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專題23 電磁感應現象 楞次定律
課標要求 知識要點 命題推斷
1.知道電磁感應現象產生的條件 2.理解磁通量及磁通量變化的含義，并能計算. 3.掌握楞次定律和右手定則的應用，并能判斷感應電流的方向及相關導體的運動方向． 考點一　電磁感應現象的判斷 考點二　楞次定律的應用 考點三　三定則一定律的綜合應用 題型：選擇題 1磁通量及磁通量的變化、感應電流產生的條件 2楞次定律和右手定則 3“三定則、一定律”的綜合應用
考點一　電磁感應現象的判斷
1．磁通量
(1)定義：在勻強磁場中，磁感應強度B與垂直于磁場方向的面積的乘積．
(2)公式：Φ＝BS.
適用條件：①勻強磁場．
②S為垂直磁場的有效面積．
(3)磁通量是標量(填“標量”或“矢量”)．
(4)磁通量的意義：
①磁通量可以理解為穿過某一面積的磁感線的條數．
②同一線圈平面，當它跟磁場方向垂直時，磁通量最大；當它跟磁場方向平行時，磁通量為零；當正向穿過線圈平面的磁感線條數和反向穿過的一樣多時，磁通量為零．
2．電磁感應現象
(1)電磁感應現象：當穿過閉合導體回路的磁通量發生變化時，閉合導體回路中有感應電流產生，這種利用磁場產生電流的現象叫做電磁感應．
(2)產生感應電流的條件：穿過閉合回路的磁通量發生變化．
產生感應電動勢的條件：無論回路是否閉合，只要穿過線圈平面的磁通量發生變化，線圈中就有感應電動勢產生．
(3)電磁感應現象中的能量轉化：發生電磁感應現象時，機械能或其他形式的能轉化為電能，該過程遵循能量守恒定律．
考點二　楞次定律的應用
1．楞次定律
(1)內容：感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化．
(2)適用情況：所有的電磁感應現象．
2．楞次定律中“阻礙”的含義
→
→
→當磁通量增加時，感應電流的磁場方向與原磁場的方向相反；當磁通量減少時，感應電流的磁場方向與原磁場的方向相同，即“增反減同”
→
3．楞次定律的使用步驟
考點三　三定則一定律的綜合應用
1．三定則一定律的比較
基本現象 應用的定則或定律
運動電荷、電流產生磁場 安培定則
磁場對運動電荷、電流有作用力 左手定則
電磁感應 部分導體做切割磁感線運動 右手定則
閉合回路磁通量變化 楞次定律
2.應用技巧
無論是“安培力”還是“洛倫茲力”，只要是“力”都用左手判斷．
“電生磁”或“磁生電”均用右手判斷．
（2024 湖南模擬）探究電磁感應現象的實驗裝置如圖所示，下列操作不能使電流計指針偏轉的是（　　）
A．閉合開關瞬間
B．斷開開關瞬間
C．閉合開關后，拔出線圈A瞬間
D．線圈A放在線圈B中不動
【解答】解：AB．閉合開關瞬間，A線圈中電流產生的磁場，穿過線圈B的磁通量增大，則B線圈中產生感應電流使電流計偏轉；開關斷開瞬間，A線圈中電流產生的磁場消失，穿過B線圈的磁通量減小，則B線圈中產生感應電流使電流計偏轉，故AB能使電流計指針偏轉；
C．開關閉合后，A線圈從B線圈拔出的過程中，導致B線圈的磁通量減小，則B線圈中產生感應電流使電流計偏轉，故C能使電流計指針偏轉；
D．線圈A放在線圈B中不動，A線圈中電流產生的磁場恒定不變，則B線圈的磁通量不發生改變，無感應電流產生，電流計不偏轉，故D不能使電流計指針偏轉。
本題選擇不能使電流計指針偏轉的選項。
故選：D。
（2024 衡陽模擬）物理學中有很多關于圓盤的實驗，第一個是法拉第圓盤，圓盤全部處于磁場區域，可繞中心軸轉動，通過導線將圓盤圓心和邊緣與外面電阻相連。第二個是阿拉果圓盤，將一銅圓盤水平放置，圓盤可繞中心軸自由轉動，在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉的磁針，第三個是費曼圓盤，一塊水平放置的絕緣體圓盤可繞過其中心的豎直軸自由轉動，在圓盤的中部有一個線圈，圓盤的邊緣固定著若干帶負電的金屬小球。以下說法正確的是（　　）
A．法拉第圓盤在轉動過程中，圓盤中磁通量不變，有感應電動勢，無感應電流
B．阿拉果圓盤實驗中，轉動圓盤，小磁針會同向轉動，反之，轉動小磁針，圓盤則不動
C．費曼圓盤中，當開關閉合的一瞬間，圓盤會順時針（俯視）轉動
D．法拉第圓盤和阿拉果圓盤都是電磁驅動的表現
【解答】解：A、圓盤運動過程中，沿半徑方向的金屬條切割磁感線，在圓心和邊緣之間產生了感應電動勢，通過導線將圓盤圓心和邊緣與外面電阻相連，構成閉合回路，所以有感應電流產生，故A錯誤；
B、阿拉果圓盤實驗中，轉動圓盤或小磁針，都產生感應電流，因安培力的作用，另個物體也會跟著轉動，故B錯誤；
C、線圈接通電源瞬間，則變化的磁場產生變化的電場，從而導致帶電小球受到電場力，使其轉動，接通電源瞬間圓板受到電場力作用而轉動，由于金屬小球帶負電，再根據電磁場理論可知，產生逆時針方向的電場，負電荷受到的電場力與電場方向相反，則有順時針電場力，圓盤會順時針（俯視）轉動，故C正確；
D、如果磁場相對于導體運動，在導體中會產生感應電流，感應電流使導體受到安培力的作用，安培力使導體運動起來，這種作用就是電磁驅動，顯然法拉第圓盤是機械能轉化為電能的過程，并不是電磁驅動，故D錯誤。
故選：C。
（2024 廣州二模）如圖，在墻內或地面埋有一根通有恒定電流的長直導線.為探測該導線的走向，現用一個與靈敏電流計（圖中未畫出）串聯的感應線圈進行探測，結果如下表。忽略地磁場的影響，則該導線可能的走向是（　　）
探測 靈敏電流計有無示數
線圈平面平行于地面Oabc 沿Oa方向平移 無
沿Oc方向平移 無
線圈平面平行于墻面Oade 沿Oa方向平移 有
沿Oe方向平移 無
A．Oa方向 B．Ob方向 C．Oc方向 D．Oe方向
【解答】解：由表可看出線圈平面平行于地面Oabc移動，電流計均無示數，則導線不可能沿Oa、Ob方向、Oe方向，沿Oa方向平移時有感應電流，說明磁通量發生變化，則可知該導線可能的走向是Oe方向，故ABC錯誤，D正確；
故選：D。
（2024 南京模擬）如圖所示，閉合圓形線圈放在范圍足夠大的勻強磁場中，下列說法正確的是（　　）
A．線圈向右平移，線圈中產生感應電流
B．線圈向上平移，線圈中產生感應電流
C．線圈以ab為軸轉動，線圈中產生感應電流
D．線圈以ab為軸轉動，線圈中磁通量不變
【解答】解：AB、由于是勻強磁場，所以線圈向右平移或向上平移，根據Φ＝BS可知穿過線圈的磁通量都保持不變，則線圈中無感應電流產生，故AB錯誤；
CD、線圈以ab為軸轉動，線圈中磁通量變小，則線圈中產生感應電流，故C正確，D錯誤。
故選：C。
（2024 海南）如圖所示，水平桌面上放置閉合導體圓環，圓環某一直徑正上方有通電直導線，下列情況中，閉合圓環中有感應電流產生的是（　　）
A．增大通電直導線中的電流
B．圓環繞圖示直徑旋轉
C．通電直導線豎直向上遠離圓環
D．通電直導線豎直向下靠近圓環
【解答】解：A、產生感應電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發生變化。閉合導體圓環某一直徑正上方的直導線中通有電流時，通電導線產生的磁場在以通電導線的投影為對稱軸的閉合導體圓環前后面中，磁場方向相反，可知閉合導體圓環的磁通量為零。增大通電直導線中的電流，閉合導體圓環的磁通量依然為零，磁通量沒有變化，所以圓環中不會產生感應電流，故A錯誤；
B、圓環繞圖示直徑旋轉，通過圓環的磁通量變化，圓環中產生感應電流，故B正確；
CD、通電直導線靠近或遠離圓環，圓環的磁通量始終為零，圓環中不產生感應電流，故CD錯誤。
故選：B。
（2023 嘉興一模）如圖所示為一地下電纜探測裝置，圓形金屬線圈可沿水平面不同方向運動，若水平Oxy地面下有一平行于y軸且通有恒定電流I的長直導線，P、M和N為地面上的三點，線圈圓心P點位于導線正上方，MN平行于y軸，PN平行于x軸、PQ關于導線上下對稱。則（　　）
A．電流I在P、Q兩點產生磁感應強度相同
B．電流I在M、N兩點產生磁感應強度大小BM＝BN
C．線圈從P點勻速運動到N點過程中磁通量不變
D．線圈沿y方向勻加速運動時，產生恒定的感應電流
【解答】解：A、根據安培定則，電流I在P處產生的磁感應強度沿x軸負方向，在Q處產生的磁感應強度沿x軸正方向，故A錯誤；
B、由于MN平行y軸，電流I也平行y軸，且M、N到長直導線的距離相等，所以電流I在M、N兩點產生磁感應強度大小相等，故B正確；
C、電流I在P處產生的磁感應強度沿x軸負方向，故線圈在P點的磁通量為零，電流I在N處產生的磁感應強度斜向左下方，故線圈在N點的磁通量不為零，故線圈從P點到N點的過程中的磁通量發生了變化，故C錯誤；
D、線圈沿y方向運動，線圈始終在長直導線的正上方，直導線正上方的磁感應強度方向始終沿x軸負方向，線圈所在位置磁場關于x軸對稱，所以線圈中磁通量始終為零，故線圈勻加速運動中不會產生感應電流，故D錯誤。
故選B。
（2022秋 黃浦區期末）如圖，彈簧上端固定，下端懸掛一個磁鐵，磁鐵的N極位于下端。在磁鐵下端放一個固定的閉合金屬圓環，將磁鐵托起到某一高度后放開，發現磁鐵很快地停下（　　）
A．磁鐵和彈簧組成的系統機械能守恒
B．該實驗現象不符合能量守恒定律
C．若磁鐵的S極向下，磁鐵振動時間會變長
D．磁鐵很快停下伴隨著圓環中產生感應電流
【解答】解：AB．釋放磁鐵后，磁鐵下落，穿過線圈的磁通量發生變化，根據楞次定律可知，線圈中產生感應電流，磁鐵和線圈的機械能轉化為線圈的電能，線圈發熱轉化為內能；磁鐵下落過程中感應電流的磁場與條形磁鐵的磁場方向相反，根據“來拒去留”，磁鐵受到向上的作用力，磁鐵速度變為零后開始上升，一部分磁場能轉化為機械能，經過多次反復，磁鐵最終停下落，磁鐵和彈簧損失的機械能全部轉化為內能，該過程機械能不守恒，但符合能量的轉化和守恒定律，即能的總量保持不變，故AB錯誤；
C．根據楞次定律下面的線圈會阻礙磁鐵運動，所以當磁鐵向下靠近金屬線圈時，線圈中產生了逆時針的感應電流（俯視），兩者之間表現為相互排斥，同理當磁鐵向上遠離金屬線圈時，根據楞次定律，可得線圈中產生了順時針的感應電流（俯視），兩者之間表現為相互吸引，因此與磁鐵的磁極無關，故C錯誤；
D．磁鐵很快停下來的主要原因是圓環中產生了感應電流，阻礙原磁通量的變化，線圈起著電磁阻尼作用，故D正確。
故選：D。
（2023 湖北二模）興趣小組利用多匝線圈和靈敏電流計制作了一個簡易的電流探測儀，用于檢測埋在地下的通電導線，如圖（a）所示。地面表層有兩根有絕緣皮包裹的垂直長導線AB、CD，如圖（b）所示。當線圈水平放置沿A1B1快速移動，電流計指針不偏轉。當線圈水平放置沿C1D1方向快速移動，電流計指針偏轉。下列說法正確的是（　　）
A．兩根導線中都有電流
B．兩根導線中都無電流
C．AB中無電流，CD中有電流
D．AB中有電流，CD中無電流
【解答】解：當線圈水平放置沿A1B1快速移動時，AB中即使有電流，其在線圈中產生的磁通量也是不變的；電流計指針不偏轉，說明線圈中磁通量不變，直導線CD中無電流；
當線圈沿C1D1方向快速移動，電流計指針偏轉，說明線圈中磁通量有變化，則直導線AB中有電流，故D正確，ABC錯誤。
故選：D。
（2023 豐臺區一模）某實驗裝置如圖所示，在鐵芯P上繞著兩個線圈A和B。如果線圈A中電流i與時間t的關系有下圖所示四種情況，那么在t1～t2內，哪種情況可以觀察到線圈B中有變化的感應電流（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：要使線圈B中產生變化的感應電流，線圈B就得產生變化的感應電動勢，由E＝n，可知線圈B的磁通量要隨時間非均勻變化，可得線圈A產生的磁場要非均勻變化，則線圈A中電流i與時間t的就要非均勻變化，在t1～t2內只有D選項的i﹣t圖像滿足要求，故D正確，ABC錯誤。
故選：D。
（多選）（2023 重慶模擬）法拉第展示人類歷史上第一臺直流發電機——法拉第圓盤發電機，結構示意圖如圖甲所示，圓盤所處的勻強磁場的磁感應強度為B；如圖乙所示是安裝了汽車防抱死制動系統（ABS）的輪速傳感器示意圖，鐵質齒輪P與車輪同步轉動，它的右側有一個繞著線圈的磁鐵，當輪齒在接近和離開磁鐵時，線圈中出現感應電流。下列說法正確的是（　　）
A．對甲圖，若圓盤不動，磁體轉動（磁感線與盤面垂直），電流表的指針不會偏轉
B．對甲圖，當圓盤的角速度為ω，邊緣的線速度為v，則感應電動勢為
C．對乙圖，穿過線圈的磁通量會發生變化，則此裝置是利用電磁感應現象來測量車輪轉速的
D．對乙圖，同樣初速度的同一輛汽車，安裝了ABS的剎車距離小，不易發生側滑
【解答】解：A．對甲圖，若圓盤不動，磁體轉動（磁感線與盤面垂直）圓盤的半徑相對于磁感線是運動的，切割磁感線，產生電磁感應現象，電流表的指針會偏轉，故A錯誤；
B．感應電動勢為：
其中v＝Rω
聯立解得：
故B正確；
CD．此裝置利用電流檢測器D檢測電流，并送到電子控制模塊以控制電磁閥，為制動器提供合適制動力，使剎車距離減小，有效避免汽車車輪側滑現象，無法測量車輪的轉速，故C錯誤，D正確。
故選：BD。
題型1磁通量及磁通量的變化、感應電流產生的條件
（2021秋 博野縣校級期末）關于產生感應電流的條件，以下說法中正確的是（　　）
A．導體在磁場中運動，導體中就一定有感應電流
B．導體做切割磁感線運動，導體 中就一定有感應電流
C．穿過閉合電路的磁通量不為零，閉合電路中就一定產生感應電流
D．無論什么方法，只要穿過閉合回路的磁通量發生變化，閉合電路中就一定產生感應電流
【解答】解：A、導體在磁場中運動時，不一定有閉合回路，同時回路中磁通量不一定發生變化，故導體中不一定有感應電流，故A錯誤；
B、導體中就一定有感應電流閉合電路在磁場中做切割磁感線運動，磁通量不一定發生變化，不一定產生感應電流。故B錯誤。
C、根據感應電流產生的條件，不管用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發生變化，閉合電路中就有感應電流。閉合回路放在磁場中，或在磁場中運動，磁通量不一定發生變化，不一定會產生感應電流。故C錯誤，D正確。
故選：D。
（2024春 東城區校級期末）如圖所示，A、B兩閉合線圈用同樣的導線繞成，A有10匝，B有20匝，兩線圈半徑之比為2：1。均勻磁場只分布在B線圈內。當磁場隨時間均勻增強時（　　）
A．A中無感應電流
B．B中無感應電流
C．A中磁通量總是等于B中磁通量
D．A中磁通量總是大于B中磁通量
【解答】解：AB、當磁場隨時間均勻增強時，穿過兩個線圈的磁通量都增大，所以A與B中都有感應電流，故AB錯誤；
CD、均勻磁場只分布在B線圈內，根據Φ＝BS可知A中磁通量總是等于B中磁通量，故C正確，D錯誤。
故選：C。
（2024 廣東模擬）如圖所示，勻強磁場中有一個閉合矩形導線框，保持線框平面與磁場垂直，下列過程能使線框中產生感應電流的是（　　）
A．將線框在磁場內左右移動
B．將線框在磁場內上下移動
C．將線框在磁場內前后移動
D．將線框從磁場內移出磁場
【解答】解：ABC、將線框在磁場內前后、左右、上下移動時，線框平面保持水平始終與磁場方向垂直，線框的磁通量保持不變，不會產生電磁感應現象，線框中不會產生感應電流，故ABC錯誤；
D、將線框從磁場內移出磁場的過程，線框的磁通量會減小，磁通量發生變化，產生電磁感應現象，線框中會產生感應電流，故D正確。
故選：D。
題型2楞次定律和右手定則
（2024 江寧區校級模擬）如圖所示，在水平桌面上有一金屬圓環，在它圓心正上方有一豎直放置的條形磁鐵，當條形磁鐵下落時，金屬圓環中將產生俯視順時針的感應電流，可以判定（　　）
A．條形磁鐵的S極朝下
B．環對桌面的壓力將減小
C．環有面積擴大的趨勢
D．磁鐵將受到豎直向下的電磁作用力
【解答】解：A．當條形磁鐵下落時，金屬圓環中將產生俯視順時針的感應電流，根據右手螺旋定則判斷出感應電流磁場向下，由楞次定律可知原磁場方向向上，則條形磁鐵的S極朝下，選項A正確；
BCD．磁鐵向下運動，穿過線圈的磁通量增加，根據楞次定律的推論可知，環有向下運動趨勢且有面積縮小的趨勢，則環對桌面的壓力將增加，此時圓環受到向下的電磁作用力，則根據牛頓第三定律可知，磁鐵將受到豎直向上的電磁作用力，選項BCD錯誤。
故選：A。
（2024 鹽城模擬）如圖所示，在光滑水平桌面上有兩個閉合金屬圓環，在它們圓心連線中點正上方有一個條形磁鐵，當給條形磁鐵一豎直向上的初速度后，磁鐵上升到最高點后下落，在條形磁鐵向下運動的過程中，將會出現的情況是（　　）
A．磁鐵的加速度大于g
B．金屬環對桌面壓力小于自身重力
C．俯視觀察，左邊金屬圓環會產生順時針感應電流
D．兩金屬環將加速靠近（不考慮金屬環之間的作用）
【解答】解：AB、條形磁鐵向下運動，穿過兩個圓環的磁通量增加，金屬環將產生感應電流，金屬環受到向下的安培力，而磁鐵受到向上的磁場力，所以磁鐵向下運動的加速度小于g，金屬環對桌面的壓力大于自身重力，故AB錯誤；
C、穿過金屬環的磁通量向上增加，根據楞次定律可知，俯視觀察，左邊金屬圓環會產生逆時針感應電流，故C正確；
D、根據楞次定律，向上的磁場變大，左邊圓環有向左運動的趨勢，同理右圓環有向右運動的趨勢，故應該是遠離而不是靠近，故D錯誤。
故選：C。
（2024 江西模擬）高速鐵路列車通常使用磁剎車系統，磁剎車工作原理可簡述如下：將磁鐵的N極靠近一塊正在以逆時針方向旋轉的圓形鋁盤，使磁感線總垂直射入鋁盤時，鋁盤隨即減速，如圖所示，圓中磁鐵左方鋁盤的甲區域朝磁鐵方向運動，磁鐵右方的乙區域朝離開磁鐵方向運動，下列說法中正確的是（　　）
A．鋁盤甲區域的感應電流會產生垂直紙面向里的磁場
B．磁場與感應電流的作用力，會產生將鋁盤減速旋轉的阻力
C．感應電流在鋁盤產生的內能，是將鋁盤減速的最主要原因
D．若將實心鋁盤轉換成布滿小空洞的鋁盤，則磁鐵對布滿空洞的鋁盤減速效果比實心鋁盤的效果更好
【解答】解：A.鋁盤甲區域中的磁通量向里增大，由楞次定律可知，甲區域感應電流方向為逆時針方向，則此感應電流的磁場方向垂直紙面向外，故A錯誤；
BC.由“來拒去留”可知，磁場與感應電流的作用力，會產生將鋁盤減速旋轉的阻力，會使鋁盤減速，故B正確，C錯誤；
D.改成空洞鋁盤，電阻變大，電流變小，阻礙效果更差，故D錯誤。
故選：B。
題型3“三定則、一定律”的綜合應用
（2024 大連二模）如圖，在水平光滑桌面上，固定兩條平行絕緣直導線，通以相同電流，導線之間放置兩個相同的圓形小線圈。當兩側導線中電流同樣增大時，忽略不計兩小線圈之間作用力，則（　　）
A．兩小線圈中感應電流都沿順時針方向
B．兩小線圈中感應電流都沿逆時針方向
C．兩小線圈會相互靠近
D．兩小線圈會相互遠離
【解答】解：AB、根據安培定則可知，左側圓形小線圈向下的磁通量變大，右側圓形小線圈向上的磁通量變大，根據楞次定律，左側圓形小線圈感應電流沿逆時針方向，右側圓形小線圈感成電流沿順時針方向，故AB錯誤；
CD，根據左手定則可知，左側圓形小線圈受到向右的安培力，右側圓形小線圈受到向左的安培力，所以兩小線圈會相互靠近，故C正確，D錯誤。
故選：C。
（2024 白云區校級模擬）如圖甲所示，連接電流傳感器的線圈套在豎直放置的長玻璃管上。將強磁鐵從離玻璃管上端高為h處由靜止釋放，磁鐵在玻璃管內下落并穿過線圈。t1、t2、t3時刻的電流為0。如圖乙所示是實驗中觀察到的線圈中電流隨時間變化的圖像，空氣阻力不計則（　　）
A．t1～t3過程中線圈對磁鐵作用力方向先向上后向下
B．磁鐵上下翻轉后重復實驗，電流方向先負向后正向
C．t2時刻，穿過線圈磁通量的變化率最大
D．h加倍后重復實驗，電流峰值將加倍
【解答】解：A、根據楞次定律的來拒去留，可知時間t1～t3內，磁鐵受到線圈的作用力方向始終向上，故A錯誤；
B、根據楞次定律，感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化，可知若將磁鐵兩極翻轉后重復實驗，磁場方向相反，則磁場的變化也隨之相反，產生的感應電流的方向也相反，即先產生負向感應電流，后產生正向感應電流，故B正確；
C、由乙圖中感應電流的變化可知，t2時刻強磁鐵恰好運動到線圈處，此時穿過線圈的磁通量最大，電流為0，穿過線圈磁通量的變化率為零，故C錯誤；
D、h加倍后重復實驗，由于磁鐵向下做加速度不為零的加速運動，假設加速度始終等于重力加速度，則速度v，考慮到磁鐵下降的過程中受到安培力的阻礙作用，下降h時的速度會略小于，同時下降2h時的速度大體上接近下降h時的倍，根據法拉第電磁感應定律可知，可知h加倍后重復實驗，電路中產生的最大感應電動勢與感應電流也大體接近原來的倍，故D錯誤。
故選：B。
（2024 黃陂區校級二模）利用手機中的磁傳感器可測量埋在地下的水平高壓直流長直電纜的深度。在手機上建立了空間直角坐標系Oxyz后保持手機方位不變，且Oz始終豎直向上，如圖（a）所示。電纜上方的水平地面上有E、F、G、H四個點，如圖（b）所示。EF、GH長均為1.8m且垂直平分。將手機水平貼近地面，電纜通電前將各分量調零，以消除地磁場的影響，通電后測得四點的分量數據見表，其中BxG＝BxH。下列關于電纜中電流的方向和電纜距離地面的深度，判斷正確的是（　　）
位置 Bx/μT By/μT Bz/μT
G BxG 0 0
H BxH 0 0
E 8 0 6
F 8 0 ﹣6
A．電纜中電流沿平行于+y方向，電纜距離地面的深度為1.2m
B．電纜中電流沿平行于+y方向，電纜距離地面的深度為2.4m
C．電纜中電流沿平行于﹣y方向，電纜距離地面的深度為1.2m
D．電纜中電流沿平行于﹣y方向，電纜距離地面的深度為2.4m
【解答】解：由題中數據可知，所有點沿y方向的分量均為零，可以推知導線平行于y軸且對稱分布。E、F兩點水平x方向的磁感應強度大小相等，方向均沿+x方向，豎直z方向的磁感應強度大小相等，E點沿+z方向分量與F點沿﹣z方向分量相等，結合G、H兩點在y、z方向磁感應強度均為零，可知E、F點位置如圖1所示；
G、H在EF的中垂線上，故電纜中電流沿+y方向。F點的磁感應強度分解如圖2所示。可得
又EF長為L＝1.8m，由幾何關系可得：
解得距離地面的深度為：h＝1.2m，故BCD錯誤，A正確。
故選：A。中小學教育資源及組卷應用平臺
專題23 電磁感應現象 楞次定律
課標要求 知識要點 命題推斷
1.知道電磁感應現象產生的條件 2.理解磁通量及磁通量變化的含義，并能計算. 3.掌握楞次定律和右手定則的應用，并能判斷感應電流的方向及相關導體的運動方向． 考點一　電磁感應現象的判斷 考點二　楞次定律的應用 考點三　三定則一定律的綜合應用 題型：選擇題 1磁通量及磁通量的變化、感應電流產生的條件 2楞次定律和右手定則 3“三定則、一定律”的綜合應用
考點一　電磁感應現象的判斷
1．磁通量
(1)定義：在勻強磁場中，磁感應強度B與垂直于磁場方向的面積的乘積．
(2)公式：Φ＝BS.
適用條件：①勻強磁場．
②S為垂直磁場的有效面積．
(3)磁通量是標量(填“標量”或“矢量”)．
(4)磁通量的意義：
①磁通量可以理解為穿過某一面積的磁感線的條數．
②同一線圈平面，當它跟磁場方向垂直時，磁通量最大；當它跟磁場方向平行時，磁通量為零；當正向穿過線圈平面的磁感線條數和反向穿過的一樣多時，磁通量為零．
2．電磁感應現象
(1)電磁感應現象：當穿過閉合導體回路的磁通量發生變化時，閉合導體回路中有感應電流產生，這種利用磁場產生電流的現象叫做電磁感應．
(2)產生感應電流的條件：穿過閉合回路的磁通量發生變化．
產生感應電動勢的條件：無論回路是否閉合，只要穿過線圈平面的磁通量發生變化，線圈中就有感應電動勢產生．
(3)電磁感應現象中的能量轉化：發生電磁感應現象時，機械能或其他形式的能轉化為電能，該過程遵循能量守恒定律．
考點二　楞次定律的應用
1．楞次定律
(1)內容：感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化．
(2)適用情況：所有的電磁感應現象．
2．楞次定律中“阻礙”的含義
→
→
→當磁通量增加時，感應電流的磁場方向與原磁場的方向相反；當磁通量減少時，感應電流的磁場方向與原磁場的方向相同，即“增反減同”
→
3．楞次定律的使用步驟
考點三　三定則一定律的綜合應用
1．三定則一定律的比較
基本現象 應用的定則或定律
運動電荷、電流產生磁場 安培定則
磁場對運動電荷、電流有作用力 左手定則
電磁感應 部分導體做切割磁感線運動 右手定則
閉合回路磁通量變化 楞次定律
2.應用技巧
無論是“安培力”還是“洛倫茲力”，只要是“力”都用左手判斷．
“電生磁”或“磁生電”均用右手判斷．
（2024 湖南模擬）探究電磁感應現象的實驗裝置如圖所示，下列操作不能使電流計指針偏轉的是（　　）
A．閉合開關瞬間
B．斷開開關瞬間
C．閉合開關后，拔出線圈A瞬間
D．線圈A放在線圈B中不動
（2024 衡陽模擬）物理學中有很多關于圓盤的實驗，第一個是法拉第圓盤，圓盤全部處于磁場區域，可繞中心軸轉動，通過導線將圓盤圓心和邊緣與外面電阻相連。第二個是阿拉果圓盤，將一銅圓盤水平放置，圓盤可繞中心軸自由轉動，在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉的磁針，第三個是費曼圓盤，一塊水平放置的絕緣體圓盤可繞過其中心的豎直軸自由轉動，在圓盤的中部有一個線圈，圓盤的邊緣固定著若干帶負電的金屬小球。以下說法正確的是（　　）
A．法拉第圓盤在轉動過程中，圓盤中磁通量不變，有感應電動勢，無感應電流
B．阿拉果圓盤實驗中，轉動圓盤，小磁針會同向轉動，反之，轉動小磁針，圓盤則不動
C．費曼圓盤中，當開關閉合的一瞬間，圓盤會順時針（俯視）轉動
D．法拉第圓盤和阿拉果圓盤都是電磁驅動的表現
（2024 廣州二模）如圖，在墻內或地面埋有一根通有恒定電流的長直導線.為探測該導線的走向，現用一個與靈敏電流計（圖中未畫出）串聯的感應線圈進行探測，結果如下表。忽略地磁場的影響，則該導線可能的走向是（　　）
探測 靈敏電流計有無示數
線圈平面平行于地面Oabc 沿Oa方向平移 無
沿Oc方向平移 無
線圈平面平行于墻面Oade 沿Oa方向平移 有
沿Oe方向平移 無
A．Oa方向 B．Ob方向 C．Oc方向 D．Oe方向
（2024 南京模擬）如圖所示，閉合圓形線圈放在范圍足夠大的勻強磁場中，下列說法正確的是（　　）
A．線圈向右平移，線圈中產生感應電流
B．線圈向上平移，線圈中產生感應電流
C．線圈以ab為軸轉動，線圈中產生感應電流
D．線圈以ab為軸轉動，線圈中磁通量不變
（2024 海南）如圖所示，水平桌面上放置閉合導體圓環，圓環某一直徑正上方有通電直導線，下列情況中，閉合圓環中有感應電流產生的是（　　）
A．增大通電直導線中的電流
B．圓環繞圖示直徑旋轉
C．通電直導線豎直向上遠離圓環
D．通電直導線豎直向下靠近圓環
（2023 嘉興一模）如圖所示為一地下電纜探測裝置，圓形金屬線圈可沿水平面不同方向運動，若水平Oxy地面下有一平行于y軸且通有恒定電流I的長直導線，P、M和N為地面上的三點，線圈圓心P點位于導線正上方，MN平行于y軸，PN平行于x軸、PQ關于導線上下對稱。則（　　）
A．電流I在P、Q兩點產生磁感應強度相同
B．電流I在M、N兩點產生磁感應強度大小BM＝BN
C．線圈從P點勻速運動到N點過程中磁通量不變
D．線圈沿y方向勻加速運動時，產生恒定的感應電流
（2022秋 黃浦區期末）如圖，彈簧上端固定，下端懸掛一個磁鐵，磁鐵的N極位于下端。在磁鐵下端放一個固定的閉合金屬圓環，將磁鐵托起到某一高度后放開，發現磁鐵很快地停下（　　）
A．磁鐵和彈簧組成的系統機械能守恒
B．該實驗現象不符合能量守恒定律
C．若磁鐵的S極向下，磁鐵振動時間會變長
D．磁鐵很快停下伴隨著圓環中產生感應電流
（2023 湖北二模）興趣小組利用多匝線圈和靈敏電流計制作了一個簡易的電流探測儀，用于檢測埋在地下的通電導線，如圖（a）所示。地面表層有兩根有絕緣皮包裹的垂直長導線AB、CD，如圖（b）所示。當線圈水平放置沿A1B1快速移動，電流計指針不偏轉。當線圈水平放置沿C1D1方向快速移動，電流計指針偏轉。下列說法正確的是（　　）
A．兩根導線中都有電流
B．兩根導線中都無電流
C．AB中無電流，CD中有電流
D．AB中有電流，CD中無電流
（2023 豐臺區一模）某實驗裝置如圖所示，在鐵芯P上繞著兩個線圈A和B。如果線圈A中電流i與時間t的關系有下圖所示四種情況，那么在t1～t2內，哪種情況可以觀察到線圈B中有變化的感應電流（　　）
A． B．
C． D．
（多選）（2023 重慶模擬）法拉第展示人類歷史上第一臺直流發電機——法拉第圓盤發電機，結構示意圖如圖甲所示，圓盤所處的勻強磁場的磁感應強度為B；如圖乙所示是安裝了汽車防抱死制動系統（ABS）的輪速傳感器示意圖，鐵質齒輪P與車輪同步轉動，它的右側有一個繞著線圈的磁鐵，當輪齒在接近和離開磁鐵時，線圈中出現感應電流。下列說法正確的是（　　）
A．對甲圖，若圓盤不動，磁體轉動（磁感線與盤面垂直），電流表的指針不會偏轉
B．對甲圖，當圓盤的角速度為ω，邊緣的線速度為v，則感應電動勢為
C．對乙圖，穿過線圈的磁通量會發生變化，則此裝置是利用電磁感應現象來測量車輪轉速的
D．對乙圖，同樣初速度的同一輛汽車，安裝了ABS的剎車距離小，不易發生側滑
題型1磁通量及磁通量的變化、感應電流產生的條件
（2021秋 博野縣校級期末）關于產生感應電流的條件，以下說法中正確的是（　　）
A．導體在磁場中運動，導體中就一定有感應電流
B．導體做切割磁感線運動，導體 中就一定有感應電流
C．穿過閉合電路的磁通量不為零，閉合電路中就一定產生感應電流
D．無論什么方法，只要穿過閉合回路的磁通量發生變化，閉合電路中就一定產生感應電流
（2024春 東城區校級期末）如圖所示，A、B兩閉合線圈用同樣的導線繞成，A有10匝，B有20匝，兩線圈半徑之比為2：1。均勻磁場只分布在B線圈內。當磁場隨時間均勻增強時（　　）
A．A中無感應電流
B．B中無感應電流
C．A中磁通量總是等于B中磁通量
D．A中磁通量總是大于B中磁通量
（2024 廣東模擬）如圖所示，勻強磁場中有一個閉合矩形導線框，保持線框平面與磁場垂直，下列過程能使線框中產生感應電流的是（　　）
A．將線框在磁場內左右移動
B．將線框在磁場內上下移動
C．將線框在磁場內前后移動
D．將線框從磁場內移出磁場
題型2楞次定律和右手定則
（2024 江寧區校級模擬）如圖所示，在水平桌面上有一金屬圓環，在它圓心正上方有一豎直放置的條形磁鐵，當條形磁鐵下落時，金屬圓環中將產生俯視順時針的感應電流，可以判定（　　）
A．條形磁鐵的S極朝下
B．環對桌面的壓力將減小
C．環有面積擴大的趨勢
D．磁鐵將受到豎直向下的電磁作用力
（2024 鹽城模擬）如圖所示，在光滑水平桌面上有兩個閉合金屬圓環，在它們圓心連線中點正上方有一個條形磁鐵，當給條形磁鐵一豎直向上的初速度后，磁鐵上升到最高點后下落，在條形磁鐵向下運動的過程中，將會出現的情況是（　　）
A．磁鐵的加速度大于g
B．金屬環對桌面壓力小于自身重力
C．俯視觀察，左邊金屬圓環會產生順時針感應電流
D．兩金屬環將加速靠近（不考慮金屬環之間的作用）
（2024 江西模擬）高速鐵路列車通常使用磁剎車系統，磁剎車工作原理可簡述如下：將磁鐵的N極靠近一塊正在以逆時針方向旋轉的圓形鋁盤，使磁感線總垂直射入鋁盤時，鋁盤隨即減速，如圖所示，圓中磁鐵左方鋁盤的甲區域朝磁鐵方向運動，磁鐵右方的乙區域朝離開磁鐵方向運動，下列說法中正確的是（　　）
A．鋁盤甲區域的感應電流會產生垂直紙面向里的磁場
B．磁場與感應電流的作用力，會產生將鋁盤減速旋轉的阻力
C．感應電流在鋁盤產生的內能，是將鋁盤減速的最主要原因
D．若將實心鋁盤轉換成布滿小空洞的鋁盤，則磁鐵對布滿空洞的鋁盤減速效果比實心鋁盤的效果更好
題型3“三定則、一定律”的綜合應用
（2024 大連二模）如圖，在水平光滑桌面上，固定兩條平行絕緣直導線，通以相同電流，導線之間放置兩個相同的圓形小線圈。當兩側導線中電流同樣增大時，忽略不計兩小線圈之間作用力，則（　　）
A．兩小線圈中感應電流都沿順時針方向
B．兩小線圈中感應電流都沿逆時針方向
C．兩小線圈會相互靠近
D．兩小線圈會相互遠離
（2024 白云區校級模擬）如圖甲所示，連接電流傳感器的線圈套在豎直放置的長玻璃管上。將強磁鐵從離玻璃管上端高為h處由靜止釋放，磁鐵在玻璃管內下落并穿過線圈。t1、t2、t3時刻的電流為0。如圖乙所示是實驗中觀察到的線圈中電流隨時間變化的圖像，空氣阻力不計則（　　）
A．t1～t3過程中線圈對磁鐵作用力方向先向上后向下
B．磁鐵上下翻轉后重復實驗，電流方向先負向后正向
C．t2時刻，穿過線圈磁通量的變化率最大
D．h加倍后重復實驗，電流峰值將加倍
（2024 黃陂區校級二模）利用手機中的磁傳感器可測量埋在地下的水平高壓直流長直電纜的深度。在手機上建立了空間直角坐標系Oxyz后保持手機方位不變，且Oz始終豎直向上，如圖（a）所示。電纜上方的水平地面上有E、F、G、H四個點，如圖（b）所示。EF、GH長均為1.8m且垂直平分。將手機水平貼近地面，電纜通電前將各分量調零，以消除地磁場的影響，通電后測得四點的分量數據見表，其中BxG＝BxH。下列關于電纜中電流的方向和電纜距離地面的深度，判斷正確的是（　　）
位置 Bx/μT By/μT Bz/μT
G BxG 0 0
H BxH 0 0
E 8 0 6
F 8 0 ﹣6
A．電纜中電流沿平行于+y方向，電纜距離地面的深度為1.2m
B．電纜中電流沿平行于+y方向，電纜距離地面的深度為2.4m
C．電纜中電流沿平行于﹣y方向，電纜距離地面的深度為1.2m
D．電纜中電流沿平行于﹣y方向，電纜距離地面的深度為2.4m

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