16.楞次定律（pdf版）-【师者匠心系列】2024-2025学年高中物理讲义（人教版2019必修三）

1 . 如图所示是质谱仪的工作原理示意图。质量为m带电量为q粒子被加速电场加速后，进入速度选择 器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P 和记录粒子位置的胶片。平板S下方有磁感应强度为B 的匀强磁场。求： （1） 粒子在速度选择器中能沿直线运动的速度大小？ （2） 加速电场的电压U 是多少？ （3） 粒子在磁场中运动的轨迹半径为？ 0 0 2 . 下列说法正确的是（　　） 16.楞次定律 课前检测 A. B. C. D. 如图甲所示，是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加 电压U 如图乙所示，是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出A极板是发电机的正极，B极板是发电机 的负极 如图丙所示，是速度选择器，带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 ，即 如图丁所示，是霍尔效应示意图，金属导体上表面的电势比下表面的低 考情分析 知识点 试卷 题号 分值 难度 楞次定律 2023年全国乙卷 17 6 中档 2023年浙江卷 7 3 中档 2022年上海卷 15 4 较易 电磁感应定律 2021年辽宁卷 9 6 中档 2023年重庆卷 2 4 较易 2023年浙江卷 19 11 较难 2023年全国乙卷 17 6 中档 2021年广东卷 10 6 中档 2022年浙江卷 21 10 中档 2022年全国甲卷 20 6 中档 2022年湖北卷 15 12 中档 2021年山东卷 12 4 较难 目标解读 知识导图 课堂目标 1. 回顾磁通量的计算 2. 学习并掌握电磁感应现象的发展历史以及概念； 3. 掌握感应电流的产生条件； 4. 掌握楞次定律的基本内容和应用。 课程重难点 1. 重点：楞次定律的判断 2. 难点：楞次定律的综合应用 电磁感应现象 磁通量的计算 （1） 磁通量的正负含义：磁通量虽然是 ，但有 之分。磁通量的正负号并不表示磁通 量的 ，它的方向仅表示磁感线 方向。一般来说，如果磁感线从线圈的正面穿过线圈，线圈 的磁通量为 ，那么磁感线从线圈的反面穿过线圈，线圈的磁通量就为 。 （2）磁通量的计算公式：匀强磁场中，若 的方向与 平面 ，那么 一、 （一） A. B. 如图所示位置时磁通量大小等于 若使框架绕 转过 角，磁通量大小为 3. 如图所示，框架面积为 ，框架平面与磁感应强度为 的匀强磁场方向垂直，则下列穿过平面的磁通 量的说法中不正确的是（ ） 若 的方向与 平面 ，如下图所示。虽然面积为 的平面 与磁场方向成一定角度，但是由 于 穿 过 平 面 的 磁 感 线 数 与 平 面 相 同 ， 即 穿 过 与 的 磁 通 量 ， 所 以 （ 为平面法线与 的夹角）。 （3）磁通量与磁感线的关系：如果有 的磁感线通过某一平面，那么总磁通量应为所有磁通量 的 。例如，如图所示，如果要计算一根通电直导线产生的磁场通过矩形平面的总磁通量。因为左 右磁场方向正好相反，而且左右面积相同，所以穿过整个平面的磁通量为 。 ④ 根据公式 可知，磁感应强度等于 ，所以我们也称 为 。 经典例题 C. D. 若从初始位置转过 角，磁通量大小为 若从初始位置转过 角，磁通量变化量的大小为 A. B. C. D. 4 . 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为 ， 的方向与水平方向的夹角为 ，图中实线位置有一面积 为 的矩形线圈处于磁场中，并绕着它的一条边从水平位置转到竖直位置（图中虚线位置）．在此过程 中磁通量的改变量大小为（ ） 5 . 如图所示，通有恒定电流的直导线左边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，使线框向右平移并 紧贴直导线越过，则线框中的磁通量变化情况为（ ） 知识总结 对磁通量 的理解： 1. 定义：磁感应强度 与垂直于磁场方向的面积 的乘积叫做磁通量．用 表示磁通量，即 ． 其中， 是指有效面积，即磁场中包含磁场的那部分面积． 2. 单位：韦伯，符号： ． 3. 磁通量是标量，但是有正、负之分，它的正、负号表示磁感线的贯穿方向． 4. 净磁通：有些时候，穿过一个平面的磁通量可能由多个磁场共同组成．此时我们需要把每个磁场产生的 磁通量分别计算，再计算出它们的代数和． 5. 磁通量的变化量： ． 巩固练习 A. 先增大后减小，再增大再减小 B. 先增大到最大，再减小 C. 先减小后增大，再减小 D. 不能确定 A. > B. = C. < D. 不能判断 6. 如图，通有恒定电流的导线 与闭合金属框共面，第一次将金属框由 平移到 ，第二次将金属框 由 绕 边翻转到 ，设先后两次通过金属框的磁通量的变化分别为 和 ，则（ ） 学生总结 电磁感应现象 （1）电磁感应现象探索历程 1820年4月 发现了电流对磁针的作用，即 。同年7月21日奥斯特又以《关于磁针 上电冲突作用的实验》为题发表了他的发现。这篇论文使欧洲物理学界产生了极大震动，导致了大批实验 成果的出现，由此开辟了物理学的新领域—— 。 在收集电磁学资料的过程中，对电磁现象的研究产生极大的热情，他仔细分析了电流的磁效应等 （二） A. B. C. D. 将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察 电流表的变化 绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变 化 7. 在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是（ ） 现象后，他提出既然电流能产生磁，那么磁是否能产生电呢？从1824年到1831年法拉第经历了一系列的 失败。最终发现 可以产生磁场，不过 却无法产生电流，只有 才 可能产生电流。 法拉第把引起电流的原因概括为五类： 。把这一现象称为电磁感应，产生的电流称为感应电流。 电磁感应现象的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。 （2）感应电流产生的条件 导体在磁场中做 ①闭合电路部分导体在磁极间 ，切割磁感线， 感应电流； ②闭合电路部分导体在磁极间上下运动， 感应电流． 通过闭合回路的磁场 ①开关接通瞬间， 感应电流； ②电流稳定，感应电流 ； ③开关断开瞬间， 感应电流； ④推动滑片， 感应电流． 结论：穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合回路中有感应电流产生。 经典例题 A. 此图矩形线圈平行于磁场向右平移 B. 此图矩形线圈垂直于磁场向右平移 C. 此图矩形线圈绕水平轴 匀速转动 D. 此图矩形线圈绕竖直轴 匀速转动 8. 有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动．图中能产生感应电流的是（ ） A. B. C. D. 该装置用于探究线圈 中感应电流产生的条件 处于闭合状态，在 闭合瞬间，电流表的指针会发生偏转 处于闭合状态，在 闭合瞬间，电流表的指针会发生偏转 两开关均处于闭合状态，电路稳定后匀速移动滑动变阻器的滑片，电流表的指针会发生偏转 9. 用图所示装置探究感应电流产生的条件，线圈 通过滑动变阻器和开关 连接到电源上，线圈 通过 开关 连到电流表上，把线圈 装在线圈 的里面．下列说法中正确的是（ ） 知识总结 年，奥斯特发现电流的磁效应． 年，法拉第证实了“磁生电”的存在，并将“磁生电”的现象分为五类，（1）变化中的电流；（2） 变化中的磁场；（3）运动中的恒定电流；（4）运动中的磁铁；（5）运动中的导线．并把这些现象定名 为“电磁感应”． 10 . 甲、乙、丙是探究感应电流产生条件的实验． 　 　 ( 1 ) 实验丙，开关 闭合或断开瞬间，电流表中 电流通过；保持开关 闭合，滑动变阻器的滑 动触头不动，电流表中 电流通过；保持开关 闭合，将铁芯从 中拨出时，电流表中 电 流．（均选填“有”或“无”） ( 2 ) 为了得出感应电流产生的条件，至少需要完成的两个实验有 ． 电磁感应现象通常有下列三种情况： ( ) 磁铁和线圈相对运动，将磁铁插入或拔出螺线管时，灵敏电流计中有感应电流通过；但磁铁在线圈中 不动时，无感应电流。 ( ) 闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时，灵敏电流计中有感应电流通过；而导体棒AB顺着磁感 线运动或者静止不动时，无感应电流产生。 ( ) 将小螺线管A插入大螺线管中不动，当开关闭合或断开的瞬间，或者在开关闭合后滑动变阻器改变阻值 时，灵敏电流计中也有感应电流通过。 归纳总结：图（a）、（c）中：有磁感线穿过的闭合回路的面积S不变，磁感线强度B变化； 图（b）中，磁场的B不变，有磁感线穿过的闭合回路的面积S变化。 巩固练习 A. B. C. D. 11 . 以下四幅图中为探究感应电流产生条件的实验是（　　） A. 开关S闭合电流稳定后 B. 开关S断开瞬间 C. 开关S闭合后，变阻器滑片P移动 D. 开关S闭合后，变阻器滑片P不移动 12 . 如图是“探究感应电流产生条件”的实验装置图，下列操作中，不能产生感应电流的是（ ） 学生总结 楞次定律 楞次定律的基本内容 二、 （一） （1）实验现象 结论1：当线圈内原磁通量增加时，感应电流的磁场 的方向与原磁场 的方向 感应电流的磁 场 磁通量的增加； 结论2：当线圈内原磁通量减少时，感应电流的磁场 的方向与原磁场 的方向 感应电流的磁 场 磁通量的减少． 感应电流方向（俯 视） 穿过回路磁通量的 变化 原磁场方向 感应电流磁场方向 （2）楞次定律的理解 概念：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是 引起感应电流的磁通量的 ． 对“阻碍”的理解： ①谁起阻碍作用？ ； ②阻碍谁？ ； ③“阻碍”就是感应电流的磁场总与原磁场的方向相反吗？ ； ④阻碍是阻止吗？ ． （3）利用楞次定律判断感应电流的方向的步骤： ①判断原磁场 的方向； ②确定原磁通量的增减情况； ③根据楞次定律，确定感应电流的磁场 的方向； ④根据右手螺旋定则判断能够引起上述 的感应电流的方向． 经典例题 A. B. C. D. 感应电流的方向总是要使它的磁场阻止原来的磁通量的变化 感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相同 感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相反 感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同，也可以相反 13 . 关于对楞次定律的理解，下面说法中正确的是（ ） A. 将互相靠拢 B. 相互相远离 C. 磁铁的加速度仍为 D. 磁铁的加速度小于 14 . 如图所示，光滑固定导体轨 水平放置，两根导体棒 平行放于导轨上，形成一个闭合回路， 当一条形磁铁从高处下落接近回路时（ ） A. 始终相互吸引 B. 始终相互排斥 C. 先相互吸引，后相互排斥 D. 先相互排斥，后相互吸引 15 . 如图所示，一金属圆环水平固定放置，现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线无初速度释 放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环（ ） A. 磁铁靠近线圈时，电流方向是逆时针的 B. 磁铁远离线圈时，电流方向是顺时针的 C. 磁铁向上平动时，电流方向是逆时针的 D. 磁铁向下平动时，电流方向是顺时针的 16 . 如图所示，当条形磁铁做下列运动时，线圈中的电流方向应是（从左往右看）（ ） 17 . 如图甲所示，两个闭合圆形线圈 、 的圆心重合，放在同一水平面内，线圈 中通以如图乙所示 的交变电流，设 时电流沿逆时针方向（图中箭头所示）．对于线圈 ，在 A. 有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势 B. 有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势 C. 有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势 D. 有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势 时间内，下列说法中正确的是（ ） 18 . 楞次定律可以用来判断感应电流的方向，结合所学知识，尝试分析下述情景： ( 1 ) 在探究楞次定律的实验中，如图甲所示，我们发现条形磁铁靠近螺线管的过程中，会产生感应电 流．在这一过程中，螺旋管中的磁通量 （“变大”或“变小”）；螺线管中感应电流激发的磁 场方向 （“向上”或“向下”）；在图中画出螺线管中感应电流的方向 ． ( 2 ) 如图乙所示，一个可以伸缩的导线圆环位于垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁感应强度增大时， 导线环中感应电流的方向为 （“顺时针”或“逆时针”）；此时圆环最上端的导线微元受到安 培力的方向 （“向上”或“向下”）；圆环会 （“扩张”或“收缩”）． 知识总结 对楞次定律的理解： 1. 内容：感应电流具有这样的方向，感应电流产生的磁场总是 引起感应电流的磁通量的变化． 我们一般记忆为 。 2. 使用楞次定律的步骤： ①明确穿过闭合电路的原磁场方向； ②判断穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少； ③根据楞次定律确定感应电流产生磁场的方向； ④利用安培定则判断感应电流的方向． 巩固练习 A. B. C. D. 19 . 如图所示，是高二某同学演示楞次定律实验的记录， 符合实验事实的是不. 20 . 1834年俄国物理学家楞次对感应电流的许多实验事实进行分析研究，提出了著名的楞次定律。如图 所示，螺线管的电阻可以忽略。竖直悬挂的线圈中心轴线与螺线管的轴线水平共线。现突然断开开关 S，将发生的现象是∶线圈向 摆动（填写“左”或“右”），并有 趋势（填写“收 缩”或“扩张”）；线圈中的感应电流为 时针（填写“顺”或“逆”）（从左向右看）。 21 . 学习楞次定律的时候，老师往往会做下图所示的实验．一灵敏电流计（电流表），当电流从它的正 接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转．现把它与一个线圈串联，试就如图中各图指出： (1)图(a)中磁铁向下运动，灵敏电流计指针的偏转方向为 ．（填“偏向正极”或“偏向负极”） (2)图(b)中磁铁向下运动，磁铁下方的极性是 ．（填“N极”或“S极”） (3)图(c)中磁铁的运动方向是 ．（填“向上”或“向下”） (4)图(d)中磁铁向下运动，线圈从上向下看的电流方向是 ．（填“顺时针”或“逆时针”） A. B. C. D. 线圈a中将产生沿顺时针方向（俯视）的感应电流 穿过线圈a的磁通量减小 线圈a有扩张的趋势 线圈a对水平桌面的压力F 将增大 22 . 如图所示，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，二者轴线重 合，螺线管b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向下滑动，下列表述 正确的是（　　） N 学生总结 右手定则 如图，金属棒 在匀强磁场中沿金属框架向右匀速运动，用楞次定律判定 导体中感应电流的方向，发现 其电流方向为 。 （二） A. B. C. D. 线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大 在电磁感应现象中，有感应电动势，就一定有感应电流产生 闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生 磁感应强度与导体棒及其运动方向相互垂直时，可以用右手定则判断感应电流的方向 23 . 关于电磁感应，下列说法正确的是（ ） A. 从 到 ，上极板带正电 B. 从 到 ，下极板带正电 C. 从 到 ，上极板带正电 D. 从 到 ，下极板带正电 24 . 电阻 、电容 与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方， 极朝下，如图所示．现 使磁铁开始自由下落，在 极接近线圈上端的过程中，流过 的电流方向和电容器极板的带电情况是（ ） 25 . 如图所示，金属棒ab、光滑水平金属导轨和螺线管组成闭合回路。设导轨足够长，棒有一定阻值， 导轨、导线电阻不计。给金属棒ab一个初速度v使其在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则下列说法正确的 是（　　） （1）右手定则概念：伸开右手，让大拇指跟其余四指 ，并且都跟手掌在 ，让 磁感线从手心 ，大拇指指向 ，其余四指所指的方向就是 ； （2）适用范围：适用于闭合电路 的情况。 经典例题 A. 棒b端电势比a端低 B. 螺线管产生的磁场，A端为N极 C. 棒最终将做匀速运动 D. 棒最终将停止运动 A. ， 点电势低于 点电势 B. ， 点电势高于 点电势 C. ， 点电势低于 点电势 D. ， 点电势高于 点电势 26 . 我国第一艘航母“辽宁舰”交接入列后，歼- 飞机顺利完成了起降飞行训练，图为一架歼- 飞机 刚着舰时的情景。已知该飞机机身长为 ，机翼两端点 、 的距离为 ，某次在我国近海海域训练中飞 机降落时的速度沿水平方向，大小为 ，该空间地磁场磁感应强度的水平分量为 ，竖直分量为 ， 、 两点的电势差为 ，下列分析正确的是（　　） A. 竖直向下 B. 水平向右 C. 竖直向上 D. 水平向左 27 . 如图所示，足够长的两光滑导轨水平放置，整个装置处于竖直向下的均匀磁场中，金属棒ab在水平 外力的作用下，以速度v沿导轨向右做匀速运动，则金属棒ab受到磁场施加的安培力的方向是（　　） 知识总结 楞次定律与右手定则联系 （1）楞次定律可适用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况，而右手定则只适用于一部分导体在磁场 中做切割磁感线运动的情况，导线不动时不能应用，因此右手定则可以看作楞次定律的特殊情况； （2）在判断由导体切割磁感线产生的感应电流时右手定则与楞次定律是等效的，而右手定则比楞次定律 更方便． 巩固练习 A. B. C. D. 机翼左端的电势比右端电势高 机翼两端电势高低与飞机飞行方向有关 把机身从前到后看成多根沿前后方向的直导线，这些直导线也在切割竖直向下的磁感线 在此航线上地磁场水平分量由北指向南 28 . 国产大飞机C919现由上海飞往广州，在航线上水平向前匀速飞行，由于地磁场存在竖直向下分量， 其机翼就会切割磁感线，则下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. PQ向左边减速运动的过程中a、c的电势都比b点的电势高 PQ向右边减速运动的过程中a、c的电势都比b点的电势高 PQ向左边匀速运动的过程中a、c的电势都比b点的电势低 PQ向右边匀速运动的过程中a、c的电势都比b点的电势低 29 . 在一根软铁棒上绕有一组线圈，a、c是线圈的两端，b为中心抽头。把a端和b抽头分别接到两条平 行金属导轨上，导轨间有匀强磁场，方向垂直于导轨所在平面并指向纸内，如图所示。金属棒PQ在外力 作用下左右运动，运动过程中保持与导轨垂直，且两端与导轨始终接触良好。下面说法正确的是 （　　） A. 向右匀速运动 B. 向右加速运动 C. 向左加速运动 D. 向左减速运动 30 . 如图所示装置中，金属杆cd原来静止。要使金属杆cd将向右运动，可以使金属杆ab（　　） 真题演练 A. B. C. D. 31 . 如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴 ，接入电阻 构成回路．导体杆处于竖 直向上的匀强磁场中，将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放，导体杆开始下摆．当 时， 导体杆振动图像如图乙所示．若横纵坐标皆采用图乙标度，则当 时，导体杆振动图像是（ ） A. B. 图（c）是用玻璃管获得的图像 在铝管中下落，小磁体做匀变速运动 32 . 一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验．用图（a）所示的缠绕方式，将漆包线 分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通．两管皆竖直放 置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端．实验中电流传感器测得的 两管上流过漆包线的电流 随时间 的变化分别如图（b）和图（c）所示，分析可知（ ） C. D. 在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短 33 . 如图所示，竖直方向的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框．在下列情况中，线框中能产生感应电流 的是（线框始终全部在磁场中）（ ） 学生总结 知识总结 出门测 三、 四、 A. B. C. D. 保持线框平面始终与磁场垂直，线框在磁场中上下运动 保持线框平面始终与磁场垂直，线框在磁场中左右运动 线框绕 轴匀速转动，当线框平面与磁场垂直时 线框绕 轴匀速转动，当线框平面与磁场平行时 A. B. C. D. 34 . 一正方形闭合线圈在足够大的匀强磁场中运动，其中能产生感应电流的是（ ） A. B. C. D. 35 . 利用实验研究感应电流方向时，以下四个图中符合实验现象的是（ ） 36 . 物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图，他把一个带铁芯的线圈 、开关 和电源用 导线连接起来后，将一金属套环置于线圈 上，且使铁芯穿过套环，闭合开关 的瞬间，套环立刻跳起． 某同学另找来器材再探究此实验，她连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动，对比老师演示的 实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是（ ） A. 线圈接在了直流电源上 B. 电源电压过高 C. 所选线圈的匝数过多 D. 所用套环的材料与老师的不同 A. 管是用塑料制成的， 管是用铜制成的 B. 管是用铝制成的， 管是用胶木制成的 C. 管是用胶木制成的， 管是用塑料制成的 D. 管是用铜制成的， 管是用胶木制成的 37 . 如图所示， 、 为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高 度，两个相同的磁性小球，同时从 、 管上端的管口无初速度释放，穿过 管的小球比穿过 管的小 球先落到地面．下面对两管的描述中可能正确的是（ ） A. B. C. D. 如果磁铁的磁性足够强，磁铁会停留在铜管中，永远不落下来 如果磁铁的磁性足够强，磁铁在铜管中运动时间更长，但一定会落下来 磁铁在铜管中运动的过程中，由于不计空气阻力，所以机械能守恒 如果将铜管换成塑料管，磁铁从塑料管中出来也会用较长时间 38 . 物理课上，老师做了一个“神奇”的实验：将 米长的铜管竖直放置，一磁性很强从上管口由静止 释放，观察到磁铁用较长时间才从下管口落出，如图所示，对于这个实验现象同学们经分析讨论做出相 关的判断，你认为正确的是（下落过程中不计空气阻力，磁铁也没有与管壁接触）（ ） 39 . 如图所示，铜制闭合线圈 被绝缘轻线竖直悬吊于天花板上，当金属导轨上的导体棒 在匀强磁场 中沿导轨运动时（导轨电阻不计），下列说法正确的是（ ） A. B. C. D. 向右做匀速运动时闭合线圈 将被螺线管吸引 向右做加速运动时闭合线圈 将被螺线管排斥 向右做减速运动时闭合线圈 将被螺线管排斥 向左做减速运动时闭合线圈 将被螺线管吸引 A. B. C. D. 从左向右看，感应电流的方向先为顺时针，后为逆时针 从左向右看，感应电流的方向先为逆时针，后为顺时针 从左向右看，感应电流的方向始终为顺时针 从左向右看，感应电流的方向始终为逆时针 40 . 如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流正方向为从a到b，在 这段时间内，用 丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则（　　） 1 . 如图所示是质谱仪的工作原理示意图。质量为m带电量为q粒子被加速电场加速后，进入速度选择 器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P 和记录粒子位置的胶片。平板S下方有磁感应强度为B 的匀强磁场。求： （1） 粒子在速度选择器中能沿直线运动的速度大小？ （2） 加速电场的电压U 是多少？ （3） 粒子在磁场中运动的轨迹半径为？ 0 0 【答案】（1） ；（2） ；（3） 【解析】 【详解】 （1）通过速度选择器时，受到电场力和洛伦兹力，直线通过，有 qE=qvB 解得 （2）根据动能定理，有 16.楞次定律 课前检测 解得 （3）根据洛伦兹力提供向心力 联立解得 A. B. C. D. 如图甲所示，是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加 电压U 如图乙所示，是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出A极板是发电机的正极，B极板是发电机 的负极 如图丙所示，是速度选择器，带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 ，即 如图丁所示，是霍尔效应示意图，金属导体上表面的电势比下表面的低 2. 下列说法正确的是（　　） 【答案】CD 【解析】 【详解】 A．由洛仑兹力提供向心力可得 解得回旋加速器的最终速度公式 则动能为 可知粒子最终动能与加速电压无关，故A错误； B．磁感线由N极指向S极，由左手定则可知带正电的等离子将向下偏转，所以B极板将聚集 正电荷，是发电机的正极，故B错误； C．带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是电场力与洛仑兹力等大反向，即 解得 故C正确； D．由左手定则可知自由电子向上偏转，即上表面将聚集负电荷，所以上表面的电势比下表 面的低，故D正确。 故选CD。 考情分析 知识点 试卷 题号 分值 难度 楞次定律 2023年全国乙卷 17 6 中档 2023年浙江卷 7 3 中档 2022年上海卷 15 4 较易 电磁感应定律 2021年辽宁卷 9 6 中档 2023年重庆卷 2 4 较易 2023年浙江卷 19 11 较难 2023年全国乙卷 17 6 中档 2021年广东卷 10 6 中档 2022年浙江卷 21 10 中档 2022年全国甲卷 20 6 中档 2022年湖北卷 15 12 中档 2021年山东卷 12 4 较难 目标解读 知识导图 课堂目标 1. 回顾磁通量的计算 2. 学习并掌握电磁感应现象的发展历史以及概念； 3. 掌握感应电流的产生条件； 4. 掌握楞次定律的基本内容和应用。 课程重难点 1. 重点：楞次定律的判断 2. 难点：楞次定律的综合应用 电磁感应现象 磁通量的计算 （1） 磁通量的正负含义：磁通量虽然是 标量 ，但有 “正、负” 之分。磁通量的正负号并不表示磁通 量的 方向 ，它的方向仅表示磁感线 贯穿 方向。一般来说，如果磁感线从线圈的正面穿过线圈，线圈 的磁通量为 “+” ，那么磁感线从线圈的反面穿过线圈，线圈的磁通量就为 “-” 。 （2）磁通量的计算公式：匀强磁场中，若 的方向与 平面 垂直 ，那么 若 的方向与 平面 不垂直 ，如下图所示。虽然面积为 的平面 与磁场方向成一定角度，但是由 于 穿 过 平 面 的 磁 感 线 数 与 平 面 相 同 ， 即 穿 过 与 的 磁 通 量 相 同 ， 所 以 （ 为平面法线与 的夹角）。 （3）磁通量与磁感线的关系：如果有 相反方向 的磁感线通过某一平面，那么总磁通量应为所有磁通量 的 代数和 。例如，如图所示，如果要计算一根通电直导线产生的磁场通过矩形平面的总磁通量。因为左 右磁场方向正好相反，而且左右面积相同，所以穿过整个平面的磁通量为 0 。 一、 （一） A. B. C. D. 如图所示位置时磁通量大小等于 若使框架绕 转过 角，磁通量大小为 若从初始位置转过 角，磁通量大小为 若从初始位置转过 角，磁通量变化量的大小为 3. 如图所示，框架面积为 ，框架平面与磁感应强度为 的匀强磁场方向垂直，则下列穿过平面的磁通 量的说法中不正确的是（ ） 【答案】C 【解析】A 选项： B 选项： C 选项： D 选项： 线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积，故图示位 置的磁通量为 ，故A正确； 使框架绕 转过 角，则在磁场方向的投影面积为 ，则磁通量为 ， 故B正确； 线圈从图示转过 的过程中， 垂直磁场方向上的投影面积逐渐减小，故磁通量 逐渐减小，当线圈从图示转过 时，磁通量为 ，故C错误； 从初始位置转过 角，磁通量变化为 ，故D正 确． 故选C. 4 . 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为 ， 的方向与水平方向的夹角为 ，图中实线位置有一面积 为 的矩形线圈处于磁场中，并绕着它的一条边从水平位置转到竖直位置（图中虚线位置）．在此过程 ④ 根据公式 可知，磁感应强度等于 单位面积的磁通量的大小 ，所以我们也称 为 磁通量密 度 。 经典例题 A. B. C. D. 中磁通量的改变量大小为（ ） 【答案】C 【解析】取线圈在水平位置时穿过线圈的磁通量为正，则 ， 线圈处于竖直位置，磁感线从线圈另一面穿过，磁通量 ， 故磁通量的变化为 ， 即变化量的大小为 ，故C正确； 故选C． 知识总结 对磁通量 的理解： 1. 定义：磁感应强度 与垂直于磁场方向的面积 的乘积叫做磁通量．用 表示磁通量，即 ． 其中， 是指有效面积，即磁场中包含磁场的那部分面积． 2. 单位：韦伯，符号： ． 3. 磁通量是标量，但是有正、负之分，它的正、负号表示磁感线的贯穿方向． 4. 净磁通：有些时候，穿过一个平面的磁通量可能由多个磁场共同组成．此时我们需要把每个磁场产生的 磁通量分别计算，再计算出它们的代数和． 5. 磁通量的变化量： ． 巩固练习 A. 先增大后减小，再增大再减小 B. 先增大到最大，再减小 C. 先减小后增大，再减小 D. 不能确定 5. 如图所示，通有恒定电流的直导线左边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，使线框向右平移并 紧贴直导线越过，则线框中的磁通量变化情况为（ ） 【答案】A 【解析】分四段过程研究： 线框从 位置到右侧刚 的过程，根据安培定则判断得到：穿过线框的磁场方向向外，磁场增 强，磁通量增大； 从线框右侧刚 到线框中线经过 的过程：穿过线框的左部分的磁场向外，右侧磁场向里，两 边磁通量有抵消，而且抵消增多，磁通量减小； 从线框中线经过 到刚离开 的过程：穿过线框的左部分的磁场向外，右侧磁场向里，右侧的 磁感线较多，两边磁通量有抵消，但抵消减小，磁通量增大； 从线框离开 到 位置的过程，磁场减弱，磁通量减小． 所以先增加再减少，再增加再减少． 故选A． 6. 如图，通有恒定电流的导线 与闭合金属框共面，第一次将金属框由 平移到 ，第二次将金属框 由 绕 边翻转到 ，设先后两次通过金属框的磁通量的变化分别为 和 ，则（ ） A. > B. = C. < D. 不能判断 【答案】C 【解析】设在位置 时磁通量大小为 ，位置 时磁通量大小为 ． 第一次将金属框由 平移到 ，穿过线框的磁感线方向没有改变，磁通量变化量 ， 第二次将金属框绕 边翻转到 ，穿过线框的磁感线的方向发生改变，磁通量变化量 ． 故 ． 故选C． 学生总结 电磁感应现象 （1）电磁感应现象探索历程 1820年4月 奥斯特 发现了电流对磁针的作用，即 电流的磁效应 。同年7月21日奥斯特又以《关于磁针 上电冲突作用的实验》为题发表了他的发现。这篇论文使欧洲物理学界产生了极大震动，导致了大批实验 成果的出现，由此开辟了物理学的新领域—— 电磁学 。 法拉第 在收集电磁学资料的过程中，对电磁现象的研究产生极大的热情，他仔细分析了电流的磁效应等 现象后，他提出既然电流能产生磁，那么磁是否能产生电呢？从1824年到1831年法拉第经历了一系列的 （二） A. B. C. D. 将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察 电流表的变化 绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变 化 7. 在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是（ ） 【答案】D 【解析】A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，回路中没有磁通量的变化，不能产生感 应电流，观察到电流表没有变化，故A错误； 失败。最终发现 稳定的电流 可以产生磁场，不过 稳定的磁场 却无法产生电流，只有 变化的磁场 才 可能产生电流。 法拉第把引起电流的原因概括为五类： 变化的电流；变化的磁场；运动的恒定电流；运动的磁场；在磁 场中运动的导体 。把这一现象称为电磁感应，产生的电流称为感应电流。 电磁感应现象的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。 （2）感应电流产生的条件 导体在磁场中做 切割磁感线运动 ①闭合电路部分导体在磁极间 左右运动 ，切割磁感线， 产生 感应电流； ②闭合电路部分导体在磁极间上下运动， 不产生 感应电流． 通过闭合回路的磁场 发生变化 ①开关接通瞬间， 产生 感应电流； ②电流稳定，感应电流 消失 ； ③开关断开瞬间， 产生 感应电流； ④推动滑片， 产生 感应电流． 结论：穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合回路中有感应电流产生。 经典例题 B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，回路中没有磁通量的变化，不能产生感 应电流，观察到电流表没有变化，故B错误； C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁的过程中有感 应电流产生，但是之后，再到相邻房间去观察时，回路中已经没有磁通量的变化，此时观察 到的电流表没有变化，故C错误； D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，回路 中的磁通量发生变化，能观察到电流表的变化，故D正确． 故选D． A. 此图矩形线圈平行于磁场向右平移 B. 此图矩形线圈垂直于磁场向右平移 C. 此图矩形线圈绕水平轴 匀速转动 D. 此图矩形线圈绕竖直轴 匀速转动 8. 有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动．图中能产生感应电流的是（ ） 【答案】D 【解析】A中线圈不切割磁感线，所以A中线圈没有感应电流产生．即使切割了磁感线，也不能保证 就能产生感应电流，比如B和C中的线圈竖直边切割了磁感线，但闭合线圈的磁通量没有发 生变化，故BC中的线圈也没有感应电流产生． 故选D． 9. 用图所示装置探究感应电流产生的条件，线圈 通过滑动变阻器和开关 连接到电源上，线圈 通过 开关 连到电流表上，把线圈 装在线圈 的里面．下列说法中正确的是（ ） A. B. C. D. 该装置用于探究线圈 中感应电流产生的条件 处于闭合状态，在 闭合瞬间，电流表的指针会发生偏转 处于闭合状态，在 闭合瞬间，电流表的指针会发生偏转 两开关均处于闭合状态，电路稳定后匀速移动滑动变阻器的滑片，电流表的指针会发生偏转 【答案】ABD 【解析】A 选项： B 选项： C 选项： D 选项： 线圈 没有接电源，与电流表构成回路，可用于探究线圈 中感应电流产生的条 件，故A正确； 处于闭合状态，则线圈 与电流表构成回路．在 闭合瞬间，线圈 中电流增 大， 产生的磁场增强，则 线圈中的磁通量变大，所以 中会产生感应电流，电流表的指 针会发生偏转，故B正确； 处于闭合状态，线圈 中的电流不变，产生的磁场不变，线圈 中的磁通量不 变，所以在 与闭合瞬间，线圈 中没有感应电流，电流表指针不偏转，故C错误； 两开关均处于闭合状态，电路稳定后匀速移动滑动变阻器的滑片，则线圈 中电流 变化，线圈 产生的磁场变化，则 线圈中的磁通量变化，所以 中会产生感应电流，电流 表的指针会发生偏转，故D正确； 故选ABD. 知识总结 年，奥斯特发现电流的磁效应． 年，法拉第证实了“磁生电”的存在，并将“磁生电”的现象分为五类，（1）变化中的电流；（2） 变化中的磁场；（3）运动中的恒定电流；（4）运动中的磁铁；（5）运动中的导线．并把这些现象定名 为“电磁感应”． 电磁感应现象通常有下列三种情况： 10 . 甲、乙、丙是探究感应电流产生条件的实验． 　 　 ( 1 ) 实验丙，开关 闭合或断开瞬间，电流表中 电流通过；保持开关 闭合，滑动变阻器的滑 动触头不动，电流表中 电流通过；保持开关 闭合，将铁芯从 中拨出时，电流表中 电 流．（均选填“有”或“无”） ( 2 ) 为了得出感应电流产生的条件，至少需要完成的两个实验有 ． 【答案】 ( 1 ) ( 2 ) 有 ; 无 ; 有 甲与丙 【解析】 ( 1 ) ( 2 ) 实验丙，开关 闭合或断开瞬间，电流表中有电流通过，原因是电流从没有到有或从有 到没有，则电流产生的磁场发生了变化，即线圈 的磁通量发生了变化． 保持开关 闭合，滑动变阻器的滑动触头不动，电流表中无电流通过，原因是电流稳定 不变，则磁场不变，磁通量不变． 保持开关 闭合，将铁芯从 中拨出时，电流表中有电流，原因是 线圈相当于磁体， 则其运动后通过 线圈的磁场发生了变化，磁通量也改变． 为了得出感应电流产生的条件，至少需要完成的两个实验有甲与丙．因为丙实验可以 等效乙的实验． ( ) 磁铁和线圈相对运动，将磁铁插入或拔出螺线管时，灵敏电流计中有感应电流通过；但磁铁在线圈中 不动时，无感应电流。 ( ) 闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时，灵敏电流计中有感应电流通过；而导体棒AB顺着磁感 线运动或者静止不动时，无感应电流产生。 ( ) 将小螺线管A插入大螺线管中不动，当开关闭合或断开的瞬间，或者在开关闭合后滑动变阻器改变阻值 时，灵敏电流计中也有感应电流通过。 归纳总结：图（a）、（c）中：有磁感线穿过的闭合回路的面积S不变，磁感线强度B变化； 图（b）中，磁场的B不变，有磁感线穿过的闭合回路的面积S变化。 巩固练习 A. B. C. D. 11 . 以下四幅图中为探究感应电流产生条件的实验是（　　） 【答案】A 【解析】A．图中通过导体棒切割磁感线，观察通过电流计的电流受哪些因素影响，A为正确选项； B．图中用小磁针探测电流产生的磁场，B为错误选项； C．图中用库仑扭秤探究点电荷间静电力受哪些因素影响，C为错误选项； D．图中探究通电导线在磁场受到的磁场力，D为错误选项。 故答案为A。 A. 开关S闭合电流稳定后 B. 开关S断开瞬间 C. 开关S闭合后，变阻器滑片P移动 D. 开关S闭合后，变阻器滑片P不移动 12 . 如图是“探究感应电流产生条件”的实验装置图，下列操作中，不能产生感应电流的是（ ） 【答案】AD 【解析】A．开关S闭合电流稳定后，穿过线圈B的磁通量不再变化，线圈不能产生感应电流，故A为 正确选项； B．开关S断开瞬间，穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，故B为错误选项； C．开关S闭合后，变阻器滑片P移动，流过A的电流变化，则穿过线圈B的磁通量发生变化， 有感应电流产生，故C为错误选项； D．开关S闭合后，变阻器滑片P不移动，穿过线圈B的磁通量不发生变化，没有感应电流产 生，故D为正确选项。 故答案为AD。 学生总结 楞次定律 楞次定律的基本内容 （1）实验现象 感应电流方向（俯 视） 逆时针 顺时针 顺时针 逆时针 穿过回路磁通量的 变化 增大 减小 增大 减小 原磁场方向 向下 向下 向上 向上 感应电流磁场方向 向上 向下 向下 向上 二、 （一） 【教法备注】 A. 感应电流的方向总是要使它的磁场阻止原来的磁通量的变化 13 . 关于对楞次定律的理解，下面说法中正确的是（ ） 结论1：当线圈内原磁通量增加时，感应电流的磁场 的方向与原磁场 的方向 相反 感应电流的磁 场 阻碍 磁通量的增加； 结论2：当线圈内原磁通量减少时，感应电流的磁场 的方向与原磁场 的方向 相同 感应电流的磁 场 阻碍 磁通量的减少． 感应电流方向（俯 视） 逆时针 顺时针 顺时针 逆时针 穿过回路磁通量的 变化 增大 减小 增大 减小 原磁场方向 向下 向下 向上 向上 感应电流磁场方向 向上 向下 向下 向上 （2）楞次定律的理解 概念：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是 阻碍 引起感应电流的磁通量的 变化 ． 对“阻碍”的理解： ①谁起阻碍作用？ 感应电流的磁场 ； ②阻碍谁？ 原磁通量的变化 ； ③“阻碍”就是感应电流的磁场总与原磁场的方向相反吗？ 不一定，“增反减同” ； ④阻碍是阻止吗？ 否，只是使磁通量的变化变慢 ． （3）利用楞次定律判断感应电流的方向的步骤： ①判断原磁场 的方向； ②确定原磁通量的增减情况； ③根据楞次定律，确定感应电流的磁场 的方向； ④根据右手螺旋定则判断能够引起上述 的感应电流的方向． 经典例题 B. C. D. 感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相同 感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相反 感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同，也可以相反 【答案】D 【解析】感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化，阻碍不是阻止，ABC错，选D． 【教法备注】 A. 将互相靠拢 B. 相互相远离 C. 磁铁的加速度仍为 D. 磁铁的加速度小于 14 . 如图所示，光滑固定导体轨 水平放置，两根导体棒 平行放于导轨上，形成一个闭合回路， 当一条形磁铁从高处下落接近回路时（ ） 【答案】AD 【解析】A选项，B选项：当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次 定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知， 、 将互相靠拢，回路的面积减小一 点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用，故A正确，故B错误； C选项，D选项：由于磁铁受到向上的磁场力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定 小于 ，故C错误，故D正确； 故选AD． 15 . 如图所示，一金属圆环水平固定放置，现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线无初速度释 放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环（ ） A. 始终相互吸引 B. 始终相互排斥 C. 先相互吸引，后相互排斥 D. 先相互排斥，后相互吸引 【答案】D 【解析】因圆环从开始下降到达磁铁中间时，磁通量一直增大；而当从中间向下运动时，磁通量减小 时；则由楞次定律可知，当条形磁铁靠近圆环时，感应电流阻碍其靠近，是排斥力；当磁铁 穿过圆环远离圆环时，感应电流阻碍其远离，是吸引力，故先相互排斥，后相互吸引． 故选D． A. 磁铁靠近线圈时，电流方向是逆时针的 B. 磁铁远离线圈时，电流方向是顺时针的 C. 磁铁向上平动时，电流方向是逆时针的 D. 磁铁向下平动时，电流方向是顺时针的 16 . 如图所示，当条形磁铁做下列运动时，线圈中的电流方向应是（从左往右看）（ ） 【答案】C 【解析】无解析 A. 有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势 B. 有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势 C. 有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势 D. 有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势 17 . 如图甲所示，两个闭合圆形线圈 、 的圆心重合，放在同一水平面内，线圈 中通以如图乙所示 的交变电流，设 时电流沿逆时针方向（图中箭头所示）．对于线圈 ，在 时间内，下列说法 中正确的是（ ） 【答案】D 【解析】在 时间内，对于线圈 的顺时针方向电流增大，导致线圈 磁通量增大，感应电流 的磁场与它相反，根据安培定则可知，线圈 在线圈 内部产生磁场方向垂直纸面向外，则 线圈 内有逆时针方向的电流，此时线圈 的电流方向与线圈 电流方向相反，由异向电流 相互排斥，可知线圈间有相互排斥，所以线圈 有的收缩的趋势，故A 、B 、C错误，D 正 确． 故选D． 【教法备注】 18 . 楞次定律可以用来判断感应电流的方向，结合所学知识，尝试分析下述情景： ( 1 ) 在探究楞次定律的实验中，如图甲所示，我们发现条形磁铁靠近螺线管的过程中，会产生感应电 流．在这一过程中，螺旋管中的磁通量 （“变大”或“变小”）；螺线管中感应电流激发的磁 场方向 （“向上”或“向下”）；在图中画出螺线管中感应电流的方向 ． 知识总结 对楞次定律的理解： 1. 内容：感应电流具有这样的方向，感应电流产生的磁场总是 阻碍 引起感应电流的磁通量的变化． 我们一般记忆为 增反减同 。 2. 使用楞次定律的步骤： ①明确穿过闭合电路的原磁场方向； ②判断穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少； ③根据楞次定律确定感应电流产生磁场的方向； ④利用安培定则判断感应电流的方向． 阻碍 增反减同，来拒去留 巩固练习 ( 2 ) 如图乙所示，一个可以伸缩的导线圆环位于垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁感应强度增大时， 导线环中感应电流的方向为 （“顺时针”或“逆时针”）；此时圆环最上端的导线微元受到安 培力的方向 （“向上”或“向下”）；圆环会 （“扩张”或“收缩”）． 【答案】 ( 1 ) ( 2 ) 变大 ; 向上 ; 逆时针 ; 向下 ; 收缩 【解析】 ( 1 ) 1 : 2 : 3 : ( 2 ) 由图甲，当条形磁铁靠近螺线管的过程中，穿过螺旋管的磁通量变大． 根据楞次定律，由“来拒去留”可以判断出螺线管上方为 极，螺线管中感应电流 激发的磁场方向向上． 根据右手螺旋定则可知，螺线管中感应电流的方向如图所示 由图乙，根据楞次定律，可知，导线环中感应电流的方向为逆时针． 由左手定则可知，圆环最上端的导线微元受到安培力的方向向下，圆环会收缩． A. B. 19 . 如图所示，是高二某同学演示楞次定律实验的记录， 符合实验事实的是不. C. D. 【答案】D 【解析】试题分析：D选项中，由楞次定律知：当条形磁铁拔出时，感应电流形成的磁场与原磁场方 向相同，因原磁场方向向上，故感应磁场方向也向上，再由安培定则知从上向下看感应电流 方向为逆时针，D错． 考点：楞次定律、安培定则等． 【名师点睛】楞次定律中“阻碍”的含义 20 . 1834年俄国物理学家楞次对感应电流的许多实验事实进行分析研究，提出了著名的楞次定律。如图 所示，螺线管的电阻可以忽略。竖直悬挂的线圈中心轴线与螺线管的轴线水平共线。现突然断开开关 S，将发生的现象是∶线圈向 摆动（填写“左”或“右”），并有 趋势（填写“收 缩”或“扩张”）；线圈中的感应电流为 时针（填写“顺”或“逆”）（从左向右看）。 【答案】右 ; 扩张 ; 逆 【解析】 [1] [2][3]现突然断开开关S，穿过线圈内的向左的磁通量减小，根据楞次定律可知，从左向 右看，线圈中的感应电流方向为逆时针方向，感应电流在螺线管的磁场中受到安培力的作 用，使线圈向右摆动，且有扩张趋势。 21 . 学习楞次定律的时候，老师往往会做下图所示的实验．一灵敏电流计（电流表），当电流从它的正 接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转．现把它与一个线圈串联，试就如图中各图指出： (1)图(a)中磁铁向下运动，灵敏电流计指针的偏转方向为 ．（填“偏向正极”或“偏向负极”） (2)图(b)中磁铁向下运动，磁铁下方的极性是 ．（填“N极”或“S极”） (3)图(c)中磁铁的运动方向是 ．（填“向上”或“向下”） (4)图(d)中磁铁向下运动，线圈从上向下看的电流方向是 ．（填“顺时针”或“逆时针”） 【答案】 偏向正极 S极 向上 顺时针 【解析】 (1)磁铁向下运动，穿过线圈的磁通量增加，原磁场方向向下，根据楞次定律感应电流方向俯 视为逆时针方向，从正接线柱流入电流计，指针偏向正极． (2)分析图片可以知，电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流的磁场方向向 下，又磁通量增加，根据楞次定律可知，磁铁下方为S极． (3)磁场方向向下，电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流的磁场方向向下， 根据楞次定律可知，磁通量减小，磁铁向上运动． (4)磁铁向下运动，穿过线圈的磁通量增加，原磁场方向向上，根据楞次定律感应电流方向俯 视为顺时针方向． 22 . 如图所示，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，二者轴线重 合，螺线管b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向下滑动，下列表述 正确的是（　　） 【教法备注】 A. B. C. D. 线圈a中将产生沿顺时针方向（俯视）的感应电流 穿过线圈a的磁通量减小 线圈a有扩张的趋势 线圈a对水平桌面的压力F 将增大N 【答案】D 【解析】 【详解】 B．当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，螺线管中的电流将增大，使穿过线圈a的磁通量变 大，故B错误； ACD．由楞次定律可知，线圈a中将产生沿逆时针方向（俯视）的感应电流，并且线圈a有缩 小和远离螺线管的趋势，线圈a对水平桌面的压力F 将增大，故D正确，AC错误。 故选D。 N 学生总结 右手定则（二） A. B. C. D. 线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大 在电磁感应现象中，有感应电动势，就一定有感应电流产生 闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生 磁感应强度与导体棒及其运动方向相互垂直时，可以用右手定则判断感应电流的方向 23 . 关于电磁感应，下列说法正确的是（ ） 【答案】暂无 【解析】暂无 A. 从 到 ，上极板带正电 B. 从 到 ，下极板带正电 C. 从 到 ，上极板带正电 D. 从 到 ，下极板带正电 24 . 电阻 、电容 与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方， 极朝下，如图所示．现 使磁铁开始自由下落，在 极接近线圈上端的过程中，流过 的电流方向和电容器极板的带电情况是（ ） 如图，金属棒 在匀强磁场中沿金属框架向右匀速运动，用楞次定律判定 导体中感应电流的方向，发现 其电流方向为 由下到上 。 （1）右手定则概念：伸开右手，让大拇指跟其余四指 垂直 ，并且都跟手掌在 同一平面内 ，让 磁感线从手心 垂直进入 ，大拇指指向 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）适用范围：适用于闭合电路 一部分导线切割磁感线产生感应电流 的情况。 经典例题 【答案】D 【解析】由图知，穿过线圈的磁场方向向下，在磁铁向下运动的过程中，线圈的磁通量在增大，故感 应电流的磁场方向向上，再根据右手定则可判断，流过 的电流从 到 ，电容器下极板带正 电，所以A、B、C错误，D正确． A. 棒b端电势比a端低 B. 螺线管产生的磁场，A端为N极 C. 棒最终将做匀速运动 D. 棒最终将停止运动 25 . 如图所示，金属棒ab、光滑水平金属导轨和螺线管组成闭合回路。设导轨足够长，棒有一定阻值， 导轨、导线电阻不计。给金属棒ab一个初速度v使其在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则下列说法正确的 是（　　） 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】 A．ab棒向右切割磁感线，根据右手定则，产生的感应电流由b到a，ab棒相当于电源，在电 源内部电流由负极流向正极，所以a端相当于电源正极，棒b端电势比a端低，A正确； B．根据安培定则，螺线管产生的磁场，C端为N极，B错误； CD．根据左手定则可知，金属棒ab受到向左的安培力，向右做减速运动，棒最终将停止运 动，C错误，D正确。 故选AD。 26 . 我国第一艘航母“辽宁舰”交接入列后，歼- 飞机顺利完成了起降飞行训练，图为一架歼- 飞机 刚着舰时的情景。已知该飞机机身长为 ，机翼两端点 、 的距离为 ，某次在我国近海海域训练中飞 机降落时的速度沿水平方向，大小为 ，该空间地磁场磁感应强度的水平分量为 ，竖直分量为 ， 、 两点的电势差为 ，下列分析正确的是（　　） A. ， 点电势低于 点电势 B. ， 点电势高于 点电势 C. ， 点电势低于 点电势 D. ， 点电势高于 点电势 【答案】D 【解析】根据法拉第电磁感应定律 ， 是与速度垂直的磁感应强度的分量， 是切割磁感 线的有效长度；在北半球磁感应强度 方向向下，结合右手定则， 点电势高于 点电 势；综上所述，选项D正确。 A. 竖直向下 B. 水平向右 C. 竖直向上 D. 水平向左 27 . 如图所示，足够长的两光滑导轨水平放置，整个装置处于竖直向下的均匀磁场中，金属棒ab在水平 外力的作用下，以速度v沿导轨向右做匀速运动，则金属棒ab受到磁场施加的安培力的方向是（　　） 【答案】D 【解析】 【详解】 金属棒ab以速度v沿导轨向右做匀速运动，磁场方向为竖直向下，根据右手定则可知金属棒 ab有 的感应电流，根据左手定则可知金属棒ab受到磁场施加的安培力的方向水平向 左。 故选D。 知识总结 楞次定律与右手定则联系 （1）楞次定律可适用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况，而右手定则只适用于一部分导体在磁场 中做切割磁感线运动的情况，导线不动时不能应用，因此右手定则可以看作楞次定律的特殊情况； （2）在判断由导体切割磁感线产生的感应电流时右手定则与楞次定律是等效的，而右手定则比楞次定律 更方便． 巩固练习 A. B. C. D. 机翼左端的电势比右端电势高 机翼两端电势高低与飞机飞行方向有关 把机身从前到后看成多根沿前后方向的直导线，这些直导线也在切割竖直向下的磁感线 在此航线上地磁场水平分量由北指向南 28 . 国产大飞机C919现由上海飞往广州，在航线上水平向前匀速飞行，由于地磁场存在竖直向下分量， 其机翼就会切割磁感线，则下列说法正确的是（　　） 【答案】A 【解析】 【详解】 AB．在我国地磁场在竖直方向的分量向下，根据右手定则可知机翼左端的电势比右端电势 高，故A正确，B错误； C．在飞机飞行的过程中机身水平向前，沿前后方向的直导线未切割磁感线，故C错误； D．地磁场水平分量永远由南指向北，故D错误。 故选A。 A. B. C. D. PQ向左边减速运动的过程中a、c的电势都比b点的电势高 PQ向右边减速运动的过程中a、c的电势都比b点的电势高 PQ向左边匀速运动的过程中a、c的电势都比b点的电势低 PQ向右边匀速运动的过程中a、c的电势都比b点的电势低 29 . 在一根软铁棒上绕有一组线圈，a、c是线圈的两端，b为中心抽头。把a端和b抽头分别接到两条平 行金属导轨上，导轨间有匀强磁场，方向垂直于导轨所在平面并指向纸内，如图所示。金属棒PQ在外力 作用下左右运动，运动过程中保持与导轨垂直，且两端与导轨始终接触良好。下面说法正确的是 （　　） 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A．PQ向左边减速运动的过程中，根据右手定则可知电流方向为PQba，b的电势比a点的电 势高，A错误； B．PQ向右边减速运动的过程中，根据右手定则可知电流方向为QPab，a的电势比b点的电 势高；在螺线管中磁场方向向下，根据楞次定律可知电流从c点流出，c的电势比b点的电势 高，B正确； CD．PQ做匀速直线运动，产生恒定的电流，线圈不会产生感应电流，bc等电势，CD错 误。 故选B。 A. 向右匀速运动 B. 向右加速运动 C. 向左加速运动 D. 向左减速运动 30 . 如图所示装置中，金属杆cd原来静止。要使金属杆cd将向右运动，可以使金属杆ab（　　） 【答案】BD 【解析】 【详解】 A．ab匀速运动时，ab中感应电流恒定，穿过L 的磁通量不变，穿过L 的磁通量不变，L 中 无感应电流产生，cd保持静止，故A错误； B．ab向右加速运动时，L 中的磁通量向下增大，根据楞次定律，通过cd的电流方向由c到 d，cd受到向右的安培力，向右移动，故B正确； C．ab向左加速运动时，L 中的磁通量向上增大，根据楞次定律，通过cd的电流方向由d到 c，cd受到向左的安培力，向左移动，故C错误； D．ab向左减速运动时，L 中的磁通量向上减小，根据楞次定律，通过cd的电流方向由c到 d，cd受到向右的安培力，向右移动，故D正确。 故选BD。 1 2 2 2 2 2 A. B. C. D. 31 . 如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴 ，接入电阻 构成回路．导体杆处于竖 直向上的匀强磁场中，将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放，导体杆开始下摆．当 时， 导体杆振动图像如图乙所示．若横纵坐标皆采用图乙标度，则当 时，导体杆振动图像是（ ） 【答案】B 【解析】导体杆切割磁感线时，回路中产生感应电流，由楞次定律可得，导体杆受到的安培力总是阻 碍导体棒的运动．当 从 变为 时，回路中的电阻增大，则电流减小，导体杆所受安 培力减小，即导体杆在摆动时所受的阻力减弱，所以杆从开始摆动到停止，运动的路程和经 历的时间变长．故选B． 32 . 一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验．用图（a）所示的缠绕方式，将漆包线 分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通．两管皆竖直放 置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端．实验中电流传感器测得的 真题演练 A. B. C. D. 图（c）是用玻璃管获得的图像 在铝管中下落，小磁体做匀变速运动 在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短 两管上流过漆包线的电流 随时间 的变化分别如图（b）和图（c）所示，分析可知（ ） 【答案】A 【解析】A 选项： B 选项： C 选项： D 选项： 强磁体在铝管中运动，铝管会形成涡流，玻璃是绝缘体，故强磁体在玻璃管中运 动，玻璃管不会形成涡流．强磁体在铝管中加速后很快达到平衡状态，做匀速直线运动，而 玻璃管中的磁体一直做加速运动，故由图像可知图（c）的脉冲电流峰值不断增大，说明强 磁体的速度在增大，与玻璃管中磁体的运动情况相符，故A正确； 在铝管中下落，脉冲电流的峰值一样，磁通量的变化率相同，故小磁体做匀速运 动，B错误； 在玻璃管中下落，玻璃管为绝缘体，线圈的脉冲电流峰值增大，电流不断在变化， 故小磁体受到的电磁阻力在不断变化，C错误； 强磁体分别从管的上端由静止释放，在铝管中，磁体最终在线圈间做匀速运动，玻 璃管中磁体在线圈间做加速运动，故用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔 比用玻璃管时的长，D错误． 故选A. 学生总结