第30讲 电磁感应现象 楞次定律(复习讲义)(黑吉辽蒙专用)2027年高考物理一轮复习讲练测
2026-06-30
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3份
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35页
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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 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 黑龙江省,吉林省,辽宁省,内蒙古自治区 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.34 MB |
| 发布时间 | 2026-06-30 |
| 更新时间 | 2026-06-30 |
| 作者 | 清开灵物理数学工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-06-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58566461.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中物理讲义聚焦电磁感应现象和楞次定律核心考点,按磁通量概念、电磁感应条件、楞次定律及推论(增反减同、来拒去留等)的逻辑层次构建知识框架,通过考情分析、思维建模、考点精讲、真题训练四环节,帮助学生系统突破难点。
资料以生活化(电磁弹射)、实验(法拉第实验)、学术(涡流)情境为载体,通过楞次定律推论实例归纳解题范式,培养科学思维与模型建构能力,设置分层变式训练和真题溯源,助力学生高效提升应考能力,为教师把控复习节奏提供清晰指导。
内容正文:
第30讲 电磁感应现象 楞次定律
内容导航
01
命题透视·考情前瞻
对标素养,研判高考命题趋势
02
思维建模·脉络梳理
搭建知识框架,构建系统思维
03
考点精讲·靶向突破
拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 磁通量 电磁感应现象
知识点1 磁通量 电磁感应现象
考向1 电磁感应现象的发现与研究
考点二 楞次定律
知识点1 右手定则
考向1 右手定则判断感应电流方向
知识点2楞次定律
考向2 楞次定律判断感应电流方向(增反减同)
考向3 楞次定律推论:来拒去留
考向4 楞次定律推论:增缩减拓
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑,感知高考考向
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
核心考点
2026年
2025年
2024年
电磁感应过程中的能量类问题
全国甲卷12题20分
考情分析
题型与考向:针对这部分内容的考查,主要包括磁铁-线圈类,通电直导线周边类,导轨导体棒类和实验探究类。高考考向主要集中在基础概念辨析、楞次定律直接应用、三定则综合应用和实际场景迁移方面。
情境与立意:
1.生活化应用情境:常结合电磁弹射、地磁场探测、金属安检门等真实技术场景,将抽象知识点落地,考查考生的模型转化能力。
经典实验情境:依托法拉第电磁感应探究实验、楞次定律演示装置,还原物理探究过程,贴合教材基础考点。
学术拓展情境:引入涡流、电磁阻尼、超导体磁悬浮等拓展场景,在基础规律上延伸,区分考生的知识迁移水平。
复习目标
1. 基础概念方面,要求明确电磁感应核心条件:“闭合回路+磁通量发生变化”,能准确区分“有感应电动势无感应电流”和“有感应电流”的不同场景。
2. 规律应用方面:熟练掌握楞次定律的核心内容与“增反减同、来拒去留、增缩减扩”推论,能结合右手定则快速判断导体切割磁感线场景下的感应电流方向。
3. 综合能力提升方面:能综合调用安培定则、左手定则、右手定则解决复合电磁问题,适配高考各类生活化、实验类命题情境,完成模型转化与逻辑推导。
思维建模·脉络梳理
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 磁通量 电磁感应现象
知识点1 磁通量 电磁感应现象
知●识●解●构
一、磁通量
1.公式:Φ=BSsin,S为垂直磁场方向的面积,磁通量为标量(填“标量”或“矢量”)。
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.磁通量变化量:ΔΦ=Φ2-Φ1。
二、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,电路中有感应电流产生的现象。
2.产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
3.电磁感应现象产生感应电动势,如果电路闭合,则有感应电流。如果电路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流。✨得分速记: 对磁通量的理解
(1)磁通量的正负:磁通量的正负不代表大小,只表示磁感线是怎样穿过平面的。若从平面的某一侧穿入为正,则从另一侧穿入为负。
(2)磁通量的大小
①由公式计算:Φ=BSsinθ(其中θ角为平面S与磁感线的夹角)。
②从磁感线观察:从不同侧面穿入的磁感线抵消后,剩余的磁感线的条数越多,磁通量越大。
③穿过线圈的磁通量的大小与线圈匝数无关。
(3)磁通量变化的常见情况
根据Φ=BSsinθ,引起磁通量变化的三个因素是S、B和θ。
①仅B变化:线圈内磁场变化。
②仅S变化:线圈的部分导线做切割磁感线运动。
③仅θ变化:线圈在磁场中转动。
考●向●破●译
考向1 电磁感应现象的发现与研究
例1 (24-25高二上·内蒙古呼和浩特)下列有关物理学史表述正确的是( )
A.卡文迪许利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律,并测出了静电力常量k的值
B.丹麦物理学家奥斯特发现了电磁感应现象
C.通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似,安培由此受到启发提出分子电流假说
D.英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并发现了电流的磁效应
【变式训练1·变考法】(25-26高二上·辽宁)电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加深入,宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。关于磁通量和电磁感应现象的描述,下列说法正确的是( )
A.奥斯特首先发现电磁感应现象
B.磁通量是矢量,正负号表示磁通量的方向
C.当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合电路中就一定有感应电流
D.只要穿过闭合电路的磁通量足够大,电路中就一定有感应电流
【变式训练2·变情境】(25-26高二上·江苏无锡)某小组用如图所示装置验证著名的“罗兰实验”:让橡胶圆盘带上大量的负电荷,在圆盘附近点处悬挂一枚可以任意转动的小磁针,当圆盘绕中心轴按图示方向在水平面内高速旋转时,小磁针会发生偏转。分别为圆盘正上方和正右方的两点,下列说法错误的是( )
A.小磁针发生偏转,说明了运动电荷能产生磁场
B.小磁针发生偏转,说明了圆盘产生了感应电流
C.若将小磁针悬挂在点,则极的指向竖直向上
D.若将小磁针悬挂在点,则极的指向竖直向下
考点二 楞次定律
知识点1 右手定则
知●识●解●构
(1)使用方法。
①让磁感线穿入右手手心。
②使大拇指指向导体运动的方向。
③则其余四指指向感应电流的方向。
考●向●破●译
考向1 右手定则判断感应电流方向
例1 (2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测)1831年10月28日,法拉第展示了人类历史上第一台发电机——法拉第圆盘发电机。半径为r的圆盘通过O、a两处电刷与如图所示的外电路相连,其中电阻,一带电油滴静止在两极板间。圆盘在外力作用下绕O点以角速度逆时针匀速转动过程中,圆盘接入Oa间的等效电阻也为R,已知匀强磁场磁感应强度为B,不计其它电阻和摩擦。下列说法正确的是( )
A.若将电容器极板M向上移动,则带电油滴向上运动
B.该油滴带负电
C.c点电势高于b点电势
D.电阻上消耗的电功率为
▶新情境◀【变式训练1·变考法】(25-26高二上·辽宁)近年来,我国高速铁路迅速发展,已成为国家新名片。铁路上使用一种装置向控制中心传输信号以确定火车的信息。如图甲所示,火车首节车厢下面固定有矩形匀强磁场,磁感应强度大小为,方向垂直车厢底部,竖直向下,磁场宽d=20cm。铁轨中央固定有匝数匝的长方形线圈,宽度为。高铁经过线圈上方时线圈两端ab间电压随时间变化的关系图像如图乙所示,线圈电阻忽略不计。关于高铁向右经过线圈时运动情况的描述,下列说法正确的是( )
A.时高铁的速度大小为
B.高铁以的加速度做匀加速直线运动
C.磁场进入线圈时b端电势低于a端
D.该装置运用了电流的磁效应原理
【变式训练2·变考法】(23-24高二下·内蒙古)在图中 CDEF 是金属框,框内存在着如图所示的匀强磁场。当导体 MN向右移动时( )
A.CDEF中磁通量不变,无感应电流产生
B.整个 CDEF框中有顺时针方向的感应电流
C.整个 CDEF框中有逆时针方向的感应电流
D.MN右侧回路有顺时针方向的感应电流,MN左侧回路有逆时针方向的感应电流
知识点2 楞次定律
知●识●解●构
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:适用于一切回路磁通量变化的情况。
2.楞次定律的推广
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,列表说明如下:
推论
例证
阻碍原磁通量变化——“增反减同”
磁铁靠近,B感、B原反向,二者相斥;
磁铁远离,B感、B原同向,二者相吸
阻碍相对运动——“来拒去留”
使回路面积有扩大或缩小的趋势——“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
P.Q是光滑固定导轨,a、b是可移动金属棒,磁铁下移,回路面积应减小,a、b靠近
B减小,线圈扩张
使闭合线圈远离或靠近磁体——“增离减靠”
当开关S闭合(断开)时,左环向左(右)摆动、右环向右(左)摆动,远离(靠近)通电线圈
阻碍原电流的变化——“增反减同”(即自感现象)
闭合S,B灯先亮,A灯逐渐变亮;再断开S,两灯逐渐熄灭
说明
以上五种情况“殊途同归”,实质上都是以不同的方式阻碍磁通量的变化
考●向●破●译
考向2 楞次定律判断感应电流方向(增反减同)
例2 (2026·安徽·模拟预测)如图所示,铝圆环用三根长度相同的绝缘细线吊在轻弹簧下面处于静止状态,圆环环面水平,条形磁铁竖直固定在圆环正下方,上端是极。用外力将圆环向下拉动一小段距离后由静止释放,弹簧开始上下振动,忽略磁铁与弹簧间的作用,在圆环第一次向上运动到最高点的过程,下列说法正确的是( )
A.圆环一直有收缩趋势
B.俯视看,圆环中有顺时针方向的电流
C.圆环中感应电动势一直增大
D.圆环中产生的焦耳热小于弹簧弹性势能的减少量
【变式训练1·变考法】(25-26高三上·内蒙古呼和浩特)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,埋在地下的线圈通上逆时针(俯视)方向恒定电流,当汽车经过地下线圈时( )
A.地下线圈产生的磁场方向竖直向下
B.汽车进入地下线圈过程产生感应电流方向为abcd
C.汽车离开地下线圈过程产生感应电流方向为abcd
D.汽车进入地下线圈过程受到的安培力方向与速度方向相同
▶新考法◀【变式训练2·变考法】(25-26高二上·辽宁锦州)工厂生产金属工件时,光滑水平传送带上的闭合圆形金属线框,以恒定速度斜向上匀速通过有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,磁场宽度与线框直径恰好相等。下列说法正确的是( )
A.线框中不产生感应电流
B.线框中感应电流方向一直沿顺时针方向
C.线框中感应电流方向一直沿逆时针方向
D.线框中感应电流方向先沿顺时针后沿逆时针
考向3 楞次定律推论:来拒去留
例3 (2026·北京丰台·二模)如图,A和B都是铝环,环A是闭合的,环B是断开的,两环分别固定在一横梁的两端,横梁可以绕中间的支点转动。下列说法正确的是( )
A.用磁铁的N极靠近A环,A环会被吸引
B.用磁铁的N极靠近B环,B环内没有产生感应电动势
C.分别用磁铁的N极和S极靠近A环,A环均会被排斥
D.分别用磁铁的N极和S极靠近A环,A环产生的感应电流方向相同
【变式训练1·变考法】(25-26高二下·河南)如图所示,一条形磁铁N极固定于天花板上,S极距离下方的水平绝缘光滑桌面很近,一水平放置的金属圆环在靠近S极左侧以某一初速度沿桌面向右运动并经过磁铁的正下方(未接触磁铁)。下列说法正确的是( )
A.从上向下看,圆环产生的电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向
B.桌面对圆环的支持力先大于圆环重力后小于圆环重力
C.圆环始终有收缩趋势
D.圆环先减速后加速
▶新情境◀【变式训练2·变考法】(25-26高二下·四川成都)如图甲为金属工件入库分拣、自动计数管控简化图,在检测工位下方预埋LC振荡检测电路。当金属工件靠近线圈上方时,线圈的自感系数增大,引发LC振荡检测电路频率变小,从而完成计数与分拣识别。规定电流沿顺时针流动为正方向,该LC振荡检测电路的电流随时间变化规律如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.时刻,线圈L的磁场能为零
B.过程,电容器C在充电
C.过程,电容器C的左极板带正电
D.由图乙可判断金属工件正靠近LC振荡检测电路
考向4 楞次定律推论:增缩减扩
例4 (25-26高二下·黑龙江哈尔滨)如图甲所示,一长直导线与闭合金属线框位于同一竖直平面内,长直导线中的电流随时间的变化关系如图乙所示(以水平向右为电流的正方向),则在时间内,下列说法正确的是( )
A.穿过线框的磁通量先增大后减小
B.线框中始终产生顺时针方向的感应电流
C.线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势
D.线框所受安培力的合力始终向上
【变式训练1·变考法】(25-26高二上·辽宁大连)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.磁铁靠近线圈时,线圈对桌面的压力小于线圈的重力
D.有无线圈,磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同
【变式训练2·变情境】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨)如图所示,水平桌面上固定一长直导线a,右方有一可以移动的金属圆环b,如图所示。现给a通入图示方向的恒定电流I,并使圆环b向右逐渐远离导线a,下列说法正确的是( )
A.金属圆环b中的电流沿逆时针方向 B.金属圆环b中的电流沿顺时针方向
C.金属圆环b中没有感应电流 D.金属圆环b有缩小的趋势
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2026·黑吉辽蒙卷·高考真题)动圈式扬声器的结构和线圈绕向如图(a)所示,图(b)为线圈所在区域磁场分布。将其用作话筒时,锥形纸盆的振动带动线圈运动,把声信号转化为电信号。规定向右为线圈位移的正方向,若随时间的变化如图(c)所示,则、间电势差随变化的图像可能为( )
A. B.
C. D.
2.(2026·浙江·高考真题)下列说法正确的是( )
A.图甲中线框在图示时刻的电流沿顺时针方向(俯视)
B.若图乙中储罐内不导电液体液面上升,LC电路振荡周期减小
C.图丙中单色光入射楔形透明膜时,频率越高,明暗条纹间距越大
D.用图丁中扭秤探究电荷间相互作用力时,应使金属小球A与C带同种电荷
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.(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
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第30讲 电磁感应现象 楞次定律
内容导航
01
命题透视·考情前瞻
对标素养,研判高考命题趋势
02
思维建模·脉络梳理
搭建知识框架,构建系统思维
03
考点精讲·靶向突破
拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 磁通量 电磁感应现象
知识点1 磁通量 电磁感应现象
考向1 电磁感应现象的发现与研究
考点二 楞次定律
知识点1 右手定则
考向1 右手定则判断感应电流方向
知识点2楞次定律
考向2 楞次定律判断感应电流方向(增反减同)
考向3 楞次定律推论:来拒去留
考向4 楞次定律推论:增缩减拓
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑,感知高考考向
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
核心考点
2026年
2025年
2024年
电磁感应过程中的能量类问题
全国甲卷12题20分
考情分析
题型与考向:针对这部分内容的考查,主要包括磁铁-线圈类,通电直导线周边类,导轨导体棒类和实验探究类。高考考向主要集中在基础概念辨析、楞次定律直接应用、三定则综合应用和实际场景迁移方面。
情境与立意:
1.生活化应用情境:常结合电磁弹射、地磁场探测、金属安检门等真实技术场景,将抽象知识点落地,考查考生的模型转化能力。
经典实验情境:依托法拉第电磁感应探究实验、楞次定律演示装置,还原物理探究过程,贴合教材基础考点。
学术拓展情境:引入涡流、电磁阻尼、超导体磁悬浮等拓展场景,在基础规律上延伸,区分考生的知识迁移水平。
复习目标
1. 基础概念方面,要求明确电磁感应核心条件:“闭合回路+磁通量发生变化”,能准确区分“有感应电动势无感应电流”和“有感应电流”的不同场景。
2. 规律应用方面:熟练掌握楞次定律的核心内容与“增反减同、来拒去留、增缩减扩”推论,能结合右手定则快速判断导体切割磁感线场景下的感应电流方向。
3. 综合能力提升方面:能综合调用安培定则、左手定则、右手定则解决复合电磁问题,适配高考各类生活化、实验类命题情境,完成模型转化与逻辑推导。
思维建模·脉络梳理
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 磁通量 电磁感应现象
知识点1 磁通量 电磁感应现象
知●识●解●构
一、磁通量
1.公式:Φ=BSsin,S为垂直磁场方向的面积,磁通量为标量(填“标量”或“矢量”)。
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.磁通量变化量:ΔΦ=Φ2-Φ1。
二、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,电路中有感应电流产生的现象。
2.产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
3.电磁感应现象产生感应电动势,如果电路闭合,则有感应电流。如果电路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流。✨得分速记: 对磁通量的理解
(1)磁通量的正负:磁通量的正负不代表大小,只表示磁感线是怎样穿过平面的。若从平面的某一侧穿入为正,则从另一侧穿入为负。
(2)磁通量的大小
①由公式计算:Φ=BSsinθ(其中θ角为平面S与磁感线的夹角)。
②从磁感线观察:从不同侧面穿入的磁感线抵消后,剩余的磁感线的条数越多,磁通量越大。
③穿过线圈的磁通量的大小与线圈匝数无关。
(3)磁通量变化的常见情况
根据Φ=BSsinθ,引起磁通量变化的三个因素是S、B和θ。
①仅B变化:线圈内磁场变化。
②仅S变化:线圈的部分导线做切割磁感线运动。
③仅θ变化:线圈在磁场中转动。
考●向●破●译
考向1 电磁感应现象的发现与研究
例1 (24-25高二上·内蒙古呼和浩特)下列有关物理学史表述正确的是( )
A.卡文迪许利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律,并测出了静电力常量k的值
B.丹麦物理学家奥斯特发现了电磁感应现象
C.通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似,安培由此受到启发提出分子电流假说
D.英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并发现了电流的磁效应
【答案】C
【详解】A.库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律−−库仑定律,静电力常量的数值是麦克斯韦方程组理论推导得来的,故A错误;
B.丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应,故B错误;
C.通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似,安培由此受到启发提出分子电流假说,故C正确;
D.英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场,奥斯特提出电流的磁效应,故D错误。
故选C。
【变式训练1·变考法】(25-26高二上·辽宁)电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加深入,宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。关于磁通量和电磁感应现象的描述,下列说法正确的是( )
A.奥斯特首先发现电磁感应现象
B.磁通量是矢量,正负号表示磁通量的方向
C.当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合电路中就一定有感应电流
D.只要穿过闭合电路的磁通量足够大,电路中就一定有感应电流
【答案】C
【详解】A.奥斯特首先发现了电流的磁效应(即电生磁),而电磁感应现象(磁生电)是由法拉第发现的,故A错误;
B.磁通量是标量,其正负号仅表示磁感线穿过平面的方向(如穿入或穿出),但磁通量本身不是矢量,故B错误;
C.根据法拉第电磁感应定律,当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,回路中会产生感应电动势;若电路闭合,则形成感应电流,故C正确;
D.感应电流的产生条件为磁通量的变化(变化率),而非磁通量的大小;即使磁通量很大,若无变化(如恒定磁场),也不会产生感应电流,故D错误。
故选C。
【变式训练2·变情境】(25-26高二上·江苏无锡)某小组用如图所示装置验证著名的“罗兰实验”:让橡胶圆盘带上大量的负电荷,在圆盘附近点处悬挂一枚可以任意转动的小磁针,当圆盘绕中心轴按图示方向在水平面内高速旋转时,小磁针会发生偏转。分别为圆盘正上方和正右方的两点,下列说法错误的是( )
A.小磁针发生偏转,说明了运动电荷能产生磁场
B.小磁针发生偏转,说明了圆盘产生了感应电流
C.若将小磁针悬挂在点,则极的指向竖直向上
D.若将小磁针悬挂在点,则极的指向竖直向下
【答案】B
【详解】AB.由题意可知,磁针受到磁场力的作用,原因是由于电荷的定向移动,从而形成电流,而电流周围会产生磁场,不能说明圆盘产生了感应电流,故A正确,不符合题意,B错误,符合题意;
CD.圆盘带负电,根据右手定则可知,圆盘中心轴处的磁场方向向上,类似于条形磁铁发出的磁场,若将小磁针悬挂在点,则极的指向竖直向上,若将小磁针悬挂在点,则极的指向竖直向下,故CD正确,不符合题意;
本题选择错误的,故选B。
考点二 楞次定律
知识点1 右手定则
知●识●解●构
(1)使用方法。
①让磁感线穿入右手手心。
②使大拇指指向导体运动的方向。
③则其余四指指向感应电流的方向。
考●向●破●译
考向1 右手定则判断感应电流方向
例1 (2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测)1831年10月28日,法拉第展示了人类历史上第一台发电机——法拉第圆盘发电机。半径为r的圆盘通过O、a两处电刷与如图所示的外电路相连,其中电阻,一带电油滴静止在两极板间。圆盘在外力作用下绕O点以角速度逆时针匀速转动过程中,圆盘接入Oa间的等效电阻也为R,已知匀强磁场磁感应强度为B,不计其它电阻和摩擦。下列说法正确的是( )
A.若将电容器极板M向上移动,则带电油滴向上运动
B.该油滴带负电
C.c点电势高于b点电势
D.电阻上消耗的电功率为
【答案】D
【详解】A.电容器并联在两端,两端电压保持不变;极板间距增大后,板间电场强度减小,原来油滴平衡
现在
所以带电油滴会向下运动,故A错误;
B.正电荷随圆盘逆时针转动,洛伦兹力指向圆心,因此为电源正极,为负极。电流方向为,下极板接(高电势),上极板接(低电势),板间电场方向向上;油滴重力向下、电场力向上,因此油滴带正电。故B错误;
C.电流沿流动,电势沿电流方向降低,因此点电势高于点,故C错误;
D.消耗的电功率,故D正确。
故选D。
▶新情境◀【变式训练1·变考法】(25-26高二上·辽宁)近年来,我国高速铁路迅速发展,已成为国家新名片。铁路上使用一种装置向控制中心传输信号以确定火车的信息。如图甲所示,火车首节车厢下面固定有矩形匀强磁场,磁感应强度大小为,方向垂直车厢底部,竖直向下,磁场宽d=20cm。铁轨中央固定有匝数匝的长方形线圈,宽度为。高铁经过线圈上方时线圈两端ab间电压随时间变化的关系图像如图乙所示,线圈电阻忽略不计。关于高铁向右经过线圈时运动情况的描述,下列说法正确的是( )
A.时高铁的速度大小为
B.高铁以的加速度做匀加速直线运动
C.磁场进入线圈时b端电势低于a端
D.该装置运用了电流的磁效应原理
【答案】A
【详解】CD.该装置运用了电磁感应原理,由右手定则可知,磁场进入线圈时线圈中的电流由端流向端,又电池内部电流由负极流向正极,则端电势高,故CD错误;
AB.磁场进入线圈阶段,线圈的左边切割磁感线,由电压随时间变化的图像可知时,切割磁感线产生的感应电动势
解得
当时高铁的速度大小为
当时高铁的速度大小为
则高铁的加速度大小为,故A正确,B错误。
故选A。
【变式训练2·变考法】(23-24高二下·内蒙古)在图中 CDEF 是金属框,框内存在着如图所示的匀强磁场。当导体 MN向右移动时( )
A.CDEF中磁通量不变,无感应电流产生
B.整个 CDEF框中有顺时针方向的感应电流
C.整个 CDEF框中有逆时针方向的感应电流
D.MN右侧回路有顺时针方向的感应电流,MN左侧回路有逆时针方向的感应电流
【答案】D
【详解】当导体 MN向右移动时,根据右手定则MN切割磁感线产生由N到M的感应电流,则MN右侧回路有顺时针方向的感应电流,MN左侧回路有逆时针方向的感应电流。
故选D。
知识点2 楞次定律
知●识●解●构
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:适用于一切回路磁通量变化的情况。
2.楞次定律的推广
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,列表说明如下:
推论
例证
阻碍原磁通量变化——“增反减同”
磁铁靠近,B感、B原反向,二者相斥;
磁铁远离,B感、B原同向,二者相吸
阻碍相对运动——“来拒去留”
使回路面积有扩大或缩小的趋势——“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
P.Q是光滑固定导轨,a、b是可移动金属棒,磁铁下移,回路面积应减小,a、b靠近
B减小,线圈扩张
使闭合线圈远离或靠近磁体——“增离减靠”
当开关S闭合(断开)时,左环向左(右)摆动、右环向右(左)摆动,远离(靠近)通电线圈
阻碍原电流的变化——“增反减同”(即自感现象)
闭合S,B灯先亮,A灯逐渐变亮;再断开S,两灯逐渐熄灭
说明
以上五种情况“殊途同归”,实质上都是以不同的方式阻碍磁通量的变化
考●向●破●译
考向2 楞次定律判断感应电流方向(增反减同)
例2 (2026·安徽·模拟预测)如图所示,铝圆环用三根长度相同的绝缘细线吊在轻弹簧下面处于静止状态,圆环环面水平,条形磁铁竖直固定在圆环正下方,上端是极。用外力将圆环向下拉动一小段距离后由静止释放,弹簧开始上下振动,忽略磁铁与弹簧间的作用,在圆环第一次向上运动到最高点的过程,下列说法正确的是( )
A.圆环一直有收缩趋势
B.俯视看,圆环中有顺时针方向的电流
C.圆环中感应电动势一直增大
D.圆环中产生的焦耳热小于弹簧弹性势能的减少量
【答案】D
【详解】A.圆环向上运动过程中,线框中的磁通量减小,根据楞次定律可知,圆环有扩张趋势,故A错误;
B.根据楞次定律可知,俯视看,圆环中有逆时针方向的电流,故B错误;
C.向上运动磁通量变化率减小,至最高点时,速度为零,感应电动势为零,故C错误;
D.根据能量守恒,弹簧减少的弹性势能一部分转化为焦耳热,一部分转化为圆环的重力势能,故D正确。
故选D。
【变式训练1·变考法】(25-26高三上·内蒙古呼和浩特)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,埋在地下的线圈通上逆时针(俯视)方向恒定电流,当汽车经过地下线圈时( )
A.地下线圈产生的磁场方向竖直向下
B.汽车进入地下线圈过程产生感应电流方向为abcd
C.汽车离开地下线圈过程产生感应电流方向为abcd
D.汽车进入地下线圈过程受到的安培力方向与速度方向相同
【答案】B
【详解】A.由右手螺线管定则可知,俯视电流方向为逆时针,则产生的磁场方向应竖直向上,故A错误;
B.汽车线圈进入时,穿过汽车线圈的磁通量由零增大,根据楞次定律,感应电流应产生的磁场方向向下,由右手螺旋定则感应电流方向俯视看为顺时针方向,对应线圈标记为abcd,故B正确;
C.汽车线圈离开时,磁通量减小到零,根据楞次定律,感应电流产生向上的磁场,即由俯视看为感应电流为逆时针方向,与abcd(顺时针)相反,故C错误;
D.感应电流与安培力均遵循阻碍变化的规律,线圈受到的安培力总是阻碍汽车进入或离开,与运动方向相反,故D错误。
故选B。
▶新考法◀【变式训练2·变考法】(25-26高二上·辽宁锦州)工厂生产金属工件时,光滑水平传送带上的闭合圆形金属线框,以恒定速度斜向上匀速通过有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,磁场宽度与线框直径恰好相等。下列说法正确的是( )
A.线框中不产生感应电流
B.线框中感应电流方向一直沿顺时针方向
C.线框中感应电流方向一直沿逆时针方向
D.线框中感应电流方向先沿顺时针后沿逆时针
【答案】D
【详解】A.线框进入磁场过程,穿过线框的磁通量增大,线框出磁场过程,穿过线框的磁通量减小,即穿过线框的磁通量发生变化,则线框中产生感应电流,故A错误;
BCD.根据右手定则可知,线框中感应电流方向先沿顺时针后沿逆时针,故BC错误,D正确。
故选D。
考向3 楞次定律推论:来拒去留
例3 (2026·北京丰台·二模)如图,A和B都是铝环,环A是闭合的,环B是断开的,两环分别固定在一横梁的两端,横梁可以绕中间的支点转动。下列说法正确的是( )
A.用磁铁的N极靠近A环,A环会被吸引
B.用磁铁的N极靠近B环,B环内没有产生感应电动势
C.分别用磁铁的N极和S极靠近A环,A环均会被排斥
D.分别用磁铁的N极和S极靠近A环,A环产生的感应电流方向相同
【答案】C
【详解】AC.无论是用磁铁的N极还是S极靠近A环时,根据“来拒去留”可知,A环均会被排斥,A错误,C正确;
B.用磁铁的N极靠近B环,穿过B环的磁通量发生变化,则B环有感应电动势,只是无感应电流,B错误;
D.用磁铁的N极靠近A环时,穿过A环的磁通量向里增加;而用磁铁的S极靠近A环时,穿过A环的磁通量向外增加,根据楞次定律可知,A环产生的感应电流方向相反,D错误。
故选C。
【变式训练1·变考法】(25-26高二下·河南)如图所示,一条形磁铁N极固定于天花板上,S极距离下方的水平绝缘光滑桌面很近,一水平放置的金属圆环在靠近S极左侧以某一初速度沿桌面向右运动并经过磁铁的正下方(未接触磁铁)。下列说法正确的是( )
A.从上向下看,圆环产生的电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向
B.桌面对圆环的支持力先大于圆环重力后小于圆环重力
C.圆环始终有收缩趋势
D.圆环先减速后加速
【答案】B
【详解】A.根据楞次定律,从上向下看,穿过圆环的磁通量先向上增大,后向上减小,则感应电流先向下,后向上,结合右手定则,圆环产生的电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向,A错误;
B.根据“来拒去留”原理可知,桌面对圆环的支持力先大于圆环重力后小于圆环重力,B正确;
C.根据“增缩减扩”原理可知,圆环先有收缩趋势后有扩张趋势,C错误;
D.根据楞次定律,感应电流总是阻碍引起感应电流磁通量变化,所以圆环始终做减速运动,D错误。
故选B。
▶新情境◀【变式训练2·变考法】(25-26高二下·四川成都)如图甲为金属工件入库分拣、自动计数管控简化图,在检测工位下方预埋LC振荡检测电路。当金属工件靠近线圈上方时,线圈的自感系数增大,引发LC振荡检测电路频率变小,从而完成计数与分拣识别。规定电流沿顺时针流动为正方向,该LC振荡检测电路的电流随时间变化规律如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.时刻,线圈L的磁场能为零
B.过程,电容器C在充电
C.过程,电容器C的左极板带正电
D.由图乙可判断金属工件正靠近LC振荡检测电路
【答案】B
【详解】A.时刻电路中电流最大,根据线圈磁场能的表达式有
可知此时线圈的磁场能最大,不为零,故A错误;
B.过程,电路中电流大小逐渐减小,线圈的磁场能逐渐转化为电容器的电场能,电容器正在充电,故B正确;
C.规定电流沿顺时针流动为正方向,过程电流为正,即电流沿顺时针方向,根据图甲可知,底部的电容器所在支路的电流方向向左,正电荷向右极板聚集,则电容器的右极板带正电,左极板带负电,故C错误;
D.由题意可知,当金属工件靠近线圈上方时,线圈的自感系数增大,根据$LC$振荡电路的周期公式有
可知此时检测电路的周期变大,频率变小,而由图乙可知,时刻之后的振荡周期明显小于过程的振荡周期,即振荡频率增大,说明线圈的实际自感系数减小,可判断金属工件正远离$LC$振荡检测电路,故D错误。
故选B。
考向4 楞次定律推论:增缩减扩
例4 (25-26高二下·黑龙江哈尔滨)如图甲所示,一长直导线与闭合金属线框位于同一竖直平面内,长直导线中的电流随时间的变化关系如图乙所示(以水平向右为电流的正方向),则在时间内,下列说法正确的是( )
A.穿过线框的磁通量先增大后减小
B.线框中始终产生顺时针方向的感应电流
C.线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势
D.线框所受安培力的合力始终向上
【答案】C
【详解】A.长直导线中的电流先减小后增大,所以穿过线框的磁通量先减小后增大,故A错误;
B.时间内电流减小,穿过线框的磁场向外,磁通量减小,由楞次定律可知线框中产生逆时针方向的感应电流;时间内电流增大,穿过线框的磁场向里,磁通量增大,由楞次定律可知线框中产生逆时针方向的感应电流,故B错误;
C.穿过线框的磁通量先减小后增大,由“增缩减扩”可知,线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势,故C正确;
D.由左手定则可知时间内线框所受安培力的合力向下,时间内线框所受安培力的合力向上,故D错误。
故选C。
【变式训练1·变考法】(25-26高二上·辽宁大连)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.磁铁靠近线圈时,线圈对桌面的压力小于线圈的重力
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
【详解】A.有线圈时,随着磁铁振动,线圈中产生感应电流,根据楞次定律知,感应电流的磁场阻碍磁铁的相对运动,磁铁将更快停下来,故A错误。
B.磁铁靠近线圈时,感应电流产生的效果要阻碍磁通量的增大,线圈有收缩趋势,故B错误。
C.磁铁靠近线圈时,感应电流产生的效果要阻碍磁通量的增大,线圈有远离磁铁的趋势,所以线圈对桌面的压力大于线圈的重力,故C错误。
D.磁铁最终静止时,弹簧弹力等于磁铁重力,故两次过程中磁铁下降高度相同,弹性势能增加量相同,则磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同,故D正确。
故选D。
【变式训练2·变情境】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨)如图所示,水平桌面上固定一长直导线a,右方有一可以移动的金属圆环b,如图所示。现给a通入图示方向的恒定电流I,并使圆环b向右逐渐远离导线a,下列说法正确的是( )
A.金属圆环b中的电流沿逆时针方向 B.金属圆环b中的电流沿顺时针方向
C.金属圆环b中没有感应电流 D.金属圆环b有缩小的趋势
【答案】B
【详解】ABC.根据安培定则可知,通电长直导线a在其右侧产生的磁感应强度垂直桌面向里,且离导线a越远磁感应强度越小,使圆环b向右逐渐远离导线a,则穿过金属圆环b的磁通量减小,根据楞次定律可知,金属圆环b中的感应电流的磁场垂直桌面向里,根据安培定则可知,金属圆环b中的电流沿顺时针方向,故AC错误,B正确;
D.根据楞次定律的广义表述可知,金属圆环b有扩大的趋势,以阻碍磁通量减小,故D错误。
故选B。
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2026·黑吉辽蒙卷·高考真题)动圈式扬声器的结构和线圈绕向如图(a)所示,图(b)为线圈所在区域磁场分布。将其用作话筒时,锥形纸盆的振动带动线圈运动,把声信号转化为电信号。规定向右为线圈位移的正方向,若随时间的变化如图(c)所示,则、间电势差随变化的图像可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】根据题意,由图()可知,线圈的位移随时间按正弦规律变化,则有
则线圈的速度随时间的变化规律为
由于磁场是辐射状的,线圈运动方向始终与磁感线垂直,感应电动势的大小
可知,间电势差的大小随时间的变化规律与速度一致,应为余弦函数形式,时刻,由右手定则可知,线圈中电流由,因此端为负极,端为正极,则有,综上所述,D选项图像符合题意。
故选D。
2.(2026·浙江·高考真题)下列说法正确的是( )
A.图甲中线框在图示时刻的电流沿顺时针方向(俯视)
B.若图乙中储罐内不导电液体液面上升,LC电路振荡周期减小
C.图丙中单色光入射楔形透明膜时,频率越高,明暗条纹间距越大
D.用图丁中扭秤探究电荷间相互作用力时,应使金属小球A与C带同种电荷
【答案】D
【详解】A.根据右手定则,图甲中线框在图示时刻的电流沿逆时针方向(俯视),A错误;
B.若图乙中储罐内不导电液体液面上升,根据,ε变大,则C变大,根据可知,LC电路振荡周期增大,B错误;
C.图丙中单色光入射楔形透明膜时,频率越高,波长越小,从透明膜前后表面反射的光的路程差相差一个波长的相邻两明纹的距离减小,即明暗条纹间距越小,C错误;
D.用图丁中扭秤探究电荷间相互作用力时,应使金属小球A与C带同种电荷,两球由于排斥而使A转动,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
【详解】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.(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
【详解】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。
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第30讲
电磁感应现象
楞次定律
◆考点一磁通量
电磁感应现象剩
考向1电磁感应现象的发现与研究
例1
【答案】c
【变式训练1变考法】【答案】C
【变式训练2变情境】【答案】B
一考点二楞次定律
考向1右手定则判断感应电流方向
例1
【答案】D
新情境☒【变式训练1变考法】【答案】A
【变式训练2变考法】【答案】D
考向2楞次定律判断感应电流方向(增反减同)
例2
【答案】D
【变式训练1变考法】【答案】B
门新考法国【变式训练2·变考法】【答案】D
考向3楞次定律推论:来拒去留
例3到
【答案】c
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【变式训练1变考法】【答案】B
新情境区【变式训练2·变考法】【答案】B
考向4楞次定律推论:增缩减扩
例4
【答案】c
【变式训练1变考法】【答案】D
【变式训练2变情境】【答案】B
逻直题源者海感矧
1.【答案】D
2.【答案】D
3.【答案】A
4.【答案】D
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