高考物理一轮复习 考点精讲 第23讲　电磁感应现象 楞次定律（原卷版）

第23讲电磁感应现象楞次定律目录考点一电磁感应现象的判断 1考点二楞次定律的应用 1考点三三定则一定律的综合应用 4练出高分 7考点一电磁感应现象的判断1．磁通量(1)定义：在匀强磁场中，磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积的乘积．(2)公式：Φ＝BS.适用条件：①匀强磁场．②S为垂直磁场的有效面积．(3)磁通量是标量(填“标量”或“矢量”)．(4)磁通量的意义：①磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数．②同一线圈平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大；当它跟磁场方向平行时，磁通量为零；当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时，磁通量为零．2．电磁感应现象(1)电磁感应现象：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做电磁感应．(2)产生感应电流的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化．产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线圈中就有感应电动势产生．(3)电磁感应现象中的能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能，该过程遵循能量守恒定律．（2023•丰台区二模）某实验小组的同学用如图所示装置研究电磁感应现象，软铁环上绕有M、N两个线圈，M线圈与电源和滑动变阻器相连，N线圈与电流表相连，闭合开关S的瞬间，观察到电流表指针向右偏转。下列说法正确的是（）A．闭合S后，滑片P匀速向上滑动的过程中，电流表指针不偏转 B．闭合S后，滑片P加速向上滑动的过程中，电流表指针向左偏转 C．断开S的瞬间，电流表指针不发生偏转 D．断开S的瞬间，电流表指针向右偏转（2023•湖北二模）兴趣小组利用多匝线圈和灵敏电流计制作了一个简易的电流探测仪，用于检测埋在地下的通电导线，如图（a）所示。地面表层有两根有绝缘皮包裹的垂直长导线AB、CD，如图（b）所示。当线圈水平放置沿A1B1快速移动，电流计指针不偏转。当线圈水平放置沿C1D1方向快速移动，电流计指针偏转。下列说法正确的是（）A．两根导线中都有电流 B．两根导线中都无电流 C．AB中无电流，CD中有电流 D．AB中有电流，CD中无电流（2023•海淀区校级模拟）某同学在“探究感应电流产生的条件”的实验中，将直流电源、滑动变阻器、线圈A（有铁芯）、线圈B、灵敏电流计及开关按图连接成电路。在实验中，该同学发现开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏。由此可以判断，在保持开关闭合的状态下，下列说法错误的是（）A．当线圈A中的铁芯拔出时，灵敏电流计的指针向右偏 B．当滑动变阻器的滑片向M匀速滑动时，灵敏电流计的指针不偏转 C．当滑动变阻器的滑片减速向N端滑动时，电流计指针向左偏 D．让线圈A（有铁芯）、线圈B处于相对静止，它们一起向上运动，电流计指针不偏转（2023•嘉兴一模）如图所示为一地下电缆探测装置，圆形金属线圈可沿水平面不同方向运动，若水平Oxy地面下有一平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线，P、M和N为地面上的三点，线圈圆心P点位于导线正上方，MN平行于y轴，PN平行于x轴、PQ关于导线上下对称。则（）A．电流I在P、Q两点产生磁感应强度相同 B．电流I在M、N两点产生磁感应强度大小BM＝BN C．线圈从P点匀速运动到N点过程中磁通量不变 D．线圈沿y方向匀加速运动时，产生恒定的感应电流（2021•江苏模拟）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，线圈中出现感应电流 B．线圈紧密套在模具上移动过程中不出现感应电流 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考点二楞次定律的应用1．楞次定律(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．2．楞次定律中“阻碍”的含义eq\x(谁阻碍谁)→eq\x(感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场原磁场的磁通量的变化)eq\x(阻碍什么)→eq\x(阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身)eq\x(如何阻碍)→当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同”eq\x(阻碍效果)→eq\x(阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行)3．楞次定律的使用步骤图5（2023•梅河口市校级三模）如图所示的是某教学楼西面墙上的一扇钢窗，将钢窗右侧向外匀速打开，推窗人正好看见夕阳落下。以推窗人的视角来看，在钢窗中地磁场磁通量增大的过程中（）A．钢窗中产生了顺时针电流，感应电动势的大小不变 B．钢窗中产生了逆时针电流，感应电动势的大小是变化的 C．钢窗竖直边框受到地磁场的安培力的方向是不变的 D．钢窗中磁通量最大时，感应电动势也达到最大值（2023•徐汇区二模）一水平固定的长直导线中通以图示方向的恒定电流。导线下方一水平放置的闭合导线框abcd，沿图示方向从远处匀速靠近直导线后又匀速远离。整个过程中，线框ad边中的感应电流方向（）A．始终d→a B．先d→a，再a→d，再d→a C．先d→a，再a→d D．先d→a，再a→d，再d→a，再a→d，再d→a（2023•广州一模）如图，两平行直导线cd和ef竖直放置，通以方向相反、大小相等的恒定电流，a、b、p三个相同的闭合金属圆环位于两导线所在的平面内，a在导线cd的左侧，b在导线ef的右侧，p在导线cd与ef之间，则（）A．穿过p的磁通量为零 B．a、b圆心处的磁场方向相反 C．cd、ef所受到的安培力方向相反 D．a向左平动时产生逆时针方向的感应电流（2023•温州模拟）如图甲所示为某一电磁炮原理示意图，图中有直流电源、电容器，线圈套在中空并内侧光滑的绝缘管上，将直径略小于管内径的金属小球静置于管内。开关S接1使电容器完全充电，开关接2时开始计时，通过线圈的电流随时间的变化规律如图乙所示，金属小球在0﹣t1时间内被加速发射出去（t1时刻刚好运动到右侧管口）。在0﹣t1时间内，下列说法正确的是（）A．小球的加速度一直增大 B．线圈中产生的磁场方向向左 C．小球中产生的涡流一直减小 D．电容器储存的电能全部转化为小球的动能（2023•东乡区校级一模）电磁感应式车速传感器的结构如图甲所示。当车轮转动时，轮轴上的铁质感应转子随其一起转动，转子上的轮齿不断靠近和远离感应线圈，在线圈AB端输出如图乙所示周期变化的感应电压，电控单元ECU根据该电压变化的周期测出车速。下列相关说法正确的是（）A．车速越高，感应电压的周期越大 B．车速越高，感应电压的峰值越小 C．车轮转动时感应转子中不会产生涡流 D．凸齿靠近线圈的过程中，感应电流从B端流入ECU考点三三定则一定律的综合应用1．三定则一定律的比较基本现象应用的定则或定律运动电荷、电流产生磁场安培定则磁场对运动电荷、电流有作用力左手定则电磁感应部分导体做切割磁感线运动右手定则闭合回路磁通量变化楞次定律2.应用技巧无论是“安培力”还是“洛伦兹力”，只要是“力”都用左手判断．“电生磁”或“磁生电”均用右手判断．（2022秋•石家庄期末）国庆阅兵时，我国的JH﹣7型歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向自东向西呼啸而过。该机的翼展为12.7m，机长为22.3m，北京地区地磁场的竖直分量为4.7×10﹣5T，该机水平飞过天安门时的速度为238m/s。下列说法正确的是（）A．该机两翼端的电势差约为0.25V，南面机翼端（飞行员左侧）电势较高 B．该机两翼端的电势差约为0.25V，北面机翼端（飞行员右侧）电势较高 C．该机两翼端的电势差约为0.14V，南面机翼端（飞行员左侧）电势较高 D．该机两翼端的电势差约为0.14V，北面机翼端（飞行员右侧）电势较高（多选）如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现在将垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是（）A．感应电流方向是N→M B．感应电流方向是M→N C．安培力水平向左 D．安培力水平向右如图，边长为d的正方形线圈，从位置A开始向右运动，并穿过宽为L（L＞d）匀强磁场区域到达位置B，则（）A．整个过程，线圈中始终有感应电流 B．整个过程，线圈中始终没有感应电流 C．线圈进入磁场和离开磁场的过程中，线圈中有感应电流，方向都是逆时针方向 D．线圈进入磁场过程中，感应电流的方向为逆时针方向；穿出磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向如图所示，垂直平面向里的匀强磁场右边界为直线，左边界为折线，折线与水平线的夹角均为45°，一个正方形导线框的边长与磁场最小宽度MN均为l，线框从图示位置沿水平线向右匀速穿过磁场过程中，规定线框中逆时针方向为感应电流的正方向，则感应电流随运动距离的变化图像为（）A． B． C． D．2018珠海航展已于2018年11月6﹣11日在珠海国际航展中心举行，其中我国歼10﹣B眼镜蛇飞行表演让飞行爱好者赚足了眼球。如图所示是某飞机在珠海从北往南飞行过程中的一个镜头，当飞机从水平位置飞到竖直位置时，相对于飞行员来说，关于飞机的左右机翼电势高低的说法中正确的是（）A．不管水平飞行还是竖直向上飞行，都是飞机的左侧机翼电势高 B．不管水平飞行还是竖直向上飞行，都是飞行的右侧机翼电势高 C．水平飞行时，飞机的左侧机翼电势高，竖直向上飞行时机翼右侧电势高 D．水平飞行时，飞机的左侧机翼电势低，竖直向上飞行时机翼的左侧电势高。练出高分一．选择题（共10小题）1．如图，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，磁铁的N极位于下端。在磁铁下端放一个固定的闭合金属圆环，将磁铁托起到某一高度后放开，发现磁铁很快地停下（）A．磁铁和弹簧组成的系统机械能守恒 B．该实验现象不符合能量守恒定律 C．若磁铁的S极向下，磁铁振动时间会变长 D．磁铁很快停下伴随着圆环中产生感应电流2．下列给出了与感应电流产生条件相关的四幅情景图，其中判断正确的是（）A．图甲水平放置的圆形线圈正上方通有逐渐减小的电流，圆线圈中没有感应电流 B．图乙正方形金属线圈绕竖直虚线转动的过程中，正方形线圈中不会有感应电流 C．图丙中的闭合导线框以其任何一条边为轴在磁场中旋转，都可以产生感应电流 D．图丁金属杆在F作用下向右运动过程中，若磁场减弱，回路一定会产生感应电流3．某实验装置如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈A和B。如果线圈A中电流i随时间t的关系如图所示的A、B、C、D四种情况，那么在t1到t2这段时间内，四种情况中线圈B中没有感应电流的是（）A． B． C． D．4．如图所示，导线ab和cd互相平行，则下列四种情况下导线中无电流的是（）A．开关S闭合或断开的瞬间 B．开关S是闭合的，但滑动触头向左滑 C．开关S是闭合的，但滑动触头向右滑 D．开关S始终闭合，不滑动触头5．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，当固定线圈上左右突然通过直流电流时，线圈左端的金属环被光滑绝缘杆弹射出去。现在固定线圈左侧同一位置，先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环，且电阻率ρ铜≤ρ铝。闭合开关S的瞬间（）A．从左侧看环中感应电流沿逆时针方向 B．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力 C．若将环放置在线圈右方，环将向左运动 D．电池正负极调换后，金属环仍能向左弹射6．如图（a）所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图（b）所示的交变电流，t＝0时电流方向为顺时针（如图箭头所示），在t1～t2时间段内，对于线圈B，下列说法中正确的是（）A．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势 B．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势 C．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势 D．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势7．如图所示，光滑固定的金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时（重力加速度为g）（）A．P、Q将相互远离 B．磁铁的加速度小于g C．磁铁的加速度等于g D．磁铁下落时势能的减少量等于其动能的增加量8．一个长直密绕螺线管N放在一个金属圆环M的中心，圆环轴线与螺线管轴线重合，如图甲所示。螺线管N通有如图乙所示的电流，下列说法正确的是（）A．t=T8B．t=T4C．t=3T8D．t=T8和9．2020年9月1日消息，广东清远磁浮列车圆满完成整车静态调试，运行试验如图1。图2是磁悬浮的原理图，图中甲是圆柱形磁铁，乙是用高温超导材料制成的超导圆环，将超导圆环乙水平放在磁铁甲上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁甲的上方空中，若甲的N极朝上，在乙放入磁场向下运动的过程中（）A．俯视，乙中感应电流的方向为顺时针方向；当乙稳定后，感应电流消失 B．俯视，乙中感应电流的方向为顺时针方向；当乙稳定后，感