【課標(biāo)要求】1.探究影響感應(yīng)電流方向的因素,理解楞次定律。2.通過實驗,理解法拉第電磁感應(yīng)定律。3.通過實驗,了解自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象。能舉例說明自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用?！究记榉治觥坷愦味?024·江蘇卷·T10、2024·廣東卷·T4、2023·海南卷·T6、2022·北京卷·T11法拉第電磁感應(yīng)定律及應(yīng)用2024·廣東卷·T4、2024·甘肅卷·T4、T6、2024·河北卷·T14、2024·山東卷·T11、2024·湖南卷·T4、T8、2024·浙江6月選考卷·T13、T19、2024·海南卷·T13、2024·北京卷·T14、T20、2024·江西卷·T15、2024·湖北卷·T1、T15、2024·全國甲卷·T25、2024·安徽卷·T15、2024·黑吉遼卷·T9、2023·全國甲卷·T21、2023·全國乙卷·T17、2023·新課標(biāo)卷·T26、2023·北京卷·T19、2023·湖南卷·T14、2023·江蘇卷·T8、2023·浙江6月選考卷·T19、2022·全國甲卷·T16、2022·全國乙卷·T24、2022·江蘇卷·T5電磁感應(yīng)圖像問題2024·全國甲卷·T21、2022·河北卷·T8第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律如圖是學(xué)生常用的飯卡內(nèi)部示意圖,其由線圈和芯片組成電路。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B0,此過程中,試分析:(1)通過線圈的磁通量變化量大小?(2)線圈中是否有感應(yīng)電流?若有電流,線圈中感應(yīng)電流的方向如何判斷?(3)線圈有擴張的趨勢還是有收縮的趨勢?(多選)如圖所示,通電導(dǎo)線旁邊同一平面有矩形線圈abcd,則()[A]當(dāng)線圈向?qū)Ь€靠近時,其中感應(yīng)電流方向是a→b→c→d[B]若線圈在平面內(nèi)上下平動,無感應(yīng)電流產(chǎn)生[C]若線圈向右平動,其中感應(yīng)電流方向是a→b→c→d[D]當(dāng)線圈以導(dǎo)線為軸轉(zhuǎn)動時,其中感應(yīng)電流方向是a→b→c→d【答案】AB【答案】BS磁感線Φ2-Φ1磁通量切割電能阻礙磁通量磁感線導(dǎo)體運動感應(yīng)電流切割考點一對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和判斷1.對磁通量的理解(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。(3)磁通量計算要注意“有效面積”。公式Φ=BS中的面積S指的是垂直于勻強磁場方向的面積,若所研究平面與磁場方向不垂直,應(yīng)取垂直于磁場方向上的投影面積,即為有效面積。2.判斷電路中能否產(chǎn)生感應(yīng)電流的一般流程[例1]【對磁通量的理解】如圖所示,邊長為l的n匝正方形線框abcd內(nèi)部有一邊長為l2的正方形區(qū)域的勻強磁場,磁場的磁感應(yīng)強度為B,下列說法正確的是([A]磁通量是矢量,既有大小又有方向[B]圖示位置時,穿過線框的磁通量為Bl2[C]圖示位置時,穿過線框的磁通量為nBl2[D]從圖示位置繞bc轉(zhuǎn)過90°的過程中,穿過線框的磁通量減少14Bl【答案】D【解析】磁通量是標(biāo)量,有大小無方向,但磁通量有正負,故A錯誤;題圖所示位置時,有效面積為內(nèi)部邊長為l2的正方形的面積,則穿過線框的磁通量為Φ=BS=B·(l2)2=Bl24,故B、C錯誤;從題圖所示位置繞bc轉(zhuǎn)過90°的過程中,正方形線框從垂直磁場方向轉(zhuǎn)到了與磁場方向平行,穿過線框的磁通量減少了14[例2]【感應(yīng)電流有無的判斷】(2024·廣東廣州開學(xué)考)下列給出了與感應(yīng)電流產(chǎn)生條件相關(guān)的四幅情境圖,其中判斷正確的是()[A]圖甲,磁鐵向右插入不閉合線圈的過程中,線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢[B]圖乙,正方形金屬線圈水平向右移動的過程中,正方形線圈中會有感應(yīng)電流[C]圖丙,閉合導(dǎo)線框以其任何一條邊為軸在磁場中旋轉(zhuǎn),都能產(chǎn)生感應(yīng)電流[D]圖丁,水平放置的圓形線圈直徑正上方通有逐漸增大的電流,圓線圈中有感應(yīng)電流【答案】A【解析】題圖甲中,磁鐵向右插入不閉合線圈,線圈中磁通量發(fā)生變化,線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,由于線圈不閉合,線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,A正確;題圖乙中,正方形金屬線圈水平向右移動,由于線圈的磁通量保持不變,矩形線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,B錯誤;題圖丙中,閉合導(dǎo)線框若以豎直邊為軸在磁場中旋轉(zhuǎn),不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,C錯誤;題圖丁中,水平放置的圓形線圈直徑正上方導(dǎo)線中電流逐漸增大,線圈的磁通量一直為零,線圈中沒有感應(yīng)電流,D錯誤。考點二楞次定律及推論1.楞次定律中“阻礙”的含義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)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流。判斷時注意掌心、拇指、四指的方向。①掌心——磁感線垂直穿入。②拇指——指向?qū)w運動的方向。③四指——指向感應(yīng)電流的方向。[例3]【感應(yīng)電流方向的判斷】(2024·江蘇卷,10)如圖所示,在絕緣的水平面上,有閉合的兩個線圈a、b,線圈a處在垂直于紙面向里的勻強磁場中,線圈b位于右側(cè)無磁場區(qū)域?，F(xiàn)將線圈a從磁場中勻速拉出,線圈a、b中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向分別是()[A]順時針,順時針 [B]順時針,逆時針[C]逆時針,順時針 [D]逆時針,逆時針【答案】A【解析】線圈a從磁場中勻速拉出的過程中,線圈a左側(cè)邊切割磁感線,由右手定則可知線圈a的電流方向為順時針,由于線圈a從磁場中勻速拉出,則a中產(chǎn)生的電流為恒定電流,在線圈a靠近線圈b的過程中,線圈b的磁通量在向外增大,根據(jù)楞次定律可得線圈b產(chǎn)生的電流方向為順時針。故選A。[例4]【“增反減同”】(2024·廣東佛山期中)(多選)某同學(xué)發(fā)明了一種利用旋轉(zhuǎn)雨傘產(chǎn)生電流的方法,其原理可以簡化為如下模型:沿雨傘邊緣繞一絕緣圓環(huán)A并使其均勻帶電,在雨傘面上再固定一導(dǎo)體環(huán)B(A、B可看作在同一平面內(nèi),且傘面絕緣)。若傘以順時針方向變速轉(zhuǎn)動時,B環(huán)中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流,則()[A]A環(huán)可能帶正電且轉(zhuǎn)速不變[B]A環(huán)可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大[C]A環(huán)可能帶負電且轉(zhuǎn)速增大[D]A環(huán)可能帶負電且轉(zhuǎn)速減小【答案】BD【解析】若A環(huán)帶正電,轉(zhuǎn)速不變時,A環(huán)產(chǎn)生的磁場不變,無法在B環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流;轉(zhuǎn)速增大時,A環(huán)產(chǎn)生的磁場增強,根據(jù)安培定則、楞次定律可知,B環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電流為逆時針,A錯誤,B正確。若A環(huán)帶負電,同理可知,C錯誤,D正確。[例5]【“來拒去留”】如圖所示,一個金屬圓環(huán)靜置在絕緣光滑的水平桌面上,圓心的正上方有一個豎直的條形磁鐵。當(dāng)把條形磁鐵水平向右移動時,則()[A]金屬圓環(huán)將向左運動[B]金屬圓環(huán)對桌面的壓力將變大[C]金屬圓環(huán)將受到水平向右的驅(qū)動力[D]從上向下看,金屬圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流【答案】C【解析】根據(jù)“來拒去留”可知,金屬圓環(huán)將受到水平向右的驅(qū)動力,金屬圓環(huán)將向右運動,故A錯誤,C正確;當(dāng)條形磁鐵水平向右平移時,閉合金屬環(huán)內(nèi)向上的磁通量減小,由楞次定律可知,金屬圓環(huán)中會產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流,將金屬圓環(huán)等效成條形磁體,則上面為N極,故與條形磁鐵相吸,則環(huán)對桌面的壓力小于重力,故B、D錯誤。[例6]【“增縮減擴”】(多選)如圖甲所示,圓形線圈P靜止在水平桌面上,其正上方固定一螺線管Q,P和Q共軸,Q中的電流i隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示,取圖甲中電流方向為正方向,則()[A]在t1時刻,P有收縮的趨勢[B]在t2時刻,穿過P的磁通量不變[C]在t3時刻,P中有感應(yīng)電流[D]在t4時刻,P有收縮的趨勢【答案】ABC【解析】當(dāng)螺線管中電流增大時,其形成的磁場不斷增強,因此線圈P中的磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知,線圈P有遠離和面積收縮的趨勢,故在t1時刻P有收縮的趨勢,故A正確;t2時刻螺線管中電流不變,其形成磁場不變,線圈P中的磁通量不變,線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生,故B正確;在t3時刻螺線管中電流為零,但是線圈P中磁通量變化,線圈P中有感應(yīng)電流,故C正確;t4時刻螺線管中電流不變,其形成磁場不變,線圈P中的磁通量不變,線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生,P沒有收縮的趨勢,故D錯誤。楞次定律的推論內(nèi)容例證增反減同(阻礙原磁通量的變化;阻礙原電流的變化)磁體靠近線圈,B感與B原方向相反當(dāng)I1增大時,環(huán)B中的感應(yīng)電流方向與I1相反;當(dāng)I1減小時,環(huán)B中的感應(yīng)電流方向與I1相同閉合S,B燈先亮,A燈逐漸變亮續(xù)表內(nèi)容例證來拒去留(阻礙相對運動)磁體靠近,是斥力;磁體遠離,是引力。作用力總是阻礙磁體與圓環(huán)相對運動增縮減擴(適用于單向磁場)P、Q是光滑固定導(dǎo)軌,a、b是可動金屬棒,磁體下移(上移),a、b靠近(遠離),使回路面積有縮小(擴大)的趨勢說明以上情況“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點三“三定則、一定律”的應(yīng)用[例7](多選)如圖所示裝置中,ab、cd桿垂直放置在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌接觸良好,桿與導(dǎo)軌之間的摩擦力不計。原來ab、cd桿均靜止,當(dāng)ab桿做如下運動時,cd桿將向左移動的是()[A]向右減速運動 [B]向右加速運動[C]向左加速運動 [D]向左減速運動【答案】AC【解析】cd桿向左移動,則cd桿受到的安培力水平向左,根據(jù)左手定則,cd桿上電流方向為從d流向c,根據(jù)楞次定律,線圈L2的感應(yīng)磁場方向為豎直向下,則線圈L1中磁場方向向下增強或向上減弱。若線圈L1中磁場方向向下增強,則ab桿中電流方向為從b流向a,并且逐漸增大,所以ab桿向左加速運動。同理可得,若線圈L1中磁場方向向上減弱,ab桿向右減速運動,B、D錯誤,A、C正確。(1)左、右手定則巧區(qū)分。①右手定則與左手定則的區(qū)別:抓住“因果關(guān)系”才能無誤,“因動而電”——用右手;“因電而動”——用左手。②左手定則和右手定則很容易混淆,為了便于區(qū)分,可把兩個定則簡單地總結(jié)為“通電受力用左手,運動生電用右手”,即“左力右電”。(2)在二次感應(yīng)現(xiàn)象中,“程序法”和“逆向推理法”的選擇。①如果要判斷二次感應(yīng)后的現(xiàn)象或結(jié)果,選擇程序法。②如果已知二次感應(yīng)后的結(jié)果,要判斷導(dǎo)體棒的運動情況或磁場的變化,需選擇逆向推理法。(滿分:52分)對點1.對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和判斷1.(6分)(2025·云南高考適應(yīng)性考試)(多選)法拉第在日記中記錄了其發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程,某同學(xué)用現(xiàn)有器材重現(xiàn)了其中一個實驗。如圖所示,線圈P兩端連接到靈敏電流表上,線圈Q通過開關(guān)S連接到直流電源上。將線圈Q放在線圈P的里面后,則()[A]開關(guān)S閉合瞬間,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)[B]開關(guān)S斷開瞬間,電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)[C]保持開關(guān)S閉合,迅速拔出線圈Q瞬間,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)[D]保持開關(guān)S閉合,迅速拔出線圈Q瞬間,電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)【答案】AC【解析】開關(guān)閉合或斷開瞬間,線圈Q的電流發(fā)生變化,由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,線圈P中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),故A正確,B錯誤;保持開關(guān)S閉合,迅速拔出線圈Q瞬間,線圈P中磁通量發(fā)生變化,線圈P中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),故C正確,D錯誤。2.(6分)(多選)地球赤道附近的地磁場可以看成是磁感應(yīng)強度B=5×10-6T,方向由南向北的勻強磁場。若在該區(qū)域有一面沿東西方向的墻(磁場垂直于墻面,由室內(nèi)指向室外),墻面上有兩種類型的窗戶。如圖甲所示的窗戶可以繞ad向外轉(zhuǎn)動,如圖乙所示的窗戶可以沿水平方向左右滑動。已知兩扇窗戶abcd和efgh金屬框架的面積都為1.5m2,則下列說法正確的是()[A]圖甲,窗戶繞ad向外推開的過程中,金屬框架abcd中有感應(yīng)電流[B]圖乙,窗戶沿水平方向從左向右滑動的過程中,金屬框架efgh中有感應(yīng)電流[C]圖甲,關(guān)閉著的窗戶向外推開30°時,穿過金屬框架abcd的磁通量為7.5×10-6Wb[D]圖甲,關(guān)閉著的窗戶向外推開120°的過程中,穿過金屬框架abcd的磁通量的大小為3.75×10-6Wb【答案】AD【解析】題圖甲,窗戶繞ad向外推開的過程中,金屬框架abcd中磁通量發(fā)生變化,有感應(yīng)電流,故A正確。題圖乙,窗戶沿水平方向從左向右滑動的過程中,金屬框架efgh中磁通量沒有發(fā)生變化,沒有感應(yīng)電流,故B錯誤。題圖甲,關(guān)閉著的窗戶向外推開30°時,穿過金屬框架abcd的磁通量為Φ=BScos30°=3.753×10-6Wb;向外推開120°的過程中,穿過金屬框架abcd的磁通量的大小為Φ=BScos60°=3.75×10-6Wb,故C錯誤,D正確。對點2.楞次定律及推論3.(4分)(2025·四川高考適應(yīng)性考試)如圖,水平面MN下方存在垂直于紙面向里的勻強磁場,紙面為豎直平面。不可形變的導(dǎo)體棒ab和兩根可形變的導(dǎo)體棒組成三角形回路框,其中ab處于水平位置,框從MN上方由靜止釋放,框面始終在紙面內(nèi),框落入磁場且ab未到達MN的過程中,沿磁場方向觀察,框的大致形狀及回路中的電流方向為()[A][B][C][D]【答案】C【解析】框下落過程中,通過框面的磁通量增大,故框有收縮趨勢;根據(jù)楞次定律知,沿磁場方向觀察,電流沿逆時針方向。4.(6分)(多選)如圖所示,金屬棒ab、cd放在水平光滑導(dǎo)軌上,條形磁體向下加速運動,在接近導(dǎo)軌時,下列說法正確的是()[A]ab、cd相互靠近 [B]ab、cd相互遠離[C]磁體加速度大于g [D]磁體加速度小于g【答案】AD【解析】當(dāng)條形磁體從上向下接近閉合回路時,穿過回路的磁場方向向下,且磁通量在不斷增加,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流所產(chǎn)生的效果總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁通量的變化,所以會阻礙條形磁體的下落,則感應(yīng)電流的磁場給條形磁體一個向上阻礙其下落的阻力,即磁體下落的加速度小于g;為了阻礙回路中磁通量增加,ab、cd兩金屬棒將互相靠攏,使回路的面積減小。故選AD。5.(4分)如圖所示,光滑絕緣水平面上,有兩根固定的相互垂直彼此絕緣的長直導(dǎo)線,通以大小相同的電流。在角平分線上,對稱放置四個相同的圓線圈。若兩根導(dǎo)線上的電流同時按相同規(guī)律均勻增大,下列判斷正確的是()[A]線圈1中有順時針方向的感應(yīng)電流[B]線圈2中有順時針方向的感應(yīng)電流[C]線圈3中有順時針方向的感應(yīng)電流[D]線圈4中有順時針方向的感應(yīng)電流【答案】B【解析】由安培定則可以判斷出線圈1中磁通量為零,線圈2中磁通量垂直于紙面向外,線圈3中磁通量為零,線圈4中磁通量垂直于紙面向內(nèi)。當(dāng)兩根導(dǎo)線上的電流同時按相同規(guī)律增大時,根據(jù)楞次定律可知,線圈1和線圈3中無感應(yīng)電流,線圈2中有順時針方向的感應(yīng)電流,線圈4中有逆時針方向的感應(yīng)電流。故選B。6.(6分)(多選)如圖甲所示,將線圈套在長玻璃管上,線圈的兩端與電流傳感器(可看作理想電流表)相連。將強磁鐵從長玻璃管上端由靜止釋放,磁鐵下落過程中將穿過線圈。實驗觀察到如圖乙所示的感應(yīng)電流隨時間變化的圖像。下列說法正確的是()[A]t1～t2時間內(nèi),磁鐵受到線圈的作用力方向一直向上[B]磁鐵下落過程減少的重力勢能等于增加的動能[C]若將線圈的匝數(shù)加倍,則穿過線圈的磁通量變化量也將加倍[D]若將磁鐵兩極翻轉(zhuǎn)后重復(fù)實驗,將先產(chǎn)生負向感應(yīng)電流,后產(chǎn)生正向感應(yīng)電流【答案】AD【解析】t1～t3時間內(nèi),根據(jù)“來拒去留”,磁鐵受到線圈的作用力方向靠近線圈時是向上的,遠離線圈時也向上,A正確;磁鐵下落過程減少的重力勢能大于增加的動能,原因是線圈對磁鐵的作用力在這個過程中做負功,B錯誤;若將線圈的匝數(shù)加倍,穿過線圈的磁通量變化量不變,原因是穿過線圈的磁通量和匝數(shù)無關(guān),C錯誤;若將磁鐵兩極翻轉(zhuǎn)后重復(fù)實驗,磁通量的變化情況和原來方向相反,大小變化相同,將先產(chǎn)生負向感應(yīng)電流,后產(chǎn)生正向感應(yīng)電流,D正確。對點3.“三定則、一定律”的應(yīng)用7.(6分)(多選)如圖,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向左運動,在運動開始的瞬間,下列說法正確的是()[A]PQRS中感應(yīng)電流沿順時針方向,T中沿逆時針方向[B]PQRS中感應(yīng)電流沿逆時針方向,T中沿順時針方向[C]T具有收縮趨勢,PQ受到向右的安培力[D]T具有擴張趨勢,PQ受到向右的安培力【答案】AC【解析】金屬桿PQ向左運動,根據(jù)右手定則可知,閉合回路PQRS中電流沿順時針方向,由安培定則可知,回路PQRS中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向里,故環(huán)形金屬線框T中的磁通量將變大,由楞次定律可知,線框T中將產(chǎn)生沿逆時針方向的感應(yīng)電流,故A正確,B錯誤;由楞次定律可知,線框T有收縮的趨勢,以阻礙磁通量的增大,由左手定則可知,PQ受到的安培力向右,故C正確,D錯誤。8.(6分)(多選)如圖,長直導(dǎo)線MN置于三角形金屬線框abc上,彼此絕緣,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)電流逐漸增大時,線框中()[A]磁通量增大[B]沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流[C]感應(yīng)電流方向為abca[D]感應(yīng)電流方向為acba【答案】AC【解析】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,當(dāng)電流逐漸增大時