专题11.1 电磁感应现象、楞次定律【讲】-2022年高考物理一轮复习讲练测

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\l "_Tc79648800" 一．讲考纲、讲方向 PAGEREF _Tc79648800 \h 1 \l "_Tc79648801"
\l "_Tc79648802" 二. 讲考点、讲题型 PAGEREF _Tc79648802 \h 2
\l "_Tc79648803" 考点一、对电磁感应现象的理解 PAGEREF _Tc79648803 \h 2
\l "_Tc79648804" 考点二、楞次定律的理解和应用 PAGEREF _Tc79648804 \h 5
\l "_Tc79648805" 考点三、“三定则一定律”的综合应用 PAGEREF _Tc79648805 \h 10
一．讲考纲、讲方向
二. 讲考点、讲题型
考点一、对电磁感应现象的理解
一、磁通量
1．概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S与B的乘积。
2．公式：Φ＝BS；适用条件：匀强磁场；磁感线的方向与平面垂直，即B⊥S。
3．单位：1 Wb＝1_T·m2。
5．意义：磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数。
二、电磁感应现象
1．电磁感应现象
(1)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)感应电流产生的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化．
2．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．
【典例1】感应电流的产生
（2021·河北衡水一模）(多选)如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd，用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点左右摆动。金属线框从图示位置的右侧某一位置由静止释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则下列说法中正确的是( )
A．线框中感应电流的方向先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a
B．线框中感应电流的方向是d→c→b→a→d
C．穿过线框中的磁通量先变大后变小
D．穿过线框中的磁通量先变小后变大
【典例2】磁场变化引起的电磁感应现象
（2021届辽宁省营口市高三模拟）有一灵敏电流计（电流表），当电流从它的正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转。现把它与一个线圈串联，就如图所示的各图指出正确的是（ ）
A．图甲中灵敏电流计指针的偏转方向为偏向负极 B．图乙中磁铁下方的极性是N极
C．图丙中磁铁的运动方向是向下 D．图丁中线圈从上向下看的电流方向是顺时针
（2021年上海市嘉定区高考物理一模试卷）磁单极子自1932年被狄拉克提出以来，科学家们一直都在努力寻找其存在的确凿证据。如果一个只有S极的磁单极子从上向下穿过如图所示的闭合超导线圈，则从上向下看，这个线圈中将出现( )
A. 先逆时针后顺时针的感应电流 B. 先顺时针后逆时针的感应电流
C. 逆时针方向的持续流动的感应电流 D. 顺时针方向的持续流动的感应电流
【典例3】面积、夹角变化引起的电磁感应现象
(2021·大连模拟)如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ。在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是（ ）
A．ab向右运动，同时使θ减小 B．使磁感应强度B减小，θ角同时也减小
C．ab向左运动，同时增大磁感应强度B D．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°＜θ＜90°)
【方法总结】
1．常见的产生感应电流的三种情况
2．判断电路中能否产生感应电流的一般流程
考点二、楞次定律的理解和应用
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：一切电磁感应现象．
3．判断感应电流方向的两种方法
方法一 用楞次定律判断
方法二 用右手定则判断
该方法适用于切割磁感线产生的感应电流。判断时注意掌心、拇指、四指的方向：
(1)掌心——磁感线垂直穿入；
(2)拇指——指向导体运动的方向；
(3)四指——指向感应电流的方向。
【典例4】楞次定律的理解
（2021年江苏省高考物理预测试卷）如图所示的电路中，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈，其直流电阻与灯泡电阻相同.下列说法正确的是( )
A. 闭合开关S，A灯逐渐变亮
B. 电路接通稳定后，流过B灯的电流时流过C灯电流的32
C. 电路接通稳定后，断开开关S，C灯立即熄灭
D. 电路接通稳定后，断开开关S，A，B，C灯过一会儿才熄灭，且A灯亮度比B，C灯亮度高
(2021四川雅安模拟)如图所示，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是（ ）
A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向 B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向
C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向 D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向
【方法总结】对楞次定律的深度理解
线框与导轨共面且与磁场垂直。当金属杆PQ向右运动时，PQRS中向里的磁通量增加，从而产生逆时针方向的感应电流。T中原有向里的磁通量不变，而增加了因PQRS中感应电流产生的向外的磁通量，导致T中合磁通量减小，从而产生顺时针方向的感应电流。
【典例5】楞次定律的拓展应用——“增缩减扩”
(2021 福建漳州市华安县第一中学期末)如图所示，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝环轴线上方有一个条形磁体．当条形磁体沿轴线竖直向下迅速移动时，下列判断正确的是( )

A．铝环有收缩的趋势，对桌面的压力增大 B．铝环有收缩的趋势，对桌面的压力减小
C．铝环有扩张的趋势，对桌面的压力减小 D．铝环有扩张的趋势，对桌面的压力增大
【典例6】 楞次定律的拓展应用——“来拒去留”
（2021年江苏省高考物理预测试卷）如图所示，轻弹簧上端固定，下端悬挂一质量为m的条形磁铁，磁铁穿过固定的水平闭合金属线圈。将磁铁托起到弹簧压缩x后由静止放开，磁铁会上下运动并逐渐停下来，静止时弹簧伸长x。不计空气阻力，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，则( )
A. 弹簧处于原长时，磁铁的加速度可能大于g B. 磁铁中央通过线圈时，线圈中感应电流最大
C. 磁铁向下运动时，线圈受到的安培力方向向上 D. 线圈在整个过程中产生的焦耳势为mgx
【典例7】楞次定律的拓展应用——“同吸异斥”
(2021·安徽滁州市模拟)如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与胶木圆盘面平行，其轴线与胶木圆盘A的轴线OO′重合．现使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则( )
A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大
B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小
C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小
D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大
【典例8】判断感应电流方向
(2021届安徽高三模拟)如图甲所示，长直导线AB与固定线圈abcd平行放置，导线中通有如图乙所示的电流，取B到A为电流的正方向．线圈中沿abcda为感应电流的正方向，0～t0时间内线圈中感应电流随时间变化的规律为( )
【方法总结】
1．判断感应电流的方法
(1)楞次定律。(2)右手定则。
2．判断感应电流方向的“四步法”
考点三、“三定则一定律”的综合应用
1．“三个定则”“一个定律”的比较

2.“三个定则”和“一个定律”的因果关系
(1)因电而生磁(I→B)→安培定则；
(2)因动而生电(v、B→I安)→右手定则；
(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则；
(4)因磁而生电(S、B→I安)→楞次定律．
【典例9】右手定则及应用
（2021·内蒙古鄂尔多斯市二模）(多选)如图所示，导体棒沿两平行导轨从图中位置以速度v向右匀速通过一正方形abcd磁场区域，ac垂直于导轨且平行于导体棒，ac右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向相反，导轨和导体棒的电阻均不计，下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图象正确的是(规定电流由M经R到N为正方向，安培力向左为正方向)( )
A B C D
（2021年云南师大附中高考物理适应性试卷）如图所示，在绝缘水平桌面上，有一东西向放置的水平导体棒ab置于竖直向下的匀强磁场中，ab棒用柔软的导线与相距较远的导体棒cd连接，cd棒南北向固定在绝缘水平桌面上，其东侧桌面上有一水平光滑金属导轨，导体棒ef置于导轨上与电源形成闭合电路，导体棒ef与导体棒cd平行且相距较近。现迅速移动ab棒，发现ef棒向西运动靠近cd棒，是因为ab棒迅速( )
A. 向东移动B. 向北移动C. 向西移动D. 向南移动
【例10】多定则的综合应用
（2021云南红河模拟）(多选)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是( )
A．向右加速运动 B．向左加速运动
C．向右减速运动 D．向左减速运动
【典例11】因动生电”现象的判断
(2021·合肥模拟) (多选)如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引
A．向右做匀速运动 B．向左做减速运动
C．向右做减速运动 D．向右做加速运动
【典例12】“因电生动”现象的判断
(2021云南楚雄一中模拟) (多选)如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路．将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态．下列说法正确的是( )
A．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向
C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向
D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
【方法总结】应用解题思路
1、应用楞次定律时，一般要用到安培定则来分析原来磁场的分布情况．
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，或者直接应用楞次定律的推论确定．
3、“三定则、一定律”中只要是涉及力的判断都用左手判断，涉及“电生磁”或“磁生电”的判断都用右手判断，即“左力右电”．
考点内容
考题统计
考查方向
备考方案
电磁感应现象
2020全国卷Ⅲ，T14,6分
2019全国卷Ⅲ，T19,6分
考查电磁感应、楞次定律、安培定则
电磁阻尼及其相关知识。
物理观念
理解磁通量、电磁感应等概念，掌握右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律等规律。
科学思维
综合应用楞次定律、法拉第电磁感应定律分析问题的能力
科学探究
通过实验探究影响感应电流方向的因素，提高定性和定量分析问题的能力
楞次定律
“三定则一定律”的综合应用
名称
基本现象
应用的定则或定律
电流的磁效应
运动电荷、电流产生磁场
安培定则
磁场对电流的作用
磁场对运动电荷、电流有作用力
左手定则
电磁感应
部分导体做切割磁感线运动
右手定则
闭合回路磁通量变化
楞次定律