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2024届鲁科版新教材高考物理一轮复习教案第十二章第1讲电磁感应现象楞次定律实验：探究影响感应电流方向的因素
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这是一份2024届鲁科版新教材高考物理一轮复习教案第十二章第1讲电磁感应现象楞次定律实验：探究影响感应电流方向的因素，共17页。
第1讲 电磁感应现象 楞次定律
实验：探究影响感应电流方向的因素
目标要求 1.知道电磁感应现象的产生条件并会分析解决实际问题.2.会根据楞次定律判断感应电流的方向，会应用楞次定律的推论分析问题.3.能够综合应用安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律解决实际问题．
考点一 电磁感应现象的理解和判断
1．磁通量
(1)公式：Φ＝BS，S为垂直磁场的投影面积，磁通量为标量(填“标量”或“矢量”)．
(2)物理意义：
磁通量的大小可形象表示穿过某一面积的磁感线条数的多少．
(3)磁通量变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1.
2．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．
(3)电磁感应现象产生感应电动势，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．
1．穿过线圈的磁通量与线圈的匝数有关．( × )
2．只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，回路中就有感应电流产生．( √ )
3．当导体做切割磁感线运动时，一定产生感应电流．( × )
例1 法拉第“磁生电”这一伟大的发现，引领人类进入了电气时代．关于下列实验说法正确的是( )
A．甲图中条形磁体插入螺线管中静止不动时，电流计指针稳定且不为零
B．乙图中无论滑动变阻器滑片向下移动还是向上移动的过程中，金属圆环中都有感应电流
C．丙图中闭合开关时电流计指针偏转，断开开关时电流计指针不偏转
D．丁图中导体棒AB在磁场中运动时一定能产生感应电流
答案 B
解析 题图甲中条形磁体插入螺线管中静止不动时，螺线管内磁通量保持不变，则无感应电流，A错误；题图乙中无论滑动变阻器滑片怎么移动，线圈b内的电流都会变化，则线圈b产生的磁场都会变化，导致线圈a中的磁通量变化，线圈a中会产生感应电流，B正确；题图丙中闭合开关和断开开关都会使螺线管B的磁通量发生变化，螺线管B中会产生感应电流，电流计指针都会发生偏转，C错误；当导体棒的运动方向与磁场平行时，导体棒不切割磁感线，则无感应电流，D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.磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，其方向与竖直方向的夹角为θ(0<θ<90°)．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
答案 A
解析 设此时回路面积为S，据题意，穿过回路的磁通量Φ＝BScs θ.ab向右运动，则S增大，θ减小，则cs θ增大，因此Φ增大，回路里一定能产生感应电流，A正确；B减小，θ减小，cs θ增大，Φ可能不变，回路里不一定能产生感应电流，B错误；ab向左运动，则S减小，B增大，Φ可能不变，回路里不一定能产生感应电流，C错误；ab向右运动，则S增大，B增大，θ增大，cs θ减小，Φ可能不变，回路里不一定能产生感应电流，D错误．
考点二 实验：探究影响感应电流方向的因素
1.实验思路
如图所示，通过将条形磁体插入或拔出线圈来改变穿过螺线管的磁通量，根据电流表指针的偏转方向判断感应电流的方向．
2．实验器材
电流表、条形磁体、螺线管、电池、开关、导线、滑动变阻器等．
3．实验现象
4．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小时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同．
5．注意事项
实验前应先查明电流的流向与电流表指针偏转方向之间的关系：把一节干电池、滑动变阻器、开关S与电流表串联，开关S采用瞬间接触，记录指针偏转方向与电流方向的关系．
例3 物理探究小组选用图示器材和电路研究电磁感应规律．
(1)请用笔画线代表导线，将图中各器材连接起来，组成正确的实验电路．
(2)把A线圈插入B线圈中，如果闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，下面操作出现的情况有：
①向右移动滑动变阻器滑片，灵敏电流计指针将向________(选填“左”或“右”)偏转；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，拔出线圈A中的铁芯，灵敏电流计指针将向________(选填“左”或“右”)偏转；
(3)根据实验结果判断产生感应电流的本质是__________________________．
答案 (1)见解析图 (2)①右 ②左 (3)穿过B线圈的磁通量发生变化
解析 (1)将电源、开关、A线圈、滑动变阻器串联成一个回路，再将电流计与B线圈串联成另一个回路，电路图如图所示(说明：滑动变阻器接下端接左线柱也正确，相应(2)中①填“左”)
(2)①闭合开关，穿过B线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向右偏了一下，滑片向右移动则接入电路的电阻减小，电流增大，磁通量增大，指针向右偏转；②拔出铁芯，磁通量减小，指针向左偏转．
(3)产生感应电流的本质是穿过B线圈的磁通量发生变化．
考点三 感应电流方向的判断
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变化．
(2)适用范围：一切电磁感应现象．
2．右手定则
(1)内容：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；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．
(2)适用情况：导线切割磁感线产生感应电流．
1．感应电流的磁场总是与原磁场相反．( × )
2．感应电流的磁场总是阻止引起感应电流的磁通量的变化．( × )
3．楞次定律与右手定则都可以判断感应电流方向，二者没有什么区别．( × )
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．
例4 (2020·江苏卷·3)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B2
B．同时减小B1增大B2
C．同时以相同的变化率增大B1和B2
D．同时以相同的变化率减小B1和B2
答案 B
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，故选项A错误；同理可推出，选项B正确，C、D错误．
例5 (多选)如图所示，导体棒AB、CD可在水平光滑轨道上自由滑动，下列说法正确的是( )
A．将导体棒CD固定，当导体棒AB向左移动时，AB中感应电流的方向为A到B
B．将导体棒CD固定，当AB向右移动时，AB中感应电流的方向为A到B
C．将导体棒AB固定，当CD向左移动时，AB中感应电流的方向为A到B
D．将导体棒AB固定，当CD向右移动时，AB中感应电流的方向为A到B
答案 AC
解析 由右手定则可判断，当AB向左运动时，AB中感应电流方向为A→B；当AB向右运动时，AB中感应电流方向为B→A，A正确，B错误；当CD向左运动时，CD中的感应电流方向为C→D，AB中的感应电流方向为A→B；当CD向右移动时，AB中感应电流方向为B→A，C正确，D错误．
考点四 楞次定律的推论
例6 (2023·福建龙岩市第一中学模拟)如图所示，水平桌面上固定一通电直导线，电流方向如图，且电流逐渐增大，导线右侧有一金属导线制成的圆环，且圆环始终静止在水平桌面上，则( )
A．圆环中产生顺时针方向的感应电流
B．圆环中产生恒定的感应电流
C．圆环有扩张的趋势
D．圆环受到水平向左的摩擦力
答案 D
解析 直导线中电流向上，在右侧产生的磁感线方向垂直桌面向下，电流增大，穿过圆环的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向垂直桌面向上，则感应电流为逆时针方向，故A错误；据题意可知电流只是逐渐增大，不一定均匀增大，不一定能在圆环中产生恒定的感应电流，故B错误；穿过圆环的磁通量增大，根据楞次定律的推论“增缩减扩”，可知圆环有收缩的趋势，故C错误；将有逆时针感应电流流过的圆环用微元法截成电流元，上下电流元所受安培力抵消，而对于左右的电流元，由于左侧磁感应强度更大，抵消右侧所受安培力之后为总的安培力方向，由左手定则可知方向向右，由于圆环始终静止在水平桌面上，则圆环受到水平向左的摩擦力，故D正确．
例7 (2020·全国卷Ⅲ·14)如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环．圆环初始时静止．将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到( )
A．拨至M端或N端，圆环都向左运动
B．拨至M端或N端，圆环都向右运动
C．拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动
D．拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动
答案 B
解析 开关S由断开状态拨至连接状态，不论拨至M端还是N端，通过圆环的磁通量均增加，根据楞次定律(增离减靠)可知圆环会阻碍磁通量的增加，即向右运动，故选B.
例8 (多选)两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环．当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则( )
A．A可能带正电且转速减小
B．A可能带正电且转速增大
C．A可能带负电且转速减小
D．A可能带负电且转速增大
答案 BC
解析 若A带正电，顺时针转动产生顺时针方向的电流，A内磁场方向垂直纸面向里，当转速增大时，穿过B的磁通量增加，B中产生感应电流，根据楞次定律(增反减同)可知B中产生逆时针方向的电流，A错误，B正确； 若A带负电，顺时针转动产生逆时针方向的电流，A内磁场方向垂直纸面向外，当转速减小时，穿过B的磁通量减少，B中产生感应电流，根据楞次定律(增反减同)可知B中产生逆时针方向的电流，C正确，D错误．
考点五 “三定则、一定律”的应用
“三个定则”“一个定律”的比较
例9 (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，PQ、MN均处在竖直向下的匀强磁场中，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
答案 BC
解析 MN向右运动，说明MN受到向右的安培力，因为MN处的磁场垂直纸面向里eq \(――――→,\s\up7(左手定则))MN中的感应电流方向为M→Neq \(――――→,\s\up7(安培定则))L1中感应电流的磁场方向向上eq \(――――→,\s\up7(楞次定律))eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(L2中磁场方向向上减弱,L2中磁场方向向下增强)).若L2中磁场方向向上减弱eq \(――――→,\s\up7(安培定则))PQ中电流方向为Q→P且减小eq \(――――→,\s\up7(右手定则))向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强eq \(――――→,\s\up7(安培定则))PQ中电流方向为P→Q且增大eq \(――――→,\s\up7(右手定则))向左加速运动，故选B、C.
课时精练
1.如图所示，闭合线圈abcd水平放置，其面积为S，匝数为n，线圈与磁感应强度为B的匀强磁场的夹角θ＝45°.现将线圈以ab边为轴沿顺时针方向转动90°，则在此过程中线圈磁通量的改变量大小为( )
A．0 B.eq \r(2)BS C.eq \r(2)nBS D．nBS
答案 B
2．(多选)在“探究电磁感应的产生条件”实验中，如图所示，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面．开关闭合的瞬间，发现电流表指针向右偏转，能使电流表指针向左偏转的实验操作是( )
A．拔出线圈A
B．迅速向右移动滑动变阻器的滑片
C．断开开关
D．在线圈A中插入铁芯
答案 AC
解析 由题意可知：当闭合开关的瞬间，线圈A的磁通量增大，则穿过线圈B的磁通量也在增大，导致电流表指针向右摆动，故可知当A中的磁通量减小时，电流表指针向左偏；拔出线圈A，A中磁通量减小，指针向左偏转，故A正确；迅速向右移动滑动变阻器的滑片，A中电流增大，B中磁场增强，磁通量增大，则知电流表指针向右偏转，故B错误；当断开开关时，B中磁场减弱，磁通量减小，故电流表指针应向左偏转，故C正确；在线圈A中插入铁芯，B中磁场增强，磁通量增大，则知电流表指针向右偏转，故D错误．
3．(2023·福建省莆田第二中学检测)随着新能源轿车的普及，无线充电技术得到进一步开发和应用．一般给大功率电动汽车充电时利用的是电磁感应原理．如图所示，由地面供电装置(主要装置有发射线圈和电源)将电能传送至电动车底部的感应装置(主要装置是接收线圈)，该装置使用接收到的电能对车载电池进行充电，供电装置与车身接收装置通过磁场传送能量，由于电磁辐射等因素，其能量传送效率只能达到90%左右．下列说法正确的是( )
A．只有将地面供电装置接到直流电源上才能对电动车充电
B．车身接收线圈中的感应电流磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
C．车身接收线圈中感应电流磁场总是与地面发射线圈中电流的磁场方向相反
D．若线圈均采用超导材料，则能量的传输效率有望达到100%
答案 B
解析 大功率电动汽车充电时利用的是电磁感应原理，所以只有将地面供电装置接到交流电源上，才能使车身接收线圈中有感应电流产生，才能给电动汽车充电，A错误；由楞次定律可知，车身接收线圈中的感应电流磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，B正确；地面装置发射线圈中电流增加时，穿过车身接收线圈中的磁通量也增加，由楞次定律可知，车身接收线圈中感应电流的磁场与地面装置发射线圈中电流的磁场方向相反，当地面发射线圈中电流减小时，穿过车身接收线圈中的磁通量也减小，由楞次定律可知，此时车身接收线圈中感应电流的磁场与地面发射线圈中电流的磁场方向相同，C错误；由于电磁波传播时有电磁辐射等因素的影响，所以能量传输的效率不能达到百分之百，D错误．
4.(2023·江苏南通市高三阶段检测)如图所示，一带正电粒子从直径上方掠过在水平面内的金属圆环表面，粒子与圆环不接触，该过程中( )
A．穿过金属环的磁通量一定不变
B．环中一定有感应电流
C．金属环有扩张趋势
D．粒子与金属环无相互作用
答案 B
解析 带正电粒子从直径上方掠过金属圆环表面时，穿过金属圆环的净磁通量为垂直纸面向里，且净磁通量先增后减，环中产生感应电流，金属环先有收缩后有扩张趋势，故A、C错误，B正确．环中产生感应电流后周围会有磁场，且在环内磁场方向垂直于环所在的平面，正电荷从左往右运动时会受到洛伦兹力，所以粒子与金属环有相互作用，故D错误．
5.如图所示，空间存在垂直纸面向里的磁场，磁场在竖直方向均匀分布，在水平方向非均匀分布，且关于竖直平面MN对称，绝缘轻线上端固定在M点，下端与一个粗细均匀的铜制圆环相连．现将圆环由P处无初速度释放，圆环第一次向右摆动最远能到达Q处(图中未画出)．已知圆环始终在同一竖直平面内摆动，则在圆环从P摆向Q的过程中，下列说法正确的是( )
A．位置P与Q可能在同一高度
B．感应电流方向始终逆时针
C．感应电流方向先逆时针后顺时针
D．圆环整体所受安培力先做负功后做正功
答案 C
解析 圆环从P摆向Q的过程中，由于磁场在竖直方向均匀分布，在水平方向非均匀分布，导致环中磁通量变化，从而产生感应电流，产生焦耳热，则在整个运动过程中环的机械能会减少，因此Q不可能与P在同一高度，故A错误；根据楞次定律，环在向下摆的过程中，穿过环垂直向里的磁通量在增加，当向上摆的过程中，穿过环垂直向里的磁通量在减少，则感应电流方向先逆时针后顺时针，故B错误，C正确；安培力一直阻碍圆环与磁场的相对运动，一直做负功，故D错误．
6.如图所示，在条形磁体的外面套着一个闭合弹簧线圈，若把线圈四周向外拉，使线圈包围的面积变大，则线圈中感应电流的情况是( )
A．弹簧线圈中有感应电流，俯视电流方向为逆时针方向
B．弹簧线圈中有感应电流，俯视电流方向为顺时针方向
C．因线圈中磁通量不变，故无感应电流
D．无法判断有无感应电流
答案 A
解析 磁感线在条形磁体的内外形成闭合曲线，则磁体外部的磁感线总数等于内部的磁感线总数，且在线圈平面处磁体内外磁感线方向相反(磁体内向上、磁体外向下)，而磁体外部的磁感线分布在无穷大的空间，所以题图中线圈中磁体内部的磁感线多于外部的磁感线，则穿过线圈的总磁通量等于磁体内部的磁感线条数减去磁体外部、线圈内部的磁感线条数．当弹簧线圈包围的面积增大时，磁体内部的磁感线总数不变，而线圈内部、磁体外部反向的磁感线条数增多，则穿过线圈的总磁通量减小，将产生感应电流．由于磁体内部磁场方向向上，故线圈内部磁场方向向上且磁通量减小，由楞次定律可知，线圈内的感应电流为俯视逆时针方向，故选A.
7.(2023·安徽省模拟)一长直铁芯上绕有线圈P，将一单匝线圈Q用一轻质绝缘丝线悬挂在P的左端，线圈P的中轴线通过线圈Q的中心，且与线圈Q所在的平面垂直．将线圈P连接在如图所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E为直流电源，S为开关．下列情况中，可观测到Q向左摆动的是( )
A．S闭合的瞬间
B．S断开的瞬间
C．在S闭合的情况下，将R的滑片向a端移动时
D．在S闭合的情况下，保持电阻R的阻值不变
答案 A
8．(多选)(2022·广东卷·10)如图所示，水平地面(Oxy平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线．P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，MN平行于y轴，PN平行于x轴．一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行．下列说法正确的有( )
A．N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同
B．线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变
C．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流
D．线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等
答案 AC
解析 依题意，M、N两点连线与长直导线平行，两点与长直导线的距离相等，根据右手螺旋定则可知，通电长直导线在M、N两点产生的磁感应强度大小相等、方向相同，故A正确；根据右手螺旋定则，线圈在P点时，穿进线圈中的磁感线与穿出线圈中的磁感线相等，磁通量为零，在向N点平移过程中，穿进线圈中的磁感线与穿出线圈中的磁感线不再相等，线圈中的磁通量会发生变化，故B错误；根据右手螺旋定则，线圈从P点竖直向上运动过程中，穿进线圈中的磁感线与穿出线圈中的磁感线始终相等，线圈的磁通量始终为零，没有发生变化，线圈无感应电流，故C正确；线圈从P点到M点与从P点到N点，线圈的磁通量变化量相同，依题意从P点到M点所用时间较从P点到N点的时间长，根据法拉第电磁感应定律，可知两次的感应电动势不相等，故D错误．
9.如图所示，在有界匀强磁场中水平放置相互平行的金属导轨，导轨电阻不计，导轨上金属杆ab与导轨接触良好．磁感线垂直导轨平面向上(俯视图)，导轨与处于磁场外的大线圈M相接，欲使置于M内的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，下列做法可行的是( )
A．ab匀速向右运动
B．ab加速向右运动
C．ab不动而突然撤去磁场
D．ab不动而突然增强磁场
答案 C
解析 ab匀速向右运动，匀速向右切割磁感线，在M中产生顺时针的恒定感应电流，形成的磁场恒定，不会使N产生感应电流，A错误；当ab加速向右运动时，M中产生顺时针方向的感应电流且在增大，在M内形成垂直纸面向里的磁场且增大，由楞次定律可知，N中会产生逆时针的感应电流，B错误；ab不动而突然撤去磁场，使M中产生逆时针方向的感应电流，M中形成垂直纸面向外的磁场，导致穿过N的磁通量增大，由楞次定律可知，N中会产生顺时针方向的电流，C正确；同理可知，当ab不动而突然增强磁场时N中会产生逆时针方向的感应电流，D错误．
10.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
答案 B
解析 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，穿过金属环B的磁通量增大，根据楞次定律，金属环B的面积有缩小的趋势，且B有向上升高(远离)的趋势，丝线受到的拉力减小，故B项正确．
11.如图，在竖直方向上的两个匀强磁场B1和B2中，各放入一个完全一样的水平金属圆盘a和b，它们可绕竖直轴自由转动．用导线将a盘中心与b盘边缘相连，b盘中心与a盘边缘相连．从上向下看，当a盘顺时针转动时( )
A．b盘总是逆时针转动
B．若B1、B2同向，b盘顺时针转动
C．若B1、B2反向，b盘顺时针转动
D．b盘总是顺时针转动
答案 C
解析 若B1、B2都竖直向上，从上向下看，当a盘顺时针转动时，其半径切割磁感线，感应电流方向为a′→O→b′→O′→a′，b盘电流为b′→O′，根据左手定则，b盘受到安培力沿逆时针方向(俯视)转动；若B1、B2都竖直向下，从上向下看，当a盘顺时针转动时，其半径切割磁感线，感应电流方向为O→a′→O′→b′→O，b盘电流为O′→b′，根据左手定则，b盘受到安培力沿逆时针方向(俯视)转动；若B1向上，B2向下，从上向下看，当a盘顺时针转动时，其半径切割磁感线，感应电流方向为a′→O→b′→O′→a′，b盘电流为b′→O′，根据左手定则，b盘受到安培力沿顺时针方向(俯视)转动；若B1向下，B2向上，从上向下看，当a盘顺时针转动时，其半径切割磁感线，感应电流方向为O→a′→O′→b′→O，b盘电流为O′→b′，根据左手定则，b盘受到安培力沿顺时针方向(俯视)转动，A、B、D错误，C正确．
12.如图所示，AOC是光滑的金属轨道，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，PQ是一根立在导轨上的金属直杆，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆滑动的过程中，下列判断正确的是( )
A．感应电流的方向始终是由P→Q
B．感应电流的方向始终是由Q→P
C．PQ受磁场力的方向垂直杆向左
D．PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上
答案 D
解析 在PQ杆滑动的过程中，△POQ的面积先增大后减小，穿过△POQ的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知：感应电流的方向先是由P到Q，后是由Q到P，故A、B错误；由左手定则判断得到：PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上，故D正确，C错误．考情分析
楞次定律
2022·北京卷·T11 2021·辽宁卷·T9 2020·全国卷Ⅲ·T14
2020·江苏卷·T3 2019·全国卷Ⅲ·T14 2018·全国卷Ⅰ·T19
法拉第电磁感应定律及应用
2022·全国甲卷·T16 2022·全国甲卷·T20 2022·全国乙卷·T24
2022·湖北卷·T15 2022·江苏卷·T5 2022·辽宁卷·T15
2022·河北卷·T5 2022·山东卷·T12 2022·广东卷·T10
2022·湖南卷·T10 2022·浙江1月选考·T13 2022·浙江1月选考·T21
2022·浙江6月选考·T21 2022·重庆卷·T13 2021·全国甲卷·T21
2021·全国乙卷·T25 2021·辽宁卷·T9 2021·天津卷·T12
2021·山东卷·T12 2021·湖北卷·T16 2021·河北卷·T7
2021·福建卷·T7 2021·浙江6月选考·T21 2021·广东卷·T10
2021·湖南卷·T10 2020·全国卷Ⅰ·T21 2020·江苏卷·T14
电磁感应图像问题
2022·河北卷·T8 2020·山东卷·T12 2019·全国卷Ⅱ·T21
2019·全国卷Ⅲ·T19 2018·全国卷Ⅱ·T18
试题情境
生活实
践类
电磁炉、电子秤、电磁卡、电磁焊接技术、磁电式速度传感器、真空管道超高速列车、磁悬浮列车、电磁轨道炮、电磁驱动、电磁阻尼等各种实际应用模型
学习探
究类
杆轨模型问题，电磁感应与动力学、能量、动量结合问题，电磁感应的图像问题
内容
例证
增反减同
磁体靠近线圈，B感与B原方向相反
当I1增大时，环B中的感应电流方向与I1相反；当I1减小时，环B中的感应电流方向与I1相同
来拒去留
磁体靠近，是斥力 磁体远离，是引力
阻碍磁体与圆环相对运动
增缩减扩(适用于单向磁场)
P、Q是光滑固定导轨，a、b是可动金属棒，磁体下移上移，a、b靠近远离，使回路面积有缩小扩大的趋势
增离减靠
当开关S闭合时，左环向左摆动、右环向右摆动，远离通电线圈
通过远离和靠近阻碍磁通量的变化
说明
以上情况“殊途同归”，实质上都是以不同的方式阻碍磁通量的变化
名称
用途
选用原则
安培定则
判断电流产生的磁场(方向)分布
因电生磁
左手定则
判断通电导线、运动电荷所受磁场力的方向
因电受力
右手定则
判断导体切割磁感线产生的感应电流方向或电源正负极
因动生电
楞次定律
判断因回路磁通量改变而产生的感应电流方向
因磁通量变化生电
第1讲 电磁感应现象 楞次定律
实验：探究影响感应电流方向的因素
目标要求 1.知道电磁感应现象的产生条件并会分析解决实际问题.2.会根据楞次定律判断感应电流的方向，会应用楞次定律的推论分析问题.3.能够综合应用安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律解决实际问题．
考点一 电磁感应现象的理解和判断
1．磁通量
(1)公式：Φ＝BS，S为垂直磁场的投影面积，磁通量为标量(填“标量”或“矢量”)．
(2)物理意义：
磁通量的大小可形象表示穿过某一面积的磁感线条数的多少．
(3)磁通量变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1.
2．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．
(3)电磁感应现象产生感应电动势，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．
1．穿过线圈的磁通量与线圈的匝数有关．( × )
2．只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，回路中就有感应电流产生．( √ )
3．当导体做切割磁感线运动时，一定产生感应电流．( × )
例1 法拉第“磁生电”这一伟大的发现，引领人类进入了电气时代．关于下列实验说法正确的是( )
A．甲图中条形磁体插入螺线管中静止不动时，电流计指针稳定且不为零
B．乙图中无论滑动变阻器滑片向下移动还是向上移动的过程中，金属圆环中都有感应电流
C．丙图中闭合开关时电流计指针偏转，断开开关时电流计指针不偏转
D．丁图中导体棒AB在磁场中运动时一定能产生感应电流
答案 B
解析 题图甲中条形磁体插入螺线管中静止不动时，螺线管内磁通量保持不变，则无感应电流，A错误；题图乙中无论滑动变阻器滑片怎么移动，线圈b内的电流都会变化，则线圈b产生的磁场都会变化，导致线圈a中的磁通量变化，线圈a中会产生感应电流，B正确；题图丙中闭合开关和断开开关都会使螺线管B的磁通量发生变化，螺线管B中会产生感应电流，电流计指针都会发生偏转，C错误；当导体棒的运动方向与磁场平行时，导体棒不切割磁感线，则无感应电流，D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.磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，其方向与竖直方向的夹角为θ(0<θ<90°)．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
答案 A
解析 设此时回路面积为S，据题意，穿过回路的磁通量Φ＝BScs θ.ab向右运动，则S增大，θ减小，则cs θ增大，因此Φ增大，回路里一定能产生感应电流，A正确；B减小，θ减小，cs θ增大，Φ可能不变，回路里不一定能产生感应电流，B错误；ab向左运动，则S减小，B增大，Φ可能不变，回路里不一定能产生感应电流，C错误；ab向右运动，则S增大，B增大，θ增大，cs θ减小，Φ可能不变，回路里不一定能产生感应电流，D错误．
考点二 实验：探究影响感应电流方向的因素
1.实验思路
如图所示，通过将条形磁体插入或拔出线圈来改变穿过螺线管的磁通量，根据电流表指针的偏转方向判断感应电流的方向．
2．实验器材
电流表、条形磁体、螺线管、电池、开关、导线、滑动变阻器等．
3．实验现象
4．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小时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同．
5．注意事项
实验前应先查明电流的流向与电流表指针偏转方向之间的关系：把一节干电池、滑动变阻器、开关S与电流表串联，开关S采用瞬间接触，记录指针偏转方向与电流方向的关系．
例3 物理探究小组选用图示器材和电路研究电磁感应规律．
(1)请用笔画线代表导线，将图中各器材连接起来，组成正确的实验电路．
(2)把A线圈插入B线圈中，如果闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，下面操作出现的情况有：
①向右移动滑动变阻器滑片，灵敏电流计指针将向________(选填“左”或“右”)偏转；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，拔出线圈A中的铁芯，灵敏电流计指针将向________(选填“左”或“右”)偏转；
(3)根据实验结果判断产生感应电流的本质是__________________________．
答案 (1)见解析图 (2)①右 ②左 (3)穿过B线圈的磁通量发生变化
解析 (1)将电源、开关、A线圈、滑动变阻器串联成一个回路，再将电流计与B线圈串联成另一个回路，电路图如图所示(说明：滑动变阻器接下端接左线柱也正确，相应(2)中①填“左”)
(2)①闭合开关，穿过B线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向右偏了一下，滑片向右移动则接入电路的电阻减小，电流增大，磁通量增大，指针向右偏转；②拔出铁芯，磁通量减小，指针向左偏转．
(3)产生感应电流的本质是穿过B线圈的磁通量发生变化．
考点三 感应电流方向的判断
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变化．
(2)适用范围：一切电磁感应现象．
2．右手定则
(1)内容：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；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．
(2)适用情况：导线切割磁感线产生感应电流．
1．感应电流的磁场总是与原磁场相反．( × )
2．感应电流的磁场总是阻止引起感应电流的磁通量的变化．( × )
3．楞次定律与右手定则都可以判断感应电流方向，二者没有什么区别．( × )
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．
例4 (2020·江苏卷·3)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B2
B．同时减小B1增大B2
C．同时以相同的变化率增大B1和B2
D．同时以相同的变化率减小B1和B2
答案 B
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，故选项A错误；同理可推出，选项B正确，C、D错误．
例5 (多选)如图所示，导体棒AB、CD可在水平光滑轨道上自由滑动，下列说法正确的是( )
A．将导体棒CD固定，当导体棒AB向左移动时，AB中感应电流的方向为A到B
B．将导体棒CD固定，当AB向右移动时，AB中感应电流的方向为A到B
C．将导体棒AB固定，当CD向左移动时，AB中感应电流的方向为A到B
D．将导体棒AB固定，当CD向右移动时，AB中感应电流的方向为A到B
答案 AC
解析 由右手定则可判断，当AB向左运动时，AB中感应电流方向为A→B；当AB向右运动时，AB中感应电流方向为B→A，A正确，B错误；当CD向左运动时，CD中的感应电流方向为C→D，AB中的感应电流方向为A→B；当CD向右移动时，AB中感应电流方向为B→A，C正确，D错误．
考点四 楞次定律的推论
例6 (2023·福建龙岩市第一中学模拟)如图所示，水平桌面上固定一通电直导线，电流方向如图，且电流逐渐增大，导线右侧有一金属导线制成的圆环，且圆环始终静止在水平桌面上，则( )
A．圆环中产生顺时针方向的感应电流
B．圆环中产生恒定的感应电流
C．圆环有扩张的趋势
D．圆环受到水平向左的摩擦力
答案 D
解析 直导线中电流向上，在右侧产生的磁感线方向垂直桌面向下，电流增大，穿过圆环的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向垂直桌面向上，则感应电流为逆时针方向，故A错误；据题意可知电流只是逐渐增大，不一定均匀增大，不一定能在圆环中产生恒定的感应电流，故B错误；穿过圆环的磁通量增大，根据楞次定律的推论“增缩减扩”，可知圆环有收缩的趋势，故C错误；将有逆时针感应电流流过的圆环用微元法截成电流元，上下电流元所受安培力抵消，而对于左右的电流元，由于左侧磁感应强度更大，抵消右侧所受安培力之后为总的安培力方向，由左手定则可知方向向右，由于圆环始终静止在水平桌面上，则圆环受到水平向左的摩擦力，故D正确．
例7 (2020·全国卷Ⅲ·14)如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环．圆环初始时静止．将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到( )
A．拨至M端或N端，圆环都向左运动
B．拨至M端或N端，圆环都向右运动
C．拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动
D．拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动
答案 B
解析 开关S由断开状态拨至连接状态，不论拨至M端还是N端，通过圆环的磁通量均增加，根据楞次定律(增离减靠)可知圆环会阻碍磁通量的增加，即向右运动，故选B.
例8 (多选)两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环．当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则( )
A．A可能带正电且转速减小
B．A可能带正电且转速增大
C．A可能带负电且转速减小
D．A可能带负电且转速增大
答案 BC
解析 若A带正电，顺时针转动产生顺时针方向的电流，A内磁场方向垂直纸面向里，当转速增大时，穿过B的磁通量增加，B中产生感应电流，根据楞次定律(增反减同)可知B中产生逆时针方向的电流，A错误，B正确； 若A带负电，顺时针转动产生逆时针方向的电流，A内磁场方向垂直纸面向外，当转速减小时，穿过B的磁通量减少，B中产生感应电流，根据楞次定律(增反减同)可知B中产生逆时针方向的电流，C正确，D错误．
考点五 “三定则、一定律”的应用
“三个定则”“一个定律”的比较
例9 (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，PQ、MN均处在竖直向下的匀强磁场中，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
答案 BC
解析 MN向右运动，说明MN受到向右的安培力，因为MN处的磁场垂直纸面向里eq \(――――→,\s\up7(左手定则))MN中的感应电流方向为M→Neq \(――――→,\s\up7(安培定则))L1中感应电流的磁场方向向上eq \(――――→,\s\up7(楞次定律))eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(L2中磁场方向向上减弱,L2中磁场方向向下增强)).若L2中磁场方向向上减弱eq \(――――→,\s\up7(安培定则))PQ中电流方向为Q→P且减小eq \(――――→,\s\up7(右手定则))向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强eq \(――――→,\s\up7(安培定则))PQ中电流方向为P→Q且增大eq \(――――→,\s\up7(右手定则))向左加速运动，故选B、C.
课时精练
1.如图所示，闭合线圈abcd水平放置，其面积为S，匝数为n，线圈与磁感应强度为B的匀强磁场的夹角θ＝45°.现将线圈以ab边为轴沿顺时针方向转动90°，则在此过程中线圈磁通量的改变量大小为( )
A．0 B.eq \r(2)BS C.eq \r(2)nBS D．nBS
答案 B
2．(多选)在“探究电磁感应的产生条件”实验中，如图所示，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面．开关闭合的瞬间，发现电流表指针向右偏转，能使电流表指针向左偏转的实验操作是( )
A．拔出线圈A
B．迅速向右移动滑动变阻器的滑片
C．断开开关
D．在线圈A中插入铁芯
答案 AC
解析 由题意可知：当闭合开关的瞬间，线圈A的磁通量增大，则穿过线圈B的磁通量也在增大，导致电流表指针向右摆动，故可知当A中的磁通量减小时，电流表指针向左偏；拔出线圈A，A中磁通量减小，指针向左偏转，故A正确；迅速向右移动滑动变阻器的滑片，A中电流增大，B中磁场增强，磁通量增大，则知电流表指针向右偏转，故B错误；当断开开关时，B中磁场减弱，磁通量减小，故电流表指针应向左偏转，故C正确；在线圈A中插入铁芯，B中磁场增强，磁通量增大，则知电流表指针向右偏转，故D错误．
3．(2023·福建省莆田第二中学检测)随着新能源轿车的普及，无线充电技术得到进一步开发和应用．一般给大功率电动汽车充电时利用的是电磁感应原理．如图所示，由地面供电装置(主要装置有发射线圈和电源)将电能传送至电动车底部的感应装置(主要装置是接收线圈)，该装置使用接收到的电能对车载电池进行充电，供电装置与车身接收装置通过磁场传送能量，由于电磁辐射等因素，其能量传送效率只能达到90%左右．下列说法正确的是( )
A．只有将地面供电装置接到直流电源上才能对电动车充电
B．车身接收线圈中的感应电流磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
C．车身接收线圈中感应电流磁场总是与地面发射线圈中电流的磁场方向相反
D．若线圈均采用超导材料，则能量的传输效率有望达到100%
答案 B
解析 大功率电动汽车充电时利用的是电磁感应原理，所以只有将地面供电装置接到交流电源上，才能使车身接收线圈中有感应电流产生，才能给电动汽车充电，A错误；由楞次定律可知，车身接收线圈中的感应电流磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，B正确；地面装置发射线圈中电流增加时，穿过车身接收线圈中的磁通量也增加，由楞次定律可知，车身接收线圈中感应电流的磁场与地面装置发射线圈中电流的磁场方向相反，当地面发射线圈中电流减小时，穿过车身接收线圈中的磁通量也减小，由楞次定律可知，此时车身接收线圈中感应电流的磁场与地面发射线圈中电流的磁场方向相同，C错误；由于电磁波传播时有电磁辐射等因素的影响，所以能量传输的效率不能达到百分之百，D错误．
4.(2023·江苏南通市高三阶段检测)如图所示，一带正电粒子从直径上方掠过在水平面内的金属圆环表面，粒子与圆环不接触，该过程中( )
A．穿过金属环的磁通量一定不变
B．环中一定有感应电流
C．金属环有扩张趋势
D．粒子与金属环无相互作用
答案 B
解析 带正电粒子从直径上方掠过金属圆环表面时，穿过金属圆环的净磁通量为垂直纸面向里，且净磁通量先增后减，环中产生感应电流，金属环先有收缩后有扩张趋势，故A、C错误，B正确．环中产生感应电流后周围会有磁场，且在环内磁场方向垂直于环所在的平面，正电荷从左往右运动时会受到洛伦兹力，所以粒子与金属环有相互作用，故D错误．
5.如图所示，空间存在垂直纸面向里的磁场，磁场在竖直方向均匀分布，在水平方向非均匀分布，且关于竖直平面MN对称，绝缘轻线上端固定在M点，下端与一个粗细均匀的铜制圆环相连．现将圆环由P处无初速度释放，圆环第一次向右摆动最远能到达Q处(图中未画出)．已知圆环始终在同一竖直平面内摆动，则在圆环从P摆向Q的过程中，下列说法正确的是( )
A．位置P与Q可能在同一高度
B．感应电流方向始终逆时针
C．感应电流方向先逆时针后顺时针
D．圆环整体所受安培力先做负功后做正功
答案 C
解析 圆环从P摆向Q的过程中，由于磁场在竖直方向均匀分布，在水平方向非均匀分布，导致环中磁通量变化，从而产生感应电流，产生焦耳热，则在整个运动过程中环的机械能会减少，因此Q不可能与P在同一高度，故A错误；根据楞次定律，环在向下摆的过程中，穿过环垂直向里的磁通量在增加，当向上摆的过程中，穿过环垂直向里的磁通量在减少，则感应电流方向先逆时针后顺时针，故B错误，C正确；安培力一直阻碍圆环与磁场的相对运动，一直做负功，故D错误．
6.如图所示，在条形磁体的外面套着一个闭合弹簧线圈，若把线圈四周向外拉，使线圈包围的面积变大，则线圈中感应电流的情况是( )
A．弹簧线圈中有感应电流，俯视电流方向为逆时针方向
B．弹簧线圈中有感应电流，俯视电流方向为顺时针方向
C．因线圈中磁通量不变，故无感应电流
D．无法判断有无感应电流
答案 A
解析 磁感线在条形磁体的内外形成闭合曲线，则磁体外部的磁感线总数等于内部的磁感线总数，且在线圈平面处磁体内外磁感线方向相反(磁体内向上、磁体外向下)，而磁体外部的磁感线分布在无穷大的空间，所以题图中线圈中磁体内部的磁感线多于外部的磁感线，则穿过线圈的总磁通量等于磁体内部的磁感线条数减去磁体外部、线圈内部的磁感线条数．当弹簧线圈包围的面积增大时，磁体内部的磁感线总数不变，而线圈内部、磁体外部反向的磁感线条数增多，则穿过线圈的总磁通量减小，将产生感应电流．由于磁体内部磁场方向向上，故线圈内部磁场方向向上且磁通量减小，由楞次定律可知，线圈内的感应电流为俯视逆时针方向，故选A.
7.(2023·安徽省模拟)一长直铁芯上绕有线圈P，将一单匝线圈Q用一轻质绝缘丝线悬挂在P的左端，线圈P的中轴线通过线圈Q的中心，且与线圈Q所在的平面垂直．将线圈P连接在如图所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E为直流电源，S为开关．下列情况中，可观测到Q向左摆动的是( )
A．S闭合的瞬间
B．S断开的瞬间
C．在S闭合的情况下，将R的滑片向a端移动时
D．在S闭合的情况下，保持电阻R的阻值不变
答案 A
8．(多选)(2022·广东卷·10)如图所示，水平地面(Oxy平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线．P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，MN平行于y轴，PN平行于x轴．一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行．下列说法正确的有( )
A．N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同
B．线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变
C．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流
D．线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等
答案 AC
解析 依题意，M、N两点连线与长直导线平行，两点与长直导线的距离相等，根据右手螺旋定则可知，通电长直导线在M、N两点产生的磁感应强度大小相等、方向相同，故A正确；根据右手螺旋定则，线圈在P点时，穿进线圈中的磁感线与穿出线圈中的磁感线相等，磁通量为零，在向N点平移过程中，穿进线圈中的磁感线与穿出线圈中的磁感线不再相等，线圈中的磁通量会发生变化，故B错误；根据右手螺旋定则，线圈从P点竖直向上运动过程中，穿进线圈中的磁感线与穿出线圈中的磁感线始终相等，线圈的磁通量始终为零，没有发生变化，线圈无感应电流，故C正确；线圈从P点到M点与从P点到N点，线圈的磁通量变化量相同，依题意从P点到M点所用时间较从P点到N点的时间长，根据法拉第电磁感应定律，可知两次的感应电动势不相等，故D错误．
9.如图所示，在有界匀强磁场中水平放置相互平行的金属导轨，导轨电阻不计，导轨上金属杆ab与导轨接触良好．磁感线垂直导轨平面向上(俯视图)，导轨与处于磁场外的大线圈M相接，欲使置于M内的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，下列做法可行的是( )
A．ab匀速向右运动
B．ab加速向右运动
C．ab不动而突然撤去磁场
D．ab不动而突然增强磁场
答案 C
解析 ab匀速向右运动，匀速向右切割磁感线，在M中产生顺时针的恒定感应电流，形成的磁场恒定，不会使N产生感应电流，A错误；当ab加速向右运动时，M中产生顺时针方向的感应电流且在增大，在M内形成垂直纸面向里的磁场且增大，由楞次定律可知，N中会产生逆时针的感应电流，B错误；ab不动而突然撤去磁场，使M中产生逆时针方向的感应电流，M中形成垂直纸面向外的磁场，导致穿过N的磁通量增大，由楞次定律可知，N中会产生顺时针方向的电流，C正确；同理可知，当ab不动而突然增强磁场时N中会产生逆时针方向的感应电流，D错误．
10.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
答案 B
解析 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，穿过金属环B的磁通量增大，根据楞次定律，金属环B的面积有缩小的趋势，且B有向上升高(远离)的趋势，丝线受到的拉力减小，故B项正确．
11.如图，在竖直方向上的两个匀强磁场B1和B2中，各放入一个完全一样的水平金属圆盘a和b，它们可绕竖直轴自由转动．用导线将a盘中心与b盘边缘相连，b盘中心与a盘边缘相连．从上向下看，当a盘顺时针转动时( )
A．b盘总是逆时针转动
B．若B1、B2同向，b盘顺时针转动
C．若B1、B2反向，b盘顺时针转动
D．b盘总是顺时针转动
答案 C
解析 若B1、B2都竖直向上，从上向下看，当a盘顺时针转动时，其半径切割磁感线，感应电流方向为a′→O→b′→O′→a′，b盘电流为b′→O′，根据左手定则，b盘受到安培力沿逆时针方向(俯视)转动；若B1、B2都竖直向下，从上向下看，当a盘顺时针转动时，其半径切割磁感线，感应电流方向为O→a′→O′→b′→O，b盘电流为O′→b′，根据左手定则，b盘受到安培力沿逆时针方向(俯视)转动；若B1向上，B2向下，从上向下看，当a盘顺时针转动时，其半径切割磁感线，感应电流方向为a′→O→b′→O′→a′，b盘电流为b′→O′，根据左手定则，b盘受到安培力沿顺时针方向(俯视)转动；若B1向下，B2向上，从上向下看，当a盘顺时针转动时，其半径切割磁感线，感应电流方向为O→a′→O′→b′→O，b盘电流为O′→b′，根据左手定则，b盘受到安培力沿顺时针方向(俯视)转动，A、B、D错误，C正确．
12.如图所示，AOC是光滑的金属轨道，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，PQ是一根立在导轨上的金属直杆，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆滑动的过程中，下列判断正确的是( )
A．感应电流的方向始终是由P→Q
B．感应电流的方向始终是由Q→P
C．PQ受磁场力的方向垂直杆向左
D．PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上
答案 D
解析 在PQ杆滑动的过程中，△POQ的面积先增大后减小，穿过△POQ的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知：感应电流的方向先是由P到Q，后是由Q到P，故A、B错误；由左手定则判断得到：PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上，故D正确，C错误．考情分析
楞次定律
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法拉第电磁感应定律及应用
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电磁感应图像问题
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2019·全国卷Ⅲ·T19 2018·全国卷Ⅱ·T18
试题情境
生活实
践类
电磁炉、电子秤、电磁卡、电磁焊接技术、磁电式速度传感器、真空管道超高速列车、磁悬浮列车、电磁轨道炮、电磁驱动、电磁阻尼等各种实际应用模型
学习探
究类
杆轨模型问题，电磁感应与动力学、能量、动量结合问题，电磁感应的图像问题
内容
例证
增反减同
磁体靠近线圈，B感与B原方向相反
当I1增大时，环B中的感应电流方向与I1相反；当I1减小时，环B中的感应电流方向与I1相同
来拒去留
磁体靠近，是斥力 磁体远离，是引力
阻碍磁体与圆环相对运动
增缩减扩(适用于单向磁场)
P、Q是光滑固定导轨，a、b是可动金属棒，磁体下移上移，a、b靠近远离，使回路面积有缩小扩大的趋势
增离减靠
当开关S闭合时，左环向左摆动、右环向右摆动，远离通电线圈
通过远离和靠近阻碍磁通量的变化
说明
以上情况“殊途同归”，实质上都是以不同的方式阻碍磁通量的变化
名称
用途
选用原则
安培定则
判断电流产生的磁场(方向)分布
因电生磁
左手定则
判断通电导线、运动电荷所受磁场力的方向
因电受力
右手定则
判断导体切割磁感线产生的感应电流方向或电源正负极
因动生电
楞次定律
判断因回路磁通量改变而产生的感应电流方向
因磁通量变化生电
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