高考物理核心高頻考點專題備考專題48 電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律（解析版）

專題48電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律感應(yīng)電流方向的兩種判斷方法(1)用楞次定律判斷①應(yīng)用楞次定律的思路②楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為:感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因。列表說明如下:內(nèi)容例證阻礙原磁通量變化——“增反減同”磁鐵靠近,B感與B原反向,二者相斥磁鐵遠離,B感與B原同向,二者相吸阻礙相對運動——“來拒去留”使回路面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”P、Q是光滑固定導(dǎo)軌,a、b是可動金屬棒,磁鐵下移,面積應(yīng)減小,a、b靠近B減小,線圈擴張阻礙原電流的變化——“增反減同”閉合S,B燈先亮,A燈逐漸變亮(2)用右手定則判斷該方法只適用于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流,注意三個要點:①掌心——磁感線穿入;②拇指——指向?qū)w運動的方向;③四指——指向感應(yīng)電流的方向?！镜淅?】[電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用]為探討磁場對腦部神經(jīng)組織的影響及臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用，某小組查閱資料得知：“將金屬線圈放置在頭部上方幾厘米處，給線圈通以上千安培、歷時約幾毫秒的脈沖電流，電流流經(jīng)線圈產(chǎn)生瞬間的高強度脈沖磁場，磁場穿過頭顱對腦部特定區(qū)域產(chǎn)生感應(yīng)電場及感應(yīng)電流，而對腦神經(jīng)產(chǎn)生電刺激作用，其裝置如圖所示?！蓖瑢W(xué)們討論得出的下列結(jié)論正確的是(????)A.脈沖電流流經(jīng)線圈會產(chǎn)生高強度的磁場是電磁感應(yīng)現(xiàn)象

B.脈沖磁場在線圈周圍空間產(chǎn)生感應(yīng)電場是電流的磁效應(yīng)

C.若將脈沖電流改為恒定電流，可持續(xù)對腦神經(jīng)產(chǎn)生電刺激作用

D.若脈沖電流最大強度不變，但縮短脈沖電流時間，則在腦部產(chǎn)生的感應(yīng)電場及感應(yīng)電流會增強【答案】D【解析】A.脈沖電流流經(jīng)線圈會產(chǎn)生高強度的磁場是電流的磁效應(yīng)，故A錯誤；B.脈沖磁場在線圈周圍空間產(chǎn)生感應(yīng)電場是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故B錯誤；C.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，當(dāng)脈沖電流改為恒定電流時，磁場不發(fā)生變化，即磁通量不變，所以不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，故不能持續(xù)對腦神經(jīng)產(chǎn)生電刺激作用，故C錯誤；D.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，當(dāng)脈沖電流最大強度不變，即產(chǎn)生的磁場的最大磁感應(yīng)強度不變，故磁通量的變化量不變，但縮短脈沖電流時間，故產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變大，所以則在腦部產(chǎn)生的感應(yīng)電場及感應(yīng)電流會增強，故D正確。故選D。

【典例2】[感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件]下列給出了與感應(yīng)電流產(chǎn)生條件相關(guān)的四幅情景圖，其中判斷正確的是(????A.圖甲金屬圓形線圈水平放置在通電直導(dǎo)線的正下方，增大電流，圓線圈中有感應(yīng)電流

B.圖乙正方形金屬線圈繞豎直虛線轉(zhuǎn)動的過程中，正方形線圈中持續(xù)有感應(yīng)電流

C.圖丙正電荷q順時針做減速圓周運動過程中，同心共面金屬圓圈中感應(yīng)電流沿逆時針

D.圖丁金屬桿在F作用下向右運動過程中，若磁場減弱，回路不一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流【答案】D【解析】A.根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件為閉合回路磁通量改變，由圖可知圖甲金屬圓形線圈水平放置在通電直導(dǎo)線的正下方，增大電流，由于穿過線圈的磁通量為零，故圓線圈中沒有感應(yīng)電流，故A錯誤；B.感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件為閉合回路磁通量改變，圖乙正方形金屬線圈繞豎直虛線轉(zhuǎn)動的過程中，當(dāng)正方形線圈轉(zhuǎn)到虛線左側(cè)后，沒有感應(yīng)電流，故B錯誤；C.圖丙正電荷q順時針做減速圓周運動過程中，產(chǎn)生的等效電流順時針減小，穿過金屬圓圈的磁通量向里減小，根據(jù)楞次定律可知同心共面金屬圓圈中感應(yīng)電流沿順時針，選項C錯誤；D.根據(jù)Φ=BS可知，磁通量與磁場的強弱和包圍面積均有關(guān)，所以金屬桿在F作用下向右運動過程中，若磁場減弱，回路不一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D正確。故選D。

【典例3】[感應(yīng)電流方向的判定]如圖所示，在水平地面下有一條沿東西方向鋪設(shè)的水平直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通有自東向西穩(wěn)定、強度較大的直流電流?，F(xiàn)用一閉合的檢測線圈(線圈中串有靈敏電流計，圖中未畫出)檢測此通電直導(dǎo)線的位置，若不考慮地磁場的影響，在檢測線圈位于水平面內(nèi)，從距直導(dǎo)線很遠處由北向南沿水平地面通過導(dǎo)線的上方并移至距直導(dǎo)線很遠處的過程中，俯視檢測線圈，其中的感應(yīng)電流的方向是(

)A.先順時針后逆時針；

B.先逆時針后順時針；

C.先順時針后逆時針，然后再順時針；

D.先逆時針后順時針，然后再逆時針?！敬鸢浮緿【解析】地下通電直導(dǎo)線周圍磁場為一系列的同心圓，根據(jù)安培定則可知磁場的方向在如圖所示的右側(cè)磁場方向向上，左側(cè)向下，檢測線圈所處的位置磁通量向下，檢測線圈向右運動時，磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知俯視時電流為逆時針，當(dāng)線圈邊緣在直導(dǎo)線正上方繼續(xù)右移時，向上的磁通量開始增多，最后線圈的中心在直導(dǎo)線正上方時，磁通量為0，所以根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向俯視時為順時針，當(dāng)線圈繼續(xù)右移時，離直導(dǎo)線比較遠時，磁通量向上而且減小，根據(jù)楞次定律俯視時電流方向為逆時針，故ABC錯誤，D正確。故選D。

【典例4】[感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生條件]

如圖所示，a、b、c三個線圈是同心圓，b線圈上連接有直流電源和開關(guān)K，則下列說法正確的是(????)A.在K閉合電路穩(wěn)定后，再斷開K的一瞬間，線圈c中有感應(yīng)電流，線圈a中沒有感應(yīng)電流

B.在K閉合的一瞬間，線圈b中有感應(yīng)電動勢；在K閉合電路穩(wěn)定后，再斷開K的一瞬間，線圈b中仍然有感應(yīng)電動勢

C.在K閉合的一瞬間，線圈a中有逆時針方向的瞬時電流，有收縮趨勢

D.在K閉合的一瞬間，線圈c中有順時針方向的瞬時電流，有收縮趨勢【答案】B【解析】A.在K閉合電路穩(wěn)定后，再斷開K的一瞬間，兩線圈中均有磁通量的變化，故線圈中均有感應(yīng)電流，故A錯誤；B.在K閉合的一瞬間，線圈b中有感應(yīng)電動勢；在K閉合電路穩(wěn)定后，再斷開K的一瞬間，線圈b中仍然有感應(yīng)電動勢，故B正確；C.K閉合時線圈b中順時針的電流，根據(jù)安培定則可知內(nèi)部有向里增大的磁場，則a線圈產(chǎn)生阻礙原磁通量變化的電流；根據(jù)楞次定律可知，電流方向為逆時針，線圈受到向外的安培力，故有擴張的趨勢，故C錯誤；D.根據(jù)楞次定律可知，c中感應(yīng)電流為逆時針且有收縮的趨勢，故D錯誤。故選B。【點對點01】以下四幅圖所示的實驗中，下列說法正確的是(

)A.圖(a)通電后小磁針將會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明了電流周圍存在磁場

B.圖(b)電鍵閉合后電流計的指針將會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明了回路產(chǎn)生了感應(yīng)電流

C.圖(c)閉合電鍵后金屬棒會在導(dǎo)軌上運動，說明了回路產(chǎn)生了感應(yīng)電流

D.圖(d)電鍵閉合后線框會轉(zhuǎn)動，說明了磁場對電流可以產(chǎn)生力的作用【答案】D【解析】A.圖(a)是演示電流的磁效應(yīng)實驗裝置，通電后直導(dǎo)線下方的磁場方向與小磁針方向一致，小磁針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故A錯誤；B.圖(b)是研究電磁感應(yīng)的實驗裝置，僅閉合電鍵，而導(dǎo)體棒不切割磁感線，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故B錯誤；C.圖(c)是研究磁場對電流作用的實驗裝置，通過實驗現(xiàn)象反應(yīng)了磁場中的電流會受到力的作用，故C錯誤；D.圖(d)是電動機的工作原理的實驗裝置，說明了磁場對電流可以產(chǎn)生力的作用，故D正確。故選D。

【點對點02】經(jīng)過不懈的努力，法拉第終于在1831年8月29日發(fā)現(xiàn)了“磁生電”的現(xiàn)象，他把兩個線圈繞在同一個軟鐵環(huán)上(如圖所示)，線圈A連接電池與開關(guān)，線圈B閉合并在其一段直導(dǎo)線附近平行放置小磁針.法拉第可觀察到的現(xiàn)象有(????)A.合上開關(guān)，A線圈接通電流瞬間，小磁針偏轉(zhuǎn)一下，隨即復(fù)原

B.只要A線圈中有電流，小磁針就會發(fā)生偏轉(zhuǎn)

C.A線圈中電流越大，小磁針偏轉(zhuǎn)角度也越大

D.開關(guān)斷開，A線圈中電流中斷瞬間，小磁針會出現(xiàn)與A線圈中電流接通瞬間完全相同的偏轉(zhuǎn)【答案】A【解析】A、D、閉合電鍵后，線圈中的磁場方向為順時針，且增加，故根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場為逆時針方向，故右側(cè)線圈中感應(yīng)電流方向俯視逆時針，故直導(dǎo)線有電流，小磁針旋轉(zhuǎn)一下，電路穩(wěn)定后，無感應(yīng)電流，小磁針不偏轉(zhuǎn)；同理當(dāng)斷開瞬間時，根據(jù)楞次定律，結(jié)合右手螺旋定則可知，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向與接觸瞬間的方向相反，故A正確，D錯誤；B、C、只有電鍵閉合瞬間、斷開瞬間有感應(yīng)電流，即原磁場變化時才有感應(yīng)電流，故產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：穿過閉合回路中磁通量發(fā)生變化，而與線圈的電流大小無關(guān)，而是與電流變化大小有關(guān)，故BC錯誤。故選A。

【點對點03】圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(????)A.B.C. D.【答案】B【解析】A.線圈是不閉合的，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯誤；B.線框的面積增大，穿過線框的磁通量增大，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B正確；C.由于直導(dǎo)線在線圈的直徑的上方，所以穿過線圈的磁通量等于0，電流增大，線圈的磁通量仍然是0，故C錯誤；D.線圈整體垂直于磁場運動，線圈的磁通量始終是最大，沒有發(fā)生變化，沒有感應(yīng)電流，故D錯誤。故選B。

【點對點04】如圖所示，導(dǎo)軌間的磁場方向垂直于紙面向里，當(dāng)導(dǎo)體棒MN在導(dǎo)軌上沿水平方向在磁場中滑動時，正對電磁鐵A的圓形金屬環(huán)B，則(????)A.若導(dǎo)體棒向左勻速運動時，B被A排斥

B.若導(dǎo)體棒向左加速運動時，B被A排斥

C.若導(dǎo)體棒向右加速運動時，B被A吸引

D.若導(dǎo)體棒向右勻速運動時，B被A吸引【答案】B【解析】A.若導(dǎo)體棒勻速運動，導(dǎo)體棒產(chǎn)的感應(yīng)電動勢恒定，則線圈A中的電流恒定，其產(chǎn)生的磁場恒定，穿過線圈B的磁通量恒定，線圈B中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，A、B兩線圈中沒有相互作用，故A錯誤；B.若導(dǎo)體棒向左加速運動，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢增大，則線圈A中的電流增大，其產(chǎn)生的磁場變強，穿過線圈B的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，A、B兩線圈間有排斥作用，故B正確；C.若導(dǎo)體棒向右加速運動，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢增大，則線圈A中的電流增大，其產(chǎn)生的磁場變強，穿過線圈B的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，A、B兩線圈間有排斥作用，故C錯誤；D.若導(dǎo)體棒勻速運動，導(dǎo)體棒產(chǎn)的感應(yīng)電動勢恒定，則線圈A中的電流恒定，其產(chǎn)生的磁場恒定，穿過線圈B的磁通量恒定，線圈B中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，A、B兩線圈中沒有相互作用，故D錯誤。故選B。

【點對點05】如圖所示，一根足夠長的直導(dǎo)線水平放置，通以向右的恒定電流，在其正上方O點用細絲線懸掛一銅制圓環(huán)。將圓環(huán)從a點無初速度釋放，圓環(huán)在直導(dǎo)線所處的豎直平面內(nèi)運動，經(jīng)過最低點b和最右側(cè)點c后返回，下列說法正確的是(????)A.從a到c的過程中圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向先逆時針后順時針

B.運動過程中圓環(huán)受到的安培力方向始終沿豎直方向

C.圓環(huán)從b到c的時間大于從c到b的時間

D.圓環(huán)從b到c產(chǎn)生的熱量等于從c到b產(chǎn)生的熱量【答案】B【解析】A.由安培定則知，直導(dǎo)線上方磁場方向垂直紙面向外，圓環(huán)從a到b的過程中磁通量增加，由楞次定律可得，線圈中感應(yīng)電流方向是順時針；圓環(huán)從b到c的過程中磁通量減小，由楞次定律，線圈中感應(yīng)電流方向是逆時針，故A錯誤；B.圓環(huán)從a到b的運動過程中，電流為順時針，將環(huán)分解為若干個小的電流元，上半環(huán)的左右對稱部分所受合力向下，下半環(huán)左右對稱部分所受合力向上，下半環(huán)所在處的磁場比上半環(huán)所在處的磁場強，則整個環(huán)所受安培力的方向豎直向上，同理可知，圓環(huán)從b到c過程，整個環(huán)所受安培力的方向豎直向下，故B正確；C.圓環(huán)從b到c的過程與圓環(huán)從c到b的過程中經(jīng)同一位置時從b到c速率大于從c到b的速率(一部分機械能轉(zhuǎn)化為電能)，則圓環(huán)從b到c的時間小于從c到b的時間，故C錯誤；D.圓環(huán)從b到c的過程與圓環(huán)從c到b的過程中經(jīng)同一位置時從b到c速率大于從c到b的速率，則圓環(huán)從b到c的過程與圓環(huán)從c到b的過程中經(jīng)同一位置時從b到c圓環(huán)所受安培力大于從c到b圓環(huán)所受安培力，圓環(huán)從b到c的過程克服安培力做的功大于圓環(huán)從c到b的過程克服安培力做的功，圓環(huán)從b到c產(chǎn)生的熱量大于從c到b產(chǎn)生的熱量，故D錯誤。故選B。

【點對點06】電阻R、電容器C與一線圈連成閉合電路，條形磁鐵位于線圈的正上方，N極朝下，如圖所示?，F(xiàn)使磁鐵N極遠離線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是(????)A.從b到a，下極板帶正電 B.從a到b，下極板帶正電

C.從b到a，上極板帶正電 D.從a到b，上極板帶正電【答案】D【解析】當(dāng)磁鐵N極向上運動時，向下穿過線圈的磁通量變小，由楞次定律可得，感應(yīng)磁場方向與原磁場方向相同，即向下，再由安培定則可得感應(yīng)電流方向沿線圈盤旋而上，由于線圈相當(dāng)于電源，則流過R的電流方向是從a到b，電容器上極板帶正電。故D正確。

【點對點07】（多選）如圖，是磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)簡圖．該裝置主要由測量齒輪、軟鐵、永久磁鐵、線圈等原件組成．測量齒輪為磁性材料，等距離地安裝在被測旋轉(zhuǎn)體的一個圓周上(圓心在旋轉(zhuǎn)體的軸線上)，齒輪轉(zhuǎn)動時線圈內(nèi)就會產(chǎn)生感應(yīng)電流．設(shè)感應(yīng)電流的變化頻率為f，測量齒輪的齒數(shù)為N，旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速為n.則(????)A.f=Nn

B.f=Nn

C.線圈中的感應(yīng)電流方向不會變化

【答案】AD【解析】AB.當(dāng)測量齒輪轉(zhuǎn)動時，每經(jīng)過一次線圈，則由于穿過線圈的磁通量變化，故線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動一周，齒輪經(jīng)過線圈N次，故感應(yīng)電流的頻率為f=nN，故A正確，B錯誤；C.當(dāng)測量齒輪轉(zhuǎn)動時，每經(jīng)過一次線圈，則由于穿過線圈的磁通量分別增減一次，故由楞次定律可知，線圈中的電流方向不同，故C錯誤；D.旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速越高，則線圈中磁通量變化的越快，由法拉第電磁感應(yīng)定律判斷感應(yīng)電動勢增大，故其中的感應(yīng)電流越強，故D正確。故選AD。

【點對點08】（多選）如圖所示，線圈固定在水平放置的光滑絕緣圓管上，將金屬環(huán)放在線圈右側(cè)，則下列說法正確的是(????)A.閉合開關(guān)S時，從右向左看，金屬環(huán)中感應(yīng)電流沿逆時針方向

B.閉合開關(guān)S時，金屬環(huán)將向右運動

C.若金屬環(huán)不閉合，則閉合開關(guān)時金屬環(huán)不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢

D.若將電源的正負極對換，閉合開關(guān)S時，金屬環(huán)向左運動【答案】AB【解析】A.線圈中電流為右側(cè)流入，由安培定則可知磁場方向為向左，在閉合開關(guān)的過程中，磁場變強，則由楞次定律可知，感應(yīng)電流由右向左看，金屬環(huán)中感應(yīng)電流沿逆時針方向，故A正確；B.在閉合開關(guān)的過程中，線圈中電流增大，磁場變強，則由楞次定律可知，金屬環(huán)有遠離線圈的趨勢，所以將向右彈出，故B正確；C.若金屬環(huán)不閉合，則閉合開關(guān)時金屬環(huán)不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，但仍然能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，故C錯誤；

D.電池正負極調(diào)換后，根據(jù)楞次定律的“來拒去留”可得，金屬環(huán)受力向右，故仍將向右彈出，故D錯誤。

故選AB。

【點對點09】（多選）置于勻強磁場中的金屬圓盤中央和邊緣各引出一根導(dǎo)線，與套在鐵芯上部的線圈A相連．套在鐵芯下部的線圈B引出兩根導(dǎo)線接在兩根水平導(dǎo)軌上，如圖所示．導(dǎo)軌上有一根金屬棒ab處在垂直于紙面向外的勻強磁場中。下列說法中正確的是(????)A.圓盤順時針加速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向右運動