1【課標要求】1.探究影響感應電流方向的因素,理解楞次定律。2.通過實驗,理解法拉第電磁感應定律。3.通過實驗,了解自感現象和渦流現象。能舉例說明自感現象和渦流現象在生產生活中的應用?！究记榉治觥坷愦味?024·江蘇卷·T10、2024·廣東卷·T4、2023·海南卷·T6、2022·北京卷·T11法拉第電磁感應定律及應用2024·廣東卷·T4、2024·甘肅卷·T4、T6、2024·河北卷·T14、2024·山東卷·T11、2024·湖南卷·T4、T8、2024·浙江6月選考卷·T13、T19、2024·海南卷·T13、2024·北京卷·T14、T20、2024·江西卷·T15、2024·湖北卷·T1、T15、2024·全國甲卷·T25、2024·安徽卷·T15、2024·黑吉遼卷·T9、2023·全國甲卷·T21、2023·全國乙卷·T17、2023·新課標卷·T26、2023·北京卷·T19、2023·湖南卷·T14、2023·江蘇卷·T8、2023·浙江6月選考卷·T19、2022·全國甲卷·T16、2022·全國乙卷·T24、2022·江蘇卷·T5電磁感應圖像問題2024·全國甲卷·T21、2022·河北卷·T8第1講電磁感應現象楞次定律情境導思如圖是學生常用的飯卡內部示意圖,其由線圈和芯片組成電路。已知線圈面積為S,共n匝。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B0,此過程中,試分析:(1)通過線圈的磁通量變化量大小?2(2)線圈中是否有感應電流?若有電流,線圈中感應電流的方向如何判斷?(3)線圈有擴張的趨勢還是有收縮的趨勢?**(多選)如圖所示,通電導線旁邊同一平面有矩形線圈abcd,則()[A]當線圈向導線靠近時,其中感應電流方向是a→b→c→d[B]若線圈在平面內上下平動,無感應電流產生[C]若線圈向右平動,其中感應電流方向是a→b→c→d[D]當線圈以導線為軸轉動時,其中感應電流方向是a→b→c→d【答案】AB3【答案】BS磁感線Φ2-Φ1磁通量切割電能阻礙磁通量磁感線導體運動感應電流切割考點一對電磁感應現象的理解和判斷1.對磁通量的理解(1)磁通量是通過某一平面磁場的多少,與線圈匝數N無關。(2)磁通量是有向標量,當磁場從另一個面通過線圈時,磁通量反向。(3)磁通量計算要注意“有效面積”。公式Φ=BS中的面積S指的是垂直于勻強磁場方向的面積,若所研究平面與磁場方向不垂直,應取垂直于磁場方向上的投影面積,即為有效面積。2.判斷電路中能否產生感應電流的一般流程[例1]【對磁通量的理解】(2024·安徽馬鞍山期末)如圖所示,邊長為l的n匝正方形線框abcd內部有一邊長為的正方形區域的勻強磁場,磁場的磁感應強度為B,下列說法正確的是()[A]磁通量是矢量,既有大小又有方向[B]圖示位置時,穿過線框的磁通量為Bl2[C]圖示位置時,穿過線框的磁通量為nBl2[D]從圖示位置繞bc轉過90°的過程中,穿過線框的磁通量減少Bl2【答案】D【解析】磁通量是標量,有大小無方向,但磁通量有正負,故A錯誤;題圖所示位置時,有效面積為內部邊長為的正方形的面積,則穿過線框的磁通量為Φ=BS=B·()2,故B、C錯4誤;從題圖所示位置繞bc轉過90°的過程中,正方形線框從垂直磁場方向轉到了與磁場方向平行,穿過線框的磁通量減少了Bl2,故D正確。[例2]【感應電流有無的判斷】(2024·湖南湘潭開學考)下列給出了與感應電流產生條件相關的四幅情境圖,其中判斷正確的是()[A]圖甲,磁鐵向右插入不閉合線圈的過程中,線圈中會產生感應電動勢[B]圖乙,正方形金屬線圈水平向右移動的過程中,正方形線圈中會有感應電流[C]圖丙,閉合導線框以其任何一條邊為軸在磁場中旋轉,都能產生感應電流[D]圖丁,水平放置的圓形線圈直徑正上方通有逐漸增大的電流,圓線圈中有感應電流【答案】A【解析】題圖甲中,磁鐵向右插入不閉合線圈,線圈中磁通量發生變化,線圈中會產生感應電動勢,由于線圈不閉合,線圈中不會產生感應電流,A正確;題圖乙中,正方形金屬線圈水平向右移動,由于線圈的磁通量保持不變,矩形線圈中不會產生感應電流,B錯誤;題圖丙中,閉合導線框若以豎直邊為軸在磁場中旋轉,不能產生感應電流,C錯誤;題圖丁中,水平放置的圓形線圈直徑正上方導線中電流逐漸增大,線圈的磁通量一直為零,線圈中沒有感應電流,D錯誤?？键c二楞次定律及推論1.楞次定律中“阻礙”的含義52.判斷感應電流方向的兩種方法(1)用楞次定律判斷。(2)用右手定則判斷。該方法適用于部分導體切割磁感線產生的感應電流。判斷時注意掌心、拇指、四指的方①掌心——磁感線垂直穿入。②拇指——指向導體運動的方向。③四指——指向感應電流的方向。[例3]【感應電流方向的判斷】(2024·江蘇卷,10)如圖所示,在絕緣的水平面上,有閉合的兩個線圈a、b,線圈a處在垂直于紙面向里的勻強磁場中,線圈b位于右側無磁場區域。現將線圈a從磁場中勻速拉出,線圈a、b中產生的感應電流方向分別是()[A]順時針,順時針[B]順時針,逆時針[C]逆時針,順時針[D]逆時針,逆時針6【答案】A【解析】線圈a從磁場中勻速拉出的過程中,線圈a左側邊切割磁感線,由右手定則可知線圈a的電流方向為順時針,由于線圈a從磁場中勻速拉出,則a中產生的電流為恒定電流,在線圈a靠近線圈b的過程中,線圈b的磁通量在向外增大,根據楞次定律可得線圈b產生的電流方向為順時針。故選A。[例4]【“增反減同”】(2024·河南開封期中)(多選)某同學發明了一種利用旋轉雨傘產生電流的方法,其原理可以簡化為如下模型:沿雨傘邊緣繞一絕緣圓環A并使其均勻帶電,在雨傘面上再固定一導體環B(A、B可看作在同一平面內,且傘面絕緣)。若傘以順時針方向變速轉動時,B環中產生如圖所示方向的感應電流,則()[A]A環可能帶正電且轉速不變[B]A環可能帶正電且轉速增大[C]A環可能帶負電且轉速增大[D]A環可能帶負電且轉速減小【答案】BD【解析】若A環帶正電,轉速不變時,A環產生的磁場不變,無法在B環中產生感應電流;轉速增大時,A環產生的磁場增強,根據安培定則、楞次定律可知,B環內的感應電流為逆時針,A錯誤,B正確。若A環帶負電,同理可知,C錯誤,D正確。[例5]【“來拒去留”】(2024·江蘇揚州期中)如圖所示,一個金屬圓環靜置在絕緣光滑的水平桌面上,圓心的正上方有一個豎直的條形磁鐵。當把條形磁鐵水平向右移動時,則()[A]金屬圓環將向左運動[B]金屬圓環對桌面的壓力將變大[C]金屬圓環將受到水平向右的驅動力[D]從上向下看,金屬圓環內產生順時針方向的感應電流【答案】C7【解析】根據“來拒去留”可知,金屬圓環將受到水平向右的驅動力,金屬圓環將向右運動,故A錯誤,C正確;當條形磁鐵水平向右平移時,閉合金屬環內向上的磁通量減小,由楞次定律可知,金屬圓環中會產生逆時針方向的感應電流,將金屬圓環等效成條形磁體,則上面為N極,故與條形磁鐵相吸,則環對桌面的壓力小于重力,故B、D錯誤。[例6]【“增縮減擴”】(多選)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變化的規律如圖乙所示,取圖甲中電流方向為正方向,則()[A]在t1時刻,P有收縮的趨勢[B]在t2時刻,穿過P的磁通量不變[C]在t3時刻,P中有感應電流[D]在t4時刻,P有收縮的趨勢【答案】ABC【解析】當螺線管中電流增大時,其形成的磁場不斷增強,因此線圈P中的磁通量增大,根據楞次定律可知,線圈P有遠離和面積收縮的趨勢,故在t1時刻P有收縮的趨勢,故A正確;t2時刻螺線管中電流不變,其形成磁場不變,線圈P中的磁通量不變,線圈中無感應電流產生,故B正確;在t3時刻螺線管中電流為零,但是線圈P中磁通量變化,線圈P中有感應電流,故C正確;t4時刻螺線管中電流不變,其形成磁場不變,線圈P中的磁通量不變,線圈中無感應電流產生,P沒有收縮的趨勢,故D錯誤。楞次定律的推論例證增反減同(阻礙原磁通量的變磁體靠近線圈,B感與B原方向相反8化;阻礙原電流的變化)當I1增大時,環B中的感應電流方向與I1相反;當I1減小時,環B中的感應電流方向與I1相同閉合S,B燈先亮,A燈逐漸變亮來拒去留(阻礙相對運動)磁體靠近,是斥力;磁體遠離,是引力。作用力總是阻礙磁體與圓環相對運動增縮減擴(適用于單向磁場)P、Q是光滑固定導軌,a、b是可動金屬棒,磁體下移(上移),a、b靠近(遠離),使回路面積有縮小(擴大)的趨勢說明以上情況“殊途同歸”,實質上都是以不同的方式阻礙磁通量的變化考點三“三定則、一定律”的應用[例7](2024·廣西專題練習)(多選)如圖所示裝置中,ab、cd桿垂直放置在導軌上,與導軌接觸良好,桿與導軌之間的摩擦力不計。原來ab、cd桿均靜止,當ab桿做如下運動時,cd桿將向左移動的是()[A]向右減速運動[B]向右加速運動[C]向左加速運動[D]向左減速運動【答案】AC9【解析】cd桿向左移動,則cd桿受到的安培力水平向左,根據左手定則,cd桿上電流方向為從d流向c,根據楞次定律,線圈L2的感應磁場方向為豎直向下,則線圈L1中磁場方向向下增強或向上減弱。若線圈L1中磁場方向向下增強,則ab桿中電流方向為從b流向a,并且逐漸增大,所以ab桿向左加速運動。同理可得,若線圈L1中磁場方向向上減弱,ab桿向右減速運動,B、D錯誤,A、C正確。(1)左、右手定則巧區分。①右手定則與左手定則的區別:抓住“因果關系”才能無誤,“因動而電”——用右手;“因電而動”——用左手。②左手定則和右手定則很容易混淆,為了便于區分,可把兩個定則簡單地總結為“通電受力用左手,運動生電用右手”,即“左力右電”。(2)在二次感應現象中,“程序法”和“逆向推理法”的選擇。①如果要判斷二次感應后的現象或結果,選擇程序法。②如果已知二次感應后的結果,要判斷導體棒的運動情況或磁場的變化,需選擇逆向推理法。(滿分:52分)對點1.對電磁感應現象的理解和判斷1.(6分)(2025·云南高考適應性考試)(多選)法拉第在日記中記錄了其發現電磁感應現象的過程,某同學用現有器材重現了其中一個實驗。如圖所示,線圈P兩端連接到靈敏電流表上,線圈Q通過開關S連接到直流電源上。將線圈Q放在線圈P的里面后,則()[A]開關S閉合瞬間,電流表指針發生偏轉[B]開關S斷開瞬間,電流表指針不發生偏轉[C]保持開關S閉合,迅速拔出線圈Q瞬間,電流表指針發生偏轉[D]保持開關S閉合,迅速拔出線圈Q瞬間,電流表指針不發生偏轉【答案】AC【解析】開關閉合或斷開瞬間,線圈Q的電流發生變化,由法拉第電磁感應定律可知,線圈P中有感應電流產生,電流表指針發生偏轉,故A正確,B錯誤;保持開關S閉合,迅速拔出線圈Q瞬間,線圈P中磁通量發生變化,線圈P中有感應電流產生,電流表指針發生偏轉,故C正確,D錯誤。2.(6分)(2024·山東濟南期末)(多選)地球赤道附近的地磁場可以看成是磁感應強度B=5×10-6T,方向由南向北的勻強磁場。若在該區域有一面沿東西方向的墻(磁場垂直于墻面,由室內指向室外),墻面上有兩種類型的窗戶。如圖甲所示的窗戶可以繞ad向外轉動,如圖乙所示的窗戶可以沿水平方向左右滑動。已知兩扇窗戶abcd和efgh金屬框架的面積都為1.5m2,則下列說法正確的是()[A]圖甲,窗戶繞ad向外推開的過程中,金屬框架abcd中有感應電流[B]圖乙,窗戶沿水平方向從左向右滑動的過程中,金屬框架efgh中有感應電流[C]圖甲,關閉著的窗戶向外推開30°時,穿過金屬框架abcd的磁通量為7.5×10-6Wb[D]圖甲,關閉著的窗戶向外推開120°的過程中,穿過金屬框架abcd的磁通量的大小為3.75×10-6Wb【答案】AD【解析】題圖甲,窗戶繞ad向外推開的過程中,金屬框架abcd中磁通量發生變化,有感應電流,故A正確。題圖乙,窗戶沿水平方向從左向右滑動的過程中,金屬框架efgh中磁通量沒有發生變化,沒有感應電流,故B錯誤。題圖甲,關閉著的窗戶向外推開30°時,穿過金屬框架abcd的磁通量為Φ=BScos30°=3.753×10-6Wb;向外推開120°的過程中,穿過金屬框架abcd的磁通量的大小為Φ=BScos60°=3.75×10-6Wb,故C錯誤,D正確。對點2.楞次定律及推論3.(4分)(2025·四川高考適應性考試)如圖,水平面MN下方存在垂直于紙面向里的勻強磁場,紙面為豎直平面。不可形變的導體棒ab和兩根可形變的導體棒組成三角形回路框,其中ab處于水平位置,框從MN上方由靜止釋放,框面始終在紙面內,框落入磁場且ab未到達MN的過程中,沿磁場方向觀察,框的大致形狀及回路中的電流方向為()[A][B][C][D]【答案】C【解析】框下落過程中,通過框面的磁通量增大,故框有收縮趨勢;根據楞次定律知,沿磁場方向觀察,電流沿逆時針方向。4.(6分)(多選)如圖所示,金屬棒ab、cd放在水平光滑導軌上,條形磁體向下加速運動,在接近導軌時,下列說法正確的是()[A]ab、cd相互靠近[B]ab、cd相互遠離[C]磁體加速度大于g[D]磁體加速度小于g【答案】AD【解析】當條形磁體從上向下接近閉合回路時,穿過回路的磁場方向向下,且磁通量在不斷增加,根據楞次定律可知,感應電流所產生的效果總是阻礙產生感應電流的磁通量的變化,所以會阻礙條形磁體的下落,則感應電流的磁場給條形磁體一個向上阻礙其下落的阻力,即磁體下落的加速度小于g;為了阻礙回路中磁通量增加,ab、cd兩金屬棒將互相靠攏,使回路的面積減小。故選AD。5.(4分)(2024·浙江專題練習)如圖所示,光滑絕緣水平面上,有兩根固定的相互垂直彼此絕緣的長直導線,通以大小相同的電流。在角平分線上,對稱放置四個相同的圓線圈。若兩根導線上的電流同時按相同規律均勻增大,下列判斷正確的是()[A]線圈1中有順時針方向的感應電流[B]線圈2中有順時針方向的感應電流[C]線圈3中有順時針方向的感應電流[D]線圈4中有順時針方向的感應電流【答案】B【解析】由安培定則可以判斷出線圈1中磁通量為零,線圈2中磁通量垂直于紙面向外,線圈3中磁通量為零,線圈4中磁通量垂直于紙面向內。當兩根導線上的電流同時按相同規律增大時,根據楞次定律可知,線圈1和線圈3中無感應電流,線圈2中有順時針方向的感應電流,線圈4中有逆時針方向的感應電流。故選B。6.(6分)(多選)如圖甲所示,將線圈套在長玻璃管上,線圈的兩端與電流傳感器(可看作理想電流表)相連。將強磁鐵從長玻璃管上端由靜止釋放,磁鐵下落過程中將穿過線圈。實驗觀察到如圖乙所示的感應電流隨時間變化的圖像。下列說法正確的是()[A]t1～t2時間內,磁鐵受到線圈的作用力方向一直向上[B]磁鐵下落過程減少的重力勢能等于增加的動能[C]若將線圈的匝數加倍,則穿過線圈的磁通量變化量也將加倍[D]若將磁鐵兩極翻轉后重復實驗,將先產生負向感應電流,后產生正向感應電流【答案】AD【解析】t1～t3時間內,根據“來拒去留”,磁鐵受到線圈的作用力方向靠近線圈時是向上的,遠離線圈時也向上,A正確;磁鐵下落過程減少的重力勢能大于增加的動能,原因是線圈對磁鐵的作用力在這個過程中做負功,B錯誤;若將線圈的匝數加倍,穿過線圈的磁通量變化量不變,原因是穿過線圈的磁通量和匝數無關,C錯誤;若將磁鐵兩極翻轉后重復實驗,磁通量的變化情況和原來方向相反,大小變化相同,將先產生負向感應電流,后產生正向感應電流,D正確。對點3.“三定則、一定律”的應用7.(6分)(多選)如圖,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向左運動,在運動開始的瞬間,下列說法正確的是()[A]PQRS中感應電流沿順時針方向,T中沿逆時針方向[B]PQRS中感應電流沿逆時針方向,T中沿順時針方向[C]T具有收縮趨勢,PQ受到向右的安培力[D]T具有擴張趨勢,PQ受到向右的安培力【答案】AC【解析】金屬桿PQ向左運動,根據右手定則可知,閉合回路PQRS中電流沿順時針方向,由安培定則可知,回路PQRS中感應電流產生的磁場方向垂直于紙面向里,故環形金屬線框T中的磁通量將變大,由楞次定律可知,線框T中將產生沿逆時針方向的感應電流,故A正確,B錯誤;由楞次定律可知,線框T有收縮的趨勢,以阻礙磁通量的增大,由左手定則可知,PQ受到的安培力向右,故C正確,D錯誤。8.(4分)如圖,長直導線MN置于三角形金屬線框abc上,彼此絕緣,線框被導線分成面積相等的兩部分。導線通入由M到N的電流,當電流逐漸增大時,線框中()[A]磁通量變化量為零[B]沒有產生感應電流[C]感應電流方向為abca[D]感應電流方向為acba【答案】C【解析】雖然線框被導線分成面積相等的兩部分,但離導線越遠,磁場越弱,當電流逐漸增大時,通過導線框的磁通量向下且增大,根據楞次定律可判斷線框中感應電流方向為abca。故選C。9.(4分)(