資源簡介 專題 23 電磁感應基本規(guī)律及應用考點 考情 命題方向考點 楞次定律 2024 年高考江蘇卷 1.楞次定律是高考考查頻率較2024 年高考北京卷 高2023 年高考河北卷 的知識點,可能單獨考查,也2023 年高考海南卷 可能與其他知識點結合考查。題型一 電磁感應現(xiàn)象的理解和判斷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(shù).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(shù)和反向穿過的一樣多時,磁通量為零.2.電磁感應現(xiàn)象(1)電磁感應現(xiàn)象:當穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)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(xiàn)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(fā)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(fā)生變化,線圈中就有感應電動勢產生.(3)電磁感應現(xiàn)象中的能量轉化:發(fā)生電磁感應現(xiàn)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.[模型演練1] (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(qū)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(xiàn)[模型演練2] (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(xiàn)用一個與靈敏電流計(圖中未畫出)串聯(lián)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(shù)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[模型演練3] (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=BNC.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題型二 感應電流方向的兩種判斷方法(1)用楞次定律判斷①楞次定律判斷感應電流方向的步驟②楞次定律中“阻礙”的含義:使回路面積有擴大或縮阻礙原磁通量變化— 阻礙相對運動—— 阻礙原電流的變化——小的趨勢——“增縮減—“增反減同” “來拒去留” “增反減同”擴”(2)用右手定則判斷楞次定律、右手定則、左手定則、安培定則的比較應用的定則 安培(右手螺旋)定 左手定則 右手定則則手勢圖因果關系 電生磁 電受力 動生電形象記憶 “磁”的右半邊 “力”的最后一筆 “電”的最后一筆“乚”方“茲”螺旋寫法,用 “丿”方向向左, 向向右,用右手。右手螺旋; 用左手;[模型演練4] (多選)(2024 黑龍江三模)如圖所示,將一通電螺線管豎直放置,螺線管內部形成方向豎直向上、磁感應強度大小為 B=kt(k 為常量,t 為時間)的磁場,在內部用絕緣輕繩懸掛一與螺線管共軸的金屬薄圓管,其電阻率為 ρ、高度為 h,半徑為 r,厚度為 d(d r)。則下列說法正確的是( )A.從上向下看,金屬薄圓管中的感應電流為順時針方向 2B.金屬薄圓管的感應電動勢為 2 3C.金屬薄圓管的熱功率為 2 D.輕繩對金屬薄圓管的拉力大小隨時間減小[模型演練5] (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[模型演練6] (2024 江西模擬)高速鐵路列車通常使用磁剎車系統(tǒng),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(qū)域朝磁鐵方向運動,磁鐵右方的乙區(qū)域朝離開磁鐵方向運動,下列說法中正確的是( )A.鋁盤甲區(qū)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三 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(xiàn)象.2.楞次定律中“阻礙”的含義誰阻礙誰→感應電流的磁場阻礙引起感應電流的磁場 原磁場 的磁通量的變化阻礙什么→阻礙的是磁通量的變化,而不是阻礙磁通量本身如何阻礙→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”阻礙效果→阻礙并不是阻止,只是延緩了磁通量的變化,這種變化將繼續(xù)進行[模型演練7] (2024 白云區(qū)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[模型演練8] (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(huán),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(xiàn)的情況是( )A.磁鐵的加速度大于 gB.金屬環(huán)對桌面壓力小于自身重力C.俯視觀察,左邊金屬圓環(huán)會產生順時針感應電流D.兩金屬環(huán)將加速靠近(不考慮金屬環(huán)之間的作用)[模型演練9] (2024 東城區(qū)二模)如圖甲所示,一輕質彈簧上端固定,下端懸掛一個體積很小的磁鐵,在小磁鐵正下方桌面上放置一個閉合銅制線圈。將小磁鐵從初始靜止的位置向下拉到某一位置后放開,小磁鐵將做阻尼振動,位移 x 隨時間 t 變化的示意圖如圖乙所示(初始靜止位置為原點,向上為正方向,經 t0 時間,可認為振幅 A 衰減到 0)。不計空氣阻力,下列說法正確的是( )A.x>0 的那些時刻線圈對桌面的壓力小于線圈的重力B.x=0 的那些時刻線圈中沒有感應電流C.更換電阻率更大的線圈,振幅 A 會更快地衰減到零D.增加線圈的匝數(shù),t0 會減小,線圈產生的內能不變[模型演練10] (2024 五華區(qū)校級模擬)如圖所示,在光滑的水平桌面上有一根長直通電導線 MN,通有電流 I,方向由 M 到 N,一個邊長為 L 的正方形金屬線框在外力的作用下垂直于導線向右 以 v0 的速度做勻速運動,線框電阻為 R,已知長直導線在其周圍空間產生的磁場大小 B=k ,其中 k 是常數(shù),I 是導線中的電流,r 是空間某點到導線的垂直距離,則當線框運動到左邊框與導線的距離為 L 時,線框中的感應電流的大小及方向為( ) 0 0A. 2 、順時針 B. 、順時針3 0 2 0C. 2 、逆時針 D. 、逆時針[模型演練11] (2024 江門一模)如圖甲所示,列車車頭底部安裝強磁鐵,線圈及電流測量儀埋設在軌道地面(測量儀未畫出),P、Q 為接測量儀器的端口,磁鐵的勻強磁場垂直地面向下、寬度與線圈寬度相同,俯視圖如圖乙。當列車經過線圈上方時,測量儀記錄線圈的電流為 0.12A。磁鐵的磁感應強度為 0.005T,線圈的匝數(shù)為 5,長為 0.2m,電阻為 0.5Ω,則在列車經過線圈的過程中,下列說法正確的是( )A.線圈的磁通量一直增加B.線圈的電流方向先順時針后逆時針方向C.線圈的安培力大小為 1.2×10﹣4ND.列車運行的速率為 12m/s題型四 三定則一定律的應用1.三定則一定律的比較基本現(xiàn)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右手定則線運動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.[模型演練12] (2024 撫順三模)如圖甲所示,固定的矩形銅線框左半部分處于垂直紙面向里的勻強磁場中,當勻強磁場的磁感應強度由 B0 均勻減小到 0 后反向增大到﹣B0,如圖乙所示。關于此過程,下列說法正確的是( )A.銅線框中的自由電子先順時針定向移動、后逆時針定向移動B.銅線框中的自由電子始終逆時針定向移動C.銅線框圍成的面積始終有擴大的趨勢D.銅線框受到的安培力大小不變[模型演練13] (2024 蘭州模擬)“自激發(fā)電機”具有自勵磁的特點,它無需外部勵磁電源就能自行激勵產生磁場。其原理如圖所示:一金屬圓盤在某一大小恒定、方向時刻沿切線方向的外力作用下,在弱的軸向磁場 B 中繞金屬軸 OO'轉動,根據法拉第電磁感應定律,盤軸與盤邊之間將產生感應電動勢,圓盤下方螺旋形導線 M 端通過電刷與盤邊相連,N 端與盤軸相連,MN 中就有感應電流產生,最終回路中的電流會達到穩(wěn)定值,磁場也達到穩(wěn)定值。下列說法正確的是( )A.MN 中的電流方向從 N→MB.圓盤轉動的速度先增大后減小C.MN 中感應電流的磁場方向與原磁場方向相同D.磁場達到穩(wěn)定狀態(tài)后,MN 中不再產生感應電流[模型演練14] (2024 重慶模擬)如圖所示,光滑固定導軌 m、n 水平放置,兩根導體棒 p、q 平行放于導軌上,形成一個閉合回路。當一條形磁鐵從高處下落接近回路時( )A.由于回路磁通量增加,p、q 將互相靠攏B.由于回路磁通量增加,p、q 將互相遠離C.由于 p、q 中電流方向相反,所以 p、q 將互相遠離D.磁鐵的加速度仍為 g[模型演練15] (2024 山西模擬)如圖所示,鋁管豎直立于水平桌面上,小磁體從鋁管正上方由靜止開始下落,在磁體穿過鋁管的過程中,磁體不與管壁接觸且無翻轉,下列說法正確的是( )A.鋁管中產生水平方向的感應電流B.鋁管中產生豎直方向的感應電流C.鋁管對桌面的壓力等于它的重力D.鋁管對桌面的壓力小于它的重力[模型演練16] (多選)(2024 郫都區(qū)校級模擬)某研究性學習小組的同學設計的電梯墜落的應急安全裝置如圖所示,在電梯掛廂上安裝永久磁鐵,并在電梯的井壁上鋪設線圈,這樣可以在電梯突然墜落時減小對人員的傷害。關于該裝置,下列說法正確的是( )A.當電梯墜落至永久磁鐵在線圈 A、B 之間時,閉合線圈 A、B 中的電流方向相同B.當電梯墜落至永久磁鐵在線圈 A、B 之間時,閉合線圈 A、B 中的電流方向相反C.當電梯墜落至永久磁鐵在線圈 A、B 之間時,閉合線圈 A、B 均對電梯的下落起阻礙作用D.當電梯墜落至永久磁鐵在線圈 B 下方時,閉合線圈 A、B 不再對電梯的下落起阻礙作用專題 23 電磁感應基本規(guī)律及應用考點 考情 命題方向考點 楞次定律 2024 年高考江蘇卷 1.楞次定律是高考考查頻率較2024 年高考北京卷 高2023 年高考河北卷 的知識點,可能單獨考查,也2023 年高考海南卷 可能與其他知識點結合考查。題型一 電磁感應現(xiàn)象的理解和判斷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(shù).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(shù)和反向穿過的一樣多時,磁通量為零.2.電磁感應現(xiàn)象(1)電磁感應現(xiàn)象:當穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)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(xiàn)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(fā)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(fā)生變化,線圈中就有感應電動勢產生.(3)電磁感應現(xiàn)象中的能量轉化:發(fā)生電磁感應現(xiàn)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.[模型演練1] (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(qū)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(xiàn)【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。[模型演練2] (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(xiàn)用一個與靈敏電流計(圖中未畫出)串聯(lián)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(shù)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(shù),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(fā)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。[模型演練3] (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=BNC.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(fā)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。題型二 感應電流方向的兩種判斷方法(1)用楞次定律判斷①楞次定律判斷感應電流方向的步驟②楞次定律中“阻礙”的含義:使回路面積有擴大或縮阻礙原磁通量變化— 阻礙相對運動—— 阻礙原電流的變化——小的趨勢——“增縮減—“增反減同” “來拒去留” “增反減同”擴”(2)用右手定則判斷楞次定律、右手定則、左手定則、安培定則的比較應用的定則 安培(右手螺旋)定 左手定則 右手定則則手勢圖因果關系 電生磁 電受力 動生電形象記憶 “磁”的右半邊 “力”的最后一筆 “電”的最后一筆“乚”方“茲”螺旋寫法,用 “丿”方向向左, 向向右,用右手。右手螺旋; 用左手;[模型演練4] (多選)(2024 黑龍江三模)如圖所示,將一通電螺線管豎直放置,螺線管內部形成方向豎直向上、磁感應強度大小為 B=kt(k 為常量,t 為時間)的磁場,在內部用絕緣輕繩懸掛一與螺線管共軸的金屬薄圓管,其電阻率為 ρ、高度為 h,半徑為 r,厚度為 d(d r)。則下列說法正確的是( )A.從上向下看,金屬薄圓管中的感應電流為順時針方向 2B.金屬薄圓管的感應電動勢為 2 3C.金屬薄圓管的熱功率為 2 D.輕繩對金屬薄圓管的拉力大小隨時間減小【解答】解:A.穿過金屬薄圓管的磁通量向上逐漸增加,則根據楞次定律可知,從上向下看,金屬薄圓管中的感應電流為順時針方向,故 A 正確; B.由法拉第電磁感應定律可知,金屬薄圓管的感應電動勢大小為 E = 2 = kπr2故 B 錯誤;2 C.由電阻定律可知,金屬薄圓管的電阻為 R = ρ 2 2 3金屬薄圓管的熱功率大小為 P = = 2 故 C 正確;D.根據左手定則可知,金屬薄圓管中各段所受的受安培力方向指向圓管的軸線,則輕繩對金屬薄圓管的拉力的合力大小始終等于金屬薄圓管的重力不隨時間變化,故 D 錯誤。故選:AC。[模型演練5] (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。[模型演練6] (2024 江西模擬)高速鐵路列車通常使用磁剎車系統(tǒng),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(qū)域朝磁鐵方向運動,磁鐵右方的乙區(qū)域朝離開磁鐵方向運動,下列說法中正確的是( )A.鋁盤甲區(qū)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(qū)域中的磁通量向里增大,由楞次定律可知,甲區(qū)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。題型三 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(xiàn)象.2.楞次定律中“阻礙”的含義誰阻礙誰→感應電流的磁場阻礙引起感應電流的磁場 原磁場 的磁通量的變化阻礙什么→阻礙的是磁通量的變化,而不是阻礙磁通量本身如何阻礙→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”阻礙效果→阻礙并不是阻止,只是延緩了磁通量的變化,這種變化將繼續(xù)進行[模型演練7] (2024 白云區(qū)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 = 2 ,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 2gh,同時下降 2h 時的速度大體上接近下降 h 時的 2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 2倍,故 D錯誤。故選:B。[模型演練8] (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(huán),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(xiàn)的情況是( )A.磁鐵的加速度大于 gB.金屬環(huán)對桌面壓力小于自身重力C.俯視觀察,左邊金屬圓環(huán)會產生順時針感應電流D.兩金屬環(huán)將加速靠近(不考慮金屬環(huán)之間的作用)【解答】解:AB、條形磁鐵向下運動,穿過兩個圓環(huán)的磁通量增加,金屬環(huán)將產生感應電流,金屬環(huán)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(huán)對桌面的壓力大于自身重力,故 AB 錯誤;C、穿過金屬環(huán)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(huán)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(huán)有向左運動的趨勢,同理右圓環(huán)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。[模型演練9] (2024 東城區(qū)二模)如圖甲所示,一輕質彈簧上端固定,下端懸掛一個體積很小的磁鐵,在小磁鐵正下方桌面上放置一個閉合銅制線圈。將小磁鐵從初始靜止的位置向下拉到某一位置后放開,小磁鐵將做阻尼振動,位移 x 隨時間 t 變化的示意圖如圖乙所示(初始靜止位置為原點,向上為正方向,經 t0 時間,可認為振幅 A 衰減到 0)。不計空氣阻力,下列說法正確的是( )A.x>0 的那些時刻線圈對桌面的壓力小于線圈的重力B.x=0 的那些時刻線圈中沒有感應電流C.更換電阻率更大的線圈,振幅 A 會更快地衰減到零D.增加線圈的匝數(shù),t0 會減小,線圈產生的內能不變【解答】解:A.根據“來拒去留”,則 x>0 的那些時刻,當磁鐵遠離線圈向上運動時,磁鐵對線圈有向上的作用力,此時線圈對桌面的壓力小于線圈的重力,當磁鐵靠近線圈向下運動時,磁鐵對線圈有向下的作用力,此時線圈對桌面的壓力大于線圈的重力,故 A 錯誤;B.x=0 的那些時刻磁鐵的速度最大,則穿過線圈的磁通量變化率最大,則線圈中有感應電流,故 B 錯誤;C.更換電阻率更大的線圈,線圈中產生的感應電流會變小,線圈中產生的感應電流的磁場變弱,對磁鐵的“阻礙”作用變弱,則振幅 A 會更慢慢地衰減到零,故 C 錯誤;D.增加線圈的匝數(shù),線圈中產生的感應電動勢變大,感應電流變大,機械能很快就轉化為內能,則 to 會減小,由于開始時線圈的機械能不變,則線圈產生的內能不變,故 D 正確。故選:D。[模型演練10] (2024 五華區(qū)校級模擬)如圖所示,在光滑的水平桌面上有一根長直通電導線 MN,通有電流 I,方向由 M 到 N,一個邊長為 L 的正方形金屬線框在外力的作用下垂直于導線向右 以 v0 的速度做勻速運動,線框電阻為 R,已知長直導線在其周圍空間產生的磁場大小 B=k ,其中 k 是常數(shù),I 是導線中的電流,r 是空間某點到導線的垂直距離,則當線框運動到左邊框與導線的距離為 L 時,線框中的感應電流的大小及方向為( ) 0 0A. 2 、順時針 B. 、順時針3 0 2 0C. 2 、逆時針 D. 、逆時針【解答】解:由右手螺旋定則可知導線在右側產生的磁場方向是垂直于紙面向里,根據磁場大小 B=k 可知,導線右側磁場的大小為逐漸減小,所以在線框向右運動的過程中磁通量逐漸減小,由楞次定律可知感應電流方向為順時針;其次,線框產生的總電動勢等于左右兩邊導線切割磁感線產生的電動勢疊加而成,即 0E = 左 0 ― 右 0 = ( 左 ― 若) 0 = ( ― 2 ) 0 = 2 , 0故感應電流的大小 I = = 2 ,故 A 正確,BCD 錯誤。故選:A。[模型演練11] (2024 江門一模)如圖甲所示,列車車頭底部安裝強磁鐵,線圈及電流測量儀埋設在軌道地面(測量儀未畫出),P、Q 為接測量儀器的端口,磁鐵的勻強磁場垂直地面向下、寬度與線圈寬度相同,俯視圖如圖乙。當列車經過線圈上方時,測量儀記錄線圈的電流為 0.12A。磁鐵的磁感應強度為 0.005T,線圈的匝數(shù)為 5,長為 0.2m,電阻為 0.5Ω,則在列車經過線圈的過程中,下列說法正確的是( )A.線圈的磁通量一直增加B.線圈的電流方向先順時針后逆時針方向C.線圈的安培力大小為 1.2×10﹣4ND.列車運行的速率為 12m/s【解答】解:A.列車經過線圈的上方時,穿過線圈的磁通量向下,先增大后減小,故 A 錯誤;B.在列車經過線圈的上方時,由于列車上的磁場的方向向下,所以線圈內的磁通量方向向下,先增大后減小,根據楞次定律可知,線圈中的感應電流的方向為先逆時針,再順時針方向。故 B錯誤;C.線圈受到的安培力大小為 F=nBIlL=5×0.005×0.12×0.2N=6×10﹣4N,故 C 錯誤;D.導線切割磁感線的電動勢為 E=nBlv 根據閉合電路歐姆定律可得I = 聯(lián)立解得 v=12m/s故 D 正確。故選:D。題型四 三定則一定律的應用1.三定則一定律的比較基本現(xiàn)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右手定則線運動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.[模型演練12] (2024 撫順三模)如圖甲所示,固定的矩形銅線框左半部分處于垂直紙面向里的勻強磁場中,當勻強磁場的磁感應強度由 B0 均勻減小到 0 后反向增大到﹣B0,如圖乙所示。關于此過程,下列說法正確的是( )A.銅線框中的自由電子先順時針定向移動、后逆時針定向移動B.銅線框中的自由電子始終逆時針定向移動C.銅線框圍成的面積始終有擴大的趨勢D.銅線框受到的安培力大小不變【解答】解:AB、開始時穿過線圈的磁通量向里減少,后來穿過線圈的磁通量向外增大,根據楞次定律,變化的磁場始終產生順時針方向的感應電流,銅線框中的自由電子始終沿逆時針定向移動,故 A 錯誤、B 正確;C、穿過銅線框的磁通量先減小后反向增大,銅線框圍成的面積先有擴大的趨勢、后有縮小的趨勢,故 C 錯誤;D、磁場的磁感應強度均勻變化,根據法拉第電磁感應定律可知回路中產生的感應電動勢不變,結合閉合電路的歐姆定律可知通過銅線框的電流不變,而磁感應強度先減小后反向增大,根據 F=BIL 可知銅線框受到的安培力大小先減小后增大,故 D 錯誤。故選:B。[模型演練13] (2024 蘭州模擬)“自激發(fā)電機”具有自勵磁的特點,它無需外部勵磁電源就能自行激勵產生磁場。其原理如圖所示:一金屬圓盤在某一大小恒定、方向時刻沿切線方向的外力作用下,在弱的軸向磁場 B 中繞金屬軸 OO'轉動,根據法拉第電磁感應定律,盤軸與盤邊之間將產生感應電動勢,圓盤下方螺旋形導線 M 端通過電刷與盤邊相連,N 端與盤軸相連,MN 中就有感應電流產生,最終回路中的電流會達到穩(wěn)定值,磁場也達到穩(wěn)定值。下列說法正確的是( )A.MN 中的電流方向從 N→MB.圓盤轉動的速度先增大后減小C.MN 中感應電流的磁場方向與原磁場方向相同D.磁場達到穩(wěn)定狀態(tài)后,MN 中不再產生感應電流【解答】解:A.根據右手定則知,MN 中的電流方向從 M→N,故 A 錯誤;B.圓盤在大小恒定、方向時刻沿切線方向的外力作用下,轉動的速度先越來越大,磁場也越來越大,根據法拉第電磁感應定律 E=BLv知產生的電動勢也越來越大,流過電阻 R 的電流也越來越大,最終回路中的電流達到穩(wěn)定值,磁場也達到穩(wěn)定狀態(tài),則圓盤轉動的速度也達到穩(wěn)定值,故 B 錯誤;C.根據右手螺旋定則判斷知 MN 中感應電流的磁場方向與原磁場方向相同,故 C 正確;D.可將圓盤看成若干個沿著半徑方向的幅條組成,因此在任何時刻都有幅條切割磁感線,故磁場達到穩(wěn)定狀態(tài)后,MN 中也產生感應電流,故 D 錯誤。故選:C。[模型演練14] (2024 重慶模擬)如圖所示,光滑固定導軌 m、n 水平放置,兩根導體棒 p、q 平行放于導軌上,形成一個閉合回路。當一條形磁鐵從高處下落接近回路時( )A.由于回路磁通量增加,p、q 將互相靠攏B.由于回路磁通量增加,p、q 將互相遠離C.由于 p、q 中電流方向相反,所以 p、q 將互相遠離D.磁鐵的加速度仍為 g【解答】解:ABC、當一條形磁鐵從高處下落接近回路時,穿過回路的磁通量增加,根據楞次定律:感應電流的磁場總是阻礙磁通量的變化,可知,p、q 將互相靠攏,回路的面積減小一點,使穿過回路的磁場減小一點,起到阻礙原磁通量增加的作用,故 A 正確,BC 錯誤。D、由于磁鐵受到向上的安培力作用,所以合力小于重力,磁鐵的加速度一定小于 g,故 D 錯誤。故選:A。[模型演練15] (2024 山西模擬)如圖所示,鋁管豎直立于水平桌面上,小磁體從鋁管正上方由靜止開始下落,在磁體穿過鋁管的過程中,磁體不與管壁接觸且無翻轉,下列說法正確的是( )A.鋁管中產生水平方向的感應電流B.鋁管中產生豎直方向的感應電流C.鋁管對桌面的壓力等于它的重力D.鋁管對桌面的壓力小于它的重力【解答】解:AB、磁鐵下落過程中,鋁管的磁通量發(fā)生變化,根據右手定則可以判斷,產生水平方向的感應電流,故 A 正確,B 錯誤;CD、磁鐵下落過程中,根據“來拒去留”可知,鋁管受向下的作用力,故鋁管對桌面的壓力大于其重力,故 CD 錯誤。故選:A。[模型演練16] (多選)(2024 郫都區(qū)校級模擬)某研究性學習小組的同學設計的電梯墜落的應急安全裝置如圖所示,在電梯掛廂上安裝永久磁鐵,并在電梯的井壁上鋪設線圈,這樣可以在電梯突然墜落時減小對人員的傷害。關于該裝置,下列說法正確的是( )A.當電梯墜落至永久磁鐵在線圈 A、B 之間時,閉合線圈 A、B 中的電流方向相同B.當電梯墜落至永久磁鐵在線圈 A、B 之間時,閉合線圈 A、B 中的電流方向相反C.當電梯墜落至永久磁鐵在線圈 A、B 之間時,閉合線圈 A、B 均對電梯的下落起阻礙作用D.當電梯墜落至永久磁鐵在線圈 B 下方時,閉合線圈 A、B 不再對電梯的下落起阻礙作用【解答】解:AB.當電梯墜落在 AB 之間時,磁鐵在線圈 A 中產生向上的磁場減弱,根據楞次定律,則線圈 A 中會產生逆時針電流(俯視),磁鐵在線圈 B 中產生向上的磁場增強,根據楞次定律,則 B 中產生順時針電流(俯視),所以 A 和 B 中電流方向相反,故 A 錯誤,B 正確;CD.若電梯突然墜落,線圈內的磁通量發(fā)生變化,將在兩個線圈中產生感應電流,兩個線圈的感應電流都會有來拒去留的效果,都會阻礙磁鐵的相對運動,但不能阻止磁鐵的運動,可起到應急避險作用,故 C 正確,D 錯誤。故選:BC。 展開更多...... 收起↑ 資源列表 專題23 電磁感應基本規(guī)律及應用(學生版) 2025年高考物理熱點知識講練與題型歸納(全國通用).pdf 專題23 電磁感應基本規(guī)律及應用(教師版) 2025年高考物理熱點知識講練與題型歸納(全國通用).pdf 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫