第十一章電磁感應(yīng)三年考情楞次定律2023·海南卷·T6、2022·北京卷·T11

法拉第電磁感應(yīng)定律及應(yīng)用2023·全國甲卷·T21、2023·全國乙卷·T17、2023·山東卷·T12、2023·新課標(biāo)卷·T26、2023·河北卷·T5、2023·北京卷·T19、2023·湖北卷·T5、2023·湖南卷·T14、2023·江蘇卷·T8、2023·遼寧卷·T10、2023·浙江6月選考·T19、2023·重慶卷·T7、2022·全國甲卷·T16、2022·全國甲卷·T20、2022·全國乙卷·T24、2022·湖北卷·T15、2022·江蘇卷·T5、2022·遼寧卷·T15、2022·河北卷·T5、2022·山東卷·T12、2022·廣東卷·T10、2022·湖南卷·T10、2022·浙江1月選考·T13、2022·浙江1月選考·T21、2022·浙江6月選考·T21、2022·重慶卷·T13、2021·全國甲卷·T21、2021·遼寧卷·T9電磁感應(yīng)圖像問題2022·河北卷·T8命題規(guī)律目標(biāo)定位本章主要考查楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律，常結(jié)合動力學(xué)、能量、動量、電路等綜合命題。常見桿軌模型、線框模型等，實際應(yīng)用模型有：磁懸浮列車、電磁軌道炮、電磁驅(qū)動、電磁彈射、電磁阻尼、電磁制動等。第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律課標(biāo)要求1．了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過程，體會科學(xué)探索中科學(xué)思想和科

學(xué)態(tài)度的重要作用。2．通過實驗了解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。3．通過實驗，探究影響感應(yīng)電流方向的因素，理解楞次定律。考點一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和判斷考點二感應(yīng)電流方向的判斷考點三楞次定律的推廣內(nèi)容索引聚焦學(xué)科素養(yǎng)課時測評考點四“三定則、一定律”的應(yīng)用考點一電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和判斷1．磁通量(1)概念：在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，與磁場方向______的平面，其面積S與磁感應(yīng)強度B的______叫作穿過這個面積的磁通量。(2)公式：Φ＝___，S為垂直磁場的__________。(3)矢標(biāo)性：磁通量為標(biāo)量。(4)物理意義：磁通量的大小可形象表示穿過某一面積的________條數(shù)的多少。(5)磁通量的變化：ΔΦ＝Φ2－Φ1。知識梳理垂直乘積BS投影面積磁感線2．電磁感應(yīng)現(xiàn)象(1)當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的________發(fā)生變化時，閉合導(dǎo)體回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)。(2)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件：穿過______回路的________發(fā)生變化。(3)實質(zhì)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是產(chǎn)生____________：①如果電路閉合，則有感應(yīng)電流；②如果電路不閉合，則只有感應(yīng)電動勢而無感應(yīng)電流。磁通量閉合磁通量感應(yīng)電動勢自主訓(xùn)練1磁通量及磁通量的變化的理解(多選)如圖所示，矩形線圈abcd位于紙面內(nèi)，面積為S，匝數(shù)為N，過ab中點和cd中點的連線OO′恰好位于垂直紙面向外的勻強磁場的右邊界上，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B。若線圈繞OO′軸從圖示位置開始轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是A．此時穿過線圈的磁通量為B．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動60°時的磁通量為C．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動90°時的磁通量為0D．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動180°的過程中，磁通量的變化量為0√√題圖所示位置時穿過線圈的磁通量為Φ1＝

，A錯誤；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動60°時的磁通量為Φ2＝

，B正確；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動90°時的磁通量為0，C正確；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動180°的過程中，磁通量的變化量ΔΦ＝

＝－BS，D錯誤。故選BC。易錯提醒1．磁通量是通過某一平面磁場的多少，與線圈匝數(shù)N無關(guān)。2．磁通量是有向標(biāo)量，當(dāng)磁場從另一個面通過線圈時，磁通量反向。自主訓(xùn)練2感應(yīng)電流有無的判斷(多選)在下列各圖所描述的物理情境中，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是A．甲圖中條形磁體插入螺線管中靜止不動時B．乙圖中無論滑動變阻器滑片向下移動還是向上移動的過程中C．丙圖中閉合開關(guān)瞬間D．丁圖中導(dǎo)體棒AB在磁場中上下運動時√√題圖甲中條形磁體插入螺線管中靜止不動時，螺線管內(nèi)磁通量保持不變，無感應(yīng)電流，A錯誤；題圖乙中無論滑動變阻器滑片怎么移動，線圈b內(nèi)的電流都會變化，則線圈b產(chǎn)生的磁場都會變化，導(dǎo)致線圈a中的磁通量變化，線圈a中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，B正確；題圖丙中閉合開關(guān)會使螺線管B的磁通量發(fā)生變化，螺線管B中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，C正確；當(dāng)導(dǎo)體棒的運動方向與磁場平行時，導(dǎo)體棒不切割磁感線，無感應(yīng)電流，D錯誤。故選BC。判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的流程1．確定研究的回路。2．弄清楚回路內(nèi)的磁場分布，并確定穿過該回路的磁通量Φ。3．Φ不變→無感應(yīng)電流歸納提升Φ變化→回路不閉合，無感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動勢回路閉合，有感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流返回考點二感應(yīng)電流方向的判斷1．楞次定律(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要______引起感應(yīng)電流的________的變化。(2)適用范圍：一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2．右手定則(1)內(nèi)容：如圖，伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)，讓________從掌心進入，并使拇指指向__________的方向，這時四指所指的方向就是__________的方向。(2)適用情況：判斷部分導(dǎo)體____________時感應(yīng)電流的方向。知識梳理阻礙磁通量磁感線導(dǎo)線運動感應(yīng)電流切割磁感線(2023·海南高考·改編)汽車測速利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，汽車可簡化為一個矩形線圈abcd，埋在地下的線圈分別為1、2，通上順時針(俯視)方向電流。判斷下列說法的正誤：(1)線圈1、2產(chǎn)生的磁場方向豎直向上。 (

)(2)汽車進入線圈1的過程中感應(yīng)電流的磁場向下。 (

)(3)汽車進入線圈1的過程產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向為abcd。 (

)(4)根據(jù)右手定則，汽車進入線圈1時，bc邊中電流方向由c→b。 (

)高考情境鏈接×××√1．楞次定律中“阻礙”的含義核心突破2．判斷感應(yīng)電流方向的兩種方法(1)用楞次定律判斷(2)用右手定則判斷該方法適用于部分導(dǎo)體切割磁感線，判斷時應(yīng)注意掌心、四指、拇指的方向?？枷?應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向

如圖所示，一水平放置的圓形通電線圈1固定，從上往下看，線圈1始終有逆時針方向的恒定電流，另一較小的圓形線圈2從1的正下方以一定的初速度豎直上拋，重力加速度為g，在上拋的過程中兩線圈平面始終保持平行且共軸，則在線圈2從線圈1的正下方上拋至線圈1的正上方過程中A．從上往下看，線圈2始終有順時針方向的感應(yīng)電流B．從上往下看，線圈2始終有逆時針方向的感應(yīng)電流C．從上往下看，線圈2在1正下方有順時針方向的感應(yīng)電流，在1正上方有逆時針方向的感應(yīng)電流D．從上往下看，線圈2在1正下方有逆時針方向的感應(yīng)電流，在1正上方有順時針方向的感應(yīng)電流例1 √從上往下看，穿過2的磁通量先向上增加，后向上減少，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向先順時針，后逆時針，A、B、D錯誤，C正確?？枷?應(yīng)用右手定則判斷感應(yīng)電流的方向

下列圖中表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場中做切割磁感線運動的情境，導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向為a→b的是√例2 ab棒順時針轉(zhuǎn)動，運用右手定則時，磁感線穿過手心，拇指指向順時針方向，則知導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向為a→b，故A正確；ab棒向紙外運動，運用右手定則時，磁感線穿過手心，拇指指向紙外，則知ab棒上的感應(yīng)電流方向為b→a，故B錯誤；導(dǎo)體框向右運動，ad邊切割磁感線，由右手定則可知，導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向為b→a，故C錯誤；ab棒沿導(dǎo)軌向下運動，由右手定則可知，導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向為b→a，故D錯誤。對點練．如圖所示，在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場垂直，金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面?，F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運動，在運動開始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是A．PQRS中沿順時針方向，T中沿逆時針方向B．PQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向C．PQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向D．PQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向√金屬桿PQ突然向右運動，由右手定則可知，PQRS中有沿逆時針方向的感應(yīng)電流，由于感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相反，則穿過圓環(huán)形金屬線框T中的磁通量減小，由楞次定律可知，T中有沿順時針方向的感應(yīng)電流，故D正確。返回考點三楞次定律的推廣楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為：感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因。根據(jù)引起感應(yīng)電流的情境，常見以下四種具體推論：推論圖例說明阻礙原磁通量變化——“增反減同”甲圖：磁鐵靠近，B感、B原反向，二者相斥；乙圖：磁鐵遠離，B感、B原同向，二者相吸阻礙相對運動——“來拒去留”使回路面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”(注意：只適用于單方向的磁通量)

丙圖：P、Q是光滑固定導(dǎo)軌，a、b是可移動金屬棒，磁鐵下移，回路面積應(yīng)減小，a、b靠近丁圖：B減小，線圈擴張推論圖例說明阻礙原電流的變化——“增反減同”(自感現(xiàn)象)戊圖：若A、B兩燈規(guī)格相同：合上S，B燈先亮，A燈逐漸變亮；再斷開S，兩燈逐漸熄滅以上情況“殊途同歸”，實質(zhì)上都是以不同的方式阻礙磁通量的變化考向1阻礙原磁通量變化——“增反減同”(多選)兩圓環(huán)A、B置于同一水平面上，其中A為均勻帶電絕緣環(huán)，B為導(dǎo)體環(huán)。當(dāng)A以如圖所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動的角速度發(fā)生變化時，B中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流，則A．A可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小B．A可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大C．A可能帶負電且轉(zhuǎn)速減小D．A可能帶負電且轉(zhuǎn)速增大例3√√若A帶正電，順時針轉(zhuǎn)動產(chǎn)生順時針方向的電流，A內(nèi)磁場方向垂直紙面向里，當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時，穿過B的磁通量增加，根據(jù)楞次定律(增反減同)可知B中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，A錯誤，B正確；

若A帶負電，順時針轉(zhuǎn)動產(chǎn)生逆時針方向的電流，A內(nèi)磁場方向垂直紙面向外，當(dāng)轉(zhuǎn)速減小時，穿過B的磁通量減少，根據(jù)楞次定律(增反減同)可知B中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，C正確，D錯誤?？枷?阻礙相對運動——“來拒去留”(多選)(2023·浙江湖州、衢州、麗水聯(lián)考)中國科學(xué)院科普云平臺的格致論道欄目中，羅會仟老師演示了用超導(dǎo)線圈懸浮一個強磁鐵的實驗，如圖所示，此時強磁鐵N極朝上。當(dāng)快速將磁鐵從圖示位置向下拔出，則A．俯視超導(dǎo)線圈，其電流的方向為順時針B．俯視超導(dǎo)線圈，其電流的方向為逆時針C．將磁鐵S極朝上再從下方靠近超導(dǎo)線圈，線圈受引力D．將磁鐵S極朝上再從下方靠近超導(dǎo)線圈，線圈受斥力例4√√根據(jù)楞次定律可知，當(dāng)快速將磁鐵從題圖示位置向下拔出時，線圈的磁通量減小，又此時強磁鐵N極朝上，故俯視超導(dǎo)線圈，其電流的方向為逆時針，故A錯誤，B正確；將磁鐵S極朝上再從下方靠近超導(dǎo)線圈時，根據(jù)楞次定律可知，線圈受斥力，故C錯誤，D正確?？枷?使回路面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”

如圖所示，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在線圈a的右上方固定一豎直螺線管b，螺線管與電源和滑動變阻器串聯(lián)。若將滑動變阻器的滑片P向上滑動(線圈a始終靜止)，下列說法正確的是A．線圈a有縮小的趨勢B．線圈a對水平桌面的壓力將減小C．線圈a受到水平向右的靜摩擦力D．俯視線圈a，其將產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流例5√將滑動變阻器的滑片P向上滑動時，其接入電路的電阻增大，通過螺線管b的電流減小，產(chǎn)生的磁場減弱，穿過線圈a的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，俯視線圈a時，其產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，根據(jù)“增縮減擴”可知，線圈a應(yīng)有擴張的趨勢，同時有靠近線圈b的趨勢，所以線圈a受到斜向右上方的安培力，即線圈a對水平桌面的壓力將減小，同時受到水平向左的靜摩擦力，故B正確，A、C、D錯誤。故選B。返回考點四“三定則、一定律”的應(yīng)用定則或定律適用的現(xiàn)象因果關(guān)系安培定則電流的磁效應(yīng)——電流、運動電荷產(chǎn)生磁場因電生磁左手定則(1)安培力——磁場對電流的作用力(2)洛倫茲力——磁場對運動電荷的作用力因電受力右手定則導(dǎo)體做切割磁感線運動產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象因動生電楞次定律閉合回路磁通量變化產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象因磁生電(多選)如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，PQ、MN均處在豎直向下的勻強磁場中，當(dāng)PQ在一外力的作用下運動時，MN向右運動，則PQ所做的運動可能是A．向右做加速運動 B．向左做加速運動C．向右做減速運動 D．向左做減速運動例6√√MN向右運動，說明MN受到向右的安培力，因為MN處的磁場垂直紙面向里，由左手定則可知，MN中的感應(yīng)電流方向為M→N，由安培定則可知，L1中感應(yīng)電流的磁場方向向上，由楞次定律可知，L2中磁場方向向上減弱或L2中磁場方向向下增強。若L2中磁場方向向上減弱，則由安培定則可知，PQ中電流方向為Q→P且減小，由右手定則可知，PQ向右做減速運動；若L2中磁場方向向下增強，則由安培定則可知，PQ中電流方向為P→Q且增大，由右手定則可知，PQ向左做加速運動。故選BC。對點練1．(多選)如圖所示，兩條水平光滑金屬導(dǎo)軌固定在電磁鐵兩磁極之間，導(dǎo)軌兩端a、b斷開，金屬桿L垂直導(dǎo)軌放置。閉合開關(guān)S，下列判斷正確的是A．電磁鐵兩磁極之間的磁場方向向下B．若給金屬桿向左的初速度，則a點電勢高于b點C．若a、b間接導(dǎo)線，向下移動滑片P，則金屬桿向左運動D．若a、b間接直流電源，a接正極、b接負極，則金屬桿向左運動√√閉合開關(guān)S，根據(jù)安培定則可知，電磁鐵兩磁極之間的磁場方向向下，故A正確；根據(jù)右手定則可知，若給金屬桿向左的初速度，則a點電勢低于b點，故B錯誤；若a、b間接導(dǎo)線，向下移動滑片P，則螺線管中的電流變大，磁場增強，由于穿過閉合回路的磁通量增加，由楞次定律可知，金屬桿向左運動，故C正確；若a、b間接直流電源，a接正極、b接負極，由左手定則可知，金屬桿向右運動，故D錯誤。對點練2．如圖所示，一平行光滑金屬導(dǎo)軌水平置于豎直向下的勻強磁場中，導(dǎo)軌電阻不計，與大螺線管M相接，在M螺線管內(nèi)同軸放置一絕緣圓盤N，N的邊緣固定著許多帶負電的小球(每個小球都可視為一點電荷)，且圓盤N可繞軸心在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。當(dāng)導(dǎo)體棒ab運動時，圓盤N能沿箭頭方向逆時針轉(zhuǎn)動，則導(dǎo)體棒ab的運動情況是A．導(dǎo)體棒ab向右做勻速運動B．導(dǎo)體棒ab向右做加速運動C．導(dǎo)體棒ab向左做勻加速運動D．導(dǎo)體棒ab向左做變加速運動√若導(dǎo)體棒ab向右運動，根據(jù)右手定則可知感應(yīng)電流由b到a，M中的磁場向外，與產(chǎn)生感應(yīng)電場的磁場方向相反，可知必然是增強的，則ab必然加速運動，故A錯誤，B正確；若導(dǎo)體棒ab向左運動，根據(jù)右手定則可知感應(yīng)電流由a到b，M中的磁場向里，與產(chǎn)生感應(yīng)電場的磁場方向相同，可知必然是減弱的，則ab必然減速運動，故C、D錯誤。故選B。返回聚焦學(xué)科素養(yǎng)

生活中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生活、生產(chǎn)、科技中有關(guān)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實例很多，如門磁系統(tǒng)、汽車自動控制剎車系統(tǒng)、測速“電子眼”、電梯墜落的應(yīng)急安全裝置等，解答這類問題時，要根據(jù)實際情境，應(yīng)用感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、楞次定律或右手定則等有關(guān)知識分析即可。應(yīng)用1．[門磁系統(tǒng)](2023·廣東廣州二模)如圖所示的門磁系統(tǒng)，強磁棒固定在門框上，線圈和發(fā)射系統(tǒng)固定在房門上，當(dāng)房門關(guān)閉時穿過線圈的磁通量最大，當(dāng)線圈中出現(xiàn)一定強度的電壓、電流信號時，自動觸發(fā)后面的信號發(fā)射系統(tǒng)，遠程向后臺發(fā)出報警信號，下列說法中正確的是A．只有當(dāng)房門向外打開的過程中，門磁系統(tǒng)才會發(fā)生報警B．此種門磁系統(tǒng)裝在左右移動的滑門上也會起作用C．房門不動時，線圈中會產(chǎn)生恒定的電流D．將強磁棒與線圈和發(fā)射系統(tǒng)交換位置后不能起到報警的作用√房門向內(nèi)關(guān)閉或向外打開的過程中，磁通量都會發(fā)生變化，都有感應(yīng)電流產(chǎn)生，都會發(fā)生報警，A錯誤；此種門磁系統(tǒng)裝在左右移動的滑門上，當(dāng)房門遠離或靠近時都會有磁通量的變化，產(chǎn)生感應(yīng)電壓、電流，能起到報警的作用，B正確；房門不動時，線圈中磁通量不發(fā)生變化，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯誤；將強磁棒與線圈和發(fā)射系統(tǒng)交換位置后，開、關(guān)門都會使線圈中磁通量發(fā)生變化，都會產(chǎn)生感應(yīng)電流，都能起報警的作用，故D錯誤。應(yīng)用2．[汽車自動控制剎車系統(tǒng)](多選)汽車自動控制剎車系統(tǒng)(ABS)的原理如圖所示，鐵質(zhì)齒輪P與車輪同步轉(zhuǎn)動，右端有一個繞有線圈的磁體(極性如圖)，M是一個電流檢測器，當(dāng)車輪帶動齒輪P轉(zhuǎn)動時，靠近線圈的鐵齒被磁化，使通過線圈的磁通量增大，鐵齒離開線圈時又使通過線圈的磁通量減小，從而能使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流經(jīng)電子裝置放大后即能實現(xiàn)自動控制剎車，齒輪從圖示位置開始轉(zhuǎn)到下一個鐵齒正對線圈的過程中，通過M的感應(yīng)電流的方向A．在圖示時刻，鐵齒靠近線圈時，穿過線圈的磁通量最小B．條形磁鐵總是阻礙齒輪的轉(zhuǎn)動C．齒輪從圖示位置開始轉(zhuǎn)到下一個鐵齒正對線圈的過程中，通過M的感應(yīng)電流的方向總是先從左向右，然后從右向左D．齒輪從圖示位置開始轉(zhuǎn)到下一個鐵齒正對線圈的過程中，通過M的感應(yīng)電流的方向先從右向左，然后從左向右√√在題圖示時刻，鐵齒靠近線圈時，穿過線圈的磁通量最大，故A錯誤；根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流總是阻礙磁體間的相對運動，故B正確；鐵齒靠近線圈時被磁化，產(chǎn)生的磁場方向從右向左，齒輪P從題圖示位置按順時針方向轉(zhuǎn)過相鄰兩齒輪的過程中，通過線圈的磁通量先減小后增加，根據(jù)楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流的磁場先向右后向左，根據(jù)右手螺旋定則判斷出感應(yīng)電流的方向，所以通過M的感應(yīng)電流的方向先從右向左，然后從左向右，故C錯誤，D正確。故選BD。應(yīng)用3.[測速“電子眼”](多選)如圖是公路上安裝的一種測速“電子眼”。在“電子眼”前方路面下間隔一段距離埋設(shè)兩個通電線圈，當(dāng)車輛通過線圈上方的道路時，會引起線圈中電流的變化，系統(tǒng)根據(jù)兩次電流變化的時間及線圈之間的距離，對超速車輛進行抓拍。下列判斷正確的是A．汽車經(jīng)過線圈會產(chǎn)生感應(yīng)電流B．線圈中的電流是由于汽車通過線圈時發(fā)生電磁感應(yīng)引起的C．“電子眼”測量的是汽車經(jīng)過第二個線圈的瞬時速率D．如果某個線圈出現(xiàn)故障，沒有電流，“電子眼”還可以正常工作√√由題意可知，汽車經(jīng)過線圈會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A正確；根據(jù)楞次定律可知，線圈中的電流是由于汽車通過線圈時發(fā)生電磁感應(yīng)引起的，故B正確；測量的是經(jīng)過兩個線圈的平均速度，故C錯誤；如果某個線圈出現(xiàn)故障，沒有電流，就會無計時起點或終點，無法計時，則電子眼不能正常工作，故D錯誤。應(yīng)用4．[電梯墜落的應(yīng)急安全裝置](2023·河南周口統(tǒng)考)某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計的電梯墜落應(yīng)急安全裝置如圖所示，在電梯掛廂上安裝永久磁鐵，并在電梯的井壁上鋪設(shè)閉合線圈，這樣可以在電梯突然墜落時減小對電梯內(nèi)乘客的傷害。當(dāng)電梯中的永久磁鐵墜落至圖示位置時A．該安全裝置使電梯停在空中B．線圈A、B中的感應(yīng)電流方向相反C．只有線圈A在阻礙電梯下落D．只有線圈B在阻礙電梯下落√若電梯突然墜落，將線圈閉合時，線圈內(nèi)的磁感應(yīng)強度發(fā)生變化，將在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流會阻礙磁鐵的相對運動，可起到應(yīng)急避險作用，感應(yīng)電流會阻礙磁鐵的相對運動，但不能阻止磁鐵的運動，故A錯誤；當(dāng)電梯運動時，穿過兩線圈的磁通量方向相同，一個增加一個減少，根據(jù)楞次定律可知，兩線圈產(chǎn)生的感應(yīng)磁場方向相反，根據(jù)安培定則可知，兩線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反，故B正確；由上述分析可知，兩線圈均產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場均阻礙電梯的運動，故C、D錯誤。故選B。返回課時測評1．如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小B＝2T，方向沿x軸的正方向，線段長度MN＝DC＝0.4m，NC＝EF＝NE＝CF＝MD＝0.3m，設(shè)通過面積SMEFD、SMNE、SNEFC、SMNCD的磁通量分別為Φ1、Φ2、Φ3、Φ4，則A．Φ1＝0.24Wb B．Φ2＝0.12WbC．Φ3＝0.18Wb D．Φ4＝0.12Wb√根據(jù)題圖可知，面積SMNCD與磁場相互垂直，故磁通量Φ4＝BS＝2×0.4×0.3Wb＝0.24Wb，面積SMEFD與勻強磁場方向的夾角未知，因此可將面積SMEFD投影到與x軸垂直的SMNCD上，SMEFD的有效面積就是SMNCD的面積，故磁通量Φ1＝Φ4＝0.24Wb；面積SMNE和面積SNEFC都與磁場方向平行，故磁通量都為零。故選A。2．如圖是當(dāng)年法拉第實驗裝置示意圖，兩個線圈分別繞在一個鐵環(huán)上，線圈A接直流電源，線圈B接靈敏電流計，下列情況不可能使電流計G產(chǎn)生感應(yīng)電流的是A．開關(guān)S接通的瞬間B．開關(guān)S斷開的瞬間C．開關(guān)S接通后一段時間D．開關(guān)S接通后，不斷移動滑動變阻器滑片P時√將開關(guān)S接通或斷開的瞬間，磁場由無到有或由有到無，通過線圈B的磁通量發(fā)生變化，線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A、B正確，不符合題意；開關(guān)S接通一段時間之后，磁場不變，通過線圈B的磁通量不發(fā)生變化，線圈B中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯誤，符合題意；開關(guān)S接通后，改變滑動變阻器滑動頭的位置時，A線圈電流發(fā)生變化，磁場變化，通過線圈B的磁通量發(fā)生變化，線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D正確，不符合題意。故選C。3．(多選)下列各圖所描述的物理情境中，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是√√√A圖中開關(guān)S閉合穩(wěn)定后，穿過線圈N的磁通量保持不變，線圈N中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯誤；B圖中磁鐵向鋁環(huán)A靠近，穿過鋁環(huán)的磁通量增大，鋁環(huán)中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B正確；C圖中金屬框中從A位置向B位置運動，穿過金屬框的磁通量發(fā)生變化，金屬框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C正確；D圖中銅盤在磁場中按題圖示方向轉(zhuǎn)動，銅盤的一部分切割磁感線，回路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D正確。4．(2024·湖北武漢統(tǒng)考)如圖是學(xué)生常用的飯卡內(nèi)部示意圖，其由線圈和芯片電路組成。當(dāng)飯卡處于感應(yīng)區(qū)域時，會在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流來驅(qū)動芯片工作。已知線圈面積為S，共n匝。某次刷卡時，線圈平面與磁場垂直，且全部處于磁場區(qū)域內(nèi)，在感應(yīng)時間t內(nèi)，磁感應(yīng)強度方向向里且由0增大到B，此過程中A．線圈有擴張的趨勢B．通過線圈平面的磁通量變化量為nBSC．線圈中感應(yīng)電流方向為順時針D．AB邊受安培力方向向左√線圈平面的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知線圈有收縮的趨勢，故A錯誤；通過線圈平面的磁通量變化量為ΔΦ＝BS－0＝BS，故B錯誤；線圈平面的磁通量向里增加，根據(jù)楞次定律可知線圈中感應(yīng)電流方向為逆時針；根據(jù)左手定則可知，AB邊受安培力方向向左，故C錯誤，D正確。故選D。5．(多選)(2024·四川綿陽統(tǒng)考)某同學(xué)學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)相關(guān)知識后，做了探究性實驗：將閉合線圈按圖示方式放在電子秤上，手握條形磁鐵在線圈的正上方靜止，此時電子秤的示數(shù)為m0。將條形磁鐵A．插入線圈的過程中，電子秤的示數(shù)大于m0B．抽出線圈的過程中，線圈對條形磁鐵的作用力豎直向上C．插入線圈的過程中，線圈中感應(yīng)電流沿逆時針方向(俯視)D．勻速插入線圈的過程中，磁鐵減少的重力勢能等于線圈中產(chǎn)生的焦耳熱√√將條形磁鐵插入線圈或從線圈中抽出的過程，穿過線圈的磁通量發(fā)生了變化，線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，線圈與條形磁鐵會發(fā)生相互作用，根據(jù)楞次定律的推論“來拒去留”可知，在將磁鐵插入線圈的過程中，線圈與磁鐵相互排斥，導(dǎo)致電子秤的示數(shù)大于m0，故A正確；根據(jù)楞次定律的推論“來拒去留”可知，抽出線圈的過程中，線圈對條形磁鐵的作用力豎直向下，故B錯誤；根據(jù)楞次定律可知，插入線圈的過程中，線圈中感應(yīng)電流沿逆時針方向(俯視)，故C正確；勻速插入線圈的過程中，磁鐵受到重力、拉力、斥力的作用，重力和拉力的合力所做的功等于線圈中產(chǎn)生的焦耳熱，故D錯誤。故選AC。6．如圖甲所示，一長直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一豎直平面內(nèi)，長直導(dǎo)線中的電流i隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示(以水平向右為電流的正方向)，則在0～t2時間內(nèi)，下列說法正確的是A．穿過線框的磁通量一直減小B．線框中始終產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流C．線框先有收縮的趨勢后有擴張的趨勢D．線框所受安培力的合力先向下后向上√由題圖乙可知長直導(dǎo)線中的電流先減小后反向增大，所以穿過線框的磁通量先減小后反向增大，故A錯誤；0～t1時間內(nèi)，直導(dǎo)線中電流方向向右不斷減小，根據(jù)安培定則可知，在線框處產(chǎn)生的磁場垂直于紙面向里且不斷減弱，根據(jù)楞次定律可知，線框中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流；在t1～t2

時間內(nèi)，直線電流方向向左且不斷增大，根據(jù)安培定則可知，在線框處產(chǎn)生的磁場垂直于紙面向外且不斷增強，根據(jù)楞次定律可知，線框中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，故B正確；穿過線框的磁通量先減小后增大，由楞次定律可知，線框先有擴張的趨勢后有收縮的趨勢，故C錯誤；由楞次定律、左手定則判斷線框受安培力的合力方向先向上后向下，故D錯誤。故選B。7．如圖所示，長直導(dǎo)線MN置于三角形金屬線框abc上，彼此絕緣且分別固定，線框被導(dǎo)線分成面積相等的兩部分。導(dǎo)線通入由M到N的電流，當(dāng)電流隨時間線性增大時，線框中A．沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流B．感應(yīng)電流方向為abcaC．感應(yīng)電流逐漸增大D．金屬線框所受的安培力大小不變√由安培定則可知，MN中的電流在導(dǎo)線框上部分產(chǎn)生的磁場垂直于紙面向外，下部分的磁場垂直紙面向里。雖然線框被導(dǎo)線分成面積相等的兩部分，但離導(dǎo)線越遠，磁場越弱，所以線框磁通量變化量不為0，當(dāng)電流逐漸增大時，磁感應(yīng)強度向里增大，由楞次定律可知，導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流為逆時針方向，即沿abca方向，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知感應(yīng)電動勢不變，則感應(yīng)電流大小不變，根據(jù)F＝ILB可知安培力逐漸增大，故A、C、D錯誤，B正確。故選B。8．如圖所示，空間存在垂直紙面向里的磁場，磁場在豎直方向均勻分布，在水平方向非均勻分布，且關(guān)于豎直平面MN對稱，絕緣輕線上端固定在M點，下端與一個粗細均勻的銅制圓環(huán)相連?，F(xiàn)將圓環(huán)由P處無初速度釋放，圓環(huán)第一次向右擺動最遠能到達Q處(圖中未畫出)。已知圓環(huán)始終在同一豎直平面內(nèi)擺動，則在圓環(huán)從P擺向Q的過程中，下列說法正確的是A．位置P與Q可能在同一高度B．感應(yīng)電流方向始終為逆時針方向C．感應(yīng)電流方向先為逆時針方向后為順時針方向D．圓環(huán)整體所受安培力先做負功后做正功√圓環(huán)從P擺向Q的過程中，由于磁場在豎直方向均勻分布，在水平方向非均勻分布，導(dǎo)致圓環(huán)中磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生焦耳熱，則在整個運動過程中圓環(huán)的機械能會減少，因此Q不可能與P在同一高度，故A錯誤；根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)在向下擺的過程中，穿過圓環(huán)垂直向里的磁通量在增加，當(dāng)向上擺的過程中，穿過圓環(huán)垂直向里的磁通量在減少，則感應(yīng)電流方向先逆時針后順時針，故B錯誤，C正確；安培力一直阻礙圓環(huán)與磁場的相對運動，一直做負功，故D錯誤。9．如圖所示，A、B、C為同一平面內(nèi)的線圈，其中A、B為同心圓，現(xiàn)給B中通以順時針方向的電流，在B中的電流逐漸增大的過程中，下列說法正確的是A．線圈A、C中均為順時針方向B．線圈A、C中均為逆時針方向C．線圈A面積有擴大的趨勢，線圈C面積有縮小的趨勢D．線圈A、C面積均有縮小的趨勢√由題意可知線圈B的電流在逐漸增大，電流產(chǎn)生的磁場也在不斷增大。根據(jù)右手螺旋定則可以判斷出線圈B的電流在線圈A產(chǎn)生的磁場垂直紙面向里，根據(jù)楞次定律可以判斷出線圈A產(chǎn)生的感應(yīng)電流為逆時針方向，對應(yīng)產(chǎn)生的磁場垂直紙面向外。同理，根據(jù)右手螺旋定則判斷出線圈B的電流在線圈C產(chǎn)生的磁場垂直紙面向外，根據(jù)楞次定律可以判斷出線圈C產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時針方向，對應(yīng)產(chǎn)生的磁場垂直紙面向里，A、B錯誤；穿過線圈A的磁通量等于線圈B垂直紙面向里的磁通量減去線圈B外垂直紙面向外的磁通量，根據(jù)A、B選項分析結(jié)合楞次定律可知線圈A面積有擴大的趨勢，根據(jù)楞次定律的推論“增縮減擴”可知線圈C面積有縮小的趨勢，C正確，D錯誤。故選C。10．(多選)(2022·廣東高考·改編)如圖所示，水平地面(Oxy平面)下有一根平行于y軸且通有恒定電流I的長直導(dǎo)線。P、M和N為地面上的三點，P點位于導(dǎo)線正上方，MN平行于y軸，PN平行于x軸。一閉合的圓形金屬線圈，圓心在P點，可沿不同方向以相同的速率做勻速直線運動，運動過程中線圈平面始終與地面平行。下列說法正確的有A．N點與M點的磁感應(yīng)強度大小相等、方向相同B．線圈沿PN方向運動時，穿過線圈的磁通量不變C．線圈從P點開始豎直向上運動時，線圈中無感應(yīng)電流D．線圈從P到M過程受到的安培力與從P到N過程受到的安培力相同√√由題意可知，M、N兩點連線與長直導(dǎo)線平行，兩點到長直導(dǎo)線的距離相等，根據(jù)右手螺旋定則可知，通電長直導(dǎo)線在M、N兩點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相等、方向相同，故A正確；根據(jù)右手螺旋定則，線圈在P點時，穿進線圈中的磁感線與穿出線圈中的磁感線相等，磁通量為零，在向N點平移過程中，穿進線圈中的磁感線與穿出線圈中的磁感線不再相等，線圈中的磁通量會發(fā)生變化，故B錯誤；根據(jù)右手螺旋定則，線圈從P點豎直向上運動過程中，穿進線圈中的磁感線與穿出線圈中的磁感線始終相等，線圈的磁通量始終為零，沒有發(fā)生變化，線圈無感應(yīng)電流，故C正確；線圈從P點到M點與從P點到N點，受到的安培力方向不同，故D錯誤。11．現(xiàn)代科技的許多領(lǐng)域都需要研究新型材料。研究人員發(fā)現(xiàn)一種具有獨特屬性的新型合金能夠?qū)?nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能。具體而言，只要略微提高溫度，這種合金就會變成強磁性合金，從而使環(huán)繞它的線圈中產(chǎn)生電流，其簡化模型如圖所示。A為圓柱形合金材料，B為金屬線圈，套在圓柱形合金材料上，線圈的半徑大于合金材料的半徑?，F(xiàn)對A進行加熱，下列說法正確的是A．穿過線圈B的磁通量減小B．線圈B一定有收縮的趨勢C．線圈B中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場阻止了B線圈內(nèi)磁通量的增加D．若從右向左看B中產(chǎn)生順時針方向的電流，則A右端是強磁性合金的N極√對A進行加熱，合金就會變成強磁性合金，線圈B中磁通量增加，故A錯誤；對A