高考物理一轮考点复习精讲精练第23讲　电磁感应现象 楞次定律（2份，原卷版+解析版）

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目录
TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc134648903" 考点一 电磁感应现象的判断 PAGEREF _Tc134648903 \h 1
\l "_Tc134648904" 考点二 楞次定律的应用 PAGEREF _Tc134648904 \h 1
\l "_Tc134648905" 考点三 三定则一定律的综合应用 PAGEREF _Tc134648905 \h 4
\l "_Tc134648906" 练出高分 PAGEREF _Tc134648906 \h 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
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→MB．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=T8时刻，圆环有收缩的趋势
B．t=T4时刻，圆环中感应电流最大
C．t=3T8时刻，圆环有收缩的趋势
D．t=T8和t=3T8时刻，圆环内有相同的感应电流
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，感应电流仍存在
C．俯视，乙中感应电流的方向为逆时针方向；当乙稳定后，感应电流消失
D．俯视，乙中感应电流的方向为逆时针方向；当乙稳定后，感应电流仍存在
10．长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如图甲所示。长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的电流，i﹣t图象如图乙所示。规定沿长直导线方向上的电流为正方向。关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是（ ）
A．由顺时针方向变为逆时针方向
B．由逆时针方向变为顺时针方向
C．由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向
D．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向
二．多选题（共2小题）
11．如图甲所示，某同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，t2时刻电流为0，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．在t2时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为0
B．在t1到t2时间内，强磁铁的加速度大于重力加速度
C．强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下
D．在t1到t3的时间内，强磁铁重力势能的减少量大于其动能的增加量
12．下图中能产生感应电流的是（ ）
A．甲图中两根导体棒以一定的速度向相反方向运动
B．乙图中导体框以一定的速度水平向右运动
C．丙图中环形导线正上方通入逐渐增大的电流
D．丁图中条形磁铁水平向右靠近环形导体
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