《全品選考復習方案》第30講電磁感應現象楞次定律實驗:探究影響感應電流方向的因素電磁感應現象的理解和判斷1.下列給出了與感應電流產生條件相關的四幅情景圖,其中判斷正確的是(A)A.圖甲中水平放置的圓形線圈正上方通有逐漸減小的電流,圓線圈中沒有感應電流B.圖乙中正方形金屬線圈繞豎直虛線轉動的過程中,正方形線圈中不會有感應電流C.圖丙中閉合導線框以其任何一條邊為軸在磁場中旋轉,都可以產生感應電流D.圖丁中金屬桿在力F的作用下向右運動過程中,若磁場減弱,回路一定會產生感應電流[解析]圖甲中水平放置的圓形線圈正上方通有逐漸減小的電流,因穿過圓線圈的磁通量始終為零,故圓線圈中沒有感應電流,選項A正確;圖乙中正方形金屬線圈繞豎直虛線轉動的過程中,穿過正方形線圈的磁通量會發生變化,故線圈中會有感應電流,選項B錯誤;圖丙中閉合導線框若以豎直邊為軸轉動,則磁通量不變,不會產生感應電流,選項C錯誤;圖丁中金屬桿在力F的作用下向右運動過程中,若磁場減弱,則穿過回路的磁通量可能不變,所以可能不會產生感應電流,選項D錯誤.實驗:探究影響感應電流方向的因素2.在“探究影響感應電流方向的因素”的實驗中:(1)先觀察電流表指針偏轉方向與電流方向的對應關系,再查明線圈中導線的繞向,以便從指針的偏轉方向確定感應電流的磁場方向.

(2)下表為某同學記錄的實驗現象:序號磁體磁場的方向(正視)磁體運動情況指針偏轉情況感應電流的磁場方向(正視)1向下插入線圈向左向上2向下拔出線圈向右向下3向上插入線圈向右向下4向上拔出線圈向左向上①由實驗記錄1、3得出的結論:當穿過閉合回路的磁通量增大時,感應電流的磁場與原磁場方向相反.

②由實驗記錄2、4得出的結論:當穿過閉合回路的磁通量減小時,感應電流的磁場與原磁場方向相同.

③由實驗1、2、3、4得出的結論是感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化.

(3)本實驗涉及的物理規律在生產和生活中的應用有發電機(其他答案合理也可)

.(舉一例)

[解析](1)應該先觀察電流表指針偏轉方向與電流方向對應的關系,再查明線圈中導線的繞向,以便從指針的偏轉方向確定感應電流的磁場方向.(2)①由實驗記錄1、3可知,磁體插入線圈,穿過閉合回路的磁通量增大,感應電流的磁場與原磁場方向相反.②由實驗記錄2、4可知,磁體從線圈中拔出,穿過閉合回路的磁通量減小,感應電流的磁場與原磁場方向相同.③根據①、②可得出結論:感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化.(3)本實驗涉及的物理規律在生產和生活中的應用有:發電機、變壓器、無線充電器等.感應電流方向的判斷3.如圖所示,在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導軌,導軌平面與磁場垂直.金屬桿PQ置于導軌上并與導軌形成閉合回路PQRS,一圓環形金屬線框T位于回路圍成的區域內,線框與導軌共面.現讓金屬桿PQ突然向右運動,在運動開始的瞬間,關于感應電流的方向,下列說法正確的是(D)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[解析]金屬桿PQ突然向右運動,則其速度v方向向右,由右手定則可得,金屬桿PQ中的感應電流方向由Q到P,則PQRS中感應電流方向為逆時針方向.PQRS中感應電流產生垂直紙面向外的磁場,故圓環形金屬線框T為阻礙此變化,會產生垂直紙面向里的磁場,則T中感應電流方向為順時針方向,D正確.4.如圖所示是學生常用的飯卡內部實物圖,其由線圈和芯片電路組成.當飯卡處于感應區域時,會在線圈中產生感應電流來驅動芯片工作.已知線圈面積為S,共n匝.假設某次刷卡時,線圈平面與磁場垂直,且全部處于磁場區域內,在感應時間t內,磁感應強度方向向里且由0增大到B,此過程中(D)A.線圈有擴張的趨勢B.穿過線圈平面的磁通量變化量為nBSC.線圈中感應電流方向為順時針D.AB邊受所安培力方向向左[解析]穿過線圈平面的磁通量增大,根據楞次定律可知線圈有收縮的趨勢,故A錯誤;穿過線圈平面的磁通量變化量為ΔΦ=BS-0=BS,與線圈的匝數無關,故B錯誤;穿過線圈平面的磁通量向里增大,根據楞次定律可知,線圈中感應電流方向為逆時針,根據左手定則可知,AB邊所受安培力方向向左,故C錯誤,D正確.楞次定律推論的應用5.(多選)如圖所示,M為水平放置的橡膠圓盤,在其外側面均勻地帶有負電荷.在M正上方用絕緣絲線懸掛一個閉合鋁環N,鋁環也處于水平面中,且M盤和N環的中心在同一條豎直線O1O2上.現讓橡膠圓盤由靜止開始繞O1O2軸按圖示逆時針方向加速轉動,下列說法正確的是(AD)A.鋁環N有沿逆時針方向的感應電流B.鋁環N有擴張的趨勢C.橡膠圓盤M對鋁環N的作用力方向豎直向下D.橡膠圓盤M對鋁環N的作用力方向豎直向上[解析]橡膠圓盤M由靜止開始繞O1O2軸按圖示逆時針方向加速轉動時,穿過環N的磁通量向下且增大,根據楞次定律可知,鋁環N有沿逆時針方向的感應電流,故A正確;根據楞次定律的推論可知,鋁環N的面積有縮小的趨勢,且有向上運動的趨勢,所以橡膠圓盤M對鋁環N的作用力方向豎直向上,故D正確,B、C錯誤.6.[2020·全國卷Ⅲ]如圖所示,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.圓環初始時靜止.將圖中開關S由斷開狀態撥至連接狀態,電路接通的瞬間,可觀察到(B)A.撥至M端或N端,圓環都向左運動B.撥至M端或N端,圓環都向右運動C.撥至M端時圓環向左運動,撥至N端時向右運動D.撥至M端時圓環向右運動,撥至N端時向左運動[解析]開關S由斷開狀態撥至M端或N端,穿過圓環的磁通量都增大,由楞次定律可知感應電流的磁場要阻礙引起感應電流的磁通量的變化,故圓環都要向右運動,故B正確.電磁感應中的“二次感應”問題7.(多選)如圖所示,兩條水平光滑金屬導軌固定在電磁鐵兩磁極之間,導軌兩端a、b斷開,金屬桿L垂直導軌放置.閉合開關S,下列判斷正確的是(AC)A.電磁鐵兩磁極之間的磁場方向向下B.若給金屬桿向左的初速度,則a點電勢高于b點C.若a、b間接導線,向下移動滑片P,則金屬桿向左運動D.若a、b間接直流電源,a接正極、b接負極,則金屬桿向左運動[解析]閉合開關S,根據安培定則可知,電磁鐵兩磁極之間的磁場方向向下,故A正確;根據右手定則可知,若給金屬桿向左的初速度,則a點電勢低于b點,故B錯誤;若a、b間接導線,向下移動滑片P,則螺線管中的電流變大,磁場增強,由于穿過閉合回路的磁通量增加,由楞次定律可知,金屬桿向左運動,故C正確;若a、b間接直流電源,a接正極、b接負極,由左手定則可知,金屬桿向右運動,故D錯誤.8.(多選)[2018·全國卷Ⅰ]如圖所示,兩個線圈繞在同一根鐵芯上,其中一線圈通過開關與電源連接,另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在紙面內的直導線連接成回路.將一小磁針懸掛在直導線正上方,開關未閉合時小磁針處于靜止狀態.下列說法正確的是(AD)A.開關閉合后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉動B.開關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動[解析]開關閉合瞬間,根據