新高考物理一轮复习精讲精练第59讲 电磁感应现象 楞次定律-（讲义）（2份，原卷版+解析版）

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考点一 电磁感应现象的理解和判断
基础过关
1.磁通量
(1)公式：Φ＝BS，S为垂直磁场方向的投影面积，磁通量为标量。
(2)物理意义：
磁通量的大小可形象表示穿过某一面积的磁感线条数的多少。
(3)磁通量变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1。
2.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
穿过闭合导体回路的磁通量发生变化。
(3)电磁感应现象产生感应电动势，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】（2025·重庆·模拟预测）物理学的发展推动了社会进步，关于物理学史，下列说法错误的是（ ）
A．奥斯特发现通电导线能使磁针发生偏转
B．楞次在分析了许多实验事实后，得到了关于感应电流方向的规律
C．法拉第发现静止导线中的稳恒电流可在近旁静止的线圈中感应出电流
D．安培用实验证明通电导线间就像磁极和磁极之间一样，也会发生相互作用
【答案】C
【详解】A．奥斯特在实验中发现通电导线能使磁针发生偏转，故A正确；
B．楞次在分析了许多实验事实后，得到了关于感应电流方向的规律，即楞次定律，故B正确；
C．法拉第在实验中发现静止导线中的稳恒电流在近旁静止的线圈中，不会感应出电流，故C错误；
D．安培用实验证明通电导线间就像磁极和磁极之间一样，也会发生相互作用，故D正确。
本题选错误的，故选C。
【例2】（2025·甘肃·模拟预测）如图所示，矩形导线框abcd位于竖直放置的通电长直导线附近，导线框和长直导线在同一竖直平面内，导线框的ab和cd两边与长直导线平行。在下面的四种情况中，导线框内没有感应电流的是（ ）
A．导线框在纸面内竖直下落
B．导线框在纸面内向右平移
C．导线框以ab边为轴向纸外转动
D．导线框不动，增大长直导线中的电流
【答案】A
【详解】A．导线框在纸面内竖直下落，穿过线框的磁通量不变，线框中无感应电流，故A正确；
BCD．导线框在纸面内向右平移、导线框以ab边为轴向纸外转动、导线框不动增大长直导线中的电流这三种情况，穿过线框的磁通量都发生变化，线框中有感应电流，故BCD错误。
故选A。
【例3】（2024·辽宁沈阳·模拟预测）正方体的上表面水平，沿中心线放置一根通有恒定电流I的长直导线，现使一闭合金属小圆环沿不同方向以相同速率做匀速直线运动，运动过程中圆环平面始终水平。下列说法正确的是（ ）
A．点与c点的磁感应强度相等
B．小圆环的圆心从ad边的中点竖直向上运动时，小圆环中无感应电流
C．小圆环的圆心从移到过程中，穿过小圆环的磁通量先减少后增大
D．小圆环的圆心从a移到d与从a移到c，小圆环的平均感应电动势相等
【答案】BC
【详解】A．由右手螺旋定则可知，点与c点的磁感应强度大小相等，但方向相反，故A错误；
B．小圆环的圆心在ad边的中点时，其磁通量为零，在其竖直向上运动过程中，通过小圆环的磁通量始终为零，所以其通过小圆环的磁通量未发生变化，即小圆环中无感应电流，故B正确；
C．小圆环在位置时，其磁通量不为零，在到达导线正下方时，其磁通量为零，在点时小圆环的磁通量也不为零，所以整个过程穿过小圆环的磁通量是先减小，后增大，故C正确；
D．由于小圆环运动的速度大小不变，而从a移动到d与从a移动到c的过程其位移不同，所以两次运动所用时间不同。由右手螺旋定则可知，小圆环在c点和d点的磁通量相同，所以小圆环在两次移动过程中，磁通量的变化量相同，根据
可知，小圆环两次移动过程的平均电动势不相等，故D错误。
故选BC。
【例4】（2024·浙江·三模）迈斯纳效应是超导体从一般状态转变至超导态的过程中对磁场的排斥现象。如图所示，超导平板位于平面内，x轴正上方d处有一根无限长直导线平行x轴方向放置。当导线中通以电流I（方向沿x轴正方向）时，由于迈斯纳效应，超导体表面出现感应电流，从而使得超导体内部磁场为零，即超导体会排斥体内的磁场。则超导体表面感应电流的方向应（ ）
A．沿x轴负方向B．沿x轴正方向
C．沿y轴负方向D．沿y轴正方向
【答案】A
【详解】导线中通以电流I（方向沿x轴正方向）时，产生垂直于超导平板的逆时针磁场，由于迈斯纳效应，可知超导平板中产生直于超导平板的顺时针磁场，则超导体表面感应电流的方向应沿x轴负方向。
故选A。
【例5】（2024·广东茂名·二模）如图所示是一种经颅磁刺激的医疗技术，在人体头部上方放置的金属线圈内通以脉冲电流，电流流经线圈产生高强度脉冲磁场，磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电流，下列说法正确的是（ ）
A．脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电磁感应现象
B．变化的磁场会使得脑部特定区域产生感应电场
C．若将脉冲电流改为恒定电流，也会持续对脑部产生感应电流
D．若脉冲电流最大强度不变，但脉冲电流时间缩短，则在脑部产生的感应电流会增强
【答案】BD
【详解】A．脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电生磁，是电流的磁效应，故A错误；
B．脉冲磁场对脑部特定区域产生感应电流是磁生电，是电磁感应现象，即变化的磁场会使得脑部特定区域产生感应电场，故B正确；
C．将脉冲电流改为恒定电流，不会产生变化的磁场，不会产生感应电流，不可持续对脑神经产生电刺激作用，故C错误；
D．若脉冲电流最大强度不变，但缩短脉冲电流时间，则产生的磁场变化的更快，在脑部产生的感应电场及感应电流会增强，故D正确。
故选BD。
精讲考点
1．对磁通量的理解
(1)磁通量的正负：磁通量的正负不代表大小，只表示磁感线是怎样穿过平面的。若从平面的某一侧穿入为正，则从另一侧穿入为负。
(2)磁通量的大小
①由公式计算：Φ＝BSsin θ(其中θ角为平面S与磁感线的夹角)。
②从磁感线观察：从不同侧面穿入的磁感线抵消后，剩余的磁感线的条数越多，磁通量越大。
③穿过线圈的磁通量的大小与线圈匝数无关。
(3)磁通量变化的常见情况
根据Φ＝BSsin θ，引起磁通量变化的三个因素是S、B和θ。
①仅B变化：线圈内磁场变化。
②仅S变化：线圈的部分导线做切割磁感线运动。
③仅θ变化：线圈在磁场中转动。
2．产生感应电流的条件的两种表述
(1)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，闭合电路中产生感应电流。
(2)穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合电路中产生感应电流。
考点二 楞次定律及推论的应用
基础过关
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)适用范围：适用于一切回路 磁通量 变化的情况。
2．右手定则
(1)使用方法。
①让磁感线穿入 右 手手心。
②使大拇指指向 导体运动 的方向。
③则其余四指指向 感应电流 的方向。
(2)适用范围：适用于 闭合电路的一部分导体 切割磁感线的情况。
【例6】（2025·湖北武汉·三模）如图所示，一“”形闭合导线框置于匀强磁场中，正方形ABCF和正方形FCDE边长相等，匀强磁场的方向与线框平面垂直且向里。线框沿垂直于DE边的方向向右做匀速直线运动。下列说法正确的是（ ）
A．E点电势等于D点电势
B．E点电势高于D点电势
C．若线框绕CF轴线转动，CF段有电流通过
D．若线框绕CF轴线转动，CF段没有电流通过
【答案】BD
【详解】AB．根据右手定则可知，E点电势高于D点电势，故A错误，B正确；
CD．通过楞次定律可知，若线框绕CF轴线转动，CF段没有电流通过，故C错误，D正确。
故选BD。
【例7】（2025·河北·三模）某工厂的水平传送带安装了电磁阻尼系统以实现紧急制动。当传送带突然停止时，传送带上的金属物品因惯性继续向前滑动并最终滑出磁场方向竖直向下的匀强磁场区域，在滑出匀强磁场区域的过程中，金属物品中产生的感应电流方向是（从上向下看）（ ）
A．顺时针方向B．逆时针方向
C．无感应电流D．先顺时针方向后逆时针方向
【答案】A
【详解】金属物品因惯性继续向前滑动并最终滑出磁场方向竖直向下的匀强磁场区域，金属物品内的磁通量减少，由楞次定律可以判断产生的感应电流方向为顺时针方向。
故选A。
【例8】（2025·广东珠海·模拟预测）如图（a）所示，水平固定的平行导轨左端用定值电阻连接，导轨上垂直放置一根金属棒，空间中存在垂直导轨的匀强磁场，规定垂直纸面向里为磁场正方向。若磁场随时间变化如图（b）所示，金属棒始终保持静止状态，则（ ）
A．t=0~1s，感应电流方向为逆时针
B．t=1~2s，金属棒受安培力向左
C．t=2~3s，金属棒受摩擦力向左
D．t=3~4s，金属棒电流逐渐减小
【答案】A
【详解】A．t=0~1s，穿过闭合回路的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，感应电流方向为逆时针，选项A正确；
B．t=1~2s，根据楞次定律可知，感应电流为顺时针方向，磁场方向向里，根据左手定则可知，金属棒受安培力向右，选项B错误；
C．t=2~3s，根据楞次定律可知，感应电流为顺时针方向，磁场方向向外，根据左手定则可知，金属棒受安培力向左，由平衡可知金属棒受摩擦力向右，选项C错误；
D．t=3~4s，磁通量变化率不变，感应电动势不变，则金属棒电流不变，选项D错误。
故选A。
【例9】（2025·全国·模拟预测）如图所示，水平光滑金属导轨P、Q间距为L，M、N间距为2L，P与M相连，Q与N相连，M、N右端封闭，导轨电阻不计。足够长且粗细均匀的金属棒a垂直于P、Q放置，整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上且足够大的匀强磁场中。金属棒a在PQ间的电阻为R，在外力的作用下，金属棒a向右做匀速直线运动，速度大小为v0，金属棒始终与导轨接触良好。以下说法正确的是（ ）
A．俯视时回路中感应电流方向为逆时针
B．整个运动过程中，通过金属棒a的电流不变
C．金属棒a在导轨P、Q上运动时，外力大小为
D．金属棒a在导轨M、N上运动时，外力大小为
【答案】ABC
【详解】A．金属棒a向右做匀速直线运动，根据右手定则，可知俯视回路时感应电流方向为逆时针，故A正确；
B．金属棒a在导轨P、Q上运动时，有效长度为，对应的电阻为，感应电动势为
则感应电流为
金属棒a在导轨M、N上运动时，有效长度为，对应的电阻为，感应电动势为
则感应电流为
综上可知，故B正确；
C．金属棒a在导轨P、Q上运动时，感应电流为
金属棒a做匀速直线运动，根据平衡条件可知，外力的大小等于安培力的大小 ，则有，故C正确；
D．金属棒a在导轨轨M、N上运动时，感应电流为
金属棒a做匀速直线运动，根据平衡条件可知，外力的大小等于安培力的大小 ，则有，故D错误。
故选ABC。
【例10】（2025·江西南昌·三模）如图甲所示，单匝矩形线圈垂直固定在匀强磁场中。规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。以向右方向为安培力正方向，下列关于bc段导线受到的安培力随时间变化的图像正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】AD．由楞次定律，通过线圈的感应电流方向先顺时针再逆时针，磁场方向不变，bc段导线受到的安培力方向应先向右再向左，又以向右方向为安培力正方向，故AD错误；
BC．由
内为定值，与成正比从而与成正比，故B正确C错误。
故选B。
【点睛】
精讲考点
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
方法一 用楞次定律判断(“四步法”)
方法二 用右手定则判断
该方法适用于部分导体切割磁感线。判断时注意掌心、四指、拇指的方向。
3．楞次定律推论的应用
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：

考点三 实验：探究影响感应电流方向的因素
基础过关
1.实验思路
如图所示，通过将条形磁体插入或拔出线圈来改变穿过螺线管的磁通量，根据电流表指针的偏转方向判断感应电流的方向。
2.实验器材
电流表、条形磁体、螺线管、电池、开关、导线、滑动变阻器等。
3.实验现象
4.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小时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同。
【例11】（2025·云南·模拟预测）某实验小组用图（a）所示装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验。该小组同学记录了磁体运动的四种情况，并标出相应感应电流的方向，如图（b）所示，请回答下面问题：
(1)对实验甲进行分析：当磁体靠近线圈，即穿过线圈的磁通量增加，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向 （选填“向上”或“向下”），与磁体的磁场方向 （选填“相同”或“相反”），这是 （选填“促进”或“阻碍”）穿过线圈的磁通量增加；同样的方法对实验乙、丙、丁进行分析，并把相关分析结果记录在下列表格中。
(2)总结上述实验结果，可以得到关于感应电流方向的规律：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 的变化。
【答案】(1) 向上 相反 阻碍
(2)磁通量
【详解】（1）[1][2][3]右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向上，而原磁场方向由N极指向S极，即原磁场方向向下，所以感应磁场方向与原磁场方向相反；感应电流的磁场阻碍穿过线圈的磁通量增加。
（2）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。
【例12】（24-25高二下·山东济宁·期中）甲、乙、丙三位同学利用如图所示电磁感应实验装置进行的实验。
(1)如图1所示，甲同学“探究感应电流方向”的实验，将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，则下列甲同学操作中同样能使指针向右偏转的有________（填字母）。
A．开关闭合后将A线圈的铁芯迅速拔出
B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动
C．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动
D．开关闭合后将A线圈迅速从B线圈中拔出
(2)如图2所示，乙同学对课本演示实验装置改进后制作了“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的红、黄两只发光二极管（简称LED）、一定匝数的螺线管以及强力条形磁铁组成。正确连接好实验电路后。将条形磁铁从图示位置向上移动一小段距离，出现的现象是________（填字母）。
A．红灯短暂发光、黄灯不发光
B．红灯、黄灯均不发光
C．红灯不发光、黄灯短暂发光
D．两灯交替短暂发光
(3)如图3所示，丙同学利用光敏电阻制作了电磁感应演示实验装置。图中R为光敏电阻（光照强度变大，电阻变小），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），并位于螺线管右侧。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将向 （选填“向左”或“向右”或“不”）运动
【答案】(1)C
(2)A
(3) 逆时针 向右
【详解】（1）将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，说明当穿过线圈B的磁通量增加时指针向右偏转，则
A．开关闭合后将A线圈的铁芯迅速拔出时，磁通量减小，则指针向左偏转，选项A错误；
B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动时，电阻变大，线圈A中电流减小，则穿过B的磁通量减小，则指针向左偏转，选项B错误；
C．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电阻变小，线圈A中电流变大，则穿过B的磁通量变大，则指针向右偏转，选项C正确；
D．开关闭合后将A线圈迅速从B线圈中拔出时，磁通量减小，则指针向左偏转，选项D错误；
故选C。
（2）条形磁铁向上移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线向下减少，根据楞次定律可知，螺线管中的感应电流由下到上，则红光二极管导通，黄光二极管截止，则红灯短暂发光、黄灯不发光。
故选A。
（3）[1][2]当光照增强时，R电阻减小，则回路电流变大，穿过金属环A的磁通量向右增加，根据楞次定律可知，从左向右看，金属环A中电流方向为逆时针，根据 “来拒去留”可知，金属环A将向向右运动。
【例13】（2025·甘肃白银·模拟预测）如图所示，已知电流从正极流入电流计时，电流计指针右偏，则当磁铁的极向下运动插入线圈时，可以观察到电流计指针 （填“左偏”或“右偏”）。
【答案】左偏
【详解】则当磁铁的极向下运动插入线圈时，穿过线圈的磁场向下增大，磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，感应电流磁场应该向上，根据安培定则可知，感应电流的方向为俯视线圈，线圈绕向为逆时针，即感应电流从电流表负极流入电流表，故指针左偏。
【例14】（2025·江苏·模拟预测）利用图示电路探究感应电流方向的规律，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到灵敏电流计上，把线圈A装在线圈B的里面，闭合开关瞬间，发现电流计的指针向右偏。保持开关闭合，下列操作仍能使电流计的指针向右偏的是（ ）
A．将滑动变阻器滑片向右滑动
B．将滑动变阻器滑片向左滑动
C．将线圈A从线圈B中缓慢抽出
D．将线圈A从线圈B中迅速抽出
【答案】A
【详解】AB．由题意可知，当回路中的电流突然增大时，线圈B中的磁通量增大，电流计的指针向右偏。保持开关闭合，将滑动变阻器滑片向右滑动，回路中的电阻减小，电流增大，线圈B中的磁通量增大，电流计的指针应向右偏。反之，将滑动变阻器滑片向左滑动，电流计的指针应向左偏，故A正确、B错误；
CD．保持开关闭合，将线圈A从线圈B中抽出，线圈B中的磁通量减小，电流计的指针应向左偏。如果是缓慢抽出，则电流较小；若迅速抽出，则电流较大，故CD错误。
故选A。
【例15】（2025·云南·模拟预测）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
【答案】AC
【详解】A．开关S闭合瞬间，通过线圈Q的电流增加，则穿过线圈P的磁通量增加，则P中会产生感应电流，即电流计指针发生偏转，选项A正确；
B．开关S断开瞬间，通过线圈Q的电流减小，则穿过线圈P的磁通量减小，则P中会产生感应电流，即电流计指针发生偏转，选项B错误；
CD．保持开关S闭合，迅速拔出线圈Q瞬间，则穿过线圈P的磁通量减小，则P中会产生感应电流，即电流计指针发生偏转，选项C正确，D错误。
故选AC。
核心考点
TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc5706" 考点一 电磁感应现象的理解和判断 PAGEREF _Tc5706 \h 1
\l "_Tc21220" 考点二 楞次定律及推论的应用 PAGEREF _Tc21220 \h 5
\l "_Tc3764" 考点三 实验：探究影响感应电流方向的因素 PAGEREF _Tc3764 \h 11
推论
例证
阻碍原磁通量变化——“增反减同”
磁铁靠近，B感、B原反向，二者相斥；
磁铁远离，B感、B原同向，二者相吸
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”
注意：此结论只适用于磁感线单方向穿过回路的情境
P、Q是光滑固定导轨，a、b是可移动金属棒，磁铁下移，回路面积应减小，a、b靠近
B减小，线圈扩张
使闭合线圈远离或靠近磁体——“增离减靠”
当开关S闭合(断开)时，左环向左(右)摆动、右环向右(左)摆动，远离(靠近)通电线圈
阻碍原电流的变化——“增反减同”(即自感现象)
闭合S，B灯先亮，A灯逐渐变亮；再断开S，两灯逐渐熄灭
说明
以上五种情况“殊途同归”，实质上都是以不同的方式阻碍磁通量的变化
甲
乙
丙
丁
原磁场方向
向下
向上
向下
向上
穿过线圈的磁通量变化情况
增加
增加
减小
减小
感应电流的方向（在螺线管上方俯视）
逆时针
顺时针
顺时针
逆时针
感应电流的磁场方向
向下
向下
向上
原磁场与感应电流磁场方向的关系
相反
相同
相同