新高考物理二轮复习考点知识讲练与题型归纳专题23 电磁感应基本规律及应用（2份，原卷版+解析版）

这是一份新高考物理二轮复习考点知识讲练与题型归纳专题23 电磁感应基本规律及应用（2份，原卷版+解析版），共6页。试卷主要包含了电磁感应现象的理解和判断，感应电流方向的两种判断方法，楞次定律的应用，三定则一定律的应用等内容，欢迎下载使用。

TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc208401839" 题型一 电磁感应现象的理解和判断 PAGEREF _Tc208401839 \h 1
\l "_Tc208401840" 题型二 感应电流方向的两种判断方法 PAGEREF _Tc208401840 \h 4
\l "_Tc208401841" 题型三 楞次定律的应用 PAGEREF _Tc208401841 \h 7
\l "_Tc208401842" 题型四 三定则一定律的应用 PAGEREF _Tc208401842 \h 10

题型一 电磁感应现象的理解和判断
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．
科技馆里的悬浮灯结构如图所示，灯里面固定有永磁体和接有LED灯的感应线圈，其操作步骤如下：（1）不展示时，线圈A、B都不通电，灯静置在支架上；（2）接通线圈A的开关，缓慢下降支架，发现灯可以悬浮在原处不动；（3）再接通线圈B的开关，LED灯发光，悬浮的灯亮了。下列说法正确的是（ ）
A．线圈A接入的可能是正弦交流电
B．线圈A接入的一定是恒定的直流电
C．线圈B接入的一定是恒定的直流电
D．线圈B接入的可能是正弦交流电
闭合矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近，如图所示，线圈与导线在同一平面内，线圈的两个边与导线平行，以下哪种情形，线圈ABCD中没有感应电流（ ）
A．在这个平面内，若ABCD线圈水平向右远离导线运动
B．在这个平面内，若ABCD线圈水平向左靠近导线运动
C．在这个平面内，若ABCD线圈平行导线沿电流方向运动
D．ABCD线圈以AB边为轴转动
如图所示，有绝缘外层的矩形金属线圈abcd固定在绝缘水平面上，矩形回路AB边与线圈相交，且线圈关于AB对称，将开关闭合的一瞬间，下列说法正确的是（ ）
A．有向上穿过矩形线圈的磁通量
B．矩形线圈中没有感应电流
C．矩形线圈中有沿顺时针方向的电流
D．ab边与AB边相互排斥
“探究影响感应电流方向的因素”的实验示意图如图所示：灵敏电流计和线圈组成闭合回路，通过“插入”“拔出”条形磁铁，使线圈中产生感应电流。记录实验过程中的相关信息，分析得出楞次定律。下列说法正确的是（ ）
A．实验时必须保持磁铁运动的速率不变
B．该实验需要知道线圈的绕向
C．该实验需要记录磁铁的运动方向
D．该实验需要判断电流计指针偏转方向与通入电流方向的关系
1834年，物理学家楞次在分析了许多实验事实后，总结得到电磁学中一重要的定律——楞次定律，某兴趣小组为了探究该定律做了以下物理实验：
(1)“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置中滑动变阻器采用限流接法，请用笔画线代替导线将图甲中的实物电路补充完整。
(2)图甲实验电路连接后，开关闭合瞬间，发现电流计指针向左偏转；开关处于闭合状态时，电流计指针 （选填“偏转”或“不偏转”）；滑动变阻器滑片P向右快速移动时，电流计指针 偏转（选填“向左”“向右”或“不”）。
(3)为了进一步研究，该小组又做了如图乙实验，磁体从靠近线圈上方由静止下落。在磁体穿过整个线圈的过程中，传感器显示电流i随时间t的图像如图丙所示，由图可得到的结论是 。
A．感应电流方向与线圈中的磁通量增减有关
B．感应电流方向与磁铁下落速度的大小有关
C．感应电流大小与线圈中磁通量的变化快慢有关
题型二 感应电流方向的两种判断方法
（1）用楞次定律判断
①楞次定律判断感应电流方向的步骤
②楞次定律中“阻碍”的含义：
（2）用右手定则判断
楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的比较
如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁。“+”为灵敏电流计G的正接线柱位置，电流从“+”流入电流计时指针向右偏转。当磁铁向下运动（但未插入线圈内部）时，线圈中（ ）
A．感应电流的方向与图中箭头方向相反，电流表指针向左偏
B．感应电流的方向与图中箭头方向同，电流表指针向右偏
C．仅改变线圈的绕向，线圈中感应电流的磁场方向也会改变
D．仅改变线圈的绕向，流入电流计的电流方向也会改变
某同学把原线圈连接于零刻度在中央的灵敏电流表的两极，再拿起条形磁铁，让N极插入原线圈的过程中，电流表指针的摆动方向如图1所示。在图2中，该同学手拿着通电线圈在水平方向平动，电流表指针也向左摆动，则此过程中（ ）
A．电流表的电流是从“+”接线柱流出的
B．通电线圈内的磁场方向水平向右
C．通电线圈可能是向左匀速平动的
D．穿过原线圈的磁通量均增大
如图所示，在一水平固定的铝环上方，有一条形磁铁，从离地面高h处由静止开始下落，最后落在地面上。磁铁下落过程从铝环中心穿过，且不与铝环接触。若不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．磁铁靠近铝环的过程中，铝环有收缩趋势
B．磁铁下落过程中，从上往下看铝环中的感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向
C．磁铁下落过程中，磁铁的机械能不变
D．磁铁落地时的速率等于2gℎ
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
绝缘的轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，磁铁开始振动，由于空气阻力的影响，振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上（如图所示），仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，振动最终也停止。则（ ）
A．有无线圈，磁铁经过相同的时间停止运动
B．磁铁靠近线圈时，线圈有扩张趋势
C．磁铁离线圈最近时，线圈受到的安培力最大
D．有无线圈，磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同
题型三 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)
在北半球上空，地磁场的磁感应强度竖直分量向下，一架无人机在天津某地上空水平飞行，P为无人机右翼端点，Q为无人机左翼端点，则下列判断正确的是（ ）
A．向东飞行时，P点比Q点电势高；向西飞行时，P点比Q点电势低
B．向东飞行时，P点比Q点电势低；向西飞行时，P点比Q点电势高
C．向东飞行时，P点比Q点电势高；向西飞行时，P点比Q点电势高
D．向东飞行时，P点比Q点电势低；向西飞行时，P点比Q点电势低
如图所示，竖直平面内竖直虚线右侧足够宽的区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场。现有两个相同的正方形线框a、b，线框a以初速度v0从高h处水平抛出并能进入磁场，同时线框b从高h处自由释放。已知运动过程中，两线框始终在纸面内且上下边框保持水平。下列说法正确的是（ ）
A．线框a比线框b后落地
B．进入磁场过程中，线框a中会有逆时针方向的电流产生
C．落地时线框a的速度可能等于线框b的速度
D．如果释放高度足够高，线框a、b一定会碰撞
一长直导线与闭合金属环放在同一竖直面内，如图甲所示，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示（以水平向右为电流的正方向），则在0~t2时间内，下列说法正确的是（ ）
A．闭合金属环中始终产生顺时针方向的感应电流
B．穿过闭合金属环的磁通量先增大后减小
C．闭合金属环先有收缩的趋势后有扩张的趋势
D．闭合金属环所受安培力的合力先向下后向上
如图所示，A、O、B是一块水平放置的玻璃板上同一直线上的三个点，O点正下方附近放有一块强磁铁，N极向上，A、B两点均在强磁铁附近。现一闭合圆形铜线圈以某一速度从A点沿直线滑至B点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．从上往下看线圈中产生的感应电流方向一直沿顺时针
B．从上往下看线圈中产生的感应电流方向先顺时针后逆时针
C．线圈所受的安培力先做正功后做负功
D．线圈所受的安培力先做负功后做正功
磁悬浮列车是一种使用磁力使得列车悬浮起来移动的交通工具，由于悬浮行驶时不与地面接触，故可减小摩擦力，以便获得较高的行驶速度。如图1所示，科学家利用EDS系统来产生悬浮，列车在导槽内行驶，车厢的两侧有电磁铁，而导槽两侧则有“8”字形的线圈，当车辆两侧的电磁铁（左侧N极、右侧S极）通过“8”字形线圈时会在线圈上感应出电流，感应电流产生的磁场又与电磁铁产生排斥及吸引作用，形成一个向上的磁力使得列车悬浮起来。某时刻车厢的左边电磁铁靠近“8”字形线圈产生图2中方向所示的感应电流，则关于电磁铁与线圈的相对位置说法正确的是（ ）
A．电磁铁中心与线圈中心等高
B．电磁铁中心高于线圈中心
C．电磁铁中心低于线圈中心
D．电磁铁中心高于或等于线圈中心
题型四 三定则一定律的应用
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．
图a中A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通有如图b所示的交流电i，取图a中电流方向为正方向，下列说法正确的是（ ）
A．在0到t1时间内A、B两线圈相互吸引
B．在t2到t3时间内A、B两线圈相互排斥
C．t1时刻两线圈间作用力最大
D．t2时刻两线圈间作用力最大
如图所示，矩形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，固定一水平金属棒AD，弹性金属丝绕过绝缘笔端点P与A、D连接，金属丝始终处于拉直状态且在纸面内，AD与金属丝的电阻均不可忽略。在绝缘笔端点P沿虚线从B点经C点移动到D点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．三角形APD穿过的磁通量先增大后减小B．三角形APD中的感应电流始终为0
C．A点的电势始终高于P点的电势D．P点的电势始终高于D点的电势
如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁体。磁体正下方水平桌面上放置一个闭合线圈。将磁体托起到某一高度后放开，磁体能上下振动并最终停下来。磁体振动过程中未到达线圈平面且线圈始终静止在桌面上。磁体振动过程中，下列选项正确的是（ ）
A．线圈对桌面的压力总大于重力B．线圈总有扩张的趋势
C．弹簧的弹性势能一直减小D．磁体和弹簧系统的机械能一直减小
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放在金属线框上，圆环a、b端接如图乙所示的正弦交变电流，金属棒AB始终保持静止。以图甲中的电流方向为正方向，则下列说法正确的是（ ）
A．0∼t1内，金属棒中的感应电流方向为B→A
B．t1∼t2内，金属棒受到水平向左的静摩擦力
C．t3时刻，金属棒受到的安培力最大
D．t1∼t3内，金属棒中的感应电流先减小后增大
在通电螺线管中插入形状如图所示的铁芯，其右端与球形软铁之间形成如图所示的汇聚磁场。将两个圆形闭合导线圈A、B置于图示位置，它们所在的平面都与铁芯轴线垂直且圆心在铁芯轴线上。开关处于闭合状态。下列说法正确的是（ ）
A．当滑片向右移动时，A、B所受安培力使它们具有远离螺线管的趋势
B．当滑片向右移动时，A、B所受安培力使它们具有靠近螺线管的趋势
C．断开开关时，A、B所受安培力使它们具有远离螺线管的趋势
D．断开开关时，A所受安培力使它具有靠近螺线管的趋势，B所受安培力使它具有远离螺线管的趋势
阻碍原磁通量变化——“增反减同”
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”
阻碍原电流的变化——“增反减同”
应用的定则
安培（右手螺旋）定则
左手定则
右手定则
手势图
因果关系
电生磁
电受力
动生电
形象记忆
“磁”的右半边“兹”螺旋写法，用右手螺旋；
“力”的最后一笔“丿”方向向左，用左手；
“电”的最后一笔“乚”方向向右，用右手。
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