新高考物理一轮复习重难点练习专题25 电磁感应现象　楞次定律（2份打包，原卷版+解析版）

这是一份新高考物理一轮复习重难点练习专题25 电磁感应现象　楞次定律（2份打包，原卷版+解析版），文件包含新高考物理一轮复习重难点练习专题25电磁感应现象楞次定律原卷版doc、新高考物理一轮复习重难点练习专题25电磁感应现象楞次定律解析版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共36页， 欢迎下载使用。
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)电磁感应中产生感应电动势，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】（2022·全国·高三专题练习）有人根据条形磁铁的磁场分布情况用塑料制作了一个模具，模具的侧边界刚好与该条形磁铁的磁感线重合，如图所示．另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具上方某位置，线圈贴着模具上下移动的过程中，下列说法正确的是（地磁场很弱，可以忽略）（ ）
A．线圈切割磁感线，线圈中产生感应电流
B．线圈紧密套在模具上移动过程中，线圈中没有感应电流产生
C．由于线圈所在处的磁场是不均匀的，故而不能判断线圈中是否有感应电流产生
D．若线圈平面放置不水平，则移动过程中会产生感应电流
【答案】B
【解析】由题，模具的形状与磁感线的形状是相同的，则线圈贴着模具上下移动的过程中穿过线圈的磁感线的条数不会发生变化，即穿过线圈的磁通量不变，所以线圈紧密套在模具上移动过程中不出现感应电流。同样若线圈平面放置不水平，则移动过程中由于穿过线圈的磁通量不变，也不会产生感应电流。
故选B。
【典例2】（2021·河南·孟津县第一高级中学高三阶段练习）某探究小组模拟法拉第在1831年发现“磁生电”现象的实验。如图所示，他们把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈A和电池、滑动变阻器连接，线圈B用导线、开关连通，导线下面平行放置一个小磁针，开始开关闭合。下列关于实验现象的说法正确的是（ ）
A．用一节电池作电源小磁针不偏转，用十节电池作电源小磁针会偏转
B．线圈B匝数较少时小磁针不偏转，匝数足够多时小磁针会偏转
C．断开开关S瞬间，小磁针会偏转
D．匀速移动滑动变阻器的滑片，小磁针会偏转
【答案】D
【解析】AB．根据电磁感应现象的产生条件可知，只有线圈B中磁通量变化时才能在线圈B中产生感应电流，因此无论线圈B匝数多少，电源中电池多少，都不能在线圈B中产生感应电流，小磁针不偏转，故AB错误；
C．开关S在线圈B的回路中，断开开关，线圈B不会有感应电流，小磁针不偏转，故C错误；
D．移动滑动变阻器的滑片，线圈A中的电流变化，线圈B上有感应电流，小磁针偏转，故D正确。
故选D。
考点二 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．
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．
【典例3】（2022·上海市崇明中学模拟预测）如图，通电直导线a与圆形金属环b位于同一竖直平面内，相互绝缘。若b中产生逆时针方向的感应电流，且b受到的安培力合力水平向左，则可推知直导线a中电流的方向和大小变化情况可能是（ ）
A．向上，增大B．向上，减小
C．向下，增大D．向下，减小
【答案】A
【解析】由安培定则可知，金属环b中感应电流在环内产生的磁场方向垂直于纸面向外，由于b受到的安培力合力水平向左，可知金属环b中感应电流对通电直导线a的安培力水平向右，根据左手定则可知通电直导线a的电流方向向上，可知通电直导线a的电流在金属环b中向里的磁场强于向外的磁场，根据楞次定律可知，金属环b中的原磁通量增加，故通电直导线a的电流增大，A正确，BCD错误；
故选A。
【典例4】（2022·广东·模拟预测）如图（a）所示，导体棒甲、导轨、硬金属环乙构成闭合回路，硬金属环丙放在乙的正中央，导棒甲在匀强磁场中向右做加速运动；把导棒甲和磁场去掉，如图（b）所示在导轨的两端加上电源，下列说法正确的是（ ）
A．对图（a），乙丙两金属环的电流方向相同
B．对图（a），丙有扩张的趋势
C．对图（b），若电源是直流电源，则丙没有电能生成
D．对图（b），若电源是正弦交流电，则每个周期内乙丙的排斥时间为半个周期
【答案】D
【解析】A．根据右手定则判断可知，图（a）中金属环乙中感应电流方向沿顺时针方向。根据安培定则可知，穿过金属丙的磁通量垂直纸面向里增加，则根据楞次定律判断可知，金属环丙中感应电流方向沿逆时针方向，故A错误；
B．由于图（a）中乙丙两金属环的电流方向相反，则根据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥可知，图（a）中金属环丙有收缩的趋势，故B错误；
C．在导轨的两端加上电源瞬间，金属环丙中的磁通量会突然增大，则金属环丙中也会产生感应电流，故C错误；
D．正弦交流电在每个周期内有半个周期电流在增强，半个周期电流在减弱，则金属环乙产生的磁场有半个周期在增强，半个周期在减弱，根据楞次定律判断可知，乙丙两金属环的电流在半个周期内方向相同，半个周期内方向相反。所以每个周期内乙丙的排斥时间为半个周期，故D正确。
故选D。
考点三 楞次定律的推论
【典例5】（2023·辽宁·沈阳市第八十三中学模拟预测）如图所示，导线AB与CD平行。若电流从a端流入时，电流表指针左偏，下列说法正确的是（ ）
A．断开开关瞬间，电流表指针向右偏转
B．闭合开关瞬间，电流表指针向右偏转
C．闭合开关后，由于互感使得电流表保持有示数
D．闭合开关后，若滑动变阻器的滑片向右移动，电流表指针向左偏转
【答案】A
【解析】A．断开开关瞬间，导线CD与电流表形成的回路的磁通量（穿过纸面向上）会减小，根据楞次定律可知，此时产生的感应电流方向为逆时针方向，即电流从b端流入，电流表指针右偏，故A正确；
B．闭合开关瞬间，导线AB通过向右的电流，则根据安培定则可知，导线CD与电流表形成的回路会产生一个垂直纸面向外的磁场，根据楞次定律可知，此时产生的感应电流方向为顺时针方向，即电流从a端流入，电流表指针左偏，故B错误；
C．由于图中电源为直流电，所以闭合开关后，导线CD与电流表形成的回路磁通量不会发生变化，则电流表不会有示数，故C错误；
D．闭合开关后，若滑动变阻器的滑片向右移动，则电路中的电流减小，导线AB产生的磁场减弱，导线CD与电流表形成的回路的磁通量会减小，根据楞次定律可知，此时产生的感应电流方向为逆时针方向，即电流从b端流入，电流表指针右偏，故D错误。
故选A。
【典例6】（2022·河南·濮阳一高模拟预测）如图甲所示，金属圆环和“C”形金属线框相互靠近固定在水平面上，金属棒AB放在线框上，给圆环a、b端接上如图乙所示的余弦交流电流，以图甲中电流方向为正方向，金属棒AB始终保持静止，则下列判断正确的是（ ）
A．0~t1时间内，AB棒中的感应电流方向为B→ A
B．0~t1时间内，AB棒受到的摩擦力方向向右
C．t2~t3时间内，AB棒中感应电流方向先由A→B再由B→A
D．t1时刻AB棒受到的安培力最大，t2时刻AB棒受到的安培力最小
【答案】A
【解析】A．0~t1时间内，根据安培定则可知，右侧闭合回路中穿过纸面向外的磁通量减小且减小得越来越快，根据楞次定律和安培定则可知，AB棒中的感应电流方向为B→ A，故A正确；
B．根据左手定则，AB棒受到的安培力向右，则其受到的摩擦力向左，故B错误；
C．t2~t3时间内，根据安培定则可知，右侧闭合回路中先是穿过纸面向里的磁通量减小再是穿过纸面向外的磁通量增大，根据楞次定律和安培定则可知，AB棒中的感应电流方向一直为A→B，故C错误；
D．t1时刻圆环电流为零，在AB棒处产生的磁场强度为零，则AB棒受到的安培力为零，t2时刻，圆环电流变化率为零，则穿过闭合回路的磁通量变化率为零，则闭合回路感应电流为零，则棒受到的安培力也为零，故D错误。
故选A。
考点四 “三定则、一定律”的应用
“三个定则”“一个定律”的比较
【典例7】(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→N eq \(――――→,\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．
一、单选题
1．（2022·湖南岳阳·三模）物理学家在物理学的发展史上做出了卓越的贡献，下列有关物理学史的说法正确的是（ ）
A．奥斯特发现了电磁感应现象，法拉第得出了电磁感应定律
B．库仑提出了点电荷间的作用规律，并最早用实验测得元电荷e的数值
C．伽利略首先建立了瞬时速度、加速度的概念，并研究得出了自由落体运动的规律
D．牛顿发现了万有引力定律，并计算出太阳与地球之间的引力大小
【答案】C
【解析】A．法拉第发现了电磁感应现象，纽曼和韦伯总结出电磁感应定律，故A错误；
B．库仑提出了点电荷间的作用规律，密立根最早用实验测得元电荷e的数值，故B错误；
C．伽利略首先初步建立了平均速度、瞬时速度、加速度的概念，设计了斜面滚球实验，验证了小球沿斜面滚下的运动是匀加速运动，并将上述结果外推到自由落体得到相应规律，故C正确；
D．牛顿发现了万有引力定律，但由于当时并没有测出引力常量，无法计算出太阳与地球之间的引力大小，故D错误。
故选C。
2．（2022·全国·高三课时练习）如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为φa、φb、φc。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是（ ）
A．φa>φc，金属框中无电流
B．φb>φc，金属框中电流方向沿a→b→c→a
C．Ubc=- SKIPIF 1 < 0 Bl2ω，金属框中无电流
D．Ubc= SKIPIF 1 < 0 Bl2ω，金属框中电流方向沿a→c→b→a
【答案】C
【解析】BCD．穿过金属框的磁通量始终为零，没有发生变化，故金属框中无感应电流产生，bc边转动切割磁感线产生的感应电动势为
SKIPIF 1 < 0
由右手定则可知，c点等效为电源正极，c点电势较高与b点，故
Ubc=- SKIPIF 1 < 0 Bl2ω
BD错误，C正确；
A．ac边转动切割磁感线产生感应电动势与bc边等效，故c点电势高于a点，即
φa