（通用版）2021版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第10章 電磁感應(yīng) 第1節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律教學(xué)案

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1、第10章 電磁感應(yīng) [高考導(dǎo)航] 考點內(nèi)容 要求 高考(全國卷)三年命題情況對照分析 2017 2018 2019 命題分析 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 Ⅰ 卷Ⅰ·T18：楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律 卷Ⅱ·T20：電磁感應(yīng)中的圖象問題 卷Ⅲ·T15：楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律 卷Ⅰ·T17：楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律 卷Ⅰ·T19：楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律 卷Ⅱ·T18：電磁感應(yīng)中的圖象問題 卷Ⅲ·T20：楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律 卷Ⅰ·T20：楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律 卷Ⅱ·T21：電磁感應(yīng)中的圖象問題 卷Ⅲ·T19：電磁感應(yīng)中的圖象問題 卷Ⅲ·

2、T14：楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律 1.高考對本章內(nèi)容考查的命題頻率較高，大部分以選擇題的形式出題，也有部分是計算題。 2.命題熱點：感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、方向判定和導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算，綜合性題目常與力學(xué)、磁場、能量、圖象問題等知識綜合考查。 磁通量 Ⅰ 楞次定律 Ⅱ 法拉第電磁感應(yīng)定律 Ⅱ 自感、渦流 Ⅰ 核心素養(yǎng) 物理觀念：感應(yīng)電流、感應(yīng)電動勢、磁通量、自感、渦流(如2018卷Ⅱ·T18)。 科學(xué)思維：楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律(如2019卷Ⅰ·T20、卷Ⅱ·T21)。 科學(xué)探究：探究斷電自感和通電自感的規(guī)律。 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：磁懸浮、電磁阻

3、尼在生產(chǎn)中的應(yīng)用。 第1節(jié)　電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律 一、磁通量 1．概念：在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，與磁場方向垂直的面積S與B的乘積。 2．公式：Φ＝BS。 3．適用條件： (1)勻強磁場。 (2)S為垂直磁場的有效面積。 4．磁通量是標(biāo)量(填“標(biāo)量”或“矢量”)。 5．物理意義： 相當(dāng)于穿過某一面積的磁感線的條數(shù)。如圖所示，矩形abcd、abb′a′、a′b′cd的面積分別為S1、S2、S3，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B與平面a′b′cd垂直，則： (1)通過矩形abcd的磁通量為BS1cos θ或BS3。 (2)通過矩形a′b′cd的磁通量為BS3

4、。 (3)通過矩形abb′a′的磁通量為0。 6．磁通量變化：ΔΦ＝Φ2－Φ1。 二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象 1．定義：當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時，閉合導(dǎo)體回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)。 2．條件 (1)條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。 (2)例如：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做切割磁感線的運動。 3．實質(zhì) 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，如果電路閉合，則有感應(yīng)電流。如果電路不閉合，則只有感應(yīng)電動勢而無感應(yīng)電流。 三、感應(yīng)電流方向的判定 1．楞次定律 (1)內(nèi)容：感應(yīng)電流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：一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

5、 2．右手定則 (1)內(nèi)容：如圖所示，伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直并且都與手掌在同一平面內(nèi)：讓磁感線從掌心進入，并使拇指指向?qū)Ь€運動的方向，這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。 (2)適用情況：導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流。 1．思考辨析(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”) (1)1831年，英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 (√) (2)閉合電路內(nèi)只要有磁通量，就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。 (×) (3)穿過線圈的磁通量和線圈的匝數(shù)無關(guān)。 (√) (4)線框不閉合時，即使穿過線框的磁通量發(fā)生變化，線框中也沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生。 (√) (5)當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線時，一定產(chǎn)生

6、感應(yīng)電動勢。 (√) (6)由楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場一定與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反。 (×) (7)感應(yīng)電流的磁場一定阻礙引起感應(yīng)電流的磁場的磁通量的變化。 (√) 2．(魯科版選修3－2P8T3)如圖所示，條形磁鐵以速度v向螺線管靠近，下面幾種說法中正確的是(　　) A．螺線管中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流 B．螺線管中會產(chǎn)生感應(yīng)電流 C．只有磁鐵速度足夠大時，螺線管中才能產(chǎn)生感應(yīng)電流 D．只有在磁鐵的磁性足夠強時，螺線管中才會產(chǎn)生感應(yīng)電流 B　[當(dāng)條形磁鐵以速度v向螺線管靠近，穿過螺線管的磁通量增大，則螺線管中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，與磁鐵的速度、磁鐵的磁性強弱無關(guān)，故B正確。]

7、 3．(粵教版選修3－2P12T2改編)一矩形線框abcd與長直通電導(dǎo)線處于同一平面內(nèi)，ad邊與導(dǎo)線平行，如圖所示。當(dāng)線框在此平面內(nèi)向右運動到導(dǎo)線的右邊的過程中，線框內(nèi)感應(yīng)電流的方向為(　　) A．一直沿順時針方向 B．一直沿逆時針方向 C．先沿順時針方向，再沿逆時針方向 D．先沿順時針方向，再沿逆時針方向，最后沿順時針方向 D　[根據(jù)“來拒去留”“同向吸引異向排斥”“近大遠小”等規(guī)律可得，電流方向依次為b→c、c→b、a→d、d→a，即先順時針，再逆時針，最后順時針，故D正確。] 4．(人教版選修3－2P14T6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

8、繞中心點自由轉(zhuǎn)動。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)，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 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 BD　[左環(huán)不閉合，磁鐵插向左環(huán)時，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，環(huán)不受力，橫桿不轉(zhuǎn)動，故A、C錯誤；右環(huán)閉合，磁鐵插向右環(huán)時，環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，環(huán)受到磁場的作用，橫桿轉(zhuǎn)動，故B、D正確。] 5．(粵教版選修3－2P13T4改編)如圖所示，兩個線圈A、B套在一起，線圈A中通有電流，方向如圖所示。當(dāng)線圈A中

9、的電流突然增強時，線圈B中的感應(yīng)電流方向為(　　) A．沿順時針方向 B．沿逆時針方向 C．無感應(yīng)電流 D．先沿順時針方向，再沿逆時針方向 [答案]　A 磁通量　電磁感應(yīng)現(xiàn)象　[依題組訓(xùn)練] 1．如圖所示，兩個同心圓形線圈a、b在同一平面內(nèi)，其半徑大小關(guān)系為ra>rb，條形磁鐵穿過圓心并與圓面垂直，則穿過兩線圈的磁通量Φa、Φb間的大小關(guān)系為(　　) A．Φa>Φb B．Φa＝Φb C．Φa<Φb D．條件不足，無法判斷 C　[條形磁鐵內(nèi)部的磁感線全部穿過a、b兩個線圈，而外部磁感線穿過線圈a的比穿過線圈b的要多，線圈a中磁感線條數(shù)的代數(shù)和要小，故選項

10、C正確。] 2．如圖所示，一個U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個金屬導(dǎo)體棒ab，有一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ。在下列各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) A．a(chǎn)b向右運動，同時使θ減小 B．使磁感應(yīng)強度B減小，θ角同時也減小 C．a(chǎn)b向左運動，同時增大磁感應(yīng)強度B D．a(chǎn)b向右運動，同時增大磁感應(yīng)強度B和θ角(0°<θ<90°) A　[設(shè)此時回路面積為S，據(jù)題意，磁通量Φ＝BScos θ，S增大，θ減小，cos θ增大，則Φ增大，A正確；B減小，θ減小，cos θ增大，Φ可能不變，B錯誤；S減小，B增大，Φ可能不變，C錯

11、誤；S增大，B增大，θ增大，cos θ減小，Φ可能不變，D錯誤。] 3．在法拉第時代，下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實驗中，能觀察到感應(yīng)電流的是(　　) A．將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化 B．在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化 C．將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化 D．繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化 D　[產(chǎn)生感應(yīng)電流必須滿足的條件：①電路閉合；②穿過閉合電路的磁通量要發(fā)生變化。選項A、B電路閉合，但

12、磁通量不變，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項A、B不能觀察到電流表的變化；選項C滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，也能產(chǎn)生感應(yīng)電流，但是等我們從一個房間到另一個房間后，電流表中已沒有電流，故選項C也不能觀察到電流表的變化；選項D滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，可以觀察到電流表的變化，所以選D。] 4．磁通量是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的重要物理量，如圖所示，通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合線框共面，第一次將線框由位置1平移到位置2，第二次將線框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，設(shè)先后兩次通過線框的磁通量變化分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則(　　) A．ΔΦ1>ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2 C．ΔΦ1<ΔΦ2 D．無法確定 C

13、　[設(shè)閉合線框在位置1時的磁通量為Φ1，在位置2時的磁通量為Φ2，直線電流產(chǎn)生的磁場在位置1處比在位置2處要強，故Φ1>Φ2。將閉合線框從位置1平移到位置2，磁感線是從閉合線框的同一面穿過的，所以ΔΦ1＝|Φ2－Φ1|＝Φ1－Φ2；將閉合線框從位置1繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，磁感線分別從閉合線框的正反兩面穿過，所以ΔΦ2＝|(－Φ2)－Φ1|＝Φ1＋Φ2(以原來穿過的方向為正方向，則后來從另一面穿過的方向為負(fù)方向)。故正確選項為C。] 1．理解磁通量的兩點注意 (1)磁通量雖然是標(biāo)量，但有正、負(fù)。上題中閉合線框由位置1平移到位置2和繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2時，在位置2的磁通量大小相等，但磁感線

14、穿入的方向相反。 (2)磁通量計算要注意“有效面積”。 2．常見的產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況 感應(yīng)電流方向的判斷　[依題組訓(xùn)練] 1．(多選)磁懸浮高速列車在我國已投入運行數(shù)年。如圖所示就是磁懸浮的原理，圖中A是圓柱形磁鐵，B是用高溫超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)圓環(huán)。將超導(dǎo)圓環(huán)B水平放在磁鐵A上，它就能在磁力的作用下懸浮在磁鐵A的上方空中，則(　　) A．在B放入磁場的過程中，B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流；當(dāng)穩(wěn)定后，感應(yīng)電流消失 B．在B放入磁場的過程中，B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流；當(dāng)穩(wěn)定后，感應(yīng)電流仍存在 C．若A的N極朝上，B中感應(yīng)電流的方向為順時針方向(從上往下看) D．若A的N極朝上，B

15、中感應(yīng)電流的方向為逆時針方向(從上往下看) BC　[在B放入磁場的過程中，穿過B的磁通量增加，B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，因為B是超導(dǎo)體，沒有電阻，所以感應(yīng)電流不會消失，故A錯誤，B正確；若A的N極朝上，在B放入磁場的過程中，磁通量向上增加，根據(jù)楞次定律可判斷B中感應(yīng)電流的方向為順時針方向，C正確，D錯誤。] 2．(多選)(2018·全國卷Ⅰ)如圖所示，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?fàn)顟B(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

16、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 AD　[由電路可知，開關(guān)閉合瞬間，右側(cè)線圈環(huán)繞部分的電流向下，由安培定則可知，鐵芯中產(chǎn)生水平向右的磁場，由楞次定律可知，左側(cè)線圈環(huán)繞部分產(chǎn)生向上的電流，則直導(dǎo)線中的電流方向由南向北，由安培定則可知，直導(dǎo)線在小磁針?biāo)谖恢卯a(chǎn)生垂直紙面向里的磁場，則小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動，A正確；開關(guān)閉合并保持一段時間后，穿過左側(cè)線圈的磁通量不變，則左側(cè)線圈中的

17、感應(yīng)電流為零，直導(dǎo)線不產(chǎn)生磁場，則小磁針靜止不動，B、C錯誤；開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，穿過左側(cè)線圈向右的磁通量減少，則由楞次定律可知，左側(cè)線圈環(huán)繞部分產(chǎn)生向下的感應(yīng)電流，則流過直導(dǎo)線的電流方向由北向南，直導(dǎo)線在小磁針?biāo)谔幃a(chǎn)生垂直紙面向外的磁場，則小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動，D正確。] 3．(2017·全國卷Ⅲ)如圖所示，在方向垂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。現(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

18、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 D　[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PQRS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

19、方向為順時針，選項D對。] 4．MN、GH為光滑的水平平行金屬導(dǎo)軌，ab、cd為跨在導(dǎo)軌上的兩根金屬桿，勻強磁場垂直穿過MN、GH所在的平面，如圖所示，則(　　) A．若固定ab，使cd向右滑動，則abdc回路有電流，電流方向由a到b到d到c B．若ad、cd以相同的速度一起向右滑動，則abdc回路有電流，電流方向由c到d到b到a C．若ab向左、cd向右同時運動，則abdc回路電流為0 D．若ab、cd都向右運動，且兩棒速度vcd>vab，則abdc回路有電流，電流方向由c到d到b到a D　[若固定ab，使cd向右滑動，由右手定則知應(yīng)產(chǎn)生順時針方向的電流，故A錯；若ab、cd

20、同向運動且速度大小相同，ab、cd所圍的面積不變，磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯；若ab向左、cd向右同時運動，則abdc回路中有順時針方向的電流，故C錯；若ab、cd都向右運動，且vcd>vab，則ab、cd所圍的面積發(fā)生變化，磁通量也發(fā)生變化，故由楞次定律可判斷出產(chǎn)生由c到d到b到a的電流，故D對] 判斷感應(yīng)電流方向的“四步法” 楞次定律推論的應(yīng)用　[講典例示法] 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。列表說明如下： 內(nèi)容 例證 阻礙原磁通量變化 ——“增反減同” 磁鐵靠近，B感與B原反向，二者相斥 磁鐵遠

21、離，B感與B原同向，二者相吸 阻礙相對運動 ——“來拒去留” 使回路面積有擴大或縮小 的趨勢——“增縮減擴” P、Q是光滑固定導(dǎo)軌，a、b是可動金屬棒，磁鐵下移，面積應(yīng)減小，a、b靠近 B減小，線圈擴張 阻礙原電流的變化 ——“增反減同” 合上S，B燈先亮 [典例示法]　(2019·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

22、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 審題指導(dǎo)：根據(jù)滑片的移動情況判斷出電流的變化情況，再根據(jù)楞次定律判斷出螺線管與線圈之間的相互作用力方向，再結(jié)合楞次定律的有關(guān)推論得出正確答案。 D　[當(dāng)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，選項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，故選項D正確，A、C錯誤。] 楞次定律中“阻礙”的問題的思路 [跟進訓(xùn)練] 　增反減同 1．如圖所示，一個N極朝下的條形磁鐵豎直

23、下落，恰能穿過水平放置的固定矩形導(dǎo)線框，則(　　) A．磁鐵經(jīng)過位置①時，線框中感應(yīng)電流沿abcd方向；經(jīng)過位置②時，沿adcb方向 B．磁鐵經(jīng)過位置①時，線框中感應(yīng)電流沿adcb方向；經(jīng)過位置②時，沿abcd方向 C．磁鐵經(jīng)過位置①和②時，線框中的感應(yīng)電流都沿abcd方向 D．磁鐵經(jīng)過位置①和②時，線框中感應(yīng)電流都沿adcb方向 A　[當(dāng)磁鐵經(jīng)過位置①時，穿過線框的磁通量向下且不斷增加，由楞次定律可確定感應(yīng)電流的磁場方向向上，阻礙磁通量的增加，根據(jù)右手螺旋定則可判定感應(yīng)電流應(yīng)沿abcd方向。同理可判斷當(dāng)磁鐵經(jīng)過位置②時，感應(yīng)電流沿adcb方向。故A正確。] 2．如圖甲所示，在

24、同一平面內(nèi)有兩個圓環(huán)A、B，圓環(huán)A將圓環(huán)B分為面積相等的兩部分，以圖甲中A環(huán)電流沿順時針方向為正，當(dāng)圓環(huán)A中的電流如圖乙所示變化時，下列說法正確的是(　　) 甲　　　　　　　乙 A．B中始終沒有感應(yīng)電流 B．B中有順時針方向的感應(yīng)電流 C．B中有逆時針方向的感應(yīng)電流 D．B中的感應(yīng)電流先沿順時針方向，后沿逆時針方向 B　[由于圓環(huán)A中的電流發(fā)生了變化，故圓環(huán)B中一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生，由楞次定律判定B中有順時針方向的感應(yīng)電流，故B選項正確。] 　來拒去留 3．(一題多法)如圖所示，光滑平行導(dǎo)軌M、N固定在同一水平面上，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上，形成一個閉合回路，當(dāng)一條

25、形磁鐵從高處下落接近回路時(　　) A．P、Q將互相靠攏 B．P、Q將互相遠離 C．磁鐵的加速度仍為g D．磁鐵的加速度大于g A　[解法一　根據(jù)楞次定律的另一表述“感應(yīng)電流的效果總是要阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因”，本題中“原因”是回路中磁通量的增加，歸根結(jié)底是磁鐵靠近回路，“效果”便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近。所以，P、Q將互相靠攏且磁鐵的加速度小于g，選項A正確。 解法二　設(shè)磁鐵下端為N極，根據(jù)楞次定律可判斷出P、Q中的感應(yīng)電流方向，如圖所示，根據(jù)左手定則可判斷P、Q所受安培力的方向，可見，P、Q將相互靠攏。由于回路所受安培力的合力向下，由牛頓第三定律知，磁鐵將受到向上

26、的反作用力，從而加速度小于g。當(dāng)磁鐵下端為S極時，根據(jù)類似的分析可得到相同的結(jié)論，選項A正確。] 4．如圖所示，通電導(dǎo)線MN與單匝矩形線圈abcd共面，位置靠近ab且相互絕緣。當(dāng)矩形線圈突然向右運動時，線圈所受安培力的合力方向(　　) A．向左 B．向右 C．垂直紙面向外 D．垂直紙面向里 A　[當(dāng)矩形線圈突然向右運動時，線圈中會產(chǎn)生逆時針方向的電流，根據(jù)左手定則可知，ab邊受的安培力向左，cd邊受的安培力向左，合力的方向向左，A正確?；蚋鶕?jù)楞次定律，“來拒去留”，感應(yīng)電流的效果總是阻礙相對運動，所以線圈向右運動時所受安培力向左。故A正確。] 　增縮減擴 5．(多選)如圖所

27、示，兩同心圓環(huán)A、B置于同一水平面上，其中B為均勻帶負(fù)電絕緣環(huán)，A為導(dǎo)體環(huán)。當(dāng)B繞軸心順時針轉(zhuǎn)動且轉(zhuǎn)速增大時，下列說法正確的是(　　) A．A中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流 B．A中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流 C．A具有收縮的趨勢 D．A具有擴展的趨勢 BD　[由題圖可知，B為均勻帶負(fù)電絕緣環(huán)，B中電流為逆時針方向，由右手螺旋定則可知，電流的磁場垂直紙面向外且逐漸增強；由楞次定律可知，磁場增強時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反，所以感應(yīng)電流的磁場的方向垂直紙面向里，A中感應(yīng)電流的方向為順時針方向，故選項A錯誤，B正確；B環(huán)外的磁場的方向與B環(huán)內(nèi)的磁場的方向相反，當(dāng)B環(huán)內(nèi)的磁場增強時，

28、A環(huán)具有面積擴展的趨勢，故選項C錯誤，D正確。] 6．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(fù)電荷，在A的正上方用絕緣絲線懸掛一個金屬圓環(huán)B，使B的環(huán)面水平且與圓盤面平行，其軸線與膠木盤A的軸線OO′重合?，F(xiàn)使膠木盤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 B　[使膠木盤A由靜止開始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動，通過金屬環(huán)B內(nèi)的磁通

29、量增大，根據(jù)楞次定律，金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢，且B有向上升的趨勢，絲線受到的拉力減小，B正確。] “三定則、一定律”的綜合應(yīng)用　[講典例示法] 1．規(guī)律比較 名稱 基本現(xiàn)象 因果關(guān)系 應(yīng)用的定則 或定律 電流的磁效應(yīng) 電流、運動電荷產(chǎn)生磁場 因電生磁 安培定則 安培力、洛倫茲力 磁場對電流、運動電荷有作用力 因電受力 左手定則 電磁感應(yīng) 部分導(dǎo)體做切割磁感線運動 因動生電 右手定則 閉合回路磁通量變化 因磁生電 楞次定律 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，一般先用右手定則確定電流的方

30、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。 [典例示法]　(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的左邊有一如圖所示的閉合電路，當(dāng)PQ在一外力的作用下運動時，MN向右運動，則PQ所做的運動可能是(　　) 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 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)電流方向為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中電流方向為Q→P且減小向右減速運動；若L2中磁場方向向下增強PQ中電流方向為

31、P→Q且增大向左加速運動。] 左、右手定則巧區(qū)分 (1)區(qū)分左手定則和右手定則的根本是抓住“因果關(guān)系”：“因電而動”——用左手，“因動生電”——用右手。 (2)使用中左手定則和右手定則很容易混淆，為了便于記憶，可把兩個定則簡單地總結(jié)為通電受力，“力”的最后一筆“丿”向左，用左手；運動生電，“電”的最后一筆“乚”向右，用右手。 [跟進訓(xùn)練] 　楞次定律、安培定則及左手定則的綜合應(yīng)用 1．(多選)如圖是創(chuàng)意物理實驗設(shè)計作品《小熊蕩秋千》。兩根彼此靠近且相互絕緣的金屬棒C、D固定在鐵架臺上，與兩個銅線圈P、Q組成一閉合回路，兩個磁性很強的條形磁鐵如圖放置，當(dāng)用手左右擺動線圈P時，

32、線圈Q也會跟著擺動，仿佛小熊在蕩秋千。以下說法正確的是(　　) A．P向右擺動的過程中，P中的電流方向為順時針方向(從右向左看) B．P向右擺動的過程中，Q也會向右擺動 C．P向右擺動的過程中，Q會向左擺動 D．若用手左右擺動Q，P會始終保持靜止 AB　[P向右擺動的過程中，線框中的磁通量減少，根據(jù)楞次定律，P中的電流方向為順時針方向(從右向左看)，選項A正確；P向右擺動的過程中，P中的電流方向為順時針方向(從右向左看)，Q中的電流方向也為順時針方向(從右向左看)，Q線圈下側(cè)將受到向右的安培力作用，所以Q也會向右擺動，選項B正確，C錯誤；若用手左右擺動Q，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢

33、，在P線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到安培力作用，由左手定則可判斷出P將擺動，不會保持靜止，選項D錯誤。] 2．如圖所示，通電螺線管置于水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ之間，ab和cd是放在導(dǎo)軌上的兩根金屬棒，它們分別靜止在螺線管的左右兩側(cè)，現(xiàn)使滑動變阻器的滑片向左滑動，則ab和cd棒的運動情況是(　　) A．a(chǎn)b向左運動，cd向右運動 B．a(chǎn)b向右運動，cd向左運動 C．a(chǎn)b、cd都向右運動 D．a(chǎn)b、cd保持靜止 A　[由安培定則可知螺線管中磁感線方向向上，金屬棒ab、cd處的磁感線方向均向下，當(dāng)滑片向左滑動時，螺線管中電流大小增大，因此磁場變強，即磁感應(yīng)強度變大， 回路中的

34、磁通量增大，由楞次定律知，感應(yīng)電流方向為a→c→d→b→a，由左手定則知ab受安培力方向向左，cd受安培力方向向右，故ab向左運動，cd向右運動。只有A正確。] 　楞次定律、安培定則及右手定則的綜合應(yīng)用 3．(多選)如圖所示，金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強磁場中沿導(dǎo)軌做下列哪種運動時，銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引(　　) A．向右做勻速運動 B．向左做減速運動 C．向右做減速運動 D．向右做加速運動 BC　[當(dāng)導(dǎo)體棒向右勻速運動時產(chǎn)生恒定的電流，線圈中的磁通量恒定不變，無感應(yīng)電流出現(xiàn)，A錯；當(dāng)導(dǎo)體棒向左減速運動時，由右手定則可判定回路中出現(xiàn)從b→a的感應(yīng)電流且減小，由

35、安培定則知螺線管中感應(yīng)電流的磁場向左在減弱，由楞次定律知c中出現(xiàn)順時針感應(yīng)電流(從右向左看)且被螺線管吸引，B對；同理可判定C對，D錯。] 4．(多選)置于勻強磁場中的金屬圓盤中央和邊緣各引出一根導(dǎo)線，與套在鐵芯上部的線圈A相連。套在鐵芯下部的線圈B引出兩根導(dǎo)線接在兩根水平導(dǎo)軌上，如圖所示。導(dǎo)軌上有一根金屬棒ab處在垂直于紙面向外的勻強磁場中。下列說法正確的是(　　) A．圓盤順時針加速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向右運動 B．圓盤順時針勻速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向右運動 C．圓盤順時針減速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向右運動 D．圓盤順時針加速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向左運動 CD　[由右手定則知，圓盤順時針加速

36、轉(zhuǎn)動時，感應(yīng)電流從圓心流向邊緣，線圈A中產(chǎn)生的磁場方向向下且磁場增強；由楞次定律知，線圈B中的感應(yīng)磁場方向向上，由右手螺旋定則知，ab棒中感應(yīng)電流方向由a→b；由左手定則知，ab棒受的安培力方向向左，將向左運動，故A錯誤，D正確。同理可知，若圓盤順時針減速轉(zhuǎn)動時，則ab棒將向右運動，選項C正確。當(dāng)圓盤順時針勻速轉(zhuǎn)動時，線圈A中產(chǎn)生恒定的電流，那么線圈B的磁通量不變，則ab棒沒有感應(yīng)電流，則將不會運動，故B錯誤。故選C、D。] 　楞次定律與法拉第電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用 5．(多選)一個水平固定的金屬大圓環(huán)A，通有恒定的電流，方向如圖所示?，F(xiàn)有一小金屬環(huán)B自A環(huán)上方落下并穿過A環(huán)，B環(huán)在下落過

37、程中始終保持水平，并與A環(huán)共軸，那么在B環(huán)下落過程中(　　) A．B環(huán)中感應(yīng)電流方向始終與A環(huán)中電流方向相反 B．B環(huán)中感應(yīng)電流方向與A環(huán)中電流方向先相反后相同 C．經(jīng)過A環(huán)所在平面的瞬間，B環(huán)中感應(yīng)電流最大 D．經(jīng)過A環(huán)所在平面的瞬間，B環(huán)中感應(yīng)電流為零 BD　[剛開始的下落過程，穿過B環(huán)的磁通量增加，由楞次定律可知，B環(huán)中應(yīng)產(chǎn)生與A環(huán)中方向相反的感應(yīng)電流。當(dāng)B環(huán)運動到A環(huán)下方后，隨著B環(huán)的下落，穿過B環(huán)的磁通量逐漸減少，由楞次定律可知，此時B環(huán)中將產(chǎn)生與A環(huán)中方向相同的感應(yīng)電流，故選項A錯誤，B正確；當(dāng)B環(huán)經(jīng)過A環(huán)所在平面的瞬間，此時穿過B環(huán)的磁通量最大，磁通量的變化率為零，

38、故此時B環(huán)中的感應(yīng)電流為零，選項C錯誤，D正確。] 6．(多選)1824年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”。實驗中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示。實驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后。下列說法正確的是(　　) A．圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢 B．圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動 C．在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化 D．圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動 AB　[當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動時，圓盤的半徑切割磁針產(chǎn)生的磁場的磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，選項A正確；如圖所示，銅圓盤上存在許多小的閉合回路，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動時，穿過小的閉合回路的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流阻礙其相對運動，但阻止不了相對運動，故磁針會隨圓盤一起轉(zhuǎn)動，但略有滯后，選項B正確；在圓盤轉(zhuǎn)動過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量始終為零，選項C錯誤；圓盤中的電子定向移動不會產(chǎn)生電流，因為圓盤本身不帶電(圓盤內(nèi)正負(fù)電荷代數(shù)和為零)，故圓盤轉(zhuǎn)動時沒有因電子隨圓盤定向移動形成的電流，選項D錯誤。] 18