第52讲 三定则、一定律的综合应用(讲义)(解析版)-2025年高考物理一轮复习讲练测(新教材新高考)
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这是一份第52讲 三定则、一定律的综合应用(讲义)(解析版)-2025年高考物理一轮复习讲练测(新教材新高考),共16页。
\l "_Tc22398" 02、知识导图,思维引航 PAGEREF _Tc22398 \h 2
03、考点突破,考法探究 \l "_Tc12296" PAGEREF _Tc12296 \h 3
\l "_Tc22471" 考点一.实验:探究影响感应电流方向的因素 PAGEREF _Tc22471 \h 3
\l "_Tc3091" 考点二.对电磁感应现象的理解 PAGEREF _Tc3091 \h 6
\l "_Tc9924" 知识点1.磁通量大小及其变化分析 PAGEREF _Tc9924 \h 6
\l "_Tc16737" 知识点2.判断感应电流有无的方法 PAGEREF _Tc16737 \h 7
\l "_Tc15660" 考向1.磁通量大小的计算 PAGEREF _Tc15660 \h 7
\l "_Tc980" 考向2.磁通量的变化量的比较 PAGEREF _Tc980 \h 7
\l "_Tc27379" 考向3.感应电流有无的判断 PAGEREF _Tc27379 \h 8
\l "_Tc2242" 考点三.感应电流方向的判断 PAGEREF _Tc2242 \h 8
\l "_Tc26750" 知识点1.楞次定律应用步骤 PAGEREF _Tc26750 \h 9
\l "_Tc17857" 知识点2.右手定则的理解和应用 PAGEREF _Tc17857 \h 9
\l "_Tc203" 考向1 应用楞次定律判断感应电流的方向 PAGEREF _Tc203 \h 9
\l "_Tc16035" 考向2 应用右手定则判断感应电流的方向 PAGEREF _Tc16035 \h 9
\l "_Tc16870" 考点四.楞次定律的推广应用 PAGEREF _Tc16870 \h 10
\l "_Tc9386" 考向1 阻碍原磁通量变化——“增斥减吸” PAGEREF _Tc9386 \h 10
\l "_Tc3562" 考向2 阻碍相对运动——“来拒去留” PAGEREF _Tc3562 \h 11
\l "_Tc22517" 考向3 使回路面积有变化趋势——“增缩减扩” PAGEREF _Tc22517 \h 11
\l "_Tc31006" 考点五.“三定则、一定律”的应用 PAGEREF _Tc31006 \h 12
\l "_Tc9653" 知识点1.“三定则、一定律”的比较 PAGEREF _Tc9653 \h 12
\l "_Tc1520" 知识点2.“三定则、一定律”的联系 PAGEREF _Tc1520 \h 12
\l "_Tc12459" 考向1 楞次定律、安培定则及左手定则的综合应用 PAGEREF _Tc12459 \h 12
\l "_Tc5600" 考向2.“二次感应”问题 PAGEREF _Tc5600 \h 13
\l "_Tc7936" 04、真题练习,命题洞见 PAGEREF _Tc7936 \h 14
考点一.实验:探究影响感应电流方向的因素
1.实验原理
改变穿过闭合回路的磁通量,回路中有感应电流,利用电流表指针偏转方向确定影响感应电流方向的因素。
2.实验操作
(1)探究电流表指针偏转方向与电流方向的关系,电路图如图所示。
(2)查明线圈绕向:观察线圈,查明线圈绕向。
(3)按如图所示连接线圈和电流表,将磁体插入或抽出,观察电流方向。
①磁体N极向下插入或向上拔出,观察并记录电流表指针偏转方向和电流方向。
②磁体S极向下插入或向上拔出,观察并记录电流表指针偏转方向和电流方向。
3.实验记录与分析
(1)以下面四种情况为例,实验结果如下:
(2)实验结论
当线圈中磁通量增加时,感应电流的磁场方向跟磁体的磁场方向相反。
当线圈中磁通量减少时,感应电流的磁场方向跟磁体的磁场方向相同。
4.注意事项
(1)灵敏电流表满偏电流很小,查明电流表指针的偏转方向和电流方向的关系时,应使用一节干电池。
(2)电流表选用零刻度在中间的灵敏电流表,实验前要弄清线圈导线的绕向。
(3)为了使实验现象更加明显,磁体要快速插入或抽出;进行一种操作后等电流表指针回零后再进行下一步操作。
1. 为探究“影响感应电流方向的因素”,某同学实验如下:
(1)首先按图甲所示连接电路,闭合开关后,发现灵敏电流表指针向左偏转;再按图乙所示连接电路,闭合开关后,发现电流表指针向右偏转。进行上述实验的目的是检验________。
A.各仪器及导线是否完好
B.干电池是否为新电池
C.电流表测量的电流是否准确
D.电流表指针偏转方向与电流方向的关系
(2)接下来用如图所示的装置做实验,图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁体插入螺线管的过程中,观察到电流表指针向右偏转,说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿________(选填“顺时针”或“逆时针”)方向,由此可推断磁体下端的磁极为________极。
(3)用通电螺线管代替条形磁体,实验器材如图所示,请完善实物连接图。
(4)连好电路,并将B线圈插入A线圈中。在闭合开关瞬间,发现灵敏电流表的指针向右偏了一下,若要使灵敏电流表的指针向左偏转,滑动变阻器的滑片应向________滑动。
【答案】 (1)D (2)顺时针 S (3)见解析图 (4)右
【解析】 (1)进行上述实验的目的是检验电流表指针偏转方向与电流方向的关系,故D正确。
(2)观察到电流表指针向右偏转,说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿顺时针方向,根据右手螺旋定则可知磁体下端的磁极为S极。
(3)根据实验原理连接实物图如图所示。
(4)在闭合开关瞬间,发现灵敏电流表的指针向右偏了一下,可知电流增大时,灵敏电流表的指针向右偏,若要使灵敏电流表的指针向左偏转,需减小电流,则滑动变阻器的滑片应向右滑动。
2.如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流表的指针向右偏了一下,那么合上开关后,将A线圈迅速插入B线圈中,电流表指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
(2)连接好电路后,并将A线圈插入B线圈中,若要使灵敏电流表的指针向左偏转,可采取的操作是________(多选)。
A.插入铁芯
B.拔出A线圈
C.变阻器的滑片向左滑动
D.断开开关S瞬间
(3)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表,连接在直流电路中时的偏转情况如图甲所示,即电流从电流表G的左接线柱进入时,指针也从中央左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验,则图乙中的条形磁体的运动方向是向________(选填“上”或“下”);图丙中的条形磁体下端为________(选填“N”或“S”)极。
【答案】 (1)向右 (2)BD (3)下 S
【解析】 (1)已知闭合开关瞬间,B线圈中的磁通量增加,产生的感应电流使灵敏电流表的指针向右偏转;当开关闭合后,将A线圈迅速插入B线圈中时,B线圈中的磁通量增加,所以产生的感应电流也应使灵敏电流表的指表向右偏转。
(2)要使灵敏电流表的指针向左偏转,则B线圈中的磁通量应减小。插入铁芯时,B线圈中的磁通量增加,故A错误;拔出A线圈时,B线圈中的磁通量减小,故B正确;变阻器的滑片向左滑动时,电流增大,B线圈中的磁通量增大,故C错误;断开开关S瞬间,电流减小,B线圈中的磁通量减小,故D正确。
(3)题图乙中灵敏电流表指针向左偏,可知线圈中感应电流的方向是顺时针(俯视),由安培定则可知,感应电流的磁场方向向下,条形磁体的磁场方向向上,由楞次定律可知,磁通量增加,条形磁体向下插入;题图丙中灵敏电流表指针向右偏,则线圈中感应电流的方向为逆时针(俯视),由安培定则可知,感应电流的磁场方向向上,条形磁体向上拔出,即磁通量减小,由楞次定律可知,条形磁体的磁场方向应该向上,所以条形磁体上端N极,下端为S极。
考点二.对电磁感应现象的理解
知识点1.磁通量大小及其变化分析
(1)定量计算:通过公式Φ=BS来定量计算,计算磁通量时应注意的问题:
①明确磁场是否为匀强磁场,知道磁感应强度的大小。
②平面的面积S应为磁感线通过的有效面积。当平面与磁场方向不垂直时,应明确所研究的平面与磁感应强度方向的夹角,准确求出有效面积。
③穿过线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关,即磁通量的大小不受线圈匝数的影响。
(2)定性判断:磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的“净条数”,当有不同方向的磁场同时穿过该面积时,此时的磁通量为各磁场穿过该面积磁通量的代数和。
知识点2.判断感应电流有无的方法
考向1.磁通量大小的计算
1.如图所示,矩形线圈abcd放置在水平面内,磁场方向与水平方向成α角,已知α=53°,线圈面积为S,磁感应强度为B,现将线圈以bc边为轴顺时针转过90°,其磁通量的变化量大小为(sin 53°=0.8)( )
A.0 B.eq \f(1,5)BS
C.BS D.eq \f(7,5)BS
【答案】B
【解析】: 开始时的磁通量为Φ1=BSsin α=eq \f(4,5)BS,当以bc边为轴顺时针转过90°后,磁通量为Φ2=BScs α=eq \f(3,5)BS,故ΔΦ=|Φ2-Φ1|=eq \f(1,5)BS,故B正确。
考向2.磁通量的变化量的比较
2.磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量,如图所示,通有恒定电流的直导线MN与闭合线框共面,第一次将线框由位置1平移到位置2,第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2,设前后两次通过线框的磁通量的变化量大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则( )
A.ΔΦ1>ΔΦ2 B.ΔΦ1=ΔΦ2
C.ΔΦ1<ΔΦ2 D.无法确定
【答案】C
【解析】: 第一次将线框由位置1平移到位置2,磁感线从线框的同一侧穿入,ΔΦ1为前后两位置磁通量的绝对值之差。第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2,磁感线从线框的不同侧穿入,ΔΦ2为前后两位置磁通量的绝对值之和。故ΔΦ1 <ΔΦ2,C正确。
考向3.感应电流有无的判断
3.下列关于甲、乙、丙、丁四幅图的说法,正确的是( )
A.图甲中,当两导体棒以相同的速度在导轨上匀速向右运动时,导体棒中能产生感应电流
B.图乙中,当导体棒ab在匀强磁场中以恒定的角速度转动时,导体棒中能产生感应电流
C.图丙中,当闭合圆环导体(水平放置)某一直径正上方的直导线中通有恒定电流时,闭合圆环导体中能产生感应电流
D.图丁中,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,不闭合的导体环中能产生感应电流
【答案】B
【解析】: 题图甲中,当两导体棒以相同的速度在导轨上匀速向右运动时,两导体棒所构成回路的面积不变,磁感应强度不变,则回路中的磁通量不变,因此不会产生感应电流,故A错误;题图乙中,当导体棒ab在匀强磁场中以恒定的角速度转动时,导体棒切割磁感线,产生感应电流,故B正确;题图丙中,当闭合圆环导体(水平放置)某一直径正上方的直导线中通有恒定电流时,在以通电导线的投影为对称轴的闭合圆环导体前后面中,通电导线产生的磁场方向相反,则闭合圆环导体的磁通量为零,因此不会产生感应电流,故C错误;题图丁中,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,电路中的电阻增大,电流减小,电流产生的磁场发生变化,使不闭合的导体环中产生感应电动势,但因为没有形成完整的回路,环中没有感应电流,故D错误。
考点三.感应电流方向的判断
知识点1.楞次定律应用步骤
知识点2.右手定则的理解和应用
(1)右手定则是楞次定律的一种特殊形式,用右手定则能解决的问题,用楞次定律均可代替解决。
(2)应用右手定则“三注意”:
①磁感线必须垂直穿入掌心。
②拇指指向导体运动的方向。
③四指所指的方向为感应电流的方向。
考向1 应用楞次定律判断感应电流的方向
1.(2023·海南高考)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)方向电流,当汽车经过线圈时( )
A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上
B.汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcd
C.汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为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
【答案】C
【解析】: 由题意知,埋在地下的线圈1、2通有顺时针(俯视)方向的电流,则根据安培定则,可知线圈1、2产生的磁场方向竖直向下,A错误;汽车进入线圈1过程中,磁通量增大,根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb,B错误;汽车离开线圈1过程中,磁通量减小,根据楞次定律可知产生感应电流方向为abcd,C正确;汽车进入线圈2过程中,磁通量增大,根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb,再根据左手定则,可知汽车受到的安培力方向与速度方向相反,D错误。
考向2 应用右手定则判断感应电流的方向
2.下列图中表示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,导体ab上的感应电流方向为a→b的是( )
【答案】A
【解析】: 导体ab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正确;ab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,则知导体ab上的感应电流方向为b→a,故B错误;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,则导体ab上的感应电流方向为b→a,故C错误;导体ab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错误。
考点四.楞次定律的推广应用
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。具体表现常见如下几种形式:
考向1 阻碍原磁通量变化——“增斥减吸”
1.国产航母福建舰上的舰载机起飞采用了先进的电磁弹射技术。电磁驱动原理示意图如图所示,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,不计所有接触面间的摩擦,则闭合开关S的瞬间( )
A.铝环向右运动,铜环向左运动
B.铝环和铜环都向右运动
C.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力
D.从左向右看,两环中的感应电流均沿逆时针方向
【答案】C
【解析】: 根据楞次定律中的“增斥减吸”可知,闭合开关S的瞬间,铝环向左运动,铜环向右运动,A、B错误;由于铜的电阻率较小,则铜环的电阻较小,铜环中产生的感应电流较大,铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力,C正确;根据楞次定律和安培定则可知,从左向右看,两环中的感应电流均沿顺时针方向,D错误。
考向2 阻碍相对运动——“来拒去留”
2.如图所示,右端为N极的磁铁置于粗糙水平桌面上并与轻质弹簧相连,弹簧一端固定在竖直墙面上,当弹簧处于原长时,磁铁的中心恰好是接有一盏小灯泡的竖直固定线圈的圆心。用力将磁铁向右拉到某一位置,撤去作用力后磁铁穿过线圈来回振动,有关这个振动过程,以下说法正确的是( )
A.灯泡的亮暗不会发生变化
B.磁铁接近线圈时,线圈对磁铁产生排斥力
C.从左往右看线圈中的电流一直沿逆时针方向
D.若忽略摩擦力和空气阻力,磁铁振动的幅度不会减小
【答案】B
【解析】: 以S极接近线圈过程分析,速度增大,且接近线圈时磁感应强度增大,则穿过线圈的磁通量变化率增大,感应电流增大,灯泡会变亮,故A错误;根据楞次定律的“来拒去留”可知磁铁接近线圈时,线圈对磁铁产生排斥力,故B正确;当S极接近线圈时,根据楞次定律可知线圈中的电流沿逆时针方向,当S极向右运动远离线圈时,根据楞次定律可知,线圈中的电流沿顺时针方向,故C错误;若忽略摩擦力和空气阻力,根据能量守恒定律,磁铁的振幅也会越来越小,因为弹簧和磁铁的机械能逐渐转化为焦耳热,故D错误。
考向3 使回路面积有变化趋势——“增缩减扩”
3(多选)如图,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,二者直径相同、轴线重合,螺线管与电源、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向上滑动,下列说法正确的是( )
A.线圈a中将产生顺时针方向(俯视)的感应电流
B.穿过线圈a的磁通量变大
C.线圈a有扩张的趋势
D.线圈a对水平桌面的压力大于自身重力
【答案】AC
【解析】: 滑片向上滑动,回路电阻变大,电流减小,螺线管产生磁场变弱,线圈a面积不变,线圈a的磁通量变小,根据楞次定律中“增缩减扩”原理可以判断,线圈a有扩张的趋势;根据安培定则判断穿过a线圈的磁场竖直向下,根据楞次定律可知,a线圈的感应电流产生磁场竖直向下,根据安培定则判断,线圈a中将产生顺时针方向(俯视)的感应电流;根据楞次定律中“增斥减吸”原理可判断,a线圈磁通量减小,所以线圈a有靠近b的趋势,对桌面压力变小,压力小于自身重力。
考点五.“三定则、一定律”的应用
知识点1.“三定则、一定律”的比较
知识点2.“三定则、一定律”的联系
(1)应用楞次定律时,一般要用到安培定则。
(2)判断感应电流所受安培力方向的“两法”:
①先用右手定则确定电流的方向,再用左手定则确定安培力的方向。
②直接应用楞次定律的推论确定——“来拒去留”“增斥减吸”等。
考向1 楞次定律、安培定则及左手定则的综合应用
1.(多选)如图所示,在长直通电导线MN附近有一个矩形闭合金属线圈ABCD,线圈与导线放在光滑绝缘水平面上,且导线MN固定。下列说法正确的是( )
A.若MN中通有从N流向M的电流且电流增大,则线圈的CD边受到向右的安培力
B.若MN中通有从N流向M的电流且电流增大,则线圈ABCD会向右运动
C.如果MN中通有从N流向M的恒定电流,发现线圈中感应出A→B→C→D→A流向的电流,原因可能是线圈向左运动了
D.如果MN中通有从N流向M的恒定电流,且让线圈向右运动,则线圈有收缩趋势
【答案】BC
【解析】若MN中通有从N流向M的电流且电流增大,根据安培定则可知,穿过线圈的磁场方向为垂直纸面向里,且逐渐变大,根据楞次定律可知,线圈中感应电流的方向为A→B→C→D→A,根据左手定则可知,CD边受到向左的安培力,AB边受到向右的安培力,越靠近导线磁场越强,则线圈ABCD受到的向右的安培力大于向左的安培力,则线圈ABCD会向右运动,故A错误,B正确;如果MN中通有从N流向M的恒定电流,发现线圈中感应出A→B→C→D→A流向的电流,根据楞次定律可知,穿过线圈的磁通量增加,当线圈向左运动,磁通量增加,故C正确;如果MN中通有从N流向M的恒定电流,且让线圈向右运动,则穿过线圈的磁通量减小,根据楞次定律可知,线圈有扩张的趋势,故D错误。
考向2.“二次感应”问题
2.(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,MN的左边有一闭合电路,当PQ在一外力的作用下运动时,MN由静止开始向右运动,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由静止开始向右运动,说明MN受到向右的安培力,因为导线ab在MN处产生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),\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中电流方向为Q→P且减小eq \(――――→,\s\up7(右手定则),\s\d5( ))PQ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中电流方向为P→Q且增大eq \(――――→,\s\up7(右手定则),\s\d5( ))PQ向左加速运动。
1.(2024·北京·高考真题)如图所示,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上,下列说法正确的是( )
A.闭合开关瞬间,线圈M和线圈P相互吸引
B.闭合开关,达到稳定后,电流表的示数为0
C.断开开关瞬间,流过电流表的电流方向由a到b
D.断开开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场方向向左
【答案】B
【详解】A.闭合开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场与线圈M中电流的磁场方向相反,由楞次定律可知,二者相互排斥,故A错误;
B.闭合开关,达到稳定后,通过线圈P的磁通量保持不变,则感应电流为零,电流表的示数为零,故B正确;
CD.断开开关瞬间,通过线圈P的磁场方向向右,磁通量减小,由楞次定律可知感应电流的磁场方向向右,因此流过电流表的感应电流方向由b到a,故CD错误。
故选B。
2.(2024·江苏·高考真题)如图所示,在绝缘的水平面上,有闭合的两个线圈a、b,线圈a处在垂直纸面向里的匀强磁场中,线圈b位于右侧无磁场区域,现将线圈a从磁场中匀速拉出,线圈a、b中产生的感应电流方向分别是( )
A.顺时针,顺时针B.顺时针,逆时针
C.逆时针,顺时针D.逆时针,逆时针
【答案】A
【详解】线圈a从磁场中匀速拉出的过程中穿过a线圈的磁通量在减小,则根据楞次定律可知a线圈的电流为顺时针,由于线圈a从磁场中匀速拉出则a中产生的电流为恒定电流,则线圈a靠近线圈b的过程中线圈b的磁通量在向外增大,同理可得线圈b产生的电流为顺时针。
故选A。
3.(2023·海南·高考真题)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)方向电流,当汽车经过线圈时( )
A.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上
B.汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcd
C.汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为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
【答案】C
【详解】A.由题知,埋在地下的线圈1、2通顺时针(俯视)方向的电流,则根据右手螺旋定则,可知线圈1、2产生的磁场方向竖直向下,A错误;
B.汽车进入线圈1过程中,磁通量增大,根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb(逆时针),B错误;
C.汽车离开线圈1过程中,磁通量减小,根据楞次定律可知产生感应电流方向为abcd(顺时针),C正确;
D.汽车进入线圈2过程中,磁通量增大,根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb(逆时针),再根据左手定则,可知汽车受到的安培力方向与速度方向相反,D错误。
故选C。
4.(2024·广东·高考真题)电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收,结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动,每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小均为B.磁场中,边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示,永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈。下列说法正确的是( )
A.穿过线圈的磁通量为
B.永磁铁相对线圈上升越高,线圈中感应电动势越大
C.永磁铁相对线圈上升越快,线圈中感应电动势越小
D.永磁铁相对线圈下降时,线圈中感应电流的方向为顺时针方向
【答案】D
【详解】A.根据图乙可知此时穿过线圈的磁通量为0,故A错误;
BC.根据法拉第电磁感应定律可知永磁铁相对线圈上升越快,磁通量变化越快,线圈中感应电动势越大,故BC错误;
D.永磁铁相对线圈下降时,根据安培定则可知线圈中感应电流的方向为顺时针方向,故D正确。
故选D。
5.(2023·河北·高考真题)如图,绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩形,彼此接触良好,匀强磁场方向竖直向下。金属杆2、3固定不动,1、4同时沿图箭头方向移动,移动过程中金属杆所围成的矩形周长保持不变。当金属杆移动到图位置时,金属杆所围面积与初始时相同。在此过程中( )
A.金属杆所围回路中电流方向保持不变
B.通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加
C.金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反
D.金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同
【答案】CD
【详解】A.由数学知识可知金属杆所围回路的面积先增大后减小,金属杆所围回路内磁通量先增大后减小,根据楞次定律可知电流方向先沿逆时针方向,后沿顺时针方向,故A错误;
B.由于金属杆所围回路的面积非均匀变化,故感应电流的大小不恒定,故通过金属杆截面的电荷量随时间不是均匀增加的,故B错误;
CD.由上述分析,再根据左手定则,可知金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反,金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同,故CD正确。
故选CD。
6.(2024·北京·高考真题)用如图1所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图2所示,分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管,观察并标记感应电流的方向。
关于本实验,下列说法正确的是 (填选项前的字母)。
A.需要记录感应电流的大小
B.通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向
C.图2中甲和乙表明,感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关
【答案】BC
【详解】A.本实验探究影响感应电流方向的因素,故不需要记录感应电流的大小,故A错误;
B.本实验通过电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向,故B正确;
C.由题图2甲和乙知,条形磁体插入N极和S极时,电流方向不同,故感应电流的方向与条形磁体的插入端是N还是S有关,故C正确。
故选BC。
考情分析
2024·北京·高考物理第3题
2024·江苏·高考物理第4题
2024·北京·高考物理第9题
2024·广东·高考物理第4题
2023·河北·高考物理第9题
复习目标
目标1.通过实验探究影响感应电流方向的因素。
目标2.知道电磁感应现象的产生条件并会分析解决实际问题。
目标3.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。
目标4.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。
图号
磁场方向及磁通量变化
感应电流的方向(从上往下看)
感应电流的磁场方向
甲
磁场方向向下,磁通量增加
逆时针
向上
乙
磁场方向向上,磁通量增加
顺时针
向下
丙
磁场方向向下,磁通量减少
顺时针
向下
丁
磁场方向向上,磁通量减少
逆时针
向上
内容
例证
阻碍原磁通量变化——“增斥减吸”
阻碍相对运动——“来拒去留”
使回路面积有变化趋势——“增缩减扩”
注意:此结论只适用于磁感线单方向穿过回路的情境
阻碍原电流的变化——“增反减同”(即自感现象)
定则或定律
适用的现象
因果关系
安培定则
电流的磁效应——电流、运动电荷产生的磁场
因电生磁
左手定则
(1)安培力——磁场对通电导线的作用力
(2)洛伦兹力——磁场对运动电荷的作用力
因电受力
右手定则
导体做切割磁感线运动产生的电磁感应现象
因动生电
楞次定律
闭合回路中磁通量变化产生的电磁感应现象
因磁生电
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