第43讲 电磁感应现象与楞次定律(举一反三讲义)2027年高考物理一轮复习举一反三系列
2026-06-26
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 电磁感应现象 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.97 MB |
| 发布时间 | 2026-06-26 |
| 更新时间 | 2026-06-26 |
| 作者 | 物理开挂所 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-06-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58513870.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
该高中物理讲义聚焦电磁感应现象与楞次定律,覆盖磁通量、感应电流条件、楞次定律及推论、右手定则等高考核心考点,按实验探究-理论应用-综合拓展逻辑架构知识,通过考点梳理、典例精讲、方法总结、分层训练环节,帮助学生构建完整解题体系。
资料以科学思维和物理观念为导向,创新设计“楞次定律四步法”和生活实例分析(如无线充电),通过基础巩固与综合提升分层练习突破易错点,培养学生模型建构与科学推理能力,为教师提供精准复习路径,高效提升学生应考能力。
内容正文:
第43讲 电磁感应现象与楞次定律
目录
1
4
考点一 实验:探究影响感应电流方向的因素 4
考点二 感应电流的有无与方向的判断 7
考向1:感应电流产生的条件 9
考向2:右手定则 9
考向3:楞次定律的理解与应用 10
考点三 楞次定律推论的应用 13
考向1:“增反减同”的应用 14
考向2:“来拒去留”的应用 15
考向3:“增缩减扩”的应用 15
考点四 三定则与一定律的应用 18
考向1:楞次定律、安培定则、左手定则的综合应用 19
考向2:二次感应问题 20
22
基础巩固练 22
综合提升练 28
核心考点
1.磁通量:
定义:Φ=BS·cosθ,其中θ是平面与垂直于磁场方向(法线)的夹角。
物理意义:穿过某一面积的磁感线条数。
磁通量的变化:ΔΦ=Φ₂-Φ1,可能由B的变化、S的变化或θ的变化引起。
2.电磁感应现象:
产生条件:穿过闭合回路的磁通量发生变化。只要ΔΦ≠0,回路中必有感应电流;如果回路不闭合,则只有感应电动势,无感应电流。
本质:产生感应电动势。
3.楞次定律(核心):
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。
“阻碍”的理解:不是“阻止”,只是“延缓”变化。
阻碍磁通量的变化(增反减同),不是阻碍磁通量本身。
应用楞次定律判断感应电流方向的步骤:
①明确:原磁场B原的方向和磁通量的增减(ΔΦ的增减)。
②判断:感应电流的磁场B感的方向(由“增反减同”得出)。
③确定:感应电流的方向(利用右手螺旋定则/安培定则,由B感方向反推感应电流方向)。
楞次定律的推广(四种“阻碍”):
阻碍原磁通量的变化(“增反减同”)。
阻碍物体间的相对运动(“来拒去留”)。
阻碍原电流的变化(自感现象:“增反减同”)。
使线圈面积有扩大或缩小的趋势(“增缩减扩”)。
4.右手定则:
适用范围:判断导体切割磁感线时产生的感应电流(或感应电动势)方向。
具体操作:伸开右手,使拇指与其余四指垂直,让磁感线从掌心穿入,拇指指向导体运动的方向,则四指所指的方向即为感应电流的方向。
5.“三定则、一定律”的综合应用:
安培定则(右手螺旋定则):判断电流周围的磁场方向。
左手定则:判断通电导体(或运动电荷)在磁场中的受力方向。
右手定则:判断导体切割磁感线时的感应电流方向。
楞次定律:判断感应电流方向(更普遍,适用于磁通量变化的各种情况)。
考情透析
1.题型与难度:是高考的必考内容,主要出现在选择题中,偶尔在实验题或计算题的一个小问中考查。难度基础→中档,属于理解后即可掌握的内容。
2.命题规律:
高频考查:楞次定律的应用(四种“阻碍”)、右手定则的应用、磁通量的计算与变化分析、感应电流有无的判断、“三定则、一定律”的辨析与综合应用。
常规考法:
给出一个物理过程(线圈靠近/远离磁铁、开关通断、滑动变阻器滑片滑动、导体棒切割等),判断感应电流的方向。
判断流过某段导体的电流方向或某点电势的高低。
创新考法:
与生活实际结合(如安检门、电磁炉、无线充电、金属探测器等)。
结合图像(如Φ-t图、B-t图)分析感应电流的方向和大小变化。
结合电路(判断电压、电流方向)或力学(判断安培力方向)进行综合。
3.考查方向:侧重对“磁通量变化”的理解、“楞次定律”的深刻理解与灵活应用、区分左手定则、右手定则、安培定则(右手螺旋定则)的不同使用场景。
素养对接
1.因果推理:理解“磁通量变化”是因,“感应电流”是果。楞次定律是寻找两者之间联系(方向)的桥梁。培养逻辑因果链的构建能力。
2.模型建构:将复杂的动态物理过程(如杆运动、线圈运动)抽象为“穿过回路的磁通量在变化”这一核心物理模型。培养从现象到本质的抽象建模能力。
3.逆向思维:楞次定律中的“阻碍”包含“增反减同”,是一种逆向因果关系的思维。面对“阻碍”的多种表现(如“来拒去留”),需要将运动趋势与磁通量变化联系起来。培养逆向推理与多角度关联的思维。
4.守恒思想:楞次定律的本质是能量守恒定律在电磁感应中的体现。感应电流的磁场阻碍原磁场的变化,意味着在克服这种“阻碍”的过程中,其他形式的能(如机械能)转化为电能。
学习目标
1.知识目标:
能说出磁通量的定义、单位及变化的原因。
能准确说出发生电磁感应现象的条件(闭合回路、磁通量变化)。
能背诵楞次定律的内容,并理解“阻碍”二字的含义。
能说出右手定则的操作方法及适用范围(导体切割磁感线)。
能区分“三定则、一定律”各自的用途。
2.能力目标:
方向判断能力:能熟练运用楞次定律和右手定则,判断任何情况下感应电流的方向。
障碍分析能力:能将物理过程转化为“原磁通量如何变(增还是减)?”的问题,从而应用“增反减同”判断感应电流方向。
模型迁移能力:能识别各种典型情境(如磁铁插入/拔出线圈、开关通断、杆切割等)对应的电磁感应模型。
综合应用能力:能结合楞次定律判断的结果,进一步分析电路中的电势高低、安培力方向及物体的运动趋势。
备考建议
1.熟练掌握“楞次定律”的应用,这是核心中的核心:
第一步(必做):先确定原磁场B原的方向。
第二步(必做):判断穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少(Φ增还是Φ减)。
第三步:根据“增反减同”确定感应电流的磁场B感的方向。
第四步:用右手螺旋定则(安培定则),由B感方向确定感应电流I感的方向。
2.熟练掌握“楞次定律的四种推广”并灵活应用,这是快速解题的捷径:
“增反减同”:判断感应电流方向的最直接方法。
“来拒去留”:判断线圈或磁铁间相互作用(如判断二者是吸引还是排斥)。
“增缩减扩”:判断闭合线圈面积的变化趋势(磁通增加时,线圈有收缩趋势以阻增;磁通减小时,线圈有扩张趋势以阻减)。
“增反减同(自感)”:判断自感现象中自感电动势的方向。
3.务必厘清“左、右手”和“安培定则”的适用范围,这是必考陷阱:
左手定则:判断磁场对电流(或运动电荷)的受力(F)。关键词:受力、安培力、洛伦兹力。
右手定则:判断导体切割磁感线产生的感应电流(I)。关键词:切割、感应电流。
安培定则(右手螺旋定则):判断电流产生的磁场方向(B)。关键词:电流的磁场。
4.重点练习“磁通量变化”的快速判断:
导体作切割磁感线运动:定性地看,穿过回路的有效面积在变化,ΔΦ≠0。
磁铁在线圈中运动:B在变化,ΔΦ≠0。
开关通断、电阻变化:B在变化(通过电流变化引起),ΔΦ≠0。
5.强化易错点专项训练:
易错点一:混淆磁通量Φ和磁通量的变化量ΔΦ。只要ΔΦ≠0就有感应电动势,与Φ本身的大小无关。
易错点二:把“阻碍”理解为“阻止”。“阻碍”是延缓变化,不会完全阻止。
易错点三:应用右手定则时,掌心朝向弄反。磁感线应垂直穿入掌心,拇指指向导体运动的方向。
易错点四:使用“增缩减扩”时忽略前提。该推论通常适用于单匝刚性线圈可以形变的情况。对于固定形状的刚性线圈,不能用“增缩减扩”直接判断面积变化。
易错点五:判断感应电流方向时,忘记考虑回路是否闭合。如果只是导体切割磁感线,但回路不闭合,没有感应电流(但有感应电动势)。
考点一 实验:探究影响感应电流方向的因素
【必备知识回顾】
1.实验思路
如图所示,通过将条形磁体插入或拔出螺线管来改变穿过螺线管的磁通量,根据电流表指针的偏转方向判断感应电流的方向。
2.实验器材
电流表、条形磁体、螺线管、干电池、开关、导线、滑动变阻器等。
3.实验现象
4.实验结论
当穿过螺线管的磁通量增大时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反;当穿过螺线管的磁通量减小时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同。
5.注意事项
实验前应先查明电流的流向与电流表指针偏转方向之间的关系:把一节干电池、滑动变阻器、开关S与电流表串联,开关S采用瞬间接触,记录指针偏转方向与电流方向的关系。
【重难模型精讲】
【典例1】(2026·安徽省·单元测试)某实验小组利用如下器材探究电磁感应现象。
请回答下列问题:
已知图中电流计有正、负接线柱,电流从正极流入,指针向右侧偏转,电流从负极流入,指针向左侧偏转。图甲用绝缘细线将导体棒悬挂在蹄形磁铁的内部磁场中,若保持导体棒不动,闭合开关,电流计的指针 填“会”或“不会”偏转。现闭合开关,使磁铁向右匀速运动,电流计的指针向 填“左”或“右”偏转;
图乙各线路连接完好,线圈静置于线圈中,开关由断开到闭合的过程中,发现电流计的指针向右偏转后,又回到中间位置。现保持开关闭合,将滑动变阻器的滑片从左侧端向右侧端滑动,在此过程中,将会观测到电流计的指针 填“向左”“向右”或“不会”偏转。
【变式训练与拓展】
【变式1】(2026·广西壮族自治区河池市·月考试卷)某组探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素
要想使电流计指针发生偏转,即有感应电流产生,以下三种操作,其中可行的是 。
A.螺线管不动,磁铁静止放在螺线管中
B.螺线管不动,磁铁插入或拔出螺线管
C.磁铁与螺线管保持相对静止,一起匀速向上运动
研究中发现电流计指针偏转方向会有不同,也就是感应电流方向不同,根据中的操作,则感应电流方向与下列哪个因素有关 。
A.螺线管的匝数磁铁的磁性强弱磁铁相对螺线管运动的方向
图中,将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离,出现的现象是 。
A.灯泡、均不发光灯泡、交替短暂发光
C.灯泡短暂发光、灯泡不发光灯泡不发光、灯泡短暂发光
通过实验得知:当电流从图中电流计的正接线柱流入时指针向右偏转;则当磁体 选填“向上”或“向下”运动时,电流计指针向右偏转。
若图电路连接正确,在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最 选填“左”或“右”端。
考点二 感应电流的有无与方向的判断
【必备知识回顾】
1.磁通量
(1)定义:匀强磁场中,磁感应强度(B)与垂直磁场方向的面积(S)的乘积叫作穿过这个面积的磁通量,简称磁通。
(2)物理意义:磁通量的大小可形象表示穿过某一面积的磁感线条数的多少。
(3)公式:Φ=BS。
(4)公式的适用条件:①匀强磁场;②S是垂直磁场方向的有效面积。
(5)单位:韦伯(Wb),1Wb=1T·m2。
(6)标量性:磁通量是标量,但有正负之分。磁通量的正负是这样规定的:任何一个平面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿出时磁通量为正,则磁感线从反面穿出时磁通量为负。磁通量是通过某一平面磁场的多少,与线圈匝数N无关。
(7)磁通量的变化量:在某个过程中,穿过某个平面的磁通量的变化量等于末磁通量Φ2与初磁通量Φ1的差值,即ΔΦ=Φ2-Φ1。
(8)磁通量的变化率(磁通量的变化快慢):磁通量的变化量与发生此变化所用时间的比值,即。
2.电磁感应现象
(1)电磁感应现象
当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中产生感应电流的现象。
(2)产生感应电流的条件
①条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
②特例:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动。
(3)能量转化:发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为电能。
3.感应电流方向的判定
(1)楞次定律
①内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
“阻碍”不一定是相反,“阻碍”的是磁通量的变化;“阻碍”也不是阻止,而是延缓了磁通量的变化过程。
楞次定律中“阻碍”的含义
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,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
右手定则是楞次定律的特例,楞次定律适用于所有电磁感应现象,而右手定则适用于一段导体在磁场中切割磁感线运动的情况。
②适用情况:导线切割磁感线产生感应电流。
【重难模型精讲】
考向1:感应电流产生的条件
【典例2】(2026·广东省广州市·其他类型)利用图示电路探究感应电流方向的规律,线圈通过变阻器和开关连接到电源上,线圈的两端连接到灵敏电流计上,把线圈装在线圈的里面,闭合开关瞬间,发现电流计的指针向右偏保持开关闭合,下列操作仍能使电流计的指针向右偏的是()
A.将滑动变阻器滑片向右滑动 B.将滑动变阻器滑片向左滑动
C.将线圈从线圈中缓慢抽出 D.将线圈从线圈中迅速抽出
考向2:右手定则
【典例3】(2025·湖南省·模拟题)在北半球上空,地磁场的磁感应强度竖直分量向下,一架无人机在天津某地上空水平飞行,为无人机右翼端点,为无人机左翼端点,则下列判断正确的是()
A.向东飞行时,点比点电势高向西飞行时,点比点电势低
B.向东飞行时,点比点电势低向西飞行时,点比点电势高
C.向东飞行时,点比点电势高向西飞行时,点比点电势高
D.向东飞行时,点比点电势低向西飞行时,点比点电势低
考向3:楞次定律的理解与应用
【典例4】(2026·湖北省咸宁市·月考试卷)如图所示,线圈和线圈绕在同一个铁芯上,电流表与线圈串联。下列说法正确的是()
A.闭合开关瞬间,电流表中感应电流的方向从到
B.开关始终闭合,电流表中感应电流的方向从到
C.断开开关瞬间,电流表中没有感应电流
D.断开开关瞬间,电流表中感应电流的方向从到
【变式训练与拓展】
【变式2】(2026·广东省·单元测试)用图中三套实验装置探究感应电流产生的条件,下列选项中能产生感应电流的操作是()
A.甲图中,使导体棒顺着磁感线方向运动,且保持穿过中的磁感线条数不变
B.乙图中,使条形磁铁匀速穿过线圈
C.丙图中,开关闭合后,A、螺线管相对静止一起竖直向上运动
D.丙图中,开关保持闭合,使小螺线管在大螺线管中保持不动
【变式3】(2026·云南省·期中考试)下列四幅图中,闭合导线框均在足够大的匀强磁场中运动,其中能产生感应电流的是()
A.甲图中线框绕与磁感线垂直的轴线转动
B.乙图中保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中上下运动
C.丙图中保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中左右运动
D.丁图中保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中斜向下运动
【变式4】(2026·广东省·单元测试)现在人们可以利用无线充电板为手机充电,如图所示为充电原理图,充电板接交流电源,对充电板供电,充电板内的送电线圈可产生交变磁场,从而使手机内的受电线圈产生交变电流,再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电。若在某段时间内,磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈,其磁感应强度均匀增加。下列说法正确的是()
A.所有手机都能用该无线充电板进行无线充电
B.无线充电时,手机上受电线圈的工作原理是“电流的磁效应”
C.在上述时间段内,感应电流方向由受电线圈
D.在上述时间段内,感应电流方向由受电线圈
【方法规律】
1.用楞次定律判断
2.用右手定则判断
该方法只适用于导体切割磁感线产生的感应电流,注意三个要点:
(1)掌心——磁感线穿入。
(2)拇指——指向导体运动的方向。
(3)四指——指向感应电流的方向。
考点三 楞次定律推论的应用
【必备知识回顾】
1.楞次定律中“阻碍”的含义
2.楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的“效果”总是阻碍产生感应电流的原因,可由以下四种方式呈现。
内容
例证
阻碍原磁通量变化——“增反减同”
磁体靠近线圈,B感与B原反向
阻碍相对运动——“来拒去留”
磁体靠近,是斥力
磁体远离,是引力
使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”
P、Q是光滑固定导轨,a、b是可动金属棒,磁体下移,回路面积应减小,a、b靠近
B减小,线圈扩张
通过导体远离或靠近来阻碍原磁通量的变化——“增离减靠”
i增大,B远离A
i减小,B靠近A
【重难模型精讲】
考向1:“增反减同”的应用
【典例5】(2026·北京市市辖区·期中考试)如图,线圈通过滑动变阻器和开关连接到电源上,线圈的两端连到电流表上,把线圈装在线圈的里面。已知开关闭合瞬间,电流表指针向右偏转,则下列正确的是()
A.开关断开瞬间,电流表指针不偏转
B.开关闭合瞬间,在线圈中没有电磁感应现象发生
C.开关闭合,向右移动滑动变阻器的滑片,电流表指针向右偏转
D.开关闭合,向上拔出线圈的过程中,线圈将对线圈产生排斥力
考向2:“来拒去留”的应用
【典例6】(2026·云南省昆明市·期末考试)某同学学习了电磁感应相关知识后,做了探究性实验:将闭合线圈按图示方式放在电子秤上,手握条形磁铁静止在线圈的正上方,此时电子秤的示数为。则当磁铁远离线圈时()
A.线圈中产生的电流沿顺时针方向俯视 B.线圈有扩张的趋势
C.电子秤的示数等于 D.电子秤的示数大于
考向3:“增缩减扩”的应用
【典例7】(多选)(2026·北京市市辖区·期末考试)如图所示,弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁,在磁铁正下方有一个固定在水平桌面上的闭合铜质线圈。将磁铁竖直向下拉至某一位置后放开,磁铁开始上下振动。下列说法正确的是()
A.磁铁振动过程中,线圈中电流的方向保持不变
B.磁铁振动过程中,线圈对桌面的压力始终大于线圈的重力
C.磁铁振动过程中,弹簧和磁铁组成系统的机械能一直减小
D.磁铁靠近线圈时,线圈有收缩的趋势
【变式训练与拓展】
【变式5】(2026·广东省·单元测试)如图,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的极朝下.在将磁铁的极插入线圈的过程中()
A.线圈与磁铁相互吸引,通过电阻的感应电流的方向由到
B.线圈与磁铁相互吸引,通过电阻的感应电流的方向由到
C.线圈与磁铁相互排斥,通过电阻的感应电流的方向由到
D.线圈与磁铁相互排斥,通过电阻的感应电流的方向由到
【变式6】(2026·云南省·单元测试)如图所示,一个闭合三角形导线框位于竖直平面内,其下方固定一根与线框所在的竖直平面平行且相距很近但不重叠的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流。不计阻力,线框从实线位置由静止释放至运动到直导线下方虚线位置过程中()
A.线框中的磁通量为零时其感应电流也为零
B.线框中感应电流方向先为顺时针后为逆时针
C.线框减少的重力势能全部转化为电能
D.线框受到的安培力方向始终竖直向上
【变式7】(多选)(2025·湖北省孝感市·联考题)下列有关电磁感应现象说法正确的是()
A.近地卫星在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动,由于地磁场的存在不考虑磁偏角运行过程中其金属表面产生感应电流,导致卫星受到阻碍其运动的安培力
B.如图甲,是光滑水平放置的金属框,为导体棒,静止在框架上一条形磁体在所在的平面内转过与重合,导体棒不动
C.如图乙,放在形磁体中的线圈和线圈用导线串联。当用力使线圈向右运动时,悬挂着的线圈将向左摆动
D.如图丙,轻质弹簧上端固定,下端悬挂条形磁铁。第一次在磁铁下方固定一闭合线圈,第二次不放线圈,然后将铁下拉相同的距离后由静止释放,第一次磁铁振动的时间更短
考点四 三定则与一定律的应用
【必备知识回顾】
1.“三定则一定律”的用途
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、运动电荷产生磁场
因电生磁
左手定则
(1)安培力——磁场对电流的作用力
(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
闭合回路磁通量变化产生的电磁感应现象
因磁生电
“因电而动”用左手定则,“因动生电”用右手定则;“因电生磁”用安培定则,“因磁生电”用楞次定律或右手定则。
2.左手定则与右手定则的比较
定则名称
定则示意图
共同点
区别
左手定则
磁感线都从掌心垂直进入,四指都指向电流(正电荷定向运动)的方向
大拇指指向安培力(洛伦兹力)的方向
右手定则
大拇指指向导体棒切割磁感线运动的方向
说明:右手定则中v的方向与左手定则中F的方向相反,是能量守恒定律的必然结果。
3.相互联系
(1)应用楞次定律时,一般要用到安培定则。
(2)研究感应电流受到的安培力时,一般先用楞次定律或右手定则确定电流方向,再用左手定则确定安培力的方向,有时也可以直接应用楞次定律的推论确定。
【重难模型精讲】
考向1:楞次定律、安培定则、左手定则的综合应用
【典例8】(2026·江苏省·单元测试)如图所示,在光滑绝缘水平面上,两条固定的相互垂直彼此绝缘的导线通以大小相同的电流。在角平分线上,对称放置四个相同的正方形金属框。当电流在相同时间间隔内增加相同量,则()
A.、线圈静止不动,、线圈沿着对角线向内运动
B.、线圈静止不动,、线圈沿着对角线向外运动
C.、线圈静止不动,、线圈沿着对角线向内运动
D.、线圈静止不动,、线圈沿着对角线向外运动
考向2:二次感应问题
【典例9】(2026·天津市·单元测试)如图所示,金属导轨上的导体棒在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,线圈将向右摆动()
A.向右做匀速直线运动 B.向左做匀加速直线运动
C.向右做减速直线运动 D.向右做变加速直线运动
【变式训练与拓展】
【变式8】(多选)(2025·江西省·月考试卷)如图所示装置中,杆原来静止。已知金属杆切割磁感线速度越大时产生的感应电流越大。杆做如下哪些运动时,杆将不向右移动()
A.向右匀速运动 B.向右加速运动 C.向左加速运动 D.向右减速运动
【变式9】(2026·云南省·月考试卷)如图所示,软铁环上绕有、两个线圈,线圈与直流电源、电阻和开关相连,线圈与电流表和开关相连。下列说法正确的是()
A.保持闭合,软铁环中的磁场为逆时针方向
B.保持闭合,在开关闭合的瞬间,通过电流表的电流由
C.保持闭合,在开关闭合的瞬间,通过电流表的电流由
D.保持闭合,在开关断开的瞬间,电流表所在回路不会产生电流
基础巩固练
1.(2026·浙江省·专项测试)在宁波市中学生科技发明展上,有如图所示的自制实验装置。两个线圈、之间没有导线相连,线圈与手机的音频输出端连接,线圈与音响连接。把线圈插入线圈时,音响发出由手机输出的声音了。下列说法错误的是()
A.该实验原理和变压器的工作原理相同
B.线圈中的电流可能是交流电
C.将、线圈互换,音响的播放效果不变
D.在线圈中插入铁芯,音响的播放效果将会更好
2.(2026·云南省·月考试卷)如图所示,线圈通过滑动变阻器和开关连接到电源上,线圈的两端连接到电流表上,把线圈装在线圈的里面,闭合开关,下列判断正确的是()
A.匀速移动滑动变阻器滑片,电流表指针不发生偏转
B.变速移动滑动变阻器滑片,电流表指针不发生偏转
C.匀速移动滑动变阻器滑片,电流表指针发生偏转,偏转方向与速度大小无关
D.变速移动滑动变阻器滑片,电流表指针发生偏转,偏转方向与速度大小有关
3.(2026·甘肃省嘉峪关市·期末考试)如图,水平面下方存在垂直纸面向里的匀强磁场,纸面为竖直平面。不可形变的导体棒和两根可形变的导体棒组成三角形回路框,其中处于水平位置,框从上方由静止释放,框面始终在纸面内,框落入磁场且未到达的过程中,沿磁场方向观察,框的大致形状及回路中的电流方向为()
A. B. C. D.
4.(2026·福建省·月考试卷)如图所示,水平桌面上放有一个闭合铝环,在铝环轴线上方有一个条形磁体。当条形磁体沿轴线竖直向下迅速移动时,下列判断正确的是()
A.铝环有收缩的趋势,对桌面的压力增大 B.铝环有收缩的趋势,对桌面的压力减小
C.铝环有扩张的趋势,对桌面的压力减小 D.铝环有扩张的趋势,对桌面的压力增大
5.(2026·湖北省黄冈市·月考试卷)如图所示,左侧有一垂直纸面向里的磁场,一个线圈的两个端点、与内阻很大的电压表相连,线圈内磁通量变化的规律满足,在的时间内()
A.线圈有缩小的趋势 B.电压表的示数不变
C.电压表的示数先增大后减小 D.线圈中有顺时针方向的感应电流
6.(2026·山东省聊城市·月考试卷)如图所示,固定的通电长直导线与固定的圆形闭合金属线框位于同一竖直面纸面内,长直导线中通以水平向右且随时间均匀增加的电流。下列说法中正确的是()
A.圆形线框所受安培力的合力方向竖直向下
B.垂直纸面向里观察,圆形线框中产生顺时针方向的电流
C.圆形线框所围的面积有扩大的趋势
D.通电长直导线不会受到圆形线框的相互作用
7.(2026·江苏省南京市·模拟题)两个不可形变的正方形导体框、连成如图甲所示的回路,并固定在竖直平面纸面内,导体框内固定一小圆环,与在同一竖直面内,圆环中通入如图乙所示的电流规定电流逆时针方向为正,导体框的边处在垂直纸面向外的匀强磁场中,则匀强磁场对边的安培力()
A.内,方向向下 B.内,方向向下
C.内,先逐渐减小后逐渐增大 D.第末,大小为零
8.(2026·专项测试)如图磁性小球从高度为处自由释放,不考虑空气阻力作用,落到水平桌面后反弹,落点旁放置能测量磁感应强度的手机,同时将手机中感知磁感应强度的元件视为闭合线圈,手机始终静止在水平桌面上,磁性小球的加速度大小如图所示,小球与桌面发生弹性碰撞无能量损失。下列说法正确的是()
A.越大,手机中磁感应强度的峰值越大 B.且手机受到指向落点的摩擦力
C.且小球落点逐渐向手机发生偏移 D.且小球的机械能逐渐减小至
9.(2026·湖北省武汉市·月考试卷)某电子天平原理如图所示,形磁铁的两侧为极,中心为极。一个多匝的正方形线圈套于中心磁极,其骨架与秤盘连为一体,线圈两端、与外电路连接。当重物放在秤盘上时,弹簧被压缩,秤盘和线圈一起向下运动骨架与磁极不接触,线圈中产生感应电流。在秤盘向下运动过程中,则()
A.秤盘一直处于超重状态 B.点的电势比点的电势低
C.感应电流从端流入正方形线圈 D.秤盘的重力势能与秤盘的动能间相互转化
10.(2026·广东省湛江市·其他类型)市场上某款“自发电”门铃开关的原理如图所示。在按下门铃按钮过程中,夹着永磁铁的铁块向下移动,改变了与“”形铁芯接触的位置,使得通过线圈的磁场发生改变。松开门铃按钮后,弹簧可使之复位与、连接的外电路未画出。由此可判断()
A.按下按钮过程中,点电势高于
B.按住按钮不动,门铃会一直响
C.按钮复位的过程中,磁通量一直减小
D.连续按压和松开按键过程,线圈中一定产生交变电流
11.(多选)(2026·安徽省·期末考试)如图所示,为水平放置的橡胶圆环,环上均匀分布着负电荷。在正上方用三根丝线悬挂一个闭合的铝环,铝环也处于水平面中,两环中心在同一竖直线上。现让由静止开始绕逆时针俯视加速转动,铝环仍静止。下列说法正确的有()
A.铝环中产生逆时针俯视的电流 B.铝环中产生顺时针俯视的电流
C.铝环有扩张的趋势 D.悬挂铝环的丝线张力变小
12.(2026·云南省·月考试卷)某实验小组用图所示装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验。该小组同学记录了磁体运动的四种情况,并标出相应感应电流的方向,如图所示,请回答下面问题:
对实验甲进行分析:当磁体靠近线圈,即穿过线圈的磁通量增加,根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向 选填“向上”或“向下”,与磁体的磁场方向 选填“相同”或“相反”,这是 选填“促进”或“阻碍”穿过线圈的磁通量增加;同样的方法对实验乙、丙、丁进行分析,并把相关分析结果记录在下列表格中。
甲
乙
丙
丁
原磁场方向
向下
向上
向下
向上
穿过线圈的磁通量变化情况
增加
增加
减小
减小
感应电流的方向在螺线管上方俯视
逆时针
顺时针
顺时针
逆时针
感应电流的磁场方向
向下
向下
向上
原磁场与感应电流磁场方向的关系
相反
相同
相同
总结上述实验结果,可以得到关于感应电流方向的规律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的 的变化。
综合提升练
1.(2023·海南·高考真题)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
2.(2025·北京·高考真题)绝缘的轻质弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放,磁铁开始振动,由于空气阻力的影响,振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上(如图所示),仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放,振动最终也停止。则( )
A.有无线圈,磁铁经过相同的时间停止运动
B.磁铁靠近线圈时,线圈有扩张趋势
C.磁铁离线圈最近时,线圈受到的安培力最大
D.有无线圈,磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同
3.(2025·江西·高考真题)托卡马克是一种磁约束核聚变装置,其中心柱上的密绕螺线管(线圈)可以驱动附近由电子和离子组成的磁约束等离子体旋转形成等离子体电流,如图(a)所示。当线圈通以如图(b)所示的电流时,产生的等离子体电流方向(俯视)为( )
A.顺时针 B.逆时针 C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针
4.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)下列处于匀强磁场的导体回路中能产生交变电流的是()
A.甲图中绕轴匀速转动的导体环
B.乙图中绕轴匀速转动的导体框
C.丙图中在固定导轨上匀速运动的导体棒所在回路
D.丁图中匀速运动的导体框
5.(多选)(2023·河北·高考真题)如图,绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩形,彼此接触良好,匀强磁场方向竖直向下。金属杆2、3固定不动,1、4同时沿图箭头方向移动,移动过程中金属杆所围成的矩形周长保持不变。当金属杆移动到图位置时,金属杆所围面积与初始时相同。在此过程中( )
A.金属杆所围回路中电流方向保持不变
B.通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加
C.金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反
D.金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同
6.(多选)(2025·贵州·高考真题)如图(a),一竖直固定的透明塑料管内固定有6个小磁铁,相邻磁铁同极靠近、间距很小,取距离最上端的小磁铁极处为坐标原点轴正方向竖直向下。将一内径略大于塑料管外径的金属环套在塑料管上,在点处由静止释放,金属环的速度一位置图像如图(b)所示。已知金属环的质量为35.9g,取重力加速度大小为,不计摩擦和空气阻力,则下落过程中,金属环( )
A.在内所受安培力方向竖直向上
B.在内所受安培力方向竖直向下
C.在内克服安培力做的功为
D.在内感应电流方向为顺时针方向(从上向下看)
7.(多选)(2018·全国I卷·高考真题)如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向
C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向
D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
8.(多选)(2022·广东·高考真题)如图所示,水平地面(平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点,P点位于导线正上方,平行于y轴,平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈,圆心在P点,可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动,运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有( )
A.N点与M点的磁感应强度大小相等,方向相同
B.线圈沿PN方向运动时,穿过线圈的磁通量不变
C.线圈从P点开始竖直向上运动时,线圈中无感应电流
D.线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等
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第43讲 电磁感应现象与楞次定律
目录
1
4
考点一 实验:探究影响感应电流方向的因素 4
考点二 感应电流的有无与方向的判断 7
考向1:感应电流产生的条件 9
考向2:右手定则 9
考向3:楞次定律的理解与应用 10
考点三 楞次定律推论的应用 13
考向1:“增反减同”的应用 14
考向2:“来拒去留”的应用 15
考向3:“增缩减扩”的应用 15
考点四 三定则与一定律的应用 18
考向1:楞次定律、安培定则、左手定则的综合应用 19
考向2:二次感应问题 20
22
基础巩固练 22
综合提升练 28
核心考点
1.磁通量:
定义:Φ=BS·cosθ,其中θ是平面与垂直于磁场方向(法线)的夹角。
物理意义:穿过某一面积的磁感线条数。
磁通量的变化:ΔΦ=Φ₂-Φ1,可能由B的变化、S的变化或θ的变化引起。
2.电磁感应现象:
产生条件:穿过闭合回路的磁通量发生变化。只要ΔΦ≠0,回路中必有感应电流;如果回路不闭合,则只有感应电动势,无感应电流。
本质:产生感应电动势。
3.楞次定律(核心):
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。
“阻碍”的理解:不是“阻止”,只是“延缓”变化。
阻碍磁通量的变化(增反减同),不是阻碍磁通量本身。
应用楞次定律判断感应电流方向的步骤:
①明确:原磁场B原的方向和磁通量的增减(ΔΦ的增减)。
②判断:感应电流的磁场B感的方向(由“增反减同”得出)。
③确定:感应电流的方向(利用右手螺旋定则/安培定则,由B感方向反推感应电流方向)。
楞次定律的推广(四种“阻碍”):
阻碍原磁通量的变化(“增反减同”)。
阻碍物体间的相对运动(“来拒去留”)。
阻碍原电流的变化(自感现象:“增反减同”)。
使线圈面积有扩大或缩小的趋势(“增缩减扩”)。
4.右手定则:
适用范围:判断导体切割磁感线时产生的感应电流(或感应电动势)方向。
具体操作:伸开右手,使拇指与其余四指垂直,让磁感线从掌心穿入,拇指指向导体运动的方向,则四指所指的方向即为感应电流的方向。
5.“三定则、一定律”的综合应用:
安培定则(右手螺旋定则):判断电流周围的磁场方向。
左手定则:判断通电导体(或运动电荷)在磁场中的受力方向。
右手定则:判断导体切割磁感线时的感应电流方向。
楞次定律:判断感应电流方向(更普遍,适用于磁通量变化的各种情况)。
考情透析
1.题型与难度:是高考的必考内容,主要出现在选择题中,偶尔在实验题或计算题的一个小问中考查。难度基础→中档,属于理解后即可掌握的内容。
2.命题规律:
高频考查:楞次定律的应用(四种“阻碍”)、右手定则的应用、磁通量的计算与变化分析、感应电流有无的判断、“三定则、一定律”的辨析与综合应用。
常规考法:
给出一个物理过程(线圈靠近/远离磁铁、开关通断、滑动变阻器滑片滑动、导体棒切割等),判断感应电流的方向。
判断流过某段导体的电流方向或某点电势的高低。
创新考法:
与生活实际结合(如安检门、电磁炉、无线充电、金属探测器等)。
结合图像(如Φ-t图、B-t图)分析感应电流的方向和大小变化。
结合电路(判断电压、电流方向)或力学(判断安培力方向)进行综合。
3.考查方向:侧重对“磁通量变化”的理解、“楞次定律”的深刻理解与灵活应用、区分左手定则、右手定则、安培定则(右手螺旋定则)的不同使用场景。
素养对接
1.因果推理:理解“磁通量变化”是因,“感应电流”是果。楞次定律是寻找两者之间联系(方向)的桥梁。培养逻辑因果链的构建能力。
2.模型建构:将复杂的动态物理过程(如杆运动、线圈运动)抽象为“穿过回路的磁通量在变化”这一核心物理模型。培养从现象到本质的抽象建模能力。
3.逆向思维:楞次定律中的“阻碍”包含“增反减同”,是一种逆向因果关系的思维。面对“阻碍”的多种表现(如“来拒去留”),需要将运动趋势与磁通量变化联系起来。培养逆向推理与多角度关联的思维。
4.守恒思想:楞次定律的本质是能量守恒定律在电磁感应中的体现。感应电流的磁场阻碍原磁场的变化,意味着在克服这种“阻碍”的过程中,其他形式的能(如机械能)转化为电能。
学习目标
1.知识目标:
能说出磁通量的定义、单位及变化的原因。
能准确说出发生电磁感应现象的条件(闭合回路、磁通量变化)。
能背诵楞次定律的内容,并理解“阻碍”二字的含义。
能说出右手定则的操作方法及适用范围(导体切割磁感线)。
能区分“三定则、一定律”各自的用途。
2.能力目标:
方向判断能力:能熟练运用楞次定律和右手定则,判断任何情况下感应电流的方向。
障碍分析能力:能将物理过程转化为“原磁通量如何变(增还是减)?”的问题,从而应用“增反减同”判断感应电流方向。
模型迁移能力:能识别各种典型情境(如磁铁插入/拔出线圈、开关通断、杆切割等)对应的电磁感应模型。
综合应用能力:能结合楞次定律判断的结果,进一步分析电路中的电势高低、安培力方向及物体的运动趋势。
备考建议
1.熟练掌握“楞次定律”的应用,这是核心中的核心:
第一步(必做):先确定原磁场B原的方向。
第二步(必做):判断穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少(Φ增还是Φ减)。
第三步:根据“增反减同”确定感应电流的磁场B感的方向。
第四步:用右手螺旋定则(安培定则),由B感方向确定感应电流I感的方向。
2.熟练掌握“楞次定律的四种推广”并灵活应用,这是快速解题的捷径:
“增反减同”:判断感应电流方向的最直接方法。
“来拒去留”:判断线圈或磁铁间相互作用(如判断二者是吸引还是排斥)。
“增缩减扩”:判断闭合线圈面积的变化趋势(磁通增加时,线圈有收缩趋势以阻增;磁通减小时,线圈有扩张趋势以阻减)。
“增反减同(自感)”:判断自感现象中自感电动势的方向。
3.务必厘清“左、右手”和“安培定则”的适用范围,这是必考陷阱:
左手定则:判断磁场对电流(或运动电荷)的受力(F)。关键词:受力、安培力、洛伦兹力。
右手定则:判断导体切割磁感线产生的感应电流(I)。关键词:切割、感应电流。
安培定则(右手螺旋定则):判断电流产生的磁场方向(B)。关键词:电流的磁场。
4.重点练习“磁通量变化”的快速判断:
导体作切割磁感线运动:定性地看,穿过回路的有效面积在变化,ΔΦ≠0。
磁铁在线圈中运动:B在变化,ΔΦ≠0。
开关通断、电阻变化:B在变化(通过电流变化引起),ΔΦ≠0。
5.强化易错点专项训练:
易错点一:混淆磁通量Φ和磁通量的变化量ΔΦ。只要ΔΦ≠0就有感应电动势,与Φ本身的大小无关。
易错点二:把“阻碍”理解为“阻止”。“阻碍”是延缓变化,不会完全阻止。
易错点三:应用右手定则时,掌心朝向弄反。磁感线应垂直穿入掌心,拇指指向导体运动的方向。
易错点四:使用“增缩减扩”时忽略前提。该推论通常适用于单匝刚性线圈可以形变的情况。对于固定形状的刚性线圈,不能用“增缩减扩”直接判断面积变化。
易错点五:判断感应电流方向时,忘记考虑回路是否闭合。如果只是导体切割磁感线,但回路不闭合,没有感应电流(但有感应电动势)。
考点一 实验:探究影响感应电流方向的因素
【必备知识回顾】
1.实验思路
如图所示,通过将条形磁体插入或拔出螺线管来改变穿过螺线管的磁通量,根据电流表指针的偏转方向判断感应电流的方向。
2.实验器材
电流表、条形磁体、螺线管、干电池、开关、导线、滑动变阻器等。
3.实验现象
4.实验结论
当穿过螺线管的磁通量增大时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反;当穿过螺线管的磁通量减小时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同。
5.注意事项
实验前应先查明电流的流向与电流表指针偏转方向之间的关系:把一节干电池、滑动变阻器、开关S与电流表串联,开关S采用瞬间接触,记录指针偏转方向与电流方向的关系。
【重难模型精讲】
【典例1】(2026·安徽省·单元测试)某实验小组利用如下器材探究电磁感应现象。
请回答下列问题:
已知图中电流计有正、负接线柱,电流从正极流入,指针向右侧偏转,电流从负极流入,指针向左侧偏转。图甲用绝缘细线将导体棒悬挂在蹄形磁铁的内部磁场中,若保持导体棒不动,闭合开关,电流计的指针 填“会”或“不会”偏转。现闭合开关,使磁铁向右匀速运动,电流计的指针向 填“左”或“右”偏转;
图乙各线路连接完好,线圈静置于线圈中,开关由断开到闭合的过程中,发现电流计的指针向右偏转后,又回到中间位置。现保持开关闭合,将滑动变阻器的滑片从左侧端向右侧端滑动,在此过程中,将会观测到电流计的指针 填“向左”“向右”或“不会”偏转。
【答案】不会
右
向左
【解析】解:保持导体棒不动,闭合开关,导体棒不切割磁感线,不产生感应电流,故电流计的指针不会偏转。
闭合开关,使磁铁向右匀速运动,根据右手定则,可知电流计的指针向右偏转;
开关由断开到闭合的过程中,发现电流计的指针向右偏转后,又回到中间位置,可知当磁通量增加时,电流计指针向右偏。保持开关闭合,将滑动变阻器的滑片从左侧端向右侧端滑动,电流减小,磁通量减小,电流计指针应向左偏。
【变式训练与拓展】
【变式1】(2026·广西壮族自治区河池市·月考试卷)某组探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素
要想使电流计指针发生偏转,即有感应电流产生,以下三种操作,其中可行的是 。
A.螺线管不动,磁铁静止放在螺线管中
B.螺线管不动,磁铁插入或拔出螺线管
C.磁铁与螺线管保持相对静止,一起匀速向上运动
研究中发现电流计指针偏转方向会有不同,也就是感应电流方向不同,根据中的操作,则感应电流方向与下列哪个因素有关 。
A.螺线管的匝数磁铁的磁性强弱磁铁相对螺线管运动的方向
图中,将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离,出现的现象是 。
A.灯泡、均不发光灯泡、交替短暂发光
C.灯泡短暂发光、灯泡不发光灯泡不发光、灯泡短暂发光
通过实验得知:当电流从图中电流计的正接线柱流入时指针向右偏转;则当磁体 选填“向上”或“向下”运动时,电流计指针向右偏转。
若图电路连接正确,在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最 选填“左”或“右”端。
【答案】
【解析】螺线管不动,磁铁静止放在螺线管中,穿过螺线管的磁通量不变,不会产生感应电流,故A错误;
B.螺线管不动,磁铁插入或拔出螺线管,穿过螺线管的磁通量发生变化,则会产生感应电流,故B正确;
C.磁铁与螺线管保持相对静止,一起匀速向上运动,穿过螺线管的磁通量不变,不会产生感应电流,故C错误。
故选B。
感应电流方向与磁铁相对螺线管运动的方向有关,而螺线管的匝数和磁铁的磁性强弱只能影响感应电流的大小。
故选C。
条形磁铁向上移动一小段距离,穿过螺线管的磁感线减少,向下移动一小段距离,穿过螺线管的磁感线增加,移动方向不同,产生的感应电流方向不同,根据二极管具有单向导电性可知灯泡、交替短暂发光。
故选B。
当磁体向上运动时,穿过螺旋管的磁通量为竖直向下的减少,根据楞次定律,可知线圈中的感应电流产生的磁场竖直向下,根据右手螺旋定则可知电流从正接线柱流入,指针向右偏;故磁体向上运动。
故选A。
闭合开关瞬间,电路中电流增多,电磁铁的磁性增强,穿过螺线管的磁感线增多,会产生感应电流,为了防止产生的感应电流过大烧坏电流表,闭合开关前需要将滑动变阻器的滑片移到最左端。
故选A。
考点二 感应电流的有无与方向的判断
【必备知识回顾】
1.磁通量
(1)定义:匀强磁场中,磁感应强度(B)与垂直磁场方向的面积(S)的乘积叫作穿过这个面积的磁通量,简称磁通。
(2)物理意义:磁通量的大小可形象表示穿过某一面积的磁感线条数的多少。
(3)公式:Φ=BS。
(4)公式的适用条件:①匀强磁场;②S是垂直磁场方向的有效面积。
(5)单位:韦伯(Wb),1Wb=1T·m2。
(6)标量性:磁通量是标量,但有正负之分。磁通量的正负是这样规定的:任何一个平面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿出时磁通量为正,则磁感线从反面穿出时磁通量为负。磁通量是通过某一平面磁场的多少,与线圈匝数N无关。
(7)磁通量的变化量:在某个过程中,穿过某个平面的磁通量的变化量等于末磁通量Φ2与初磁通量Φ1的差值,即ΔΦ=Φ2-Φ1。
(8)磁通量的变化率(磁通量的变化快慢):磁通量的变化量与发生此变化所用时间的比值,即。
2.电磁感应现象
(1)电磁感应现象
当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中产生感应电流的现象。
(2)产生感应电流的条件
①条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
②特例:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动。
(3)能量转化:发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为电能。
3.感应电流方向的判定
(1)楞次定律
①内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
“阻碍”不一定是相反,“阻碍”的是磁通量的变化;“阻碍”也不是阻止,而是延缓了磁通量的变化过程。
楞次定律中“阻碍”的含义
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,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
右手定则是楞次定律的特例,楞次定律适用于所有电磁感应现象,而右手定则适用于一段导体在磁场中切割磁感线运动的情况。
②适用情况:导线切割磁感线产生感应电流。
【重难模型精讲】
考向1:感应电流产生的条件
【典例2】(2026·广东省广州市·其他类型)利用图示电路探究感应电流方向的规律,线圈通过变阻器和开关连接到电源上,线圈的两端连接到灵敏电流计上,把线圈装在线圈的里面,闭合开关瞬间,发现电流计的指针向右偏保持开关闭合,下列操作仍能使电流计的指针向右偏的是()
A.将滑动变阻器滑片向右滑动 B.将滑动变阻器滑片向左滑动
C.将线圈从线圈中缓慢抽出 D.将线圈从线圈中迅速抽出
【答案】A
【解析】把线圈装在线圈的里面,闭合开关瞬间,穿过线圈的磁通量增加,此时电流计的指针向右偏,可见要使电流计的指针向右偏,穿过线圈的磁通量应增加。将滑动变阻器滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,通过线圈的电流增大,穿过线圈的磁通量增加;将滑动变阻器滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,通过线圈的电流减小,穿过线圈的磁通量减小;将线圈从线圈中缓慢或迅速抽出时,穿过线圈的磁通量均减小。故A正确,BCD错误。
考向2:右手定则
【典例3】(2025·湖南省·模拟题)在北半球上空,地磁场的磁感应强度竖直分量向下,一架无人机在天津某地上空水平飞行,为无人机右翼端点,为无人机左翼端点,则下列判断正确的是()
A.向东飞行时,点比点电势高向西飞行时,点比点电势低
B.向东飞行时,点比点电势低向西飞行时,点比点电势高
C.向东飞行时,点比点电势高向西飞行时,点比点电势高
D.向东飞行时,点比点电势低向西飞行时,点比点电势低
【答案】D
【解析】根据右手定则可知,无论是向东还是向西水平飞行,都是点比点电势低,项正确。
考向3:楞次定律的理解与应用
【典例4】(2026·湖北省咸宁市·月考试卷)如图所示,线圈和线圈绕在同一个铁芯上,电流表与线圈串联。下列说法正确的是()
A.闭合开关瞬间,电流表中感应电流的方向从到
B.开关始终闭合,电流表中感应电流的方向从到
C.断开开关瞬间,电流表中没有感应电流
D.断开开关瞬间,电流表中感应电流的方向从到
【答案】A
【解析】A、闭合开关,线圈中磁场磁感应强度方向向右,磁通量增加,据楞次定律可知电流表中感应电流方向从到,故A正确;
B、开关始终闭合,线圈中磁通量不变,感应电流为,故B错误;
、断开开关,磁通量减小,电流表中感应电流方向由到,故CD错误。
故选:。
【变式训练与拓展】
【变式2】(2026·广东省·单元测试)用图中三套实验装置探究感应电流产生的条件,下列选项中能产生感应电流的操作是()
A.甲图中,使导体棒顺着磁感线方向运动,且保持穿过中的磁感线条数不变
B.乙图中,使条形磁铁匀速穿过线圈
C.丙图中,开关闭合后,A、螺线管相对静止一起竖直向上运动
D.丙图中,开关保持闭合,使小螺线管在大螺线管中保持不动
【答案】B
【解析】产生感应电流的条件:穿过闭合回路的磁通量发生变化。例如,闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。
甲图中,使导体棒顺着磁感线方向运动,闭合回路的磁通量没有变化,不会有感应电流,故A错误。
B.乙图中,使条形磁铁匀速穿过线圈,闭合回路的磁通量发生变化,有感应电流,故B正确。
C.丙图中,开关闭合后,A、螺线管相对静止一起竖直向上运动,那么闭合回路的磁通量不发生变化,没有感应电流,故C错误。
D.丙图中,开关保持闭合,使小螺线管在大螺线管中保持不动,产生的磁场不变,中磁通量没有改变,故没有感应电流,故D错误。
故选:。
【变式3】(2026·云南省·期中考试)下列四幅图中,闭合导线框均在足够大的匀强磁场中运动,其中能产生感应电流的是()
A.甲图中线框绕与磁感线垂直的轴线转动
B.乙图中保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中上下运动
C.丙图中保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中左右运动
D.丁图中保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中斜向下运动
【答案】A
【解析】A.甲图中线框绕轴线转动,穿过线圈的磁通量变化,一定有感应电流,故A正确;
B.乙图中保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中上下运动,穿过线圈的磁通量一直不变,无感应电流,故B错误;
C.丙图中保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中左右运动,穿过线圈的磁通量一直不变,无感应电流,故C错误;
D.丁图中保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中斜向下运动,穿过线圈的磁通量一直不变,无感应电流,故D错误。
故选:。
【变式4】(2026·广东省·单元测试)现在人们可以利用无线充电板为手机充电,如图所示为充电原理图,充电板接交流电源,对充电板供电,充电板内的送电线圈可产生交变磁场,从而使手机内的受电线圈产生交变电流,再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电。若在某段时间内,磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈,其磁感应强度均匀增加。下列说法正确的是()
A.所有手机都能用该无线充电板进行无线充电
B.无线充电时,手机上受电线圈的工作原理是“电流的磁效应”
C.在上述时间段内,感应电流方向由受电线圈
D.在上述时间段内,感应电流方向由受电线圈
【答案】C
【解析】【分析】无线充电的工作原理是电磁感应中的“互感”,根据楞次定律判断感应电流的方向。
【解析】手机内要有受电线圈及整流电路才能进行无线充电。A错误;
B.无线充电时,手机上受电线圈的工作原理是电磁感应。B错误;
在上述时间段内,根据楞次定律,感应电流方向由受电线圈。C正确,D错误。
故选C。
【方法规律】
1.用楞次定律判断
2.用右手定则判断
该方法只适用于导体切割磁感线产生的感应电流,注意三个要点:
(1)掌心——磁感线穿入。
(2)拇指——指向导体运动的方向。
(3)四指——指向感应电流的方向。
考点三 楞次定律推论的应用
【必备知识回顾】
1.楞次定律中“阻碍”的含义
2.楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的“效果”总是阻碍产生感应电流的原因,可由以下四种方式呈现。
内容
例证
阻碍原磁通量变化——“增反减同”
磁体靠近线圈,B感与B原反向
阻碍相对运动——“来拒去留”
磁体靠近,是斥力
磁体远离,是引力
使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”
P、Q是光滑固定导轨,a、b是可动金属棒,磁体下移,回路面积应减小,a、b靠近
B减小,线圈扩张
通过导体远离或靠近来阻碍原磁通量的变化——“增离减靠”
i增大,B远离A
i减小,B靠近A
【重难模型精讲】
考向1:“增反减同”的应用
【典例5】(2026·北京市市辖区·期中考试)如图,线圈通过滑动变阻器和开关连接到电源上,线圈的两端连到电流表上,把线圈装在线圈的里面。已知开关闭合瞬间,电流表指针向右偏转,则下列正确的是()
A.开关断开瞬间,电流表指针不偏转
B.开关闭合瞬间,在线圈中没有电磁感应现象发生
C.开关闭合,向右移动滑动变阻器的滑片,电流表指针向右偏转
D.开关闭合,向上拔出线圈的过程中,线圈将对线圈产生排斥力
【答案】C
【解析】解:、开关断开的瞬间,中电流减小产生的磁场减弱,导致线圈中的磁通量发生变化,有感应电流产生,故A错误;
B、当开关闭合瞬间,在线圈中也发生电磁感应现象,故B错误;
C、开关闭合稳定后,向右移动滑动变阻器的滑片,接入电阻减小,线圈中电流增大,根据楞次定律可知线圈中产生感应电流与闭合开关时方向相同,故指针向右偏转,故C正确;
D、开关闭合稳定后,向上拔出线圈的过程中,根据楞次定律可知,线圈将对线圈产生吸引力,故D错误。
故选:。
考向2:“来拒去留”的应用
【典例6】(2026·云南省昆明市·期末考试)某同学学习了电磁感应相关知识后,做了探究性实验:将闭合线圈按图示方式放在电子秤上,手握条形磁铁静止在线圈的正上方,此时电子秤的示数为。则当磁铁远离线圈时()
A.线圈中产生的电流沿顺时针方向俯视 B.线圈有扩张的趋势
C.电子秤的示数等于 D.电子秤的示数大于
【答案】B
【解析】A.根据楞次定律,线圈中产生的电流沿逆时针方向俯视,故A错误;
B.根据来拒去留,增缩减扩,可知线圈有扩张的趋势,故B正确;
由于磁铁对线圈有向上的吸引力,则电子秤的示数小于,故CD错误。
故选:。
考向3:“增缩减扩”的应用
【典例7】(多选)(2026·北京市市辖区·期末考试)如图所示,弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁,在磁铁正下方有一个固定在水平桌面上的闭合铜质线圈。将磁铁竖直向下拉至某一位置后放开,磁铁开始上下振动。下列说法正确的是()
A.磁铁振动过程中,线圈中电流的方向保持不变
B.磁铁振动过程中,线圈对桌面的压力始终大于线圈的重力
C.磁铁振动过程中,弹簧和磁铁组成系统的机械能一直减小
D.磁铁靠近线圈时,线圈有收缩的趋势
【答案】CD
【解析】解:、假设磁铁下方为极,磁铁向下振动过程中,穿过线圈的磁通量向下增大;磁铁向上运动过程中,穿过线圈的磁通量向下减小,根据楞次定律可知感应电流方向相反;假设磁铁下方为极,磁铁向下振动过程中,穿过线圈的磁通量向上增大;磁铁向上运动过程中,穿过线圈的磁通量向上减小,根据楞次定律可知感应电流方向相反,故A错误;
B、磁铁振动过程中,由“来拒去留”的规律可知,上升过程线圈对桌面的压力小于重力,下降过程线圈对桌面的压力大于重力,故B错误;
C、磁铁振动过程中,由于线圈中产生了感应电流,即有电能产生,由能量守恒定律可知,弹簧和磁铁组成系统的机械能会一直减小,故C正确;
D、由“增缩减扩”的规律可知,磁铁靠近线圈时,线圈有收缩的趋势,故D正确。
故选:。
【变式训练与拓展】
【变式5】(2026·广东省·单元测试)如图,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的极朝下.在将磁铁的极插入线圈的过程中()
A.线圈与磁铁相互吸引,通过电阻的感应电流的方向由到
B.线圈与磁铁相互吸引,通过电阻的感应电流的方向由到
C.线圈与磁铁相互排斥,通过电阻的感应电流的方向由到
D.线圈与磁铁相互排斥,通过电阻的感应电流的方向由到
【答案】D
【解析】当磁铁极向下运动时,穿过线圈的磁通量变大,原磁场方向向下,所以感应磁场方向向上,根据右手螺旋定则,拇指表示感应磁场的方向,四指弯曲的方向表示感应电流的方向,即通过电阻的电流方向为.
根据楞次定律“来拒去留”可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用,故磁铁与线圈相互排斥.
综上所述:线圈中感应电流通过电阻的电流方向为,磁铁与线圈相互排斥.
故选:
【变式6】(2026·云南省·单元测试)如图所示,一个闭合三角形导线框位于竖直平面内,其下方固定一根与线框所在的竖直平面平行且相距很近但不重叠的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流。不计阻力,线框从实线位置由静止释放至运动到直导线下方虚线位置过程中()
A.线框中的磁通量为零时其感应电流也为零
B.线框中感应电流方向先为顺时针后为逆时针
C.线框减少的重力势能全部转化为电能
D.线框受到的安培力方向始终竖直向上
【答案】D
【解析】
A.线框穿越导线时,上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加,先是向外的磁通量减小,一直减小到,之后变成向里的磁通量,并逐渐增大。这一过程是连续的,始终有感应电流存在,故A错误;
B.根据右手定则,通电直导线的磁场在上方向外,下方向里;离导线近的地方磁感应强度大,离导线远的地方磁感应强度小;线框从上向下靠近导线的过程,向外的磁感应强度增加,根据楞次定律,线框中产生顺时针方向的电流;穿越导线时,上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加,先是向外的磁通量减小,之后变成向里的磁通量,并逐渐增大,直至最大;根据楞次定律,线框中产生逆时针方向的电流;向里的磁通量变成最大后,继续向下运动,向里的磁通量又逐渐减小,这时的电流新方向又变成了顺时针,故B错误;
C.线框减少的重力势能一部分转化成电能,还有一部分转化成自身的动能,故C错误;
D.根据楞次定律,感应电流始终阻碍线框相对磁场的运动,故受安培力合力的方向始终向上,故D正确。
【变式7】(多选)(2025·湖北省孝感市·联考题)下列有关电磁感应现象说法正确的是()
A.近地卫星在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动,由于地磁场的存在不考虑磁偏角运行过程中其金属表面产生感应电流,导致卫星受到阻碍其运动的安培力
B.如图甲,是光滑水平放置的金属框,为导体棒,静止在框架上一条形磁体在所在的平面内转过与重合,导体棒不动
C.如图乙,放在形磁体中的线圈和线圈用导线串联。当用力使线圈向右运动时,悬挂着的线圈将向左摆动
D.如图丙,轻质弹簧上端固定,下端悬挂条形磁铁。第一次在磁铁下方固定一闭合线圈,第二次不放线圈,然后将铁下拉相同的距离后由静止释放,第一次磁铁振动的时间更短
【答案】BD
【解析】A.近地卫星在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动过程中穿过卫星的地磁场磁通量不变,不产生感应电流,没有安培力阻碍卫星的运动,A错误。
B.条形磁铁在水平面内转过过程中线框磁通量不变,没有感应电流产生,导体棒不动,B正确。
C.线框往右运动时线框下边产生向里的感应电流,线框下边会产生向外的电流,因此线框往右摆动,C错误。
D.第一次磁铁下面有闭合线圈,振动过程中线圈中会产生感应电流,阻碍相对运动,因此第一次更快的停下来,D正确。
考点四 三定则与一定律的应用
【必备知识回顾】
1.“三定则一定律”的用途
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、运动电荷产生磁场
因电生磁
左手定则
(1)安培力——磁场对电流的作用力
(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
闭合回路磁通量变化产生的电磁感应现象
因磁生电
“因电而动”用左手定则,“因动生电”用右手定则;“因电生磁”用安培定则,“因磁生电”用楞次定律或右手定则。
2.左手定则与右手定则的比较
定则名称
定则示意图
共同点
区别
左手定则
磁感线都从掌心垂直进入,四指都指向电流(正电荷定向运动)的方向
大拇指指向安培力(洛伦兹力)的方向
右手定则
大拇指指向导体棒切割磁感线运动的方向
说明:右手定则中v的方向与左手定则中F的方向相反,是能量守恒定律的必然结果。
3.相互联系
(1)应用楞次定律时,一般要用到安培定则。
(2)研究感应电流受到的安培力时,一般先用楞次定律或右手定则确定电流方向,再用左手定则确定安培力的方向,有时也可以直接应用楞次定律的推论确定。
【重难模型精讲】
考向1:楞次定律、安培定则、左手定则的综合应用
【典例8】(2026·江苏省·单元测试)如图所示,在光滑绝缘水平面上,两条固定的相互垂直彼此绝缘的导线通以大小相同的电流。在角平分线上,对称放置四个相同的正方形金属框。当电流在相同时间间隔内增加相同量,则()
A.、线圏静止不动,、线圈沿着对角线向内运动
B.、线圏静止不动,、线圈沿着对角线向外运动
C.、线圏静止不动,、线圈沿着对角线向内运动
D.、线圈静止不动,、线圈沿着对角线向外运动
【答案】B
【解析】
由安培定则和磁场的叠加知,、象限磁场为零,象限中磁场垂直纸面向外,象限中磁场垂直纸面向里。当电流增大时,与内不能产生感应电流,所以与静止不动;当电流增大时,与内的磁通量都增大,根据楞次定律可知,产生的感应电流都会阻碍磁通量的增大,所以、线圈沿着对角线向外运动。故正确,错误。
考向2:二次感应问题
【典例9】(2026·天津市·单元测试)如图所示,金属导轨上的导体棒在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,线圈将向右摆动()
A.向右做匀速直线运动 B.向左做匀加速直线运动
C.向右做减速直线运动 D.向右做变加速直线运动
【答案】C
【解析】导体棒向右做匀速运动时,中产生的感应电流不变,螺线管产生的磁场是稳定的,穿过的磁通量不变,中没有感应电流,线圈不受安培力作用,不会被螺线管吸引,故A错误;
B.导体棒向左做匀加速直线运动,导体棒中产生的感应电流增大,螺线管产生的磁场增大,穿过的磁通量增强,根据“来拒去留”规律,螺线管与线圈相互排斥,线圈将向左摆动,故B错误;
C.导体棒向右做减速直线运动,导体棒中产生的感应电流减小,螺线管产生的磁场减小,穿过的磁通量减弱,根据“来拒去留”规律,螺线管与线圈相互吸引,线圈将向右摆动,故C正确;
D.导体棒向右做变加速直线运动,导体棒中产生的感应电流增大,螺线管产生的磁场增大,穿过的磁通量增强,根据“来拒去留”规律,螺线管与线圈相互排斥,线圈将向左摆动,故D错误。
故选C。
【变式训练与拓展】
【变式8】(多选)(2025·江西省·月考试卷)如图所示装置中,杆原来静止。已知金属杆切割磁感线速度越大时产生的感应电流越大。杆做如下哪些运动时,杆将不向右移动()
A.向右匀速运动 B.向右加速运动 C.向左加速运动 D.向右减速运动
【答案】ACD
【解析】A.杆向右匀速运动,在杆中产生恒定的电流,该电流在线圈中产生恒定的磁场,在中不产生感应电流,所以杆不动,故A正确;
B.杆向右加速运动,由题意结合右手定则得,杆切割磁感线产生由指向的不断增大的电流,根据安培定则,在中产生向上增强的磁场,该磁场向下通过,由楞次定律知,杆中产生向下的感应电流,由左手定则可判定,杆受到向右的安培力作用,杆将向右移动,故B错误;
C.杆向左加速运动,由题意结合右手定则得,杆切割磁感线产生由指向的不断增大的电流,根据安培定则,在中产生向下增强的磁场,该磁场向上通过,由楞次定律知,杆中产生向上的感应电流,由左手定则可判定,杆受到向左的安培力作用,杆将向左移动,故C正确;
D.杆向右减速运动,由题意结合右手定则得,杆上产生减小的到的电流,根据安培定则,在中产生向上减弱的磁场,该磁场向下通过,根据楞次定律,在杆上产生到的电流,根据左手定则,杆受到向左的安培力,杆向左运动,故D正确;
故选ACD。
【变式9】(2026·云南省·月考试卷)如图所示,软铁环上绕有、两个线圈,线圈与直流电源、电阻和开关相连,线圈与电流表和开关相连。下列说法正确的是()
A.保持闭合,软铁环中的磁场为逆时针方向
B.保持闭合,在开关闭合的瞬间,通过电流表的电流由
C.保持闭合,在开关闭合的瞬间,通过电流表的电流由
D.保持闭合,在开关断开的瞬间,电流表所在回路不会产生电流
【答案】C
【解析】A.由右手螺旋定则可以判断出,软铁环中的磁场为顺时针方向,故A错误;
B.保持闭合,在开关闭合的瞬间,线圈中磁通量不变,没有感应电流产生。故B错误;
C.保持闭合,在开关闭合的瞬间,线圈中磁通量增大,根据楞次定律可以判断,通过电流表的电流由。故C正确;
D.保持闭合,在开关断开的瞬间,线圈中磁通量减小,根据“增反减同”可以判断,通过电流表的电流由。故D错误。
故选C。
基础巩固练
1.(2026·浙江省·专项测试)在宁波市中学生科技发明展上,有如图所示的自制实验装置。两个线圈、之间没有导线相连,线圈与手机的音频输出端连接,线圈与音响连接。把线圈插入线圈时,音响发出由手机输出的声音了。下列说法错误的是()
A.该实验原理和变压器的工作原理相同
B.线圈中的电流可能是交流电
C.将、线圈互换,音响的播放效果不变
D.在线圈中插入铁芯,音响的播放效果将会更好
【答案】C
【解析】解:、该装置采用了电磁感应原理,与变压器的工作原理相同,故A正确;
B、如果线圈中为交变电流信号,则在线圈中产生的感应电流也为交流电,故B正确;
C、由于两线圈的匝数不同,所以将两线圈互换时,音响的播放效果不同,故C错误;
D、在线圈中插入铁芯,磁场变强,感应电流变强,音响的播放效果将会更好,故D正确。
本题选错误的,故选:。
2.(2026·云南省·月考试卷)如图所示,线圈通过滑动变阻器和开关连接到电源上,线圈的两端连接到电流表上,把线圈装在线圈的里面,闭合开关,下列判断正确的是()
A.匀速移动滑动变阻器滑片,电流表指针不发生偏转
B.变速移动滑动变阻器滑片,电流表指针不发生偏转
C.匀速移动滑动变阻器滑片,电流表指针发生偏转,偏转方向与速度大小无关
D.变速移动滑动变阻器滑片,电流表指针发生偏转,偏转方向与速度大小有关
【答案】C
【解析】开关闭合后,无论是匀速还是变速移动滑动变阻器的滑片时,线圈内的磁通量发生变化,导致闭合线圈中产生感应电动势,从而产生感应电流,电流表指针发生偏转,偏转方向与速度大小无关,与滑动变阻器的阻值变大或变小有关,故C正确,ABD错误。
3.(2026·甘肃省嘉峪关市·期末考试)如图,水平面下方存在垂直纸面向里的匀强磁场,纸面为竖直平面。不可形变的导体棒和两根可形变的导体棒组成三角形回路框,其中处于水平位置,框从上方由静止释放,框面始终在纸面内,框落入磁场且未到达的过程中,沿磁场方向观察,框的大致形状及回路中的电流方向为()
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】解:磁通量增大,由楞次定律可知回路框中感应电流方向为逆时针,根据左手定则可知左侧导体棒所受安培力斜向右上方,右侧导体棒所受安培力斜向左上方。
故C正确,ABD错误;
故选:。
4.(2026·福建省·月考试卷)如图所示,水平桌面上放有一个闭合铝环,在铝环轴线上方有一个条形磁体。当条形磁体沿轴线竖直向下迅速移动时,下列判断正确的是()
A.铝环有收缩的趋势,对桌面的压力增大 B.铝环有收缩的趋势,对桌面的压力减小
C.铝环有扩张的趋势,对桌面的压力减小 D.铝环有扩张的趋势,对桌面的压力增大
【答案】A
【解析】当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速靠近铝环时,通过铝环的磁通量增加,根据楞次定律,铝环中产生的感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加,阻碍磁铁的靠近,所以铝环对桌面的压力会增大,铝环还有收缩的趋势,以缩小面积来阻碍磁通量的增加。故A正确,BCD错误。
故选A。
5.(2026·湖北省黄冈市·月考试卷)如图所示,左侧有一垂直纸面向里的磁场,一个线圈的两个端点、与内阻很大的电压表相连,线圈内磁通量变化的规律满足,在的时间内()
A.线圈有缩小的趋势 B.电压表的示数不变
C.电压表的示数先增大后减小 D.线圈中有顺时针方向的感应电流
【答案】B
【解析】由于线圈内的磁通量均匀减少,根据楞次定律可知,线圈中将产生逆时针方向的感应电流,线圈有扩大的趋势,由法拉第电磁感应定律可知感应电动势大小不变,则电压表的示数不变,故B正确,ACD错误。
6.(2026·山东省聊城市·月考试卷)如图所示,固定的通电长直导线与固定的圆形闭合金属线框位于同一竖直面纸面内,长直导线中通以水平向右且随时间均匀增加的电流。下列说法中正确的是()
A.圆形线框所受安培力的合力方向竖直向下
B.垂直纸面向里观察,圆形线框中产生顺时针方向的电流
C.圆形线框所围的面积有扩大的趋势
D.通电长直导线不会受到圆形线框的相互作用
【答案】A
【解析】当直导线内电流增大时,金属线框所在处水平向里的磁感应强度变大,根据楞次定律,圆形线框中会产生逆时针方向的电流阻碍穿过线圈磁通量的变化,直导线下方有水平向里的磁场,越靠近通电直导线,磁感应强度越大,所以线圈上半部分受力大于下半部分,上半部分受力由左手定则可知向下,故圆形线框所受安培力的合力方向垂直于直导线向下,A正确,B错误;
C.由楞次定律“增缩减扩”可知,磁感应强度增加,线圈有收缩的趋势,C错误;
D.由牛顿第三定律可知,通电直导线会受到圆形线框的相互作用,D错误。
故选A。
7.(2026·江苏省南京市·模拟题)两个不可形变的正方形导体框、连成如图甲所示的回路,并固定在竖直平面纸面内,导体框内固定一小圆环,与在同一竖直面内,圆环中通入如图乙所示的电流规定电流逆时针方向为正,导体框的边处在垂直纸面向外的匀强磁场中,则匀强磁场对边的安培力()
A.内,方向向下 B.内,方向向下
C.内,先逐渐减小后逐渐增大 D.第末,大小为零
【答案】B
【解析】解:、由楞次定律可知,在内,通过的电流从流向,由左手定则可知,安培力向上,故A错误;
B、由楞次定律可知,在,通过的电流从流向,由左手定则可知,安培力向下,故B正确;
C、由图乙所示图象可知,内,中电流均匀变化,电流产生的磁场均匀变化,中的感应电流恒定不变,受到的安培力恒定不变,故C错误;
D、末穿过的磁通量变化率不为零,中有感应电流,受到安培力作用,安培力不为零,故D错误;
故选:。
8.(2026·专项测试)如图磁性小球从高度为处自由释放,不考虑空气阻力作用,落到水平桌面后反弹,落点旁放置能测量磁感应强度的手机,同时将手机中感知磁感应强度的元件视为闭合线圈,手机始终静止在水平桌面上,磁性小球的加速度大小如图所示,小球与桌面发生弹性碰撞无能量损失。下列说法正确的是()
A.越大,手机中磁感应强度的峰值越大 B.且手机受到指向落点的摩擦力
C.且小球落点逐渐向手机发生偏移 D.且小球的机械能逐渐减小至
【答案】D
【解析】A.小球磁性不随碰撞剧烈程度而改变,峰值不随改变,故A错误;
B.由图可知,第二次加速度比第一次小,推知小球碰撞桌面时,初速度减小,因此,故B错误;
C.由于手机线圈中产生感应电流,根据楞次定律可知,小球有远离手机的趋势,故C错误;
D.由于手机线圈中感应电流产生焦耳热,小球的机械能在足够多次碰撞后,全部转化为空气的内能即降低到,故D正确。
故选:。
9.(2026·湖北省武汉市·月考试卷)某电子天平原理如图所示,形磁铁的两侧为极,中心为极。一个多匝的正方形线圈套于中心磁极,其骨架与秤盘连为一体,线圈两端、与外电路连接。当重物放在秤盘上时,弹簧被压缩,秤盘和线圈一起向下运动骨架与磁极不接触,线圈中产生感应电流。在秤盘向下运动过程中,则()
A.秤盘一直处于超重状态 B.点的电势比点的电势低
C.感应电流从端流入正方形线圈 D.秤盘的重力势能与秤盘的动能间相互转化
【答案】B
【解析】A.由于秤盘先向下加速后向下减速,秤盘先处于失重状态再处于超重状态,故A错误;
由右手定则可判断,感应电流从端流入正方形线圈,再从端流出,点电势更高,故B正确,C错误;
D.秤盘向下运动过程中需要克服安培力做功,秤盘的重力势能会部分转化为内能,故D错误。
10.(2026·广东省湛江市·其他类型)市场上某款“自发电”门铃开关的原理如图所示。在按下门铃按钮过程中,夹着永磁铁的铁块向下移动,改变了与“”形铁芯接触的位置,使得通过线圈的磁场发生改变。松开门铃按钮后,弹簧可使之复位与、连接的外电路未画出。由此可判断()
A.按下按钮过程中,点电势高于
B.按住按钮不动,门铃会一直响
C.按钮复位的过程中,磁通量一直减小
D.连续按压和松开按键过程,线圈中一定产生交变电流
【答案】A
【解析】按下按钮过程中,线圈中的磁场先向右减小,后向左增加,根据楞次定律可知,感应电流方向从通过线圈流向,又因为线圈是电源,电源内部电流方向由负极流向正极,因此点的电势比点高;按钮复位过程中,线圈中的磁场先向左减小,后向右增加,磁通量先减小后增大,根据楞次定律可知,感应电流方向从通过线圈流向,但由于不一定是周期性按压和松开按键,线圈中不一定产生的是交变电流。故A正确,、D错误;
B.按住按钮不动,线圈磁通量不变,线圈中没有感应电流产生,门铃不会响,故B错误。
故选A。
11.(多选)(2026·安徽省·期末考试)如图所示,为水平放置的橡胶圆环,环上均匀分布着负电荷。在正上方用三根丝线悬挂一个闭合的铝环,铝环也处于水平面中,两环中心在同一竖直线上。现让由静止开始绕逆时针俯视加速转动,铝环仍静止。下列说法正确的有()
A.铝环中产生逆时针俯视的电流 B.铝环中产生顺时针俯视的电流
C.铝环有扩张的趋势 D.悬挂铝环的丝线张力变小
【答案】AD
【解析】带负电荷的逆时针加速转动,则等效形成顺时针的电流,根据右手螺旋定则可知,铝环中的磁感应强度方向向下,且磁感应强度不断增强,根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场方向向上,根据右手螺旋定则可以判定铝环中的感应电流为逆时针俯视的电流,A正确,B错误;
铝环中的磁感应强度不断增强,磁通量增大,根据楞次定律的规律可知,铝环的机械效果“阻碍”原磁通的变化,铝环有收缩和向上运动的趋势,C错误,D正确。
故选AD。
12.(2026·云南省·月考试卷)某实验小组用图所示装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验。该小组同学记录了磁体运动的四种情况,并标出相应感应电流的方向,如图所示,请回答下面问题:
对实验甲进行分析:当磁体靠近线圈,即穿过线圈的磁通量增加,根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向 选填“向上”或“向下”,与磁体的磁场方向 选填“相同”或“相反”,这是 选填“促进”或“阻碍”穿过线圈的磁通量增加;同样的方法对实验乙、丙、丁进行分析,并把相关分析结果记录在下列表格中。
甲
乙
丙
丁
原磁场方向
向下
向上
向下
向上
穿过线圈的磁通量变化情况
增加
增加
减小
减小
感应电流的方向在螺线管上方俯视
逆时针
顺时针
顺时针
逆时针
感应电流的磁场方向
向下
向下
向上
原磁场与感应电流磁场方向的关系
相反
相同
相同
总结上述实验结果,可以得到关于感应电流方向的规律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的 的变化。
【答案】向上
相反
阻碍
磁通量
【解析】根据右手螺旋定则,可知感应电流的磁场方向向上,而原磁场方向由极指向极,即原磁场方向向下,所以感应磁场方向与原磁场方向相反,感应电流的磁场阻碍穿过线圈的磁通量增加。
根据楞次定律,感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
综合提升练
1.(2023·海南·高考真题)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
【答案】C
【解析】A.由题知,埋在地下的线圈1、2通顺时针(俯视)方向的电流,则根据右手螺旋定则,可知线圈1、2产生的磁场方向竖直向下,A错误;
B.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(逆时针),B错误;
C.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(顺时针),C正确;
D.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(逆时针),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。
故选C。
2.(2025·北京·高考真题)绝缘的轻质弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放,磁铁开始振动,由于空气阻力的影响,振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上(如图所示),仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放,振动最终也停止。则( )
A.有无线圈,磁铁经过相同的时间停止运动
B.磁铁靠近线圈时,线圈有扩张趋势
C.磁铁离线圈最近时,线圈受到的安培力最大
D.有无线圈,磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同
【答案】D
【解析】A.有线圈时,磁铁受到电磁阻尼的作用,振动更快停止,故A错误;
B.根据楞次定律,磁铁靠近线圈时,线圈的磁通量增大,此时线圈有缩小的趋势,故B错误;
C.磁铁离线圈最近时,此时磁铁与线圈的相对速度为零,感应电动势为零,感应电流为零,线圈受到的安培力为零,故C错误;
D.分析可知有无线圈时,根据平衡条件最后磁铁静止后弹簧的伸长量相同,由于磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能为磁铁减小的重力势能减去此时弹簧的弹性势能,故系统损失的机械能相同,故D正确。
故选D。
3.(2025·江西·高考真题)托卡马克是一种磁约束核聚变装置,其中心柱上的密绕螺线管(线圈)可以驱动附近由电子和离子组成的磁约束等离子体旋转形成等离子体电流,如图(a)所示。当线圈通以如图(b)所示的电流时,产生的等离子体电流方向(俯视)为( )
A.顺时针 B.逆时针 C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针
【答案】A
【解析】由图(b)可知开始阶段流过CS线圈的电流正向减小,根据右手定则可知,CS线圈产生的磁场下端为N极,上端为S极,则穿过线圈周围某一截面的磁通量向下减小,由楞次定律可知产生的感应电场方向为顺时针方向(俯视),则产生的等离子体电流方向(俯视)为顺时针;同理在以后阶段通过CS线圈的电流反向增加时,情况与前一阶段等效,即产生的等离子体电流方向(俯视)仍为顺时针。
故选A。
4.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)下列处于匀强磁场的导体回路中能产生交变电流的是()
A.甲图中绕轴匀速转动的导体环
B.乙图中绕轴匀速转动的导体框
C.丙图中在固定导轨上匀速运动的导体棒所在回路
D.丁图中匀速运动的导体框
【答案】B
【解析】A.甲:导体环绕轴匀速转动,磁通量不改变,不产生交变电流,故A错误;
B.乙:导体框绕轴匀速转动,, 周期性变化,产生交变电流,故B正确;
C.丙:导体棒匀速运动,感应电动势,电流恒定,故C错误;
D.丁:导体框匀速运动,不变,无感应电流,故D错误。
故选B。
5.(多选)(2023·河北·高考真题)如图,绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩形,彼此接触良好,匀强磁场方向竖直向下。金属杆2、3固定不动,1、4同时沿图箭头方向移动,移动过程中金属杆所围成的矩形周长保持不变。当金属杆移动到图位置时,金属杆所围面积与初始时相同。在此过程中( )
A.金属杆所围回路中电流方向保持不变
B.通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加
C.金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反
D.金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同
【答案】CD
【解析】A.由数学知识可知金属杆所围回路的面积先增大后减小,金属杆所围回路内磁通量先增大后减小,根据楞次定律可知电流方向先沿逆时针方向,后沿顺时针方向,故A错误;
B.由于金属杆所围回路的面积非均匀变化,故感应电流的大小不恒定,故通过金属杆截面的电荷量随时间不是均匀增加的,故B错误;
CD.由上述分析,再根据左手定则,可知金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反,金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同,故CD正确。
故选CD。
6.(多选)(2025·贵州·高考真题)如图(a),一竖直固定的透明塑料管内固定有6个小磁铁,相邻磁铁同极靠近、间距很小,取距离最上端的小磁铁极处为坐标原点轴正方向竖直向下。将一内径略大于塑料管外径的金属环套在塑料管上,在点处由静止释放,金属环的速度一位置图像如图(b)所示。已知金属环的质量为35.9g,取重力加速度大小为,不计摩擦和空气阻力,则下落过程中,金属环( )
A.在内所受安培力方向竖直向上
B.在内所受安培力方向竖直向下
C.在内克服安培力做的功为
D.在内感应电流方向为顺时针方向(从上向下看)
【答案】AC
【解析】AD.在内,由图(a)可知,穿过金属环的磁通量向下增大,根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场方向向上,由安培定则可知,感应电流方向为逆时针方向(从上向下看);根据楞次定律“来拒去留”推论可知,金属环所受安培力方向竖直向上,故A正确,D错误;
B.在内,穿过金属环的磁通量向上减小,根据楞次定律结合安培定则可知,感应电流方向为逆时针(从上向下看),根据楞次定律“来拒去留”推论可知,金属环所受安培力方向竖直向上,故B错误;
C.由图(b)可知,在内金属环的动能变化为0,根据动能定理可得
可得克服安培力做的功为,故C正确。
故选AC。
7.(多选)(2018·全国I卷·高考真题)如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向
C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向
D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
【答案】AD
【解析】A.由电路可知,开关闭合瞬间,右侧线圈正面环绕部分的电流向下,由安培定则可知,直导线在铁芯中产生向右的磁场,由楞次定律可知,左侧线圈正面环绕部分产生向上的电流,则直导线中的电流方向由南向北,由安培定则可知,直导线在小磁针所在位置产生垂直纸面向里的磁场,则小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动,A正确;
BC.开关闭合并保持一段时间后,穿过左侧线圈的磁通量不变,则左侧线圈中的感应电流为零,直导线不产生磁场,则小磁针静止不动,BC错误;
D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,穿过左侧线圈向右的磁通量减少,则由楞次定律可知,左侧线圈正面环绕部分产生向下的感应电流,则流过直导线的电流方向由北向南,直导线在小磁针所在处产生垂直纸面向外的磁场,则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动,D正确。
故选AD。
8.(多选)(2022·广东·高考真题)如图所示,水平地面(平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点,P点位于导线正上方,平行于y轴,平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈,圆心在P点,可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动,运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有( )
A.N点与M点的磁感应强度大小相等,方向相同
B.线圈沿PN方向运动时,穿过线圈的磁通量不变
C.线圈从P点开始竖直向上运动时,线圈中无感应电流
D.线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等
【答案】AC
【解析】A.依题意,M、N两点连线与长直导线平行、两点与长直导线的距离相同,根据右手螺旋定则可知,通电长直导线在M、N两点产生的磁感应强度大小相等,方向相同,故A正确;
B.根据右手螺旋定则,线圈在P点时,磁感线穿进与穿出在线圈中对称,磁通量为零;在向N点平移过程中,磁感线穿进与穿出线圈不再对称,线圈的磁通量会发生变化,故B错误;
C.根据右手螺旋定则,线圈从P点竖直向上运动过程中,磁感线穿进与穿出线圈对称,线圈的磁通量始终为零,没有发生变化,线圈无感应电流,故C正确;
D.线圈从P点到M点与从P点到N点,线圈的磁通量变化量相同,依题意P点到M点所用时间较从P点到N点时间长,根据法拉第电磁感应定律,则两次的感应电动势不相等,故D错误。
故选AC。
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