知識點　　楞次定律?、? 1．楞次定律 (1)內(nèi)容：感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。 (2)適用范圍：適用于一切回路磁通量變化的情況。 2．右手定則 (1)內(nèi)容：①磁感線穿入右手手心。(從掌心入，手背穿出) ②大拇指指向?qū)w運動的方向。 ③其余四指指向感應(yīng)電流的方向。 (2)適用范圍：適用于部分導(dǎo)體切割磁感線。 一 思維辨析 1．磁通量等

5、于磁感應(yīng)強度B與面積S的乘積。(　　) 2．磁通量既有大小，又有方向，所以磁通量是矢量。(　　) 3．磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率的大小均與匝數(shù)無關(guān)。(　　) 4．只要回路中的磁通量變化，回路中一定有感應(yīng)電流。(　　) 5．只要閉合回路的一部分導(dǎo)體切割磁感線，閉合回路中一定有感應(yīng)電流。(　　) 6．感應(yīng)電流的磁場可能與原磁場方向相同，也可能與原磁場方向相反。(　　) 答案　1.×　2.×　3.√　4.×　5.√　6.√ 二 對點激活 1．如圖所示，正方形線圈abcd位于紙面內(nèi)，邊長為L，匝數(shù)為N，過ab中點和cd中點的連線OO′恰好位于垂直紙面向里的勻強磁場的右邊界上

6、，磁感應(yīng)強度為B，則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，則關(guān)于Φ和ΔΦ的大小正確的是(　　) A.， B.， C．BL2， D．NBL2， 答案　A 解析　由公式Φ＝BS可知，S應(yīng)為有效面積，且磁通量與線圈匝數(shù)無關(guān)。初態(tài)S1＝，所以Φ＝。轉(zhuǎn)過60°，有效面積S2＝·cos60°＝，Φ′＝，所以ΔΦ＝Φ′－Φ＝－，所以A選項是正確的。 2．(人教版選修3－2·P7·T1改編)如圖所示的勻強磁場中有一個矩形閉合導(dǎo)線框，在下列四種情況下，線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) A．如圖甲所示，保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中

7、左右運動 B．如圖乙所示，保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中上下運動 C．如圖丙所示，線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線AB轉(zhuǎn)動 D．如圖丁所示，線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線平行的軸線CD轉(zhuǎn)動 答案　C 解析　A、B、D選項中穿過線圈的磁通量均沒變化，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選C。 3．(人教版選修3－2·P14·T6改編)(多選)如圖所示，一輕質(zhì)絕緣橫桿兩側(cè)各固定一金屬環(huán)，橫桿可繞中心點自由轉(zhuǎn)動，老師拿一條形磁鐵插向其中一個小環(huán)，后又取出插向另一個小環(huán)，同學(xué)們看到的現(xiàn)象及現(xiàn)象分析正確的是(　　) A．磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動 B．磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動

8、 C．磁鐵插向左環(huán)，左環(huán)中不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流 D．磁鐵插向右環(huán)，右環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流 答案　BD 解析　磁鐵插向左環(huán)時，通過左環(huán)的磁通量發(fā)生變化，左環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，但左環(huán)是開路的，所以沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，此時橫桿不動，A、C錯誤；磁鐵插向右環(huán)時，通過右環(huán)的磁通量發(fā)生變化，右環(huán)中將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量的變化，使右環(huán)與磁鐵相互排斥，則橫桿會發(fā)生轉(zhuǎn)動，B、D正確。 4. (人教版選修3－2·P13·T3改編)如圖所示，CDEF是金屬框，框內(nèi)存在著垂直紙面向里的勻強磁場。當導(dǎo)體AB向右移動時，金屬框中CD、EF邊的感應(yīng)電流的方向為(　　)

9、 A．C→D，E→F B．D→C，E→F C．C→D，F(xiàn)→E D．D→C，F(xiàn)→E 答案　C 解析　根據(jù)右手定則可以判斷，AB中感應(yīng)電流的方向為A→B，則在ABCD回路中，CD的感應(yīng)電流方向為C→D，在ABFE回路中，EF的感應(yīng)電流方向為F→E，C正確。 考點細研 悟法培優(yōu) 考點1　電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷 1．感應(yīng)電流能否產(chǎn)生的判斷 (1) (2) 以上兩種判斷方法中，有的題目只能用其中一種方法，或只有一種方法判斷簡便，有的題目兩種方法均可快速判斷。 2．磁通量變化的常見情況 例1　(多選)如圖所示，矩形閉合線圈abcd豎直放置，OO′是它的對稱軸，

10、通電直導(dǎo)線AB與OO′平行。若要在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，可行的做法是(　　) A．AB中電流I逐漸增大 B．AB中電流I先增大后減小 C．以AB為軸，線圈繞AB順時針轉(zhuǎn)90° D．線圈繞OO′軸逆時針轉(zhuǎn)動90°(俯視) 解題探究　(1)AB中電流變化，能否在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流？ 提示：只要AB中電流變化，線圈中磁通量就變化，就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。 (2)能夠引起線圈中磁通量變化的因素有哪些？ 提示：①AB中電流強度的大小和方向變化；②線圈的有效面積變化。 嘗試解答　選ABD。 只要AB中電流發(fā)生變化，可以是大小變，也可以是方向變，也可以是大小和方向同時變，都可以使線圈的磁通量

11、發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，A和B都正確；以AB為軸，線圈繞AB順時針轉(zhuǎn)90°的過程中，磁感應(yīng)強度的大小和線圈的有效面積都沒變，磁通量不變，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，C錯誤；以O(shè)O′為軸逆時針轉(zhuǎn)90°的過程中，線圈的有效面積發(fā)生了變化，磁通量變化，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，D正確。 總結(jié)升華 判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法 ①確定所研究回路；②看Φ是否變化；③回路是否閉合；②③同時滿足可產(chǎn)生感應(yīng)電流。 [變式1－1]　(人教版選修3－2·P6·實驗改編)現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關(guān)按如圖所示連接。下列說法正確的是(　　) A．開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出都會引起

12、電流計指針偏轉(zhuǎn) B．線圈A插入線圈B中后，開關(guān)閉合和斷開的瞬間，電流計指針均不會偏轉(zhuǎn) C．開關(guān)閉合后，滑動變阻器的滑片P勻速滑動，會使電流計指針靜止在中央零刻度 D．開關(guān)閉合后，只有滑動變阻器的滑片P加速滑動，電流計指針才能偏轉(zhuǎn) 答案　A 解析　線圈A插入或拔出，都將造成在線圈B處磁場的變化，因此線圈B的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A正確；開關(guān)閉合和斷開均能引起線圈B中磁通量的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯誤；開關(guān)閉合后，只要移動滑片P，線圈B中磁通量就會變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C、D錯誤。 [變式1－2]　(人教版選修3－2·P14·T7改編)如圖所示為感應(yīng)式發(fā)電機，a、b、c、d

13、是空間四個可用電刷與銅盤邊緣接觸的點，O1、O2是銅盤軸線導(dǎo)線的接線端，M、N是電流表的接線端，現(xiàn)在將銅盤轉(zhuǎn)動，能觀察到感應(yīng)電流的是(　　) A．將電流表的接線端M、N分別連接a、c位置 B．將電流表的接線端M、N分別連接O1、a位置 C．將電流表的接線端M、N分別連接O1、O2位置 D．將電流表的接線端M、N分別連接c、d位置 答案　B 解析　將銅盤看成無數(shù)個軸向銅條組成，當銅盤轉(zhuǎn)動時，其切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，此時銅條相當于電源，銅盤邊緣和中心相當于電源的兩個極，則想要觀察到感應(yīng)電流，M、N應(yīng)分別接電源的兩個極，故B正確。 考點2　對楞次定律的理解及應(yīng)用 1．用楞次定律判

14、斷感應(yīng)電流方向 2．楞次定律中“阻礙”的含義 例2　如圖所示，水平面內(nèi)有兩條相互垂直且彼此絕緣的通電長直導(dǎo)線，以它們?yōu)樽鴺溯S構(gòu)成一個平面直角坐標系。四個相同的圓形閉合線圈在四個象限內(nèi)完全對稱放置，兩直導(dǎo)線中的電流大小與變化情況完全相同，電流方向如圖中所示，當兩直導(dǎo)線中的電流都增大時，四個線圈a、b、c、d中產(chǎn)生順時針方向感應(yīng)電流的是(　　) A．線圈a B．線圈b C．線圈c D．線圈d 解題探究　(1)如何判斷線圈a、b、c、d中磁通量？ 提示：應(yīng)用安培定則判斷通電直導(dǎo)線周圍的磁場，再疊加。 (2)兩直導(dǎo)線中電流增大時，電流周圍的磁場如何變化？ 提示：增強。

15、 嘗試解答　選C。 由安培定則判斷出電流周圍的磁場方向，疊加后知線圈a中磁場方向垂直紙面向里，線圈c中磁場方向垂直紙面向外，b、d中磁場疊加后為零；當兩直導(dǎo)線電流增大時，由楞次定律判斷出線圈c中會產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，線圈a中會產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，b、d中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C正確。 總結(jié)升華 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的兩個磁場和一個電流 (1)原磁場：引起電磁感應(yīng)現(xiàn)象的磁場。做題時需要首先明確原磁場分布特點(大小、方向)以及穿過閉合回路的磁場變化情況。 (2)感應(yīng)電流磁場：感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場，阻礙原磁場的磁通量變化，根據(jù)“增反減同”可以判斷出感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向。 (3)感應(yīng)

16、電流：在確定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向后，再由安培定則判斷感應(yīng)電流的方向。 [變式2]　(2018·南昌模擬)在自行車速度表中，條形磁鐵與車輪的輻條連接，線圈固定在車架上，使輪子每轉(zhuǎn)一圈磁鐵就移過它一次。當磁鐵移過線圈時，在線圈中感應(yīng)出一個電流脈沖。如圖所示中顯示了磁鐵正要移經(jīng)線圈。若以逆時針方向為正，選項中可能是所產(chǎn)生的電流脈沖的是(　　) 答案　C 解析　根據(jù)楞次定律，在磁鐵靠近線圈時線圈中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，在磁鐵遠離線圈時線圈中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，也就是說，在線圈中感應(yīng)出的電流脈沖可能如C所示。 考點3　楞次定律推論的應(yīng)用 楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣

17、為：感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因，列表說明如下： 　　 例3　(2018·廣東廣州名校聯(lián)考)如圖所示，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管b與電源、滑動變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列表述正確的是(　　) A．線圈a中將產(chǎn)生沿順時針方向(俯視)的感應(yīng)電流 B．穿過線圈a的磁通量減小 C．線圈a有擴張的趨勢 D．線圈a對水平桌面的壓力FN將增大 解題探究　(1)滑片P向下滑動，穿過線圈a的磁通量如何變化？ 提示：變大。 (2)用楞次定律的推論判斷線圈如何阻礙這種變化？ 提

18、示：面積縮小或遠離螺線管。 嘗試解答　選D。 當滑動變阻器的滑片P向下滑動時，螺線管中的電流將增大，使穿過線圈a的磁通量變大，B錯誤；由楞次定律可知，線圈a中將產(chǎn)生沿逆時針方向(俯視)的感應(yīng)電流，并且線圈a有縮小和遠離螺線管的趨勢，線圈a對水平桌面的壓力FN將增大，故D正確，A、C錯誤。 總結(jié)升華 [變式3]　(2018·合肥質(zhì)檢)如圖所示，條形磁鐵用細線懸掛于O點，一金屬圓環(huán)放置在O點正下方的水平絕緣桌面上。現(xiàn)將磁鐵拉至左側(cè)某一高度后由靜止釋放，磁鐵在豎直面內(nèi)擺動，在其第一次擺至右側(cè)最高點的過程中，圓環(huán)始終靜止。則下列說法正確的是(　　) A．磁鐵始終受到圓環(huán)的斥力

19、作用 B．圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向保持不變 C．桌面對圓環(huán)始終有摩擦力作用 D．磁鐵在O點兩側(cè)最高點的重力勢能不相等 答案　D 解析　由楞次定律推論可知，磁鐵靠近圓環(huán)時受到斥力作用，遠離圓環(huán)時受到引力作用，A錯誤；磁鐵由釋放到第一次運動到右側(cè)最高點的過程中，穿過圓環(huán)的磁通量先增大后減小，由于穿過圓環(huán)的磁場方向不變，而磁通量的變化趨勢發(fā)生了改變，因此感應(yīng)電流的方向發(fā)生變化，B錯誤；分析可知，在磁鐵豎直向下時圓環(huán)內(nèi)的磁通量達到最大，此時桌面對圓環(huán)無摩擦力作用，C錯誤；由楞次定律推論可知，感應(yīng)電流總是阻礙磁鐵的相對運動，感應(yīng)電流對磁鐵的作用力總是阻力，因此磁鐵在右側(cè)的最高點比釋放點低，則磁鐵在

20、兩側(cè)最高點的重力勢能不相等，D正確。 考點4　三定則一定律的綜合應(yīng)用 1．“三個定則一個定律”的比較 以上定則或定律中，“因電而動”用左手定則，“因動生電”用右手定則；“因電生磁”用安培定則，“因磁生電”用楞次定律或右手定則。 2．相互聯(lián)系 (1)應(yīng)用楞次定律時，一般要用到安培定則。 (2)研究感應(yīng)電流受到的安培力時，一般先用右手定則確定電流方向，再用左手定則確定安培力的方向，有時也可以直接應(yīng)用楞次定律的推論確定。 例4　(多選)如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，MN的左邊有一閉合電路，當PQ在外力的作用下運動時，MN向右運動，則PQ所做的運動

21、可能是(　　) A．向右加速運動 B．向左加速運動 C．向右減速運動 D．向左減速運動 解題探究　(1)如何判斷MN所在處的磁場方向？ 提示：MN處的磁場由ab中電流產(chǎn)生，用安培定則判斷。 (2)由MN的運動方向，如何確定MN中的電流方向？ 提示：用左手定則確定。 (3)L1中磁場方向如何判定？ 提示：與L2的磁場方向一致，L2中磁場方向由PQ切割磁感線方向決定，應(yīng)用右手定則判斷。 嘗試解答　選BC。 MN向右運動，說明MN受到向右的安培力，因為ab在MN處的磁場垂直紙面向里MN中的感應(yīng)電流由M→NL1中感應(yīng)電流的磁場方向向上；若L2中磁場方向向上減弱PQ中電流為Q

22、→P且減小向右減速運動；若L2中磁場方向向下增強PQ中電流為P→Q且增大向左加速運動，故選B、C。 總結(jié)升華 在二次感應(yīng)現(xiàn)象中，“程序法”和“逆向推理法”的選擇 (1)如果已知二次感應(yīng)后的結(jié)果，要判斷導(dǎo)體棒的運動情況或磁場的變化，可選擇逆向推理法。 ①首先依據(jù)二次感應(yīng)產(chǎn)生的效應(yīng)，判斷二次感應(yīng)電流的方向。 ②其次應(yīng)用安培定則，判斷二次感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通量的方向，明確它是阻礙第一個感應(yīng)磁場變化的。 ③然后根據(jù)楞次定律，得出第一個感應(yīng)磁場可能的方向及相應(yīng)的變化，從而得到引起磁場變化的電流的方向與變化。 ④最后依據(jù)電流的方向與變化，判斷導(dǎo)體切割磁感線運動的方向與速度。 (2)也可以

23、按選項中的某一選項用“程序法”來判斷與結(jié)果是否相符合。 [變式4]　 (多選)如圖所示，在勻強磁場中放有一與線圈D相連接的平行導(dǎo)軌，要使放在線圈D中的線圈A(A、D兩線圈同心共面)各處受到沿半徑方向指向圓心的力，金屬棒MN的運動情況可能是(　　) A．勻速向右 B．加速向左 C．加速向右 D．減速向左 答案　BC 解析　假設(shè)MN向右運動，由右手定則可知MN中的電流方向為N→M，在D中產(chǎn)生磁場，由安培定則可知磁場方向垂直紙面向外，如果MN加速向右運動，則MN中電流增大，ΦA(chǔ)增大，由楞次定律可知，A有收縮的趨勢；如果MN勻速向右運動，則MN中的電流不變，ΦA(chǔ)不變，由楞次定律可

24、知，A沒有收縮的趨勢，故C正確，A錯誤。假設(shè)MN向左運動，可知MN中的電流方向為M→N，由安培定則可知，D中磁場方向垂直紙面向里，若MN加速向左運動，則MN中電流增大，A有收縮的趨勢；若MN減速向左運動，則MN中電流減小，A有擴張的趨勢，B正確，D錯誤。 高考模擬 隨堂集訓(xùn) 1. (2017·江蘇高考)如圖所示，兩個單匝線圈a、b的半徑分別為r和2r。圓形勻強磁場B的邊緣恰好與a線圈重合，則穿過a、b兩線圈的磁通量之比為(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．1∶4 D．4∶1 答案　A 解析　根據(jù)Φ＝BS，S為有磁場區(qū)域的面積，且與磁場方向垂直，因此a、b兩線圈的有效面積相

25、等，故磁通量之比Φa∶Φb＝1∶1，A正確。 2．(2018·全國卷Ⅰ)(多選)如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關(guān)與電源連接，另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，開關(guān)未閉合時小磁針處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是(　　) A．開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動 B．開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向 C．開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向 D．開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動 答案　AD 解析　小

26、磁針的N極的指向為該處磁場的方向。開關(guān)閉合后的瞬間，通過右邊線圈的電流增大，在鐵芯中產(chǎn)生由北向南的磁場增大，通過左側(cè)的線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律和安培定則可以判斷，直導(dǎo)線的電流從南流向北，再根據(jù)安培定則可以判斷，直導(dǎo)線電流在小磁針處的磁場方向垂直紙面向里，小磁針N極向里轉(zhuǎn)動，A正確；開關(guān)閉合并保持一段時間后，通過左側(cè)線圈的磁通量不變，不會產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，所以直導(dǎo)線無感應(yīng)電流流過，小磁針在地磁場作用下恢復(fù)原指向，B、C錯誤；開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，通過左側(cè)線圈的磁通量減小，直導(dǎo)線產(chǎn)生由北流向南的電流，則小磁針N極向外轉(zhuǎn)動，D正確。 3. (2017·全國卷Ⅲ)如圖，在方向垂

27、直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場垂直。金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面?，F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運動，在運動開始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是(　　) A．PQRS中沿順時針方向，T中沿逆時針方向 B．PQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向 C．PQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向 D．PQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向 答案　D 解析　金屬桿PQ突然向右運動，在運動開始的瞬間，閉合回路PQRS中磁場方向垂直紙面向里，磁通量增大，由楞次定律可判斷，閉合回路PQ

28、RS中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場垂直紙面向外，由安培定則可判斷感應(yīng)電流方向為逆時針；由于閉合回路PQRS中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，與原磁場方向相反，則T中磁通量減小，由楞次定律可判斷，T中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里，由安培定則可知T中感應(yīng)電流方向為順時針，D正確。 4. (2017·全國卷Ⅰ)掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動，如圖所示。無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是(　

29、　) 答案　A 解析　底盤上的紫銅薄板出現(xiàn)擾動時，其擾動方向不確定，在選項C這種情況下，紫銅薄板出現(xiàn)上下或左右擾動時，穿過薄板的磁通量難以改變，不能發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，沒有阻尼效應(yīng)；在選項B、D這兩種情況下，紫銅薄板出現(xiàn)上下擾動時，也沒有發(fā)生電磁阻尼現(xiàn)象；在選項A這種情況下，紫銅薄板出現(xiàn)上下或左右擾動時，都發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生電磁阻尼效應(yīng)，選項A正確。 5. (2017·天津高考)如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌之間接有電阻R。金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下。現(xiàn)使磁感應(yīng)強度隨時間均勻減小，ab始終保持靜止，下列

30、說法正確的是(　　) A．a(chǎn)b中的感應(yīng)電流方向由b到a B．a(chǎn)b中的感應(yīng)電流逐漸減小 C．a(chǎn)b所受的安培力保持不變 D．a(chǎn)b所受的靜摩擦力逐漸減小 答案　D 解析　根據(jù)楞次定律，ab中感應(yīng)電流方向由a到b，故A錯誤；根據(jù)E＝·S，因為恒定，所以E恒定，根據(jù)I＝知，回路中的感應(yīng)電流恒定，故B錯誤；根據(jù)F＝BIl，由于B減小，安培力F減小，故C錯誤；根據(jù)平衡條件，靜摩擦力f＝F，故靜摩擦力減小，故D正確。 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 配套課時作業(yè) 　　時間：45分鐘　滿分：100分 一、選擇題(本題共13小題，每小題7分，共91分。其中1～8為單選，9～1

31、3為多選) 1．如圖所示，一水平放置的N匝矩形線框面積為S，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向斜向上，與水平面成30°角，現(xiàn)若使矩形框以左邊的一條邊為軸轉(zhuǎn)到豎直的虛線位置，則此過程中磁通量的改變量的大小是(　　) A.BS B.NBS C.BS D.NBS 答案　C 解析　磁通量與匝數(shù)無關(guān)，Φ＝BS中，B與S必須垂直。初態(tài)Φ1＝Bsinθ·S，末態(tài)Φ2＝－Bcosθ·S，磁通量的變化量大小ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|BS(－cos30°－sin30°)|＝BS，所以應(yīng)選C項。 2．下列圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) 答案　B 解析　根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：A中，電路沒閉合

32、，無感應(yīng)電流；B中，電路閉合，且垂直磁感線的閉合回路的面積增大，即閉合電路的磁通量增大，有感應(yīng)電流；C中，穿過閉合線圈的磁感線相互抵消，磁通量恒為零，無感應(yīng)電流；D中，閉合回路中的磁通量不發(fā)生變化，無感應(yīng)電流。故選B。 3．如圖甲所示，在同一平面內(nèi)有兩個絕緣金屬細圓環(huán)A、B，兩環(huán)重疊部分的面積為圓環(huán)A面積的一半，圓環(huán)B中電流i隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，以圖甲中圓環(huán)B中所示的電流方向為負方向，則A環(huán)中(　　) A．沒有感應(yīng)電流 B．有逆時針方向的感應(yīng)電流 C．有順時針方向的感應(yīng)電流 D．感應(yīng)電流先沿順時針方向，后沿逆時針方向 答案　B 解析　由于B環(huán)中的電流發(fā)生變化，A環(huán)中

33、的磁通量發(fā)生變化，所以A環(huán)中有感應(yīng)電流，A錯誤；根據(jù)楞次定律和安培定則知，B環(huán)中的磁通量先垂直紙面向外減少，后垂直紙面向里增多，故A環(huán)中產(chǎn)生沿逆時針方向的感應(yīng)電流，B正確，C、D錯誤。 4．某磁場的磁感線如圖所示，有一銅線圈由A位置下落至B位置，在下落的過程中，自上往下看，線圈中感應(yīng)電流的方向(　　) A．始終沿順時針 B．始終沿逆時針 C．先沿順時針再沿逆時針 D．先沿逆時針再沿順時針 答案　C 解析　線圈由A位置下落至O位置的過程中，向上的磁通量增大，由O位置下落至B位置的過程中，向上的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知線圈中感應(yīng)電流的方向(自上往下看)先沿順時針后沿逆時針，故

34、C正確。 5. (2016·海南高考)如圖，一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，環(huán)的圓心與兩導(dǎo)線距離相等，環(huán)的直徑小于兩導(dǎo)線間距。兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向向下的恒定電流。若(　　) A．金屬環(huán)向上運動，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為順時針方向 B．金屬環(huán)向下運動，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為順時針方向 C．金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為逆時針方向 D．金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為逆時針方向 答案　D 解析　金屬環(huán)向上或向下運動時穿過金屬環(huán)的磁通量不變，由產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件可知A、B錯誤；金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近，穿過金屬環(huán)的合磁通量向外并且

35、增強，根據(jù)楞次定律可知，環(huán)上的感應(yīng)電流方向為順時針方向，C錯誤；金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近，穿過金屬環(huán)的合磁通量向里并且增強，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為逆時針方向，D正確。 6．(2018·湖南部分重點中學(xué)演練)如圖所示，磁場方向垂直紙面向里，金屬導(dǎo)軌EF、CD在豎直平面內(nèi)水平平行放置，EF、CD通過繞在豎直放置的鐵芯上的導(dǎo)線連接，鐵芯正上方有一水平放置的金屬環(huán)，金屬桿AB豎直放置，與導(dǎo)軌EF、CD垂直且始終接觸良好，當金屬桿AB突然向右運動時，下列說法正確的是(　　) A．AB中電流由A到B，鐵芯中磁場豎直向上，環(huán)中有順時針的電流(俯視) B．AB中電流由A到B，鐵芯中磁場豎直向下，環(huán)中有

36、順時針的電流(俯視) C．AB中電流由B到A，鐵芯中磁場豎直向下，環(huán)中有逆時針的電流(俯視) D．AB中電流由B到A，鐵芯中磁場豎直向上，環(huán)中有逆時針的電流(俯視) 答案　C 解析　當金屬桿AB突然向右運動時，由右手定則可知電流由B到A，由右手螺旋定則可知鐵芯中的磁場方向向下，因金屬桿AB由靜止開始向右運動，金屬環(huán)中的磁通量增加，由楞次定律可知金屬環(huán)中的感應(yīng)電流將產(chǎn)生向上的磁場，即環(huán)中有逆時針方向電流(俯視)，C正確，A、B、D錯誤。 7．(2018·四川期中)如圖所示為安檢門原理圖，左邊門框中有一通電線圈，右邊門框中有一接收線圈。工作過程中某段時間通電線圈中存在如圖順時針方向均勻增

37、大的電流，則(　　) A．無金屬片通過時，接收線圈中的感應(yīng)電流方向為順時針 B．無金屬片通過時，接收線圈中的感應(yīng)電流增大 C．有金屬片通過時，接收線圈中的感應(yīng)電流方向為順時針 D．有金屬片通過時，接收線圈中的感應(yīng)電流大小發(fā)生變化 答案　D 解析　無金屬片通過時，接收線圈中向右的磁通量增大，產(chǎn)生逆時針方向電流，且電流大小恒定，故A、B錯誤。有金屬片通過時，金屬片中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，將空間中的磁場的變化削弱一些，引起接收線圈中的感應(yīng)電流大小發(fā)生變化，故C錯誤，D正確。 8．如圖所示，A為水平放置的膠木圓盤，在其側(cè)面均勻分布著負電荷，在A的正上方用絕緣絲線懸掛一個金屬圓環(huán)B

38、，使B的環(huán)面水平且與圓盤面平行，其軸線與膠木圓盤A的軸線OO′重合，現(xiàn)使膠木圓盤A由靜止開始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動，則(　　) A．金屬環(huán)B的面積有擴大的趨勢，絲線受到的拉力增大 B．金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢，絲線受到的拉力減小 C．金屬環(huán)B的面積有擴大的趨勢，絲線受到的拉力減小 D．金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢，絲線受到的拉力增大 答案　B 解析　膠木圓盤A由靜止開始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動，形成環(huán)形電流，環(huán)形電流的大小逐漸增大，根據(jù)右手螺旋定則知，通過圓環(huán)B的磁通量向下，且增大，根據(jù)楞次定律推論可知，金屬圓環(huán)的面積有縮小的趨勢，且有向上的運動趨勢，

39、所以絲線受到的拉力減小，B正確，A、C、D錯誤。 9．(2018·湖北八校二聯(lián))已知地磁場類似于條形磁鐵產(chǎn)生的磁場，地磁N極位于地理南極附近。如圖所示，在湖北某中學(xué)實驗室的水平桌面上，放置邊長為L的正方形閉合導(dǎo)體線框abcd，線框的ad邊沿南北方向，ab邊沿東西方向，下列說法正確的是(　　) A．若使線框向東平移，則a點電勢比d點電勢低 B．若使線框向北平移，則a點電勢等于b點電勢 C．若以ad邊為軸，將線框向上翻轉(zhuǎn)90°，則翻轉(zhuǎn)過程線框中電流方向始終為adcba方向 D．若以ab邊為軸，將線框向上翻轉(zhuǎn)90°，則翻轉(zhuǎn)過程線框中電流方向始終為adcba方向 答案　AC 解析　地

40、球北半部的磁場方向由南向北斜向下，可分解為水平向北和豎直向下兩個分量。若線框向東平移，根據(jù)右手定則可知a點電勢低于d點電勢，A正確；若線框向北平移，根據(jù)右手定則可知a點電勢高于b點電勢，B錯誤；若以ad邊為軸，將線框向上翻轉(zhuǎn)90°，根據(jù)楞次定律及安培定則可知翻轉(zhuǎn)過程線框中的電流方向始終為adcba方向，C正確；若以ab邊為軸，將線框向上翻轉(zhuǎn)90°，穿過線框的磁通量先增大后減小，根據(jù)楞次定律及安培定則可知，翻轉(zhuǎn)過程線框中的電流方向為先沿abcda方向再沿adcba方向，故D錯誤。 10．(2018·菏澤一模)如圖甲所示，螺線管內(nèi)有一平行于軸線的磁場，規(guī)定圖中箭頭所示方向為磁感應(yīng)強度B的正方向，

41、螺線管與U形導(dǎo)線框cdef相連，導(dǎo)線框cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)面積為S，圓環(huán)與導(dǎo)線框cdef在同一平面內(nèi)。當螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度隨時間按圖乙所示規(guī)律變化時，下列說法中正確的是(　　) A．在t1時刻，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量最大，最大值 Φm＝B0S B．在t2時刻，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量最大 C．在t1～t2時間內(nèi)，金屬圓環(huán)L有擴張的趨勢 D．在t1～t2時間內(nèi)，金屬圓環(huán)L內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流 答案　BD 解析　當螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度隨時間按圖乙所示規(guī)律變化時，在導(dǎo)線框cdef內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，在t1時刻，螺線管內(nèi)磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動勢為零，

42、感應(yīng)電流為零，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量為零，A錯誤；在t2時刻，螺線管內(nèi)磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動勢最大，感應(yīng)電流最大，金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量最大，B正確；在t1～t2時間內(nèi)，螺線管內(nèi)磁通量減小，磁通量的變化率逐漸增大，則感應(yīng)電動勢逐漸增大，感應(yīng)電流逐漸增大，由楞次定律及安培定則，導(dǎo)線框cdef內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流逐漸增大，金屬圓環(huán)L內(nèi)磁通量增大，根據(jù)楞次定律及安培定則，金屬圓環(huán)L內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流，金屬圓環(huán)L有收縮的趨勢，C錯誤，D正確。 11. 如圖是某電磁沖擊鉆的原理圖，若突然發(fā)現(xiàn)鉆頭M向右運動，則可能是(　　) A．開關(guān)S閉合瞬間 B．開關(guān)S由閉合到斷開的瞬間

43、 C．開關(guān)S是閉合的，滑動變阻器滑片P向左迅速滑動 D．開關(guān)S是閉合的，滑動變阻器滑片P向右迅速滑動 答案　AC 解析　當開關(guān)S閉合時，左線圈上有了電流，產(chǎn)生磁場，而對于右線圈來說，磁通量增加，由楞次定律可知，為了阻礙磁通量的增加，鉆頭M向右運動遠離左邊線圈，故A正確；當開關(guān)S由閉合到斷開的瞬間，穿過右線圈的磁通量要減少，為了阻礙磁通量的減少，鉆頭M要向左運動靠近左邊的線圈，故B錯誤；開關(guān)S閉合時，當滑動變阻器滑片P向左迅速滑動時，回路的電阻減小，回路的電流增大，產(chǎn)生的磁場增強，穿過右線圈的磁通量增大，為了阻礙磁通量的增加，鉆頭M向右運動遠離左邊線圈，故C正確；當滑動變阻器的滑片P向右

44、迅速滑動時，回路的電阻增大，回路的電流減小，產(chǎn)生的磁場減弱，穿過右邊線圈的磁通量減少，為了阻礙磁通量的減少，鉆頭M向左運動靠近左邊線圈，故D錯誤。 12．(2018·廣西二模)水平光滑的桌面內(nèi)固定一足夠長的直導(dǎo)線，并通入如圖所示的恒定電流，兩個相同的正方形線框abcd和efgh到導(dǎo)線的距離相等，兩個線框間產(chǎn)生的電磁現(xiàn)象忽略不計，現(xiàn)分別給兩個線框豎直向下和水平向右的速度v，下列判斷正確的是(　　) A．線框abcd做勻速直線運動，線框efgh做減速直線運動 B．剛開始運動瞬間bc邊與eh邊所受安培力的大小相等 C．線框efgh運動過程中產(chǎn)生沿順時針方向的感應(yīng)電流 D．線框abcd運

45、動過程中a點的電勢比b點低 答案　AD 解析　通電直導(dǎo)線周圍的磁場為非勻強磁場，離導(dǎo)線越近，磁場越強，線框abcd和efgh所在位置的磁場分別垂直紙面向里和向外。abcd向下運動，始終與導(dǎo)線的距離相等，穿過線框的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，沒有安培力，故線框abcd做勻速直線運動，但是ab邊在切割磁感線，由右手定則判斷出a點的電勢比b點低。線框efgh在遠離導(dǎo)線的過程中，向外的磁場減弱，由楞次定律和右手螺旋定則可判斷出線框產(chǎn)生沿逆時針方向的感應(yīng)電流，并受到向左的安培力，做減速直線運動。綜上，A、D正確，B、C錯誤。 13．圖甲中bacd為導(dǎo)體做成的框架，其平面與水平面成θ角，質(zhì)量為m的導(dǎo)

46、體棒PQ與ab、cd接觸良好，回路的電阻為R，整個裝置放在垂直于框架平面的變化的磁場中，磁感應(yīng)強度隨時間的變化如圖乙，導(dǎo)體棒PQ始終靜止，在0～t1時間內(nèi)(　　) A．導(dǎo)體棒PQ所受安培力的方向始終沿軌道斜面向上 B．導(dǎo)體棒PQ所受安培力的方向始終沿軌道斜面向下 C．導(dǎo)體棒PQ受到的摩擦力可能一直增大 D．導(dǎo)體棒PQ受到的摩擦力可能先減小后增大 答案　CD 解析　在0～t1時間內(nèi)，磁感應(yīng)強度B先減小后反向增大，穿過PQca回路的磁通量先減小后反向增大，由楞次定律可知，當回路磁通量均勻減小時，產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流，回路面積有擴大趨勢，導(dǎo)體棒PQ受到的安培力沿軌道斜面向上，安培力的大

47、小FA＝BIL＝IL(B0－kt)，隨磁感應(yīng)強度B的減小而減小，導(dǎo)體棒PQ受到的靜摩擦力在t＝0時若沿斜面向下，則靜摩擦力隨B的減小先減小后反向增大；在t＝0時靜摩擦力若沿斜面向上，則靜摩擦力隨B的減小而增大。當磁感應(yīng)強度B反向增大時，回路磁通量增大，回路面積有縮小的趨勢，導(dǎo)體棒PQ受到的安培力沿斜面向下，且隨磁感應(yīng)強度B的增大而增大，導(dǎo)體棒PQ受到的靜摩擦力Ff＝mgsinθ＋BIL也隨之增大。因此安培力在磁感應(yīng)強度B減小到0之前沿斜面向上，反向增大時沿斜面向下，靜摩擦力有可能一直增大，也可能先減小后增大，C、D正確，A、B錯誤。 二、非選擇題(共9分) 14．如圖所示裝置中，cd桿光滑且原來靜止，當ab桿________________運動時，cd桿將向右移動。 答案　向右加速或向左減速 解析　cd桿向右移動，說明受向右的安培力，由左手定則可知cd桿中的電流c→d，由安培定則可知L2中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向豎直向上。如果與原磁場方向相同，則Φ減小，L1中的電流減小，ab桿減速，L1中磁場方向豎直向下，由安培定則可知ab桿中電流b→a，由右手定則可知ab桿向左切割磁感線，即ab桿向左減速運動。如果與原磁場方向相反，同理分析可知ab桿向右加速。