高考物理一輪復(fù)習(xí)11.1電磁感應(yīng)-電磁感應(yīng)現(xiàn)象和楞次定律(原卷版+解析)

考點35電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律新課程標(biāo)準(zhǔn)1.知道磁通量。通過實驗，了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象，了解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用及其對現(xiàn)代社會的影響。2．探究影響感應(yīng)電流方向的因素，理解楞次定律。命題趨勢高考對本專題的考查內(nèi)容有電磁感應(yīng)現(xiàn)象的分析與判斷，主要體現(xiàn)對物理規(guī)律的理解，例如楞次定律，試題情境生活實踐類真空管道超高速列車、磁懸浮列車、電磁軌道炮等各種實際應(yīng)用模型學(xué)習(xí)探究類電磁感應(yīng)的圖像問題．考向一電磁感應(yīng)現(xiàn)象考向二楞次定律考向三楞次定律推廣應(yīng)用考向四二次感應(yīng)現(xiàn)象考向一電磁感應(yīng)現(xiàn)象1．磁通量(1)定義：勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場方向的面積S的乘積叫作穿過這個面積的磁通量，簡稱磁通。我們可以用穿過這一面積的磁感線條數(shù)的多少來形象地理解。(2)公式：Φ＝BS。(3)公式的適用條件：①勻強(qiáng)磁場；②S是垂直磁場方向的有效面積。(4)單位：韋伯(Wb)，1Wb＝1T·m2。(5)標(biāo)量性：磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)之分。磁通量的正負(fù)是這樣規(guī)定的：任何一個平面都有正、反兩面，若規(guī)定磁感線從正面穿出時磁通量為正，則磁感線從反面穿出時磁通量為負(fù)。（6）物理意義：相當(dāng)于穿過某一面積的磁感線的條數(shù)．如圖所示，矩形abcd、abb′a′、a′b′cd的面積分別為S1、S2、S3，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與平面a′b′cd垂直，則：①通過矩形abcd的磁通量為BS1cosθ或BS3.②通過矩形a′b′cd的磁通量為BS3.③通過矩形abb′a′的磁通量為0.2．磁通量的變化量（1）在某個過程中，穿過某個平面的磁通量的變化量等于末磁通量Φ2與初磁通量Φ1的差值，即ΔΦ＝Φ2－Φ1。（2）磁通量變化的常見情況變化情形舉例磁通量變化量磁感應(yīng)強(qiáng)度變化永磁體靠近或遠(yuǎn)離線圈、電磁鐵(螺線管)內(nèi)電流發(fā)生變化ΔΦ＝ΔB·S有效面積變化有磁感線穿過的回路面積變化閉合線圈的部分導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動，如圖ΔΦ＝B·ΔS回路平面與磁場夾角變化線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，如圖磁感應(yīng)強(qiáng)度和有效面積同時變化彈性線圈在向外拉的過程中，如圖ΔΦ＝Φ2－Φ1（3）磁通量的變化率(磁通量的變化快慢)磁通量的變化量與發(fā)生此變化所用時間的比值，即eq\f(ΔΦ,Δt)。（4）電磁感應(yīng)現(xiàn)象與感應(yīng)電流“磁生電”的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫作感應(yīng)電流。3．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。判斷感應(yīng)電流能否產(chǎn)生的思維導(dǎo)圖：4．電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩種典型情況(1)閉合導(dǎo)體回路的一部分做切割磁感線運(yùn)動。(2)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化。5．電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，如果導(dǎo)體回路閉合則產(chǎn)生感應(yīng)電流；如果導(dǎo)體回路不閉合，則只產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，而不產(chǎn)生感應(yīng)電流。6．能量轉(zhuǎn)化發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能?！镜淅?】(2022·北京市朝陽區(qū)高三一模)如圖所示為感應(yīng)式發(fā)電機(jī)，a、b、c、d是空間四個可用電刷與銅盤邊緣接觸的點，O1、O2是銅盤軸線導(dǎo)線的接線端，M、N是電流表的接線端，現(xiàn)在將銅盤轉(zhuǎn)動，能觀察到感應(yīng)電流的是()A．將電流表的接線端M、N分別連接a、c位置B．將電流表的接線端M、N分別連接O1、a位置C．將電流表的接線端M、N分別連接O1、O2位置D．將電流表的接線端M、N分別連接c、d位置【答案】B【解析】將銅盤看成無數(shù)個軸向銅條組成，當(dāng)銅盤轉(zhuǎn)動時，其切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，此時銅條相當(dāng)于電源，銅盤邊緣和中心相當(dāng)于電源的兩個極，則想要觀察到感應(yīng)電流，M、N應(yīng)分別接電源的兩個極，故B正確?！镜淅?】(2022·山東省日照市二模)現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關(guān)按如圖所示連接．下列說法正確的()A．開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出都會引起電流計指針偏轉(zhuǎn)B．線圈A插入線圈B中后，開關(guān)閉合和斷開的瞬間，電流計指針均不會偏轉(zhuǎn)C．開關(guān)閉合后，滑動變阻器的滑片P勻速滑動，會使電流計指針靜止在中央零刻度D．開關(guān)閉合后，只有滑動變阻器的滑片P加速滑動，電流計指針才能偏轉(zhuǎn)【答案】A【解析】線圈A插入或拔出，都將造成線圈B處磁場的變化，因此線圈B處的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項A正確；開關(guān)閉合和斷開均能引起線圈B中磁通量的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項B錯誤；開關(guān)閉合后，只要移動滑片P，線圈B中磁通變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項C、D錯誤．練習(xí)1、(2022·廣東省汕頭市高三二模)如圖所示，一個U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個金屬導(dǎo)體棒ab，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ.在下列各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（） A．a(chǎn)b向右運(yùn)動，同時使θ減小B．使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，θ角同時也減小C．a(chǎn)b向左運(yùn)動，同時增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BD．a(chǎn)b向右運(yùn)動，同時增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角(0°<θ<90°)【答案】A【解析】設(shè)此時回路面積為S，據(jù)題意，磁通量Φ＝BScosθ，對A選項，S增大，θ減小，cosθ增大，則Φ增大，A正確．對B選項，B減小，θ減小，cosθ增大，Φ可能不變，B錯誤．對C選項，S減小，B增大，Φ可能不變，C錯誤．對D選項，S增大，B增大，θ增大，cosθ減小，Φ可能不變，D錯誤．故只有A正確．練習(xí)2、(多選)(2022·山東省菏澤市高三下二模)如圖所示，矩形閉合線圈abcd豎直放置，OO′是它的對稱軸，通電直導(dǎo)線AB與OO′平行。若要在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，可行的做法是()A．AB中電流I逐漸增大B．AB中電流I先增大后減小C．以AB為軸，線圈繞AB順時針轉(zhuǎn)90°(俯視)D．線圈繞OO′軸逆時針轉(zhuǎn)動90°(俯視)【答案】ABD?！窘馕觥恐灰狝B中電流發(fā)生變化，無論是大小變，還是方向變，還是大小和方向同時變，都可以使線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，A、B正確；以AB為軸，線圈繞AB順時針轉(zhuǎn)90°的過程中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和線圈的有效面積都沒變，磁通量不變，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，C錯誤；以O(shè)O′為軸逆時針轉(zhuǎn)90°的過程中，線圈的有效面積發(fā)生了變化，磁通量變化，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，D正確?！厩蓪W(xué)妙記】磁通量是標(biāo)量磁通量是標(biāo)量,計算磁通量的變化量時一定先要清楚初、末狀態(tài)的磁感線從哪個方向穿過研究的平面,確定好正負(fù)后再計算?？枷蚨愦味梢?、楞次定律的理解及應(yīng)用1．內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．2．適用情況：所有的電磁感應(yīng)現(xiàn)象．3.楞次定律中“阻礙”的含義：【典例3】(2022·浙江省溫州市高三一模)如圖甲所示，線圈ab中通有如圖乙所示的電流，電流從a到b為正方向，那么在0～t0這段時間內(nèi)，用絲線懸掛的鋁環(huán)M中產(chǎn)生感應(yīng)電流，則()A．從左向右看感應(yīng)電流的方向為順時針B．從左向右看感應(yīng)電流的方向為先順時針后逆時針C．感應(yīng)電流的大小先減小后增加D．鋁環(huán)與線圈之間一直有磁場力的作用，作用力先向左后向右【答案】A【解析】電流從a到b為正方向，由圖乙可知，開始時電流為正且逐漸減小，由右手螺旋定則可知，鋁環(huán)M中的磁場水平向右，由于電流減小，所以磁通量變小，根據(jù)楞次定律可得，鋁環(huán)M中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為順時針(從左向右看)；由圖乙可知，電流減小到零后反向增大，電流從b流向a，由右手螺旋定則可知，鋁環(huán)M中的磁場水平向左，電流增大，則通過鋁環(huán)M的磁通量變大，根據(jù)楞次定律可得，鋁環(huán)M中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為順時針(從左向右看)，故A正確，B錯誤。由圖乙可知，ab內(nèi)的電流的變化率不變，則產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率不變，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，鋁環(huán)M產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小不變，所以感應(yīng)電流的大小也不變，故C錯誤。當(dāng)線圈ab中電流為零時，鋁環(huán)M和線圈之間無磁場力作用，故D錯誤【典例4】(多選)(2022·湖北宜昌市元月調(diào)考)法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)了“磁生電”現(xiàn)象．如圖，他把兩個線圈繞在同一個軟鐵環(huán)上，線圈A和電池連接，線圈B用導(dǎo)線連通，導(dǎo)線下面平行放置一個小磁針，且導(dǎo)線沿南北方向放置．下列說法正確的是()A．開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向B．開關(guān)閉合的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動C．開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動D．開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向【答案】BC【解析】開關(guān)閉合并保持一段時間后，穿過線圈B中的磁通量不變，因此不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，則小磁針不會偏轉(zhuǎn)，故A、D錯誤；開關(guān)閉合的瞬間，依據(jù)安培定則可知，線圈A中產(chǎn)生逆時針方向的磁場(垂直紙面向里看)，再由楞次定律，因穿過線圈B的磁場向上，且增大，那么感應(yīng)電流的磁場向下，因此線圈B回路中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流(垂直紙面向里看)，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動，故B正確；開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開的瞬間，同理，線圈B中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流(垂直紙面向里看)，則小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動，故C正確．練習(xí)3、(多選)(2022·江蘇省泰州市高三下第三次調(diào)研)一個水平固定的金屬大圓環(huán)A，通有恒定的電流，方向如圖所示?，F(xiàn)有一小金屬環(huán)B自A環(huán)上方落下并穿過A環(huán)，B環(huán)在下落過程中始終保持水平，并與A環(huán)共軸，那么在B環(huán)下落過程中()A．B環(huán)中感應(yīng)電流方向始終與A環(huán)中電流方向相反B．B環(huán)中感應(yīng)電流方向與A環(huán)中電流方向先相反后相同C．經(jīng)過A環(huán)所在平面的瞬間，B環(huán)中感應(yīng)電流最大D．經(jīng)過A環(huán)所在平面的瞬間，B環(huán)中感應(yīng)電流為零【答案】BD【解析】剛開始的下落過程，穿過B環(huán)的磁通量增加，由楞次定律可知，B環(huán)中應(yīng)產(chǎn)生與A環(huán)中方向相反的感應(yīng)電流。當(dāng)B環(huán)運(yùn)動到A環(huán)下方后，隨著B環(huán)的下落，穿過B環(huán)的磁通量逐漸減少，由楞次定律可知，此時B環(huán)中將產(chǎn)生與A環(huán)中方向相同的感應(yīng)電流，故選項A錯誤，B正確；當(dāng)B環(huán)經(jīng)過A環(huán)所在平面的瞬間，此時穿過B環(huán)的磁通量最大，磁通量的變化率為零，故此時B環(huán)中的感應(yīng)電流為零，選項C錯誤，D正確。練習(xí)4、（2018·全國III卷）如圖（a），在同一平面內(nèi)固定有一長直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R，R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電流i，i的變化如圖（b）所示，規(guī)定從Q到P為電流的正方向。導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動勢（）A．在時為零B．在時改變方向C．在時最大，且沿順時針方向D．在時最大，且沿順時針方向【答案】AC【解析】由圖（b）可知，導(dǎo)線PQ中電流在t=T/4時達(dá)到最大值，變化率為零，導(dǎo)線框R中磁通量變化率為零，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在t=T/4時導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零，選項A正確；在t=T/2時，導(dǎo)線PQ中電流圖象斜率方向不變，導(dǎo)致導(dǎo)線框R中磁通量變化率的正負(fù)不變，根據(jù)楞次定律，所以在t=T/2時，導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向不變，選項B錯誤；由于在t=T/2時，導(dǎo)線PQ中電流圖象斜率最大，電流變化率最大，導(dǎo)致導(dǎo)線框R中磁通量變化率最大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在t=T/2時導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，由楞次定律可判斷出感應(yīng)電動勢的方向為順時針方向，選項C正確；由楞次定律可判斷出在t=T時感應(yīng)電動勢的方向為逆時針方向，選項D錯誤?！厩蓪W(xué)妙記】判斷感應(yīng)電流有無的思路判斷感應(yīng)電流有無的思路考向三楞次定律推廣應(yīng)用楞次定律中“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”阻礙相對運(yùn)動——“來拒去留”使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢——“增縮減擴(kuò)”阻礙回路中的磁場的變化——“增離減靠”回路中電流增大，線圈向右運(yùn)動【典例5】(2022·重慶一中模擬)如圖所示，質(zhì)量為m的銅質(zhì)小閉合線圈靜置于粗糙水平桌面上。當(dāng)一個豎直放置的條形磁鐵貼近線圈，沿線圈中線由左至右從線圈正上方等高、勻速經(jīng)過時，線圈始終保持不動。則關(guān)于線圈在此過程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情況，以下判斷正確的是()A.FN先大于mg，后小于mgB.FN一直大于mgC.Ff先向左，后向右D.線圈中的電流方向始終不變【答案】A【解析】當(dāng)磁鐵靠近線圈時，穿過線圈的磁通量增加，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈受到磁鐵的安培力作用，根據(jù)楞次定律可知，線圈受到的安培力斜向右下方，則線圈對桌面的壓力增大，即FN大于mg，線圈相對桌面有向右運(yùn)動趨勢，受到桌面向左的靜摩擦力。當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離線圈時，穿過線圈的磁通量減小，同理，根據(jù)楞次定律可知，線圈受到的安培力斜向右上方，則線圈對桌面的壓力減小，即FN小于mg，線圈相對桌面有向右運(yùn)動趨勢，受到桌面向左的靜摩擦力。綜上可知，F(xiàn)N先大于mg，后小于mg，F(xiàn)f始終向左，故選項B、C錯誤，A正確；當(dāng)磁鐵靠近線圈時，穿過線圈向下的磁通量增加，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流從上向下看是逆時針方向；當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離線圈時，穿過線圈向下的磁通量減小，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流從上向下看是順時針方向，故選項D錯誤。【典例6】(2018·湖南省十三校聯(lián)考)如圖所示，螺線管與電阻R相連，磁鐵從螺線管的正上方由靜止釋放，向下穿過螺線管，下列說法正確的是()A．磁鐵剛離開螺線管時的加速度小于重力加速度B．通過電阻的電流先由a到b，后由b到aC．磁鐵減少的重力勢能等于回路產(chǎn)生的熱量D．a(chǎn)的電勢始終高于b的電勢【答案】A【解析】通過電阻的電流先由b到a，后由a到b，故B錯誤；a的電勢先低于b的電勢，后高于b的電勢，故D錯誤；磁鐵剛離開螺線管時受到螺線管的吸引，其加速度小于重力加速度，故A正確；磁鐵減少的重力勢能等于回路產(chǎn)生的熱量與磁鐵增加的動能之和，故C錯誤。練習(xí)5、(多選)(2022·湖南婁底市下學(xué)期質(zhì)量檢測)如圖甲所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方固定一螺線管Q，P和Q共軸，Q中的電流i隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，取甲圖中電流方向為正方向，P所受的重力為G，桌面對P的支持力為FN，則()A．在t1時刻，F(xiàn)N>G，P有收縮的趨勢B．在t2時刻，F(xiàn)N＝G，穿過P的磁通量不變C．在t3時刻，F(xiàn)N＝G，P中有感應(yīng)電流D．在t4時刻，F(xiàn)N＞G，P有收縮的趨勢【答案】ABC【解析】當(dāng)螺線管中電流增大時，其形成的磁場不斷增強(qiáng)，因此線圈P中的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知線圈P將阻礙其磁通量的增大，故線圈有遠(yuǎn)離和面積收縮的趨勢，即FN>G，P有收縮的趨勢，故A正確；當(dāng)螺線管中電流不變時，其形成磁場不變，線圈P中的磁通量不變，因此線圈P中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，則t2時刻FN＝G，故B正確；t3時刻螺線管中電流為零，但是線圈P中磁通量是變化的，因此此時線圈P中有感應(yīng)電流，但此時刻二者之間沒有相互作用力，即FN＝G，故C正確；當(dāng)螺線管中電流不變時，其形成的磁場不變，線圈P中的磁通量不變，因此磁鐵線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故t4時刻FN＝G，此時P沒有收縮的趨勢，故D錯誤．練習(xí)6、(2022·自貢一診)長直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi)，長直導(dǎo)線中的電流i隨時間t的變化關(guān)系如圖所示。在0～eq\f(T,2)時間內(nèi)，直導(dǎo)線中電流向上。則在eq\f(T,2)～T時間內(nèi)，線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力情況是()A．感應(yīng)電流方向為順時針，線框受安培力的合力方向向左B．感應(yīng)電流方向為順時針，線框受安培力的合力方向向右C．感應(yīng)電流方向為逆時針，線框受安培力的合力方向向右D．感應(yīng)電流方向為逆時針，線框受安培力的合力方向向左【答案】B【解析】在eq\f(T,2)～T時間內(nèi)，由楞次定律可知，線框中感應(yīng)電流的方向為順時針，由左手定則可判斷線框受安培力的合力方向向右，選項B正確。【巧學(xué)妙記】阻礙磁通量變化的方式阻礙磁通量變化的方式(1)“增反減同”：當(dāng)原磁通量增加時，感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向相反，當(dāng)原磁通量減小時，感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向相同．)考向四二次感應(yīng)現(xiàn)象【典例7】(2022·山東省青島市高三質(zhì)量調(diào)研檢測一)如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，MN的左邊有一閉合電路，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動時，MN向右運(yùn)動，則PQ所做的運(yùn)動可能是()A．向右加速運(yùn)動 B．向左加速運(yùn)動C．向右減速運(yùn)動 D．向左減速運(yùn)動【答案】BC【解析】MN向右運(yùn)動，說明MN受到向右的安培力，因為ab在MN處的磁場垂直紙面向里eq\o(→,\s\up7(左手定則),\s\do5())MN中的感應(yīng)電流由M→Neq\o(→,\s\up7(安培定則),\s\do5())L1中感應(yīng)電流的磁場方向向上eq\o(→,\s\up7(楞次定律),\s\do5())eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(L2中磁場方向向上減弱,L2中磁場方向向下增強(qiáng)))；若L2中磁場方向向上減弱eq\o(→,\s\up7(安培定則),\s\do5())PQ中電流為Q→P且減小eq\o(→,\s\up7(右手定則),\s\do5())向右減速運(yùn)動；若L2中磁場方向向下增強(qiáng)eq\o(→,\s\up7(安培定則),\s\do5())PQ中電流為P→Q且增大eq\o(→,\s\up7(右手定則),\s\do5())向左加速運(yùn)動?！镜淅?】(2022·湖北省武漢市第二中學(xué)高三上模擬)如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場垂直。金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面。現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動，在運(yùn)動開始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是()A．PQRS中沿順時針方向，T中沿逆時針方向B．PQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向C．PQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向D．PQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向【答案】D【解析】金屬桿PQ向右切割磁感線，根據(jù)右手定則可知PQRS中感應(yīng)電流沿逆時針方向；原來T中的磁場方向垂直于紙面向里，閉合回路PQRS中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向外，使得穿過T的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知T中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，綜上所述，可知A、B、C項錯誤，D項正確。練習(xí)7、(多選)(2022·安徽省合肥市高三上開學(xué)考試)如圖所示，金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場中沿導(dǎo)軌做下列哪種運(yùn)動時，銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引()A.向右做勻速運(yùn)動 B.向左做減速運(yùn)動C.向右做減速運(yùn)動 D.向右做加速運(yùn)動【答案】BC【解析】當(dāng)導(dǎo)體棒向右勻速運(yùn)動時產(chǎn)生恒定的電流，線圈中的磁通量恒定不變，無感應(yīng)電流出現(xiàn)，選項A錯誤；當(dāng)導(dǎo)體棒向左減速運(yùn)動時，由右手定則可判定回路中出現(xiàn)從b→a的感應(yīng)電流且減小，由安培定則知螺線管中感應(yīng)電流的磁場向左在減弱，由楞次定律知c中出現(xiàn)順時針感應(yīng)電流，(從右向左看)且被螺線管吸引，選項B正確；同理可判定選項C正確，D錯誤。練習(xí)8、(多選)(2022·河北省張家口市高三下三模)如圖，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，MN的左邊有一閉合電路。當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動時，MN向右運(yùn)動，則PQ所做的運(yùn)動可能是()A．向右加速運(yùn)動 B.向右減速運(yùn)動C．向左加速運(yùn)動 D.向左減速運(yùn)動【答案】BC【解析】根據(jù)安培定則可知，MN處于ab產(chǎn)生的垂直向里的磁場中，MN在磁場力作用下向右運(yùn)動，說明MN受到的磁場力向右，由左手定則可知電流由M指向N，L1中感應(yīng)電流的磁場向上，由楞次定律可知，L2中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場應(yīng)該是向上減弱，或向下增強(qiáng)；再由右手定則可知PQ可能是向右減速運(yùn)動或向左加速運(yùn)動。故B、C正確，A、D錯誤?！厩蓪W(xué)妙記】在二次感應(yīng)現(xiàn)象中在二次感應(yīng)現(xiàn)象中,“程序法”和“逆向推理法”的選擇(1)如果要判斷二次感應(yīng)后的現(xiàn)象或結(jié)果,選擇程序法(按下圖順時針方向所示步驟解題)。(2)如果已知二次感應(yīng)后的結(jié)果,要判斷導(dǎo)體棒的運(yùn)動情況或磁場的變化,需選擇逆向推理法(按下圖逆時針方向所示步驟解題)1.(2022·北京市豐臺區(qū)高三上期末)如圖所示的勻強(qiáng)磁場中有一個矩形閉合導(dǎo)線框，在下列四種情況下，線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A．如圖甲所示，保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中左右運(yùn)動B．如圖乙所示，保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中上下運(yùn)動C．如圖丙所示，線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線AB轉(zhuǎn)動D．如圖丁所示，線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線平行的軸線CD轉(zhuǎn)動2.(2022·北京市朝陽區(qū)校際聯(lián)考)如圖甲所示，長直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi)，長直導(dǎo)線中的電流i隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示．在0～eq\f(T,2)時間內(nèi)，直導(dǎo)線中電流向上，則在eq\f(T,2)～T時間內(nèi)，線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力的合力方向分別是()A．順時針，向左 B．逆時針，向右C．順時針，向右 D．逆時針，向左3.(多選)(2022·北京市西城區(qū)高三下統(tǒng)一測試)如圖(a)，螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強(qiáng)磁場，以圖中箭頭所示方向為其正方向。螺線管與導(dǎo)線框abcd相連，導(dǎo)線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)。當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間按圖(b)所示規(guī)律變化時()A．在t1～t2時間內(nèi)，L有收縮趨勢B．在t2～t3時間內(nèi)，L有擴(kuò)張趨勢C．在t2～t3時間內(nèi)，L內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流D．在t3～t4時間內(nèi)，L內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流4.(多選)(2022·山東省濱州市高三下二模)兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強(qiáng)磁場中，在導(dǎo)軌上接觸良好的導(dǎo)體棒ab和cd可以自由滑動。當(dāng)導(dǎo)體棒ab在外力F的作用下向右運(yùn)動時，下列說法中正確的是()A．導(dǎo)體棒cd內(nèi)有電流通過，方向是d→cB．導(dǎo)體棒cd內(nèi)有電流通過，方向是c→dC．磁場對導(dǎo)體棒cd的作用力向左D．磁場對導(dǎo)體棒ab的作用力向左5.（多選）(2022·貴州五校聯(lián)考)如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中，放有一與線圈D相連接的平行導(dǎo)軌，要使放在線圈D中的線圈A(A、D兩線圈同心共面)各處受到沿半徑方向指向圓心的力，金屬棒MN的運(yùn)動情況可能是()A．勻速向右 B．加速向左C．加速向右 D．減速向左6.(2022·廣東廣州名校聯(lián)考)如圖所示，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管b與電源、滑動變阻器連接成如圖所示的電路．若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列表述正確的是()A．線圈a中將產(chǎn)生沿順時針方向(俯視)的感應(yīng)電流B．穿過線圈a的磁通量減小C．線圈a有擴(kuò)張的趨勢D．線圈a對水平桌面的壓力FN將增大7.(2022·河南焦作質(zhì)檢)如圖所示，在一有界勻強(qiáng)磁場中放一電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌，虛線為有界磁場的左邊界，導(dǎo)軌跟圓形線圈M相接，圖中線圈N與線圈M共面、彼此絕緣，且兩線圈的圓心重合，半徑RM<RN.在磁場中垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒ab，已知磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面向外.欲使線圈N有收縮的趨勢，下列說法正確的是()A.導(dǎo)體棒可能沿導(dǎo)軌向左做加速運(yùn)動B.導(dǎo)體棒可能沿導(dǎo)軌向右做加速運(yùn)動C.導(dǎo)體棒可能沿導(dǎo)軌向左做減速運(yùn)動D.導(dǎo)體棒可能沿導(dǎo)軌向左做勻速運(yùn)動8.(2022·莆田模擬)一長直鐵芯上繞有一固定線圈M,鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接,木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N,N可在木質(zhì)圓柱上無摩擦移動。M連接在如圖所示的電路中,其中R為滑動變阻器,E1和E2為直流電源,S為單刀雙擲開關(guān)。下列情況中,可觀測到N向左運(yùn)動的是()A.在S斷開的情況下,S向a閉合的瞬間B.在S斷開的情況下,S向b閉合的瞬間C.在S已向a閉合的情況下,將R的滑動頭向c端移動時D.在S已向a閉合的情況下,將R的滑動頭向d端移動時1.(2022·浙江省溫州市高三二模)下列圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 ()2.（多選）(2022·天津市南開區(qū)高三下一模)勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面，規(guī)定垂直紙面向里的方向為正，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化規(guī)律如圖甲所示。在磁場中有一細(xì)金屬矩形回路，回路平面位于紙面內(nèi)，如圖乙所示。令I(lǐng)1、I2、I3分別表示Oa、ab、bc段的感應(yīng)電流，F(xiàn)1、F2、F3分別表示Oa、ab、bc段回路右側(cè)PQ邊受到的安培力。則()A．I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向B．I2沿逆時針方向，I3沿順時針方向C．F1方向向左，F(xiàn)2方向向右D．F2方向向右，F(xiàn)3方向向右3.(多選)(2022·江蘇省南通市高三下第三次調(diào)研)如圖甲所示，導(dǎo)體棒ab、cd均可在各自的導(dǎo)軌上無摩擦地滑動，導(dǎo)軌電阻不計，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、B2的方向如圖所示，大小隨時間變化的情況如圖乙所示，在0～t1時間內(nèi)()A．若ab不動，則ab、cd中均無感應(yīng)電流B．若ab不動，則ab中有恒定的感應(yīng)電流，但cd中無感應(yīng)電流C．若ab向右勻速運(yùn)動，則ab中一定有從b到a的感應(yīng)電流，cd向左運(yùn)動D．若ab向左勻速運(yùn)動，則ab中一定有從a到b的感應(yīng)電流，cd向右運(yùn)動4.(多選)(2022·湖南省永州市高三下第一次適應(yīng)性測試)如圖所示，磁場垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布．一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點，將圓環(huán)拉至位置a后無初速釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過程中()A．感應(yīng)電流方向先逆時針后順時針再逆時針B．感應(yīng)電流方向一直是逆時針C．安培力方向始終與速度方向相反D．安培力方向始終沿水平方向5.(2022·綿陽模擬)兩個閉合的金屬環(huán)，穿在一根光滑的絕緣桿上，如圖所示，當(dāng)條形磁鐵的S極自右向左插向圓環(huán)時，環(huán)的運(yùn)動情況是()A．兩環(huán)同時向左移動，間距增大B．兩環(huán)同時向左移動，間距變小C．兩環(huán)同時向右移動，間距變小D．兩環(huán)同時向左移動，間距不變6.(2022·東北三省四市教研聯(lián)合體4月模擬二)如圖所示，ab是一個可以繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動的閉合矩形導(dǎo)體線圈，當(dāng)滑動變阻器R的滑片P自左向右滑動過程中，線圈ab將()A．靜止不動B．逆時針轉(zhuǎn)動C．順時針轉(zhuǎn)動D．發(fā)生轉(zhuǎn)動，但因電源的極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動的方向7.(2022·江蘇揚(yáng)州一模)航母上飛機(jī)彈射起飛是利用電磁驅(qū)動來實現(xiàn)的。電磁驅(qū)動原理如圖所示，在固定線圈左右兩側(cè)對稱位置放置兩個閉合金屬圓環(huán)，鋁環(huán)和銅環(huán)的形狀、大小相同，已知銅的電阻率較小，則合上開關(guān)S的瞬間()A．兩個金屬環(huán)都向左運(yùn)動B．兩個金屬環(huán)都向右運(yùn)動C．銅環(huán)受到的安培力小于鋁環(huán)受到的安培力D．從左側(cè)向右看，鋁環(huán)中感應(yīng)電流沿順時針方向8.(2022·湖北省武漢市第二中學(xué)高三上模擬)如圖所示，AOC是光滑的金屬軌道，AO沿豎直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金屬直桿如圖所示立在導(dǎo)軌上，直桿從圖示位置由靜止開始在重力作用下運(yùn)動，運(yùn)動過程中Q端始終在OC上，空間存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，則在PQ桿滑動的過程中，下列判斷正確的是()A．感應(yīng)電流的方向始終是由P→QB．感應(yīng)電流的方向先是由P→Q，后是由Q→PC．PQ受磁場力的方向垂直桿向左D．PQ受磁場力的方向先垂直于桿向左，后垂直于桿向右9.(多選)(2022·廣東省深圳市高三3月第一次調(diào)研)如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd，用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點，并可繞O點左右擺動．金屬線框從圖示位置的右側(cè)某一位置由靜止釋放，在擺動到左側(cè)最高點的過程中，細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面．則下列說法中正確的是()A．線框中感應(yīng)電流的方向先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aB．線框中感應(yīng)電流的方向是d→c→b→a→dC．穿過線框中的磁通量先變大后變小D．穿過線框中的磁通量先變小后變大10.(多選)(2022·山東省泰安市高三下適應(yīng)性訓(xùn)練三)北半球地磁場的豎直分量向下．如圖所示，在北京某中學(xué)實驗室的水平桌面上，放置邊長為L的正方形閉合導(dǎo)體線圈abcd，線圈的ab邊沿南北方向，ad邊沿東西方向．下列說法中正確的是()A．若使線圈向東平動，則a點的電勢比b點的電勢低B．若使線圈向北平動，則a點的電勢比b點的電勢低C．若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中感應(yīng)電流方向為a→b→c→d→aD．若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中感應(yīng)電流方向為a→d→c→b→a11.(2022·山東省濟(jì)南市高三下二模)置于勻強(qiáng)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(qiáng)磁場中．下列說法正確的是()A．圓盤順時針加速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向右運(yùn)動B．圓盤順時針勻速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向右運(yùn)動C．圓盤順時針減速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向右運(yùn)動D．圓盤逆時針加速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向左運(yùn)動12.(多選)(2022·湖北省武漢市部分學(xué)校高三上質(zhì)量檢測)如圖所示，傾角為α的斜面上放置著光滑導(dǎo)軌，金屬棒KN置于導(dǎo)軌上，在以ab和cd為邊界的區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上．在cd左下方的無磁場區(qū)域cdPM內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)．當(dāng)金屬棒KN在重力作用下從磁場右邊界ab處由靜止開始向下運(yùn)動后，則下列說法正確的是()A．圓環(huán)L有收縮趨勢B．圓環(huán)L有擴(kuò)張趨勢C．圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流變小D．圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流不變13.(多選)(2022·山東省青島市高三質(zhì)量調(diào)研檢測一)如圖，兩同心圓環(huán)A、B置于同一水平面上，其中B為均勻帶負(fù)電絕緣環(huán)，A為導(dǎo)體環(huán).當(dāng)B繞軸心順時針轉(zhuǎn)動且轉(zhuǎn)速增大時，下列說法正確的是()A.A中產(chǎn)生逆時針的感應(yīng)電流B.A中產(chǎn)生順時針的感應(yīng)電流C.A具有收縮的趨勢D.A具有擴(kuò)張的趨勢1.(2019·全國卷Ⅲ)楞次定律是下列哪個定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)？()A．電阻定律 B.庫侖定律C．歐姆定律 D.能量守恒定律2.(2018·高考全國卷Ⅰ)如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關(guān)與電源連接，另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路．將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，開關(guān)未閉合時小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)．下列說法正確的是()A．開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動B．開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向C．開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D．開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動3.(2017·全國卷Ⅰ·18)掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌.為了有效隔離外界振動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動，如圖11所示.無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及其左右振動的衰減最有效的方案是()圖114.(2020·全國卷Ⅲ)如圖，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右邊套有一金屬圓環(huán)。圓環(huán)初始時靜止。將圖中開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，電路接通的瞬間，可觀察到()A.撥至M端或N端，圓環(huán)都向左運(yùn)動B.撥至M端或N端，圓環(huán)都向右運(yùn)動C.撥至M端時圓環(huán)向左運(yùn)動，撥至N端時向右運(yùn)動D.撥至M端時圓環(huán)向右運(yùn)動，撥至N端時向左運(yùn)動考點35電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律新課程標(biāo)準(zhǔn)1.知道磁通量。通過實驗，了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象，了解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用及其對現(xiàn)代社會的影響。2．探究影響感應(yīng)電流方向的因素，理解楞次定律。命題趨勢高考對本專題的考查內(nèi)容有電磁感應(yīng)現(xiàn)象的分析與判斷，主要體現(xiàn)對物理規(guī)律的理解，例如楞次定律，試題情境生活實踐類真空管道超高速列車、磁懸浮列車、電磁軌道炮等各種實際應(yīng)用模型學(xué)習(xí)探究類電磁感應(yīng)的圖像問題．考向一電磁感應(yīng)現(xiàn)象考向二楞次定律考向三楞次定律推廣應(yīng)用考向四二次感應(yīng)現(xiàn)象考向一電磁感應(yīng)現(xiàn)象1．磁通量(1)定義：勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場方向的面積S的乘積叫作穿過這個面積的磁通量，簡稱磁通。我們可以用穿過這一面積的磁感線條數(shù)的多少來形象地理解。(2)公式：Φ＝BS。(3)公式的適用條件：①勻強(qiáng)磁場；②S是垂直磁場方向的有效面積。(4)單位：韋伯(Wb)，1Wb＝1T·m2。(5)標(biāo)量性：磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)之分。磁通量的正負(fù)是這樣規(guī)定的：任何一個平面都有正、反兩面，若規(guī)定磁感線從正面穿出時磁通量為正，則磁感線從反面穿出時磁通量為負(fù)。（6）物理意義：相當(dāng)于穿過某一面積的磁感線的條數(shù)．如圖所示，矩形abcd、abb′a′、a′b′cd的面積分別為S1、S2、S3，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與平面a′b′cd垂直，則：①通過矩形abcd的磁通量為BS1cosθ或BS3.②通過矩形a′b′cd的磁通量為BS3.③通過矩形abb′a′的磁通量為0.2．磁通量的變化量（1）在某個過程中，穿過某個平面的磁通量的變化量等于末磁通量Φ2與初磁通量Φ1的差值，即ΔΦ＝Φ2－Φ1。（2）磁通量變化的常見情況變化情形舉例磁通量變化量磁感應(yīng)強(qiáng)度變化永磁體靠近或遠(yuǎn)離線圈、電磁鐵(螺線管)內(nèi)電流發(fā)生變化ΔΦ＝ΔB·S有效面積變化有磁感線穿過的回路面積變化閉合線圈的部分導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動，如圖ΔΦ＝B·ΔS回路平面與磁場夾角變化線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，如圖磁感應(yīng)強(qiáng)度和有效面積同時變化彈性線圈在向外拉的過程中，如圖ΔΦ＝Φ2－Φ1（3）磁通量的變化率(磁通量的變化快慢)磁通量的變化量與發(fā)生此變化所用時間的比值，即eq\f(ΔΦ,Δt)。（4）電磁感應(yīng)現(xiàn)象與感應(yīng)電流“磁生電”的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫作感應(yīng)電流。3．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。判斷感應(yīng)電流能否產(chǎn)生的思維導(dǎo)圖：4．電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩種典型情況(1)閉合導(dǎo)體回路的一部分做切割磁感線運(yùn)動。(2)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化。5．電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，如果導(dǎo)體回路閉合則產(chǎn)生感應(yīng)電流；如果導(dǎo)體回路不閉合，則只產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，而不產(chǎn)生感應(yīng)電流。6．能量轉(zhuǎn)化發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能?！镜淅?】(2022·北京市朝陽區(qū)高三一模)如圖所示為感應(yīng)式發(fā)電機(jī)，a、b、c、d是空間四個可用電刷與銅盤邊緣接觸的點，O1、O2是銅盤軸線導(dǎo)線的接線端，M、N是電流表的接線端，現(xiàn)在將銅盤轉(zhuǎn)動，能觀察到感應(yīng)電流的是()A．將電流表的接線端M、N分別連接a、c位置B．將電流表的接線端M、N分別連接O1、a位置C．將電流表的接線端M、N分別連接O1、O2位置D．將電流表的接線端M、N分別連接c、d位置【答案】B【解析】將銅盤看成無數(shù)個軸向銅條組成，當(dāng)銅盤轉(zhuǎn)動時，其切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，此時銅條相當(dāng)于電源，銅盤邊緣和中心相當(dāng)于電源的兩個極，則想要觀察到感應(yīng)電流，M、N應(yīng)分別接電源的兩個極，故B正確?！镜淅?】(2022·山東省日照市二模)現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關(guān)按如圖所示連接．下列說法正確的()A．開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出都會引起電流計指針偏轉(zhuǎn)B．線圈A插入線圈B中后，開關(guān)閉合和斷開的瞬間，電流計指針均不會偏轉(zhuǎn)C．開關(guān)閉合后，滑動變阻器的滑片P勻速滑動，會使電流計指針靜止在中央零刻度D．開關(guān)閉合后，只有滑動變阻器的滑片P加速滑動，電流計指針才能偏轉(zhuǎn)【答案】A【解析】線圈A插入或拔出，都將造成線圈B處磁場的變化，因此線圈B處的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項A正確；開關(guān)閉合和斷開均能引起線圈B中磁通量的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項B錯誤；開關(guān)閉合后，只要移動滑片P，線圈B中磁通變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項C、D錯誤．練習(xí)1、(2022·廣東省汕頭市高三二模)如圖所示，一個U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個金屬導(dǎo)體棒ab，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ.在下列各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（） A．a(chǎn)b向右運(yùn)動，同時使θ減小B．使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，θ角同時也減小C．a(chǎn)b向左運(yùn)動，同時增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BD．a(chǎn)b向右運(yùn)動，同時增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角(0°<θ<90°)【答案】A【解析】設(shè)此時回路面積為S，據(jù)題意，磁通量Φ＝BScosθ，對A選項，S增大，θ減小，cosθ增大，則Φ增大，A正確．對B選項，B減小，θ減小，cosθ增大，Φ可能不變，B錯誤．對C選項，S減小，B增大，Φ可能不變，C錯誤．對D選項，S增大，B增大，θ增大，cosθ減小，Φ可能不變，D錯誤．故只有A正確．練習(xí)2、(多選)(2022·山東省菏澤市高三下二模)如圖所示，矩形閉合線圈abcd豎直放置，OO′是它的對稱軸，通電直導(dǎo)線AB與OO′平行。若要在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，可行的做法是()A．AB中電流I逐漸增大B．AB中電流I先增大后減小C．以AB為軸，線圈繞AB順時針轉(zhuǎn)90°(俯視)D．線圈繞OO′軸逆時針轉(zhuǎn)動90°(俯視)【答案】ABD?！窘馕觥恐灰狝B中電流發(fā)生變化，無論是大小變，還是方向變，還是大小和方向同時變，都可以使線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，A、B正確；以AB為軸，線圈繞AB順時針轉(zhuǎn)90°的過程中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和線圈的有效面積都沒變，磁通量不變，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，C錯誤；以O(shè)O′為軸逆時針轉(zhuǎn)90°的過程中，線圈的有效面積發(fā)生了變化，磁通量變化，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，D正確。【巧學(xué)妙記】磁通量是標(biāo)量磁通量是標(biāo)量,計算磁通量的變化量時一定先要清楚初、末狀態(tài)的磁感線從哪個方向穿過研究的平面,確定好正負(fù)后再計算?？枷蚨愦味梢?、楞次定律的理解及應(yīng)用1．內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．2．適用情況：所有的電磁感應(yīng)現(xiàn)象．3.楞次定律中“阻礙”的含義：【典例3】(2022·浙江省溫州市高三一模)如圖甲所示，線圈ab中通有如圖乙所示的電流，電流從a到b為正方向，那么在0～t0這段時間內(nèi)，用絲線懸掛的鋁環(huán)M中產(chǎn)生感應(yīng)電流，則()A．從左向右看感應(yīng)電流的方向為順時針B．從左向右看感應(yīng)電流的方向為先順時針后逆時針C．感應(yīng)電流的大小先減小后增加D．鋁環(huán)與線圈之間一直有磁場力的作用，作用力先向左后向右【答案】A【解析】電流從a到b為正方向，由圖乙可知，開始時電流為正且逐漸減小，由右手螺旋定則可知，鋁環(huán)M中的磁場水平向右，由于電流減小，所以磁通量變小，根據(jù)楞次定律可得，鋁環(huán)M中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為順時針(從左向右看)；由圖乙可知，電流減小到零后反向增大，電流從b流向a，由右手螺旋定則可知，鋁環(huán)M中的磁場水平向左，電流增大，則通過鋁環(huán)M的磁通量變大，根據(jù)楞次定律可得，鋁環(huán)M中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為順時針(從左向右看)，故A正確，B錯誤。由圖乙可知，ab內(nèi)的電流的變化率不變，則產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率不變，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，鋁環(huán)M產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小不變，所以感應(yīng)電流的大小也不變，故C錯誤。當(dāng)線圈ab中電流為零時，鋁環(huán)M和線圈之間無磁場力作用，故D錯誤【典例4】(多選)(2022·湖北宜昌市元月調(diào)考)法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)了“磁生電”現(xiàn)象．如圖，他把兩個線圈繞在同一個軟鐵環(huán)上，線圈A和電池連接，線圈B用導(dǎo)線連通，導(dǎo)線下面平行放置一個小磁針，且導(dǎo)線沿南北方向放置．下列說法正確的是()A．開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向B．開關(guān)閉合的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動C．開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動D．開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向【答案】BC【解析】開關(guān)閉合并保持一段時間后，穿過線圈B中的磁通量不變，因此不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，則小磁針不會偏轉(zhuǎn)，故A、D錯誤；開關(guān)閉合的瞬間，依據(jù)安培定則可知，線圈A中產(chǎn)生逆時針方向的磁場(垂直紙面向里看)，再由楞次定律，因穿過線圈B的磁場向上，且增大，那么感應(yīng)電流的磁場向下，因此線圈B回路中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流(垂直紙面向里看)，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動，故B正確；開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開的瞬間，同理，線圈B中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流(垂直紙面向里看)，則小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動，故C正確．練習(xí)3、(多選)(2022·江蘇省泰州市高三下第三次調(diào)研)一個水平固定的金屬大圓環(huán)A，通有恒定的電流，方向如圖所示。現(xiàn)有一小金屬環(huán)B自A環(huán)上方落下并穿過A環(huán)，B環(huán)在下落過程中始終保持水平，并與A環(huán)共軸，那么在B環(huán)下落過程中()A．B環(huán)中感應(yīng)電流方向始終與A環(huán)中電流方向相反B．B環(huán)中感應(yīng)電流方向與A環(huán)中電流方向先相反后相同C．經(jīng)過A環(huán)所在平面的瞬間，B環(huán)中感應(yīng)電流最大D．經(jīng)過A環(huán)所在平面的瞬間，B環(huán)中感應(yīng)電流為零【答案】BD【解析】剛開始的下落過程，穿過B環(huán)的磁通量增加，由楞次定律可知，B環(huán)中應(yīng)產(chǎn)生與A環(huán)中方向相反的感應(yīng)電流。當(dāng)B環(huán)運(yùn)動到A環(huán)下方后，隨著B環(huán)的下落，穿過B環(huán)的磁通量逐漸減少，由楞次定律可知，此時B環(huán)中將產(chǎn)生與A環(huán)中方向相同的感應(yīng)電流，故選項A錯誤，B正確；當(dāng)B環(huán)經(jīng)過A環(huán)所在平面的瞬間，此時穿過B環(huán)的磁通量最大，磁通量的變化率為零，故此時B環(huán)中的感應(yīng)電流為零，選項C錯誤，D正確。練習(xí)4、（2018·全國III卷）如圖（a），在同一平面內(nèi)固定有一長直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R，R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電流i，i的變化如圖（b）所示，規(guī)定從Q到P為電流的正方向。導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動勢（）A．在時為零B．在時改變方向C．在時最大，且沿順時針方向D．在時最大，且沿順時針方向【答案】AC【解析】由圖（b）可知，導(dǎo)線PQ中電流在t=T/4時達(dá)到最大值，變化率為零，導(dǎo)線框R中磁通量變化率為零，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在t=T/4時導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零，選項A正確；在t=T/2時，導(dǎo)線PQ中電流圖象斜率方向不變，導(dǎo)致導(dǎo)線框R中磁通量變化率的正負(fù)不變，根據(jù)楞次定律，所以在t=T/2時，導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向不變，選項B錯誤；由于在t=T/2時，導(dǎo)線PQ中電流圖象斜率最大，電流變化率最大，導(dǎo)致導(dǎo)線框R中磁通量變化率最大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在t=T/2時導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，由楞次定律可判斷出感應(yīng)電動勢的方向為順時針方向，選項C正確；由楞次定律可判斷出在t=T時感應(yīng)電動勢的方向為逆時針方向，選項D錯誤。【巧學(xué)妙記】判斷感應(yīng)電流有無的思路判斷感應(yīng)電流有無的思路考向三楞次定律推廣應(yīng)用楞次定律中“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”阻礙相對運(yùn)動——“來拒去留”使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢——“增縮減擴(kuò)”阻礙回路中的磁場的變化——“增離減靠”回路中電流增大，線圈向右運(yùn)動【典例5】(2022·重慶一中模擬)如圖所示，質(zhì)量為m的銅質(zhì)小閉合線圈靜置于粗糙水平桌面上。當(dāng)一個豎直放置的條形磁鐵貼近線圈，沿線圈中線由左至右從線圈正上方等高、勻速經(jīng)過時，線圈始終保持不動。則關(guān)于線圈在此過程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情況，以下判斷正確的是()A.FN先大于mg，后小于mgB.FN一直大于mgC.Ff先向左，后向右D.線圈中的電流方向始終不變【答案】A【解析】當(dāng)磁鐵靠近線圈時，穿過線圈的磁通量增加，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈受到磁鐵的安培力作用，根據(jù)楞次定律可知，線圈受到的安培力斜向右下方，則線圈對桌面的壓力增大，即FN大于mg，線圈相對桌面有向右運(yùn)動趨勢，受到桌面向左的靜摩擦力。當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離線圈時，穿過線圈的磁通量減小，同理，根據(jù)楞次定律可知，線圈受到的安培力斜向右上方，則線圈對桌面的壓力減小，即FN小于mg，線圈相對桌面有向右運(yùn)動趨勢，受到桌面向左的靜摩擦力。綜上可知，F(xiàn)N先大于mg，后小于mg，F(xiàn)f始終向左，故選項B、C錯誤，A正確；當(dāng)磁鐵靠近線圈時，穿過線圈向下的磁通量增加，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流從上向下看是逆時針方向；當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離線圈時，穿過線圈向下的磁通量減小，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流從上向下看是順時針方向，故選項D錯誤?！镜淅?】(2018·湖南省十三校聯(lián)考)如圖所示，螺線管與電阻R相連，磁鐵從螺線管的正上方由靜止釋放，向下穿過螺線管，下列說法正確的是()A．磁鐵剛離開螺線管時的加速度小于重力加速度B．通過電阻的電流先由a到b，后由b到aC．磁鐵減少的重力勢能等于回路產(chǎn)生的熱量D．a(chǎn)的電勢始終高于b的電勢【答案】A【解析】通過電阻的電流先由b到a，后由a到b，故B錯誤；a的電勢先低于b的電勢，后高于b的電勢，故D錯誤；磁鐵剛離開螺線管時受到螺線管的吸引，其加速度小于重力加速度，故A正確；磁鐵減少的重力勢能等于回路產(chǎn)生的熱量與磁鐵增加的動能之和，故C錯誤。練習(xí)5、(多選)(2022·湖南婁底市下學(xué)期質(zhì)量檢測)如圖甲所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方固定一螺線管Q，P和Q共軸，Q中的電流i隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，取甲圖中電流方向為正方向，P所受的重力為G，桌面對P的支持力為FN，則()A．在t1時刻，F(xiàn)N>G，P有收縮的趨勢B．在t2時刻，F(xiàn)N＝G，穿過P的磁通量不變C．在t3時刻，F(xiàn)N＝G，P中有感應(yīng)電流D．在t4時刻，F(xiàn)N＞G，P有收縮的趨勢【答案】ABC【解析】當(dāng)螺線管中電流增大時，其形成的磁場不斷增強(qiáng)，因此線圈P中的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知線圈P將阻礙其磁通量的增大，故線圈有遠(yuǎn)離和面積收縮的趨勢，即FN>G，P有收縮的趨勢，故A正確；當(dāng)螺線管中電流不變時，其形成磁場不變，線圈P中的磁通量不變，因此線圈P中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，則t2時刻FN＝G，故B正確；t3時刻螺線管中電流為零，但是線圈P中磁通量是變化的，因此此時線圈P中有感應(yīng)電流，但此時刻二者之間沒有相互作用力，即FN＝G，故C正確；當(dāng)螺線管中電流不變時，其形成的磁場不變，線圈P中的磁通量不變，因此磁鐵線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故t4時刻FN＝G，此時P沒有收縮的趨勢，故D錯誤．練習(xí)6、(2022·自貢一診)長直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi)，長直導(dǎo)線中的電流i隨時間t的變化關(guān)系如圖所示。在0～eq\f(T,2)時間內(nèi)，直導(dǎo)線中電流向上。則在eq\f(T,2)～T時間內(nèi)，線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力情況是()A．感應(yīng)電流方向為順時針，線框受安培力的合力方向向左B．感應(yīng)電流方向為順時針，線框受安培力的合力方向向右C．感應(yīng)電流方向為逆時針，線框受安培力的合力方向向右D．感應(yīng)電流方向為逆時針，線框受安培力的合力方向向左【答案】B【解析】在eq\f(T,2)～T時間內(nèi)，由楞次定律可知，線框中感應(yīng)電流的方向為順時針，由左手定則可判斷線框受安培力的合力方向向右，選項B正確?！厩蓪W(xué)妙記】阻礙磁通量變化的方式阻礙磁通量變化的方式(1)“增反減同”：當(dāng)原磁通量增加時，感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向相反，當(dāng)原磁通量減小時，感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向相同．)考向四二次感應(yīng)現(xiàn)象【典例7】(2022·山東省青島市高三質(zhì)量調(diào)研檢測一)如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，MN的左邊有一閉合電路，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動時，MN向右運(yùn)動，則PQ所做的運(yùn)動可能是()A．向右加速運(yùn)動 B．向左加速運(yùn)動C．向右減速運(yùn)動 D．向左減速運(yùn)動【答案】BC【解析】MN向右運(yùn)動，說明MN受到向右的安培力，因為ab在MN處的磁場垂直紙面向里eq\o(→,\s\up7(左手定則),\s\do5())MN中的感應(yīng)電流由M→Neq\o(→,\s\up7(安培定則),\s\do5())L1中感應(yīng)電流的磁場方向向上eq\o(→,\s\up7(楞次定律),\s\do5())eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(L2中磁場方向向上減弱,L2中磁場方向向下增強(qiáng)))；若L2中磁場方向向上減弱eq\o(→,\s\up7(安培定則),\s\do5())PQ中電流為Q→P且減小eq\o(→,\s\up7(右手定則),\s\do5())向右減速運(yùn)動；若L2中磁場方向向下增強(qiáng)eq\o(→,\s\up7(安培定則),\s\do5())PQ中電流為P→Q且增大eq\o(→,\s\up7(右手定則),\s\do5())向左加速運(yùn)動?！镜淅?】(2022·湖北省武漢市第二中學(xué)高三上模擬)如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場垂直。金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面。現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動，在運(yùn)動開始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是()A．PQRS中沿順時針方向，T中沿逆時針方向B．PQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向C．PQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向D．PQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向【答案】D【解析】金屬桿PQ向右切割磁感線，根據(jù)右手定則可知PQRS中感應(yīng)電流沿逆時針方向；原來T中的磁場方向垂直于紙面向里，閉合回路PQRS中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向外，使得穿過T的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知T中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，綜上所述，可知A、B、C項錯誤，D項正確。練習(xí)7、(多選)(2022·安徽省合肥市高三上開學(xué)考試)如圖所示，金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場中沿導(dǎo)軌做下列哪種運(yùn)動時，銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引()A.向右做勻速運(yùn)動 B.向左做減速運(yùn)動C.向右做減速運(yùn)動 D.向右做加速運(yùn)動【答案】BC【解析】當(dāng)導(dǎo)體棒向右勻速運(yùn)動時產(chǎn)生恒定的電流，線圈中的磁通量恒定不變，無感應(yīng)電流出現(xiàn)，選項A錯誤；當(dāng)導(dǎo)體棒向左減速運(yùn)動時，由右手定則可判定回路中出現(xiàn)從b→a的感應(yīng)電流且減小，由安培定則知螺線管中感應(yīng)電流的磁場向左在減弱，由楞次定律知c中出現(xiàn)順時針感應(yīng)電流，(從右向左看)且被螺線管吸引，選項B正確；同理可判定選項C正確，D錯誤。練習(xí)8、(多選)(2022·河北省張家口市高三下三模)如圖，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，MN的左邊有一閉合電路。當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動時，MN向右運(yùn)動，則PQ所做的運(yùn)動可能是()A．向右加速運(yùn)動 B.向右減速運(yùn)動C．向左加速運(yùn)動 D.向左減速運(yùn)動【答案】BC【解析】根據(jù)安培定則可知，MN處于ab產(chǎn)生的垂直向里的磁場中，MN在磁場力作用下向右運(yùn)動，說明MN受到的磁場力向右，由左手定則可知電流由M指向N，L1中感應(yīng)電流的磁場向上，由楞次定律可知，L2中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場應(yīng)該是向上減弱，或向下增強(qiáng)；再由右手定則可知PQ可能是向右減速運(yùn)動或向左加速運(yùn)動。故B、C正確，A、D錯誤?！厩蓪W(xué)妙記】在二次感應(yīng)現(xiàn)象中在二次感應(yīng)現(xiàn)象中,“程序法”和“逆向推理法”的選擇(1)如果要判斷二次感應(yīng)后的現(xiàn)象或結(jié)果,選擇程序法(按下圖順時針方向所示步驟解題)。(2)如果已知二次感應(yīng)后的結(jié)果,要判斷導(dǎo)體棒的運(yùn)動情況或磁場的變化,需選擇逆向推理法(按下圖逆時針方向所示步驟解題)1.(2022·北京市豐臺區(qū)高三上期末)如圖所示的勻強(qiáng)磁場中有一個矩形閉合導(dǎo)線框，在下列四種情況下，線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A．如圖甲所示，保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中左右運(yùn)動B．如圖乙所示，保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中上下運(yùn)動C．如圖丙所示，線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線AB轉(zhuǎn)動D．如圖丁所示，線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線平行的軸線CD轉(zhuǎn)動【答案】C【解析】A、B、D中穿過線框的磁通量均不變，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，而C中穿過線框的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選C。2.(2022·北京市朝陽區(qū)校際聯(lián)考)如圖甲所示，長直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi)，長直導(dǎo)線中的電流i隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示．在0～eq\f(T,2)時間內(nèi)，直導(dǎo)線中電流向上，則在eq\f(T,2)～T時間內(nèi)，線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力的合力方向分別是()A．順時針，向左 B．逆時針，向右C．順時針，向右 D．逆時針，向左【答案】B【解析】在0～eq\f(T,2)時間內(nèi)，直導(dǎo)線中電流向上，由題圖乙知，在eq\f(T,2)～T時間內(nèi)，直導(dǎo)線電流方向也向上，根據(jù)安培定則知，導(dǎo)線右側(cè)磁場的方向垂直紙面向里，電流逐漸增大，則磁場逐漸增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律，金屬線框中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流．根據(jù)左手定則，金屬線框左邊受到的安培力方向向右，右邊受到的安培力向左，離導(dǎo)線越近，磁場越強(qiáng)，則左邊受到的安培力大于右邊受到的安培力，所以金屬線框所受安培力的合力方向向右，故B正確，A、C、D錯誤．3.(多選)(2022·北京市西城區(qū)高三下統(tǒng)一測試)如圖(a)，螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強(qiáng)磁場，以圖中箭頭所示方向為其正方向。螺線管與導(dǎo)線框abcd相連，導(dǎo)線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)。當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間按圖(b)所示規(guī)律變化時()A．在t1～t2時間內(nèi)，L有收縮趨勢B．在t2～t3時間內(nèi)，L有擴(kuò)張趨勢C．在t2～t3時間內(nèi)，L內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流D．在t3～t4時間內(nèi)，L內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流【答案】AD【解析】據(jù)題意，在t1～t2時間內(nèi)，外加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度增加且斜率在增大，則在導(dǎo)線框中產(chǎn)生沿順時針方向增加的電流，該電流激發(fā)出增加的磁場，該磁場通過圓環(huán)，在圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)結(jié)論“增縮減擴(kuò)”可以判定圓環(huán)有收縮趨勢，故選項A正確；在t2～t3時間內(nèi)，外加磁場均勻變化，在導(dǎo)線框中產(chǎn)生穩(wěn)定電流，該電流激發(fā)出穩(wěn)定磁場，該磁場通過圓環(huán)時，圓環(huán)中沒有感應(yīng)電流，故選項B、C錯誤；在t3～t4時間內(nèi)，外加磁場向下減小，且斜率也減小，在導(dǎo)線框中產(chǎn)生沿順時針方向減小的電流，該電流激發(fā)出向里減小的磁場，故圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生順時針方向電流，選項D正確。4.(多選)(2022·山東省濱州市高三下二模)兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強(qiáng)磁場中，在導(dǎo)軌上接觸良好的導(dǎo)體棒ab和cd可以自由滑動。當(dāng)導(dǎo)體棒ab在外力F的作用下向右運(yùn)動時，下列說法中正確的是()A．導(dǎo)體棒cd內(nèi)有電流通過，方向是d→cB．導(dǎo)體棒cd內(nèi)有電流通過，方向是c→dC．磁場對導(dǎo)體棒cd的作用力向左D．磁場對導(dǎo)體棒ab的作用力向左【答案】BD【解析】導(dǎo)體棒ab切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則判斷可知，ab中感應(yīng)電流的方向是b→a，則導(dǎo)體棒cd內(nèi)有電流通過，方向是c→d，故A項錯誤，B項正確；導(dǎo)體棒cd內(nèi)有電流通過，導(dǎo)體棒cd受到安培力作用，由左手定則判斷可知，磁場對導(dǎo)體棒cd的作用力向右，磁場對導(dǎo)體棒ab的作用力向左，故C項錯誤，D項正確。5.（多選）(2022·貴州五校聯(lián)考)如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中，放有一與線圈D相連接的平行導(dǎo)軌，要使放在線圈D中的線圈A(A、D兩線圈同心共面)各處受到沿半徑方向指向圓心的力，金屬棒MN的運(yùn)動情況可能是()A．勻速向右 B．加速向左C．加速向右 D．減速向左【答案】BC【解析】若金屬棒MN勻速向右運(yùn)動，則線圈D與MN組成回路中的電流恒定，故穿過線圈A的磁通量不變，線圈A不受安培力作用，選項A錯誤；若金屬棒MN加速向左運(yùn)動，則線圈D與MN組成回路中的電流不斷增強(qiáng)，故穿過線圈A的磁通量不斷增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律，為阻礙磁通量的增強(qiáng)，線圈A有收縮的趨勢，受到沿半徑方向指向圓心的安培力，選項B正確；同理可得，當(dāng)金屬棒MN加速向右運(yùn)動時，線圈A有收縮的趨勢，受到沿半徑方向指向圓心的安培力，選項C正確；當(dāng)金屬棒MN減速向左運(yùn)動時，線圈A有擴(kuò)張的趨勢，受到沿半徑方向背離圓心的安培力，選項D錯誤．6.(2022·廣東廣州名校聯(lián)考)如圖所示，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管b與電源、滑動變阻器連接成如圖所示的電路．若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列表述正確的是()A．線圈a中將產(chǎn)生沿順時針方向(俯視)的感應(yīng)電流B．穿過線圈a的磁通量減小C．線圈a有擴(kuò)張的趨勢D．線圈a對水平桌面的壓力FN將增大【答案】D【解析】當(dāng)滑動變阻器的滑片P向下滑動時，螺線管中的電流將增大，使穿過線圈a的磁通量變大，選項B錯誤；由楞次定律可知，線圈a中將產(chǎn)生沿逆時針方向(俯視)的感應(yīng)電流，并且線圈a有縮小和遠(yuǎn)離螺線管的趨勢，線圈a對水平桌面的壓力FN將增大，故選項D正確，A、C錯誤．7.(2022·河南焦作質(zhì)檢)如圖所示，在一有界勻強(qiáng)磁場中放一電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌，虛線為有界磁場的左邊界，導(dǎo)軌跟圓形線圈M相接，圖中線圈N與線圈M共面、彼此絕緣，且兩線圈的圓心重合，半徑RM<RN.在磁場中垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒ab，已知磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面向外.欲使線圈N有收縮的趨勢，下列說法正確的是()A.導(dǎo)體棒可能沿導(dǎo)軌向左做加速運(yùn)動B.導(dǎo)體棒可能沿導(dǎo)軌向右做加速運(yùn)動C.導(dǎo)體棒可能沿導(dǎo)軌向左做減速運(yùn)動D.導(dǎo)體棒可能沿導(dǎo)軌向左做勻速運(yùn)動【答案】C【解析】導(dǎo)體棒ab加速向左運(yùn)動時，導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流增加，由右手定則判斷出來ab中電流方向由b→a，根據(jù)安培定則可知M產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，穿過N的磁通量增大，線圈面積越大抵消的磁感線越多，所以線圈N要通過增大面積以阻礙磁通量的增大，故A錯誤；導(dǎo)體棒ab加速向右運(yùn)動時，導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流增加，由右手定則判斷出來ab電流方向由a→b，根據(jù)安培定則判斷可知M產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里，穿過N的磁通量增大，同理可知B錯誤；導(dǎo)體棒ab減速向左運(yùn)動時，導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流減小，由右手定則判斷出來ab中電流方向由b→a，根據(jù)安培定則判斷可知M產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，穿過N的磁通量減小，線圈面積越大抵消的磁感線越多，所以線圈N要通過減小面積以阻礙磁通量的減小，故C正確；導(dǎo)體棒ab勻速向左運(yùn)動時，導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流恒定不變，線圈M產(chǎn)生的磁場恒定不變，穿過線圈N中的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，則線圈N不受磁場力，沒有收縮的趨勢，故D錯誤.8.(2022·莆田模擬)一長直鐵芯上繞有一固定線圈M,鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接,木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N,N可在木質(zhì)圓柱上無摩擦移動。M連接在如圖所示的電路中,其中R為滑動變阻器,E1和E2為直流電源,S為單刀雙擲開關(guān)。下列情況中,可觀測到N向左運(yùn)動的是()A.在S斷開的情況下,S向a閉合的瞬間B.在S斷開的情況下,S向b閉合的瞬間C.在S已向a閉合的情況下,將R的滑動頭向c端移動時D.在S已向a閉合的情況下,將R的滑動頭向d端移動時【答案】C【解析】N向左運(yùn)動意味著M中磁場減弱,說明M在通電情況下電流減小,不管S向a還是向b閉合的一瞬間,M中的電流都增大,N都會向右運(yùn)動,A、B項錯誤;S向a閉合,將R的滑動頭向c端移動時,R接入電路的電阻變大,電路中的電流減小,C項正確;同理分析,D項錯誤。1.(2022·浙江省溫州市高三二模)下列圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 ()【答案】B【解析】根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件判斷：A中，電路沒閉合，無感應(yīng)電流；B中，磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，面積增大，閉合電路的磁通量增大，有感應(yīng)電流；C中，穿過線圈的磁感線相互抵消，閉合電路的磁通量恒為零，無感應(yīng)電流；D中，磁通量不發(fā)生變化，無感應(yīng)電流．2.（多選）(2022·天津市南開區(qū)高三下一模)勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面，規(guī)定垂直紙面向里的方向為正，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化規(guī)律如圖甲所示。在磁場中有一細(xì)金屬矩形回路，回路平面位于紙面內(nèi)，如圖乙所示。令I(lǐng)1、I2、I3分別表示Oa、ab、bc段的感應(yīng)電流，F(xiàn)1、F2、F3分別表示Oa、ab、bc段回路右側(cè)PQ邊受到的安培力。則()A．I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向B．I2沿逆時針方向，I3沿順時針方向C．F1方向向左，F(xiàn)2方向向右D．F2方向向右，F(xiàn)3方向向右【答案】AC【解析】由楞次定律可知，Oa段感應(yīng)電流I1沿逆時針方向，ab、bc段感應(yīng)電流I2、I3沿順時針方向，故A正確，B錯誤。Oa段回路右側(cè)PQ邊中電流由Q流向P，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，由左手定則可知，PQ邊受到的安培力F1方向向左；ab段PQ邊中電流由P流向Q，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，由左手定則可知，PQ邊受到的安培力F2方向向右；bc段PQ邊中電流由P流向Q，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外，由左手定則可知，PQ邊受到的安培力F3方向向左，故C正確，D錯誤。3.(多選)(2022·江蘇省南通市高三下第三次調(diào)研)如圖甲所示，導(dǎo)體棒ab、cd均可在各自的導(dǎo)軌上無摩擦地滑動，導(dǎo)軌電阻不計，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、B2的方向如圖所示，大小隨時間變化的情況如圖乙所示，在0～t1時間內(nèi)()A．若ab不動，則ab、cd中均無感應(yīng)電流B．若ab不動，則ab中有恒定的感應(yīng)電流，但cd中無感應(yīng)電流C．若ab向右勻速運(yùn)動，則ab中一定有從b到a的感應(yīng)電流，cd向左運(yùn)動D．若ab向左勻速運(yùn)動，則ab中一定有從a到b的感應(yīng)電流，cd向右運(yùn)動【答案】BD【解析】若ab不動，0～t1時間內(nèi)，B1逐漸增大，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，ab產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知cd中無感應(yīng)電流，故A錯誤，B正確；若ab向左勻速運(yùn)動，0～t1時間內(nèi)，B1垂直于紙面向里且逐漸增大，穿過左側(cè)閉合區(qū)域的磁通量增大，運(yùn)用楞次定律得ab中有從a到b的感應(yīng)電流，回路中產(chǎn)生逐漸增大的感應(yīng)電動勢，即從a到b的感應(yīng)電流增大，根據(jù)楞次定律得在導(dǎo)體棒cd中產(chǎn)生d到c的感應(yīng)電流，根據(jù)左手定則得導(dǎo)體棒cd受到向右的安培力，即cd向右運(yùn)動，故D正確；若ab向右勻速運(yùn)動，產(chǎn)生從b到a的感應(yīng)電流，同時B1均勻增大，產(chǎn)生從a到b的感應(yīng)電流，由于不確定兩感應(yīng)電流的大小關(guān)系，故ab中感應(yīng)電流無法確定，故C錯誤．4.(多選)(2022·湖南省永州市高三下第一次適應(yīng)性測試)如圖所示，磁場垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布．一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點，將圓環(huán)拉至位置a后無初速釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過程中()A．感應(yīng)電流方向先逆時針后順時針再逆時針B．感應(yīng)電流方向一直是逆時針C．安培力方向始終與速度方向相反D．安培力方向始終沿水平方向【答案】AD.【解析】從磁場分布可看出：左側(cè)向里的磁場從左向右越來越強(qiáng)，右側(cè)向外的磁場從左向右越來越弱．所以，圓環(huán)從位置a運(yùn)動到磁場分界線前，磁通量向里增大，由楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反即向外，由安培定則知，感應(yīng)電流沿逆時針方向；同理，跨越分界線過程中，磁通量由向里最大變?yōu)橄蛲庾畲?，感?yīng)電流沿順時針方向；繼續(xù)擺到b的過程中，磁通量向外減小，感應(yīng)電流沿逆時針方向，A正確，B錯誤；由于圓環(huán)所在處的磁場上下對稱，圓環(huán)等效水平部分所受安培力使圓環(huán)在豎直方向平衡，所以總的安培力沿水平方向，故D正確，C錯誤．5.(2022·綿陽模擬)兩個閉合的金屬環(huán)，穿在一根光滑的絕緣桿上，如圖所示，當(dāng)條形磁鐵的S極自右向左插向圓環(huán)時，環(huán)的運(yùn)動情況是()A．兩環(huán)同時向左移動，間距增大B．兩環(huán)同時向左移動，間距變小C．兩環(huán)同時向右移動，間距變小D．兩環(huán)同時向左移動，間距不變【答案】B.【解析】當(dāng)磁鐵的S極靠近時，穿過兩圓環(huán)的磁通量變大，由楞次定律可得兩圓環(huán)的感應(yīng)電流方向都是順時針方向(從右向左看)，根據(jù)左手定則可知兩圓環(huán)受到磁鐵向左的安培力，遠(yuǎn)離磁鐵，即向左移．由于兩圓環(huán)的電流方向相同，所以兩圓環(huán)相互吸引，即相互合攏，間距變小，故B項正確，A、C、D項錯誤．6.(2022·東北三省四市教研聯(lián)合體4月模擬二)如圖所示，ab是一個可以繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動的閉合矩形導(dǎo)體線圈，當(dāng)滑動變阻器R的滑片P自左向右滑動過程中，線圈ab將()A．靜止不動B．逆時針轉(zhuǎn)動C．順時針轉(zhuǎn)動D．發(fā)生轉(zhuǎn)動，但因電源的極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動的方向【答案】C.【解析】滑片P向右滑動過程中，電流增大，線圈處的磁場變強(qiáng)，磁通量增大，根據(jù)“阻礙”含義，線圈將阻礙磁通量增大而順時針轉(zhuǎn)動，故C正確．7.(2022·江蘇揚(yáng)州一模)航母上飛機(jī)彈射起飛是利用電磁驅(qū)動來實現(xiàn)的。電磁驅(qū)動原理如圖所示，在固定線圈左右兩側(cè)對稱位置放置兩個閉合金屬圓環(huán)，鋁環(huán)和銅環(huán)的形狀、大小相同，已知銅的電阻率較小，則合上開關(guān)S的瞬間()A．兩個金屬環(huán)都向左運(yùn)動B．兩個金屬環(huán)都向右運(yùn)動C．銅環(huán)受到的安培力小于鋁環(huán)受到的安培力D．從左側(cè)向右看，鋁環(huán)中感應(yīng)電流沿