备考2024届高考物理一轮复习讲义第十二章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律考点1电磁感应现象及感应电流方向的判断

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考点1 电磁感应现象及感应电流方向的判断
1.电磁感应现象
2.楞次定律与右手定则
3.感应电流方向的判断
（1）用楞次定律判断
①楞次定律中“阻碍”的含义
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，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.
每当高考考生入场时，监考老师要用金属探测器对考生进行安检，当探测器靠近金属物体时，探测器就会发出警报.判断下列说法的正误.
（1）探测器靠近非金属物体时不发生报警现象.（ √ ）
（2）探测器靠近金属物体报警时利用了静电感应现象.（ ✕ ）
（3）探测器靠近金属物体和远离金属物体时产生的感应电流方向不同.（ √ ）
如图所示，在光滑水平面上，通有电流I的长直导线附近有一个矩形线圈ABCD，线圈与导线始终在同一个平面内.线圈在导线的一侧，垂直于导线左右平移时，其中产生了A→B→C→D→A方向的电流.已知距离载流直导线较近的位置磁场较强.则线圈在向 左 （选填“左”或“右”）移动.如果通电导线电流减小，线圈将向 左 （选填“左”或“右”）运动.如果矩形线圈周长不变，由矩形突然变成圆形，在此过程中，线圈中 有 （选填“有”或“无”）感应电流.
解析 选择矩形线圈为研究对象，画出通电直导线一侧的磁感线分布如图所示，磁感线方向垂直于纸面向里，用“×”表示.已知矩形线圈中感应电流的方向为A→B→C→D→A，根据安培定则，感应电流的磁场方向是垂直于纸面向外的，用矩形中心的圆点“·”表示.根据楞次定律，感应电流的磁场应该是阻碍穿过线圈的磁通量变化的.现在已经判明感应电流的磁场垂直于纸面向外，跟原来磁场的方向相反.因此，线圈移动时通过它的磁通量一定在增加，这说明线圈在向左移动.如果通电导线电流减小，穿过线圈的磁通量将减少，根据楞次定律，感应电流的磁场将阻碍磁通量的减少，线圈将向左运动.由矩形突然变成圆形，穿过线圈的磁通量发生变化，在此过程中，线圈中有感应电流.
如图，假定导体棒CD不动，磁感应强度B减小但方向不变.
（1）我们研究的是哪个闭合导体回路？
（2）磁感应强度减小时，穿过这个闭合导体回路的磁通量是增加还是减少？
（3）感应电流的磁场应该是沿哪个方向的？
（4）导体棒CD中的感应电流是沿哪个方向的？
答案 （1）CDEF （2）减少 （3）与原磁感应强度方向相同 （4）从D到C
研透高考 明确方向
命题点1 感应电流有无的判断
1.下列各图所描述的物理情境中，没有感应电流的是（ A ）

A B

C D
解析 开关S闭合稳定后，穿过线圈N的磁通量保持不变，线圈N中不产生感应电流；磁铁向铝环A靠近，穿过铝环A的磁通量在增大，铝环A中产生感应电流；金属框从A向B运动，穿过金属框的磁通量时刻在变化，金属框中产生感应电流；铜盘在磁场中按题图所示方向转动，铜盘的无数辐条切割磁感线，与外电路构成闭合回路，产生感应电流.故选A.
方法点拨
判断感应电流有无的方法
命题点2 感应电流方向的判断
2.[2023海南]汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd，埋在地下的线圈分别为1、2，通上顺时针（俯视）方向的电流，当汽车经过线圈时（ C ）
A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上
B.汽车进入线圈1过程产生的感应电流方向为abcd
C.汽车离开线圈1过程产生的感应电流方向为abcd
D.汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同
解析 由安培定则可知，线圈1、2产生的磁场方向都是竖直向下的，A错误；汽车进入线圈1时，线圈abcd中向下的磁通量增加，由楞次定律可判断，线圈abcd中的感应电流方向与线圈1中的电流方向相反，是逆时针，即感应电流方向为adcb，同理，汽车离开线圈1时，线圈abcd中向下的磁通量减少，线圈abcd中的感应电流方向是顺时针，即感应电流方向为abcd，故B错误，C正确；由楞次定律可知，安培力为阻力，与速度方向相反，D错误.
3.[右手定则/2023广东佛山模拟]如图所示，光滑平行金属导轨PP'和QQ'，都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中.现在垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中的感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是（ A ）
A.感应电流方向是N→M，安培力水平向左
B.感应电流方向是M→N，安培力水平向左
C.感应电流方向是N→M，安培力水平向右
D.感应电流方向是M→N，安培力水平向右
解析 根据右手定则判断可知导体棒MN中的感应电流方向是N→M，根据左手定则判断可知MN所受安培力的方向水平向左，故A正确，B、C、D错误.
方法点拨
楞次定律的本质是能量守恒，右手定则是楞次定律的特例，楞次定律适用于所有的电磁感应现象，而右手定则适用于一段导体在磁场中切割磁感线运动的情况.
课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.知道磁通量.通过实验，了解电磁感应现象，了解产生感应电流的条件.知道电磁感应现象的应用及其对现代社会的影响.
2.探究影响感应电流方向的因素，理解楞次定律.
电磁感应现象及感应电流方向的判断
2023：山东T12；
2020：全国ⅡT14，天津T6；
2019：浙江4月T21
1.物理观念：理解电磁感应现象；用能量的观点解释楞次定律.
2.科学思维：运用电磁感应现象及“三定则、一定律”分析相关问题.
3.科学探究：观察、分析电磁感应现象，探究、论证产生感应电流的条件.
4.科学态度与责任：通过了解电磁感应的实际应用，体会科技进步对人类生活和社会发展的重要影响，增强社会责任感.
楞次定律推论的应用
2022：上海T15；
2020：全国ⅢT14，江苏T3；
2019：全国ⅢT14，上海T10
“三定则、一定律”的应用
2022：江苏T3
命题分析预测
高考主要考查电磁感应现象的分析与判断、楞次定律推论的应用以及“三定则、一定律”的应用，多以选择题的形式呈现，难度较小.预计2025年高考将继续考查应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向.电磁感应现象在生产生活中有着广泛的应用，一些相关的生活化的素材将是高考命题的热点素材.
定律或定则
内容
适用范围
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[8] 阻碍 引起感应电流的[9] 磁通量 的变化
一切电磁感应现象
右手定则
如图，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[10] 磁感线 从掌心进入，并使拇指指向[11] 导线运动 的方向，这时四指所指的方向就是[12] 感应电流 的方向
导线[13] 切割磁感线 产生感应电流