第10章 第1讲 电磁感应现象 楞次定律(Word教师用书)-【新高考方案】2025年高考物理一轮总复习（福建专版）

第十章 电磁感应 大单元分层教学设计 基础落实课 第1讲　电磁感应现象 楞次定律 第2讲　法拉第电磁感应定律 自感和涡流 综合融通课 第3讲　电磁感应中的电路和图像问题 第4讲　电磁感应中的动力学和能量问题 第5讲　电磁感应中的动量问题 第6讲　电磁感应中的新情境问题(习题课) 实验探究课 第7讲　实验：探究影响感应电流方向的因素 第1讲　电磁感应现象 楞次定律(基础落实课) 　　　　　　　　　　　　　　　　 一、磁通量 1．定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的面积为S的平面，B与S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量。 2．公式：Φ＝BS(B⊥S)；单位：韦伯(Wb)。 3．矢标性：磁通量是标量，但有正负。 4．磁通量的变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1。 5．磁通量的变化率：磁通量的变化量与所用时间的比值，即，与线圈的匝数无关；表示磁通量变化的快慢。 二、电磁感应现象 1．定义：因穿过闭合回路的磁通量变化而产生电流的现象。 2．感应电流的产生条件 (1)闭合导体回路；(2)磁通量发生变化。 三、感应电流的方向判断 1．楞次定律 (1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 (2)适用范围：一切电磁感应现象。 2．右手定则 (1)内容：如图所示，伸开右手，让拇指与其余四指垂直，且都与手掌处于同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，使拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向。 (2)适用情况：判断导线切割磁感线产生的感应电流方向。 情境创设　 1．如图甲所示，是法拉第的圆盘发电机模型。 2．如图乙所示，线圈与电流表相连，把磁体的某一个磁极向线圈中插入、从线圈中抽出时，电流表的指针发生了偏转。 理解判断　 (1)图甲中圆盘转动过程中，穿过圆盘的磁通量不变，不会有电流通过R。(×) (2)图甲中圆盘转动过程中，圆盘半径做切割磁感线运动，有电流通过R。(√) (3)只要穿过线框中的磁通量变化，线框中一定有感应电流。(×) (4)图乙中线圈中两次产生的感应电流方向是相反的。(√) (5)由楞次定律知，感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。 (×) (6)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化。(√) 逐点清(一) 对电磁感应现象的理解 |题|点|全|练|　 1．[磁通量大小的计算] 如图所示，矩形线圈abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向成α角，已知α＝53°，线圈面积为S，磁感应强度为B，现将线圈以bc边为轴顺时针转过90°，其磁通量的变化量大小为(sin 53°＝0.8)(　 ) A．0 B．BS C．BS D．BS 解析：选B　开始时的磁通量为Φ1＝BSsin α＝BS，当以bc边为轴顺时针转过90°后，磁通量为Φ2＝BScos α＝BS，故ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝BS，故B正确。 2．[磁通量的变化量的比较] 磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图所示，通有恒定电流的直导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，设前后两次通过线框的磁通量的变化量大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则(　 ) A．ΔΦ1＞ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2 C．ΔΦ1＜ΔΦ2 D．无法确定 解析：选C　第一次将线框由位置1平移到位置2，磁感线从线框的同一侧穿入，ΔΦ1为前后两位置磁通量的绝对值之差。第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，磁感线从线框的不同侧穿入，ΔΦ2为前后两位置磁通量的绝对值之和。故ΔΦ1 ＜ΔΦ2，C正确。 3．[感应电流有无的判断] 下列关于甲、乙、丙、丁四幅图的说法，正确的是(　 ) A．图甲中，当两导体棒以相同的速度在导轨上匀速向右运动时，导体棒中能产生感应电流 B．图乙中，当导体棒ab在匀强磁场中以恒定的角速度转动时，导体棒中能产生感应电流 C．图丙中，当闭合圆环导体(水平放置)某一直径正上方的直导线中通有恒定电流时，闭合圆环导体中能产生感应电流 D．图丁中，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，不闭合的导体环中能产生感应电流 解析：选B　题图甲中，当两导体棒以相同的速度在导轨上匀速向右运动时，两导体棒所构成回路的面积不变，磁感应强度不变，则回路中的磁通量不变，因此不会产生感应电流，故A错误；题图乙中，当导体棒ab在匀强磁场中以恒定的角速度转动时，导体棒切割磁感线，产生感应电流，故B正确；题图丙中，当闭合圆环导体(水平放置)某一直径正上方的直导线中通有恒定电流时，在以通电导线的投影为对称轴的闭合圆环导体前后面中，通电导线产生的磁场方向相反，则闭合圆环导体的磁通量为零，因此不会产生感应电流，故C错误；题图丁中，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电路中的电阻增大，电流减小，电流产生的磁场发生变化，使不闭合的导体环中产生感应电动势，但因为没有形成完整的回路，环中没有感应电流，故D错误。 |精|要|点|拨|　 1．磁通量大小及其变化分析 (1)定量计算：通过公式Φ＝BS来定量计算，计算磁通量时应注意的问题： ①明确磁场是否为匀强磁场，知道磁感应强度的大小。 ②平面的面积S应为磁感线通过的有效面积。当平面与磁场方向不垂直时，应明确所研究的平面与磁感应强度方向的夹角，准确求出有效面积。 ③穿过线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关，即磁通量的大小不受线圈匝数的影响。 (2)定性判断：磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的“净条数”，当有不同方向的磁场同时穿过该面积时，此时的磁通量为各磁场穿过该面积磁通量的代数和。 2．判断感应电流有无的方法 逐点清(二)　感应电流方向的判断 细作1　对楞次定律的理解　 1．(双选)下列说法正确的是(　 ) A．感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反 B．感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同，也可能相反 C．楞次定律只能判断闭合电路中感应电流的方向 D．楞次定律表明感应电流的效果总是与引起感应电流的原因相对抗 解析：选BD　根据楞次定律的表述，感应电流的效果总是与引起感应电流的原因相对抗，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同，也可能相反，故A错误，B、D正确；楞次定律除了可判断闭合电路中感应电流方向外，还可判断闭合电路中磁通量的变化情况，故C错误。 　楞次定律中“阻碍”的含义 细作2　应用楞次定律判断感应电流的方向　 2．(2023·海南高考)汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd，埋在地下的线圈分别为1、2，通上顺时针(俯视)方向电流，当汽车经过线圈时(　 ) A．线圈1、2产生的磁场方向竖直向上 B．汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcd C．汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcd D．汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同 解析：选C　由题意知，埋在地下的线圈1、2通有顺时针(俯视)方向的电流，则根据安培定则，可知线圈1、2产生的磁场方向竖直向下，A错误；汽车进入线圈1过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb，B错误；汽车离开线圈1过程中，磁通量减小，根据楞次定律可知产生感应电流方向为abcd，C正确；汽车进入线圈2过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb，再根据左手定则，可知汽车受到的安培力方向与速度方向相反，D错误。 一点一过　“四步法”判断感应电流方向 细作3　应用右手定则判断感应电流的方向　 3．下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情境，导体ab上的感应电流方向为a→b的是(　 ) 解析：选A　导体ab顺时针转动，运用右手定则，磁感线穿过手心，拇指指向顺时针方向，则导体ab上的感应电流方向为a→b，故A正确；ab向纸外运动，运用右手定则时，磁感线穿过手心，拇指指向纸外，则知导体ab上的感应电流方向为b→a，故B错误；穿过回路的磁通量减小，由楞次定律知，回路中感应电流方向由b→a→d→c，则导体ab上的感应电流方向为b→a，故C错误；导体ab沿导轨向下运动，由右手定则判断知导体ab上的感应电流方向为b→a，故D错误。 一点一过　右手定则的理解和应用 (1)右手定则是楞次定律的一种特殊形式，用右手定则能解决的问题，用楞次定律均可代替解决。 (2)应用右手定则“三注意”： ①磁感线必须垂直穿入掌心。 ②拇指指向导体运动的方向。 ③四指所指的方向为感应电流的方向。 逐点清(三)　楞次定律的推广应用 楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因。具体表现常见如下几种形式： 内容 例证 阻碍原磁通量变化——“增斥减吸” 阻碍相对运动——“来拒去留” 使回路面积有变化趋势——“增缩减扩” 注意：此结论只适用于磁感线单方向穿过回路的情境 阻碍原电流的变化——“增反减同”(即自感现象) [考法全训] 考法1　阻碍原磁通量变化——“增斥减吸” 1．国产航母福建舰上的舰载机起飞采用了先进的电磁弹射技术。电磁驱动原理示意图如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小，不计所有接触面间的摩擦，则闭合开关S的瞬间(　 ) A．铝环向右运动，铜环向左运动 B．铝环和铜环都向右运动 C．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 D．从左向右看，两环中的感应电流均沿逆时针方向 解析：选C　根据楞次定律中的“增斥减吸”可知，闭合开关S的瞬间，铝环向左运动，铜环向右运动，A、B错误；由于铜的电阻率较小，则铜环的电阻较小，铜环中产生的感应电流较大，铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力，C正确；根据楞次定律和安培定则可知，从左向右看，两环中的感应电流均沿顺时针方向，D错误。 考法2　阻碍相对运动——“来拒去留” 2．如图所示，右端为N极的磁铁置于粗糙水平桌面上并与轻质弹簧相连，弹簧一端固定在竖直墙面上，当弹簧处于原长时，磁铁的中心恰好是接有一盏小灯泡的竖直固定线圈的圆心。用力将磁铁向右拉到某一位置，撤去作用力后磁铁穿过线圈来回振动，有关这个振动过程，以下说法正确的是(　 ) A．灯泡的亮暗不会发生变化 B．磁铁接近线圈时，线圈对磁铁产生排斥力 C．从左往右看线圈中的电流一直沿逆时针方向 D．若忽略摩擦力和空气阻力，磁铁振动的幅度不会减小 解析：选B　以S极接近线圈过程分析，速度增大，且接近线圈时磁感应强度增大，则穿过线圈的磁通量变化率增大，感应电流增大，灯泡会变亮，故A错误；根据楞次定律的“来拒去留”可知磁铁接近线圈时，线圈对磁铁产生排斥力，故B正确；当S极接近线圈时，根据楞次定律可知线圈中的电流沿逆时针方向，当S极向右运动远离线圈时，根据楞次定律可知，线圈中的电流沿顺时针方向，故C错误；若忽略摩擦力和空气阻力，根据能量守恒定律，磁铁的振幅也会越来越小，因为弹簧和磁铁的机械能逐渐转化为焦耳热，故D错误。 考法3　使回路面积有变化趋势——“增缩减扩” 3．(2024·福安高三检测)(双选)如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者直径相同、轴线重合，螺线管与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，下列说法正确的是(　 ) A．线圈a中将产生顺时针方向(俯视)的感应电流 B．穿过线圈a的磁通量变大 C．线圈a有扩张的趋势 D．线圈a对水平桌面的压力大于自身重力 解析：选AC　滑片向上滑动，回路电阻变大，电流减小，螺线管产生磁场变弱，线圈a面积不变，线圈a的磁通量变小，根据楞次定律中“增缩减扩”原理可以判断，线圈a有扩张的趋势；根据安培定则判断穿过a线圈的磁场竖直向下，根据楞次定律可知，a线圈的感应电流产生磁场竖直向下，根据安培定则判断，线圈a中将产生顺时针方向(俯视)的感应电流；根据楞次定律中“增斥减吸”原理可判断，a线圈磁通量减小，所以线圈a有靠近b的趋势，对桌面压力变小，压力小于自身重力。 逐点清(四)　“三定则、一定律”的应用 1．“三定则、一定律”的比较 定则或定律 适用的现象 因果关系 安培定则 电流的磁效应——电流、运动电荷产生的磁场 因电生磁 左手定则 (1)安培力——磁场对通电导线的作用力 (2)洛伦兹力——磁场对运动电荷的作用力 因电受力 右手定则 导体做切割磁感线运动产生的电磁感应现象 因动生电 楞次定律 闭合回路中磁通量变化产生的电磁感应现象 因磁生电 2．“三定则、一定律”的联系 (1)应用楞次定律时，一般要用到安培定则。 (2)判断感应电流所受安培力方向的“两法”： ①先用右手定则确定电流的方向，再用左手定则确定安培力的方向。 ②直接应用楞次定律的推论确定——“来拒去留”“增斥减吸”等。 [考法全训] 考法(一)　楞次定律、安培定则及左手定则的综合应用 [例1]　(双选)如图所示，在长直通电导线MN附近有一个矩形闭合金属线圈ABCD，线圈与导线放在光滑绝缘水平面上，且导线MN固定。下列说法正确的是(　 ) A．若MN中通有从N流向M的电流且电流增大，则线圈的CD边受到向右的安培力 B．若MN中通有从N流向M的电流且电流增大，则线圈ABCD会向右运动 C．如果MN中通有从N流向M的恒定电流，发现线圈中感应出A→B→C→D→A流向的电流，原因可能是线圈向左运动了 D．如果MN中通有从N流向M的恒定电流，且让线圈向右运动，则线圈有收缩趋势 [解析]　若MN中通有从N流向M的电流且电流增大，根据安培定则可知，穿过线圈的磁场方向为垂直纸面向里，且逐渐变大，根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向为A→B→C→D→A，根据左手定则可知，CD边受到向左的安培力，AB边受到向右的安培力，越靠近导线磁场越强，则线圈ABCD受到的向右的安培力大于向左的安培力，则线圈ABCD会向右运动，故A错误，B正确；如果MN中通有从N流向M的恒定电流，发现线圈中感应出A→B→C→D→A流向的电流，根据楞次定律可知，穿过线圈的磁通量增加，当线圈向左运动，磁通量增加，故C正确；如果MN中通有从N流向M的恒定电流，且让线圈向右运动，则穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈有扩张的趋势，故D错误。 [答案]　BC 考法(二)　“二次感应”问题 [例2]　(双选)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时，MN由静止开始向右运动，则PQ所做的运动可能是(　 ) A．向右加速运动 B．向左加速运动 C．向右减速运动 D．向左减速运动 [解析]　MN由静止开始向右运动，说明MN受到向右的安培力，因为导线ab在MN处产生的磁场垂直纸面向里MN中的感应电流方向为M→NL1中感应电流的磁场方向向上。若L2中磁场方向向上减弱PQ中电流方向为Q→P且减小PQ向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强PQ中电流方向为P→Q且增大PQ向左加速运动。 [答案]　BC |思|维|建|模|　 在二次感应问题中，“程序法”和“逆向推理法”的选择： (1)如果要判断二次感应后的现象或结果，选择程序法。 (2)如果已知二次感应后的结果，要判断导体棒的运动情况或磁场的变化，需选择逆向推理法。 [课时跟踪检测] 一、立足基础，体现综合 1．(双选)如图，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2与O3O4是线圈的两个对称轴。在下列运动中，能使线圈中产生感应电流的是(　 ) A．向左或向右平动 B．向上或向下平动 C．绕O1O2轴匀速转动 D．绕O3O4轴变速转动 解析：选CD　线圈向左或向右平动，或者向上或向下平动时，穿过线圈的磁通量都不变，不会产生感应电流，A、B错误；绕O1O2轴匀速转动，或者绕O3O4轴变速转动，穿过线圈的磁通量都会变化，会产生感应电流，C、D正确。 2．导线MON在中点O弯折成一定角度，OO′为其角平分线，在导线MON内通以如图所示的恒定电流I，由均匀导线制成的正方形小线框L的中线与OO′重合，则能在L中产生感应电流的办法是(　 ) A．增大电流I B．将L沿OO′向右匀速移动 C．将L沿OO′向右加速移动 D．将L在纸面内向OM一侧快速移动 解析：选D　根据右手螺旋定则可知，穿过正方形线框的磁通量为零，增大电流，磁通量不变，A错误；将线框沿OO′向右运动，穿过正方形线框的磁通量始终为零，无感应电流产生，B、C错误；将L在纸面内向OM一侧快速移动，穿过正方形线框的磁通量发生变化，会有感应电流产生，D正确。 3.厂商通过在手机背面安装感应线圈来实现无线充电，如图是一种结构紧凑的双层感应线圈设计图，a、b为线圈的两端。当线圈处在向上增强的磁场中时，感应电流流向及两线圈之间的安培力方向应为(　 ) A．从a端流出，两层线圈相互排斥 B．从a端流出，两层线圈相互吸引 C．从b端流出，两层线圈相互排斥 D．从b端流出，两层线圈相互吸引 解析：选D　当线圈处在向上增强的磁场中时，穿过线圈的磁通量向上增加，根据楞次定律可知，产生的感应电流从a端流入，从b端流出；两线圈中的感应电流从上往下看都是顺时针方向，则两线圈相互吸引。故选D。 4．(2024年1月·广西高考适应性演练)如图，当车辆驶入或驶出圆形区域时，车辆会改变区域内通电线圈中的磁场，通过传感器电路将磁场的变化转换为交通灯的控制信号，车辆驶入图中圆形区域时，车辆引起磁场变化的原因类似于(　 ) A．将铁芯放入通电线圈 B．增大通电线圈的面积 C．增加通电线圈的匝数 D．加大对通电线圈的压力 解析：选A　当车辆驶入或驶出圆形区域时，车辆会改变区域内通电线圈中的磁场，利用的是互感现象，汽车上大部分是金属，汽车经过线圈时会引起汽车磁通量的变化，从而产生电磁感应现象，产生感应电流，从而改变区域内通电线圈中的磁场；此过程类似于将铁芯放入通电线圈，铁芯的磁通量也会变化，也会产生感应电流，从而改变通电线圈中的磁场。故选A。 5.某同学学习了电磁感应相关知识之后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈上方有一N极朝下竖直放置的条形磁铁，手握磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为m0。下列说法正确的是(　 ) A．将磁铁N极加速插向线圈的过程中，电子秤的示数小于m0 B．将静止于线圈内的磁铁匀速抽出的过程中，电子秤的示数大于m0 C．将磁铁N极加速插向线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向(俯视) D．将磁铁N极匀速插向线圈的过程中，磁铁减少的重力势能等于线圈中产生的焦耳热 解析：选C　将条形磁铁插入线圈或从线圈中抽出的过程，穿过线圈的磁通量发生了变化，线圈中产生了感应电流，线圈与条形磁铁会发生相互作用，根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，在将磁铁插入线圈(无论是匀速、加速还是减速)的过程中，线圈与磁铁相互排斥，导致电子秤的示数大于m0；在抽出磁铁(无论是匀速、加速还是减速)的过程中，线圈与磁铁相互吸引，导致电子秤的示数小于m0，A、B错误。根据楞次定律可判断，将条形磁铁的N极加速插入线圈时，线圈中产生的感应电流方向为逆时针方向(俯视)，C正确；将磁铁N极匀速插入线圈的过程中，磁铁受到重力、手对磁铁的拉力、线圈对磁铁的斥力作用，重力和拉力的合力做的功等于克服斥力所做的功，等于线圈中产生的焦耳热，D错误。 6．为了测量列车运行的速度和加速度的大小，可采用如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出)。当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口，若俯视轨道平面磁场垂直地面向下(如图乙所示)。则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向(　 ) A．始终沿逆时针方向 B．先沿逆时针方向，再沿顺时针方向 C．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向 D．始终沿顺时针方向 解析：选B　列车通过线圈时，穿过线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知线圈中产生的电流先沿逆时针方向，再沿顺时针方向，B正确。 7．(2024·邵武高三检测)某兴趣小组利用多匝线圈和灵敏电流计制作了一个简易的电流探测仪，用于检测埋在地下的通电导线，如图(a)所示。地面表层有两根由绝缘皮包裹的垂直长导线AB、CD，如图(b)所示。当线圈水平放置沿A1B1快速移动，电流计指针不偏转。当线圈水平放置沿C1D1方向快速移动，电流计指针偏转。下列说法正确的是(　 ) A．两根导线中都有电流 B．两根导线中都无电流 C．AB中无电流，CD中有电流 D．AB中有电流，CD中无电流 解析：选D　当线圈水平放置沿A1B1快速移动时，电流计指针不偏转，说明线圈中磁通量不变，直导线CD中无电流。当线圈沿C1D1方向快速移动，电流计指针偏转，说明线圈中磁通量有变化，则直导线AB中有电流，故D正确，A、B、C错误。 8.如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与胶木圆盘面平行，其轴线与胶木圆盘A的轴线OO′重合。现使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则(　 ) A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大 B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小 C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小 D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大 解析：选B　使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，胶木圆盘侧面形成逐渐增大的电流，穿过金属环B的磁通量增大，根据楞次定律，金属环B的面积有缩小的趋势，且B有向上升高的趋势，丝线受到的拉力减小，故B项正确。 二、注重应用，强调创新 9．如图为电磁刹车实验装置，小车底面安装有矩形导线框abcd，线框底面平行于地面，在小车行进方向有与abcd等宽、等长的有界匀强磁场，磁场方向垂直地面向上。小车进入磁场前撤去牵引力，小车穿过磁场后滑行一段距离停止。则小车(　 ) A．进入磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为adcba B．离开磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为abcda C．穿过磁场的过程中，中间有一段时间矩形导线框中没有感应电流 D．穿过磁场的过程中，矩形导线框受到的安培力方向始终水平向左 解析：选D　根据楞次定律可知，进入磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为abcda，离开磁场时，矩形导线框中感应电流的方向为adcba，A、B错误；因线框与磁场等宽、等长，则穿过磁场的过程中，矩形导线框中始终有感应电流，C错误；根据左手定则可知，穿过磁场的过程中，矩形导线框受到的安培力方向始终水平向左，D正确。 10.如图所示，在粗糙绝缘水平面上，固定两条相互平行的直导线，导线中通有大小和方向都相同的电流，在两条导线的中间位置放置一正方形线框，导线、线框均关于虚线对称，当导线中电流发生变化时，线框始终静止。已知导线周围某点的磁感应强度与导线中的电流大小成正比，与到导线的距离成反比。则下列对导线中电流变化后线框所受摩擦力的方向的判断正确的是(　 ) A．a、b中电流同步增大，摩擦力方向向左 B．a、b中电流同步减小，摩擦力方向向左 C．a中电流减小，b中电流增大，摩擦力方向向右 D．a中电流减小，b中电流不变，摩擦力方向向左 解析：选C　a、b两导线中间部分的磁场的磁感应强度大小分布关于虚线对称，磁场方向相反，当a、b导线中的电流同步增大或减小时，正方形线框中的磁通量不变，线框所受摩擦力为0，A、B错误；a中电流减小、b中电流增大时，磁感应强度为0处向a导线移动，线框内的磁通量垂直纸面向外增大，根据楞次定律可知，线框有向左运动的趋势，所受摩擦力方向向右，同理可知，a中电流减小、b中电流不变时，线框所受摩擦力方向也向右，C正确，D错误。 11．(2024·济南高三质检)某实验小组的同学用如图所示装置研究电磁感应现象，软铁环上绕有M、N两个线圈，M线圈与电源和滑动变阻器相连，N线圈与电流表相连，闭合开关S的瞬间，观察到电流表指针向右偏转。下列说法正确的是(　 ) A．闭合S后，滑片P匀速向上滑动的过程中，电流表指针不偏转 B．闭合S后，滑片P加速向上滑动的过程中，电流表指针向左偏转 C．断开S的瞬间，电流表指针不发生偏转 D．断开S的瞬间，电流表指针向右偏转 解析：选B　闭合S后，滑片P匀速向上或加速向上滑动的过程中，线圈M中电流逐渐减小，线圈N中磁通量逐渐减小，根据楞次定律和安培定则可知，电流表指针向左偏转，故A错误，B正确；断开S的瞬间，线圈M中电流变为零，线圈N中磁通量减小，电流表指针向左偏转，故C、D错误。 12．(双选)某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，减缓下落速度，从而减小对电梯内人员的伤害。当电梯轿厢坠落到图示位置时，下列说法正确的是(　 ) A．从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿逆时针方向 B．从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿逆时针方向 C．金属线圈B对电梯轿厢下落有阻碍作用，A没有阻碍作用 D．金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势 解析：选AD　当电梯坠落至题图位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，根据楞次定律，感应电流的方向从上往下看是逆时针方向，B中向上的磁场增强，感应电流的方向从上往下看是顺时针方向，故B错误，A正确；结合上述分析可知，当电梯坠落至题图位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落，故C错误；闭合线圈A中向上的磁场减弱，B中向上的磁场增强，根据楞次定律可知，线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势，故D正确。 13.某学校开展“摇绳发电”的比赛活动。如图所示，在操场上，将一根长为20 m的铜芯导线两端与灵敏电流计的两个接线柱连接，构成闭合回路；两同学面对面站立摇动这根导线。(忽略地球磁偏角的影响) (1)若增大摇绳的频率，则灵敏电流计的最大示数将________(填“增大”“减小”或“不变”)； (2)为了获得较大电流，甲、乙两同学应该________站立摇绳(填“东西”或“南北”)。 解析：(1)若增大摇绳的频率，则穿过闭合回路的磁通量变化率增大，灵敏电流计的最大示数将增大。 (2)地磁场沿南北方向，为使摇绳时闭合回路中有较大的磁通量变化率，从而产生较大电流，甲、乙两同学应该沿东西方向站立摇绳。 答案：(1)增大　(2)东西 14．(2024·永安高三检测)磁悬浮高速列车在我国已投入正式运行，磁悬浮的原理如图所示。图中A是圆柱形磁铁，B是超导圆环，将B靠近A，水平放在A的上方，它就能在磁场力的作用下保持悬浮。在B靠近A的过程中，B中就会产生感应电流，这是因为__________________。由B中的感应电流方向可知，A的上端为________极。 解析：在B靠近A的过程中，B中就会产生感应电流，这是因为穿过B的磁通量增大；根据安培定则，超导圆环B相当于一个条形磁铁，其下端是S极，根据同名磁极相互排斥，A的上端为S极。 答案：穿过B的磁通量增大　S 75 / 95 学科网（北京）股份有限公司 $$