高考物理一轮复习核心考点精讲精练考点46 电磁感应现象 楞次定律（2份，原卷版+解析版）

这是一份高考物理一轮复习核心考点精讲精练考点46 电磁感应现象 楞次定律（2份，原卷版+解析版），共6页。试卷主要包含了 高考真题考点分布， 命题规律及备考策略，“阻碍”的含义及步骤等内容，欢迎下载使用。
1. 高考真题考点分布
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】高考对楞次定律和右手定则的考查形式多以选择题的形式，题目较为简单，同时，这两部分内容会在某些有关电磁感应的综合性的计算题中会有应用。
【备考策略】
1.理解和掌握楞次定律、右手定则。
2.能够利用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向。
【命题预测】重点关注楞次定律和右手定则的应用。
一、磁通量
1．概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的平面，其面积S与B的乘积叫作穿过这个面积的磁通量。
2．公式：Φ＝BS，单位是韦伯，符号是Wb。
3．适用条件
(1)匀强磁场。
(2)S为垂直于磁场的有效面积。
4．物理意义：相当于穿过某一面积的磁感线的条数。
5．磁通量的变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S2－B1S1。
二、电磁感应现象
1．定义：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．感应电流的产生条件
(1)表述一：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。
(2)表述二：穿过闭合电路的磁通量发生变化。
3．实质
电磁感应现象的实质是产生感应电动势，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。
三、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阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
(2)适用范围：一切电磁感应现象。
2．右手定则
(1)内容：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个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
(2)适用情况：导线切割磁感线产生感应电流。
考点一 电磁感应现象
考向1 磁通量及磁通量的变化
1.磁通量的计算
(1)公式：Φ＝BS。
适用条件：①匀强磁场；②磁场与平面垂直。
(2)若磁场与平面不垂直，应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积，Φ＝BScs θ。式中Scs θ即为平面S在垂直于磁场方向上的投影面积，也称为“有效面积”(如图所示)。
2．判断磁通量是否变化的方法
(1)根据公式Φ＝BS sin θ(θ为B与S间的夹角)判断。
(2)根据穿过平面的磁感线的条数是否变化判断。
1．如图所示，矩形线圈abcd与有界的匀强磁场垂直，线圈的一半在磁场内，已知线圈的面积为2S，磁场的磁感应强度为B，规定图示位置穿过线圈的磁通量为正，以下说法正确的是（ ）
A．在图示位置时穿过线圈的磁通量为
B．线圈以ab为轴转过时穿过线圈的磁通量为BS
C．线圈以ab为轴转过时穿过线圈的磁通量为
D．线圈以cd为轴转过时穿过线圈的磁通量为
2．如图所示，、两同心圆线圈的匝数分别为匝和匝，线圈半径分别为和。分布着磁感应强度大小为的匀强磁场的圆形区域的边缘恰好与线圈重合，则下列说法正确的是（ ）
A．穿过、两线圈磁通量相同
B．穿过线圈的磁通量比的大
C．穿过线圈的磁通量比的大
D．因为不知道匝数和的大小关系，所以无法比较穿过、两线圈的磁通量大小
考向2 感应电流产生的条件
1．判断感应电流有无的方法
2．产生感应电流的三种常见情况
3．如图所示，在闭合电键K后，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有（ ）
A．把滑动变阻器R的滑片右移B．把线圈P中的铁心抽出
C．把线圈Q靠近线圈PD．把电键K断开
4．如图所示，在水平地面上建立平面直角坐标系xOy，直线1、2、3平行于y轴，直线4、5平行于x轴。若地下平行于y轴方向埋着一根通有恒定直流电的线缆，为了准确定位线缆的位置和走向，一圆形金属线圈在水平地面上分别沿直线1、2、3从x轴往y轴正方向匀速移动，或沿直线4、5从y轴往x轴正方向匀速移动，则下列说法正确的是（ ）
A．线圈沿着直线1、2、3中的某条线移动时没有产生感应电流，则该条线的正下方一定没有线缆
B．线圈沿着直线1、2、3中的某条线移动时没有产生感应电流，则该条线的正下方一定有线缆
C．线圈沿着直线4、5移动的过程中，感应电流反向时，则该位置的正下方有线缆
D．线圈沿着直线4、5移动的过程中，磁通量为零时，则该位置的正下方有线缆
考点二 楞次定律和右手定则
考向1 楞次定律的理解及应用
1.内容：感应电流具有这样的方向，即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.适用范围：一切电磁感应现象
3.“阻碍”的含义及步骤
5．某品牌电瓶车的动能回收系统的结构原理如图所示，传动轴与磁铁固定连接，当车辆下坡时，车轮通过传动装置带动磁铁在绕有多匝线圈的铁芯间转动，线圈通过端给电池充电，不考虑磁铁转速的变化，穿过线圈的磁通量按正弦（或余弦）规律变化，某时刻磁铁的位置和转动方向如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．在图示位置，线圈中的感应电动势最大
B．从图示位置开始的一小段时间内，线圈端的电势比端高
C．从图示位置转过时，线圈中的感应电动势最大
D．从图示位置转过时，线圈端的电势比端高
6．图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其 “发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置，P、Q端与门铃（图中未画出）连接构成回路。下列说法正确的是（ ）
A．按下按钮的过程，螺线管P端电势较高
B．松开按钮的过程，螺线管Q端电势较高
C．按下和松开按钮的过程，螺线管产生的感应电流方向相同
D．按下和松开按钮的过程，螺线管所受磁铁的安培力方向相反
考向2 右手定则的应用
1.内容：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个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
2.适用情况：导线切割磁感线产生感应电流。
3.右手定则应用“三注意”：
①磁感线必须垂直穿入掌心。
②拇指指向导体运动的方向。
③四指所指的方向为感应电流方向。
7．如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈相连。导线圈在的中间，与共面放置。要使中获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒的运动情况可能是（ ）
A．向右匀速运动B．向右加速运动C．向左加速运动D．向左减速运动
8．如图所示，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场中。电路通过电刷c、d分别与圆盘的边缘和铜轴接触良好，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻为R，先将开关闭合，待圆盘转速稳定后再断开开关，不计一切摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A．闭合开关时，从上往下看圆盘逆时针转动
B．闭合开关转速稳定时，流过圆盘的电流不为零
C．断开开关时，a点电势低于b点电势
D．断开开关后，流过电阻R上的电流方向与原电流方向相反
考向3 楞次定律推论的应用
9．如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（ ）
A．线圈a中将产生沿顺时针方向（俯视）的感应电流
B．穿过线圈a的磁通量减小
C．线圈a有扩张的趋势
D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大
10．如图所示，金属导体圆环用绝缘支架固定在铁架台上，圆环面水平。在圆环正上方，一质量为m，可视为质点的小磁铁通过细线吊在铁架台的横杆上，细线与圆环的轴线重合，小磁铁距铁架台底面的高度为h。现剪断细线，小磁铁沿圆环轴线下落到铁架台底面上。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．小磁铁落在铁架台底面上时的速度大小为
B．小磁铁下落的整个过程中，加速度先小于g后大于g
C．在小磁铁下落的整个过程中，圆环对小磁铁的作用力先竖直向上后竖直向下
D．在小磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流先逆时针后顺时针（从上往下看）
考点三 探究影响感应电流方向的因素
考向 实验原理及操作
1.实验思路
条形磁体通过插入或拔出线圈来改变穿过螺线管的磁通量，利用电流表指针的偏转方向判断感应电流的方向。
2.实验现象
3．实验结论
当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同。
11．同学们在学习了感应电流产生的条件后，想通过实验探究影响感应电流方向的因素，实验过程如下：
（1）按照图1所示电路连接器材，闭合电键，电流表指针向右偏转，对调电源正负极，重复以上操作。该步骤目的是获得电流表指针偏转方向与 方向的对应关系；（填“电流”或者“磁铁的运动”）
（2）按照图2所示电路连接器材，查明线圈中导线的绕向，以确定磁体运动时感应电流产生的磁场方向；
（3）分别改变磁体磁场的方向和磁体运动方向，观察指针偏转方向，使用表格中记录数据；根据第1步探究的对应关系，表中实验4中标有“▲”空格应填 （选填“向上”、“向下”、“向左”或“向右”）：
（4）根据表中所记录数据，进行如下分析：
①由实验1和 （填实验序号）可得出结论：感应电流方向与磁体运动情况有关。
②由实验2、4得出的结论：穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向 （选填“相同”、“相反”或“无关”）。
（5）经过进一步讨论和学习，同学们掌握了影响感应电流方向的因素及其结论，为电磁感应定律的学习打下了基础。
12．某同学利用如图所示装置探究“影响感应电流方向的因素”，下表为该同学记录的实验现象。
(1)实验前先使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极（二极管通正向电流时，电流的流入端为二极管的正极，流出端为二极管的负极）进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时黑表笔接触的是二极管的 （填“正极”或“负极”）。
(2)由实验记录可得当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向 （填“相同”“相反”或“没有关系”）；当穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向 （填“相同”“相反”或“没有关系”）。由此得出的结论是感应电流的磁场总是阻碍原磁场的 的变化。
(3)该同学利用上面实验中得到的结论，在图所示装置中进行了一些操作，发现电流表的指针向右偏转（电流表的偏转满足左进左偏，右进右偏），该同学可能进行了的操作是__________。
A．闭合开关瞬间
B．断开开关瞬间
C．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动
D．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向右滑动
13．如图，水平光滑桌面（纸面）上两根长直导线M、N相互垂直固定放置，两者彼此绝缘，M通有向上的电流，N通有向右的电流，桌面上4个圆形金属线框a、b、c、d分别放在两导线交叉所形成的编号为1、2、3、4的区域内，每个线框距两导线的距离均相同。当两导线中的电流都由i然增大到2i时（ ）
A．a向左下方运动B．b向右下方运动
C．c向左下方运动D．d向右下方运动
14．为如图所示，在光滑水平桌面上有两个闭合金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁，当给条形磁铁一竖直向上的初速度后，磁铁上升到最高点后下落，在条形磁铁向下运动的过程中，将会出现的情况是（ ）
A．磁铁的加速度小于g
B．金属环对桌面压力小于自身重力
C．俯视观察，左边金属圆环会产生逆时针感应电流
D．两金属环将加速靠近（不考虑金属环之间的作用）
15．如图，在水平光滑桌面上，固定两条平行绝缘直导线，通以相同电流，导线之间放置两个相同的圆形小线圈。当两侧导线中电流同样增大时，忽略不计两小线圈之间作用力，则（ ）
A．两小线圈中感应电流都沿顺时针方向B．两小线圈中感应电流都沿逆时针方向
C．两小线圈会相互靠近D．两小线圈会相互远离
16．两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环。当A以如图示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，下列说法正确的是（ ）
A．A可能带正电且转速减小
B．A可能带负电且转速恒定
C．若A带负电，B有扩张的趋势
D．若A带正电，B有扩张的趋势
17．通电螺线管外套着a、b两个金属环，两个环的圆心在螺线管的轴线上，如图所示。闭合开关S，在移动滑动变阻器的滑动头P时，下列说法正确的（ ）
A．磁通量
B．当P向右滑动时，a、b两环的面积有收缩的趋势
C．当P向左滑动时，b环中的感应电流方向为逆时针方向（从左向右看）
D．a、b两环中感应电流的磁场与螺线管内部磁感应强度方向相同
18．纸面内有U形金属导轨，AB部分是直导线(如图所示)。虚线范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场。AB右侧有圆线圈C，为了使C中产生顺时针方向的感应电流，紧贴导轨的金属棒MN在磁场里的运动情况是( )
A．向右匀速运动
B．向左匀速运动
C．向右加速运动
D．向右减速运动
19．如图所示，是金属框，框内存在着如图所示的匀强磁场。当导体向右移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电路CDEF中感应电流为顺时针方向
B．电路中感应电流为逆时针方向
C．电路中感应电流为顺时针方向
D．电路中感应电流为逆时针方向
20．如图，一导体棒ab在均匀磁场中沿金属导轨向右作匀加速运动，磁场方向垂直导轨所在平面。若导轨电阻忽略不计，并设铁芯磁导率为常数，则达到稳定后在电容器的M极板上（ ）
A．带有一定量的正电荷
B．带有一定量的负电荷
C．带有越来越多的正电荷
D．带有越来越多的负电荷
21．如图，两个半径不同但共心的圆形导线环A、B位于同一平面内，A环的半径小于B环的半径，已知在到的时间间隔内，当导线环A中的电流i发生某种变化，而导线环B中的感应电流总是逆时针方向，且导线环B总有收缩的趋势，规定顺时针方向为环A中电流的正方向，则iA随时间t的变化的图线可能是（ ）
A．B．C．D．
22．如图甲所示，金属圆环和金属线框相互靠近且固定在水平面上，金属棒AB放在金属框上，圆环a、b端接如图乙所示的余弦交变电流，金属棒AB始终保持静止。以图甲中电流方向为正方向，则下列说法正确的是（ ）
A．内，金属棒中的感应电流方向为B→A
B．内，金属棒受到水平向右的静摩擦力
C．时刻，金属棒受到的安培力最大
D．内，金属棒中的感应电流先减小后增大
23．如图所示，光滑绝缘水平面上存在方向竖直向下的有界（边界竖直）匀强磁场，一直径与磁场区域宽度相同的闭合金属圆形线圈在平行于水平面的拉力作用下，在水平面上沿虚线方向匀速通过磁场。下列说法正确的是（ ）
A．线圈进磁场的过程中，线圈中的感应电流沿逆时针方向
B．线圈出磁场的过程中，线圈中的感应电流沿逆时针方向
C．该拉力的方向水平向右
D．该拉力为恒力
24．某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落的应急安全装置如图所示， 在电梯挂厢上安装永久磁铁，并在电梯的井壁上铺设线圈，这样可以在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。关于该装置，下列说法正确的是（ ）
A．当电梯坠落至永久磁铁在线圈A、B之间时，闭合线圈A、B中的电流方向相同
B．当电梯坠落至永久磁铁在线圈A、B之间时，闭合线圈A、B中的电流方向相反
C．当电梯坠落至永久磁铁在线圈A、B之间时，闭合线圈A、B均对电梯的下落起阻碍作用
D．当电梯坠落至永久磁铁在线圈B下方时，闭合线圈A、B不再对电梯的下落起阻碍作用
25．如图为电磁刹车实验装置，小车底面安装有矩形导线框abcd，线框底面平行于地面，在小车行进方向有与abcd等宽、等长的有界匀强磁场，磁场方向垂直地面向上。小车进入磁场前撤去牵引力，小车穿过磁场后滑行一段距离停止。则小车（ ）
A．进入磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为adcba
B．进入磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为abcda
C．穿过磁场的过程中，中间有一段时间矩形导线框中没有感应电流
D．穿过磁场的过程中，矩形导线框受到的安培力方向始终水平向左
26．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，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈端点的金属环被弹射出去。在左侧同一位置，先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，且电阻率ρ铜