还剩52页未读，
继续阅读
成套系列资料，整套一键下载
2024年高考物理第一轮复习课件：第十一章 第1讲 电磁感应现象 楞次定律
展开
这是一份2024年高考物理第一轮复习课件：第十一章 第1讲 电磁感应现象 楞次定律，共60页。PPT课件主要包含了有效面积，磁感线，磁通量，切割磁感线，感应电动势，导线运动，感应电流，答案D，答案B，答案C等内容，欢迎下载使用。
【素养解读·评价要求】1．首先应以对概念和原理的理解、对规律的基本应用为主，打牢基础，如对磁通量相关概念的理解、对楞次定律和法拉第电磁感应定律的各种形式的应用要熟练掌握。再次，对电磁感应与电路的综合、与能量的综合，以及电磁感应中动力学问题，考查方向上更倾向于电磁感应与电路、能量的综合问题，多以选择题和计算题的形式考查，难度中等。核心素养方面主要强化科学思维及科学探究精神。
2．掌握各种典型的模型建构、典型问题的处理思想方法，解题方法上以等效法、程序法、函数法、图像法为主。多以电路的等效考查模型建构的素养；以原理的应用考查科学推理和科学论证的素养，同时培养考生严谨的科学态度和一丝不苟、实事求是的社会责任感；以对研究对象受力和运动的分析及能量的转化与守恒，考查运动与相互作用观念和能量观念。
第1讲 电磁感应现象 楞次定律
[自主落实]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____的平面，其面积S与B的乘积叫作穿过这个面积的磁通量。2．公式：Φ＝____，单位是韦伯，符号是Wb。
3．适用条件(1)匀强磁场。(2)S为垂直于磁场的________。4．物理意义：相当于穿过某一面积的______的条数。5．磁通量的变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S2－B1S1。
二、电磁感应现象1．定义：当穿过闭合导体回路的_______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(1)表述一：闭合电路的一部分导体在磁场内做___________的运动。(2)表述二：穿过闭合电路的磁通量发生变化。
3．实质电磁感应现象的实质是产生___________，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。三、感应电流方向的判定1．楞次定律(1)内容：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_____。(2)适用范围：一切电磁感应现象。
2．右手定则(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让_______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_________的方向。(2)适用情况：导线___________产生感应电流。
[自我诊断]一、判断题(1)物理学家奥斯特发现了电磁感应现象。( )(2)闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生。( )(3)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关。( )(4)线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生。( )(5)由楞次定律知，感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。 ( )(6)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化。( )
二、选择题1．如图所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁体插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象及现象分析正确的是( )A．磁体插向左环，横杆发生转动B．磁体插向右环，横杆发生转动C．磁体插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流D．磁体插向右环，右环中产生感应电动势，但没有感应电流
2．如图所示，条形磁体以速度v向螺线管靠近，下面几种说法中正确的是( )A．螺线管中不会产生感应电流B．螺线管中会产生感应电流C．只有磁体速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流D．只有在磁体的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流
3．一矩形线框abcd与长直通电导线处于同一平面内，ad边与导线平行，如图所示。当线框在此平面内向右运动到导线的右边的过程中，线框内感应电流的方向为( )A．一直沿顺时针方向B．一直沿逆时针方向C．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向D．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向，最后沿顺时针方向
解析：由安培定则得，载有恒定电流的直导线产生的磁场在导线左边的方向为垂直纸面向外，右边的磁场方向垂直纸面向里，当线圈向导线靠近时，则穿过线圈的磁通量变大，根据楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向；当线圈越过导线到线圈中心轴与导线重合时，穿过线圈的磁通量开始变小，则感应电流方向为逆时针方向；当继续向右运动时，穿过的磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流方向为逆时针方向；当远离导线时，由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向，故D正确。
4．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
电磁感应现象的理解与判断
1．判断感应电流有无的方法
2．判断磁通量是否变化的方法(1)根据公式Φ＝BS sin 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。
3．产生感应电流的三种常见情况
【例1】 在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是( )A．将绕在磁体上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化
C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁体后，再到相邻房间去观察电流表的变化D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化[解析] 只形成闭合回路，回路中的磁通量不变化，不会产生感应电流，A、B错误；给线圈通电或断电瞬间，通过闭合回路的磁通量发生变化，会产生感应电流，能观察到电流表的变化，D正确；C项中会产生感应电流，但由于时间短暂观察不到，C错误。
【例2】 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BD．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)
[解析] 设此时回路面积为S，据题意，磁通量Φ＝BS cs θ，S增大，θ减小，cs θ增大，则Φ增大，A正确；B减小，θ减小，cs θ增大，Φ可能不变，B错误；S减小，B增大，Φ可能不变，C错误；S增大，B增大，θ增大，cs θ减小，Φ可能不变，D错误。
1．(对磁通量的理解)如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为( )A．1∶1 B．1∶2C．1∶4 D．4∶1解析：由题图可知，穿过a、b两个线圈的磁通量均为Φ＝B·πr2，因此磁通量之比为1∶1，A项正确。
2．(对磁通量变化的理解)如图所示，金属圆形线圈a套在条形磁体上，条形磁体与线圈a所在的平面垂直且穿过线圈圆心，若将线圈a对称地扩展为线圈b的形状，则穿过线圈的磁通量变化情况是( )A．增大 B．不变C．减小 D．不能确定
解析：条形磁体的磁感线在磁体的内部从S极到N极，在磁体的外部从N极到S极，内部有多少根磁感线，外部的整个空间就有多少根磁感线同内部磁感线构成闭合曲线。对于线圈a、b来说，磁体内部的磁感线全部穿过，但线圈面积越大，抵消越多，磁通量反而越小，故选项C正确，A、B、D均错误。
1．用楞次定律判断(1)楞次定律中“阻碍”的含义：
感应电流的方向的判断
(2)应用楞次定律的思路：
2．用右手定则判断该方法只适用于导体切割磁感线产生的感应电流的情况，注意三个要点：(1)掌心——磁感线穿入；(2)拇指——指向导体运动的方向；(3)四指——指向感应电流的方向。
【例3】 (2020·江苏卷)如图所示，两匀强磁场的磁感应强度B1和B2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( )A．同时增大B1减小B2B．同时减小B1增大B2C．同时以相同的变化率增大B1和B2D．同时以相同的变化率减小B1和B2
[解析] 若同时增大B1减小B2，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A错误；同理可推出B正确；同时以相同的变化率增大或减小两磁场强度，圆环内磁通量不变，无感应电流产生，故C、D错误。
【例4】 闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情境如图所示，导体ab上的感应电流方向为a→b的是( )
[解析] ab棒顺时针转动，运用右手定则，磁感线穿过手心，拇指指向顺时针方向，则导体ab上的感应电流方向为a→b，故A项正确；ab棒向纸外运动，运用右手定则时，磁感线穿过手心，拇指指向纸外，则知ab棒上的感应电流方向为b→a，故B项错误；导体框向右运动出磁场，穿过回路的磁通量减小，由楞次定律知，回路中感应电流方向由b→a→d→c→b，则导体ab上的感应电流方向为b→a，故C项错误；ab棒沿导轨向下运动，由右手定则判断知导体ab上的感应电流方向为b→a，故D项错误。
3．(测速仪)为了测量列车运行的速度和加速度的大小，可采用如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出)。当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口。若俯视轨道平面磁场垂直地面向下(如图乙)，则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向( )
A．始终沿逆时针方向B．先沿逆时针，再沿顺时针方向C．先沿顺时针，再沿逆时针方向D．始终沿顺时针方向
解析：列车通过线圈时，穿过线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知线圈中产生的电流先沿逆时针方向，再沿顺时针方向，选项B正确。
4．(金属探测器)(2022·山东威海联考)高考考生入场时，监考老师要用金属探测器对考生进行安检后才允许其进入考场，如图所示。探测器内有通电线圈，当探测器靠近任何金属材料物体时，就会引起探测器内线圈中电流变化，报警器就会发出警报；靠近非金属物体时则不发出警报。关于探测器工作原理，下列说法正确的是( )
A．金属探测器利用的是自感现象B．金属探测器利用的是磁场对金属的吸引作用C．金属探测器利用的是静电感应现象D．金属探测器利用的是当探测器靠近金属物体时，能在金属中形成涡流，进而引起线圈中电流的变化
解析：线圈通电后会产生磁场，当有金属物体进入磁场时，通过金属物体横截面的磁通量发生变化，金属物体内部会产生涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，由此判断是否有金属物体，静电感应现象是带电体靠近导体时使导体感应起电，故选项D正确。答案：D
5．(安检门)(2022·江苏南京师大附中模拟)安检门原理图如图所示，左边门框中有一通电线圈A，右边门框中有一接收线圈B，工作过程中某段时间通电线圈A中存在顺时针方向均匀增大的电流(本题中电流方向均为从左向右观察)，则当A、B间有一铜片时( )
A．接收线圈B中不产生感应电流B．接收线圈B中的感应电流方向为逆时针，且感应电流大小比无铜片时要小C．接收线圈B中的感应电流方向为逆时针，且感应电流大小比无铜片时要大D．接收线圈B中的感应电流方向为顺时针，且感应电流大小比无铜片时要大
解析：通电线圈A中存在顺时针方向均匀增大的电流，产生向右穿过线圈的均匀增大的磁场，根据楞次定律，B中产生逆时针方向的感应电流，有铜片时，铜片中也产生逆时针方向的电流，这个电流会将穿过B的磁场的变化削弱一些，引起B中的感应电流大小减小，故B正确，A、C、D错误。
楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：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：
楞次定律推论的应用
【例5】 如图所示，在一水平、固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁体(N极朝上，S极朝下)由静止开始下落，磁体从圆环中穿过且不与圆环接触。关于圆环中感应电流的方向(从上向下看)，下列说法正确的是( )A．总是顺时针 B．总是逆时针C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针
[解析] 磁体从圆环中穿过且不与圆环接触，则圆环中，先是向上的磁通量增加，磁体中点到达圆环所在平面后，向上的磁通量减少，根据楞次定律可知，产生的感应电流方向先顺时针后逆时针，选项C正确。
【例6】 (2022·江苏百校联考)如图所示，一根两端开口的铜管竖直放置，一磁性较强的柱形磁体从上端放入管中，过了较长时间才从铜管下端落出，比自由落体慢了许多，则( )A．磁体下落变慢，主要是由于磁体受到了空气的阻力B．磁体下落变慢，主要是由于磁体受到金属铜的吸引C．铜管对磁体的作用力方向始终向上D．铜管内感应电流方向保持不变
[解析] 把铜管看成一个个铜环叠加构成，磁体下落，穿过每个铜环内的磁通量发生变化，铜环内产生感应电流，感应电流阻碍原磁通量的变化，根据“来拒去留”可知，铜管对磁体的作用力方向始终向上，故A、B错误，C正确；磁体的两极所产生的磁场方向不同，因而两极的磁感线穿过每个小铜环的磁通量方向不同，根据楞次定律可得，产生的感应电流的方向不同，故D错误。
【例7】 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的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合。现使胶木盘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
[解析] 使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，通过金属环B内的磁通量增大，根据楞次定律可知，金属环B的面积有缩小的趋势，且B有向上升的趋势，丝线受到的拉力减小，B正确。
6．(楞次定律及安培定则的应用)如图所示，在通电长直导线的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属线圈P，导线在线圈平面内。当发现闭合线圈向右摆动时( )
A．导线中的电流减小，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流B．导线中的电流不变，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流C．导线中的电流增大，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流D．导线中的电流增大，用楞次定律判断得线圈中产生顺时针方向的电流
解析：根据安培定则可知线圈所在处的磁场方向垂直纸面向里，若直导线中的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律得到线圈中感应电流方向为逆时针方向，根据左手定则可知线圈中各边所受安培力方向均指向线圈内，由于靠近导线处磁场强，安培力较大，远离导线处磁场弱，安培力较小，则线圈远离直导线，即向右摆动。反之产生顺时针方向的电流，向左摆动。故C正确。
7．(楞次定律及左手定则的应用)创意物理实验设计作品《小熊荡秋千》如图所示。两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁体如图放置。当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千。以下说法正确的是( )
A．P向右摆动的过程中，P中的电流方向为逆时针方向(从右向左看)B．P向右摆动的过程中，Q也会向右摆动C．P向右摆动的过程中，Q会向左摆动D．若用手左右摆动Q，P会始终保持静止
解析：P向右摆动的过程中，线框中的磁通量减少，根据楞次定律，P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)，选项A错误。P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)，Q中的电流方向也为顺时针方向(从右向左看)，Q线圈下侧将受到向右的安培力作用，所以Q也会向右摆动，选项B正确，C错误。若用手左右摆动Q，线圈Q切割磁感线产生感应电动势，在P线圈中将产生感应电流，受到安培力作用，由左手定则可判断出P将摆动，不会保持静止，选项D错误。
8．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．向左匀速运动C．向右减速运动D．向左减速运动
1．实验设计如图所示，条形磁体通过插入或拔出线圈来改变穿过螺线管的磁通量，利用电流表指针的偏转方向判断感应电流的方向。
实验：探究影响感应电流方向的因素
3．实验结论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。4．注意事项实验前应首先查明线圈中电流的流向与电流表指针偏转方向之间的关系，判断的方法是：采用如图所示的电路，把一节干电池与电流表及线圈串联，由于电流表量程较小，所以在电路中应接入限流式滑动变阻器R，电池采用旧电池，开关S采用瞬间接触，记录指针偏转方向。
【例8】 (2022·山东烟台模拟)为了探究电磁感应现象，某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图所示的方式连接。当闭合开关时发现灵敏电流计的指针右偏。由此可知：
(1)当滑动变阻器的滑片P向右移动时，灵敏电流计的指针________(选填“左偏”“不动”或“右偏”)；(2)将线圈A拔出时，灵敏电流计的指针________(选填“左偏”“不动”或“右偏”)，此时线圈A与线圈B中电流的绕行方向________(选填“相同”或“相反”)。
[解析] (1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏，说明穿过线圈的磁通量增加时，电流计指针向右偏。合上开关后，将滑动变阻器的滑片向右移动时，接入电路的电阻变小，电流增大，穿过线圈的磁通量增大，电流计指针将向右偏。(2)将线圈A拔出时，穿过B的磁通量减小，电流表指针向左偏；根据楞次定律的推论“增反减同”可知此时两线圈中的电流流向相同。
【例9】 如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。
(1)将实物电路中所缺的导线补充完整。(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将线圈L1迅速插入线圈L2中，灵敏电流计的指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。(3)线圈L1插入线圈L2后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，灵敏电流计的指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
[解析] (1)补充的实物电路如图所示。
(2)已知闭合开关瞬间，穿过线圈L2的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转。当开关闭合后，将线圈L1迅速插入线圈L2中时，穿过线圈L2的磁通量增加，由已知条件可知产生的感应电流也使灵敏电流计的指针向右偏转。(3)滑动变阻器的滑片迅速向右移动，接入电路的电阻变大，线圈L1中的电流变小，穿过线圈L2的磁通量减少，则灵敏电流计的指针向左偏转。
[答案] (1)图见解析
【素养解读·评价要求】1．首先应以对概念和原理的理解、对规律的基本应用为主，打牢基础，如对磁通量相关概念的理解、对楞次定律和法拉第电磁感应定律的各种形式的应用要熟练掌握。再次，对电磁感应与电路的综合、与能量的综合，以及电磁感应中动力学问题，考查方向上更倾向于电磁感应与电路、能量的综合问题，多以选择题和计算题的形式考查，难度中等。核心素养方面主要强化科学思维及科学探究精神。
2．掌握各种典型的模型建构、典型问题的处理思想方法，解题方法上以等效法、程序法、函数法、图像法为主。多以电路的等效考查模型建构的素养；以原理的应用考查科学推理和科学论证的素养，同时培养考生严谨的科学态度和一丝不苟、实事求是的社会责任感；以对研究对象受力和运动的分析及能量的转化与守恒，考查运动与相互作用观念和能量观念。
第1讲 电磁感应现象 楞次定律
[自主落实]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____的平面，其面积S与B的乘积叫作穿过这个面积的磁通量。2．公式：Φ＝____，单位是韦伯，符号是Wb。
3．适用条件(1)匀强磁场。(2)S为垂直于磁场的________。4．物理意义：相当于穿过某一面积的______的条数。5．磁通量的变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S2－B1S1。
二、电磁感应现象1．定义：当穿过闭合导体回路的_______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(1)表述一：闭合电路的一部分导体在磁场内做___________的运动。(2)表述二：穿过闭合电路的磁通量发生变化。
3．实质电磁感应现象的实质是产生___________，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。三、感应电流方向的判定1．楞次定律(1)内容：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_____。(2)适用范围：一切电磁感应现象。
2．右手定则(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让_______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_________的方向。(2)适用情况：导线___________产生感应电流。
[自我诊断]一、判断题(1)物理学家奥斯特发现了电磁感应现象。( )(2)闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生。( )(3)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关。( )(4)线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生。( )(5)由楞次定律知，感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。 ( )(6)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化。( )
二、选择题1．如图所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁体插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象及现象分析正确的是( )A．磁体插向左环，横杆发生转动B．磁体插向右环，横杆发生转动C．磁体插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流D．磁体插向右环，右环中产生感应电动势，但没有感应电流
2．如图所示，条形磁体以速度v向螺线管靠近，下面几种说法中正确的是( )A．螺线管中不会产生感应电流B．螺线管中会产生感应电流C．只有磁体速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流D．只有在磁体的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流
3．一矩形线框abcd与长直通电导线处于同一平面内，ad边与导线平行，如图所示。当线框在此平面内向右运动到导线的右边的过程中，线框内感应电流的方向为( )A．一直沿顺时针方向B．一直沿逆时针方向C．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向D．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向，最后沿顺时针方向
解析：由安培定则得，载有恒定电流的直导线产生的磁场在导线左边的方向为垂直纸面向外，右边的磁场方向垂直纸面向里，当线圈向导线靠近时，则穿过线圈的磁通量变大，根据楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向；当线圈越过导线到线圈中心轴与导线重合时，穿过线圈的磁通量开始变小，则感应电流方向为逆时针方向；当继续向右运动时，穿过的磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流方向为逆时针方向；当远离导线时，由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向，故D正确。
4．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
电磁感应现象的理解与判断
1．判断感应电流有无的方法
2．判断磁通量是否变化的方法(1)根据公式Φ＝BS sin 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。
3．产生感应电流的三种常见情况
【例1】 在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是( )A．将绕在磁体上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化
C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁体后，再到相邻房间去观察电流表的变化D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化[解析] 只形成闭合回路，回路中的磁通量不变化，不会产生感应电流，A、B错误；给线圈通电或断电瞬间，通过闭合回路的磁通量发生变化，会产生感应电流，能观察到电流表的变化，D正确；C项中会产生感应电流，但由于时间短暂观察不到，C错误。
【例2】 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BD．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)
[解析] 设此时回路面积为S，据题意，磁通量Φ＝BS cs θ，S增大，θ减小，cs θ增大，则Φ增大，A正确；B减小，θ减小，cs θ增大，Φ可能不变，B错误；S减小，B增大，Φ可能不变，C错误；S增大，B增大，θ增大，cs θ减小，Φ可能不变，D错误。
1．(对磁通量的理解)如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为( )A．1∶1 B．1∶2C．1∶4 D．4∶1解析：由题图可知，穿过a、b两个线圈的磁通量均为Φ＝B·πr2，因此磁通量之比为1∶1，A项正确。
2．(对磁通量变化的理解)如图所示，金属圆形线圈a套在条形磁体上，条形磁体与线圈a所在的平面垂直且穿过线圈圆心，若将线圈a对称地扩展为线圈b的形状，则穿过线圈的磁通量变化情况是( )A．增大 B．不变C．减小 D．不能确定
解析：条形磁体的磁感线在磁体的内部从S极到N极，在磁体的外部从N极到S极，内部有多少根磁感线，外部的整个空间就有多少根磁感线同内部磁感线构成闭合曲线。对于线圈a、b来说，磁体内部的磁感线全部穿过，但线圈面积越大，抵消越多，磁通量反而越小，故选项C正确，A、B、D均错误。
1．用楞次定律判断(1)楞次定律中“阻碍”的含义：
感应电流的方向的判断
(2)应用楞次定律的思路：
2．用右手定则判断该方法只适用于导体切割磁感线产生的感应电流的情况，注意三个要点：(1)掌心——磁感线穿入；(2)拇指——指向导体运动的方向；(3)四指——指向感应电流的方向。
【例3】 (2020·江苏卷)如图所示，两匀强磁场的磁感应强度B1和B2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( )A．同时增大B1减小B2B．同时减小B1增大B2C．同时以相同的变化率增大B1和B2D．同时以相同的变化率减小B1和B2
[解析] 若同时增大B1减小B2，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A错误；同理可推出B正确；同时以相同的变化率增大或减小两磁场强度，圆环内磁通量不变，无感应电流产生，故C、D错误。
【例4】 闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情境如图所示，导体ab上的感应电流方向为a→b的是( )
[解析] ab棒顺时针转动，运用右手定则，磁感线穿过手心，拇指指向顺时针方向，则导体ab上的感应电流方向为a→b，故A项正确；ab棒向纸外运动，运用右手定则时，磁感线穿过手心，拇指指向纸外，则知ab棒上的感应电流方向为b→a，故B项错误；导体框向右运动出磁场，穿过回路的磁通量减小，由楞次定律知，回路中感应电流方向由b→a→d→c→b，则导体ab上的感应电流方向为b→a，故C项错误；ab棒沿导轨向下运动，由右手定则判断知导体ab上的感应电流方向为b→a，故D项错误。
3．(测速仪)为了测量列车运行的速度和加速度的大小，可采用如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出)。当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口。若俯视轨道平面磁场垂直地面向下(如图乙)，则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向( )
A．始终沿逆时针方向B．先沿逆时针，再沿顺时针方向C．先沿顺时针，再沿逆时针方向D．始终沿顺时针方向
解析：列车通过线圈时，穿过线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知线圈中产生的电流先沿逆时针方向，再沿顺时针方向，选项B正确。
4．(金属探测器)(2022·山东威海联考)高考考生入场时，监考老师要用金属探测器对考生进行安检后才允许其进入考场，如图所示。探测器内有通电线圈，当探测器靠近任何金属材料物体时，就会引起探测器内线圈中电流变化，报警器就会发出警报；靠近非金属物体时则不发出警报。关于探测器工作原理，下列说法正确的是( )
A．金属探测器利用的是自感现象B．金属探测器利用的是磁场对金属的吸引作用C．金属探测器利用的是静电感应现象D．金属探测器利用的是当探测器靠近金属物体时，能在金属中形成涡流，进而引起线圈中电流的变化
解析：线圈通电后会产生磁场，当有金属物体进入磁场时，通过金属物体横截面的磁通量发生变化，金属物体内部会产生涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，由此判断是否有金属物体，静电感应现象是带电体靠近导体时使导体感应起电，故选项D正确。答案：D
5．(安检门)(2022·江苏南京师大附中模拟)安检门原理图如图所示，左边门框中有一通电线圈A，右边门框中有一接收线圈B，工作过程中某段时间通电线圈A中存在顺时针方向均匀增大的电流(本题中电流方向均为从左向右观察)，则当A、B间有一铜片时( )
A．接收线圈B中不产生感应电流B．接收线圈B中的感应电流方向为逆时针，且感应电流大小比无铜片时要小C．接收线圈B中的感应电流方向为逆时针，且感应电流大小比无铜片时要大D．接收线圈B中的感应电流方向为顺时针，且感应电流大小比无铜片时要大
解析：通电线圈A中存在顺时针方向均匀增大的电流，产生向右穿过线圈的均匀增大的磁场，根据楞次定律，B中产生逆时针方向的感应电流，有铜片时，铜片中也产生逆时针方向的电流，这个电流会将穿过B的磁场的变化削弱一些，引起B中的感应电流大小减小，故B正确，A、C、D错误。
楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：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：
楞次定律推论的应用
【例5】 如图所示，在一水平、固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁体(N极朝上，S极朝下)由静止开始下落，磁体从圆环中穿过且不与圆环接触。关于圆环中感应电流的方向(从上向下看)，下列说法正确的是( )A．总是顺时针 B．总是逆时针C．先顺时针后逆时针 D．先逆时针后顺时针
[解析] 磁体从圆环中穿过且不与圆环接触，则圆环中，先是向上的磁通量增加，磁体中点到达圆环所在平面后，向上的磁通量减少，根据楞次定律可知，产生的感应电流方向先顺时针后逆时针，选项C正确。
【例6】 (2022·江苏百校联考)如图所示，一根两端开口的铜管竖直放置，一磁性较强的柱形磁体从上端放入管中，过了较长时间才从铜管下端落出，比自由落体慢了许多，则( )A．磁体下落变慢，主要是由于磁体受到了空气的阻力B．磁体下落变慢，主要是由于磁体受到金属铜的吸引C．铜管对磁体的作用力方向始终向上D．铜管内感应电流方向保持不变
[解析] 把铜管看成一个个铜环叠加构成，磁体下落，穿过每个铜环内的磁通量发生变化，铜环内产生感应电流，感应电流阻碍原磁通量的变化，根据“来拒去留”可知，铜管对磁体的作用力方向始终向上，故A、B错误，C正确；磁体的两极所产生的磁场方向不同，因而两极的磁感线穿过每个小铜环的磁通量方向不同，根据楞次定律可得，产生的感应电流的方向不同，故D错误。
【例7】 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的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合。现使胶木盘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
[解析] 使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，通过金属环B内的磁通量增大，根据楞次定律可知，金属环B的面积有缩小的趋势，且B有向上升的趋势，丝线受到的拉力减小，B正确。
6．(楞次定律及安培定则的应用)如图所示，在通电长直导线的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属线圈P，导线在线圈平面内。当发现闭合线圈向右摆动时( )
A．导线中的电流减小，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流B．导线中的电流不变，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流C．导线中的电流增大，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流D．导线中的电流增大，用楞次定律判断得线圈中产生顺时针方向的电流
解析：根据安培定则可知线圈所在处的磁场方向垂直纸面向里，若直导线中的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律得到线圈中感应电流方向为逆时针方向，根据左手定则可知线圈中各边所受安培力方向均指向线圈内，由于靠近导线处磁场强，安培力较大，远离导线处磁场弱，安培力较小，则线圈远离直导线，即向右摆动。反之产生顺时针方向的电流，向左摆动。故C正确。
7．(楞次定律及左手定则的应用)创意物理实验设计作品《小熊荡秋千》如图所示。两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁体如图放置。当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千。以下说法正确的是( )
A．P向右摆动的过程中，P中的电流方向为逆时针方向(从右向左看)B．P向右摆动的过程中，Q也会向右摆动C．P向右摆动的过程中，Q会向左摆动D．若用手左右摆动Q，P会始终保持静止
解析：P向右摆动的过程中，线框中的磁通量减少，根据楞次定律，P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)，选项A错误。P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)，Q中的电流方向也为顺时针方向(从右向左看)，Q线圈下侧将受到向右的安培力作用，所以Q也会向右摆动，选项B正确，C错误。若用手左右摆动Q，线圈Q切割磁感线产生感应电动势，在P线圈中将产生感应电流，受到安培力作用，由左手定则可判断出P将摆动，不会保持静止，选项D错误。
8．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．向左匀速运动C．向右减速运动D．向左减速运动
1．实验设计如图所示，条形磁体通过插入或拔出线圈来改变穿过螺线管的磁通量，利用电流表指针的偏转方向判断感应电流的方向。
实验：探究影响感应电流方向的因素
3．实验结论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。4．注意事项实验前应首先查明线圈中电流的流向与电流表指针偏转方向之间的关系，判断的方法是：采用如图所示的电路，把一节干电池与电流表及线圈串联，由于电流表量程较小，所以在电路中应接入限流式滑动变阻器R，电池采用旧电池，开关S采用瞬间接触，记录指针偏转方向。
【例8】 (2022·山东烟台模拟)为了探究电磁感应现象，某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图所示的方式连接。当闭合开关时发现灵敏电流计的指针右偏。由此可知：
(1)当滑动变阻器的滑片P向右移动时，灵敏电流计的指针________(选填“左偏”“不动”或“右偏”)；(2)将线圈A拔出时，灵敏电流计的指针________(选填“左偏”“不动”或“右偏”)，此时线圈A与线圈B中电流的绕行方向________(选填“相同”或“相反”)。
[解析] (1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏，说明穿过线圈的磁通量增加时，电流计指针向右偏。合上开关后，将滑动变阻器的滑片向右移动时，接入电路的电阻变小，电流增大，穿过线圈的磁通量增大，电流计指针将向右偏。(2)将线圈A拔出时，穿过B的磁通量减小，电流表指针向左偏；根据楞次定律的推论“增反减同”可知此时两线圈中的电流流向相同。
【例9】 如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。
(1)将实物电路中所缺的导线补充完整。(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将线圈L1迅速插入线圈L2中，灵敏电流计的指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。(3)线圈L1插入线圈L2后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，灵敏电流计的指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
[解析] (1)补充的实物电路如图所示。
(2)已知闭合开关瞬间，穿过线圈L2的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转。当开关闭合后，将线圈L1迅速插入线圈L2中时，穿过线圈L2的磁通量增加，由已知条件可知产生的感应电流也使灵敏电流计的指针向右偏转。(3)滑动变阻器的滑片迅速向右移动，接入电路的电阻变大，线圈L1中的电流变小，穿过线圈L2的磁通量减少，则灵敏电流计的指针向左偏转。
[答案] (1)图见解析
相关课件
2024年高考物理一轮复习第十一章第1节电磁感应现象楞次定律课件： 这是一份2024年高考物理一轮复习第十一章第1节电磁感应现象楞次定律课件，共43页。PPT课件主要包含了磁通量，磁通量的意义，磁感线，电磁感应现象，切割磁感线，发生变化，楞次定律，引起感应电流的磁通量，图11-1-1，感应电流等内容，欢迎下载使用。
2024版高考物理一轮复习教材基础练第十一章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律教学课件： 这是一份2024版高考物理一轮复习教材基础练第十一章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律教学课件，共12页。PPT课件主要包含了教材知识萃取，教材素材变式等内容，欢迎下载使用。
高考物理一轮复习课件+讲义 第11章 第1讲 电磁感应现象 楞次定律： 这是一份高考物理一轮复习课件+讲义 第11章 第1讲 电磁感应现象 楞次定律，文件包含高考物理一轮复习第11章第1讲电磁感应现象楞次定律pptx、高考物理一轮复习第11章第1讲电磁感应现象楞次定律docx等2份课件配套教学资源，其中PPT共60页， 欢迎下载使用。
