高考物理一轮复习讲义专题13.1　电磁感应现象　楞次定律（2份打包，原卷版+解析版）

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1.物理观念：
通过实验，理解电磁感应现象。
2.科学思维：
通过实验，掌握楞次定律
3.科学探究：
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。
【讲考点题型】
【知识点一】电磁感应现象的理解和判断
一、磁通量
1．概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S与B的乘积。
2．公式：Φ＝BS；适用条件：匀强磁场；磁感线的方向与平面垂直，即B⊥S。
3．单位：1 Wb＝1_T·m2。
5．意义：磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数。
二、电磁感应现象
1．电磁感应现象
（1）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作电磁感应．
（2）感应电流产生的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化．
2．实质：产生感应电动势，如果电路闭合，则有感应电流．如果电路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流．
【例1】（2022·上海奉贤·二模）扫描隧道显微镜可探测样品表面原子尺寸上的形貌。为了有效减弱外界振动对它的扰动，在其圆盘周边沿其径向对称竖直安装若干对紫铜薄板，图示为其中的一个紫铜薄板，利用磁场来衰减其微小振动，按四种方法施加恒定磁场，则对铜板上下及其左右振动的衰减最有效的方法是（ ）
A．B．
C．D．
【素养升华】本题考察的学科素养主要是物理观念和科学探究。
【变式训练1】（多选）（2022·山东聊城一中高三开学考试）“让体育走进生活，让体育锻炼人人可为、人人爱为，既是体育强国建设的目标，也是推动人的全面发展的重要途径”。深受喜爱的健身车的磁控阻力原理如图所示，在铜质飞轮的外侧有一些磁铁（与飞轮不接触），人在健身时带动飞轮转动，磁铁会对飞轮产生阻碍，拉动控制拉杆可以改变磁铁与飞轮间的距离。则（ ）
A．飞轮受到阻力大小与其材料密度有关
B．飞轮受到阻力大小与其材料电阻率无关
C．飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，其受到的阻力越大
D．磁铁与飞轮间距离不变时，飞轮转速越大，其受到的阻力越大
【方法总结】
1．常见的产生感应电流的三种情况
2．判断电路中能否产生感应电流的一般流程
【知识点二】感应电流方向的判断
1．用楞次定律判断
（1）楞次定律中“阻碍”的含义：
2．用右手定则判断
该方法只适用于切割磁感线产生的感应电流，注意三个要点：
（1）掌心——磁感线垂直穿入掌心；
（2）拇指——指向导体运动的方向；
（3）四指——指向感应电流的方向．
【特别提醒】判断感应电流方向的两种方法
方法一 用楞次定律判断
方法二 用右手定则判断
该方法适用于切割磁感线产生的感应电流。判断时注意掌心、拇指、四指的方向：
（1）掌心——磁感线垂直穿入；
（2）拇指——指向导体运动的方向；
（3）四指——指向感应电流的方向。
【例2】（2022·北京·高考真题）如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（ ）
A．线框中产生的感应电流方向为 SKIPIF 1 < 0
B．线框中产生的感应电流逐渐增大
C．线框 SKIPIF 1 < 0 边所受的安培力大小恒定
D．线框整体受到的安培力方向水平向右
【素养升华】本题考察的学科素养主要是科学思维。
【变式训练2】（2022·云南省玉溪第一中学高三开学考试）如图，面积为 SKIPIF 1 < 0 的50匝线圈处于匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面向里。已知磁感应强度以0.5T/s的变化率增强，定值电阻 SKIPIF 1 < 0 ，线圈电阻 SKIPIF 1 < 0 ，不计其它电阻。下列说法正确的是（ ）
A．线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向B．线圈中产生的感应电动势大小为E=75V
C．通过 SKIPIF 1 < 0 的电流为I=5AD．ab两端的电压为U=4V
【技巧总结】判断感应电流方向的“四步法”
【知识点三】楞次定律推论的应用
安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的应用对比
【方法提炼】1.左、右手定则巧区分
（1）区分左手定则和右手定则的根本是抓住“因果关系”：“因电而动”——用左手，“因动生电”——用右手。
（2）使用中左手定则和右手定则很容易混淆，为了便于记忆，可把两个定则简单地总结为通电受力，“力”的最后一笔“丿”向左，用左手；运动生电，“电”的最后一笔“乚”向右，用右手。
2.解题思路
（1）应用楞次定律时，一般要用到安培定则来分析原来磁场的分布情况．
（2）研究感应电流受到的安培力，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力的方向，或者直接应用楞次定律的推论确定．
（3）“三定则、一定律”中只要是涉及力的判断都用左手判断，涉及“电生磁”或“磁生电”的判断都用右手判断，即“左力右电”．
【例3】（2022·安徽·合肥市第八中学模拟预测）如图，一个有小缺口ab的圆形导线圈固定在绝缘的水平面上，c为线圈上的一点，圆弧bc小于半圆。一个条形磁铁N极向下，沿着线圈的竖直轴线向下运动，在靠近线圈的过程中（ ）
A．a点电势比b点的电势高
B．a点电势比b点的电势低
C．若用相同导线将ab接通，b点的电势比c点高
D．若用相同导线将ab接通，b点的电势比c点低
【素养升华】本题考察的学科素养主要是科学思维。
【变式训练3】（多选）（2022·四川省泸县第二中学模拟预测）如图甲所示，螺线管 SKIPIF 1 < 0 穿过一固定圆形线圈 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 中通有变化电流 SKIPIF 1 < 0 ，规定如图乙所示的电流方向为正，电流随时间变化的规律如图所示，则（ ）
A． SKIPIF 1 < 0 时刻，线圈 SKIPIF 1 < 0 有收缩的趋势B． SKIPIF 1 < 0 时刻，线圈 SKIPIF 1 < 0 中没有电流
C． SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 中电流在增大D． SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 中磁通量的变化率增大
【规律方法】楞次定律中“阻碍”的问题的思路
【知识点四】探究影响感应电流方向的因素
【例4】（2022·全国·高三课时练习）在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中：
（1）先观察电流表指针偏转方向与________方向的对应关系，查明线圈中导线的绕向，以便从指针的偏转方向确定感应电流的磁场方向。
（2）下表为某同学记录的实验现象：
①由实验记录1、3得出的结论：穿过闭合回路的磁通量________时，感应电流的磁场与原磁场方向________。
②由实验记录2、4得出的结论：穿过闭合回路的磁通量________时，感应电流的磁场与原磁场方向________。
③由实验记录1、2、3、4得出的结论是：______。
【素养提升】本题考察的学科素养主要是科学探究。
【变式训练4】（2022·四川省内江市第一中学高三开学考试）（1）探究电磁感应现象应选用如图___________（选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验。
（2）在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则：在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中电流表的指针将___________偏转，（选填“向左”、“向右”或“不发生”）；在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，电流表的指针将___________偏转；（选填“向左”、“向右”或“不发生”）。
（3）在图丁中，R为光敏电阻，轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流方向为___________（选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将___________（选填“向左”或“向右”）运动。
【操作要领】
（1）确定电流计指针偏转方向与电流流向的关系。
（2）利用图甲研究开关闭合、断开、滑动变阻器滑动触头移动时电流计指针偏转方向。
（3）利用图乙研究条形磁铁N极向下（或S极向下）插入、抽出时电流计指针偏转方向。内容
例证
阻碍原磁通量变化——“增反减同”
磁铁靠近线圈，B感与B原方向相反
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”
P、Q是光滑固定导轨，a、b是可动金属棒，磁铁下移，a、b靠近
阻碍原电流的变化——“增反减同”
合上S，B先亮
基本现象
因果关系
应用规律
运动电荷、电流产生磁场
因电生磁
安培定则
磁场对运动电荷、电流有作用力
因电受力
左手定则
部分导体做切割磁感线运动
因动生电
右手定则
闭合回路磁通量变化
因磁生电
楞次定律
序号
磁体磁场的方向
（正视）
磁体运动
情况
指针偏转
情况
感应电流的磁场方向（正视）
1
向下
插入线圈
向左
向上
2
向下
拔出线圈
向右
向下
3
向上
插入线圈
向右
向下
4
向上
拔出线圈
向左
向上