2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第十章電磁感應(yīng)第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律教學(xué)案滬科版

PAGE19-第十章電磁感應(yīng)[高考備考導(dǎo)航]學(xué)問內(nèi)容學(xué)科素養(yǎng)考向指導(dǎo)1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象、磁通量物理觀念(能量觀念)1.考題難度：試題情景新奇，難度中等。2.?？紵狳c(diǎn)：安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的綜合運(yùn)用，法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用，與圖象結(jié)合的綜合運(yùn)用，電磁感應(yīng)與力學(xué)、電路、能量等學(xué)問的綜合應(yīng)用，電磁感應(yīng)規(guī)律在科技中的應(yīng)用，“導(dǎo)桿＋導(dǎo)軌”模型，“線圈穿過有界磁場(chǎng)”模型等。3.常用物理思想方法：模型法、圖象法、類比法、數(shù)理結(jié)合法等。2.楞次定律(1)物理觀念(力與運(yùn)動(dòng)觀念、能量觀念)(2)科學(xué)思維(科學(xué)推理)3.法拉第電磁感應(yīng)定律(1)物理觀念(力與運(yùn)動(dòng)觀念)(2)科學(xué)思維(科學(xué)推理)4.自感、渦流(1)物理觀念(能量觀念)(2)科學(xué)看法與責(zé)任5.試驗(yàn)：探究影響感應(yīng)電流方向的因素(1)科學(xué)思維(科學(xué)推理)(2)科學(xué)看法與責(zé)任第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律學(xué)問排查學(xué)問點(diǎn)一磁通量1.磁通量(1)定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場(chǎng)方向的面積S的乘積。(2)公式：Φ＝BS(B⊥S)；單位：韋伯(Wb)。(3)矢標(biāo)性：磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)。2.磁通量的變更量：ΔΦ＝Φ2－Φ1。3.磁通量的變更率(磁通量變更的快慢)：磁通量的變更量與發(fā)生此變更所用時(shí)間的比值，即eq\f(ΔΦ,Δt)，與線圈的匝數(shù)無關(guān)。學(xué)問點(diǎn)二電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變更時(shí)，電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的現(xiàn)象。2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件(1)閉合電路；(2)磁通量發(fā)生變更。學(xué)問點(diǎn)三感應(yīng)電流的方向1.楞次定律：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變更。適用于一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2.右手定則：伸開右手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線穿入掌心，拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)方向，這時(shí)其余四指指向就是感應(yīng)電流的方向。適用于導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流。圖1小題速練1.思索推斷(1)磁通量、磁通量的變更量、磁通量的變更率的大小均與匝數(shù)無關(guān)。()(2)閉合電路內(nèi)只要有磁通量，就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。()(3)線框不閉合時(shí)，即使穿過線框的磁通量發(fā)生變更，線框中也沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生。()(4)當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線時(shí)，肯定產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但不肯定有感應(yīng)電流。()(5)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是與原磁場(chǎng)的方向相反。()答案(1)√(2)×(3)√(4)√(5)×2.(2024江西摸底)如圖2所示，閉合線圈abcd水平放置，其面積為S，匝數(shù)為n，線圈與勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的夾角θ＝45°?，F(xiàn)將線圈以ab邊為軸沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)90°，則在此過程中線圈磁通量的變更量大小為()圖2A.0 B.eq\r(2)BSC.eq\r(2)nBS D.nBS答案B3.(多選)[人教版選修3－2·P14·T6改編]如圖3所示，一輕質(zhì)絕緣橫桿兩側(cè)各固定一金屬環(huán)，橫桿可繞中心點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，老師拿一條形磁鐵插向其中一個(gè)小環(huán)，后又取出插向另一個(gè)小環(huán)，同學(xué)們看到的現(xiàn)象及現(xiàn)象分析正確的是()圖3A.磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)B.磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)C.磁鐵插向左環(huán)，左環(huán)中不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流D.磁鐵插向右環(huán)，右環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流答案BD試驗(yàn)：探究影響感應(yīng)電流方向的因素1.試驗(yàn)器材：條形磁鐵、電流表、線圈、導(dǎo)線、一節(jié)干電池(用來查明線圈中電流的流向與電流表中指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系)。2.試驗(yàn)現(xiàn)象：如圖4所示，在四種狀況下，將試驗(yàn)結(jié)果填入下表。圖4(1)線圈內(nèi)磁通量增加時(shí)的狀況圖號(hào)磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向甲向下逆時(shí)針(俯視)向上乙向上順時(shí)針(俯視)向下(2)線圈內(nèi)磁通量削減時(shí)的狀況圖號(hào)磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向丙向下順時(shí)針(俯視)向下丁向上逆時(shí)針(俯視)向上3.試驗(yàn)結(jié)論當(dāng)穿過線圈的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相反；當(dāng)穿過線圈的磁通量削減時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相同。1.(多選)在探究感應(yīng)電流方向規(guī)律的試驗(yàn)中，以下說法正確的是()圖5A.應(yīng)查明原、副線圈的繞向B.應(yīng)查明電流方向與電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系C.開關(guān)閉合后，滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng)，會(huì)使電流計(jì)指針靜止在中心零刻度D.原線圈從副線圈中插入與拔出時(shí)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向相反解析在探究感應(yīng)電流方向時(shí)，我們首先要弄清晰所用線圈的繞向，同時(shí)須要明確電流流入電流計(jì)時(shí)指針的偏轉(zhuǎn)方向，并且記錄線圈在插入和拔出時(shí)電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向，選項(xiàng)A、B、D正確；滑片P勻速滑動(dòng)時(shí)，A中電流勻稱變更，產(chǎn)生勻稱變更的磁場(chǎng)，B中產(chǎn)生恒定電流，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。答案ABD2.如圖6所示的是“探討電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的試驗(yàn)裝置。圖6(1)將圖中所缺導(dǎo)線補(bǔ)接完整。(2)假如在閉合開關(guān)時(shí)發(fā)覺靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下，那么合上開關(guān)后線圈A快速?gòu)木€圈B中拔出時(shí)，電流計(jì)指針將________(填“向右偏”“向左偏”或“不偏轉(zhuǎn)”)。解析(1)探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象試驗(yàn)電路分兩部分，要使原線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)必需對(duì)其通電，故電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、原線圈組成閉合電路，靈敏電流計(jì)與副線圈組成另一個(gè)閉合電路，如答案圖所示。(2)閉合開關(guān)瞬間，通過線圈B的磁通量增大，感應(yīng)電流磁場(chǎng)阻礙原磁通量的增加，感應(yīng)電流方向和原電流方向相反，使電流計(jì)指針向右偏；而把A從B中拔出來時(shí)，通過線圈B的磁通量減小，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙原磁通量的減小，即感應(yīng)電流方向使電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)。答案(1)如圖所示(2)向左偏楞次定律、右手定則的理解及應(yīng)用1.楞次定律中“阻礙”的含義2.推斷感應(yīng)電流方向的兩種方法(1)用楞次定律推斷(2)用右手定則推斷：適用于推斷導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向。應(yīng)用時(shí)留意三個(gè)方向①掌心——磁感線垂直穿入；②拇指——指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向；③四指——指向感應(yīng)電流的方向。教材引領(lǐng)1.[人教版選修3－2·P13·T5]在圖4.3－12中，線圈M和線圈P繞在同一個(gè)鐵芯上。圖4.3－12線圈P中有沒有感應(yīng)電流？(1)當(dāng)閉合開關(guān)S的一瞬間，線圈P里有沒有感應(yīng)電流？(2)當(dāng)線圈M里有恒定電流通過時(shí)，線圈P里有沒有感應(yīng)電流？(3)當(dāng)斷開開關(guān)S的一瞬間，線圈P里有沒有感應(yīng)電流？(4)在上面三種狀況里，假如線圈P里有感應(yīng)電流，感應(yīng)電流沿什么方向？解析(1)當(dāng)閉合開關(guān)S的一瞬間，線圈M產(chǎn)生的磁場(chǎng)增加，線圈P的磁通量增大，線圈P里有感應(yīng)電流；由楞次定律可知線圈P里的感應(yīng)電流向右通過電流計(jì)。(2)當(dāng)線圈M里有恒定電流通過時(shí)，線圈M產(chǎn)生的磁場(chǎng)不發(fā)生變更，線圈P的磁通量不發(fā)生變更，線圈P里沒有感應(yīng)電流。(3)當(dāng)斷開開關(guān)S的一瞬間，線圈M產(chǎn)生的磁場(chǎng)減弱，線圈P的磁通量變小，線圈P里有感應(yīng)電流；由楞次定律可知線圈P里的感應(yīng)電流向左通過電流計(jì)。答案(1)有感應(yīng)電流(2)沒有感應(yīng)電流(3)有感應(yīng)電流(4)第(1)種狀況中的感應(yīng)電流向右通過電流計(jì)第(3)種狀況中的感應(yīng)電流向左通過電流計(jì)真題闖關(guān)2.(多選)(2024·全國(guó)卷Ⅰ，19)如圖7所示，兩個(gè)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。將一磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，開關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是()圖7A.開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面對(duì)里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)B.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面對(duì)里的方向C.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面對(duì)外的方向D.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面對(duì)外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)解析由電路可知，開關(guān)閉合瞬間，右側(cè)線圈正面環(huán)繞部分的電流向下，由安培定則可知，直導(dǎo)線在鐵芯中產(chǎn)生向右的磁場(chǎng)，由楞次定律可知，左側(cè)線圈正面環(huán)繞部分產(chǎn)生向上的電流，則直導(dǎo)線中的電流方向由南向北，由安培定則可知，直導(dǎo)線在小磁針?biāo)谖恢卯a(chǎn)生垂直紙面對(duì)里的磁場(chǎng)，則小磁針的N極朝垂直紙面對(duì)里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，A正確；開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，穿過左側(cè)線圈的磁通量不變，則左側(cè)線圈中的感應(yīng)電流為零，直導(dǎo)線不產(chǎn)生磁場(chǎng)，則小磁針靜止不動(dòng)，B、C錯(cuò)誤；開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間，穿過左側(cè)線圈向右的磁通量削減，則由楞次定律可知，左側(cè)線圈正面環(huán)繞部分產(chǎn)生向下的感應(yīng)電流，則流過直導(dǎo)線的電流方向由北向南，直導(dǎo)線在小磁針?biāo)谔幃a(chǎn)生垂直紙面對(duì)外的磁場(chǎng)，則小磁針的N極朝垂直紙面對(duì)外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，D正確。答案AD1.(2024·海南單科，4)如圖8，一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長(zhǎng)直導(dǎo)線在同一豎直面內(nèi)，環(huán)的圓心與兩導(dǎo)線距離相等，環(huán)的直徑小于兩導(dǎo)線間距。兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向向下的恒定電流。若()圖8A.金屬環(huán)向上運(yùn)動(dòng)，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向B.金屬環(huán)向下運(yùn)動(dòng)，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向C.金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向D.金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向解析依據(jù)楞次定律，當(dāng)金屬圓環(huán)上、下移動(dòng)時(shí)，穿過圓環(huán)的磁通量不發(fā)生變更，故沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；當(dāng)金屬圓環(huán)向左移動(dòng)時(shí)，則穿過圓環(huán)的磁場(chǎng)垂直紙面對(duì)外并且增加，依據(jù)楞次定律可以知道，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時(shí)針，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)金屬圓環(huán)向右移動(dòng)時(shí)，則穿過圓環(huán)的磁場(chǎng)垂直紙面對(duì)里并且增加，依據(jù)楞次定律可以知道，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為逆時(shí)針，故選項(xiàng)D正確。答案D2.如圖9所示，一個(gè)N極朝下的條形磁鐵豎直下落，恰能穿過水平放置的固定矩形導(dǎo)線框，則()圖9A.磁鐵經(jīng)過位置①時(shí)，線框中感應(yīng)電流沿abcd方向；經(jīng)過位置②時(shí)，沿adcb方向B.磁鐵經(jīng)過位置①時(shí)，線框中感應(yīng)電流沿adcb方向；經(jīng)過位置②時(shí)，沿abcd方向C.磁鐵經(jīng)過位置①和②時(shí)，線框中的感應(yīng)電流都沿abcd方向D.磁鐵經(jīng)過位置①和②時(shí)，線框中感應(yīng)電流都沿adcb方向解析當(dāng)磁鐵經(jīng)過位置①時(shí)，穿過線框的磁通量向下且不斷增加，由楞次定律可確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上，阻礙磁通量的增加，依據(jù)右手螺旋定則可判定感應(yīng)電流應(yīng)沿abcd方向。同理可推斷當(dāng)磁鐵經(jīng)過位置②時(shí)，感應(yīng)電流沿adcb方向。故A正確。答案A楞次定律推論的應(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)電流的緣由，由此可得四個(gè)推論，可以奇妙快速解題。內(nèi)容例證阻礙原磁通量變更—“增反減同”eq\a\vs4\al()eq\a\vs4\al(磁鐵靠近線圈，B感與B原反向)eq\a\vs4\al()eq\a\vs4\al(磁鐵遠(yuǎn)離線圈，B感與B原同向)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來拒去留”eq\a\vs4\al()eq\a\vs4\al(磁鐵靠近，,是斥力,,磁鐵遠(yuǎn)離，,是引力)使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)——“增縮減擴(kuò)”eq\a\vs4\al()eq\a\vs4\al(P、Q是光滑固定導(dǎo)軌，,a、b是可動(dòng)金屬棒，,磁鐵下移，面積應(yīng)減小，,a、b靠近)eq\a\vs4\al()eq\a\vs4\al(B減小，線圈擴(kuò)張)阻礙原電流的變更——“增反減同”eq\a\vs4\al()eq\a\vs4\al(合上S，B先亮)【典例】(2024·上海市靜安區(qū)質(zhì)檢)如圖10所示，在同一水平面內(nèi)有兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，在兩導(dǎo)軌之間豎直放置通電螺線管，ab和cd是放在導(dǎo)軌上的兩根金屬棒，它們分別放在螺線管的左右兩側(cè)，保持開關(guān)閉合，最初兩金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向左滑動(dòng)時(shí)，兩根金屬棒與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中感應(yīng)電流方向(俯視圖)及ab、cd兩棒的運(yùn)動(dòng)狀況是()圖10A.感應(yīng)電流為順時(shí)針方向，兩棒相互靠近B.感應(yīng)電流為順時(shí)針方向，兩棒相互遠(yuǎn)離C.感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向，兩棒相互靠近D.感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向，兩棒相互遠(yuǎn)離解析當(dāng)變阻器滑片向左滑動(dòng)時(shí)，電路的電流變大，線圈的磁場(chǎng)增加；依據(jù)安培定則由電流方向可確定線圈的磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌向下。由于線圈處于兩棒中間，所以穿過兩棒所圍成的磁通量變大，由楞次定律推論增反減同可得，線框abdc產(chǎn)生逆時(shí)針方向感應(yīng)電流。最終依據(jù)左手定則可確定安培力的方向：ab棒處于向上的磁場(chǎng)中，且電流方向a→b，則安培力方向向左。cd棒處于向上的磁場(chǎng)中，且電流方向d→c，則安培力方向向右，兩棒相互遠(yuǎn)離，故選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤。答案D1.如圖11所示，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈。當(dāng)一豎直放置的通有恒定電流的螺線管沿線圈中線AB正上方水平快速通過時(shí)，若線圈始終不動(dòng)，則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，下列說法中正確的是()圖11A.FN先小于mg后大于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左B.FN先大于mg后小于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)先向右后向左C.FN先小于mg后大于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)先向左后向右D.FN先大于mg后小于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右解析通電螺線管從線圈正上方快速通過時(shí)，通過線圈的磁通量先增大后減小。當(dāng)通過線圈的磁通量增大時(shí)，為阻礙其增大，在豎直方向上線圈有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以線圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上線圈有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)；當(dāng)通過線圈的磁通量減小時(shí)，為阻礙其減小，在豎直方向上線圈有向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以線圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上線圈有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。綜上所述，線圈所受到的支持力先大于重力后小于重力，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)總是向右，選項(xiàng)D正確。答案D2.如圖12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(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)，下列表述正確的是()圖12A.線圈a中將產(chǎn)生沿順時(shí)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(shì)D.線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，螺線管中的電流將增大，使穿過線圈a的磁通量變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由楞次定律可知，線圈a中將產(chǎn)生沿逆時(shí)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(shì)，線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大，故選項(xiàng)D正確，A、C錯(cuò)誤。答案D“三個(gè)定則與一個(gè)定律”的綜合應(yīng)用1.規(guī)則比較名稱基本現(xiàn)象因果關(guān)系規(guī)則電流的磁效應(yīng)電流、運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生磁場(chǎng)因電生磁安培定則安培力、洛倫茲力磁場(chǎng)對(duì)電流、運(yùn)動(dòng)電荷有作用力因電受力左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)因動(dòng)生電右手定則右手定則閉合回路磁通量變更因磁生電楞次定律楞次定律2.應(yīng)用技巧(1)應(yīng)用楞次定律時(shí)，一般要用到安培定則。(2)探討感應(yīng)電流受到的安培力時(shí)，一般先用右手定則或楞次定律確定電流方向，再用左手定則確定安培力方向，有時(shí)也可以干脆應(yīng)用楞次定律的推論確定?！镜淅?2024·大連聯(lián)考)如圖13所示，金屬棒ab、金屬導(dǎo)軌和螺線管組成閉合回路，金屬棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，則()圖13A.ab棒不受安培力作用B.ab棒所受安培力的方向向右C.ab棒向右運(yùn)動(dòng)速度v越大，所受安培力越大D.螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)，A端為N極解析棒ab向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線，依據(jù)右手定則推斷感應(yīng)電流方向由b→a，再依據(jù)左手定則推斷棒所受安培力水平向左，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；ab的速度越大，感應(yīng)電流越大，所受安培力就越大，選項(xiàng)C正確；依據(jù)安培定則可判定螺線管的B端為N極，A端為S極，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C1.(2024·全國(guó)卷Ⅲ，15)如圖14，在方向垂直于紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)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?，F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)起先的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是()圖14A.PQRS中沿順時(shí)針方向，T中沿逆時(shí)針方向B.PQRS中沿順時(shí)針方向，T中沿順時(shí)針方向C.PQRS中沿逆時(shí)針方向，T中沿逆時(shí)針方向D.PQRS中沿逆時(shí)針方向，T中沿順時(shí)針方向解析金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng)，由右手定則可知，PQRS中有沿逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，穿過圓環(huán)形金屬線框T中的磁通量減小，由楞次定律可知，T中有沿順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤。答案D2.(多選)兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于圖15所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在導(dǎo)軌上接觸良好的導(dǎo)體棒AB和CD可以自由滑動(dòng).當(dāng)AB在外力F作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法中正確的是()圖15A.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(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒CD的作用力向左D.磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒AB的作用力向左解析利用楞次定律，兩個(gè)導(dǎo)體棒與兩根金屬導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路，分析出磁通量增加，結(jié)合安培定則推斷回路中感應(yīng)電流的方向是B→A→C→D→B。以此為基礎(chǔ)，再依據(jù)左手定則進(jìn)一步判定CD、AB的受力方向，經(jīng)過比較可得正確答案。答案BD活頁(yè)作業(yè)(時(shí)間：40分鐘)基礎(chǔ)鞏固練1.(2024·全國(guó)卷Ⅰ，18)掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測(cè)樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動(dòng)對(duì)STM的擾動(dòng)，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對(duì)紫銅薄板，并施加磁場(chǎng)來快速衰減其微小振動(dòng)，如圖1所示。無擾動(dòng)時(shí)，按下列四種方案對(duì)紫銅薄板施加恒磁場(chǎng)；出現(xiàn)擾動(dòng)后，對(duì)于紫銅薄板上下及其左右振動(dòng)的衰減最有效的方案是()圖1解析感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是閉合回路中的磁通量發(fā)生變更。在A圖中，系統(tǒng)振動(dòng)時(shí)，紫銅薄板隨之上下及左右振動(dòng)，在磁場(chǎng)中的部分有時(shí)多有時(shí)少，磁通量發(fā)生變更，產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到安培力，阻礙系統(tǒng)的振動(dòng)；在B、D圖中，只有紫銅薄板左右振動(dòng)才產(chǎn)生感應(yīng)電流，而上下振動(dòng)無電流產(chǎn)生；在C圖中，無論紫銅薄板上下振動(dòng)還是左右振動(dòng)，都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤。答案A2.現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開關(guān)按如圖2所示連接。下列說法正確的是()圖2A.開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出都會(huì)引起電流計(jì)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(jì)指針均不會(huì)偏轉(zhuǎn)C.開關(guān)閉合后，滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng)，電流計(jì)指針不會(huì)偏轉(zhuǎn)D.開關(guān)斷開后，滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng)，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)解析線圈A插入或拔出，都將造成線圈B處磁場(chǎng)的變更，因此線圈B處的磁通量變更，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項(xiàng)A正確；開關(guān)閉合和斷開均能引起線圈B中磁通量的變更而產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；開關(guān)閉合后，只要移動(dòng)滑片P，線圈B中磁通量就會(huì)變更而產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；開關(guān)斷開后，線圈B無磁通量變更，故無感應(yīng)電流，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案A3.如圖3所示，a、b、c三個(gè)閉合線圈放在同一平面內(nèi)，當(dāng)線圈a中有電流I通過時(shí)，穿過它們的磁通量分別為Φa、Φb、Φc，下列說法中正確的是()圖3A.Φa＜Φb＜Φc B.Φa＞Φb＞ΦcC.Φa＜Φc＜Φb D.Φa＞Φc＞Φb解析當(dāng)a中有電流通過時(shí)，穿過a、b、c三個(gè)閉合線圈的向里的磁感線條數(shù)一樣多，向外的磁感線的條數(shù)c最多，其次是b，a中沒有向外的磁感線，因此，依據(jù)合磁通量的計(jì)算，應(yīng)當(dāng)是Φa>Φb>Φc。答案B4.圖4是機(jī)場(chǎng)的安檢人員用手持金屬探測(cè)器檢查乘客的情景。當(dāng)探測(cè)線圈靠近金屬物體時(shí)，在金屬物體中就會(huì)產(chǎn)生電流，假如能檢測(cè)出這種變更，就可以判定探測(cè)線圈旁邊有金屬物體了。下圖中能反映出金屬探測(cè)器工作原理的是()圖4解析金屬探測(cè)器從本質(zhì)上是利用電磁感應(yīng)原理來工作的，探測(cè)器靠近金屬導(dǎo)體時(shí)，相當(dāng)于閉合回路中的部分導(dǎo)體在切割磁感線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，圖中的A和D是電流的四周產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)對(duì)磁體的作用，故A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤；圖中的C是磁場(chǎng)對(duì)電流的作用，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；B中金屬棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B項(xiàng)正確。答案B5.(多選)如圖5，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于軟導(dǎo)線回路平面，由于磁場(chǎng)發(fā)生變更，回路變?yōu)閳A形。則磁場(chǎng)可能()圖5A.漸漸增加，方向向外B.漸漸增加，方向向里C.漸漸減弱，方向向外D.漸漸減弱，方向向里解析依據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的閉合回路中磁通量的變更，體現(xiàn)在面積上是“增縮減擴(kuò)”，而回路變?yōu)閳A形，面積增加了，說明磁場(chǎng)漸漸減弱。因不知回路中感應(yīng)電流的方向，故無法判定磁場(chǎng)方向，故C、D都有可能。答案CD6.物理課上，老師做了一個(gè)奇異的“跳環(huán)試驗(yàn)”。如圖6所示，她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)，閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立即跳起。某同學(xué)另找來器材再探究此試驗(yàn)。他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗(yàn)，線圈上的套環(huán)均未動(dòng)。對(duì)比老師演示的試驗(yàn)，下列四個(gè)選項(xiàng)中，導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng)的緣由可能是()圖6A.線圈接在了直流電源上B.電源電壓過高C.所選線圈的匝數(shù)過多D.所用套環(huán)的材料與老師的不同解析金屬套環(huán)跳起的緣由是開關(guān)S閉合時(shí)，套環(huán)上產(chǎn)生感應(yīng)電流與通電螺線管上的電流相互作用而引起的。線圈接在直流電源上，S閉合時(shí)，金屬套環(huán)也會(huì)跳起。電源電壓越高，S閉合時(shí)，金屬套環(huán)跳起越猛烈。金屬環(huán)能跳起，說明重力小于安培力，所選線圈匝數(shù)增多，安培力仍大于重力，還能跳起。若套環(huán)是非導(dǎo)體材料，則套環(huán)不會(huì)跳起，故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，D正確。答案D7.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7所示。在磁鐵N極遠(yuǎn)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狀況是()圖7A.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，上極板帶正電解析當(dāng)磁鐵N極向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，向下穿過線圈的磁通量變小，由楞次定律可得，感應(yīng)磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，即向下，再由安培定則可得感應(yīng)電流方向沿線圈回旋而上，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，故選項(xiàng)D正確。答案D8.(多選)(2024·山東等級(jí)考模擬卷)豎直放置的長(zhǎng)直密繞螺線管接入如圖8甲所示的電路中，通有俯視順時(shí)針方向的電流，其大小按圖乙所示的規(guī)律變更。螺線管內(nèi)中間位置固定有一水平放置的硬質(zhì)閉合金屬小圓環(huán)(未畫出)，圓環(huán)軸線與螺線管軸線重合。下列說法正確的是()圖8A.t＝eq\f(T,4)時(shí)刻，圓環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì)B.t＝eq\f(T,4)時(shí)刻，圓環(huán)有收縮的趨勢(shì)C.t＝eq\f(T,4)和t＝eq\f(3T,4)時(shí)刻，圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電流大小相等D.t＝eq\f(3T,4)時(shí)刻，圓環(huán)內(nèi)有俯視逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流解析t＝eq\f(T,4)時(shí)刻，由圖乙可知螺線管中的電流增加，圓環(huán)中的磁通量增加，由楞次定律可知，圓環(huán)有收縮的趨勢(shì)，故A錯(cuò)誤，B正確；在0～eq\f(T,2)、eq\f(T,2)～T內(nèi)，電流的變更率大小相等，則圓環(huán)內(nèi)磁通量的變更率的大小相同，所以t＝eq\f(T,4)和t＝eq\f(3T,4)時(shí)刻，圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電流大小相等，故C正確；在t＝eq\f(3T,4)時(shí)刻，由圖乙和右手螺旋定則可知，圓環(huán)中磁場(chǎng)方向是向下的，磁通量在削減，又由楞次定律可知圓環(huán)內(nèi)有俯視順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故D錯(cuò)誤。答案BC綜合提能練9.(2024·湖北武漢1月模擬)如圖9所示，一金屬銅球用絕緣細(xì)線掛于O點(diǎn)，將銅球拉離平衡位置并釋放，銅球搖擺過程中經(jīng)過有界的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，若不計(jì)空氣阻力，則()圖9A.銅球向右穿過磁場(chǎng)后，還能擺至原來的高度B.在進(jìn)入和離開磁場(chǎng)時(shí)，銅球中均有渦流產(chǎn)生C.銅球進(jìn)入磁場(chǎng)后離最低點(diǎn)越近速度越大，渦流也越大D.銅球最終將靜止在豎直方向的最低點(diǎn)解析在進(jìn)入和離開磁場(chǎng)時(shí)，穿過銅球的磁通量均會(huì)發(fā)生變更，銅球中均有渦流產(chǎn)生，同時(shí)消耗機(jī)械能，不能擺至原來的高度，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；銅球進(jìn)入磁場(chǎng)后穿過銅球的磁通量不再變更，無渦流產(chǎn)生，C項(xiàng)錯(cuò)誤；銅球最終將在磁場(chǎng)內(nèi)來回?fù)u擺，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B10.(多選)(2024·聊城模擬)航母上飛機(jī)彈射起飛是利用電磁驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。電磁驅(qū)動(dòng)原理如圖10所示，當(dāng)固定線圈上突然通過直流電流時(shí)，線圈端點(diǎn)的金屬環(huán)被彈射出去?，F(xiàn)在固定線圈左側(cè)同一位置，先后放有分別用橫截面積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成的形態(tài)、大小相同的兩個(gè)閉合環(huán)，且電阻率ρ銅<ρ鋁。閉合開關(guān)S的瞬間()圖10A.從左側(cè)看環(huán)中感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向B.銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力C.若將環(huán)放置在線圈右方，環(huán)將向左運(yùn)動(dòng)D.電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)不能向左彈射解析線圈中電流為右側(cè)流入，磁場(chǎng)方向?yàn)橄蜃螅陂]合開關(guān)的過程中，磁場(chǎng)變強(qiáng)，則由楞次定律可知，環(huán)中電流由左側(cè)看為順時(shí)針，選項(xiàng)A正確；由于銅環(huán)的電阻較小，故銅環(huán)中感應(yīng)電流較大，故銅環(huán)受到的安培力要大于鋁環(huán)的，選項(xiàng)B正確；若將環(huán)放在線圈右方，依據(jù)楞次定律可得，環(huán)將向右運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)受力仍向左，故仍將向左彈出，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案AB11.(多選)現(xiàn)代科學(xué)探討中常要用到高速電子，電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場(chǎng)使電子加速的設(shè)備。如圖11所示，上面為側(cè)視圖，上、下為電磁鐵的兩個(gè)磁極，電磁鐵線圈中電流的大小可以變更；下面為磁極之間真空室的俯視圖?，F(xiàn)有一電子在真空室中做圓周運(yùn)動(dòng)，從上往下看電子沿逆時(shí)針方向做加速運(yùn)動(dòng)。則下列推斷正確的是()圖11A.通入螺線管的電流在增加B.通入螺線管的電流在減弱C.電子在軌道中做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是電場(chǎng)力D.電子在軌道中加速的驅(qū)動(dòng)力是電場(chǎng)力解析從上往下看電子沿逆時(shí)針方向做加速運(yùn)動(dòng)，表明感應(yīng)電場(chǎng)沿順時(shí)針方向。圖示電磁鐵螺線管電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向上，依據(jù)楞次定律和右手定則，當(dāng)磁場(chǎng)正在增加時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)沿順時(shí)針方向，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；電子所受感應(yīng)電場(chǎng)力方向沿切線方向，電子在軌道中做加速圓周運(yùn)動(dòng)是由電場(chǎng)力驅(qū)動(dòng)的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。答案AD12.如圖12所示，在兩個(gè)沿豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，分別放入兩個(gè)完全一樣的水平金屬圓盤a和b。它們可以繞豎直軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，用導(dǎo)線通過電刷把它們相連。當(dāng)圓盤a轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)()圖12A.圓盤b總是與a沿相同方向轉(zhuǎn)動(dòng)B.圓盤b總是與a沿相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)C.若B1、B2同向，則a、b轉(zhuǎn)向相同D.若B1、B2反向，則a、b轉(zhuǎn)向相同解析當(dāng)圓盤a轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流流入