第十二章 第1讲 电磁感应现象 楞次定律 实验十四：探究影响感应电流方向的因素-【红对勾讲与练·讲义】2026年高考物理大一轮复习全新方案基础版

第十二章 电磁感应 课程标准 备考策略 1.通过实验，了解电磁感应现象，了解产 1.通过对电磁感应现象的探究及对物理概念和规律的理解、思考， 生感应电流的条件。知道电磁感应现 形成正确的物理观念，并能从物理学的角度理解一些自然现象。 象的应用及其对现代社会的影响。 2.注重将电磁感应规律与科研进展、生产实践、生活实际紧密联系 2.理解楞次定律。 起来，掌握分析问题的方法和解决实际问题的能力，重视科学思 3.通过实验，理解法拉第电磁感应定律。 维与科学探究素养的提升。 4.通过实验，了解自感现象和涡流现象。 3.掌握用电磁感应定律解决电磁感应中电路、图像问题的方法及 能举例说明自感现象和涡流现象在生 电磁感应中动力学、能量问题的分析方法，能恰当构建物理模 产生活中的应用。 型，形成正确科学思维素养。 ⊙实验十四：探究影响感应电流方向的 4.关注科学的发展和社会的进步，培养学以致用的意识和躬身实 因素 践的精神，养成严谨的科学态度和较强的社会责任感 第1讲 电磁感应现象楞次定律 实验十四：探究影响感应电流方向的因素 考点一 实验十四：探究影响感应电流方向的因素 整合>必备知识 (2)记录线圈绕向，将线圈和电流表构成通路。 (3)把条形磁体N极（或S极）向下插入线圈 1.实验目的 中，随后从线圈中拔出，记下每次电流表中指 (1)探究感应电流方向与哪些因素有关。 针偏转方向，然后根据步骤(1)的结论，判定出 (2)学习利用电流表判断感应电流方向的方法。 第 感应电流方向，从而可确定感应电流的磁场 2.实验原理 方向。 只要改变穿过闭合回路的磁通量，就可以使 章 5.数据处理 闭合回路产生感应电流，感应电流的方向通过连 以如图所示的四种情况为例：根据实验结 接在回路中的电流表的指针偏转的方向判定。 果，填写下表。 3.实验器材 N 条形磁体、螺线管、电流表、干电池、定值电 阻、开关、导线。 4.实验步骤 (1)按图连接电路，闭合开关，记录下电流表G 表1线圈内磁通量增加时的情况 中流入电流方向与G中指针偏转方向的关系。 条形磁体的 感应电流的方向感应电流的 图号 磁场方向 (俯视) 磁场方向 甲 磁场方向向下 逆时针 向上 乙 磁场方向向上 顺时针 向下 212 红沟·讲与练·高三物理·基础版 表2线圈内磁通量减少时的情况 听课记录： 条形磁体的 感应电流的方向感应电流的磁 图号 磁场方向 (俯视) 场方向 丙 磁场方向向下 顺时针 向下 【例2】(2024·福建宁德三模)1834年，物理学家 丁 磁场方向向上 逆时针 向上 楞次在分析了许多实验事实后，总结得到电磁 6.实验结论 学中一个重要的定律一楞次定律，某兴趣小 表1说明：当线圈中磁通量增加时，感应电 组为了探究该定律做了以下物理实验： 流的磁场方向跟条形磁体的磁场方向相反。 (1)“探究影响感应电流方向的因素”的实验装 表2说明：当线圈中磁通量减少时，感应电 置中滑动变阻器采用限流接法，请用笔画线代 流的磁场方向跟条形磁体的磁场方向相同。 替导线将图甲中的实物电路补充完整。 7.注意事项 (1)电流表满偏电流很小，判断电流表指针的偏 转方向和电流方向的关系时，应使用一节干 电池。 (2)线圈接入电路前应仔细观察导线绕向并画 甲 出草图。 研析》核心考点 【例1】(2024·北京卷)用如图1所示的实验装 置探究影响感应电流方向的因素。如图2所 示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出 丙 螺线管，观察并标记感应电流的方向。 (2)图甲实验电路连接后，开关闭合瞬间，发现 电流表指针向左偏转；开关处于闭合状态时， 电流表指针 (选填“偏转”或“不偏 转”)；滑动变阻器滑片P向右快速移动时，电 第 流计指针 （选填“向左”“向右”或 二章 “不”)偏转。 图1 (3)(多选)为了进一步研究，该小组又做了如 图乙所示的实验，磁体从靠近线圈上方由静止 下落。在磁体穿过整个线圈的过程中，传感器 显示电流讠随时间t的图像如图丙所示，由图 可得到的结论是 A.感应电流方向与线圈中的磁通量增减有关 B.感应电流方向与磁体下落速度的大小有关 图2 C.感应电流大小与线圈中磁通量的变化快慢 (多选)关于本实验，下列说法正确的是 有关 A.需要记录感应电流的大小 幻听课记录： B.通过观察电流表指针的偏转方向确定感应 电流的方向 C.图2中甲和乙表明，感应电流的方向与条形 磁体的插入端是N极还是S极有关 第十二章 电磁感应 213 考点二 感应电流方向的判断 整合》必备知识 研析>核心考点>》 1.磁通量 楞次定律中“阻碍”的含义 (1)公式：Φ= ,S为垂直磁场的 感应电流的磁场阻碍引起感应电流 谁阻碍谁 磁通量为 (选填“标量”或“矢量”)。 的磁场（原磁场）的磁通量的变化 (2)物理意义：磁通量的大小可形象表示穿过某 阻碍的是磁通量的变化，而不是阻 阻碍什公 碍磁通量本身 一面积的 条数的多少。 (3)磁通量的变化：△Φ=Φ2一④1。 当磁通量增加时，感应电流的磁场 方向与原磁场的方向相反，当磁通 2.电磁感应现象 如何阻碍 量减少时，感应电流的磁场方向与 (1)当穿过闭合导体回路的 发生变化 原磁场的方向相同，即“增反减同” 时，闭合导体回路中就产生感应电流，这种利用 阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通 阻碍效果 磁场产生电流的现象叫作电磁感应。 量的变化，这种变化将继续进行 (2)感应电流产生的条件：穿过 电路的 角度1楞次定律 【例3】(2024·江苏卷)如图×× 3.楞次定律 所示，在绝缘的水平面上，×× (1)内容：感应电流具有这样的方向，即感应电 有闭合的两个线圈a、b,线××月 流的磁场总要 引起感应电流的 圈a处在垂直纸面向里的 的变化。 匀强磁场中，线圈b位于右 (2)适用范围：一切电磁感应现象。 侧无磁场区域，现将线圈a从磁场中匀速拉 4.右手定则 出，线圈a、b中产生的感应电流方向分别是 (1)内容：如图所示，伸开右手， ( ) 使拇指与其余四个手指垂直，并 A.顺时针，顺时针 B.顺时针，逆时针 且都与手掌在同一个平面内；让 C.逆时针，顺时针 D.逆时针，逆时针 从掌心进入，并使拇 幻听课记录： 指指向 的方向，这时四 第 指所指的方向就是 的 方向。 章 (2)适用情况：导线 产生感应电流。 归纳总结 应用楞次定律的思路 ⊙高考情境辨析 (2023·海南卷改编)如图 明确要研究的回路及原磁场B的方向 所示，汽车测速利用了电磁感 确定磁通量中的变化 应现象，汽车可简化为一个矩 变 ◇一楞次定律) 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。 感 判断感应电流的磁场方向 判断下列说法的正误： 四 一安培定则 1.线圈1、2产生的磁场方向竖直向上。 判断感应电流的方向 2.汽车进入线圈1的过程中感应电流的磁场向 下。 角度2右手定则 3.根据右手定则，汽车进入线圈1时，bc边中电流 【例4】闭合电路中的一导体棒ab在磁场中做切 方向由c→b。 割磁感线运动的情境如下列图中所示，下列选 214父对构·讲与练·高三物理·基础版 项图中导体棒ab中的感应电流方向为a→b ↑B BX a月 b 的是 → 30 /30° b + × a × D 听课记录： ab棒向纸外运动 A B 考点三 楞次定律推论的应用 研析>核心考点 角度1增反减同 楞次定律可以引申为感应电流的效果总是阻【例5】两根平行放置的长直绝缘 M 碍引起感应电流的原因。列表说明如下： 导线M、N,通以同向、等大的 电流，如图所示。在它们正中 内容 例证 间放有一金属圆环，则可以使 圆环中产生顺时针方向感应电流的是( 阻碍原磁通量 A.M向右移动 变化—“增 B.N中电流增大 反减同” B原 C.两电流同时等量增大 磁铁靠近线圈，B速与B原反向 D.两电流同时反向 听课记录： 阻碍相对运 动一“来拒 B 去留” 磁铁靠近，是斥力；磁铁远离，是引力 角度2来拒去留和增缩减扩 【例6】如图所示，光滑平行导轨 十二章 M、N固定在同一水平面上，两 根导体棒P、Q平行放置在导轨 M_ 使回路面积有 a b 上，形成一个闭合回路。当一条Nb 0 扩大或缩小的P、Q是光滑固定导轨，a、b是可动金 形磁体从高处下落接近回路时 趋势一一“增属棒，磁铁下移，面积缩小，a、b靠近 缩减扩” ××××B A.P、Q将互相靠拢 ×××X B.P、Q将互相远离 ×××X C.磁体的加速度仍为g B减小，线圈扩张 D.磁体的加速度大于g 幻听课记录： 阻碍原电流的 B 变化—“增 反减同” 合上S,B先亮 第十二章电磁感应 215 考点四 三定则与一定律的应用 研析>核心考点 “三个定则”和“一个定律”的比较 ×BX ×b×× 名称 用途 选用原则 判断电流产生的磁场的方向和 A.导体棒ab向右做匀速运动 安培定则 因电生磁 分布 B.导体棒ab向右做加速运动 判断通电导体、运动电荷所受磁 C.导体棒ab向左做匀加速运动 左手定则 因电受力 场力的方向 D.导体棒ab向左做变加速运动 判断导体切割磁感线产生的感 听课记录： 右手定则 因动生电 应电流方向或电源正负极 判断因回路磁通量改变而产生 因磁通量 楞次定律 的感应电流方向 变化生电 归纳总结。 【例7】如图所示，一平行光滑金属导轨水平置于 左、右手定则巧区分 垂直于纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不 区分左手定则和右手定则的根本是抓住“因果 计，与大螺线管M相接，在M螺线管内同轴放 关系”：“因电而动”一用左手，“因动生电”一用 置一绝缘圆盘N,N的边缘固定着许多带负电 右手，即通电受力，用左手；运动生电，用右手。 的小球（每个小球都可视为一点电荷），且圆盘 N可绕轴心在水平面内自由转动。当导体棒 》温馨提示 ab运动时，圆盘N能沿箭头方向逆时针转动， 学习至此，请完成训练56 则导体棒ab的运动情况是 ( 第2讲 法拉第电磁感应定律 涡流和自感 第 考点一 法拉第电磁感应定律的理解及应用 整合》必备知识 (3)感应电流与感应电动势的关系：I= E 章 R+r 1.感应电动势 注E的大小与Φ、△Φ无关，取决于磁通量的变化 (1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电 4功 动势。 △t9 (2)产生条件：穿过电路的 发生改变， ○高考情境辨析 与电路是否闭合无关。如果电路闭合，则有感 (2023·湖北卷改编)近场通信 天线 应电流；如果电路不闭合，则只有 而无 (NC)器件应用电磁感应原理进行 芯片 感应电流。 通信，其天线类似一个压平的线圈， 2.法拉第电磁感应定律 线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图 (1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿 所示，一正方形NFC线圈共3匝，其 过这一电路的磁通量的 成正比。 边长分别为1.0cm、1.2cm和1.4cm,图中线圈外 线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场 (2)公式：E= 垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为103T/s。√5R 径为r,根据几何关系可知r= 3 ,根 据洛伦兹力提供向心力有quB m，可得 √3qBR ,故D正确。 1 3m 甲 2mdE q 解析：(1)粒子在电场中运动，根据牛 顿第二定律有a=g 根据运动学公式d三a”,联立解得 2md t一N gE (2)由题意可知，AA'为粒子在磁场中 做圆周运动的直径，粒子进入磁场时 的速度为v=at= 2gEd m 粒子在磁场中，根据洛伦兹力提供向 心力有qB=m反' 则A、A'两点间的距离为AA'=2R= 2mdE 例3BD小球做匀速圆周运动，电场力 与重力要等大反向，电场力方向向上， 小球必须带负电，A错误；由gE=g 求得m= E☑，B正确：小球做匀速圆周 g 2πm 2πE 运动的周期为T= Bg ,C错 误：若把电场的方向改成竖直向上，小 球正好做匀速直线运动，由三力平衡 可得B如=0十mg,来得-晋D 2E 正确。 例4(1) 2πm To (2 πd (n=1,2,3,…) 解析：(1)正离子射入磁场，洛伦兹力 myo 提供向心力，有B。qu。=。,做匀速 R 圆周运动的周期T。= 2πR ,由以上两 2πm 式得磁感应强度的大小B。= qT。 (2)要使正离子从O'孔垂直于N板射 出磁场，U。的方向应如图所示， M N * -d- 两板之间正离子只运动一个周期T。 时，有R-:当两板之间正离子运动 n个周期即nT。时，有 R=2(n=1,2,3,…y 联立解得正离子的速度的可能值为 vo=B gknd m 2nn=1,2,3…）. 第十二章 电磁感应 第1讲电磁感应现象 楞次定律实验十四：探究 影响感应电流方向的因素 考点一实验十四：探究影响 感应电流方向的因素 …》研析·核心考点《 例1BC 解析：本实验探究影响感应电流方向 的因素，故不需要记录感应电流的大 小，故A错误；本实验通过电流表指针 的偏转方向确定感应电流的方向，故B 正确；由题图2甲和乙知，条形磁体插 入N极和S极时，螺线管中电流方向 不同，故感应电流的方向与条形磁体 的插入端是N极还是S极有关，故C 正确。 例2(1)见解析图(2)不偏转向右 (3)AC 解析：(1)实物电路如图所示。 三 (2)开关处于闭合状态时，线圈A中电 流大小不变，磁感应强度不变，不产生 感应电流，电流计指针不偏转。滑动 变阻器滑片P向右快速移动时，电路 中总电阻变大，线圈A中电流减小，故 电流计指针向右偏转。 (3)由题图丙可知，磁体从线圈上方进 入时，磁通量增大，电流为正，从线圈 下方离开时，磁通量减小，电流为负， 所以感应电流方向与线圈中的磁通量 增减有关，故A正确；由图丙可知，感 应电流方向与磁体下落速度的大小无 关，故B错误；由图丙可知，磁体在下 落过程中速度变大，出线圈时速度大 于进入时的速度，磁通量的变化率变 快，感应电流也变大，所以感应电流大 小与线圈中磁通量的变化快慢有关， 故C正确。 考点二感应电流方向的判断 》整合·必备知识《 1.(1)BS投影面积标量(2)磁感线 2.(1)磁通量(2)闭合磁通量发生 变化 3.(1)阻碍磁通量 4.(1)磁感线导线运动感应电流 (2)切割磁感线 高考情境辨析 1.×2.×3./ …》研析·核心考点《… 例3A线圈a从磁场中匀速拉出的过 程中穿过a线圈的垂直纸面向里的磁 通量在减小，则根据楞次定律可知线 圈a中的感应电流为顺时针方向，由于 线圈a从磁场中匀速拉出，则a中产生 的电流为恒定电流，则线圈靠近线圈 b的过程中穿过线圈b的垂直于纸面 向外的磁通量在增大，同理可得线圈b 中产生的感应电流为顺时针方向，故 选Ao 例4AA图中导体棒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，则导体棒ab上的感 应电流方向为Q→b,故A正确；B图中 导体棒αb向纸外运动，运用右手定则， 磁感线穿过手心，拇指指向纸外，则知 导体棒ab上的感应电流方向为b→a, 故B错误：C图中闭合回路向右运动出 磁场，由右手定则知，导体棒ab上的感 应电流方向为b→a,故C错误：D图中 导体棒ab沿导轨向下运动，由右手定 则判断知导体棒ab上的感应电流方 向为b→a,故D错误。 考点三楞次定律推论的应用 …》研析·核心考点《… 例5B依据安培定则知，长直绝缘导 线M、N在环中产生的磁场相互叠加， 导致穿过环的磁通量为零，当M向右 移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向 里且增大，由楞次定律可知环中感应 电流为逆时针方向，故A错误；当增大 N中的电流时，穿过环的磁通量垂直 纸面向外且增大，由楞次定律可知环 中感应电流为顺时针方向，故B正确； 当两电流同时等量增大时，依据安培 定则知，长直绝缘导线M、N在环中产 生的磁场相互叠加，穿过环的磁通量 仍为零，所以环中没有感应电流产生， 故C错误；当两电流同时反向时，由于 大小不变，导线位置也不变，因此穿过 环的磁通量仍为零，所以环中没有感 应电流产生，故D错误。 例6A根据楞次定律的另一表述“感 应电流的效果总是要阻碍产生感应电 流的原因”，本题中“原因”是回路中磁 通量的增加，归根结底是磁体靠近回 参考答案487 路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和 磁体的靠近。所以，P、Q将互相靠拢 且磁体的加速度小于g,A正确。 考点四三定则与一定律的应用 例7B若导体棒ab向右运动，根据右 手定则可知感应电流由b到a,M中的 磁场垂直于纸面向外，N逆时针转动， 产生的感应磁场方向垂直于纸面向 里，由楞次定律可知M中的感应电流 必然是增强的，则ab必然加速运动， 故A错误，B正确：若导体棒ab向左 运动，根据右手定则可知感应电流由α 到b,M中的磁场垂直于纸面向里，N 逆时针转动，产生的感应磁场方向垂 直于纸面向里，可知M中的感应电流 必然是减弱的，则αb必然减速运动， 故C、D错误。 第2讲法拉第电磁 感应定律涡流和自感 考点一法拉第电磁感应 定律的理解及应用 》整合·必备知识《 1.(2)磁通量感应电动势 2a变化率2n铝 高考情境辨析 1.×2./3.×4./ 》研析·核心考点《… 例1D根据法拉第电磁感应定律，回路 产生的感应电动势E=△B rS·cos60°= 子台)广-，由闭合电路政号 定律得，金属回路产生的感应电流大 小为1=￡=kL R=8R,故选D。 例2BC由于通过圆环的磁通量均匀 变化，故圆环中产生的感应电动势、感 应电流的大小和方向不变，但t。时刻 磁场方向发生变化，故圆环所受安培 力方向发生变化，A错误：根据楞次定 律，圆环中感应电流的方向始终沿顺 时针方向，B正确：根据法拉第电磁感 应定律，圆环中的感应电动势大小 E=AB …sB,”Br △t 2 2t0 根据闭合电路欧姆定律知，圆环中感 πB。r2 应电流大小I= E 2t0 BorS 2πr Atop C正确，D错误。 考点二导体切割磁感线产生 感应电动势 …》整合·必备知识《… 4882对构·讲与练·高三物理· 高考情境辨析 1.√/2.√3.X4./ 》研析·核心考点《… 例3A导体棒αb切割磁感线的有效 长度为d,故感应电动势为E=Bdu, 回路中感金也流为1一景一，根据 右手定则，判断电流方向为b流向a, 由左手定则导体棒ab所受的安培力 为F=BId=Bd 一，方向向左，故 R 选A。 例4AC转动的圆盘可看成由无数根 沿着半径的导体棒组成，每根导体棒 均切割磁感线，从而产生感应电动势， 产生感应电流，根据右手定则，圆盘上 感应电流从圆周边缘流向圆心O,点， 可知通过电阻R的电流方向为ba, 故A正确，B错误；圆盘产生的感应电 动势为E=BLU,而U= 之wL,联立解 得E三2BL,根据欧姆定律可得通 过电阻R的电流大小为I= E @BL' 2R,故C正确，D错误。 考点三自感现象 》整合·必备知识《… 1.电流 2.(2)L △I △t (3)铁芯 基础概念辨析 1.×2./3.× …》研析·核心考点《… 例5D由题知，开始时，开关S处于闭 合状态，由于L的电阻很小，所以通过 L的电流大于通过P灯的电流，断开 开关，Q灯所在电路未闭合，立即熄 灭，由于存在自感现象，L中产生感应 电动势，与P灯组成闭合回路，故P灯 闪亮后再熄灭，故选D。 例6C闭合S,B灯立刻变亮，由于线 圈产生的自感电动势阻碍电流的增 加，使得灯泡A缓慢变亮，A错误；断 开S后，原来通过灯泡B的电流立即 消失，由于线圈产生的自感电动势阻 碍电流的减小，则线圈L相当于电源， 与灯泡B和A重新组成回路，则通过 灯泡B的电流由b到a,则从断开S至 灯泡B完全熄灭的过程中，a点电势低 于b点电势，S断开前后流过灯泡B的 电流方向相反，即题图乙所示为灯泡B 在S断开前后电流随时间的变化关 系，B错误，C正确；由题图乙可知，由 于S断开后通过灯泡B的电流大于S 断开之前通过灯泡B的电流，可知两 灯泡正常发光时，灯泡A的阻值小于 灯泡B的阻值，D错误。 基础版 考点四涡流、电磁阻尼和电磁驱动 》整合·必备知识《 1.(1)变化的漩涡状的(2)磁通量 2.阻碍 3.感应电流运动 基础概念辨析 1./2.×3.× …》研析·核心考点《… 例7B当线圈中通有交变电流时，感 应电炉内金属中的磁通量也不断随之 变化，金属中产生交变感应电流，A错 误，B正确；若线圈匝数增加，根据电磁 感应定律可知，感应电动势增大，则金 属中感应电流变大，C、D错误。 例8BC当永久磁体随转抽转动时，产 生转动的磁场，在铝盘中会产生感应 电流，这时永久磁体的磁场会对铝盘 上的感应电流有力的作用，使指针转 动，由于弹簧游丝的作用，会使指针稳 定指在某一刻度上，故A错误，B正 确：该转速表利用了电磁感应原理，由 楞次定律推论“来拒去留”知，永久磁 体转动方向与铝盘转动方向相同，故C 正确；永久磁体固定在转轴上，铝盘固 定在指针抽上，铝盘和永久磁体没有 被同一转轴带动，故D错误。 例9B导体杆摆动时切割磁感线产生 感应电流，受安培力，安培力起阻碍作 用，故导体杆的振动为阻尼振动。由 垂直于磁感线方向的速度大小相同时 感应电动势相同→电阻变大电流变 小→安培力（阻力）变小可知，当R从 R。变为2R。时，导体杆振幅的衰减速 度变慢，B正确，A、C、D错误。 第3讲专题突破：电磁 感应的电路和图像问题 △Φ 例1C线圈中的电动势为E=n △S ArS=100×0.1×0.1V-1V,根据 n△B。 楞次定律可知电流从线圈的b,点流出， a点流入，a、b两点间的电势差 ER=-0.6V,故A错误； U6=一R 流过电阻R的电流为I=P士=0.1A, 故C正确；电阻R上产生的电热Q= IRt=0.1×6×10J=0.6J,故B错 误；通过电阻R的电荷量为q=It= 1C,故D错误。 例2C根据右手定则可知，在题图所 示位置直金属棒Oa部分充当电源，电 源内部电流方向为O→a,则在外电路 电流方向为b→0，则杆0点电势低于 b点电势，故A错误；由法拉第电磁感 应定律可知，感应电动势E感=Bdu= 2 2 一，根据等效电路可知， 圆环部分电阻为R军=1工 2 RR