高考物理一轮复习11.1电磁感应--电磁感应现象和楞次定律(原卷版+解析)

这是一份高考物理一轮复习11.1电磁感应--电磁感应现象和楞次定律(原卷版+解析)，共47页。试卷主要包含了电磁感应现象，楞次定律，楞次定律推广应用等内容，欢迎下载使用。


考向一 电磁感应现象
考向二 楞次定律
考向三 楞次定律推广应用
考向四 二次感应现象
考向一 电磁感应现象
1．磁通量
(1)定义：匀强磁场中，磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通。我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理解。
(2)公式：Φ＝BS。
(3)公式的适用条件：①匀强磁场；②S是垂直磁场方向的有效面积。
(4)单位：韦伯(Wb)，1 Wb＝1T·m2。
(5)标量性：磁通量是标量，但有正负之分。磁通量的正负是这样规定的：任何一个平面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿出时磁通量为正，则磁感线从反面穿出时磁通量为负。
（6）物理意义：
相当于穿过某一面积的磁感线的条数．如图所示，矩形abcd、abb′a′、a′b′cd的面积分别为S1、S2、S3，匀强磁场的磁感应强度B与平面a′b′cd垂直，则：
①通过矩形abcd的磁通量为BS1cs θ或BS3.
②通过矩形a′b′cd的磁通量为BS3.
③通过矩形abb′a′的磁通量为0.
2．磁通量的变化量
（1）在某个过程中，穿过某个平面的磁通量的变化量等于末磁通量Φ2与初磁通量Φ1的差值，即ΔΦ＝Φ2－Φ1。
（2）磁通量变化的常见情况
（3）磁通量的变化率(磁通量的变化快慢)
磁通量的变化量与发生此变化所用时间的比值，即eq \f(ΔΦ,Δt)。
（4）电磁感应现象与感应电流
“磁生电”的现象叫电磁感应，产生的电流叫作感应电流。
3．产生感应电流的条件
当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。
判断感应电流能否产生的思维导图：
4．电磁感应现象的两种典型情况
(1)闭合导体回路的一部分做切割磁感线运动。
(2)穿过闭合导体回路的磁通量发生变化。
5．电磁感应现象的实质
电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果导体回路闭合则产生感应电流；如果导体回路不闭合，则只产生感应电动势，而不产生感应电流。
6．能量转化
发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能。
【典例1】(2022·北京市朝阳区高三一模)如图所示为感应式发电机，a、b、c、d是空间四个可用电刷与铜盘边缘接触的点，O1、O2是铜盘轴线导线的接线端，M、N是电流表的接线端，现在将铜盘转动，能观察到感应电流的是( )
A．将电流表的接线端M、N分别连接a、c位置
B．将电流表的接线端M、N分别连接O1、a位置
C．将电流表的接线端M、N分别连接O1、O2位置
D．将电流表的接线端M、N分别连接c、d位置
【答案】B
【解析】将铜盘看成无数个轴向铜条组成，当铜盘转动时，其切割磁感线产生感应电动势，此时铜条相当于电源，铜盘边缘和中心相当于电源的两个极，则想要观察到感应电流，M、N应分别接电源的两个极，故B正确。
【典例2】(2022·山东省日照市二模)
现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接．下列说法
正确的( )
A．开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转
B．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，电流计指针均不会偏转
C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度
D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转
【答案】A
【解析】线圈A插入或拔出，都将造成线圈B处磁场的变化，因此线圈B处的磁通量变化，产生感应电流，故选项A正确；开关闭合和断开均能引起线圈B中磁通量的变化而产生感应电流，故选项B错误；开关闭合后，只要移动滑片P，线圈B中磁通变化而产生感应电流，故选项C、D错误．
练习1、(2022·广东省汕头市高三二模)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°)
【答案】A
【解析】设此时回路面积为S，据题意，磁通量Φ＝BScs θ，对A选项，S增大，θ减小，cs θ增大，则Φ增大，A正确．对B选项，B减小，θ减小，cs θ增大，Φ可能不变，B错误．对C选项，S减小，B增大，Φ可能不变，C错误．对D选项，S增大，B增大，θ增大，cs θ减小，Φ可能不变，D错误．故只有A正确．
练习2、(多选)(2022·山东省菏泽市高三下二模)如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO′是它的对称轴，通电直导线AB与OO′平行。若要在线圈中产生感应电流，可行的做法是( )
A．AB中电流I逐渐增大
B．AB中电流I先增大后减小
C．以AB为轴，线圈绕AB顺时针转90°(俯视)
D．线圈绕OO′轴逆时针转动90°(俯视)
【答案】ABD。
【解析】只要AB中电流发生变化，无论是大小变，还是方向变，还是大小和方向同时变，都可以使线圈内的磁通量发生变化，从而产生感应电流，A、B正确；以AB为轴，线圈绕AB顺时针转90°的过程中，磁感应强度的大小和线圈的有效面积都没变，磁通量不变，不能产生感应电流，C错误；以OO′为轴逆时针转90°的过程中，线圈的有效面积发生了变化，磁通量变化，能产生感应电流，D正确。
【巧学妙记】
磁通量是标量,计算磁通量的变化量时一定先要清楚初、末状态的磁感线从哪个方向穿过研究的平面,确定好正负后再计算。
考向二 楞次定律
一、楞次定律的理解及应用
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．适用情况：所有的电磁感应现象．
3.楞次定律中“阻碍”的含义：
【典例3】(2022·浙江省温州市高三一模)如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流从a到b为正方向，那么在0～t0这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则( )
A．从左向右看感应电流的方向为顺时针
B．从左向右看感应电流的方向为先顺时针后逆时针
C．感应电流的大小先减小后增加
D．铝环与线圈之间一直有磁场力的作用，作用力先向左后向右
【答案】A
【解析】电流从a到b为正方向，由图乙可知，开始时电流为正且逐渐减小，由右手螺旋定则可知，铝环M中的磁场水平向右，由于电流减小，所以磁通量变小，根据楞次定律可得，铝环M中产生的感应电流方向为顺时针(从左向右看)；由图乙可知，电流减小到零后反向增大，电流从b流向a，由右手螺旋定则可知，铝环M中的磁场水平向左，电流增大，则通过铝环M的磁通量变大，根据楞次定律可得，铝环M中产生的感应电流方向为顺时针(从左向右看)，故A正确，B错误。由图乙可知，ab内的电流的变化率不变，则产生的磁场的磁感应强度的变化率不变，根据法拉第电磁感应定律可知，铝环M产生的感应电动势的大小不变，所以感应电流的大小也不变，故C错误。当线圈ab中电流为零时，铝环M和线圈之间无磁场力作用，故D错误
【典例4】(多选)(2022·湖北宜昌市元月调考)法拉第在1831年发现了“磁生电”现象．如图，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈A和电池连接，线圈B用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针，且导线沿南北方向放置．下列说法正确的是( )
A．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
B．开关闭合的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
C．开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
D．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
【答案】BC
【解析】开关闭合并保持一段时间后，穿过线圈B中的磁通量不变，因此不会产生感应电流，则小磁针不会偏转，故A、D错误；开关闭合的瞬间，依据安培定则可知，线圈A中产生逆时针方向的磁场(垂直纸面向里看)，再由楞次定律，因穿过线圈B的磁场向上，且增大，那么感应电流的磁场向下，因此线圈B回路中产生逆时针方向的感应电流(垂直纸面向里看)，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，故B正确；开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间，同理，线圈B中产生顺时针方向的感应电流(垂直纸面向里看)，则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，故C正确．
练习3、(多选)(2022·江苏省泰州市高三下第三次调研)一个水平固定的金属大圆环A，通有恒定的电流，方向如图所示。现有一小金属环B自A环上方落下并穿过A环，B环在下落过程中始终保持水平，并与A环共轴，那么在B环下落过程中( )
A．B环中感应电流方向始终与A环中电流方向相反
B．B环中感应电流方向与A环中电流方向先相反后相同
C．经过A环所在平面的瞬间，B环中感应电流最大
D．经过A环所在平面的瞬间，B环中感应电流为零
【答案】BD
【解析】刚开始的下落过程，穿过B环的磁通量增加，由楞次定律可知，B环中应产生与A环中方向相反的感应电流。当B环运动到A环下方后，随着B环的下落，穿过B环的磁通量逐渐减少，由楞次定律可知，此时B环中将产生与A环中方向相同的感应电流，故选项A错误，B正确；当B环经过A环所在平面的瞬间，此时穿过B环的磁通量最大，磁通量的变化率为零，故此时B环中的感应电流为零，选项C错误，D正确。
练习4、（2018·全国III卷）如图（a），在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右
侧。导线PQ中通有正弦交流电流i，i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流的正方向。导线框R中
的感应电动势（ ）
A．在时为零 B．在时改变方向
C．在时最大，且沿顺时针方向 D．在时最大，且沿顺时针方向
【答案】AC
【解析】由图（b）可知，导线PQ中电流在t=T/4时达到最大值，变化率为零，导线框R中磁通量变化率为零，根据法拉第电磁感应定律，在t=T/4时导线框中产生的感应电动势为零，选项A正确；在t=T/2时，导线PQ中电流图象斜率方向不变，导致导线框R中磁通量变化率的正负不变，根据楞次定律，所以在t=T/2时，导线框中产生的感应电动势方向不变，选项B错误；由于在t=T/2时，导线PQ中电流图象斜率最大，电流变化率最大，导致导线框R中磁通量变化率最大，根据法拉第电磁感应定律，在t=T/2时导线框中产生的感应电动势最大，由楞次定律可判断出感应电动势的方向为顺时针方向，选项C正确；由楞次定律可判断出在t=T时感应电动势的方向为逆时针方向，选项D错误。
【巧学妙记】
判断感应电流有无的思路
考向三 楞次定律推广应用
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：
【典例5】(2022·重庆一中模拟)如图所示，质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上。当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时，线圈始终保持不动。则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况，以下判断正确的是( )
A.FN先大于mg，后小于mg
B.FN一直大于mg
C.Ff先向左，后向右
D.线圈中的电流方向始终不变
【答案】 A
【解析】 当磁铁靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增加，线圈中产生感应电流，线圈受到磁铁的安培力作用，根据楞次定律可知，线圈受到的安培力斜向右下方，则线圈对桌面的压力增大，即FN大于mg，线圈相对桌面有向右运动趋势，受到桌面向左的静摩擦力。当磁铁远离线圈时，穿过线圈的磁通量减小，同理，根据楞次定律可知，线圈受到的安培力斜向右上方，则线圈对桌面的压力减小，即FN小于mg，线圈相对桌面有向右运动趋势，受到桌面向左的静摩擦力。综上可知，FN先大于mg，后小于mg，Ff始终向左，故选项B、C错误，A正确；当磁铁靠近线圈时，穿过线圈向下的磁通量增加，线圈中产生感应电流从上向下看是逆时针方向；当磁铁远离线圈时，穿过线圈向下的磁通量减小，线圈中产生感应电流从上向下看是顺时针方向，故选项D错误。
【典例6】(2018·湖南省十三校联考)如图所示，螺线管与电阻R相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管，下列说法正确的是( )
A．磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度
B．通过电阻的电流先由a到b，后由b到a
C．磁铁减少的重力势能等于回路产生的热量
D．a的电势始终高于b的电势
【答案】A
【解析】通过电阻的电流先由b到a，后由a到b，故B错误；a的电势先低于b的电势，后高于b的电势，故D错误；磁铁刚离开螺线管时受到螺线管的吸引，其加速度小于重力加速度，故A正确；磁铁减少的重力势能等于回路产生的热量与磁铁增加的动能之和，故C错误。
练习5、(多选)(2022·湖南娄底市下学期质量检测)如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中的电流i随时间t变化的规律如图乙所示，取甲图中电流方向为正方向，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则( )
A．在t1时刻，FN>G，P有收缩的趋势 B．在t2时刻，FN＝G，穿过P的磁通量不变
C．在t3时刻，FN＝G，P中有感应电流 D．在t4时刻，FN＞G，P有收缩的趋势
【答案】ABC
【解析】当螺线管中电流增大时，其形成的磁场不断增强，因此线圈P中的磁通量增大，根据楞次定律可知线圈P将阻碍其磁通量的增大，故线圈有远离和面积收缩的趋势，即FN>G，P有收缩的趋势，故A正确；当螺线管中电流不变时，其形成磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此线圈P中无感应电流产生，则t2时刻FN＝G，故B正确；t3时刻螺线管中电流为零，但是线圈P中磁通量是变化的，因此此时线圈P中有感应电流，但此时刻二者之间没有相互作用力，即FN＝G，故C正确；当螺线管中电流不变时，其形成的磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此磁铁线圈中无感应电流产生，故t4时刻FN＝G，此时P没有收缩的趋势，故D错误．
练习6、(2022·自贡一诊)长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图所示。在0～eq \f(T,2)时间内，直导线中电流向上。则在eq \f(T,2)～T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是( )
A．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左
B．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右
C．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右
D．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左
【答案】B
【解析】在eq \f(T,2)～T时间内，由楞次定律可知，线框中感应电流的方向为顺时针，由左手定则可判断线框受安培力的合力方向向右，选项B正确。
【巧学妙记】
阻碍磁通量变化的方式
(1)“增反减同”：当原磁通量增加时，感应电流所产生的磁场方向与原磁场方向相反，当原磁通量减小时，感应电流所产生的磁场方向与原磁场方向相同．)
考向四 二次感应现象
【典例7】(2022·山东省青岛市高三质量调研检测一)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ab在MN处的磁场垂直纸面向里eq \(――→,\s\up7(左手定则),\s\d5( ))MN中的感应电流由M→Neq \(――→,\s\up7(安培定则),\s\d5( ))L1中感应电流的磁场方向向上eq \(――→,\s\up7(楞次定律),\s\d5( ))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),\s\d5( ))PQ中电流为Q→P且减小eq \(――→,\s\up7(右手定则),\s\d5( ))向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强eq \(――→,\s\up7(安培定则),\s\d5( ))PQ中电流为P→Q且增大eq \(――→,\s\up7(右手定则),\s\d5( ))向左加速运动。
【典例8】(2022·湖北省武汉市第二中学高三上模拟)如图，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
【答案】D
【解析】金属杆PQ向右切割磁感线，根据右手定则可知PQRS中感应电流沿逆时针方向；原来T中的磁场方向垂直于纸面向里，闭合回路PQRS中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外，使得穿过T的磁通量减小，根据楞次定律可知T中产生顺时针方向的感应电流，综上所述，可知A、B、C项错误，D项正确。
练习7、(多选)(2022·安徽省合肥市高三上开学考试)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
【答案】BC
【解析】当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流，线圈中的磁通量恒定不变，无感应电流出现，选项A错误；当导体棒向左减速运动时，由右手定则可判定回路中出现从b―→a的感应电流且减小，由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱，由楞次定律知c中出现顺时针感应电流，(从右向左看)且被螺线管吸引，选项B正确；同理可判定选项C正确，D错误。
练习8、(多选)(2022·河北省张家口市高三下三模)如图，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.向右减速运动
C．向左加速运动 D.向左减速运动
【答案】BC
【解析】根据安培定则可知，MN处于ab产生的垂直向里的磁场中，MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，L1中感应电流的磁场向上，由楞次定律可知，L2中感应电流产生的磁场应该是向上减弱，或向下增强；再由右手定则可知PQ可能是向右减速运动或向左加速运动。故B、C正确，A、D错误。
【巧学妙记】
在二次感应现象中,“程序法”和“逆向推理法”的选择
(1)如果要判断二次感应后的现象或结果,选择程序法(按下图顺时针方向所示步骤解题)。
(2)如果已知二次感应后的结果,要判断导体棒的运动情况或磁场的变化,需选择逆向推理法(按下图逆时针方向所示步骤解题)
1. (2022·北京市丰台区高三上期末)如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是( )
A．如图甲所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动
B．如图乙所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动
C．如图丙所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动
D．如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动
2. (2022·北京市朝阳区校际联考) 如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示．在0～eq \f(T,2)时间内，直导线中电流向上，则在eq \f(T,2)～T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是( )
A．顺时针，向左 B．逆时针，向右
C．顺时针，向右 D．逆时针，向左
3. (多选)(2022·北京市西城区高三下统一测试)如图(a)，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图(b)所示规律变化时( )
A．在t1～t2时间内，L有收缩趋势
B．在t2～t3时间内，L有扩张趋势
C．在t2～t3时间内，L内有逆时针方向的感应电流
D．在t3～t4时间内，L内有顺时针方向的感应电流
4. (多选)(2022·山东省滨州市高三下二模)两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒ab和cd可以自由滑动。当导体棒ab在外力F的作用下向右运动时，下列说法中正确的是( )
A．导体棒cd内有电流通过，方向是d→c
B．导体棒cd内有电流通过，方向是c→d
C．磁场对导体棒cd的作用力向左
D．磁场对导体棒ab的作用力向左
5. （多选）(2022·贵州五校联考)如图所示，在匀强磁场中，放有一与线圈D相连接的平行导轨，要使放在线圈D中的线圈A(A、D两线圈同心共面)各处受到沿半径方向指向圆心的力，金属棒MN的运动情况可能是( )
A．匀速向右 B．加速向左
C．加速向右 D．减速向左
6. (2022·广东广州名校联考)如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖
直螺线管b，二者轴线重合，螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片
P向下滑动，下列表述正确的是( )
A．线圈a中将产生沿顺时针方向(俯视)的感应电流 B．穿过线圈a的磁通量减小
C．线圈a有扩张的趋势 D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大
7.(2022·河南焦作质检)如图所示，在一有界匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，虚线为有界磁场的左边界，导轨跟圆形线圈M相接，图中线圈N与线圈M共面、彼此绝缘，且两线圈的圆心重合，半径RMA.导体棒可能沿导轨向左做加速运动
B.导体棒可能沿导轨向右做加速运动
C.导体棒可能沿导轨向左做减速运动
D.导体棒可能沿导轨向左做匀速运动
8.(2022·莆田模拟)一长直铁芯上绕有一固定线圈M,铁芯右端与一木质圆柱密接,木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质圆柱上无摩擦移动。M连接在如图所示的电路中,其中R为滑动变阻器,E1和E2为直流电源,S为单刀双掷开关。下列情况中,可观测到N向左运动的是 ( )
A.在S断开的情况下,S向a闭合的瞬间
B.在S断开的情况下,S向b闭合的瞬间
C.在S已向a闭合的情况下,将R的滑动头向c端移动时
D.在S已向a闭合的情况下,将R的滑动头向d端移动时
1.(2022·浙江省温州市高三二模)下列图中能产生感应电流的是( )
2.（多选）(2022·天津市南开区高三下一模)匀强磁场方向垂直纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，磁感应强度B随时间t变化规律如图甲所示。在磁场中有一细金属矩形回路，回路平面位于纸面内，如图乙所示。令I1、I2、I3分别表示Oa、ab、bc段的感应电流，F1、F2、F3分别表示Oa、ab、bc段回路右侧PQ边受到的安培力。则( )
A．I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向
B．I2沿逆时针方向，I3沿顺时针方向
C．F1方向向左，F2方向向右
D．F2方向向右，F3方向向右
3. (多选)(2022·江苏省南通市高三下第三次调研)如图甲所示，导体棒ab、cd均可在各自的导轨上无摩擦地滑动，导轨电阻不计，磁场的磁感应强度B1、B2的方向如图所示，大小随时间变化的情况如图乙所示，在0～t1时间内( )
A．若ab不动，则ab、cd中均无感应电流
B．若ab不动，则ab中有恒定的感应电流，但cd中无感应电流
C．若ab向右匀速运动，则ab中一定有从b到a的感应电流，cd向左运动
D．若ab向左匀速运动，则ab中一定有从a到b的感应电流，cd向右运动
4. (多选)(2022·湖南省永州市高三下第一次适应性测试) 如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中( )
A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 B．感应电流方向一直是逆时针
C．安培力方向始终与速度方向相反 D．安培力方向始终沿水平方向
5. (2022·绵阳模拟)两个闭合的金属环，穿在一根光滑的绝缘杆上，如图所示，当条形磁铁的S极自右向左插向圆环时，环的运动情况是( )
A．两环同时向左移动，间距增大 B．两环同时向左移动，间距变小
C．两环同时向右移动，间距变小 D．两环同时向左移动，间距不变
6. (2022·东北三省四市教研联合体4月模拟二)如图所示，ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中，线圈ab将( )
A．静止不动 B．逆时针转动
C．顺时针转动 D．发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动的方向
7. (2022·江苏扬州一模)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小，则合上开关S的瞬间( )
A．两个金属环都向左运动 B．两个金属环都向右运动
C．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力 D．从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向
8. (2022·湖北省武汉市第二中学高三上模拟)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是一根金属直杆如图所示立在导轨上，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．感应电流的方向先是由P→Q，后是由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，后垂直于杆向右
9. (多选)(2022·广东省深圳市高三3月第一次调研)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
10. (多选)(2022·山东省泰安市高三下适应性训练三)北半球地磁场的竖直分量向下．如图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向．下列说法中正确的是( )
A．若使线圈向东平动，则a点的电势比b点的电势低
B．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低
C．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a
D．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→d→c→b→a
11. (2022·山东省济南市高三下二模)置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连．套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，如图所示．导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中．下列说法正确的是( )
A．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动
B．圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动
C．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动
D．圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向左运动
12. (多选)(2022·湖北省武汉市部分学校高三上质量检测)如图所示，倾角为α的斜面上放置着光滑导轨，金属棒KN置于导轨上，在以ab和cd为边界的区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直导轨平面向上．在cd左下方的无磁场区域cdPM内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内．当金属棒KN在重力作用下从磁场右边界ab处由静止开始向下运动后，则下列说法正确的是( )
A．圆环L有收缩趋势
B．圆环L有扩张趋势
C．圆环内产生的感应电流变小
D．圆环内产生的感应电流不变
13.(多选)(2022·山东省青岛市高三质量调研检测一)如图，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带负电绝缘环，A为导体环.当B绕轴心顺时针转动且转速增大时，下列说法正确的是( )
A.A中产生逆时针的感应电流
B.A中产生顺时针的感应电流
C.A具有收缩的趋势
D.A具有扩张的趋势
1.(2019·全国卷Ⅲ)楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现？( )
A．电阻定律 B.库仑定律
C．欧姆定律 D.能量守恒定律
2.(2018·高考全国卷Ⅰ)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
3.(2017·全国卷Ⅰ·18)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图11所示.无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是( )
图11
4.(2020·全国卷Ⅲ)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
新课程标准
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。
命题趋势
高考对本专题的考查内容有电磁感应现象的分析与判断，主要体现对物理规律的理解，例如楞次定律，
试题情境
生活
实践类
真空管道超高速列车、磁悬浮列车、电磁轨道炮等各种实际应用模型
学习
探究类
电磁感应的图像问题．
变化情形
举例
磁通量变化量
磁感应强度变化
永磁体靠近或远离线圈、电磁铁(螺线管)内电流发生变化
ΔΦ＝ΔB·S
有效面积变化
有磁感线穿过的回路面积变化
闭合线圈的部分导线做切割磁感线运动，如图
ΔΦ＝B·ΔS
回路平面与磁场夹角变化
线圈在磁场中转动，如图
磁感应强度和有效面积同时变化
弹性线圈在向外拉的过程中，如图
ΔΦ＝Φ2－Φ1
内容
例证
阻碍原磁通量变化—“增反减同”
阻碍相对运动——“来拒去留”
使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”
阻碍回路中的磁场的变化——“增离减靠”
回路中电流增大，线圈向右运动
考点35电磁感应现象 楞次定律
考向一 电磁感应现象
考向二 楞次定律
考向三 楞次定律推广应用
考向四 二次感应现象
考向一 电磁感应现象
1．磁通量
(1)定义：匀强磁场中，磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通。我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理解。
(2)公式：Φ＝BS。
(3)公式的适用条件：①匀强磁场；②S是垂直磁场方向的有效面积。
(4)单位：韦伯(Wb)，1 Wb＝1T·m2。
(5)标量性：磁通量是标量，但有正负之分。磁通量的正负是这样规定的：任何一个平面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿出时磁通量为正，则磁感线从反面穿出时磁通量为负。
（6）物理意义：
相当于穿过某一面积的磁感线的条数．如图所示，矩形abcd、abb′a′、a′b′cd的面积分别为S1、S2、S3，匀强磁场的磁感应强度B与平面a′b′cd垂直，则：
①通过矩形abcd的磁通量为BS1cs θ或BS3.
②通过矩形a′b′cd的磁通量为BS3.
③通过矩形abb′a′的磁通量为0.
2．磁通量的变化量
（1）在某个过程中，穿过某个平面的磁通量的变化量等于末磁通量Φ2与初磁通量Φ1的差值，即ΔΦ＝Φ2－Φ1。
（2）磁通量变化的常见情况
（3）磁通量的变化率(磁通量的变化快慢)
磁通量的变化量与发生此变化所用时间的比值，即eq \f(ΔΦ,Δt)。
（4）电磁感应现象与感应电流
“磁生电”的现象叫电磁感应，产生的电流叫作感应电流。
3．产生感应电流的条件
当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。
判断感应电流能否产生的思维导图：
4．电磁感应现象的两种典型情况
(1)闭合导体回路的一部分做切割磁感线运动。
(2)穿过闭合导体回路的磁通量发生变化。
5．电磁感应现象的实质
电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果导体回路闭合则产生感应电流；如果导体回路不闭合，则只产生感应电动势，而不产生感应电流。
6．能量转化
发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能。
【典例1】(2022·北京市朝阳区高三一模)如图所示为感应式发电机，a、b、c、d是空间四个可用电刷与铜盘边缘接触的点，O1、O2是铜盘轴线导线的接线端，M、N是电流表的接线端，现在将铜盘转动，能观察到感应电流的是( )
A．将电流表的接线端M、N分别连接a、c位置
B．将电流表的接线端M、N分别连接O1、a位置
C．将电流表的接线端M、N分别连接O1、O2位置
D．将电流表的接线端M、N分别连接c、d位置
【答案】B
【解析】将铜盘看成无数个轴向铜条组成，当铜盘转动时，其切割磁感线产生感应电动势，此时铜条相当于电源，铜盘边缘和中心相当于电源的两个极，则想要观察到感应电流，M、N应分别接电源的两个极，故B正确。
【典例2】(2022·山东省日照市二模)
现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接．下列说法
正确的( )
A．开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转
B．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，电流计指针均不会偏转
C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度
D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转
【答案】A
【解析】线圈A插入或拔出，都将造成线圈B处磁场的变化，因此线圈B处的磁通量变化，产生感应电流，故选项A正确；开关闭合和断开均能引起线圈B中磁通量的变化而产生感应电流，故选项B错误；开关闭合后，只要移动滑片P，线圈B中磁通变化而产生感应电流，故选项C、D错误．
练习1、(2022·广东省汕头市高三二模)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°)
【答案】A
【解析】设此时回路面积为S，据题意，磁通量Φ＝BScs θ，对A选项，S增大，θ减小，cs θ增大，则Φ增大，A正确．对B选项，B减小，θ减小，cs θ增大，Φ可能不变，B错误．对C选项，S减小，B增大，Φ可能不变，C错误．对D选项，S增大，B增大，θ增大，cs θ减小，Φ可能不变，D错误．故只有A正确．
练习2、(多选)(2022·山东省菏泽市高三下二模)如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO′是它的对称轴，通电直导线AB与OO′平行。若要在线圈中产生感应电流，可行的做法是( )
A．AB中电流I逐渐增大
B．AB中电流I先增大后减小
C．以AB为轴，线圈绕AB顺时针转90°(俯视)
D．线圈绕OO′轴逆时针转动90°(俯视)
【答案】ABD。
【解析】只要AB中电流发生变化，无论是大小变，还是方向变，还是大小和方向同时变，都可以使线圈内的磁通量发生变化，从而产生感应电流，A、B正确；以AB为轴，线圈绕AB顺时针转90°的过程中，磁感应强度的大小和线圈的有效面积都没变，磁通量不变，不能产生感应电流，C错误；以OO′为轴逆时针转90°的过程中，线圈的有效面积发生了变化，磁通量变化，能产生感应电流，D正确。
【巧学妙记】
磁通量是标量,计算磁通量的变化量时一定先要清楚初、末状态的磁感线从哪个方向穿过研究的平面,确定好正负后再计算。
考向二 楞次定律
一、楞次定律的理解及应用
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．适用情况：所有的电磁感应现象．
3.楞次定律中“阻碍”的含义：
【典例3】(2022·浙江省温州市高三一模)如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流从a到b为正方向，那么在0～t0这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则( )
A．从左向右看感应电流的方向为顺时针
B．从左向右看感应电流的方向为先顺时针后逆时针
C．感应电流的大小先减小后增加
D．铝环与线圈之间一直有磁场力的作用，作用力先向左后向右
【答案】A
【解析】电流从a到b为正方向，由图乙可知，开始时电流为正且逐渐减小，由右手螺旋定则可知，铝环M中的磁场水平向右，由于电流减小，所以磁通量变小，根据楞次定律可得，铝环M中产生的感应电流方向为顺时针(从左向右看)；由图乙可知，电流减小到零后反向增大，电流从b流向a，由右手螺旋定则可知，铝环M中的磁场水平向左，电流增大，则通过铝环M的磁通量变大，根据楞次定律可得，铝环M中产生的感应电流方向为顺时针(从左向右看)，故A正确，B错误。由图乙可知，ab内的电流的变化率不变，则产生的磁场的磁感应强度的变化率不变，根据法拉第电磁感应定律可知，铝环M产生的感应电动势的大小不变，所以感应电流的大小也不变，故C错误。当线圈ab中电流为零时，铝环M和线圈之间无磁场力作用，故D错误
【典例4】(多选)(2022·湖北宜昌市元月调考)法拉第在1831年发现了“磁生电”现象．如图，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈A和电池连接，线圈B用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针，且导线沿南北方向放置．下列说法正确的是( )
A．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
B．开关闭合的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
C．开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
D．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
【答案】BC
【解析】开关闭合并保持一段时间后，穿过线圈B中的磁通量不变，因此不会产生感应电流，则小磁针不会偏转，故A、D错误；开关闭合的瞬间，依据安培定则可知，线圈A中产生逆时针方向的磁场(垂直纸面向里看)，再由楞次定律，因穿过线圈B的磁场向上，且增大，那么感应电流的磁场向下，因此线圈B回路中产生逆时针方向的感应电流(垂直纸面向里看)，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，故B正确；开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间，同理，线圈B中产生顺时针方向的感应电流(垂直纸面向里看)，则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，故C正确．
练习3、(多选)(2022·江苏省泰州市高三下第三次调研)一个水平固定的金属大圆环A，通有恒定的电流，方向如图所示。现有一小金属环B自A环上方落下并穿过A环，B环在下落过程中始终保持水平，并与A环共轴，那么在B环下落过程中( )
A．B环中感应电流方向始终与A环中电流方向相反
B．B环中感应电流方向与A环中电流方向先相反后相同
C．经过A环所在平面的瞬间，B环中感应电流最大
D．经过A环所在平面的瞬间，B环中感应电流为零
【答案】BD
【解析】刚开始的下落过程，穿过B环的磁通量增加，由楞次定律可知，B环中应产生与A环中方向相反的感应电流。当B环运动到A环下方后，随着B环的下落，穿过B环的磁通量逐渐减少，由楞次定律可知，此时B环中将产生与A环中方向相同的感应电流，故选项A错误，B正确；当B环经过A环所在平面的瞬间，此时穿过B环的磁通量最大，磁通量的变化率为零，故此时B环中的感应电流为零，选项C错误，D正确。
练习4、（2018·全国III卷）如图（a），在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右
侧。导线PQ中通有正弦交流电流i，i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流的正方向。导线框R中
的感应电动势（ ）
A．在时为零 B．在时改变方向
C．在时最大，且沿顺时针方向 D．在时最大，且沿顺时针方向
【答案】AC
【解析】由图（b）可知，导线PQ中电流在t=T/4时达到最大值，变化率为零，导线框R中磁通量变化率为零，根据法拉第电磁感应定律，在t=T/4时导线框中产生的感应电动势为零，选项A正确；在t=T/2时，导线PQ中电流图象斜率方向不变，导致导线框R中磁通量变化率的正负不变，根据楞次定律，所以在t=T/2时，导线框中产生的感应电动势方向不变，选项B错误；由于在t=T/2时，导线PQ中电流图象斜率最大，电流变化率最大，导致导线框R中磁通量变化率最大，根据法拉第电磁感应定律，在t=T/2时导线框中产生的感应电动势最大，由楞次定律可判断出感应电动势的方向为顺时针方向，选项C正确；由楞次定律可判断出在t=T时感应电动势的方向为逆时针方向，选项D错误。
【巧学妙记】
判断感应电流有无的思路
考向三 楞次定律推广应用
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：
【典例5】(2022·重庆一中模拟)如图所示，质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上。当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时，线圈始终保持不动。则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况，以下判断正确的是( )
A.FN先大于mg，后小于mg
B.FN一直大于mg
C.Ff先向左，后向右
D.线圈中的电流方向始终不变
【答案】 A
【解析】 当磁铁靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增加，线圈中产生感应电流，线圈受到磁铁的安培力作用，根据楞次定律可知，线圈受到的安培力斜向右下方，则线圈对桌面的压力增大，即FN大于mg，线圈相对桌面有向右运动趋势，受到桌面向左的静摩擦力。当磁铁远离线圈时，穿过线圈的磁通量减小，同理，根据楞次定律可知，线圈受到的安培力斜向右上方，则线圈对桌面的压力减小，即FN小于mg，线圈相对桌面有向右运动趋势，受到桌面向左的静摩擦力。综上可知，FN先大于mg，后小于mg，Ff始终向左，故选项B、C错误，A正确；当磁铁靠近线圈时，穿过线圈向下的磁通量增加，线圈中产生感应电流从上向下看是逆时针方向；当磁铁远离线圈时，穿过线圈向下的磁通量减小，线圈中产生感应电流从上向下看是顺时针方向，故选项D错误。
【典例6】(2018·湖南省十三校联考)如图所示，螺线管与电阻R相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管，下列说法正确的是( )
A．磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度
B．通过电阻的电流先由a到b，后由b到a
C．磁铁减少的重力势能等于回路产生的热量
D．a的电势始终高于b的电势
【答案】A
【解析】通过电阻的电流先由b到a，后由a到b，故B错误；a的电势先低于b的电势，后高于b的电势，故D错误；磁铁刚离开螺线管时受到螺线管的吸引，其加速度小于重力加速度，故A正确；磁铁减少的重力势能等于回路产生的热量与磁铁增加的动能之和，故C错误。
练习5、(多选)(2022·湖南娄底市下学期质量检测)如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中的电流i随时间t变化的规律如图乙所示，取甲图中电流方向为正方向，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则( )
A．在t1时刻，FN>G，P有收缩的趋势 B．在t2时刻，FN＝G，穿过P的磁通量不变
C．在t3时刻，FN＝G，P中有感应电流 D．在t4时刻，FN＞G，P有收缩的趋势
【答案】ABC
【解析】当螺线管中电流增大时，其形成的磁场不断增强，因此线圈P中的磁通量增大，根据楞次定律可知线圈P将阻碍其磁通量的增大，故线圈有远离和面积收缩的趋势，即FN>G，P有收缩的趋势，故A正确；当螺线管中电流不变时，其形成磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此线圈P中无感应电流产生，则t2时刻FN＝G，故B正确；t3时刻螺线管中电流为零，但是线圈P中磁通量是变化的，因此此时线圈P中有感应电流，但此时刻二者之间没有相互作用力，即FN＝G，故C正确；当螺线管中电流不变时，其形成的磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此磁铁线圈中无感应电流产生，故t4时刻FN＝G，此时P没有收缩的趋势，故D错误．
练习6、(2022·自贡一诊)长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图所示。在0～eq \f(T,2)时间内，直导线中电流向上。则在eq \f(T,2)～T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是( )
A．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左
B．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右
C．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右
D．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左
【答案】B
【解析】在eq \f(T,2)～T时间内，由楞次定律可知，线框中感应电流的方向为顺时针，由左手定则可判断线框受安培力的合力方向向右，选项B正确。
【巧学妙记】
阻碍磁通量变化的方式
(1)“增反减同”：当原磁通量增加时，感应电流所产生的磁场方向与原磁场方向相反，当原磁通量减小时，感应电流所产生的磁场方向与原磁场方向相同．)
考向四 二次感应现象
【典例7】(2022·山东省青岛市高三质量调研检测一)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ab在MN处的磁场垂直纸面向里eq \(――→,\s\up7(左手定则),\s\d5( ))MN中的感应电流由M→Neq \(――→,\s\up7(安培定则),\s\d5( ))L1中感应电流的磁场方向向上eq \(――→,\s\up7(楞次定律),\s\d5( ))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),\s\d5( ))PQ中电流为Q→P且减小eq \(――→,\s\up7(右手定则),\s\d5( ))向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强eq \(――→,\s\up7(安培定则),\s\d5( ))PQ中电流为P→Q且增大eq \(――→,\s\up7(右手定则),\s\d5( ))向左加速运动。
【典例8】(2022·湖北省武汉市第二中学高三上模拟)如图，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
【答案】D
【解析】金属杆PQ向右切割磁感线，根据右手定则可知PQRS中感应电流沿逆时针方向；原来T中的磁场方向垂直于纸面向里，闭合回路PQRS中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外，使得穿过T的磁通量减小，根据楞次定律可知T中产生顺时针方向的感应电流，综上所述，可知A、B、C项错误，D项正确。
练习7、(多选)(2022·安徽省合肥市高三上开学考试)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
【答案】BC
【解析】当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流，线圈中的磁通量恒定不变，无感应电流出现，选项A错误；当导体棒向左减速运动时，由右手定则可判定回路中出现从b―→a的感应电流且减小，由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱，由楞次定律知c中出现顺时针感应电流，(从右向左看)且被螺线管吸引，选项B正确；同理可判定选项C正确，D错误。
练习8、(多选)(2022·河北省张家口市高三下三模)如图，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.向右减速运动
C．向左加速运动 D.向左减速运动
【答案】BC
【解析】根据安培定则可知，MN处于ab产生的垂直向里的磁场中，MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，L1中感应电流的磁场向上，由楞次定律可知，L2中感应电流产生的磁场应该是向上减弱，或向下增强；再由右手定则可知PQ可能是向右减速运动或向左加速运动。故B、C正确，A、D错误。
【巧学妙记】
在二次感应现象中,“程序法”和“逆向推理法”的选择
(1)如果要判断二次感应后的现象或结果,选择程序法(按下图顺时针方向所示步骤解题)。
(2)如果已知二次感应后的结果,要判断导体棒的运动情况或磁场的变化,需选择逆向推理法(按下图逆时针方向所示步骤解题)
1. (2022·北京市丰台区高三上期末)如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是( )
A．如图甲所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动
B．如图乙所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动
C．如图丙所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动
D．如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动
【答案】C
【解析】A、B、D中穿过线框的磁通量均不变，不会产生感应电流，而C中穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流，故选C。
2. (2022·北京市朝阳区校际联考) 如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示．在0～eq \f(T,2)时间内，直导线中电流向上，则在eq \f(T,2)～T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是( )
A．顺时针，向左 B．逆时针，向右
C．顺时针，向右 D．逆时针，向左
【答案】B
【解析】在0～eq \f(T,2)时间内，直导线中电流向上，由题图乙知，在eq \f(T,2)～T时间内，直导线电流方向也向上，根据安培定则知，导线右侧磁场的方向垂直纸面向里，电流逐渐增大，则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生逆时针方向的感应电流．根据左手定则，金属线框左边受到的安培力方向向右，右边受到的安培力向左，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属线框所受安培力的合力方向向右，故B正确，A、C、D错误．
3. (多选)(2022·北京市西城区高三下统一测试)如图(a)，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图(b)所示规律变化时( )
A．在t1～t2时间内，L有收缩趋势
B．在t2～t3时间内，L有扩张趋势
C．在t2～t3时间内，L内有逆时针方向的感应电流
D．在t3～t4时间内，L内有顺时针方向的感应电流
【答案】AD
【解析】据题意，在t1～t2时间内，外加磁场磁感应强度增加且斜率在增大，则在导线框中产生沿顺时针方向增加的电流，该电流激发出增加的磁场，该磁场通过圆环，在圆环内产生感应电流，根据结论“增缩减扩”可以判定圆环有收缩趋势，故选项A正确；在t2～t3时间内，外加磁场均匀变化，在导线框中产生稳定电流，该电流激发出稳定磁场，该磁场通过圆环时，圆环中没有感应电流，故选项B、C错误；在t3～t4时间内，外加磁场向下减小，且斜率也减小，在导线框中产生沿顺时针方向减小的电流，该电流激发出向里减小的磁场，故圆环内产生顺时针方向电流，选项D正确。
4. (多选)(2022·山东省滨州市高三下二模)两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒ab和cd可以自由滑动。当导体棒ab在外力F的作用下向右运动时，下列说法中正确的是( )
A．导体棒cd内有电流通过，方向是d→c
B．导体棒cd内有电流通过，方向是c→d
C．磁场对导体棒cd的作用力向左
D．磁场对导体棒ab的作用力向左
【答案】BD
【解析】导体棒ab切割磁感线产生感应电流，根据右手定则判断可知，ab中感应电流的方向是b→a，则导体棒cd内有电流通过，方向是c→d，故A项错误，B项正确；导体棒cd内有电流通过，导体棒cd受到安培力作用，由左手定则判断可知，磁场对导体棒cd的作用力向右，磁场对导体棒ab的作用力向左，故C项错误，D项正确。
5. （多选）(2022·贵州五校联考)如图所示，在匀强磁场中，放有一与线圈D相连接的平行导轨，要使放在线圈D中的线圈A(A、D两线圈同心共面)各处受到沿半径方向指向圆心的力，金属棒MN的运动情况可能是( )
A．匀速向右 B．加速向左
C．加速向右 D．减速向左
【答案】BC
【解析】若金属棒MN匀速向右运动，则线圈D与MN组成回路中的电流恒定，故穿过线圈A的磁通量不变，线圈A不受安培力作用，选项A错误；若金属棒MN加速向左运动，则线圈D与MN组成回路中的电流不断增强，故穿过线圈A的磁通量不断增强，根据楞次定律，为阻碍磁通量的增强，线圈A有收缩的趋势，受到沿半径方向指向圆心的安培力，选项B正确；同理可得，当金属棒MN加速向右运动时，线圈A有收缩的趋势，受到沿半径方向指向圆心的安培力，选项C正确；当金属棒MN减速向左运动时，线圈A有扩张的趋势，受到沿半径方向背离圆心的安培力，选项D错误．
6. (2022·广东广州名校联考)如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖
直螺线管b，二者轴线重合，螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片
P向下滑动，下列表述正确的是( )
A．线圈a中将产生沿顺时针方向(俯视)的感应电流 B．穿过线圈a的磁通量减小
C．线圈a有扩张的趋势 D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大
【答案】D
【解析】当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，螺线管中的电流将增大，使穿过线圈a的磁通量变大，选项B错误；由楞次定律可知，线圈a中将产生沿逆时针方向(俯视)的感应电流，并且线圈a有缩小和远离螺线管的趋势，线圈a对水平桌面的压力FN将增大，故选项D正确，A、C错误．
7.(2022·河南焦作质检)如图所示，在一有界匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，虚线为有界磁场的左边界，导轨跟圆形线圈M相接，图中线圈N与线圈M共面、彼此绝缘，且两线圈的圆心重合，半径RMA.导体棒可能沿导轨向左做加速运动
B.导体棒可能沿导轨向右做加速运动
C.导体棒可能沿导轨向左做减速运动
D.导体棒可能沿导轨向左做匀速运动
【答案】C
【解析】导体棒ab加速向左运动时，导体棒ab中产生的感应电动势和感应电流增加，由右手定则判断出来ab中电流方向由b→a，根据安培定则可知M产生的磁场方向垂直纸面向外，穿过N的磁通量增大，线圈面积越大抵消的磁感线越多，所以线圈N要通过增大面积以阻碍磁通量的增大，故A错误；导体棒ab加速向右运动时，导体棒ab中产生的感应电动势和感应电流增加，由右手定则判断出来ab电流方向由a→b，根据安培定则判断可知M产生的磁场方向垂直纸面向里，穿过N的磁通量增大，同理可知B错误；导体棒ab减速向左运动时，导体棒ab中产生的感应电动势和感应电流减小，由右手定则判断出来ab中电流方向由b→a，根据安培定则判断可知M产生的磁场方向垂直纸面向外，穿过N的磁通量减小，线圈面积越大抵消的磁感线越多，所以线圈N要通过减小面积以阻碍磁通量的减小，故C正确；导体棒ab匀速向左运动时，导体棒ab产生的感应电动势和感应电流恒定不变，线圈M产生的磁场恒定不变，穿过线圈N中的磁通量不变，没有感应电流产生，则线圈N不受磁场力，没有收缩的趋势，故D错误.
8.(2022·莆田模拟)一长直铁芯上绕有一固定线圈M,铁芯右端与一木质圆柱密接,木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质圆柱上无摩擦移动。M连接在如图所示的电路中,其中R为滑动变阻器,E1和E2为直流电源,S为单刀双掷开关。下列情况中,可观测到N向左运动的是 ( )
A.在S断开的情况下,S向a闭合的瞬间
B.在S断开的情况下,S向b闭合的瞬间
C.在S已向a闭合的情况下,将R的滑动头向c端移动时
D.在S已向a闭合的情况下,将R的滑动头向d端移动时
【答案】C
【解析】N向左运动意味着M中磁场减弱,说明M在通电情况下电流减小,不管S向a还是向b闭合的一瞬间,M中的电流都增大,N都会向右运动,A、B项错误;S向a闭合,将R的滑动头向c端移动时,R接入电路的电阻变大,电路中的电流减小,C项正确;同理分析,D项错误。
1.(2022·浙江省温州市高三二模)下列图中能产生感应电流的是( )
【答案】B
【解析】根据产生感应电流的条件判断：A中，电路没闭合，无感应电流；B中，磁感应强度不变，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C中，穿过线圈的磁感线相互抵消，闭合电路的磁通量恒为零，无感应电流；D中，磁通量不发生变化，无感应电流．
2.（多选）(2022·天津市南开区高三下一模)匀强磁场方向垂直纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，磁感应强度B随时间t变化规律如图甲所示。在磁场中有一细金属矩形回路，回路平面位于纸面内，如图乙所示。令I1、I2、I3分别表示Oa、ab、bc段的感应电流，F1、F2、F3分别表示Oa、ab、bc段回路右侧PQ边受到的安培力。则( )
A．I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向
B．I2沿逆时针方向，I3沿顺时针方向
C．F1方向向左，F2方向向右
D．F2方向向右，F3方向向右
【答案】AC
【解析】由楞次定律可知，Oa段感应电流I1沿逆时针方向，ab、bc段感应电流I2、I3沿顺时针方向，故A正确，B错误。Oa段回路右侧PQ边中电流由Q流向P，磁感应强度方向垂直纸面向里，由左手定则可知，PQ边受到的安培力F1方向向左；ab段PQ边中电流由P流向Q，磁感应强度方向垂直纸面向里，由左手定则可知，PQ边受到的安培力F2方向向右；bc段PQ边中电流由P流向Q，磁感应强度方向垂直纸面向外，由左手定则可知，PQ边受到的安培力F3方向向左，故C正确，D错误。
3. (多选)(2022·江苏省南通市高三下第三次调研)如图甲所示，导体棒ab、cd均可在各自的导轨上无摩擦地滑动，导轨电阻不计，磁场的磁感应强度B1、B2的方向如图所示，大小随时间变化的情况如图乙所示，在0～t1时间内( )
A．若ab不动，则ab、cd中均无感应电流
B．若ab不动，则ab中有恒定的感应电流，但cd中无感应电流
C．若ab向右匀速运动，则ab中一定有从b到a的感应电流，cd向左运动
D．若ab向左匀速运动，则ab中一定有从a到b的感应电流，cd向右运动
【答案】BD
【解析】若ab不动，0～t1时间内，B1逐渐增大，由法拉第电磁感应定律可知，ab产生恒定的感应电流，根据楞次定律可知cd中无感应电流，故A错误，B正确；若ab向左匀速运动，0～t1时间内，B1垂直于纸面向里且逐渐增大，穿过左侧闭合区域的磁通量增大，运用楞次定律得ab中有从a到b的感应电流，回路中产生逐渐增大的感应电动势，即从a到b的感应电流增大，根据楞次定律得在导体棒cd中产生d到c的感应电流，根据左手定则得导体棒cd受到向右的安培力，即cd向右运动，故D正确；若ab向右匀速运动，产生从b到a的感应电流，同时B1均匀增大，产生从a到b的感应电流，由于不确定两感应电流的大小关系，故ab中感应电流无法确定，故C错误．
4. (多选)(2022·湖南省永州市高三下第一次适应性测试) 如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中( )
A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 B．感应电流方向一直是逆时针
C．安培力方向始终与速度方向相反 D．安培力方向始终沿水平方向
【答案】AD.
【解析】从磁场分布可看出：左侧向里的磁场从左向右越来越强，右侧向外的磁场从左向右越来越弱．所以，圆环从位置a运动到磁场分界线前，磁通量向里增大，由楞次定律知，感应电流的磁场与原磁场方向相反即向外，由安培定则知，感应电流沿逆时针方向；同理，跨越分界线过程中，磁通量由向里最大变为向外最大，感应电流沿顺时针方向；继续摆到b的过程中，磁通量向外减小，感应电流沿逆时针方向，A正确，B错误；由于圆环所在处的磁场上下对称，圆环等效水平部分所受安培力使圆环在竖直方向平衡，所以总的安培力沿水平方向，故D正确，C错误．
5. (2022·绵阳模拟)两个闭合的金属环，穿在一根光滑的绝缘杆上，如图所示，当条形磁铁的S极自右向左插向圆环时，环的运动情况是( )
A．两环同时向左移动，间距增大 B．两环同时向左移动，间距变小
C．两环同时向右移动，间距变小 D．两环同时向左移动，间距不变
【答案】B.
【解析】当磁铁的S极靠近时，穿过两圆环的磁通量变大，由楞次定律可得两圆环的感应电流方向都是顺时针方向(从右向左看)，根据左手定则可知两圆环受到磁铁向左的安培力，远离磁铁，即向左移．由于两圆环的电流方向相同，所以两圆环相互吸引，即相互合拢，间距变小，故B项正确，A、C、D项错误．
6. (2022·东北三省四市教研联合体4月模拟二)如图所示，ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中，线圈ab将( )
A．静止不动 B．逆时针转动
C．顺时针转动 D．发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动的方向
【答案】C.
【解析】滑片P向右滑动过程中，电流增大，线圈处的磁场变强，磁通量增大，根据“阻碍”含义，线圈将阻碍磁通量增大而顺时针转动，故C正确．
7. (2022·江苏扬州一模)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小，则合上开关S的瞬间( )
A．两个金属环都向左运动 B．两个金属环都向右运动
C．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力 D．从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向
【答案】D
【解析】合上开关S的瞬间，穿过两个金属环的磁通量变大，为阻碍磁通量的增大，铝环向左运动，铜环向右运动，A、B错误；由于铜环和铝环的形状、大小相同，铜的电阻率较小，故铜环的电阻较小，两环对称地放在固定线圈两侧，闭合S瞬间，穿过两环的磁通量的变化率相同，两环产生的感应电动势大小相同，铜环电阻较小，则铜环中的感应电流较大，故铜环受到的安培力较大，C错误；由右手螺旋定则可知，闭合S瞬间，穿过铝环的磁通量向左增大，由楞次定律知，从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向，D正确。
8. (2022·湖北省武汉市第二中学高三上模拟)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是一根金属直杆如图所示立在导轨上，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．感应电流的方向先是由P→Q，后是由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，后垂直于杆向右
【答案】BD.
【解析】在PQ杆滑动的过程中，杆与导轨所围成的三角形面积先增大后减小，三角形POQ内的磁通量先增大后减小，由楞次定律可判断B项正确；再由PQ中电流方向及左手定则可判断D项正确．
9. (多选)(2022·广东省深圳市高三3月第一次调研)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
【答案】BD
【解析】线框从图示位置的右侧摆到最低点的过程中，穿过线框的磁通量减小，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d，从最低点到左侧最高点的过程中，穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d.也可以利用右手定则。
10. (多选)(2022·山东省泰安市高三下适应性训练三)北半球地磁场的竖直分量向下．如图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向．下列说法中正确的是( )
A．若使线圈向东平动，则a点的电势比b点的电势低
B．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低
C．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a
D．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→d→c→b→a
【答案】AC
【解析】线圈向东平动时，ba和cd两边切割磁感线，且两边切割磁感线产生的感应电动势大小相同，a点电势比b点电势低，A正确；同理，线圈向北平动，则a、b两点电势相等，高于c、d两点电势，B错误；以ab为轴将线圈向上翻转，向下的磁通量减小了，感应电流的磁场方向应该向下，再由右手螺旋定则知，感应电流的方向为a→b→c→d→a，则C正确，D错误．
11. (2022·山东省济南市高三下二模)置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连．套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，如图所示．导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中．下列说法正确的是( )
A．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动
B．圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动
C．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动
D．圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向左运动
【答案】C
【解析】由右手定则知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强．由楞次定律知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则知，ab棒中感应电流方向由a→b.由左手定则知，ab棒受的安培力方向向左，将向左运动．故A错；同理B、D错，C对．
12. (多选)(2022·湖北省武汉市部分学校高三上质量检测)如图所示，倾角为α的斜面上放置着光滑导轨，金属棒KN置于导轨上，在以ab和cd为边界的区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直导轨平面向上．在cd左下方的无磁场区域cdPM内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内．当金属棒KN在重力作用下从磁场右边界ab处由静止开始向下运动后，则下列说法正确的是( )
A．圆环L有收缩趋势
B．圆环L有扩张趋势
C．圆环内产生的感应电流变小
D．圆环内产生的感应电流不变
【答案】AC.
【解析】由于金属棒KN在重力的作用下向下运动，则KNMP回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于轨道平面向上的磁场，随着金属棒向下加速运动，圆环的磁通量将增加，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环磁通量的增加；又由于金属棒向下运动的加速度减小，磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小．故A、C正确．
13.(多选)(2022·山东省青岛市高三质量调研检测一)如图，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带负电绝缘环，A为导体环.当B绕轴心顺时针转动且转速增大时，下列说法正确的是( )
A.A中产生逆时针的感应电流
B.A中产生顺时针的感应电流
C.A具有收缩的趋势
D.A具有扩张的趋势
【答案】BD
【解析】由题图可知，B为均匀带负电绝缘环，B中电流为逆时针方向，由右手螺旋定则可知，电流的磁场垂直纸面向外且逐渐增大；由楞次定律可知，磁场增大时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，所以感应电流的磁场的方向垂直纸面向里，A中感应电流的方向为顺时针方向，故A错误，B正确；B环外的磁场的方向与B环内的磁场的方向相反，当B环内的磁场增强时，A环具有面积扩张的趋势，故C错误，D正确.
1.(2019·全国卷Ⅲ)楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现？( )
A．电阻定律 B.库仑定律
C．欧姆定律 D.能量守恒定律
【答案】D
【解析】楞次定律表述了感应电流的磁场方向，同时也体现了不同能量间的关系。总能量是守恒的，感应电流产生电能，电能是“阻碍”的结果，D正确。
2.(2018·高考全国卷Ⅰ)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
【答案】AD.
【解析】由电路可知，开关闭合瞬间，右侧线圈环绕部分的电流向下，由安培定则可知，直导线在铁芯中产生向右的磁场，由楞次定律可知，左侧线圈环绕部分产生向上的电流，则直导线中的电流方向由南向北，由安培定则可知，直导线在小磁针所在位置产生垂直纸面向里的磁场，则小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，A正确；开关闭合并保持一段时间后，穿过左侧线圈的磁通量不变，则左侧线圈中的感应电流为零，直导线不产生磁场，则小磁针静止不动，B、C错误；开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，穿过左侧线圈向右的磁通量减少，则由楞次定律可知，左侧线圈环绕部分产生向下的感应电流，则流过直导线的电流方向由北向南，直导线在小磁针所在处产生垂直纸面向外的磁场，则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，D正确．
3.(2017·全国卷Ⅰ·18)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图11所示.无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是( )
图11
【答案】A
【解析】感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发生变化.在A图中，系统振动时，紫铜薄板随之上下及左右振动，在磁场中的部分有时多有时少，磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力，阻碍系统的振动；在B图中，只有紫铜薄板向左振动才产生感应电流，而上下振动无感应电流产生；在C图中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，都不会产生感应电流；在D图中，只有紫铜薄板左右振动才产生感应电流，而上下振动无感应电流产生，故选项A正确，B、C、D错误.
4.(2020·全国卷Ⅲ)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】将开关S由断开状态拨至M端或N端，都会使线圈中的电流突然增大，穿过右边圆环的磁通量突然增大，由楞次定律可知，圆环都会向右运动以阻碍磁通量的增大，选项B正确，A、C、D均错误。
新课程标准
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。
命题趋势
高考对本专题的考查内容有电磁感应现象的分析与判断，主要体现对物理规律的理解，例如楞次定律，
试题情境
生活
实践类
真空管道超高速列车、磁悬浮列车、电磁轨道炮等各种实际应用模型
学习
探究类
电磁感应的图像问题．
变化情形
举例
磁通量变化量
磁感应强度变化
永磁体靠近或远离线圈、电磁铁(螺线管)内电流发生变化
ΔΦ＝ΔB·S
有效面积变化
有磁感线穿过的回路面积变化
闭合线圈的部分导线做切割磁感线运动，如图
ΔΦ＝B·ΔS
回路平面与磁场夹角变化
线圈在磁场中转动，如图
磁感应强度和有效面积同时变化
弹性线圈在向外拉的过程中，如图
ΔΦ＝Φ2－Φ1
内容
例证
阻碍原磁通量变化—“增反减同”
阻碍相对运动——“来拒去留”
使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”
阻碍回路中的磁场的变化——“增离减靠”
回路中电流增大，线圈向右运动