高考物理一轮复习讲义55　第十一章　第1节　电磁感应现象　楞次定律

这是一份高考物理一轮复习讲义55　第十一章　第1节　电磁感应现象　楞次定律，共12页。
[学习目标] 1．知道电磁感应现象的产生条件并会分析解决实际问题。
2．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。
3．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。
1．磁通量
(1)公式：Φ＝____，其中S为与磁场方向垂直的平面面积。
(2)单位：韦伯(Wb)。
(3)物理意义：形象地表示穿过某一面积的磁感线条数的多少。
(4)磁通量变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1。
2．电磁感应现象
(1)产生感应电流的条件
①条件：穿过闭合电路的______发生变化。
②特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做____磁感线运动。
(2)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____。
3．感应电流方向的判定
(1)楞次定律
①内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要____引起感应电流的______的变化。
②适用范围：一切电磁感应现象。
(2)右手定则
①内容：如图，伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让______从掌心进入，并使拇指指向________的方向，这时四指所指的方向就是________的方向。
②适用情况：导线____磁感线产生感应电流。

1．易错易混辨析
(1)磁通量大小与线圈匝数有关。( )
(2)只要磁通量发生变化就一定有感应电流。( )
(3)感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。( )
(4)由楞次定律知，感应电流的磁场只起到阻碍作用而不能阻止。( )
(5)当闭合回路里有导线切割磁感线，则电路中就一定有感应电流。( )
2．(鲁科版必修第三册改编)如图所示，条形磁铁以速度v向螺线管靠近时，下面几种说法正确的是( )
A．螺线管中不会产生感应电流
B．螺线管中会产生感应电流
C．只有磁铁速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流
D．只有在磁铁的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流
3．(人教版选择性必修第二册改编)如图所示，CDEF是金属框，框内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。当导体AB向右移动时，金属框中CD、EF边的感应电流的方向为( )
A．C→D，E→F B．D→C，E→F
C．C→D，F→E D．D→C，F→E
电磁感应现象的理解及判断
1．常见的产生感应电流的三种情况
2．判断是否产生感应电流的流程
(1)确定研究的回路是否闭合。
(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定穿过该回路的磁通量Φ。
(3)Φ不变→无感应电流
Φ变化→回路不闭合，无感应电流，但有感应电动势回路闭合，有感应电动势，也有感应电流
[典例1] (多选)(2025·八省联考云南卷)法拉第在日记中记录了其发现电磁感应现象的过程，某同学用现有器材重现了其中一个实验。如图所示，线圈P两端连接到灵敏电流计上，线圈Q通过开关S连接到直流电源上。将线圈Q放在线圈P的里面后，则( )
A．开关S闭合瞬间，电流计指针发生偏转
B．开关S断开瞬间，电流计指针不发生偏转
C．保持开关S闭合，迅速拔出线圈Q瞬间，电流计指针发生偏转
D．保持开关S闭合，迅速拔出线圈Q瞬间，电流计指针不发生偏转
[听课记录]



[典例2] (多选)如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO′是它的对称轴，通电直导线AB与OO′平行。若要在线圈中产生感应电流，可行的做法是( )
A．AB中电流I逐渐增大
B．AB中电流I先增大后减小
C．以AB为轴，线圈绕AB顺时针转90°(俯视)
D．线圈绕OO′轴逆时针转90°(俯视)
[听课记录]



楞次定律的理解及应用
1．楞次定律中“阻碍”的含义
2．判断感应电流方向的两种方法
(1)用楞次定律判断
(2)用右手定则判断
该方法适用于部分导体切割磁感线，判断时应注意掌心、四指、拇指的方向。
应用楞次定律判断感应电流的方向
[典例3] (2024·江苏卷)如图所示，在绝缘的水平面上，有两个闭合的线圈a、b，线圈a处在匀强磁场中，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
[听课记录]



应用右手定则判断感应电流的方向
[典例4] 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( )
A B C D
[听课记录]



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。列表说明如下：
“增反减同”的应用
[典例5] 安培曾做过如图所示的实验：把绝缘导线绕制成线圈，在线圈内部悬挂一个用薄铜片做成的圆环，圆环所在平面与线圈轴线垂直，取一条形磁体置于铜环的右侧，条形磁体的右端为N极。闭合开关一段时间后观察，发现铜环静止不动，安培由此错失了发现电磁感应现象的机会。实际上在电路闭合的瞬间，下列现象描述正确的是( )
A．从右向左看，铜环中有逆时针方向的感应电流
B．从右向左看，铜环中有顺时针方向的感应电流
C．铜环仍保持不动
D．铜环会远离磁体
[听课记录]



“来拒去留”的应用
[典例6] 如图所示，质量为m的铜质闭合线圈静置于粗糙水平桌面上。当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时，线圈始终保持不动，重力加速度大小为g。则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况，以下判断正确的是( )
A．FN先大于mg，后小于mg
B．FN一直大于mg
C．Ff先向左，后向右
D．线圈中的电流方向始终不变
[听课记录]



“增缩减扩”“增离减靠”的应用
[典例7] (多选)如图所示，M为水平放置的橡胶圆盘，在其外侧面均匀地带有负电荷。在M正上方用绝缘丝线悬挂一个闭合铝环N，铝环也处于水平面中，且M盘和N环的中心在同一条竖直线O1O2上，现让橡胶圆盘由静止开始绕O1O2轴按图示逆时针方向加速转动(从上往下看)，下列说法正确的是( )
A．铝环N有沿逆时针方向的感应电流(从上往下看)
B．铝环N有扩张的趋势
C．橡胶圆盘M对铝环N的作用力方向竖直向下
D．橡胶圆盘M对铝环N的作用力方向竖直向上
[听课记录]



“三定则一定律”的综合应用
1．“三个定则、一个定律”的应用对比
2．“三个定则、一个定律”的应用技巧
(1)应用楞次定律时，一般要用到右手螺旋定则。
(2)研究感应电流受到的安培力时，一般先用右手定则确定感应电流方向，再用左手定则确定安培力方向，有时也可以直接用楞次定律的推广应用确定。
[典例8] (多选)(2025·山东潍坊模拟)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在外力的作用下运动时，MN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
[听课记录]



分析二次感应问题的两种方法
方法一 程序法(正向推理法)
方法二 逆向推理法
依据二次感应产生的现象，判断二次感应电流的方向
⇩
依据二次感应电流的方向，应用安培定则，判定二次感应电流的磁场的方向，明确它是阻碍一次感应电流产生的磁场的磁通量变化的
⇩
依据楞次定律，得出一次感应电流的磁场的方向及相应的变化的可能情况，从而得到引起磁场变化的一次感应电流的方向与大小的变化情况
⇩
依据一次感应电流的方向及大小的变化情况，判断导体切割磁感线运动的方向与速度变化情况
[典例9] (多选)如图甲所示，等离子气流由左方连续以速度v0射入M和N两板间的匀强磁场中，ab直导线与M、N相连接，线圈A与直导线cd连接，线圈A内有按图乙所示规律变化的磁场，且规定向左为磁场B的正方向，则下列说法正确的是( )
A．0～1 s内，ab、cd导线互相排斥
B．1～2 s内，ab、cd导线互相吸引
C．2～3 s内，ab、cd导线互相吸引
D．3～4 s内，ab、cd导线互相排斥
[听课记录]




1．(2023·海南卷)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，通入顺时针(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
2．(多选)(2023·河北卷)如图1所示，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1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2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
3．如图所示，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到( )
A．拨至M端或N端，圆环都向左运动
B．拨至M端或N端，圆环都向右运动
C．拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动
D．拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动
内容
例证
阻碍原磁通量变化—“增反减同”
磁体靠近线圈，B感与B原反向
阻碍相对运动—“来拒去留”

磁体靠近，是斥力 磁体远离，是引力
使回路面积有扩大或缩小的趋势—“增缩减扩”
P、Q是光滑固定的金属导轨，a、b是可动金属棒，磁体下移，回路面积减小，a、b靠近
B减小，线圈扩张
通过导体远离或靠近来阻碍原磁通量的变化—“增离减靠”
i增大，B远离A
i减小，B靠近A
名称
基本现象
应用的定则
或定律
电流的磁效应
运动电荷、电流产生磁场
右手螺旋定则
(安培定则)
洛伦兹力、安培力
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